Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

РОСТ ТУИ ЗАПАДНОЙ (THUJA OCCIDENTALIS L.) В ДЕНДРАРИИ ГЛАВНОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА ИМ. Н.В. ЦИЦИНА РАН ПО ДАННЫМ ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

5–16

УДК 630*561.24

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-5-16

Шифр ВАК 4.1.6

Д.Е. Румянцев¹, С.Л. Рысин², А.А. Коженкова², П.С. Александров¹, Н.С. Воробьева¹, А.А. Епишков¹

¹Мытищинский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

(национальный исследовательский университет)», 141005, Россия, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

²ФГУБН «Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук», 127276, Москва, ул. Ботаническая д. 4

dendro15@list.ru

Представлены материалы исследования изменчивости радиального прироста (ширины годичного кольца) туи западной (Thuja occidentalis L.), в дендрарии Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН. Установлены основные закономерности кратковременной и долговременной изменчивости радиального прироста, выявлены особенности влияния метеорологических параметров на величину прироста. Составлена таблица хода роста деревьев по диаметру ствола. Даны рекомендации по уходу за растениями на основании результатов дендроклиматического анализа. Проведено сопоставление результатов дендроклиматического анализа с результатами аналогичных исследований роста туи в дендрарии Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ключевые слова: туя западная, годичные кольца, радиальный прирост, дендрохронология, дендроклиматология, Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН

Ссылка для цитирования: Румянцев Д.Е., Рысин С.Л., Коженкова А.А., Александров П.С., Воробьева Н.С., Епишков А.А. Рост туи западной (Thuja occidentalis L.) в дендрарии Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН по данным дендрохронологического анализа // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-5-16

Список литературы

[1] Плотникова Л.С., Александрова М.С., Беляева Ю.Е., Немова Е.М., Рябова Н.В., Якушина Э.И. Древесные растения Главного ботанического сада им Н.В. Цицина РАН: 60 лет интродукции / под ред. А.С. Демидова. М.: Наука, 2005. 586 с.

[2] Каппер О.Г. Хвойные породы. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1954. 304 с.

[3] Засухи Восточно-Европейской равнины по гидрометео-рологическим и дендрохронологическим данным / под ред. О.Н. Соломиной. СПб.: Нестор-История, 2017. 360 с.

[4] Housset J., Girardin M., Baconnet M., Carcaillet C., Bergeron Y. Effect of climate on the radial growth of Thuja occidentalis northern marginal population in Quebec // Tree Rings in Archeology, Climatology and Ecology, 2015, v. 13, pp. 82–85.

[5] Kelly P.E., Cook E.R., Larson D.W. A 1397-year tree-ring chronology of Thuja occidentalis from cliff faces of the Niagara Escarpment, southern Ontario, Canada // Canadian J. of Forest Research, 1994, v. 24, no. 5, pp. 1049–1057. DOI:10.1139/X94-137

[6] Kipfmueller K.F., Elliot G.P., Larson E.R. An assessment of dendroclimatic potential of three conifer species in Northern Minnesota // Tree-ring research, 2010, v. 66 (2), pp. 113–126.

[7] Kincaid J.A. Structure and dendroecology of Thuja occidentalis in disjunct stand south of its contiguous range in the Central Appalachian Mountains, USA // Forest ecosystems, 2016, v. 25, no. 3, pp. 1–11.

[8] Колесников А.И. Декоративная дендрология. М.: Лесная пром-сть, 1974. 703 с.

[9] Матвеев С.М., Румянцев Д.Е. Дендрохронология. Воронеж: Изд-во ВГЛТУ, 2013. 140 с.

[10] Румянцев Д.Е. История и методология лесоводственной дендрохронологии. М.: МГУЛ, 2010. 107 с.

[11] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1973. 343 с.

[12] Fritts H.C. Tree rings and climate. London–New York–San Francisco: Academic press, 1976, 576 p.

[13] Румянцев Д.Е. Потенциал использования дендрохронологической информации в лесной науке и практике: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Воронеж: Изд-во ВГЛТА, 2011, 36 с.

[14] Lovelius N.V. Dendroindication of natural processes and antropogenic influences. St. Petersburg: World & family-95, 1997, 316 p.

[15] Румянцев Д.Е., Воробьева Н.С., Александров П.С. Особенности роста туи западной в дендрарии МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана // Academy, 2019, № 4 (43). C. 4–6.

[16] Румянцев Д.Е., Денисова Н.Б., Воробьева Н.С., Александров П.С. Дендроклиматический анализ роста псевдотсуги Мензиса в условиях дендрария МФ МГТУ им. Баумана // Современные проблемы науки и образования. Материалы науч. конф. М.: Изд-во РАЕ, 2019. С. 39–41.

[17] Котова А.В. Разработка методики эстетической оценки и прогноз состояния насаждений в ботанических экспозициях (на примере экспозиций дендрария ГБС РАН) // Лесное хозяйство, 2010. № 5. С. 72.

[18] Румянцев Д.Е., Черакшев А.В. Дендроклиматическая диагностика состояния сосен секции STROBI в условиях дендрологического сада МГУЛ // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2013. № 7 (99). С. 121–127.

[19] Румянцев Д.Е. Дендроклиматические исследования и лесоведение // Материалы VIII Междунар. науч. конф. «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях», Белгород, 22–25 октября 2019 г. Белгород: Изд-во БГУ, 2019. С. 58–61.

Сведения об авторах

Румянцев Денис Евгеньевич — д-р биол. наук, профессор кафедры лесоводства, экологии и защиты леса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), dendro15@list.ru

Рысин Сергей Львович — канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории дендрологии Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН, ser-rysin@yandex.ru

Коженкова Анна Альбертовна — канд. с.-х. наук, науч. сотр. лаборатории дендрологии Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН, kozhenkova_anna@mail.ru

Александров Павел Сергеевич — магистрант кафедры ландшафтной архитектуры и садово-паркового строительства МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), pavel_aleksandrov_95@mail.ru

Воробьева Наталия Сергеевна — аспирант кафедры лесоводства экологии и защиты леса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), vorobyeva@bmstu.ru

Епишков Антон Алексеевич — аспирант кафедры лесоводства экологии и защиты леса МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), kam_ant1983@mail.ru

WHITE CEDAR GROWTH IN THE N.V. TSITSIN MAIN BOTANICAL GARDEN ARBORETUM OF RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES ACCORDING TO DENDROCHRONOLOGICAL ANALYSIS

D.E. Rumyantsev¹, S.L. Rysin², A.A. Kozhenkova², P.S. Aleksandrov¹, N.S. Vorob’eva¹, A.A. Epishkov¹

¹BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

²The N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences, 4, Botanicheskaya st., 127276, Moscow, Russia

dendro15@list.ru

The study materials of the White сedar (Thuja occidentalis L.) radial growth (the width of the annual ring) variability in the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden arboretum of the Russian Academy of Sciences are presented. The main patterns of short-term and long-term variability of radial growth are established, the influence peculiarities of meteorological parameters on the growth figures are revealed, a yield table of tree growth by trunk diameter is compiled. Based on the results of dendroclimatic analysis, recommendations for the care of plants are given. The results of dendroclimatic analysis were compared with the results of similar studies of White Cedar growth in the Mytishchi branch of the Bauman Moscow State Technical University arboretum.

