Статья: ПРИМЕНЕНИЕ ПРОДУКТА БИОТРАНСФОРМАЦИИ ЛИСТОВОГО ОПАДА БАЗИДИАЛЬНЫМИ ГРИБАМИ (2025)

Рассмотрена динамика изменений внутренних напряжений в композиционных материалах в процессе плоского горячего прессования. Описаны ключевые факторы, влияющие на прочностные характеристики пресскомпозиции, в частности температура, влажность, давление парогазовой смеси и степень отверждения связующего. Приведен подробный анализ послойного формирования брикета, с учетом для каждого слоя упругого сопротивления, давления парогазовой смеси и степени отверждения связующего. Установлено, что предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти является функцией температуры, влагосодержания, плотности и степени отверждения связующего, а также зависит от координат слоя и времени. Охарактеризовано влияние давления прессования на процесс плоского горячего прессования, включая риски, связанные с превышением допустимого давления парогазовой смеси, что может привести к износу дистанционных прокладок и ухудшению условий выхода образовавшейся парогазовой смеси образующийся в процессе плоского горячего прессования. Выявлена зависимость на времени прессования в зависимости от исходной влажности брикета. Предложена математическая модель процессов, протекающих при горячем прессовании композиционных материалов, с конкретными краевыми условиями. Представлено понимание процессов тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых материалах при плоском горячем прессовании и их влияния на механические и теплофизические свойства готового материала, что важно для улучшения качества изделий из него. Рекомендуется использование данной математической модели для получения материалов с заранее заданными свойствами при различных начальных и краевых условиях.

Приведено описание нового метода расчета электрических параметров систем электроснабжения, основу которого составляют универсальные формулы для определения собственных и взаимных сопротивлений. Эти формулы, полученные авторами в результате матричных преобразований системы узловых уравнений, дают возможность рассчитать искомые параметры электрических режимов точным методом в пределах нескольких циклов расчета. Повторение циклов продиктовано необходимостью учета нелинейности отдельных элементов систем электроснабжения (генераторов, нагрузок и др.). Предложенный метод снимает проблему сходимости итерационного процесса счета используемых ныне расчетных методов. Он дает быстрое и надежное получение решения задач расчета установившихся режимов систем электроснабжения и может быть использован в задачах исследования их переходных режимов. Это подтверждено практикой его применения в режимных расчетах систем электроснабжения лесного и агропромышленного комплекса, а также государственных энергосистем и систем электроснабжения оборонных объектов страны.

Описана возможность получения микрокристаллической целлюлозы из альтернативных дорогой деловой древесине источников сырья - однолетних растений. Проведены сульфатные варки образцов пшеничной соломы ( Triticum sp. ) и костры технической конопли сорта Сурская в лабораторном автоклаве с последующим размолом волокнистой суспензии в полупромышленной дисковой мельнице от 15…85 градусов Шоппер - Риглера (°ШР), химической обработкой образцов целлюлозы (условия гидролиза в зависимости от степени помола: температура t = 80…100 °С, концентрация соляной кислоты 54,75…91,25 г/л, время 60…120 мин). Получены количественные данные о бумагообразующих свойствах волокнистой массы - длине волокна, водоудерживающей способности, фракционном составе с различным содержанием лигнина и разной степенью помола. Выявлено, что количественные значения разрывной длины при степени помола 85 °ШР у образцов из пшеничной соломы в 1,3 раза больше, чем у образцов из костры технической конопли, сопротивление раздиранию в 1,2 раза, сопротивление продавливанию отличается незначительно, всего на 10 %. Проанализирован характер изменения степени полимеризации и насыпной плотности образцов конечного продукта после химической обработки. Определены наиболее эффективные условия ее проведения. Рассмотрена возможность регулирования качественных показателей микрокристаллической целлюлозы в зависимости от ее назначения. Установлено, что предварительный размол в водной среде, уменьшает «жесткость» процесса гидролиза и позволяет снизить степень полимеризации у образцов микрокристаллической целлюлозы из костры технической конопли на 78 %, пшеничной соломы - на 56 %. Результаты исследования могут служить основой для создания экономически выгодного технологического процесса при получении микрокристаллической целлюлозы.

