Приведены сведения о коллекции хвойных видов в дендрарии СибГУ. Начало создания дендрария относится к 1948 г. под руководством профессора В. Э. Шмидта. В настоящее время коллекция представлена видами дальневосточной (Pinus koraiensis Siebold et Zucc., Pinus pumila (Pall.) Regel., Larix sibirica Ledeb.), европейской (Picea abies (L.) Karst., Juniperus communis L.), сибирской (Abies sibirica Ledeb., Larix sibirica Ledeb., Picea obovate Ledeb, Pinus sibirica Du Tour), североамериканской (Picea engelmannii Engelm, Thuja occidentalis L., Juniperus sabina L.) флор, Японии (Larix leptolepis Gord.). Наибольшей высоты достигли Pinus sibirica, Pinus koraiensis, Picea obovata, Abies sibirica (15–23 м). Большинство растений находятся в хорошем состоянии. Семеношение разной интенсивности отмечено у всех видов. Из семян, собранных в дендрарии, выращивается посадочный материал (сеянцы собственной репродукции), использованный для получения потомства второго поколения.
БИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ, ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Представлены результаты исследования эндогенной изменчивости показателей роста и сформированной надземной фитомассы 57-летнего модельного дерева сосны кедровой корейской (Pinus koraiensis Siebold et Zucc.) приморского климатипа, выращенной на участке плантационных культур «Метеостанция» пригородной зоны Красноярска. Выявлен высокий уровень эндогенной изменчивости по приростам в высоту, числу сформированных боковых побегов в мутовках. Отмечен очень высокий уровень эндогенной изменчивости линейных размеров и фитомассы ветвей, массы секций ствола, распиленных на расстоянии, равном длине приростов ствола по годам.
Полученные результаты исследований по росту, формированию кроны и накоплению надземной фитомассы представляют научный и практический интерес при использовании сосны кедровой корейской в ландшафтном строительстве и создании плантационных кедровых культур с целью повышения их экологической эффективности.
Наряду с декоративными лиственными породами пристальное внимание уделяется хвойным видам в урбанизированной среде. Введение в зеленые насаждения хвойных необходимо для поддержания санитарноэкологической и архитектурно-художественной функции ландшафтных объектов в течение всего года. На основе проведенных исследований установлено, что в урбанофлоре Архангельска произрастает восемь видов хвойных растений, из них 4 вида относится к аборигенным и четыре – к интродуцентам. Главенствующая роль принадлежит ели колючей (40 %). Большое количество исследуемых деревьев имели изреженную крону, часто неправильной формы, однобокую. Помимо этого, большинство хвойных растений (особенно вдоль дорог) страдают от загазованности, что проявляется в усыхании, опадении и дехромации хвои. Наилучшими показателями декоративности и жизненного состояния обладает лиственница сибирская. В декоративных композициях пользуются спросом сосна горная и туя западная, хотя последняя страдает от солнечных ожогов весной и требует укрытия. Установлено, что наименее декоративной в городских условиях оказалась сосна обыкновенная. Этот вид угнетается в городских условиях загазованностью и большим количеством пыли в воздухе, поэтому ее лучше высаживать вдали от дорог и оживленных улиц. При использовании ее внутри парков и на территории лесопарков она не теряет свои эстетические и микроклиматические функции. Поэтому стоит внимательно подходить к выбору ассортимента при озеленении, опираясь, в первую очередь, на экологические условия. При изучении качественных показателей семян хвойных видов, наивысший процент доброкачественности отмечен у сосны кедровой сибирской (19,5 %), энергии прорастания – у сосны обыкновенной (70,4 %), абсолютной всхожести – у ели обыкновенной (100 %).
