Лесное хозяйство. Деревообрабатывающая промышленность

Сборник научных трудов включает результаты исследований по актуальным проблемам агрономии, зоотехнии, ветеринарии, агропромышленного комплекса. Особое внимание уделено современным технологиями механизации сельского хозяйства, экономике и управлению сельскохозяйственным производством в АПК, технологиям переработки сельскохозяйственной продукции, товароведению.

Анализ литературных данных и наблюдений авторов в Шиповом и Теллермановском лесостепных лесных массивах указывает на постепенное уменьшение мощности плодородных лесных темно-серых почв лесных и аграрных черноземов. В «древних» богатых почвах слой гумуса, достигнув определенного возраста, начинает разрушаться. Мощность гумусо-аккумулятивного горизонта почв ограничена сверху. Использованы оценки мощности и возраста почв, погребенных под курганными сооружениями и насыпями. В течение ХХ–ХХI вв. мощность гумусо-аккумулятивного горизонта богатых почв Европейской России сокращается. Радиоуглеродный возраст наиболее древних фракций гумуса уменьшается, что свидетельствует об исчезновении этих фракций. Обсуждаются гипотезы непрерывного накопления (убывания) гумуса. Предположительно, тяжелые гуматные фракции гумуса, свойственные наиболее плодородным почвам, уничтожаются почвенными археями, более легкие фульватные фракции, свойственные молодым и мало-продуктивным почвам, сохраняются. Сигналом к началу деструкции гумуса служит высокая концентрация в почвах гуматного гумуса. Для накопления гумуса до «предельных» концентраций требуется примерно 150...180 тыс. лет. Старт деструкции происходит менее чем за 10...20 лет. Начало процессов деструкции и сокращения аккумулятивного горизонта плодородных почв относится к 90-м гг. XIX в. Математическое моделирование, выполненное по материалам наблюдений за концентрацией гумуса в Центрально-Черноземном заповеднике им. В.В. Алехина, показало, что рассматриваемый процесс деструкции занимает около 200 лет и сопровождается сопряженным обогащением атмосферы оксидами углерода (СО2) и азота (N2O). Деструкция гумуса в почвах Северного полушария позволяет выявить основной, независимый от антропогенного, источник наблюдаемых изменений состава атмосферы

Нормирование удельных расходов энергии на деревообрабатывающих предприятиях строится в соответствии с расчленением производства, с одной стороны, на отдельные операции и процессы по видам производимой продукции, с другой – на отдельные участки (агрегаты, цехи, предприятие в целом). В соответствии с этим различают операционные удельные нормы по отдельным операциям и суммарные удельные нормы по отдельным производственным процессам. Цель настоящей статьи – разработка подхода к установлению операционной нормы удельного расхода электроэнергии на выполнение транспортных операций деревообрабатывающего производства, используемых для выгрузки леса из воды, транспортировки лесоматериалов со складов в цех и обслуживания технологических операций между отдельными агрегатами. Исследования энергетических свойств электропривода конвейеров проведены в направлении, при котором потери и полезное потребление энергии определяются через некоторые коэффициенты потерь и производительность агрегатов. Получены аналитические зависимости между потребляемой мощностью, удельным потреблением электроэнергии и производительностью конвейера, названные энергетическими характеристиками. Используемый метод позволяет выразить полезную нагрузку на агрегат через производительность – показатель, по которому практически оцениваются результаты работы агрегата, участка, цеха и т. д. Наличие энергетических характеристик дает возможность более качественно подойти к вопросу планирования удельных расходов энергии по каждому типоразмеру сортиментов и производству в целом. В результате исследований установлено, что энергетическая характеристика мощности, потребляемой транспортными устройствами, носит линейный характер, удельного расхода электро-энергии – нелинейный. Выявлены основные технологические факторы и параметры оборудования и сырья, влияющие на удельное электропотребление конвейеров.

Обоснование энергетических и динамических параметров агрегата для понижения пней является важным вопросом при выполнении лесовосстановительных работ. Также актуально определение оптимальных конструктивных параметров фрезерного рабочего органа агрегата и режимов его работы. Цели данных теоретических исследований – обоснование возможностей преодоления перегрузок при встрече рабочего органа с пнем за счет кинетической энергии вращающихся масс двигателя, трансмиссии и фрезы; определение оптимальных энергетических и динамических параметров агрегата; теоретический анализ процесса дробления пня фрезерным рабочим органом, позволяющий в дальнейшем решить задачу оптимизации конструктивных и геометрических параметров рабочего органа, а также режимов его работы по критерию минимума энергоемкости. Программа исследований предусматривала изучение возможности преодоления перегрузок посредством подбора оптимальных значений частоты вращения рабочего органа, мощности двигателя, момента инерции агрегата, скорости его движения по критерию допустимого коэффициента загрузки двигателя трактора, рациональных по критерию минимума энергоемкости режимов резания и углов установки резцов. Исследования проводили теоретически на основании созданных авторами компьютерных программ Dina 2 и Freza_n, что позволило обосновать параметры агрегата и его рабочего органа на стадии проектирования. На основании полученных результатов возможно обосновать выбор базового трактора, конструкцию и компоновку тракторного лесохозяйственного агрегата для понижения пней с рабочим органом в виде фрезы фронтальной навески и определить мощностные и динамические параметры такого агрегата, что позволит увеличить производительность труда и снизить утомляемость оператора

Для условий малообъемных лесозаготовок форма лесосек напрямую связана с формой таксационных выделов, расположенных на территории лесного квартала. Непрямо-угольная форма выделов, а следовательно, и осваиваемых лесосек, различие запасов назначенного в рубку древостоя и видов рубок являются характерными особенностями лесосечных работ при их комплексном ведении на нескольких смежных лесосеках в условиях поквартального освоения лесных участков. Нами предложена методика расчета среднего расстояния трелевки с территории выделенных делянок, отличающаяся возможностью ее использования на лесосеках различной конфигурации в условиях неравномерности распределения запасов древесины по площади и разнообразия технологических схем разработки пасек, характеризующихся криволинейной формой магистральных и пасечных волоков. Методика предусматривает разбиение анализируемых смежных лесосек на ряд простейших геометрических фигур, что позволяет максимально упростить расчеты и свести их к использованию методов дифференциального и интегрального исчисления. Идея базируется на анализе грузовой работы при трелевке лесоматериалов с различных участков смежных лесосек к погрузочным площадкам. Получена универсальная математическая зависимость для определения грузовой работы по трелевке лесоматериалов с участков любой конфигурации в условиях ветвистой структуры размещения на них пасечных и магистральных волоков. Материалы могут быть рекомендованы к использованию при обосновании технологических элементов лесосек, созданных путем объединения нескольких таксационных выделов, в условиях поквартального освоения лесных участков. При внедрении полученных результатов в производство создаются условия для более эффективного размещения погрузочных пунктов, прокладки трелевочных волоков, сокращаются затраты на освоение лесосек и повышается производительность трелевочной техники. Разработанная методика может быть использована для увеличения эффективности освоения лесных участков и оптимизации лесозаготовительного процесса при непрямо-угольной форме разрабатываемых лесосек. Полученные нами результаты прошли экспериментальную проверку в производственных условиях и рекомендуются к использованию на предприятиях, заинтересованных в поквартальном освоении лесных участков.

Береза повислая (Betula pendula Roth.) в Житомирском Полесье Украины формирует высокопродуктивные как чистые, так и смешанные насаждения с сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.), дубом обыкновенным (Quercus robur L.), осиной (Populus tremulae L.). В последние годы наблюдается массовое усыхание этого ценного древесного растения, связанное с инфекционной, в первую очередь бактериальной, патологией. Приведены результаты исследований бактериальной водянки – опасного инфекционного заболевания березы повислой, возбудителем которого является фитопатогенная бактерия Enterobacter nimipressuralis. Указано, что отмирание березы повислой при ее поражении бактериальной водянкой происходит в результате отслоения покровных частей с образованием некрозов шириной 10…20 см и длиной 1 м и более. Патогенность возбудителя водянки доказана в эксперименте на индикаторных растениях и на березе повислой (побеги и листья B. pendula были не чувствительны к патогену). Установлено, что поражение бактериальной водянкой с образованием стойких очагов усыхания более интенсивно происходит в березовых насаждениях старших возрастных групп. С поражениями вместе с E. nimipressuralis изолированы и другие виды бактерий, а также грибы, которые, очевидно, являются сопутствующей мико- и микрофлорой в патологии бактериальной водянки. Высказано достаточно аргументированное предположение о непосредственном участии рогохвоста (Tremex fuscicornis) в распространении E. тimipressuralis. В зависимости от физиологического состояния плотность заселения B. pendula рогохвостом в исследуемом регионе варьирует в среднем от 0,09 до 10,9 летных отверстий на 1 дм2. Здоровые деревья и насаждения характеризуются практически нулевой численностью T. fuscicornis на стволах. К сильно ослабленным деревьям и насаждениям отнесены те, где наблюдалось свыше 7 летных отверстий на 1 дм2 и береза находилась в состоянии отмирания.