Описана методология утилизации лигниновых щелоков путем получения дрожжевой биомассы с использованием продуцента пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae в ходе осуществления биосинтеза на питательной среде с отходами целлюлозно-бумажной промышленности - лигносульфонатами. Показано, что лигносульфонаты, как продукты переработки древесной биомассы, в процессе их биопереработки могут быть в присутствии дрожжей утилизированы в питательную биомассу, которая представляет собой белковый ингредиент для последующего балансирования, например, животных кормов. Приведен анализ углеводного состава свободных сахаров в лигносульфонатной части исходной питательной среды и показано, что в ней соотношение основных углеводов: арабинозы, галактозы, глюкозы, маннозы, ксилозы, рибозы и лактозы было равным 1: 1,6: 1,8: 6,4: 12,5: 0,1: 0,02, что перспективно для использования продукта в качестве питательного компонента в биотехнологии. Изложена методология ведения биосинтеза. Установлены оптимальные условия ведения процесса с использованием лигносульфонатной культуральной жидкости. Определен оптимальный состав питательной среды, включающей (г/л воды водопроводной): гидрофосфат аммония - 1; дигидрофосфат калия - 2; гидрофосфат калия - 0,1; хлорид калия - 1,5; сульфат магния - 0,5; сульфат аммония - 3; лигносульфонат - 2,5. Показано, что процесс культивирования дрожжей при температуре 35…40 °С и рН 5,0 позволял за 8…10 ч получать суспензию, содержащую 12…15 г/л сырых дрожжевых клеток, которые в дальнейшем можно сепарировать и использовать в практических целях. Изучены аминокислотный и жирнокислотный составы полученной биомассы, что подтвердило высокую биологическую ценность продукта, который может представлять интерес для использования в животноводстве.

Описана в простейшем варианте известная концепция прозрачной древесины и указаны публикации, посвященные этому вопросу. Проведена процедура осветления для шпона бука, дуба, клена и ясеня с использованием только пероксида водорода вместо традиционных химических реактивов, содержащих хлориты или сульфиты. Для всех исследованных образцов было установлено, что после осветления и сушки происходит уменьшение размера (усадка) в направлении, перпендикулярном направлению роста. Впервые с использованием ИК-спектроскопии обнаружено, что при таком осветлении из шпона удаляются компоненты со слабыми водородными связями. Используя декомпозицию фрагмента ИК-спектра в области 1800…1500 см-1, были выделены полосы поглощения валентных колебаний связей С=О и подтвержден эффект уменьшения в осветленной древесине концентрации компонентов, имеющих в своем составе карбонильные группы. Описаны также процедуры пропитки осветленного шпона эпоксидной смолой и определения лигнина Класона. Показано, что эффективность удаления лигнина существенным образом зависит от сорта древесины.

Проведено изучение эффективности одного из классов стимуляторов - сорбционно-стимулирующих препаратов, а также разработаны подходы к созданию эффективных препаратов-стимуляторов. Объектами исследования выступали семена сортов яровой и озимой пшениц, ярового ячменя и озимой ржи. Испытания проводили на дерново-подзолистой почве, изменяя ее аллелотоксичность за счет пробоподготовки. Фиксируемым показателем при оценке аллелотоксичности, а также эффективности действия препарата выступала суммарная длина проростков семян. Определение микробиологического состава почв проводилось при помощи прямой люминесцентной микроскопии и посева на питательные среды. В ходе экспериментов установлено, что повышение аллелотоксичности почвенных образцов приводило к заметному снижению эффектов стимуляции препаратом для семян яровой пшеницы. При добавлении в состав препарата сахарозы, способствующей развитию микроорганизмов, и увеличении дозы использования состава в 1,5 раза эффекты стимуляции продолжили убывать, достигая значений ингибирования для некоторых сортов. На яровом ячмене повышение дозы препарата, напротив, приводило к росту его эффективности. Однако увеличение значений агрофона до избыточного уровня, при котором развиваются грибы-фитопатогены, показало, что состав с сахарозой более не стимулирует, а угнетает прорастание семян и развитие проростков ячменя. На основе полученных данных сделан вывод о том, что аллелотоксины могут поступать в семена и развивающиеся растения не только из почв, но и из фитопатогенов, поэтому использование стимуляторов без ограничения развития фитопатогенов не позволяет решить проблему защиты семян от аллелотоксинов. Для этого предложено использовать препарат совместно с фунгицидами. Лабораторные эксперименты подтвердили правильность такого подхода - применение состава совместно с фунгицидами во всех случаях оказывает стимулирующее действие на изученных нами сортах и культурах зерновых.Проведено изучение эффективности одного из классов стимуляторов - сорбционно-стимулирующих препаратов, а также разработаны подходы к созданию эффективных препаратов-стимуляторов. Объектами исследования выступали семена сортов яровой и озимой пшениц, ярового ячменя и озимой ржи. Испытания проводили на дерново-подзолистой почве, изменяя ее аллелотоксичность за счет пробоподготовки. Фиксируемым показателем при оценке аллелотоксичности, а также эффективности действия препарата выступала суммарная длина проростков семян. Определение микробиологического состава почв проводилось при помощи прямой люминесцентной микроскопии и посева на питательные среды. В ходе экспериментов установлено, что повышение аллелотоксичности почвенных образцов приводило к заметному снижению эффектов стимуляции препаратом для семян яровой пшеницы. При добавлении в состав препарата сахарозы, способствующей развитию микроорганизмов, и увеличении дозы использования состава в 1,5 раза эффекты стимуляции продолжили убывать, достигая значений ингибирования для некоторых сортов. На яровом ячмене повышение дозы препарата, напротив, приводило к росту его эффективности. Однако увеличение значений агрофона до избыточного уровня, при котором развиваются грибы-фитопатогены, показало, что состав с сахарозой более не стимулирует, а угнетает прорастание семян и развитие проростков ячменя. На основе полученных данных сделан вывод о том, что аллелотоксины могут поступать в семена и развивающиеся растения не только из почв, но и из фитопатогенов, поэтому использование стимуляторов без ограничения развития фитопатогенов не позволяет решить проблему защиты семян от аллелотоксинов. Для этого предложено использовать препарат совместно с фунгицидами. Лабораторные эксперименты подтвердили правильность такого подхода - применение состава совместно с фунгицидами во всех случаях оказывает стимулирующее действие на изученных нами сортах и культурах зерновых.