Keywords: white cedar, annual rings, radial growth, dendrochronology, dendroclimatology, the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden RAS

Suggested citation: Rumyantsev D.E., Rysin S.L., Kozhenkova A.A., Aleksandrov P.S., Vorob’eva N.S., Epishkov A.A. Rost tui zapadnoy (Thuja Occidentalis L.) v dendrarii Glavnogo botanicheskogo sada im. N.V. Tsitsina RAN po dannym dendrokhronologicheskogo analiza [White сedar growth in the N.V. Tsitsin Main Botanical Garden arboretum of Russian Academy Of Sciences according to dendrochronological analysis]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-5-16

References

[1] Plotnikova L.S., Aleksandrova M.S., Belyaeva Yu.E., Nemova E.M., Ryabova N.V., Yakushina E.I. Drevesnye rasteniya Glavnogo botanicheskogo sada im N.V. Tsitsina RAN: 60 let introduktsii [Woody plants of the Main Botanical Garden of the USSR Academy of Sciences]. Ed. A.S. Demidov. Moscow: Nauka, 1975, 547 p.

[2] Kapper O.G. Khvoynye porody [Coniferous species]. Moscow-Leningrad: Goslesbumizdat, 1954, 304 p.

[3] Zasukhi Vostochno-Evropeyskoy ravniny po gidrometeo-rologicheskim i dendrokhronologicheskim dannym [Droughts of the East European plain according to hydrometeorological and dendrochronological data]. Ed. O.N. Solomina. St. Petersburg: Nestor-Istoriya, 2017, 360 p.

[4] Housset J., Girardin M., Baconnet M., Carcaillet C., Bergeron Y. Effect of climate on the radial growth of Thuja occidentalis northern marginal population in Quebec. Tree Rings in Archeology, Climatology and Ecology, 2015, v. 13, pp. 82–85.

[5] Kelly P.E., Cook E.R., Larson D.W. A 1397-year tree-ring chronology of Thuja occidentalis from cliff faces of the Niagara Escarpment, southern Ontario, Canada. Canadian J. of Forest Research, 1994, v. 24, no. 5, pp. 1049–1057. DOI:10.1139/X94-137

[6] Kipfmueller K.F., Elliot G.P., Larson E.R. An assessment of dendroclimatic potential of three conifer species in Northern Minnesota. Tree-ring research, 2010, v. 66 (2), p. 113–126.

[7] Kincaid J.A. Structure and dendroecology of Thuja occidentalis in disjunct stand south of its contiguous range in the Central Appalachian Mountains, USA. Forest ecosystems, 2016, v. 25, no. 3, pp. 1–11.

[8] Kolesnikov A.I. Dekorativnaya dendrologiya [Decorative dendrology]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1974, 703 p.

[9] Matveev S.M., Rumyantsev D.E. Dendrokhronologiya [Dendrochronology]. Voronezh: VGLTU, 2013, 140 p.

[10] Rumyantsev D.E. Istoriya i metodologiya lesovodstvennoy dendrokhronologii [History and methodology of forestry dendrochronology]. Moscow: MGUL, 2010, 107 p.

[11] Lakin G.F. Biometriya [Biometrics]. Moscow: Vysshaya shkola, 1973, 343 p.

[12] Fritts H.C. Tree rings and climate. London–New York–San Francisco: Academic press, 1976, 576 p.

[13] Rumyantsev D.E. Potentsial ispol’zovaniya dendrokhronologicheskoy informatsii v lesnoy nauke i praktike [Potential use of dendrochronological information in forest science and practice]. Diss. Dr. Sci. (Biol.). Voronezh: VGLTA, 2011, 36 p.

[14] Lovelius N.V. Dendroindication of natural processes and antropogenic influences. St. Petersburg: World & family-95, 1997, 316 p.

[15] Rumyantsev D.E., Vorob’eva N.S., Aleksandrov P.S. Osobennosti rosta tui zapadnoy v dendrarii MF MGTU im. N.E. Baumana [Features of the growth of Western thuja in the arboretum of the Moscow State Technical University named after N.E. Bauman]. Academy, 2019, no. 4 (43), pp. 4–6.

[16] Rumyantsev D.E., Denisova N.B., Vorob’eva N.S., Aleksandrov P.S. Dendroklimaticheskiy analiz rosta psevdotsugi Menzisa v usloviyakh dendrariya MF MGTU im. Baumana [Dendroclimatic analysis of the growth of Menzies pseudotsuga in the conditions of the arboretum of the Bauman Moscow State Technical University]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. Materialy nauchnykh konferentsiy [Modern problems of science and education. Materials of scientific conferences]. Moscow: RAE, 2019, pp. 39–41.

[17] Kotova A.V. Razrabotka metodiki esteticheskoy otsenki i prognoz sostoyaniya nasazhdeniy v botanicheskikh ekspozitsiyakh (na primere ekspozitsiy dendrariya GBS RAN) [Discussion of the principles of reconstruction of the botanical exposition of the genus thuja on the territory of the Main Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences]. Lesnoe khozyaystvo [Forestry], 2010, no. 5, p. 72.

[18] Rumyantsev D.E., Cherakshev A.V. Dendroklimaticheskaya diagnostika sostoyaniya sosen sektsii STROBI v usloviyakh dendrologicheskogo sada MGUL [Dendroclimatic diagnostics of the state of the STROBI section pines in the conditions of the MSFU dendrological garden]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2013, no. 7 (99), pp. 121–127.

[19] Rumyantsev D.E. Dendroklimaticheskie issledovaniya i lesovedenie [Dendroclimatic research and forest science]. Materialy VIII Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii «Problemy prirodopol’zovaniya i ekologicheskaya situatsiya v Evropeyskoy Rossii i na sopredel’nykh territoriyakh» [Proceedings of the VIII International Scientific Conference «Problems of Nature Management and the Ecological Situation in European Russia and Adjacent Territories»]. Belgorod: BGU, 2019, pp. 58–61.

Authors’ information

Rumyantsev Denis Evgen’evich — Dr. Sci. (Biology), Professor of the Department of Forestry, ecology and forest protection of BMSTU (Mytishchi branch), dendro15@list.ru

Rysin Sergey L’vovich — Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher of the Laboratory of Dendrology of the Main Botanical Garden named after N.V. Tsitsin of the Russian Academy of Sciences, ser-rysin@yandex.ru

Kozhenkova Anna Al’bertovna — Cand. Sci. (Agriculture), Researcher at the Laboratory of Dendrology of the Main Botanical Garden named after N.V. Tsitsin of the Russian Academy of Sciences,

kozhenkova_anna@mail.ru

Aleksandrov Pavel Sergeevich — Master graduand of the Department of Landscape architecture and landscape construction of the BMSTU (Mytishchi branch), pavel_aleksandrov_95@mail.ru

Vorob’eva Nataliya Sergeevna — pg. of the Department of Forestry, ecology and forest protection of the BMSTU (Mytishchi branch), vorobyeva@bmstu.ru

Epishkov Anton Alekseevich — pg. of the Department of Forestry, ecology and forest protection of the BMSTU (Mytishchi branch), kam_ant1983@mail.ru

2

САНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ КОРЕННЫХ ЕЛЬНИКОВ ТАЙГИ ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ

17–25

УДК 630*181

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-17-25

Шифр ВАК 4.1.3

В.Г. Стороженко

ФГБУН «Институт лесоведения РАН» (ИЛАН РАН), 143030, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, с. Успенское, ул. Советская, д. 21

lesoved@mail.ru

Представлены материалы исследований проведенных в коренных разновозрастных лесах еловых формаций тайги в пределах Европейской России: в северной тайге — ельников на территориях Архангельской обл. и национального парка «Паанаярви» Республики Карелия; в средней тайге — ельников резервата «Вепсский лес» Ленинградской обл. и Андомского лесничества Вологодской обл.; в южной тайге — ельников Центрально-Лесного государственного биосферного заповедника Тверской обл. Определены возраст и объемы деревьев, произрастающих на постоянных пробных площадях, построены возрастные ряды древостоев, установлены динамические характеристики, даны оценки санитарному состоянию деревьев и древостоев, пораженности дереворазрушающими грибами биотрофного комплекса, выполнены вычисления объемов древесного отпада по стадиям разложения. Выявлена тесная связь возрастания значений пораженности деревьев с увеличением возраста поколений в возрастных рядах, которая трактуется как закономерность: r = 0,98 при mr = 0,05 и t = 140. Динамика формирования возрастных поколений в еловых древостоях протекает значительно медленнее от 4 до 6 раз, чем динамика разложения древесного отпада. Характеристики санитарного состояния коренных еловых древостоев имеют балловую оценку в диапазоне между ослабленными и сильно ослабленными сообществами, с высокими показателями гнилевых фаутов деревьев в возрастных поколениях и древостоев и значительными объемами древесного отпада. Высокие показатели гнилевого поражения деревьев обеспечивают сохранение баланса воспроизводимой и разлагаемой биомассы в динамике еловых лесов. Этот баланс формируется различиями временных периодов накопления биомассы и скоростью разложения древесного отпада.

Ключевые слова: санитарное состояние, еловые леса, дереворазрушающие грибы, пораженность древостоев, древесный отпад, баланс биомассы

Ссылка для цитирования: Стороженко В.Г. Санитарное состояние коренных ельников тайги Европейской России // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 17–25. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-17-25

Список литературы

[1] Правила санитарной безопасности в лесах. Утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 9 декабря 2020 г. № 2047. 18 с.

[2] Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. Теория и эксперимент. Тула: Гриф и К, 2007. 190 с.

[3] Шорохова Е.В. Запасы и экосистемные функции крупных древесных остатков в таежных лесах: дис. ... д-ра биол. наук. СПб., 2018. 299 с.

[4] Горшков В.В., Ставрова Н.И., Тарасова В.Н. Повреждение деревьев сосны обыкновенной и древесного яруса сосновых лесов Европейского Севера в результате пожаров // Лесоведение, 2004. № 5. С. 10–19.

[5] Cheng-Jung Lin, Yue-Hsing Huang, Gwo-Shyong Huang, Meng-Ling Wu. Detection of decay damage in iron-wood living trees by nondestructive techniques // J. Wood Sci., 2016, vol. 62, pp. 42–51. DOI: 10.1007/s10086-015-1520-9

[6] Демидко Д.А. Состояние кедровых древостоев Северо-Восточного Алтая и методы его оценки // Лесоведение, 2011. № 1. С. 19–27.

[7] Лямцев Н.И., Малахова Е.Г. Динамика санитарного состояния еловых лесов Подмосковья после засухи 2010 г. // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2013. Т. 18. № 6. С. 82–89.

[8] Замолодчиков Д.Г. Оценка пула углерода крупных древесных остатков в лесах России с учетом влияния пожаров и рубок // Лесоведение, 2009. № 4. С. 3–15.

[9] Уланова Н.Г. Причины и следствия естественного распада ельников в Европейской части России // Современные концепции экологии биосистем и их роль в решении проблем сохранения природы и природопользования: материалы Всерос. (с междунар. участием) науч. шк.-конф., посвящ. 115-летию со дня рождения А.А. Уранова. г. Пенза, 10–14 мая 2016. Пенза: Изд-во Пензенского государственного университета, 2016. С. 288–290.

[10] Stokland J.N., Siitonen J., Jonsson B.G. Biodiversity in dead wood. Cambrigde Univ. Press, 2012, 509 p.

[11] Сергиенко В.Г., Иванов А.М., Власов Р.В., Антонов О.И. Древесный отпад и биоразнообразие на участках выборочных рубок в Ленинградской области // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, 2015. № 3. С. 4–19.

[12] Бобкова К.С., Кузнецов М.А., Осипов А.Ф. Запасы крупных древесных остатков в ельниках средней тайги Европейского Северо-Востока. // ИзВУЗ Лесной Журнал, 2015. № 2 (344). С. 9–21.

[13] Hekkala A.M., Ahtikoski A., Patalo M-L., Tarvainen O., Siipilehto J., Tolvanen A. Restoring volume, diversity and continuity of deadwood in boreal forests // Biodiversity Conservation, 2016, v. 25, pp. 1107–1132.

[14] Стороженко В.Г. Датировка разложения валежа ели // Экология, 1990. № 6. С. 66–69.

[15] Дыренков С.А. Структура и динамика таежных ельников. М.: Наука, 1984. 176 с.

[16] Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1952. 853 с.

[17] Стороженко В.Г., Коткова В.М. Новые и малоизвестные для Тверской области виды афиллофоровых грибов // Вестник Тверского государственного университета. Сер. Биология и экология, 2012. Вып. 26. № 16. С. 125–134.

[18] Ананьев В.А., Лейнонен Т., Грабовик С.И. Результаты обследования средневозрастных еловых древостоев после рубок ухода // Resources and Technology, 2005. № 6. С. 5–7.

Сведения об авторе

Стороженко Владимир Григорьевич — д-р биол. наук, гл. науч. сотр. лаборатории лесоводства и биологической продуктивности, Институт лесоведения РАН, lesoved@mail.ru

SANITARY CONDITION OF NATIVE TAIGA SPRUCE IN EUROPEAN RUSSIA

V.G. Storozhenko

Institute of Forest Science RAS, 21, Sovetskaya st., 143030, village Uspenskoe, Odintsovo district, Moscow reg., Russia

lesoved@mail.ru

The materials of studies carried out in the primary uneven-aged spruce forests of the taiga within European Russia are presented, in the northern taiga spruce forests are studied in the territories of the Arkhangelsk region and the Paanajarvi National Park in the Karelia Republic; in the middle taiga spruce forests are studied in the reserve «Vepssky forest» in the Leningrad region and Andomsky forestry of the Vologda region; in the southern taiga spruce forests of the Central Forest State Biosphere Reserve in the Tver Region are studied. The age and volume of trees growing on permanent test plots were determined, age series of forest stands were modelled, dynamic characteristics were established, estimates of the sanitary condition of trees and stands were made, the infestation of the biotrophic complex with wood-destroying fungi and calculations of the tree waste volume by stages of decomposition were made. A close relationship between the increase in tree damage values and the increase in the age of generations in the age series was revealed, which is interpreted as a pattern: r = 0,98 with mr = 0,05 and t = 140. The dynamics of the formation of age generations in spruce forest stands proceeds much more slowly from 4 to 6 times than the dynamics of wood debris decomposition. The characteristics of the sanitary state of native spruce stands are in the range between weakened and severely weakened communities, with high rates of rotten faults of trees in age generations and stands and significant amounts of tree waste. High rates of rot damage to trees ensure the balance of reproducible and degradable biomass in the dynamics of spruce forests. This balance is formed by differences in the time periods of biomass accumulation and the rate of decomposition of wood waste.