Сопоставлены показатели трехлетних сеянцев сосны кедровой корейской и сибирской, а также абрикоса обыкновенного сортов Академик и Бай в условиях зеленой зоны г. Красноярска. Установлено, что посадочный материал кедровых сосен отличается по показателям роста, формированию ассимиляционного аппарата в зависимости от видовой принадлежности. У сосны кедровой корейской наибольшие показатели были по количеству первичной хвои и семядолей, длине семядолей и хвои на текущем побеге трёхлетних сеянцев. Отмечено, что сосна кедровая корейская в трехлетнем возрасте имела высоту 7,8 см, диаметр стволика 2,3 мм, сосна кедровая сибирская 8,8 см, 2,4 мм, соответственно. Превышение показателей местного вида составило по высоте на 12,8 %, диаметру стволика на 4,3 %
Трехлетние сеянцы абрикоса сортов Академик и Бай имели среднюю высоту 45,6 и 49,3 см, диаметр стволика 4,8 и 5,0 мм, количество листьев на растении 45,9 и 50,2 шт. Различия по данным показателям не подтвердились статистически (tф < t05). Достоверны различия по площади листьев. Средняя площадь листа у сорта Бай была больше на 39,4 % в сравнении с сортом Академик.
Были отселектированы экземпляры сосны кедровой корейской и абрикоса обыкновенного по экологической эффективности для дальнейшего размножения интродуцированных растений и их использования при посадках в зеленой зоне г. Красноярска.
Увеличение биологического разнообразия северных городов требует проведения углубленных исследований по адаптации интродуцентов к неблагоприятным факторам зимнего периода. Данный вид устойчивости зависит от многих аспектов, решающими из которых являются генетические свойства, соответствие сезонного развития климатическим характеристикам региона, степени подготовленности растений к зимнему периоду и особенностям зимы. В статье приводятся результаты оценки заморозкоустойчивости и зимостойкости экстразональной и интродуцированный дендрофлоры. Изучена их подготовленность к зиме по степени одревеснения побегов и накоплению криопротекторов. Дана оценка возможного использования. Дендрометрические характеристики изучаемых видов соответствуют, тем, которые они формируют в своем естественном ареале. Все деревья, кроме каштана конского и клена Гиннала, сохраняют жизненную форму, свойственную видам. Наибольшей зимостойкостью отличаются экстразональные виды деревьев и кустарники. От возврата холодов и заморозков в весенний период страдают дуб черешчатый и ясень обыкновенный. У всех изучаемых растений, кроме каштана конского, к началу осенних заморозков одревесневают однолетние побеги, в результате чего морозы в предзимнем периоде в меньшей степени повреждают побеги. Содержание крахмала и сахаров в растительных клетках предотвращают образование в них кристаллов льда и повреждение клеточных стенок. Для изучаемых видов установлено среднее и высокое содержание сахаров в древесине. Расчет акклиматизационного числа и акклиматизационной способности в значительной степени зависит от зимостойкости растения. Изучаемая дендрофлора имеет полную и хорошую адаптацию к условиям северной агломерации. В целом, рассматриваемые в исследовании виды, могут быть рекомендованы для включения в зеленые насаждения городов региона и их зеленые зоны.
В статье приведен сравнительный анализ использования перспективных дальневосточных интродуцентов в ландшафтном дизайне города Красноярска. Интродукция, заключающаяся в разведении древесных экзотов, позволяет увеличивать ассортимент декоративных растений для озеленения городов и сельских населенных пунктов. Определение перспективности древесных дальневосточных интродуцентов позволяет более продуктивно их использовать при подборе ассортимента растений для разных фитокомпозиций. По средним значениями, полученным при инвентаризации, выполнен сравнительный анализ биометрических параметров растений между растениями, произрастающими в дендрарии СибГУ и растениями, произрастающими в естественных условиях. Подразделение древесных растений – интродуцентов, на группы по степени адаптированности, выполнены по биометрическим параметрам: высоте ствола, диаметру ствола, диаметру кроны. К первой группе – хорошо адаптированных древесных растений по высоте ствола, относятся: клен Гиннала, лещина разнолистная, груша уссурийская, превышающие контроль на 11–13 %, соответственно. По диаметру ствола к первой группе древесных растений относятся растения с превышением контроля: роза морщинистая (6 %); лещина разнолистная (10 %); яблоня ягодная (12 %), а также клен Гиннала, имеющий наименьшую разницу с контролем – 10 %. По диаметру кроны к первой группе древесных растений относится растение с превышением контроля: черемуха Маака (12 %), а также растения, имеющий наименьшую разницу с контролем: сирень амурская – 3 %; абрикос маньчжурский – 10 %; бархат амурский – 10 %; клен Гиннала – 12 %; роза морщинистая – 14 %; лещина разнолистная – 15 %. Хорошо адаптированные интродуценты (1 группа) перспективны для их использования в одиночных, групповых и аллейных посадках, смешанных группах, массивах, живых изгородях и бордюрах и в других фитокомпозициях в парках, скверах, при озеленении улиц и дворов.