Для пчеловодства широкое использование потенциала растительных сообществ лесных массивов возможно потребует изучения и оценки медоносных ресурсов. В задачи исследований входило определение медопродуктивности растительных формаций на землях лесного фонда степного Придонья. Знание медосборных условий в лесном хозяйстве необходимо для планирования пчеловодства, составления плана пасечных работ на сезон, выбора метода пчеловождения и приемов ухода за пчелами, а также для того, чтобы наиболее полно использовать медоносные ресурсы и наметить пути улучшения медоносной базы. При оценке медоносных ресурсов устанавливали площади, занятые медоносными растениями, проводили учет количества медоносных деревьев и кустарников на пробных площадях маршрутным методом. Потенциальную медопродуктивность вычисляли на единице площади. Медоносные угодья и природно-климатические условия в лесном фонде степного Придонья характеризуются большой изменчивостью. В результате исследований установлено, что Ростовская область при лесистости 2,5 % располагает огромным биоресурсным потенциалом лесов для медосбора. Древесная и кустарниковая медоносная растительность (клены остролистный, татарский и полевой, липа, робиния лжеакация, груша, черешня, яблоня, абрикос, ива, кизил мужской, терн, боярышники однопестичный и алма-атинский, жимолость татарская, акация желтая, аморфа, калина обыкновенная, крушина ломкая, лох серебристый, снежноягодник, вишня степная) произрастают в основном в лесных насаждениях, а также в байрачных и пойменных лесах. Максимальной медопродуктивностью на световых берегах характеризуются дубняки байрачные (426,4 кг/га). При этом с повышением доли кленов полевого и татарского, липы мелколистной и вяза обыкновенного увеличивается медопродуктивность угодий на единицу площади. Первое место по этому показателю занимают кленовники дубняков байрачных присетевых (369,1 кг/га). В пойменных формациях наибольшей продуктивностью обладают ветляники береговых низин (156,6 кг/га). В дубраве сухой осоковой наиболее продуктивны чистые насаждения клена полевого (1050,9 кг/га). Значимой медопродуктивностью отличаются дубово-кленовые насаждения в составе с кленом полевым (487,8 кг/га), орехово-липовые (326 кг/га), дубово-липовые в подлеске с кленом татарским (306,4 кг/га), липово-ясеневые (421,6 кг/га). В дубраве свежей снытьево- осоковой высокую медопродуктивность показали дубово-кленовые насаждения в составе с кленом полевым (в подлеске с кленом татарским) и живой напочвенный покров со снытью, звездчаткой, будрой и медуницей (603,4 кг/га). При умелом использовании медоносного потенциала лесных растений не только будет успешно развиваться доходное пчеловодство, но и будет обеспечено значительное увеличение лесного фонда южных регионов европейской части Российской Федерации.

Интродукция является одним из наиболее эффективных методов пополнения местной дендрофлоры ценными видами растений. Для диагностики успешности интродукции растений необходимо выяснить природу их адаптации в новых условиях произрастания. Весьма значимыми для оценки акклиматизации растений являются состав и соотношение запасных веществ и метаболитов в клетках тканей. Из запасных питательных веществ наиболее важен для развития древесных растений крахмал. Повышение температуры значительно влияет на содержание этого питательного вещества. Увеличение содержания крахмала в клетках тканей связано с выходом растений из состояния покоя и подготовкой к вегетационному периоду. Исследована биологическая специфичность 13 видов ели, интродуцированных в Нижегородскую область. Установлена их неоднородность по содержанию крахмала в клетках тканей годичных побегов, что может иметь адаптационное значение. Содержание крахмала в клетках тканей годичных побегов выявляли цветной реакцией с раствором Люголя. Срезы после окрашивания соответствующими реактивами и фиксации анализировали с помощью микроскопа «Микмед-2». Оценку содержания запасных веществ на поперечном срезе побега давали по каждой учетной зоне отдельно и в сумме баллов по всем учетным зонам. Статистический и дисперсионный анализы выполняли по общепринятым методикам. По каждому ботаническому виду, включенному в схему анализа, вычисляли средние значения. Соотношение между видами рода ель по содержанию крахмала в разных тканях было неодинаковым. Различия между интродуцентами проявились на выровненном фоне экологических условий. Дисперсионный анализ подтвердил существенность различий, обнаруженных между исследованными видами ели, в содержании крахмала.

Одним из негативных последствий развития очагов корневой губки, наряду с распадом древостоев, является неопределенность в возможности естественного возобновления хвойных пород. Поэтому исследования хода естественного возобновления в очагах корневой губки разной степени развития не только актуальны, но и своевременны. Цель работы – изучение процессов дифференциации деревьев сосны и естественного возобновления леса в очагах усыхания деревьев от корневой губки. Исследования проводили летом 2015 г. в возникающих, действующих и затухающих очагах усыхания. Для каждой категории усыхания обследовали по 6 очагов округлой формы со средним диаметром 40 м. Для сравнения на межочаговом пространстве были заложены контрольные площади, имеющие одинаковые с очагами усыхания характеристики и сопоставимые размеры (35×40 м). Средняя площадь очага и контрольной площади составляла 0,13 га. На каждой контрольной площади и в каждом очаге усыхания проводили сплошной перечет деревьев с разделением их на 6 категорий состояния. Среднее число деревьев, шт.: на контрольных площадях – 92, в возникающих очагах – 85, в действующих – 79, в затухающих – 76. Результаты исследований показали, что в очагах усыхания, расположенных в сосняке орляковом, отмечено посте-пенное снижение количества условно здоровых деревьев и увеличение числа деревьев в той или иной степени ослабленных, усыхающих и отмерших по мере перехода очагов из категории возникающих в категории действующих и затухающих. На контрольных площадях в процессе дифференциации деревьев в среднем было 73 дерева (или 79 %) без внешних признаков ослабления, т. е. условно здоровых. На аналогичной площади в возникающих очагах усыхания таких деревьев сохранилось 58 шт. (или 69 %), в действующих – 21 шт. (27 %), в затухающих – 14 шт. (18 %). В очагах усыхания, особенно в окнах полога, может образоваться вполне достаточное количество разновозрастного самосева и подроста различных древесных пород. В обследованных лесных культурах отмечено увеличение количества самосева сосны в очагах усыхания по мере их перехода от возникающих к действующим и затухающим. Возрастание количества самосева сосны в действующих и затухающих очагах усыхания по сравнению с контролем и возникающими очагами связано, по нашему мнению, с тем, что при развитии в очагах усыхания со временем происходит снижение полноты, появляются окна полога, в которых создаются лучшие условия для естественного возобновления сосны

Рубки ухода трудоемки и затратны, поэтому должна быть сформирована увязанная по срокам, интенсивности, периодичности программа рубок, которая позволит интенсифицировать лесное хозяйство. Теоретической основой оптимальных рубок ухода по целевым и экономическим функциям выступает изучение естественных механизмов роста деревьев разных категорий развития. Основным показателем реакции деревьев на «социальное» положение в древостое, климатические факторы, хозяйственные мероприятия является радиальный прирост. Цель исследования – оценка влияния прореживаний на радиальный прирост сосны в средневозрастных насаждениях. Рубку прореживания проводили в 1993 г. по традиционной технологии верховым методом. Учетные площадки закладывали вблизи волока и в центре пасеки. У модельных деревьев на высоте 1,3 м отбирали керны перпендикулярно прорубленным волокам (по направлению западвосток). Классы продуктивности определяли по относительному диаметру. Категории роста деревьев выделяли по индексам радиального прироста. После рубки прореживания достоверного изменения радиального прироста не произошло, хотя отмечалась положительная динамика, особенно у деревьев вблизи волока. Все исследуемые деревья понизили класс продуктивности. Через 20 лет после рубки часть деревьев вблизи волока перешла в более высокий класс продуктивности, за исключением деревьев пятого класса. Отсутствие реакции у деревьев, относящихся к разным категориям роста, связано с тем, что рубки ухода на исследуемом выделе начали проводить сравнительно поздно, в 50-летних насаждениях. Отсутствие прочистки перед прореживанием привело к наличию 12 % сухостоя и депрессии в радиальном приросте. В результате проведенные рубки ухода стали лишь технической подготовкой для дальнейшей выборки деревьев.