Keywords: sanitary condition, spruce forests, wood-destroying fungi, infestation of stands, сoarse woody derbis, biomass balance

Suggested citation: Storozhenko V.G. Sanitarnoe sostoyanie korennykh el’nikov taygi Evropeyskoy Rossii [Sanitary condition of native taiga spruce in European Russia]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 17–25. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-17-25

References

[1] Pravila sanitarnoy bezopasnosti v lesakh. Utverzhdeny postanovleniem Pravitel’stva Rossiyskoy Federatsii ot 9 dekabrya 2020 g. № 2047 [Sanitary safety rules in forests. Approved by Decree of the Government of the Russian Federation of December 9, 2020, no. 2047]. 18 p.

[2] Storozhenko V.G. Ustoychivye lesnye soobshchestva. Teoriya i eksperiment [Sustainable forest communities. Theory and experiment]. Tula: Grif and K, 2007, 190 p.

[3] Shorokhova E.V. Zapasy i ekosistemnye funktsii krupnykh drevesnykh ostatkov v taezhnykh lesakh [Stocks and ecosystem functions of large tree residues in taiga forests]. Dr. Sci. (Biol.). St. Petersburg, 2018, 299 p.

[4] Gorshkov V.V., Stavrova N.I., Tarasova V.N. Povrezhdenie derev’ev sosny obyknovennoy i drevesnogo yarusa sosnovykh lesov Evropeyskogo Severa v rezul’tate pozharov [Damage to Scotch pine trees and the tree layer of pine forests of the European North as a result of fires]. Lesovedenie, 2004, no. 5, pp. 10–19.

[5] Cheng-Jung Lin, Yue-Hsing Huang, Gwo-Shyong Huang, Meng-Ling Wu. Detection of decay damage in iron-wood living trees by nondestructive techniques. J. Wood Sci., 2016, vol. 62, pp. 42–51. DOI: 10.1007/s10086-015-1520-9

[6] Demidko D.A. Sostoyanie kedrovykh drevostoev Severo-Vostochnogo Altaya i metody ego otsenki [State of Siberian pine stands in the North-Eastern Altai and methods of its assessment]. Lesovedenie, 2011, no. 1, pp. 19–27.

[7] Lyamtsev N.I., Malakhova E.G. Dinamika sanitarnogo sostoyaniya elovykh lesov Podmoskov’ya posle zasukhi 2010 g. [Dynamics of the sanitary state of the spruce forests of the Moscow region after the drought of 2010]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2013, v. 18, no. 6, pp. 82–89.

[8] Zamolodchikov D.G. Otsenka pula ugleroda krupnykh drevesnykh ostatkov v lesakh Rossii s uchetom vliyaniya pozharov i rubok [Estimation of the carbon pool of large wood residues in the forests of Russia, taking into account the impact of fires and logging]. Lesovedenie, 2009, no. 4, pp. 3–15.

[9] Ulanova N.G. Prichiny i sledstviya estestvennogo raspada el’nikov v Evropeyskoy chasti Rossii [Causes and consequences of the natural decay of spruce forests in the European part of Russia]. Sovremennye kontseptsii ekologii biosistem i ikh rol’ v reshenii problem sokhraneniya prirody i prirodopol’zovaniya: materialy Vseros. (s mezhdunar. uchastiem) nauch. shk.-konf., posvyashch. 115-letiyu so dnya rozhdeniya A.A. Uranova [Modern concepts of biosystems ecology and their role in solving problems of nature conservation and nature management: materials of Vseros. (with international participation) scientific. school-conf., dedicated. 115th anniversary of the birth of A.A. Uranov]. Penza, May 10–14, 2016. Penza: Penza State University, 2016, pp. 288–290.

[10] Stokland J.N., Siitonen J., Jonsson B.G. Biodiversity in dead wood. Cambrigde Univ. Press, 2012, 509 p.

[11] Sergienko V.G., Ivanov A.M., Vlasov R.V., Antonov O.I. Drevesnyy otpad i bioraznoobrazie na uchastkakh vyborochnykh rubok v Leningradskoy oblasti [Tree waste and biodiversity in selective logging sites in the Leningrad Region]. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the St. Petersburg Research Institute of Forestry], 2015, no. 3, pp. 4–19.

[12] Bobkova K.S., Kuznetsov M.A., Osipov A.F. Zapasy krupnykh drevesnykh ostatkov v el’nikakh sredney taygi Evropeyskogo Severo-Vostoka [Stocks of large woody residues in the spruce forests of the middle taiga of the European North-East]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2015, no. 2 (344), pp. 9–21.

[13] Hekkala A.M., Ahtikoski A., Patalo M-L., Tarvainen O., Siipilehto J., Tolvanen A. Restoring volume, diversity and continuity of deadwood in boreal forests. Biodiversity Conservation, 2016, v. 25, pp. 1107–1132.

[14] Storozhenko V.G. Datirovka razlozheniya valezha eli [Dating the decomposition of spruce deadwood]. Ekologiya [Ecology], 1990, no. 6, pp. 66–69.

[15] Dyrenkov S.A. Struktura i dinamika taezhnykh el’nikov [Structure and dynamics of taiga spruce forests]. Moscow: Nauka, 1984, 176 p.

[16] Tret’yakov N.V., Gorskiy P.V., Samoylovich G.G. Spravochnik taksatora [Taxiator’s handbook]. Moscow–Leningrad: Goslesbumizdat, 1952, 853 p.

[17] Storozhenko V.G., Kotkova V.M. Novye i maloizvestnye dlya Tverskoy oblasti vidy afilloforovykh gribov [New and little-known species of aphyllophoric fungi for the Tver region]. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya Biologiya i ekologiya [Bulletin of the Tver State University. Series Biology and Ecology], 2012, iss. 26, no. 16, pp. 125–134.

[18] Anan’ev V.A., Leynonen T., Grabovik S.I. Rezul’taty obsledovaniya srednevozrastnykh elovykh drevostoev posle rubok ukhoda [Survey results of middle-aged spruce stands after thinning]. Resources and Technology [Resources and Technology], 2005, no. 6, pp. 5–7.

Author’s information

Storozhenko Vladimir Grigor’evich — Dr. Sci. (Agriculture), Chief research worker of Laboratory Forestry and biological productivity, Forest Science Institute RAS, lesoved@mail.ru

3

ФОРМИРОВАНИЕ КОРНЕСОМКНУТОЙ ЛЕСНОЙ ЭКОСИСТЕМЫ ВЫШЕ ГРАНИЦЫ ЛЕСА В ГОРАХ СЕВЕРНОГО УРАЛА

26–34

УДК 574.4+630.181

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-26-34

Шифр ВАК 4.1.6

Н.В. Танцырев, Н.С. Иванова, И.В. Петрова

ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук», Россия, 620144, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202а

i.n.s@bk.ru

Представлены материалы исследований, проведенных в зоне горной каменистой кустарничково-мохово-лишайниковой тундры на высоте 1010–1040 м н. у. м. на плато горного массива «Три Бугра» (59°30ʹ с. ш. 59°15ʹ в. д., высота 1060 м н. у. м.). Выявлено, что в условиях горной тундры длина корневых систем всех исследуемых возрастных групп подроста сосны (кедра) сибирской (Pinus sibirica Du Tour) превышает его высоту в 1,2–1,5 раза, а площадь почвенного питания (поле корневой конкуренции) больше площади проективного покрытия крон более чем в 10 раз. Установлена статистически значимая связь длины корней с возрастом подроста (R2 = 0,78) и его высотой (R2 = 0,92). Получены уравнения регресии. При текущих темпах потепления климата и роста деревьев сибирского кедра (P. sibirica) выявленные зависимости позволяют прогнозировать для горной тундры Северного Урала мозаичное формирование первичных подземно-сомкнутых лесных ассоциаций (редколесий) с характерными лесными взаимоотношениями через 20…25 лет, а куртин с многократным переплетением корневых систем — через 40…50 лет.