Древесные и кустарниковые растения в городских условиях играют значительную роль в создании благоприятных условий жизни человека, поддерживают экологическое равновесие, формируют эстетический вид населенных пунктов. Одной из главных проблем в зеленом строительстве можно назвать скудный выбор древесно-кустарниковой растительности, используемой для озеленения городов. Решить эту проблему можно с помощью интродукции.
Растения прошедшие долгий этап интродукции в ботанических садах наиболее устойчивы к местным макро- и микро- климатическим условиям выращивания по сравнению с растениями, привозимыми из-за рубежа, часто теряющими свою декоративность и имеющими низкую жизнеспособность в условиях Среднего Урала. Введение в культуру интродуцентов во многом зависит от применяемых методов и технологий размножения, среди которых наиболее оптимальным является метод клонального микроразмножения (in vitro). В статье рассмотрено размножение Форзиции яйцевидной (Forsythia ovata Nakai) и Жимолости татарской (Lonicera tatarica L.) in vitro. Жимолость татарская декоративна весь вегетационный период, морозостойкая и засухоустойчива, не требовательна к уходам, помимо декоративного, жимолость может иметь и практическое значение в качестве подлеска в лесопарках, пригородных лесах, лесозащитных насаждениях [1], где создаст благоприятные условия для гнездования мелких птиц и разнообразит их кормовую базу [2; 5]. Форзиция яйцевидная кравсивоцветущий кустарник, зацветает сразу после таяния снега, в условиях Среднего Урала цветет 14 дней, один из самых морозостойких видов форзиции, может использоваться в топиарном искусстве. Оба вида являются перспективными для использования в городском и частном озеленении.
Исследовали корреляцию и регрессию линейных параметров хвои ели колючей формы голубой (Picea pungens Engelm. f. glauca), формирующих листовую поверхность деревьев и обеспечивающих реализацию их пылезадерживающей способности. Актуальность работы определена насущной потребностью в оптимизации параметров воздушного бассейна мегаполисов, к числу которых принадлежит Нижний Новгород, в том числе в снижении уровня запыленности воздушного бассейна. Исходили из того, что решение указанной задачи лежит в плоскости создания систем городского озеленения из наиболее адаптированных и эффективных представителей местной дендрофлоры и экзотов, к числу которых принадлежат представители рода Ель (Picea A. Dietr.), а в их составе ель колючая форма голубая (Picea pungens Engelm. f. glauca). Цель исследования – выявить корреляцию и регрессию морфологических характеристик листового аппарата ели колючей в связи с определением её пылезадерживающей способности. Объектом исследований явились одновозрастные репродуктивно зрелые деревья ели колючей, произрастающие в трех функциональных зонах города с различным уровнем антропогенного загрязнения. По действующему лесорастительному районированию территория дислокации опытных участков относится к зоне хвойно-широколиственных лесов, хвойно-широколиственному лесному району Европейской части Российской Федерации (3 лесорастительный район). Работы проведены весной 2023 г. полевым стационарным и лабораторным методом с соблюдением принципа единственного логического различия и базовых требований к организации опыта: типичность, пригодность, целесообразность и надежность. Выявлен характер проявления, направленность и теснота взаимозависимости между рассматриваемыми признаками листового аппарата ели колючей. Отмечен широкий диапазон значений парных коэффициентов корреляции. Установлена положительная по знаку, достоверная связь длины хвои с площадью поверхности отдельной хвоинки (r±mr = 0,691±0,095), а также с массой пыли в смыве с поверхности хвои в отдельном образце (r±mr = 0,310±0,125). Зафиксировано принципиальное соответствие результатов регрессионного анализа полученным оценкам корреляций.