В работе рассматриваются особенности роста лесных культур сосны, созданных посадочным материалом из брикетированных сеянцев по механически обработанной почве вырубок и без обработки. Опытные культуры были заложены в рамках международного проекта «Тайга – модельный лес» сотрудниками Петрозаводского государственного университета и Института леса Карельского научного центра Российской академии наук. Культуры были созданы на старой заросшей вырубке сосняка брусничного свежего по подзолистым иллювиально-железистым супесчаным почвам, подстилаемым мореной. Каменистость почвы высокая. Опытные культуры закладывали однолетними брикетированными сеянцами, стандартными двухлетними сеянцами с открытой корневой системой, также исследовали культуры, созданные посевом. На экспериментальных участках в течение 14 лет изучали приживаемость, сохранность, высоту ствола, диаметр ствола, текущий прирост по высоте, развитие корневых систем. Максимальные значения показателей (приживаемость на первый год – 100 %, сохранность на 14-й год – 82 %, средняя высота насаждений – 5,24 см, средний диаметр ствола – 8,0 см) отмечены для культур из брикетированных сеянцев, созданных по обработанной почве. Раскопки корневых систем лесных культур показали, что у высаженных в неподготовленную почву растений практически отсутствовал явно выраженный стержневой корень, имелось более слабое развитие корней всех порядков. На основании 14-летних наблюдений за ростом культур сосны и анализа полученных результатов были сделаны выводы о более высоких показателях роста культур из этого вида посадочного материала и о необходимости проведения обязательной подготовки почвы при создании культур из брикетированных сеянцев в условиях зеленомошных типов условий местопроизрастания. Посевы сосны после рубки брусничников позже начинали активный рост, но догоняли по показателям роста культуры из стандартного посадочного материала.

Назначение лесохозяйственных мероприятий в рамках лесного проектирования является важной задачей лесоустройства. К одной из основных проектируемых групп мероприятий относится и лесовосстановление. Цель исследования заключается в обобщении закономерностей естественного лесовосстановления в различных лесорастительных условиях для хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья, разработке методики балльной оценки количественных и качественных характеристик подроста для объективного назначения способов лесовосстановления на таксационном выделе. Объектом исследования являлись лесные насаждения Республики Марий Эл. Исходными данными для проведения статистического анализа служили информация о 44 пробных площадях и база данных, состоящая из почти 50 тыс. единиц таксационных характеристик лесных насаждений. С использованием в среде STATISTICA модуля «Деревья классификации и регрессии» проведен кластерный анализ основных лесоводственных факторов, влияющих на наличие и густоту подроста. Разработаны интерполированные десятибалльные шкалы таксационных показателей для оценки перспективности способов лесовосстановления. Каждая шкала корректируется поправочным коэффициентом силы влияния этого фактора на появление подроста. По анализируемому таксационному выделу накапливается балльная оценка лесоводственных факторов. Исходя из суммы баллов, приведенных к 10-балльной шкале, все таксационные выделы лесного участка оцениваются по перспективности искусственного или естественного лесовосстановления. Разработанная методика лесоводственно-статистической оценки целесообразности способа лесовосстановления является объективным оценочным инструментом. Его использование представляется возможным как для небольшого лесного участка, так и для лесного района.

Методические указания содержат теоретический материал, задания для выполнения лабораторных работ, список рекомендованной учебной литературы, контрольные вопросы.

Физико-механические свойства древесины зависят от количества влаги, находящейся в клеточных стенках и связанной с ее компонентами. Однако до сих пор нет четкого представления о местонахождении связанной влаги в древесинном веществе клеточных стенок. Цель исследования состояла в том, чтобы теоретически обосновать сорбционную способность компонентов древесины и смоделировать данный процесс на наноуровне с учетом размеров молекул и атомов. Для моделирования был взят основной и наиболее изученный компонент древесины – целлюлоза. Разработанная нами пространственная сферическая модель макромолекулы целлюлозы и расположение ее звеньев в элементарной ячейке позволили объяснить механизм поглощения влаги клеточной стенкой древесины на молекулярном уровне. Гидроксильные группы макромолекул целлюлозы и молекул воды имеют одну природу, так как электроотрицательность составляющих их атомов совпадает по значению, что позволяет им легко образовывать межмолекулярные водородные связи в одном слое и между соседними слоями в кристалле. Водородная связь по своему характеру является электростатической. Энергия ее примерно в 10 раз меньше энергии межатомных ковалентных связей. Электроотрицательности ОН-групп молекул целлюлозы и воды совпадают по значимости, поэтому при определенных энергетических условиях окружающей среды молекула воды, разрывая межмолекулярную водородную связь молекулы целлюлозы, тут же замыкает ее на себя. Точно также молекула воды покидает водородную связь, если она обладает достаточной кинетической энергией, чтобы сдвинуться с места. Проникновение молекул воды в кристалл целлюлозы происходит путем перемещения их из одной водородной связи в другую. Молекулы воды удерживаются в этих связях только за счет своей электроотрицательности. Таким образом, механизм взаимодействия микрокристаллита целлюлозы с влагой определяется тем, что молекулы воды удерживаются в водородных связях гидроксильных групп глюкопиранозных звеньев макромолекулы целлюлозы и имеют возможность перемещаться между ними. При внедрении молекулы воды в водородную связь расстояние между OH-группами целлюлозы увеличивается на ее размер, и при влагопоглощении разбухание кристаллической структуры целлюлозы составляет около 12 %. Молекулы воды образуют водородные связи с лигнином и гемицеллюлозой так же, как с целлюлозой. Расчет, произведенный через молекулярные массы элементарных звеньев макромолекул, показывает, что максимальное количественное содержание физически связанной влаги в древесине составляет около 30 %, что соответствует многочисленным экспериментальным данным других исследователей.

В статье обоснована целесообразность переработки древесины, содержащей ядровую гниль. Предметом исследований являются способы переработки такой древесины. Древесина твердолиственных и хвойных пород, имеющая хорошие прочностные и теплоизоляционные показатели, пользуется высоким спросом, в результате чего сырьевые запасы этой древесины в европейской части страны постоянно сокращаются. Дефицит твердолиственных и хвойных пород требует вовлечения в переработку неделовой древесины. Существующий подход к выбору способа ее переработки определяется только видом применяемого оборудования. В лесопильном производстве ядровую гниль чаще всего удаляют выпиливанием двухкантного бруса или сердцевинных досок. В фанерном производстве чураки с диаметром гнили до 100 мм перерабатывают на лущильных станках с диаметром кулачков наружных шпинделей 110 мм. Древесину с ядровой гнилью применяют для производства плитных материалов, но суммарное содержание гнили в щепе не должно превышать 5 %. Чаще всего древесину с ядровой гнилью распиливают на дрова для реализации населению. Дифференциация подхода к выбору способа переработки древесины с ядровой гнилью заключается в обосновании вида получаемых материалов и изделий различного функционального назначения в зависимости от ее размеров. Предлагаются следующие способы переработки древесины в соответствии с градацией гнили по диаметру: до 50 мм – высверливание из лесоматериалов ядровой гнили; от 50 до 100 мм – лущение здоровой периферийной части ствола; свыше 100 мм – выпиливание из лесоматериалов обрезных пиломатериалов. Для обеспечения конкурентоспособности продукция, изготовленная из древесины с ядровой гнилью, должна обладать более высокими эксплуатационными показателями по сравнению с существующими материалами и изделиями. Лесоматериалы с ядровой гнилью диаметром до 50 мм наиболее целесообразно использовать для производства оцилиндрованных бревен, где полезный выход составляет около 80 %. Высверливание отверстия небольшого диаметра не приведет к существенному снижению несущей способности бревен. При переработке древесины с ядровой гнилью диаметром 50…100 мм предлагается применять лущение здоровой древесины для последующего склеивания фанерной продукции. Универсальным способом переработки древесины с ядровой гнилью диаметром более 100 мм (а также и менее 100 мм) является изготовление паллет для поддонов.

Повышение эффективности деревообрабатывающего оборудования является одной из важнейших задач, стоящих перед отечественными предприятиями в условиях острой конкурентной борьбы с зарубежными производителями. Цель работы – исследование возможности снижения вибрации деревообрабатывающих станков как на стадии проектирования, так и в условиях их эксплуатации. Приведены теоретические сведения по расчету виброускорения, виброскорости, динамической системы станка и основные направления снижения вибрации деревообрабатывающего оборудования. Выполнены экспериментальные исследования с помощью модернизированного вибростенда БЖ4, предназначенного для изучения вибрации механизмов и машин. По результатам измерений оценена эффективность виброзащиты для каждой октавной полосы частот. Наибольший уровень вибрации отмечен на нижней плоскости объекта виброизоляции, непосредственно контактирующей с источником вибрации, несколько меньший – на боковых плоскостях по направлению горизонтальных осей X и Y ортогональной системы координат. Еще ниже уровень вибрации был на верхней плоскости объекта виброизоляции по направлению оси Z. Установлено, что при наличии виброзащитных модулей вибрация уменьшается на 5…20 %. Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о возможности существенного снижения массы и металлоемкости деревообрабатывающих станков в процессе их проектирования и изготовления. Дополнительные возможности для уменьшения вибрации появляются при правильных выборе и эксплуатации режущего инструмента.