Выполнено обследование всех категорий насаждений г. Набережные Челны. Исследован видовой состав и жизненные формы растений, проведен анализ видового состава энтомофауны фитофагов и фитопатогенных организмов, развивающихся на этих растениях. Основное внимание уделено организмам, которые могут привести к гибели или существенно ухудшить состояние и эстетическую ценность деревьев и кустарников. Выявлено 108 видов растений, относящиеся к 24 семействам, которые относительно равномерно распределены по районам города. Установлена специфичность видового состава и распространенности вредителей и патогенов. Доминирующие виды вредителей типичны для городских насаждений региона, однако некоторые широко распространенные автохтонные и инвазионные виды вредителей-филлофагов и патогенов отсутствуют или имеют очень низкую плотность популяций. В частности, не обнаружены мины, характерные для чешуекрылых сем. Gracillariidae, в том числе инвазионных вредителей - липовой моли-пестрянки Ph. issikii и охридского минера Cameraria ohridella, несмотря на то, что эти виды широко распространены в Республике Татарстан. Установлено, что наиболее распространенные заболевания - бактериальная водянка и корневая гниль, вызываемая опенком, характерны для региона в целом. В парках с доминированием сосны наибольшую опасность представляют сосновые лубоеды Tomicus piniperda и T. minor, корневая губка Heterobasidion annosum, опенок Flammulina velutipes и сосновая губка Porodaedalea pini. Наиболее сильно этими вредителями и патогенами повреждены насаждения парков «Прибрежный» и «Комсомольский», представляющие собой рефугиумы естественных сосновых лесов региона. Часто встречаются некрозно-раковые заболевания. В Парке Победы почти все ели поражены язвенным раком. В лиственных насаждениях повсеместно распространена бактериальная водянка.

Проведен молекулярно-генетический анализ двух популяций Quercus robur L из Волгоградской области методами ISSR- и SSR-анализа (первая популяция из дендрологических насаждений ФНЦ агроэкологии РАН, г. Волгоград, вторая популяция из Нижневолжской опытной станции по селекции древесных пород; г. Камышин). Установлена наибольшая эффективность 9 из 18 протестированных ISSR-праймеров для анализа полиморфизма внутри популяций и между ними. Число локусов в спектре составило от 4 до 10 в зависимости от праймера. Наибольшее число локусов в спектре ( n = 10) продуцировал праймер UBC835, наибольшая полиморфность (50…57 %) установлена с помощью праймеров UBC815, UBC834, UBC835, UBC836 и UBC840. Определены основные параметры генетического разнообразия популяций. Установлено, что все показатели были несколько выше у первой популяции ( na = 1,75 ± 0,44, ne = 1,44 ± 0,38, HE = 0,25 ± 0,19). В первой популяции полиморфизм был выше на 10 %, то есть вторая популяция содержит генетически более гомогенные деревья. В спектре на электрофореграмме, полученной с праймерами UBC811 и UBC834, выявлены уникальные фрагменты ДНК, характеризующие изменчивость внутри вида, которые могут быть использованы в дальнейшей селекционной работе. Показано, что для оценки полиморфизма данных популяций Quercus robur L использование SSR-праймеров менее эффективно в сравнении с ISSR-праймерами. Однако исследованные микросателлитные праймеры видоспецифичны, что позволяет использовать их, например, при генетической паспортизации вида.