Ключевые слова: Pinus sibirica, Северный Урал, горная тундра, корневая система, верхняя граница леса, конкуренция за почвенное питание

Ссылка для цитирования: Танцырев Н.В., Иванова Н.С., Петрова И.В. Формирование корнесомкнутой лесной экосистемы выше границы леса в горах Северного Урала // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 26–34. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-26-34

Список литературы

[1] Maiti R., Rodriguez H., Ivanova N. Autoecology and ecophysiology of woody shrubs and trees: concepts and applications. John Wiley & Sons, Ltd, 2016. 355 p. https://doi.org/10.1002/9781119104452

[2] Frelich L.E., Montgomery R.A., Reich P.B. Seven ways a warming climate can kill the Southern boreal forest // Forests, 2021, v. 12, no. 5. p. 560. https://doi.org/10.3390/f12050560

[3] Du E., Tang Y. Distinct climate effects on Dahurian larch growth at an Asian temperate-boreal forest ecotone and nearby boreal sites // Forests, 2022, v. 13, no. 1, p. 27. https://doi.org/10.3390/f13010027

[4] Иванова Н.С. Лесотипологические особенности биоразнообразия и восстановительно-возрастной динамики растительности горных лесов Южного и Среднего Урала: дис. … д-ра биол. наук: 06.03.02. Екатеринбург, 2019. 304 с.

[5] Ivanova N.S. Impact of climate changes, timber harvesting, and fires on boreal forests (Example of the Ural mountains, Russia) // Sustainable Bioresource Management, New York, Apple Academic Press, 2020, pp. 29–52. https://doi.org/10.1201/9780429284229-4

[6] Evans P., Brown C. The boreal–temperate forest ecotone response to climate change // Environ. Rev., 2017, v. 25, pp. 423–431. https://doi.org/10.1139/er-2017-0009

[7] Григорьев А.А., Дэви Н.М., Кукарских В.В., Вьюхин С.О., Галимова А.А., Моисеев П.А., Фомин В.В. Структура и динамика древостоев верхней границы леса в западной части Плато Путорана // Экология, 2019. № 4. С. 311–322. https://doi.org/ 10.1134/S1067413619040076

[8] Fomin, V., Mikhailovich A., Golikov D., Agapitov E. Reconstruction of the expansion of Siberian larch into the mountain tundra in the Polar Urals in the 20th–early 21st centuries // Forests, 2022, v. 13, 419 p. https://doi.org/10.3390/f13030419

[9] Zhou W., Mazepa V., Shiyatov S.V., Shalaumova Yu., Zhang T., Liu D., Sheshukov A., Wang J., Sharif H.E., Ivanov V. Spatiotemporal dynamics of encroaching tall vegetation in timberline ecotone of the Polar Urals Region, Russia // Environmental Research Letters, 2022, v. 17, no. 1, p. 014017. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac3694

[10] Шиятов С.Г., Мазепа В.С. Современная экспансия лиственницы сибирской в горную тундру Полярного Урала // Экология, 2015. № 6. С. 403–410. https://doi.org/10.1134/s1067413615060168

[11] Санников С.Н., Танцырев Н.В., Петрова И.В. Инвазия популяций сосны сибирской в горную тундру Северного Урала // Сибирский экологический журнал, 2018. № 4. C. 449–461. https://doi.org/10.1134/S1995425518040078

[12] Shirk A.J., Cushman S.A., Waring K.M., Wehenkel C.A., Leal-Sáenz A., Toney C., Lopez-Sanchez C.A. Southwestern white pine (Pinus strobiformis) species distribution models project a large range shift and contraction due to regional climatic changes // Forest Ecology and Management, 2018, v. 411, pp. 176–186. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.01.025

[13] Hagedorn F., Dawes M.A., Bubnov M.O., Devi N.M., Grigoriev A.A., Mazepa V.S., Shiyatov S.G., Moiseev P.A., Nagimov Z.Y. Latitudinal decline in stand biomass and productivity at the elevational treeline in the Ural mountains despite a common thermal growth limit // J. of Biogeography, 2022, v. 47, no. 8, pp. 1827–1842. https://doi.org/10.1111/jbi.13867

[14] Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. М.: Наука, 1986. 136 с.

[15] Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1955. 599 с.

[16] Сукачев В.Н. Основные понятия лесной биогеоценологии // Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. C. 5–49.

[17] Lorenz M., Fisher R., Mues V. Forest resources in Europe and their condition. Conservation and management of forest genetic resources in Europe / Eds. T. Geburek, J. Turok. Zvolen: Arbora, 2005, pp. 111–126.

[18] Корзухин М.Д., Тер-Микаэлян М.Г. Конкуренция за свет и динамика модельных особей, независимо распределенных на плоскости // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. Т. 5. C. 242–248.

[19] Pukkala T. Methods describe the competition process in a tree stand // Scandinavian J. of Forest Research, 1989, v. 4, no. 2, pp. 187–202. https://doi.org/10.1080/02827588909382557

[20] Колобов А.Н. Моделирование пространственно-временной динамики древесных сообществ: индивидуально-ориентированный подход // Лесоведение, 2014. № 5. C. 72–82.

[21] Fraver S., D’Amato A., Bradford J.B., Jonsson B.G., Jonsson M., Esseen P.A. Tree growth and competition in an old-growth Picea abies forest of boreal Sweden: influence of tree spatial patterning // J. of Vegetation Science, 2014, v. 25, pp. 374–385. https://doi.org/10.1111/jvs.12096

[22] Санникова Н.С., Санников С.Н., Петрова И.В., Мищихина Ю.Д., Черепанова О.Е. Факторы древостоя-эдификатора: количественный анализ и синтез // Экология, 2012. № 6. С. 1–7.

[23] Санников С.Н., Санникова Н.С. Лес как подземно-сомкнутая дендроценоэкосистема // Сибирский лесной журнал, 2014. № 1. C. 25–34.

[24] Танцырев Н.В., Андреев Г.В. Влияние конкуренции материнского древостоя на рост подроста кедра сибирского на основных типах субстрата // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова, 2020. № 2. Т. 59. С. 145–153. https://doi.org/10.34655/bgsha.2020.59.2.020

[25] Горчаковский П.Л. Растительный мир высокогорного Урала. М.: Наука, 1975. 281 с.

[26] Санников С.Н., Танцырев Н.В. Кривые выживания подроста сосны сибирской как основа реконструкции динамики его численности // Лесоведение, 2015. № 4. С. 275–281.

[27] Судачкова Н.Е., Расторгуева Е.Я., Коловский Р.А. Физиология подроста кедра. М.: Наука, 1967. 123 с.

[28] Schaming T.D., Sutherland C.S. Landscape- and local-scale habitat influences on occurrence and detection probability of Clark’s nutcrackers: Implications for conservation // PLoS ONE, 2020, v. 15(5), e0233726.

[29] Aubin I., Messier C., Kneeshaw D. Population structure and growth acclimation of mountain maple along a successional gradient in the southern boreal forest // Ecoscience, 2005, v. 12, pp. 540–548.

[30] Kalliokoski T. Root system traits of Norway spruce, Scots pine, and silver birch in mixed boreal forests: an analysis of root architecture, morphology, and anatomy. Diss. Forestales. Vantaa: Finnish For. Res. Inst., 2011, v. 121, 65 p.