Повышение эффективности использования лесохозяйственных агрегатов – важнейшая проблема при срезании пней в процессе выполнения лесовосстановительных работ. Целью исследования являлось изучение влияния конструкции машины для срезания пней, ее рабочего органа и привода на эффективность выполнения технологического процесса. Программа исследований предусматривала анализ влияния конструктивных особенностей машины МУП-4 для срезания пней и проектного агрегата с фронтальной телескопической навеской рабочего органа и гидравлическим приводом рабочего органа на базе лесохозяйственного трактора ЛХТ-100А на производительность труда и утомляемость оператора. Важным техническим отличием от существующей машины МУП-4, имеющей привод рабочего органа от системы карданных передач и редукторов, в этом случае является то, что рабочий орган нашей конструкции приводится в действие гидравлическим двигателем, встроенным в рабочий орган, а телескопическая стрела его навески выполнена подпружиненной. Это позволяет производить срезание пней в режиме непрерывного движения, снижает износ узлов трансмиссии агрегата и повышает топливную экономичность при выполнении технологического процесса. Получены зависимости производительности труда от конструкции рабочего органа и его навески. Обоснован выбор конструкции рабочего органа и особенностей компоновки тракторного лесохозяйственного агрегата для срезания пней. Рассмотрено влияние конструкции базового и проектного агрегатов на частоту воздействия оператора на рычаги управления при выполнении технологического процесса. На основании полученных результатов возможно обосновать конструкцию и компоновку тракторного лесохозяйственного агрегата для срезания пней с рабочим органом в виде фрезы фронтальной навески и определить его мощностные параметры, что позволит увеличить производительность труда и снизить утомляемость оператора. Сделаны выводы о необходимости изменения конструкции машины для удаления пней МУП-4 и доказана целесообразность изменения привода рабочего органа и его навесной системы, что даст возможность осуществлять технологический процесс в режиме непрерывного движения с повышением производительности труда в 4 раза и уменьшением нагрузки на оператора в 2 раза.

Изучено влияние калийных удобрений с высоким (хлористый калий) и низким (сульфат калия) содержанием хлора на физиологические процессы ели и сосны в зависимости от состояния водного режима торфяной почвы. Установлено, что внесение в торфяную почву хлористого калия в качестве минеральной подкормки у деревьев приводит к накоплению в хвое не только калия, но и хлора. Особенно в больших количествах (более 50 %) хлор накапливается у растений в условиях дренированной почвы, в которых корни хорошо снабжаются кислородом воздуха. В переувлажненной почве хлористый калий быстро переходит в почвенный раствор и выносится за пределы корнеобитаемого горизонта, поэтому существенного накопления хлора в органах дерева не происходит. При совместном внесении хлористого калия и азота в результате возникающих между азотом и хлором антагонистических отношений накопления хлора у ели и сосны также не происходит. Измерение концентрации пигментов, интенсивности фотосинтеза и состояния энергопреобразующей системы показало значительное снижение данных физиологических показателей у растений, удобренных фосфорно-калийным удобрением, по сравнению с растениями, удобренными одним фосфором. Эти данные дают основание полагать, что главной причиной нарушения физиологических и ростовых процессов у растений является негативное действие ионов хлора на хлоропласты, поскольку на площадках с внесением только фосфора наблюдалось даже усиление таких процессов. Параллельное использование хлористого калия и сульфата калия в качестве минеральной подкормки деревьев в целом подтвердило предположение о негативном действии на древесные растения ионов хлора, которое особенно усиливалось на дренированной почве. Сделан вывод, что применение хлористого калия в качестве минеральной подкормки деревьев в целях повышения их продуктивности без участия азота является нежелательным и даже вредным для леса хозяйственным мероприятием. Это приводит к тому, что эффективность действия на древесные растения комплексных удобрений при наличии в них хлорсодержащего калийного удобрения значительно снижается.

Радиоэкологическая обстановка на территории Брянской области, особенно в ее юго-западных районах, сложившаяся в результате катастрофы в г. Чернобыле, до сих пор остается сложной и неблагоприятной для жизнедеятельности и проживания людей. Полностью стабилизировать ситуацию в этой зоне не удалось до сих пор. Радиоактивное загрязнение значительных площадей лесных угодий (более 42 % (493,9 тыс. га) лесного фонда области оказалось загрязнено радионуклидами) привело к существенным изменениям условий хозяйствования. Приоритетным направлением реабилитации территорий, загрязненных радиоактивными выпадениями, является лесоразведение и лесовосстановление. В связи с этим оценка лесорастительных свойств почв на вырубках, гарях и неиспользуемых землях сельскохозяйственного назначения и выявление особенностей поведения радионуклидов в лесных насаждениях позволят правильно выбрать технологию создания лесных культур, обеспечивающую радиационную и экологическую безопасность, а также лесоводственную и экономическую эффективность. Проведение исследований, направленных на поиск перспективных технологий создания лесных культур на различных категориях земель, загрязненных радионуклидами, на основании оценки лесорастительных свойств почв и особенностей поведения радионуклидов в лесных насаждениях является своевременным и актуальным. Цель исследований – изучение особенностей роста сосны обыкновенной в зоне хвойно-широколиственных лесов и разработка перспективных технологий их создания на различных категориях земель, загрязненных радионуклидами. В условиях радиоактивного загрязнения на дерново-подзолистых песчаных почвах разной степени оглеенности и оподзоленности на вырубках, гарях и землях сельскохозяйственного назначения впервые установлена взаимосвязь лесорастительных свойств почв с биометрическими показателями сосны обыкновенной. Результаты работы позволяют расширить научную базу в области радиоэкологического мониторинга на различных категориях лесных земель, загрязненных радионуклидами. Полученные данные подтверждают тесную взаимосвязь почвенно-экологических условий с биометрическими показателями сосны обыкновенной, независимо от категории земель, и могут использоваться при разработке перспективных технологий создания лесных культур. Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным количеством экспериментального материала, собранного и обработанного с использованием современных методов статистики. Мониторинг радиоэкологической ситуации в лесах и оценка почвенно-экологических условий позволяют комплексно решать вопросы безопасного ведения лесного хозяйства и лесопользования.

В настоящее время более половины заготавливаемой в мире древесины используется в энергетике главным образом для получения тепла. По современным оценкам, биомасса является самым мощным после солнца возобновляемым экологически чистым источником энергии. Цель работы – определение теплоты сгорания различных фракций надземной фитомассы в культурах сосны и ели, произрастающих в северо-таежном районе Архангельской области. Полученные данные использовали для установления количества солнечной энергии, аккумулированной фракциями фитомассы. Энергетический потенциал изучаемых культур сосны и ели рассчитывали по низшей теплоте сгорания фитомассы, так как в России она принята в качестве основного показателя энергетической ценности топлива. Установлено, что относительное количество солнечной энергии, фиксированной отдельными частями древесного яруса в культурах как сосны, так и ели, различно. Больше всего энергии аккумулируется древесиной (сосна – 70,0, ель – 59,1 %). Наименьший показатель энергетической продуктивности отмечен у фракции «сухие сучья» (соответственно 2,8 и 3,3 %). Результаты исследований могут быть использованы при разработке карт пожарной безопасности лесов, обосновании правильного выбора дозы огнегасящих химических средств и воды при тушении, а также комплекса необходимых профилактических противопожарных мероприятий. Полученные данные позволяют оценивать энергетический потенциал традиционно неиспользуемых фракций фитомассы, намечать пути их энергетического применения, а также являются основой для составления энергетического баланса лесных сообществ и изучения потока энергии в лесных экосистемах таежной зоны.

Ель сибирская (Pícea obovаta) на территории Забайкальского края занимает площадь около 10 тыс. га и произрастает во всех лесорастительных зонах, кроме степной. Чаще всего она формирует смешанные по составу насаждения с участием некоторых видов хвойных (кедр, пихта, сосна), а также мягколиственных древесных пород (береза, осина). С учетом морозоустойчивости и ввиду отсутствия соответствующей агротехники были проведены исследования по выращиванию сеянцев в питомнике Ингодинского лесного стационара Института природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук в целях быстрого облесения вырубок и гарей, создания лесных культур. Установлены оптимальные агротехнические приемы выращивания ели сибирской. Испытание предпосевной обработки семян (18-часовое намачивание в 0,02 % растворе сернокислого цинка и снегование в течение 60 дн.) показало, что всхожесть семян увеличивается на 20…25 % по сравнению с контролем. Лучшая грунтовая всхожесть отмечена при посеве семян в начале второй декады мая, оттаивании почвы на глубину 20…25 см, ширине посевной строчки 5…6 см, глубине посева 2 см. Сеянцы лучше были защищены от ожога при направлении лент с севера на юг, частом поливе во время прорастания семян и по мере роста, а также при мульчировании сеянцев опилками толщиной до 1 см. Использование данных агротехнических приемов позволило увеличить высоту сеянцев на 70…80 %, выход стандартных сеянцев – на 127,2 % к плановому.