Исследование формы ствола деревьев в традиционной лесной таксации имеет давнюю историю, что было обусловлено необходимостью точной оценки объема ствола и запаса древостоев – основного целевого показателя ведения лесного хозяйства. Исследование формы кроны не представляло практического интереса, и ей стали уделять внимание лишь в последние годы в связи с развитием методов лазерного зондирования, как воздушного, так и наземного. Стратегии роста растений отражаются в аллометрии их органов, которая с помощью параметров масштабирования описывает пропорции между размерами всего растения и его органов или между отдельными органами растения. Исследование аллометрии крон выявляет необходимое пространство роста для разных видов деревьев и дает основу для формирования древостоев в условиях оптимальной густоты. В работе по фактическим данным дендрометрических показателей ствола и кроны 13 лесообразующих родов Евразии в количестве около 8 тыс. определений разработаны всеобщие аллометрические модели смешанного типа для различных показателей морфологии крон. Независимые переменные моделей включают как численные (диаметр ствола и высота дерева), так и качественные (фиктивные) переменные, кодирующие принадлежность данных к тому или иному роду. Регрессионные коэффициенты при численных переменных значимы на уровне вероятности р < 0,0001. Для случаев, когда в исходных данных отсутствует высота дерева, рассчитаны вспомогательные модели зависимости высоты от диаметра ствола. Выполнено ранжирование родов по каждому из четырех морфометрических показателей кроны, а также рассчитана ранговая корреляция между распределениями родов по форме ствола и кроны и корреляция между распределениями по морфометрическим показателям кроны.
Проанализирована история интродукции древесных растений и ее эффективность на территории Северного Казахстана. На основе литературных данных и материалов собственных исследований авторов проанализирована перспективность различных видов, подвидов, сортов и форм древесных интродуцентов, используемых в настоящее время при лесовосстановлении и лесоразведении в указанном регионе.
Отмечается, что центрами интродукционных исследований на территории Северного Казахстана являются ботанические сады, дендропарки и арборетумы в г. Барнауле, Петропавловске, Астане, Щучинске. История интродукции древесных растений насчитывает около 150 лет. Ученым удалось составить перечень наиболее перспективных древесных интродуцентов, что позволило использовать полученные данные при создании полезащитных и придорожных полос, объектов озеленения населенных пунктов, зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне г. Астаны.
Выполненные исследования позволили минимизировать затраты на проведение работ по лесовосстановлению, лесоразведению и созданию объектов озеленения за счет исключения при подборе видов, неперспективных в конкретных условиях.
ТЕХНОЛОГИЯ ЗАГОТОВКИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
Представлены результаты сравнения структурно-морфологических свойств волокон целлюлозы, полученной сульфатным способом из интродуцированной сосны скрученной (Pinus contorta var. latifolia Engelm) и сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) из образцов древесины одного диаметра с точки зрения оценки их бумагообразующего потенциала для использования в производстве бумаги и картона. Целлюлоза для сравнения получена по одинаковому режиму сульфатной варки. Выход целлюлозы составил 53,6 и 42,0 %, а число каппа 39 и 41 у сосны скрученной и сосны обыкновенной соответственно. Определение структурно-морфологических характеристик волокна проводилось на автоматическом анализаторе волокна L&W Fiber Tester для образцов без размола и после размола в мельнице Йокро до 30 ºШР. Для обработки данных использована оригинальная технология сравнительного анализа свойств волокон в MS Excel, данные представлены в табличном виде, и в виде сравнительных диаграмм свойств и фракционного состава, а также двумерные диаграммы длина-ширина по волокнам. Результаты показали большую схожесть структурно-морфологических свойств волокон сульфатной небеленой целлюлозы из сосны скрученной и обыкновенной. По сравнению с целлюлозой из сосны обыкновенной, неразмолотые волокна сосны скрученной несколько более длинные (2,098 мм против 2,064 мм), и широкие (33,7 мкм против 33,5 мкм), содержит меньше мелочи (0,9 против 1,2 %). Различия во фракционном составе по длине волокна более заметны для неразмолотых образцов. Наибольшие различия проявляются для фракций 1,7–2,3 мм, в которых больше доля у сосны обыкновенной, за счет чего появляются различия в средней длине волокна. В результате размола, под действием гидромеханических нагрузок, свойства волокон сосны скрученной изменяются в более сильной степени, а размол до одинаковой степени помола сглаживает различия во фракционном составе по длине волокна. Результаты свидетельствуют о меньшей прочности стенки волокна целлюлозы из сосны скрученной, что связано с ускоренным ростом.