[31] Hansson K., Helmisaari H.S., Sah S.P., Lange H. Fine root production and turnover of tree and understorey vegetation in Scots pine, silver birch and Norway spruce stands in SW Sweden // For. Ecol. Manage, 2013, v. 309, pp. 58–65.

[32] Возмищева А.С. Пространственная структура подроста ключевых видов северных кедрово-широколиственных лесов Дальнего Востока // Научные труды государственного природного заповедника «Присурский», 2015. Т. 30, Вып. 1. С. 79–84.

[33] Шанин В.Н., Рочева Л.К., Шашков М.П., Иванова Н.В., Москаленко С.В., Бурнашева Э.Р. Особенности пространственного распределения биомассы корней некоторых древесных видов (Picea abies, Pinus sylvestris, Betula sp.) // Известия РАН. Сер. биологическая, 2015. № 3. С. 316–325.

[34] Cerrato R., Salvatore M.C., Gunnarson B.E., Linderholm H.W., Carturan L., Brunetti M., De Blasi F., Baronia C. A Pinus cembra L. tree-ring record for late spring to late summer temperature in the Rhaetian Alps, Italy // Dendrochronologia, 2019, v. 53, pp. 22–31.

[35] Михайлович А.П., Фомин В.В., Шиятов С.Г. Фотографический атлас ландшафтов Полярного Урала в нижнем течении рек Енгаю и Кердоманшор во второй половине XX — начале XXI веков. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2016. 97 с.

[36] Fomin V., Ivanova N., Mikhailovich A., Zolotova E. Problem of climate-driven dynamics in the genetic forest typology // Modern synthetic methodologies for creating drugs and functional materials (mosm2020): AIP Conference Proceedings, 2021, v. 2388, p. 030007. https://doi.org/10.1063/5.0068806

[37] Bayer U., Puschmann O. Automatic detection of woody vegetation in repeat landscape photographs using a convolutional neural network // Ecological Informatics, 2019, v. 50, pp. 220–223. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2019.01.012

[38] Dourado-Filho L.A., Columby R.T. An experimental assessment of deep convolutional features for plant species recognition // Ecological Informatics. 2021, v. 65, p. 101411. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2021.101411

[39] Усольцев В.А., Цепордей И.С., Норицин Д.В. Аллометрические модели для оценки биомассы корней лесообразующих родов Евразии дистанционными методами с учетом глобального потепления // Хвойные бореальной зоны, 2022. Т. 40. № 1. С. 65–75.

[40] Ivanova N. Fomin V, Kusbach A. Experience of Forest Ecological Classification in Assessment of Vegetation Dynamics // Sustainability, 2022, v. 14, no. 6, p. 3384. https://doi.org/10.3390/su14063384

Сведения об авторах

Танцырев Николай Владимирович — канд. биол. наук, науч. сотр. ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук», 89502076608@mail.ru

Иванова Наталья Сергеевна— д-р биол. наук, вед. науч. сотр. ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук», i.n.s@bk.ru

Петрова Ирина Владимировна — д-р биол. наук, директор ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук», irina.petrova@botgard.uran.ru

ROOT-CLOSED FOREST ECOSYSTEM FORMATION ABOVE FOREST BOUNDARY IN NORTHERN URALS MOUNTAINS

N.V. Tantsyrev, N.S. Ivanova, I.V. Petrova

Botanical Garden of the Ural Branch of the RAS, 202a, 8 Marta st., 620144, Yekaterinburg, Russia

i.n.s@bk.ru

The purpose of this work is to determine the length of the root systems of Siberian stone pine undergrowth (Pinus sibirica Du Tour) growing in the mountain tundra of the Northern Urals and to establish regression relationships with its aboveground parameters and age. The studies were carried out in the belt of mountain stony shrub-moss-lichen tundra at an altitude of 1010–1040 m above sea level on the plateau of the «Tri Bugra» mountain massif (59°30ʹ N, 59°15ʹ E). Consideration of environmental conditions and undergrowth of woody plants was carried out on 30 registered plots with a size of 5×5 m. P. sibirica is absolutely dominant (6,0 thousand specimens per ha) in the undergrowth. Its constant almost annual renewal began in the end 60s XX century. It was revealed that under the conditions of mountain tundra, the length of the root systems of all studied age groups of P. sibirica undergrowth exceeds its height by 1,2…1,5 times, and the area of soil nutrition (field of root competition) exceeds the area of projective crown cover by more than 10 times. A statistically significant relationship between the length of roots and the age (R2 = 0,78) of the undergrowth and its height (R2 = 0,92) are established. Regression equations are obtained. At the current rates of climate warming and the growth of P. sibirica trees, the revealed dependences make it possible to predict for the mountain tundra of the Northern Urals mosaic formation of primary underground-closed forest associations (woodlands) with characteristic forest relationships in 20–25 years, and communities with multiple interweaving of root systems in 40–50 years.

Keywords: Pinus sibirica, Northern Urals, mountain tundra, treeline ecoton, root system, competition for soil nutrition

Suggested citation: Tantsyrev N.V., Ivanova N.S., Petrova I.V. Formirovanie kornesomknutoy lesnoy ekosistemy vyshe granitsy lesa v gorakh Severnogo Urala [Root-closed forest ecosystem formation above forest boundary in Northern Urals mountains]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 26–34. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-26-34

References

[1] Maiti R., Rodriguez H., Ivanova N. Autoecology and ecophysiology of woody shrubs and trees: concepts and applications. John Wiley & Sons, Ltd. 2016. 355 p. https://doi.org/10.1002/9781119104452

[2] Frelich L.E., Montgomery R.A., Reich P.B. Seven ways a warming climate can kill the Southern boreal forest. Forests, 2021, v. 12, no. 5. p. 560. https://doi.org/10.3390/f12050560

[3] Du E., Tang Y. Distinct climate effects on Dahurian larch growth at an Asian temperate-boreal forest ecotone and nearby boreal sites. Forests, 2022, v. 13, no. 1, p. 27. https://doi.org/10.3390/f13010027

[4] Ivanova N.S. Lesotipologicheskie osobennosti bioraznoobraziya i vosstanovitel’no-vozrastnoy dinamiki rastitel’nosti gornykh lesov Yuzhnogo i Srednego Urala [Forest typological features of biodiversity and restoration-age dynamics of vegetation of mountain forests of the Southern and Middle Urals]. Dis. … Dr. Sci. (Biol.), 06.03.02. Yekaterinburg, 2019, 304 p.