Прогноз патогенеза в лесных, преимущественно гомогенных экосистемах в силу его многофакторности всегда вероятностный. Достаточно высокая степень детерминированности прогноза возможна в более сложных гетерогенных насаждениях. В сложных лесных экосистемах вероятностный прогноз патогенеза замещается на близкий к детерминированному прогноз, который может быть основой для контроля патогенеза. Для гомогенных лесных насаждений непредсказуемость эпифитотий, в то время как для гетерогенных насаждений характерны плавные достоверно предсказуемые флуктуации патогенеза. При этом патогены часто переходят к сапротрофному питанию. Этот феномен особенно характерен для высоко гетерогенных мозаичных насаждений. Иерархия целей исследований данной работы состоит в том, чтобы через достаточно детерминированный прогноз обеспечить эффективный контроль патогенеза и предложить концептуальные модели формирования устойчивых к патогенным организмам насаждений. Лесные насаждения как биологические системы характеризуются повышенной сложностью и динамичностью. Влияние на патогенез многих изменяющихся факторов создает хаотичность, широко распространенную в природе. Актуальная задача заключается в том, чтобы хаотичное поведение лесных экосистем преобразовать в регулируемый процесс. При этом долгосрочные прогнозы патогенеза должны стать менее зависимыми от внешних воздействий и определяться преимущественно внутренними факторами биосистемы. Методология исследований основана на приложении схемы трехфакторного анализа влияния исследуемых факториальных групп на жизнеспособность (состояние здоровья) насаждений. Исследования про-водились в различных по уровню гетерогенности насаждениях Среднерусской лесостепи в течение последних 10 лет. Установлено, что по силе влияния доминировала окружающая среда. Факторы влияния популяции патогена и популяции хозяинных растений были модифицирующими. Чтобы долгосрочные прогнозы патогенеза стали менее зависимыми от внешних влияний и зависели больше от внутренних факторов биосистем, рекомендуется переходить от обычных в Среднерусской лесостепи гомогенных насаждений к гетерогенным.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с восстановлением лесных фитоценозов, нарушенных в результате вырубки древостоя и последующего пожара. Объектом исследования служили 53-летние культуры сосны, созданные посевом на вересковопаловой вырубке с песчаными почвами. Цель работы – исследование динамики влияния многолетнего внесения фосфорсодержащих удобрений и его последействия на формирование годичного кольца и качество древесины средневозрастных культур сосны. Схема опыта: контроль (без внесения удобрений); P (суперфосфат); PK (суперфосфат + + хлористый калий); NP (мочевина + суперфосфат). Удобрения вносили ежегодно, начиная с 7-летнего возраста культур (1967 г.) на протяжении 30 лет (до 1996 г.). С 1967 г. по 1972 г. мочевину и хлористый калий вносили в дозе 60 кг/га, суперфосфат – в дозе 120 кг/га, с 1973 г. по 1996 г. – каждый вид удобрений в дозе 120 кг/га по действующему веществу. Отмечено, что состав удобрений не только оказывал влияние на рост культур в период их внесения, но и определял продолжительность последействия. Установлено, что наибольший прирост по площади сечения стволов отмечен во время подкормок азотно-фосфорными удобрениями. Фосфорные и фосфорно-калийные удобрения были более эффективны в период их последействия. К концу периода наблюдений объем среднего дерева при внесении P, PK и NP превосходил контроль в 1,6; 2,0 и 2,5 раза соответственно. Применение фосфорсодержащих удобрений повысило долю поздней древесины в годичном слое на 13…25 % по сравнению с контролем. Максимальной величины (30 %) данный показатель достиг при внесении одного суперфосфата. Плотность древесины в зависимости от вида внесенного удобрения колебалась от 406 до 446 кг/м3. При подкормках сосны азотно-фосфорными и фосфорно-калийными удобрениями отмечена тенденция снижения базисной плотности, особенно при включении в состав удобрений азота.

Цель исследования – изучение допустимых рекреационных нагрузок в лесах Западно-го Кавказа, которые обеспечивают отсутствие процессов эрозии почв на склонах. В ходе эксперимента были использованы следующие методы: моделирование рекреационных нагрузок; исследование эрозии почвы после искусственного дождя; обработка данных с помощью компьютерных программ. Установлено, что по мере нарастания рекреационной нагрузки эрозия почв увеличивается. Известно, что эрозия почв и крутизна склона взаимосвязаны. При обработке экспериментальных данных получены уравнения, отражающие взаимосвязь эрозии почвы, рекреационной нагрузки и крутизны склона. При отсутствии эрозии почв на основании графического анализа определен допустимый уровень рекреационных нагрузок на склонах различной крутизны по группам типов леса. Это позволило обосновать допустимые рекреационные нагрузки, чел./га: в лесах низкогорий – 7,6…0,5; в лесах Колхиды – 1,7…0,8; в буковых лесах – 10,3…0,1; в пихтовых лесах – 7,3…1,4. В субальпийских лесах клена и рябины допустимая рекреационная нагрузка изменялась от 4,2 до 0,7 чел./га. Предложено не проводить рекреацию в дубовых, каштановых и буковограбовых лесах низкогорий при крутизне склонов более 23°; в колхидских лиановых лесах – более 17°; в буковых лесах – более 20°; в пихтарниках – более 18˚; в субальпийском редколесье – более 14°.

Опыт искусственного лесовосстановления показал, что лесные культуры являются действенным приемом повышения продуктивности наших лесов. Проектирование, закладка и выращивание лесных культур должны базироваться на зонально-типологической основе. При этом тип лесных культур являет собой ядро методологии лесокультурного дела. На современном этапе стратегия и тактика в практике лесокультурного дела должны отражать диалектическую взаимосвязь между целевым заданием на создание лесных культур и его реализацией путем экологически обоснованных приемов формирования рукотворного леса. Улучшение эффективности и качества лесокультурных работ немыслимо без осуществления политики стирания противоречий между биологической и технологической составляющей искусственного лесовосстановления на основе экологизации всего лесокультурного процесса. Лесокультурный процесс нельзя считать завершенным с переводом лесных культур в покрытые лесом земли. Создание (закладка) и формирование (выращивание) лесных культур – это длительный процесс, который можно считать завершенным только с назначением искусственного насаждения в рубку. Наука и практика искусственного лесовосстановления обладают обширным арсеналом для осуществления самых разнообразных форм рукотворных лесов по составу, ярусности и возрасту составляющих их компонентов.

В статье рассматриваются основные положения лесоустройства с учетом истории его развития как в России, так и в других странах, в том числе в Германии, где оно первоначально зародилось. Особое внимание уделяется функциональному назначению, содержанию, методологии стратегического планирования в рамках лесоустройства и его связи с принятым в 2014 г. Правительством Российской Федерации законом «О стратегическом планировании в Российской Федерации» № 172-ФЗ. Последним Лесным кодексом Российской Федерации (2006 г.) лесоустройство было упразднено, что негативно отразилось не только на лесоуправлении, но и на состоянии лесного сектора экономики. При этом были искажены и основные понятия, утвердившиеся ранее в лесной науке и практике. В статье последовательно рассматриваются ключевые понятия, лежащие в основе лесоуправления, и его специфика, предопределяющая истоки возникновения лесоустройства; двухуровневый характер стратегического лесоустроительного планирования; его методология; другие функции лесоустройства, включая учет лесов, оценку прошлого хозяйства, организацию и расчет непрерывного неистощительного пользования лесом; экономическое обоснование лесных программ, формирующихся при лесоустройстве на уровнях субъекта Российской Федерации и входящих в него лесничеств; механизм их реализации; рекомендации по совершенствованию лесоуправления и контроль за ним. Изложенные концептуальные положения могут быть использованы при разработке новой лесоустроительной инструкции.

В журнале публикуются материалы по генетике, селекции, физиологии, биохимии растений и животных, защите растений, разработке и внедрению вакцин и методов диагностики заболеваний животных, их кормлению и содержанию, почвоведению и агрохимии, микробиологии, механизации и электрификации сельского хозяйства, мелиорации и гидротехнике, моделированию, переработке и хранению сельскохозяйственной продукции.

Сборник содержит материалы экспериментальных и производственных исследований по проблемам землеустройства, правового регулирования земельных отношений, мониторинга земель и геоинформационного обеспечения, охраны окружающей среды и почв, экологии и рекультивации земель. В издание включены научные труды преподавателей, аспирантов, соискателей, магистров, студентов вузов России.

Приведены результаты исследований по разработке и обоснованию ресурсосберегающих технологий модифицирования древесины путем высокочастотной и термической обработки для возможности ее дальнейшего использования в композиционных материалах с повышенными эксплуатационными характеристиками. Предложена обобщающая математическая модель, позволяющая рассчитывать кинетику процессов и конструктивные параметры аппаратурного оформления. Дана оценка технико-экономической эффективности применения изделий из модифицированной древесины.

Рассмотрены технологический процесс и оборудование лесопильного производства, вопросы подготовки сырья, сушки и складирования пиломатериалов, способы раскроя бревен и теоретические основы расчета поставов на раскрой пиловочного сырья. Приведены задания для выполнения курсовой работы.