Рассмотрены ключевые аспекты формирования быстрорастущих лесных насаждений, как эффективного и экономически выгодного метода для смягчения последствий изменения климата и декарбонизации территории Республики Башкортостан. Установлено, что деревья рода Populus являются одними из наиболее активно поглощающих диоксид углерода среди древесных пород. Приведены показатели роста и приживаемости черенков деревьев тополя пирамидального Populus Nigra Var. × Italica Du Roi. Представлена характеристика зависимости биометрических показателей укорененных черенков от соблюдения поливной нормы в горно-лесной лесорастительной зоне Республики Башкортостан. Подробно описан процесс подготовки и посадки черенков. Определены средние значения длины корней второго порядка и выявлена их вариабельность в течение вегетационного периода как при выполнении поливной нормы, так и без полива. Полученные результаты подтверждают высокие показатели роста укорененных черенков при соблюдении поливной нормы по сравнению с естественными условиями. Результаты исследования корневой системы тополя пирамидального Populus Nigra Var. × Italica Du Roi прибором Имаджер CI-600 без извлечения саженцев из почвы так же подтверждают формирование хорошо развитых корней в условиях эксперимента. Результаты исследований о влиянии соблюдения поливной нормы можно использовать при лесоразведении и управлении лесными ресурсами в регионе.

Проанализированы последствия проведения чересполосных постепенных рубок в спелых и перестойных производных березняках с использованием валочно-пакетирующей машины ЛП-19. Установлено, что оставленные на доращивание после первого приема двухприемной чересполосной постепенной рубки полосы березового древостоя шириной 10…15 м не повреждаются ветром, а за счет бокового освещения в них формируется второй ярус из подроста ели и пихты. Показано, что по причине высокой доли волоков и уничтожения в процессе первого приема чересполосной постепенной рубки хвойного подроста предварительной генерации на вырубленных полосах формируются лиственные молодняки. Рекомендуется при проведении чересполосной постепенной рубки отдавать предпочтение традиционным технологиям проведения лесосечных работ, а при использовании валочно-пакетирующей машины ЛП-19 рубки проводить в зимний период с целью минимизации негативного воздействия на почву и максимального сохранения хвойного подроста. Соблюдение указанных рекомендаций позволит переформировывать спелые и перестойные производные березовые насаждения в коренные хвойные, не прибегая к искусственному лесовосстановлению.

Представлены результаты изучения показателей водного режима однолетней хвои (содержание воды в хвое, уровень реального водного дефицита, скорость водоотдаачи изолированной хвои) у 27 происхождений ели сибирской (Picea obovata (Ledeb.), ели европейской ( P. abies (L.) Karst.) и их межвидовых гибридов в коллекции географических культур Архангельской области (62°54′ с. ш., 40°24′ в. д.). Выявлена невысокая изменчивость параметров водного обмена хвои у происхождений ели разных видов и исходных мест произрастания. В испытываемой коллекции климатипов ели в большей степени проявляются видовые различия, необусловленные местоположением исходных популяций. Сделан вывод о меньшей экологической пластичности вида ели сибирской по сравнению с елью европейской и интрогрессивными гибридами с ее участием. У менее экологически пластичного вида ели сибирской P. obovata (Ledeb.) выявлен несколько повышенный уровень реального водного дефицита и увеличение скорости водоотдачи хвои у происхождений на фоне выровненного уровня содержания воды в хвое. Интрогрессивная гибридизация ели сибирской и европейской привела к изменению позиций, связанных с водным режимом, у их гибридных форм, закрепленных наследственно. Показано, что адаптационная пластичность популяций ели, отличающихся географическим происхождением, и особенность водного режима ее хвои, могут быть связаны с эволюцией вида и историей послеледникового расселения на территории Восточно-Европейской равнины и произрастанием двух видов в зоне интрогрессивной гибридизации - P. abies (L.) Karst. и P. obovata (Ledeb.) и их гибридных форм.