[5] Ivanova N.S. Impact of climate changes, timber harvesting, and fires on boreal forests (Example of the Ural mountains, Russia). Sustainable Bioresource Management, New York, Apple Academic Press, 2020, pp. 29–52. https://doi.org/10.1201/9780429284229-4

[6] Evans P., Brown C. The boreal–temperate forest ecotone response to climate change. Environ. Rev., 2017, v. 25, pp. 423–431. https://doi.org/10.1139/er-2017-0009

[7] Grigor’ev A.A., Devi N.M., Kukarskikh V.V., V’yukhin S.O., Galimova A.A., Moiseev P.A., Fomin V.V. Struktura i dinamika drevostoev verkhney granitsy lesa v zapadnoy chasti Plato Putorana [Structure and dynamics of forest stands at the upper forest boundary in the western part of the Putorana Plateau]. Ekologiya [Ecology], 2019, no. 4, pp. 311–322. https://doi.org/10.1134/S1067413619040076

[8] Fomin, V., Mikhailovich A., Golikov D., Agapitov E. Reconstruction of the expansion of Siberian larch into the mountain tundra in the Polar Urals in the 20th—early 21st centuries. Forests, 2022, v. 13, 419 p. https://doi.org/10.3390/f13030419

[9] Zhou W., Mazepa V., Shiyatov S.V., Shalaumova Yu., Zhang T., Liu D., Sheshukov A., Wang J., Sharif H.E., Ivanov V. Spatiotemporal dynamics of encroaching tall vegetation in timberline ecotone of the Polar Urals Region, Russia. Environmental Research Letters, 2022, v. 17, no. 1, p. 014017. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac3694

[10] Shiyatov S.G., Mazepa V.S. Sovremennaya ekspansiya listvennitsy sibirskoy v gornuyu tundru Polyarnogo Urala [Modern expansion of Siberian larch into the mountain tundra of the Polar Urals]. Ekologiya [Ecology], 2015, no. 6, pp. 403–410. https://doi.org/10.1134/s1067413615060168

[11] Sannikov S.N., Tantsyrev N.V., Petrova I.V. Invaziya populyatsiy sosny sibirskoy v gornuyu tundru Severnogo Urala [Invasion of Siberian pine populations into the mountain tundra of the Northern Urals]. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian Ecological J.], 2018, no. 4, pp. 449–461. https://doi.org/10.1134/S1995425518040078

[12] Shirk A.J., Cushman S.A., Waring K.M., Wehenkel C.A., Leal-Sáenz A., Toney C., Lopez-Sanchez C.A. Southwestern white pine (Pinus strobiformis) species distribution models project a large range shift and contraction due to regional climatic changes. Forest Ecology and Management, 2018, v. 411, pp. 176–186. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.01.025

[13] Hagedorn F., Dawes M.A., Bubnov M.O., Devi N.M., Grigoriev A.A., Mazepa V.S., Shiyatov S.G., Moiseev P.A., Nagimov Z.Y. Latitudinal decline in stand biomass and productivity at the elevational treeline in the Ural mountains despite a common thermal growth limit. J. of Biogeography, 2022, v. 47, no. 8, pp. 1827–1842. https://doi.org/10.1111/jbi.13867

[14] Shiyatov S.G. Dendrokhronologiya verkhney granitsy lesa na Urale [Dendrochronology of the upper forest boundary in the Urals]. Moscow: Nauka, 1986, 136 p.

[15] Tkachenko M.E. Obshchee lesovodstvo [General forestry]. Moscow-Leningrad: Goslesbumizdat, 1955, 599p.

[16] Sukachev V.N. Osnovnye ponyatiya lesnoy biogeotsenologii [Basic concepts of forest biogeocenology]. Osnovy lesnoy biogeotsenologii [Fundamentals of forest biogeocenology]. Moscow: Nauka, 1964, pp. 5–49.

[17] Lorenz M., Fisher R., Mues V. Forest resources in Europe and their condition. Conservation and management of forest genetic resources in Europe. Eds. T. Geburek, J. Turok. Zvolen: Arbora, 2005, pp. 111–126.

[18] Korzukhin M.D., Ter-Mikaelyan M.G. Konkurentsiya za svet i dinamika model’nykh osobey, nezavisimo raspredelennykh na ploskosti [Competition for light and dynamics of model individuals independently distributed on a plane]. Problemy ekologicheskogo monitoringa i modelirovanie ekosistem [Problems of ecological monitoring and modeling of ecosystems]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1982, v. 5, pp. 242–248.

[19] Pukkala T. Methods describe the competition process in a tree stand. Scandinavian J. of Forest Research, 1989, v. 4, no. 2, pp. 187–202. https://doi.org/10.1080/02827588909382557

[20] Kolobov A.N. Modelirovanie prostranstvenno-vremennoy dinamiki drevesnykh soobshchestv: individual’no-orientirovannyy podkhod [Modeling the spatio-temporal dynamics of tree communities: an individually-oriented approach]. Lesovedenie, 2014, no. 5, pp. 72–82.

[21] Fraver S., D’Amato A., Bradford J.B., Jonsson B.G., Jonsson M., Esseen P.A. Tree growth and competition in an old-growth Picea abies forest of boreal Sweden: influence of tree spatial patterning. J. of Vegetation Science, 2014, v. 25, pp. 374–385. https://doi.org/10.1111/jvs.12096

[22] Sannikova N.S., Sannikov S.N., Petrova I.V., Mishchikhina Yu.D., Cherepanova O.E. Faktory drevostoya-edifikatora: kolichestvennyy analiz i sintez [Tree stand-edificator factors: quantitative analysis and synthesis]. Ekologiya [Ecology], 2012, no. 6, pp. 1–7.

[23] Sannikov S.N., Sannikova N.S. Les kak podzemno-somknutaya dendrotsenoekosistema [Forest as an underground-closed dendrocenoecosystem]. Sibirskiy lesnoy zhurnal [Siberian Forest J.], 2014, no. 1, pp. 25–34.

[24] Tantsyrev N.V., Andreev G.V. Vliyanie konkurentsii materinskogo drevostoya na rost podrosta kedra sibirskogo na osnovnykh tipakh substrata [Influence of maternal stand competition on the growth of Siberian stone pine undergrowth on the main types of substrate]. Vestnik Buryatskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii im. V.R. Filippova [Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy V.R. Filippova], 2020, no. 2, v. 59, pp. 145–153. https://doi.org/10.34655/bgsha.2020.59.2.020

[25] Gorchakovskiy P.L. Rastitel’nyy mir vysokogornogo Urala [Flora of the high-mountain Urals]. Moscow: Nauka, 1975, 281 p.

[26] Sannikov S.N., Tantsyrev N.V. Krivye vyzhivaniya podrosta sosny sibirskoy kak osnova rekonstruktsii dinamiki ego chislennosti [Survival curves of Siberian pine undergrowth as a basis for reconstructing its population dynamics]. Lesovedenie, 2015, no. 4, pp. 275–281.

[27] Sudachkova N.E., Rastorgueva E.Ya., Kolovskiy R.A. Fiziologiya podrosta kedra [Physiology of cedar undergrowth]. Moscow: Nauka, 1967, 123 p.

[28] Schaming T.D., Sutherland C.S. Landscape- and local-scale habitat influences on occurrence and detection probability of Clark’s nutcrackers: Implications for conservation. PLoS ONE, 2020, v. 15(5), e0233726.

[29] Aubin I., Messier C., Kneeshaw D. Population structure and growth acclimation of mountain maple along a successional gradient in the southern boreal forest. Ecoscience, 2005, v. 12, pp. 540–548.

[30] Kalliokoski T. Root system traits of Norway spruce, Scots pine, and silver birch in mixed boreal forests: an analysis of root architecture, morphology, and anatomy. Diss. Forestales. Vantaa: Finnish For. Res. Inst., 2011, v. 121, 65 p.

[31] Hansson K., Helmisaari H.S., Sah S.P., Lange H. Fine root production and turnover of tree and understorey vegetation in Scots pine, silver birch and Norway spruce stands in SW Sweden. For. Ecol. Manage, 2013, v. 309, pp. 58–65.

[32] Vozmishcheva A.S. Prostranstvennaya struktura podrosta klyuchevykh vidov severnykh kedrovo-shirokolistvennykh lesov Dal’nego Vostoka [Spatial structure of undergrowth of key species of northern cedar-broad-leaved forests of the Far East]. Nauchnye trudy gosudarstvennogo prirodnogo zapovednika «Prisurskiy» [Scientific works of the state natural reserve «Prisursky»], 2015, v. 30, iss. 1, pp. 79–84.