Представлены результаты исследования процесса паровзрывной обработки лигноцеллюлозных материалов, приведена классификация древесных отходов и характеристика лигноцеллюлозных материалов в целом. Рассмотрены методы химического и паровзрывного разделения древесины на компоненты и возможность использования этих методов для переработки лигноцеллюлозных материалов в ценные продукты. Представлено аппаратурное оформление процессов паровзрывной обработки лигноцеллюлозных материалов.

Рассмотрены вопросы сертификации и маркетинга в области лесных материалов. Предназначено для магистров направления подготовки 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», изучающих дисциплину «Сертификация и маркетинг в области лесных материалов», а также для аспирантов и преподавателей.

Приведены общие сведения об организации промышленных процессов резания древесины. Изложена методика выполнения технологического расчета промышленных режимов резания для наиболее распространенных групп станков. Приведены рекомендации по подбору оптимальных параметров дереворежущего инструмента.

Рассмотрены физические основы процесса пропитки и современные технологии модифицирования древесины. Предназначено для студентов факультета энергомашиностроения и технологического оборудования в рамках направления подготовки 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» по профилю подготовки «Энергосберегающие технологии переработки лесных ресурсов в перспективные материалы», изучающих дисциплину «Основы развития техники и технологии модифицирования древесины и древесных материалов», а также для аспирантов и преподавателей.

В учебном издании представлены теоретические и практические вопросы практики по получению первичных профессиональных умений и навыков, в том числе первичных умений и навыков научно-исследовательской деятельности по дендрологии. Приведены методики сбора и высушивания растительных образцов, работы с определителями, оформления дендрологического гербария и определения фенологических фаз древесных растений. Детально описаны признаки наступления фенологических фаз и этапы онтогенеза древесных растений. Даны методические рекомендации для выполнения научно-исследовательской работы. Изложены правила техники безопасности и поведения при выполнении работ. Даны шаблоны таблиц для оформления приложений к дендрологическому гербарию.

В учебном издании представлены теоретические и практические вопросы практики по получению первичных профессиональных умений и навыков, в том числе первичных умений и навыков научно-исследовательской деятельности по дендрологии. Приведены методики сбора и высушивания растительных образцов, работы с определителями, оформления дендрологического гербария и определения фенологических фаз древесных растений. Детально описаны признаки наступления фенологических фаз и этапы онтогенеза древесных растений. Дана методика для выполнения научно-исследовательской работы. Представлен план и приведен пример дендрологической характеристики древесных культур. Изложены правила техники безопасности и поведения при выполнении работ. Даны шаблоны таблиц для оформления приложений к дендрологическому гербарию.

Рациональное использование древесных отходов является одной из важнейших задач комплексной переработки древесного сырья. Для применения разноразмерных древесных отходов в производствах древесно-цементных материалов и твердого биотоплива необходимо их измельчать на специальных стружечных станках. При этом требования, предъявляемые к качеству измельченной древесины для указанных производств, ограничиваются в основном размерами древесных частиц и содержанием примесей, что позволяет оценивать эффективность работы режущих элементов при измельчении всего объема древесины в стружки требуемых размеров только величиной силы резания или ее производных. В большинстве случаев при резании древесины передний угол режущего инструмента конструктивно является величиной постоянной (по длине режущей кромки), а режущая кромка может иметь прямую, с наклоном, треугольную или радиусную форму. Качественные показатели процесса кругового резания режущим инструментом с перечисленными выше формами получены при обработке древесных материалов дисковыми пилами с твердосплавными пластинами. Силовые показатели процесса резания (с идентичными условиями) как древесины, так и древесных материалов немногочисленны, а с использованием режущего инструмента, имеющего ступенчатую форму режущей кромки и передней поверхности, а также несколько углов резания, практически отсутствуют. Настоящее исследование направлено на нахождение оптимальных параметров режущего инструмента (ножа), обеспечивающих наименьшие затраты энергии при первичном измельчении древесины фрезерованием. Экспериментальные исследования проводили на специальной установке, позволяющей моделировать процесс измельчения древесины фрезерованием. Применяли пять типов ножей, имеющих различные геометрические формы режущих кромок и передних поверхностей. Эффективность работы различных типов ножей оценивали величиной крутящего момента. В результате проведенного сравнительного анализа всех форм режущих элементов определена наиболее эффективная форма ножа, установлена зависимость крутящего момента от подачи на нож при статическом резании древесины сосны для трех главных направлений резания.

Наметившаяся в мировой и отечественной практике тенденция вовлечения древесных отходов как экологичного топлива в теплоэнергетический баланс становится все более актуальной. На предприятиях лесоперерабатывающей промышленности образуются большие объемы древесных отходов, 10…15 % которых приходится на древесную кору. Наиболее перспективным способом использования этого возобновляемого энергетического ресурса является изготовление древесных топливных гранул. Процесс получения древесных гранул из стволовой древесины достаточно хорошо разработан, однако их производство из древесной коры связано с некоторыми техническими трудностями (обезвоживание и измельчение коры, прессование измельченной коры через фильеры цилиндрической матрицы пресс-грануляторов валкового типа). Проведенные исследования показали, что предварительная термическая обработка древесной коры (термодификация) позволяет решить проблемы ее обезвоживания и механического измельчения до гомогенного состояния для последующего гранулирования. В мировой и отечественной литературе отсутствует теоретически обоснованная математическая модель, описывающая процесс прессования измельченной древесины в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей, которая могла бы оптимизировать конструктивные и технико-энергетические параметры прессования. Цель исследования – разработка математической модели процесса прессования термомодифицированной древесной коры, позволяющей определить связь конструктивных параметров прессовочного узла и требуемых качеств древесных гранул с энергетическими затратами в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей. Рассмотрен технологический процесс прессования шихты из древесной коры в клиновом зазоре между внутренней перфорированной цилиндрической поверхностью матрицы и наружной цилиндрической поверхностью прессовочного ролика, а также проанализированы физические процессы на участках формирования и выталкивания гранулы из фильеры. Получены обоснованная математическая модель процесса прессования шихты из древесной коры через цилиндрическую матрицу и зависимости, связывающие мощность, затрачиваемую на привод пресс-гранулятора, с конструктивными параметрами прессовочного узла и физико-технологическими параметрами шихты из древесной коры.

Формирование сети трелевочных волоков при выполнении рубок ухода и выборочных рубок в спелых и перестойных древостоях снижает производительность древостоев в результате разрубки коридоров и механической деформации почвогрунтов в процессе перемещения трелевочной техники. Снижение плотности трелевочных волоков при селективном изреживании древостоев достигается подтрелевкой древесины к волокам мини-тракторами, работающими под пологом древостоя. Такая возможность обеспечивается габаритами и маневренностью мини-тракторов, соответствующими густоте формируемого древостоя. Возможность и целесообразность применения мини-тракторов должны определяться с учетом экологических, социальных и экономических критериев. В качестве наиболее информативного критерия для оценки эффективности трелевочного мини-трактора при выборе схемы его перемещения рассмотрена часовая производительность, максимум которой, при прочих равных условиях, достигается при формировании полной загрузки и минимальной величине холостого хода. В качестве вариантов перемещения мини-трактора при работе под пологом древостоя рассмотрены схемы с ходами между смежными пасечными волоками, с челночными ходами, параллельными пасечному волоку, и с ходами, перпендикулярными пасечному волоку. Ограничениями по использованию схем являются крутизна маневрирования при заданных габаритах мини-трактора, длина трелюемых лесоматериалов и густота древостоя. Рекомендации по использованию схем перемещения учитывают соотношение грузоподъемности мини-трактора, крупномерности вырубаемых деревьев и возможности формирования полногрузного пакета при минимальном расстоянии перемещения.

Рассмотрены особенности оперативного планирования и управления лесосечными работами. Показано, что практически невозможно подобрать численность машин в комплекте таким образом, чтобы их производительность на всех операциях была одинаковой. В целях снижения внутрисменных простоев ведущих машин предлагается оперативное планирование – расчет режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях с учетом маневрирования численностью (подключением дополнительных машин) или сменностью работы основных машин. Управление лесосечными работами – контроль за соответствием режимов работы машин и оборудования на отдельных операциях – предлагается проводить по объемам оперативных, многоуровневых, технически и технологически перемещаемых межоперационных запасов, расчитанных для конкретных условий разработки лесосеки. Как правило, для лесосечных работ применяют различные типы машин, условия их работы разнообразны. Предлагаемая методика реализована в виде программного обеспечения на персональных ЭВМ. Программа написана по разработанной укрупненной блок-схеме. Автоматизированное решение задачи должно происходить согласно разработанной организационной схеме. Основные элементы схемы – сбор исходной информации для решения поставленной задачи, заполнение карты заказа, получение и анализ результатов решения, организация работы комплекта машин на основе полученных результатов. В статье также проанализированы результаты расчетов и организации работы комплекта машин. В приведенном примере за счет организации работы по рассчитанным режимам объем выработки комплекта машин увеличивается на 49 % при условии, что на отстающих операциях (валке и обрезке сучьев) будет подключено дополнительное оборудование. Увеличение объема выработки машин позволяет сократить число дней работы машин на лесосеке до 30 % (в зависимости от объема производства); снизить удельные показатели эффективности (эксплуатационные затраты, металлоемкость, энергоемкость и др.); уменьшить вредное воздействие машин на лесные экосистемы за счет сокращения объемов отравляющих веществ, выбрасываемых с отработавшими газами; сохранить почвы от разрушения.