Древесностружечные плиты (ДСтП) широко используются в производстве мебели и других изделий. Существенным недостатком этих плит является то, что в процессе эксплуатации происходит эмиссия формальдегида, обусловленная наличием формальдегидных смол. В данной работе приводятся результаты исследований по разработке состава композиции для получения стружечных плит, по свойствам аналогичным ДСтП, но без использования синтетических связующих.
Предложено получать плиты, состоящие из древесных частиц (наполнитель) и активированной древесной массы (матрица). В исследованиях в качестве наполнителя использовалась стружка, изготовленная на бегунковой дробилке. Древесную массу получали путем обработки древесных опилок на гидродинамическом диспергаторе роторного типа. Для получения зависимостей влияния состава композиции (доля и фракционный состав наполнителя, плотность плит) на механические свойства (прочность при статическом изгибе, прочность на разрыв перпендикулярно пласти) и разбухание плит был проведен многофакторный эксперимент. В результате исследований установлено, что показатели прочности плит возрастают при уменьшении размера частиц наполнителя, увеличении плотности плит и уменьшении доли наполнителя в композиции. Разбухание плит по толщине снижается при увеличении размера частиц наполнителя, уменьшении его доли в композиции и увеличении плотности плит. Используя полученные закономерности влияния состава композиции на ее свойства была проведена поликритериальная оптимизация. В результате установлен оптимальный состав композиции: доля наполнителя – 70 %, номер фракции стружки – 3, плотность плит – 700 кг/м3. Такой состав композиции позволяет получить плиты, которые по всем свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым к ДСтП. Но при этом полученные плиты имеют класс эмиссии формальдегида Е 0. Они могут использоваться без каких-либо ограничений.
Ядро кедрового ореха является ценным продуктом за счет содержания большого количества биологически активных веществ. Технологии и способы разрушения скорлупы кедрового ореха для добычи ядер многообразны и предусматривают применение ручного труда и разнообразных машин и оборудования. Выполненный анализ существующего оборудования для удаления скорлупы кедровых орехов, а также сделанный патентный поиск по базам данных России и за рубежом, показал, что в настоящее время непрерывно идут конструирование поиска создания новых машин, обеспечивающих сохранность ядра кедрового ореха в цельном состоянии после разрушения скорлупы кедрового ореха. По результатам исследования физико-химического состава скорлупы кедрового ореха было принято решение использовать для очищения механической прочной микропористой оболочки кедрового ореха раствор поваренной соли определенной концентрации. Выполненные исследования влияния концентрации раствора поваренной соли на изменение механической прочности скорлупы. Разработана технологическая схема использования раствора поваренной соли для разрушения скорлупы и создана конструкция нового оборудования для осуществления данной рабочей операции. По результатам патентных исследований были подобраны аналог и прототип для оформления нормативно-конструкторской документации для оформления и подачи заявки на изобретение.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Ростостимулирующие соединения представляют собой группу растительных гормонов, которые являются важными регуляторами ряда физиологических процессов в растениях. Проблемы с прорастанием семян часто связаны с неблагоприятными микроклиматическими условиями. Доступность влаги после посева является одним из наиболее важных факторов, влияющих на прорастание семян в питомнике. Цель экспериментальных исследований заключалась в оценке влияние ростостимулирующего вещества на основе экстракта древесной зелени пихты сибирской и ели сибирской влияющего на прорастание семян четырех коммерчески важных лесных пород: ели сибирской (Picea obovаta (L.)), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris (L.)), пихты сибирской (Abies sibirica (L.)) и лиственницы сибирской (Larix sibirica (L).) Полученные результаты экспериментальных исследований позволяют установить существенное влияние обработки семян хвойных 2 класса качества на их качественные показатели. Энергия прорастания семян, в сравнении с контролем, по ели сибирской увеличилась на 27,5 %, по сосне обыкновенной – на 32,1 %, по пихте сибирской – на 38,9 %, по лиственнице сибирской – 33,2 %. Техническая и абсолютная всхожесть повысились у ели сибирской – на 20,8 и 19,3 %, у сосны обыкновенной – на 15,0 и 16,0 %, у пихты сибирской – на 19,8 и 18,7 %, у лиственницы сибирской – на 21,8 и 19,2 % соответственно.