Северные города, как правило, имеют скудный породный состав дендрофлоры. Для расширения ассортимента урбанофлоры необходимо введение перспективных видов. Одной из пород, возможной для внедрения в городские посадки, является лиственница сибирская. В условиях г. Вологды весь цикл сезонного развития она успевает пройти за теплый период времени и завершить его к началу зимы. Период начала роста наблюдается в первой половине мая, когда происходит пробуждение почек. Начало роста побегов тесно связано с температурой воздуха и почвы. Период, характеризующийся максимальным ростом, приходится на середину июня, когда среднесуточная температура воздуха резко повышается и выпадает достаточное количество осадков. При накоплении суммы положительных температур 1265,3 °С рост растения заканчивается. В изучаемых условиях побеги лиственницы сибирской не обмерзают. К началу зимних холодов растение успевает к ним подготовиться (рост побегов прекращается, они одревесневают, плоды созревают, хвоя желтеет и опадает). Все взрослые особи лиственницы, достигшие репродуктивной стадии онтогенеза, в условиях г. Вологды образуют шишки с семенами. Плодоношение обильное как в глубине парков и скверов, так и вдоль дорог. Семена лиственницы имеют очень низкую всхожесть и признаются нестандартными. Возможность семенного размножения тоже очень низкая и требует дополнительных мер для увеличения всхожести семян (флотация, снегование, обработка стимуляторами роста). Такая способность к размножению уменьшает балл перспективности вида. Сохранение жизненной формы дерева, вызревание побегов и побегообразовательная способность, высокая зимостойкость характерны для лиственницы сибирской в условиях г. Вологды. С учетом всех факторов лиственница сибирская признана в качестве перспективной породы для использования в озеленении г. Вологды.

В работе проведен анализ зависимостей между средними таксационными показателями лесных массивов с доминированием березы повислой (Betula pendula Roth.) в лесостепной зоне Средней Сибири. Объектом исследования являлся лесной массив с абсолютным преобладанием березовых древостоев, который расположен на территории Манского лесничества Красноярского края. В основу изучения положены данные натурной таксации 1212 таксационных выделов. Выбранный лесной массив типичен для лесных систем Красноярско-Ачинско-Канского лесостепного района, в нем преобладают древостои травяной группы типов леса. Условия местопроизрастания березовых древостоев благоприятны и характеризуются средним классом бонитета – II. Основную массу березняков в лесном массиве представляют средневозрастные древостои. На первом этапе была проведена первичная статистическая обработка данных. Анализ рядов средних таксационных характеристик в пределах групп возраста показал, что они соответствуют рядам нормального распределения или близки к ним. Так как установление связей проводили на типологической основе, то на следующем этапе были проанализированы парные связи между средними таксационными показателями в древостоях преобладающих типов леса – березняках осочково-разнотравном и вейниково-разнотравном. Оказалось, что древостои двух типов леса можно отнести к одной генеральной совокупности. Также были вычислены уравнения, отображающие динамику средних высот и средних диаметров березняков, рассмотрена обусловленность формирования запаса древостоя величинами средних высот, средних диаметров и относительных полнот. В результате были получены уравнения множественной регрессии. Проверка точности определения запасов по уравнениям была проведена путем сопоставления с данными Стандартной таблицы Центрального научно-исследовательского института лесного хозяйства, а также с материалами пробных площадей. Оказалось, что величина отклонений близка к полученной по уравнениям. Завершающей частью работы явилось определение парной зависимости между средними высотами древостоев травяной группы типов леса и средними диаметрами. В результате были установлены множественные и парные регрессионные зависимости между средними таксационными показателями для березовых древостоев травяной группы типов леса. Полученные уравнения могут быть использованы при дешифрировании данных лесной аэрофотосъемки и построении таксационных нормативов.

Проведена проверка возможности и эффективности использования посадочного материала дуба черешчатого с закрытой корневой системой на предмет предположения об инновационной ценности этого способа для лесного хозяйства. Лесокультурная и экономическая эффективность способа исследовалась в течение 2011–2015 гг. в трех лесничествах Тамбовской области путем высадки на площадях лесовосстановления саженцев с открытой и закрытой корневыми системами. Установлено, что по показателям приживаемости, сохранности и скорости роста сеянцев двух типов статистически достоверная разница отсутствует. Расчет затрат на выполнение комплекса работ по созданию частичных культур дуба на вырубке посадкой сеянцев с открытой и закрытой корневыми системами на прямолинейных полосах с предварительным понижением надземных частей пней и проведением уходов до 7-летнего возраста выполнен с учетом экономической ситуации, сложившейся в Воронежском лесном селекционно-семеноводческом центре. Установлено, что средняя цена сеянца с открытой корневой системой на рынке лесостепной зоны европейской части России в 6,4 раза меньше стоимости сеянца с закрытой корневой системой. При посадке 4 тыс. растений на 1 га затраты на создание лесных культур с закрытой корневой системой в 2 раза выше, чем с открытой. Для широкого внедрения в лесокультурную практику сеянцев дуба с закрытой корневой системой необходимо усовершенствовать технологию их выращивания (уменьшить себестоимость).

По данным наблюдений на постоянных пробных площадях установлены особенности семеношения ели через 15 и 29 лет после сплошной рубки древостоев березы с сохранением подроста ели и через 29 лет – с сохранением ели во втором ярусе. Для сравнения (в качестве контроля) используются данные по семеношению ели под пологом березняков в возрасте 70…75 и 90…105 лет. Работы проведены в южно-таежных березняках кислично-черничной группы типов леса. Анализ семеношения ели дается по году, который оценивался высшим баллом семеношения. На вырубках с сохранением подроста через 15 лет после удаления березового яруса количество семеносящих елей увеличивается почти в 3 раза по сравнению с контролем, общее количество шишек – в 5 раз, среднее количество шишек на дереве – в 2,3 раза, что свидетельствует о значительном повышении семеношения ели. Через 29 лет после рубки по сравнению с контролем количество семеносящих елей увеличивается в 7,4 раза, количество шишек – в 27 раз, среднее количество шишек на дереве – в 4 раза. На вырубках 29-летней давности, где сохранялся второй ярус ели (тонкомер), после вырубки березы наблюдается значительный отпад. Количество семеносящих елей в 2,6 раза меньше, чем на вырубках такого же возраста с сохранением подроста, однако их семеношение в 1,4 раза превосходит семеношение ели во втором ярусе березняков на контроле. Семеносящие ели превышают несеменосящие по средней высоте в 1,4–1,7 раза, по среднему объему крон – в 2,8–5,7 раза. Эти различия увеличиваются по мере роста ели на вырубках с сохранением подроста и особенно заметны в ельниках с сохранением второго яруса.

Важнейшее направление селекции кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) – отбор популяций и генотипов на обильные урожаи и качество семян. На географической лесосеменной плантации, созданной посадкой 16-летних саженцев, проанализировано образование шишек и микростробилов у кедра сибирского за 32-летний период (1983–2014 гг.). Анализ проводился с учетом географического происхождения материнских популяций и индивидуальных особенностей генотипов отдельных деревьев. Материнские насаждения отличались географическим происхождением (от 50°12´ до 61°00´ с.ш., от 85°33´ до 90°36´ в.д.), высотными поясами (от 100 до 1700 м над уровнем моря), классами возраста (V–VII), типами леса и составом. Сравнивалось формирование шишек у потомства контрастных географических происхождений: бирюсинского (местного), алтайского, ярцевского, лениногорского. У потомств бирюсинского и алтайского происхождений отмечена большая встречаемость деревьев с ранним образованием шишек. Замедленное вступление деревьев в семеношение установлено у деревьев высокогорного лениногорского происхождения. К возрасту 49 лет 4,9…26,7 % деревьев всех происхождений еще не вступили в репродуктивную стадию развития. Первоначально на деревьях формируются по 1…3 шишки. В последующем их число увеличивается, составляя в 50-летнем возрасте в лениногорском, ярцевском, алтайском и бирюсинском вариантах соответственно в среднем 13,5; 16,4; 17,9 и 18,0 шт. Наименьшее количество шишек отмечено у потомства лениногорского (высокогорный район Казахстана) происхождения. В потомстве каждого происхождения проявляется значительная индивидуальная изменчивость, что позволило отобрать отдельные деревья, отличающиеся ранним и обильным образованием шишек и побегов с микростробилами. Деревья одинакового возраста, произрастающие на плантации при хорошем освещении, дифференцируются на быстрорастущие и раннего репродуктивного развития, причем эти показатели не коррелируют между собой. Количество урожайных деревьев (200 шишек и более) зависит от географического происхождения и колеблется от 11,6 до 37,0 % в разных вариантах. Выделены многошишечные формы с расположением на побеге по 4-5 шишек «в пучке». Отобранные деревья предназначены для вегетативного размножения и создания лесосеменных плантаций, отличающихся повышенной семенной продуктивностью.

Высокие требования к качеству и срокам изготовления продукции, выпускаемой судостроительной промышленностью, вызывают необходимость совершенствования технологий на всех этапах ее изготовления, начиная с получения литых заготовок. Модельную оснастку для крупногабаритных отливок в условиях единичного и мелко-серийного производства изготовляют из древесины и древесных материалов, что связано с большим разбросом типоразмерных характеристик при значительной номенклатуре изделий. Механическую обработку таких литейных моделей в виде тел вращения со сложным осевым профилем производят на станках токарной группы с единым электромеханическим копировальным приводом по двум осям. Замена копировальной системы управления на числовую позволила не только модернизировать станок, но и изменить технологию подготовки производства и сам процесс обработки литейной модели на станке. Нами создана цифровая модель осевого профиля изделия, состоящая из математического описания номинального контура, в виде дискретного набора точек и алгоритма слежения системой числового программного управления за точностью его воспроизведения режущим инструментом во время обработки на основе использования принципов широтно-импульсного управления электромагнитной муфтой главного привода станка. На специально разработанной микропроцессорной модели станка 1525 в лабораторных условиях протестировано программное обеспечение, реализующее цифровую модель осевого профиля поверхности вращения литейной модели из древесины. Использование разработанной цифровой модели при замене копировальной системы управления станком на числовое программное управление позволяет значительно снизить технологическую трудоемкость и затраты на изготовление из древесины и древесно-композитных материалов крупногабаритных литейных моделей с поверхностями вращения.

Применение предложенных нами пакетных двухярусных сплоточных единиц создает предпосылки для эффективного экологичного лесотранспорта по средним и малым рекам, обеспечивает возможность использования преимуществ водного транспорта даже небольшими лесозаготовительными предприятиями. Геометрические и прочностные параметры этих единиц зависят от геометрических характеристик составляющих их пакетов, в том числе и при нахождении их на плаву. Известные методики определения указанных характеристик плавающих пакетов в существующем виде не позволяют получать результаты с точностью, приемлемой для научных исследований, и не могут быть применены к двухярусным сплоточным единицам. С использованием эластиковой теории из параметрических уравнений гибких оболочек, заполненных сыпучей средой, получили замкнутую, ориентированную на численное решение, систему уравнений для точного определения геометрических параметров плавающего пакета. Его обвязку рассматривали как комбинацию двух кривых: подводной и надводной. Каждая из них – фрагмент бесперегибной эластики второго рода. Предполагалось, что конфигурация комбинированной оболочки формируется под давлением двух несмешивающихся видов сыпучей среды разной плотности. Граница между средами проходит по поверхности воды. В связи с невозможностью аналитического и недостаточной точностью и неудобством в применении графического решений применили численный метод. Разработали алгоритм точного определения геометрических параметров плавающего пакета численным методом, ориентированный на использование при последующей доработке применительно к двухярусным пакетным сплоточным единицам. Реализовали его на персональном компьютере. Выполнили расчеты по разработанному алгоритму для диапазонов факторов, встречающихся на практике. Для уменьшения объема вычислений задачу привели к безразмерному виду. Используя результаты вычислений, подобрали аппроксимирующие зависимости, которые, кроме предложенного численного метода, при несколько меньших требованиях к точности можно применять для определения рассматриваемых характеристик в научных исследованиях и практических расчетах. Выполнили экспериментальную проверку на физических моделях, в результате которой убедились в достоверности полученных результатов.

Для создания более благоприятных условий отдыха людей в условиях парковых зон и повышения плодородия полей используют нулевую обработку почвы, включающую в себя механическое измельчение растительных остатков. Показана необходимость со-здания нового класса техники для нулевой обработки почвы – измельчителя на базе мотошасси, обоснована актуальность предложенной компоновки для предполагаемых условий его использования. Рассмотрены иные варианты исполнения подобных измельчителей в виде навесного оборудования на трактор и сделан вывод о наличии у данного вида рабочей техники некоторых недостатков, связанных со сложностью и дороговизной их транспортировки к месту выполнения работ. Важным техническим отличием от существующей техники, имеющей привод рабочего органа от вала отбора мощности, в нашем случае является то, что рабочий орган приводится в действие автономным двигателем от бензопилы «Урал МП-5 Электрон». Это позволяет раз-дельно рассчитывать топливную экономичность шасси при движении и двигателя рабочего органа при выполнении работ по измельчению. Предложена математическая модель топливной экономичности самоходного измельчителя растительного напочвенного покрова в условиях лесопарковых, садовых и коммунальных хозяйств. В качестве базового шасси рассмотрен двухколесный вариант с колесной формулой 2 × 1. В модели исследуется роторный рабочий орган измельчителя, имеющий 16 ножей Г-образной формы, автономный привод от двигателя внутреннего сгорания (проектная ширина захвата барабана–измельчителя 0,5 м, рабочая частота вращения 1900 мин–1). В процессе математического моделирования использованы положения метода статистической динамики линейных стохастических систем и дискретной оптимизации. Сделаны выводы о возможности решения оптимизационной задачи по минимизации удельного технологического расхода топлива при измельчении напочвенной биомассы – листьев, стеблей травы, мелких корней и сучьев.

В результате техногенных аварий, в том числе на Чернобыльской атомной электро-станции, значительная часть лесных массивов страны подверглась радиоактивному загрязнению. Использование древесины из таких регионов весьма актуально, так как позволяет решать также и экологические проблемы за счет снижения вероятности повторного заражения радионуклидами прилегающих территорий. Предлагается решать их на основе технологии переработки загрязненной радионуклидами древесины на базе мобильных установок, работающих непосредственно на лесосеке от бензиновых или дизельных двигателей через карданный вал. Это позволит избежать перевозки загрязненной древесины в чистые регионы, организовать переработку без строительства стационарных цехов и уменьшить затраты на ее переработку. Для реализации такой технологии нами предложены схемы раскроя древесины, загрязненной радионуклидами, позволяющие получать пилопродукцию требуемых размеров, не со-держащую радионуклидов. При этом решаются задачи оптимального планирования раскроя бревен различного диаметра путем включения в план раскроя только тех поставов, которые обеспечат выпиловку пиломатериалов нужных размеров с допустимым содержанием радионуклидов при наименьших затратах сырья. Эта технология разрешает с минимальными потерями заготавливать и отгружать потребителю «чистую» древесину в виде окоренного сырья или готовых пиломатериалов. Наиболее целесообразно изготавливать продукцию, которая исключает прямой контакт с людьми, например шпалы. Образующиеся при этом радиоактивные отходы древесины предложено утилизировать путем измельчения и захоронения непосредственно на лесосеке или методами газификации с помощью газогенератора, который позволяет получать генераторный газ с минимальным уровнем загрязнения радионуклидами.

В целях сохранения генетических ресурсов основных видов – лесообразователей в 1983-84 гг. на территории Свердловской области выделено 111 лесных генетических резерватов. Для оценки современного состояния данного вида охраняемых природных территорий проанализированы спутниковые снимки всех лесных генетических резерватов и проведено наземное обследование 15 из них. По спутниковым снимкам с помощью разработанных специализированных шкал определены: доля антропогенно нарушенной территории резерватов, наличие и выраженность безлесной буферной зоны во-круг них, соответствие системы выделения границ резерватов GPS-метками задачам ее практического использования. Выявлена степень нарушенности резерватов: более 20 % территории нарушено у 54, 10…20 % – у 25, 5…10 % – у 6, 0…5 % – у 21; для 5 резерватов данных нет. Установлено отсутствие полноценной безлесной буферной зоны у всех 111 резерватов. Только 30 из них имеют более или менее выраженную безлесную зону вдоль части границ, остальные окружены сплошным лесным массивом. Таксационные характеристики древостоев свидетельствуют о высоких лесоводственных показателях насаждений. Санитарное состояние древостоев: слабо-поврежденные – 11, неповрежденные – 4. Для всех обследованных резерватов средний индекс жизненного со-стояния деревьев составляет 2,2, дефолиация (изреженность кроны) – до 27 %, дехромация (пожелтение хвои) – 9 %. Показано, что комплексный подход к оценке состояния лесных генетических резерватов, сочетающий методы дистанционного и на-земного лесоводственно-таксационного обследования древостоев, существенно повышает объективность получаемой информации и является перспективным для разработки системы мониторинга состояния существующих, а также создания новых резерватов в Российской Федерации. Предложены конкретные мероприятия по сохранению и улучшению состояния обследованных территорий.