[33] Shanin V.N., Rocheva L.K., Shashkov M.P., Ivanova N.V., Moskalenko S.V., Burnasheva E.R. Osobennosti prostranstvennogo raspredeleniya biomassy korney nekotorykh drevesnykh vidov (Picea abies, Pinus sylvestris, Betula sp.) [Features of the spatial distribution of the biomass of the roots of some tree species (Picea abies, Pinus sylvestris, Betula sp.)]. Izvestiya RAN. Seriya biologicheskaya [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Biological series], 2015, no. 3, pp. 316–325.

[34] Cerrato R., Salvatore M.C., Gunnarson B.E., Linderholm H.W., Carturan L., Brunetti M., De Blasi F., Baronia C. A Pinus cembra L. tree-ring record for late spring to late summer temperature in the Rhaetian Alps, Italy. Dendrochronologia, 2019, v. 53, pp. 22–31.

[35] Mikhaylovich A.P., Fomin V.V., Shiyatov S.G. Fotograficheskiy atlas landshaftov Polyarnogo Urala v nizhnem techenii rek Engayu i Kerdomanshor vo vtoroy polovine XX — nachale XXI vekov [Photographic atlas of landscapes of the Polar Urals in the lower reaches of the Engayu and Kerdomanshor rivers in the second half of the 20th — early 21st centuries]. Ekaterinburg: UGLTU, 2016, 97 p.

[36] Fomin V., Ivanova N., Mikhailovich A., Zolotova E. Problem of climate-driven dynamics in the genetic forest typology. Modern synthetic methodologies for creating drugs and functional materials (mosm2020): AIP Conference Proceedings, 2021, v. 2388, p. 030007. https://doi.org/10.1063/5.0068806

[37] Bayer U., Puschmann O. Automatic detection of woody vegetation in repeat landscape photographs using a convolutional neural network. Ecological Informatics, 2019, v. 50, pp. 220–223. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2019.01.012

[38] Dourado-Filho L.A., Columby R.T. An experimental assessment of deep convolutional features for plant species recognition. Ecological Informatics. 2021, v. 65, p. 101411. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2021.101411

[39] Usol’tsev V.A., Tsepordey I.S., Noritsin D.V. Allometricheskie modeli dlya otsenki biomassy korney lesoobrazuyushchikh rodov Evrazii distantsionnymi metodami s uchetom global’nogo potepleniya [Allometric models for assessing the biomass of the roots of forest-forming genera in Eurasia by remote methods, taking into account global warming]. Khvoynye boreal’noy zony [Coniferous boreal zone], 2022, v. 40, no. 1,pp. 65–75.

[40] Ivanova N. Fomin V, Kusbach A. Experience of Forest Ecological Classification in Assessment of Vegetation Dynamics. Sustainability, 2022, v. 14, no. 6, p. 3384. https://doi.org/10.3390/su14063384

Authors’ information

Tantsyrev Nikolay Vladimirovich — Cand. Sci. (Biology), Scientific Researcher, Institute Botanic Garden Ural Branch of Russian Academy of Sciences, 89502076608@mail.ru

Ivanova Natal’ya Sergeevna— Dr. Sci. (Biology), Leading Researcher, Institute Botanic Garden Ural Branch of Russian Academy of Sciences, i.n.s@bk.ru

Petrova Irina Vladimirovna — Dr. Sci. (Biology), Director of the Institute Botanic Garden Ural Branch of Russian Academy of Sciences, irina.petrova@botgard.uran.ru

4

ДИГРЕССИЯ НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ РЕКРЕАЦИОННЫХ СТОЯНОК НА ТЕРРИТОРИИ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ВАЛДАЙСКИЙ»

35–44

УДК 630*181.351

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-35-44

Шифр ВАК 4.1.3

О.С. Терентьева¹, Е.Л. Рохлова¹, И.Г. Хмельщикова²

1ФГБОУ ВО «Российский государственный гидрометеорологический университет», 192007, Россия, г. Санкт-Петербург,

ул. Воронежская, д. 79

2ФГБУ «Национальный парк «Валдайский», 175400, Россия, Новгородская обл., г. Валдай, ул. Победы, д. 5

ox.terentiewa2014@ya.ru

Представлены результаты исследования влияния рекреационной нагрузки на напочвенный покров лесных сообществ национального парка «Валдайский». Приведено сравнение пробных площадей с разной степенью рекреационной нагрузки по видовому составу, обилию видов и соотношению эколого-ценотических групп растений. Выявлены виды — биоиндикаторы дигрессии напочвенного покрова на исследованных участках. На пробных площадях определены наиболее устойчивые к антропогенному воздействию виды травянистых растений (антропотоллеранты) (Plantago major L., Poa annua L.). Установлены степени дигрессии напочвенного покрова исследованных пробных площадей. Выделены основные факторы антропогенного воздействия, влияющие на напочвенный покров. Определена зависимость видового состава напочвенного покрова от сомкнутости древостоя. Предложены варианты сохранения напочвенного покрова, даны рекомендации по восстановлению растительных сообществ рекреационных стоянок с высокой степенью дигрессии.

Ключевые слова: дигрессия, национальный парк «Валдайский», рекреационная нагрузка, антропотолерантные виды, напочвенный покров

Ссылка для цитирования: Терентьева О.С., Рохлова Е.Л., Хмельщикова И.Г. Дигрессия напочвенного покрова растительных сообществ рекреационных стоянок на территории национального парка «Валдайский» // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 35–44. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-35-44

Список литературы

[1] Рысин Л.П. Рекреационное лесопользование: научные и практические аспекты // Лесобиологические исследования на Северо-Западе таежной зоны России: итоги и перспективы: матер. научной конференции, посвященной 50-летию Института леса Карельского научного центра РАН (3–5 октября 2007 года). Петрозаводск: Изд-во Карельского научного центра РАН, 2007. С. 83–94.

[2] Киреева Ю.А. Естественное возобновление леса в условиях рекреации // Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная: матер. VI Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной году экологии в России, Брянск, 26–28 апреля 2017 года. Брянск: Изд-во Брянского государственного инженерно-технологического университета, 2017. С. 73–76.

[3] Лесовская С.Г., Андреев Ю.А. Рекреация в различных типах леса национального парка «Валдайский» // Современные тенденции в научном и кадровом обеспечении АПК: Материалы Всерос. науч.-прак. конф. с междунар. участием, Новгород, 28–29 ноября 2019 года. Новгород: Изд-во Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, 2020. С. 260–265.

[4] Волков С.Н., Борисов В.А., Фокина Е.А. Рекреационные возможности лесных насаждений Чаплыгинского района Липецкой области // International J. of Advanced Studies in Medicine and Biomedical Sciences, 2018. № 1. С. 77–91.

[5] Кадастровые сведения о национальном парке «Валдайский» за 2013–2016 гг. Валдай: Изд-во ФГБУ Национальный парк «Валдайский», 2017. 101 с.

[6] Приказ от 29 июня 2016 года № 376 «Об утверждения положения о национальном парке “Валдайский”». URL: https://docs.cntd.ru/document/420366529 (дата обращения: 09.02.2022).

[7] Морозова О.В., Царевская Н.Г., Белоновская Е.А. Сосудистые растения национального парка «Валдайский» (аннотированный список видов): аннотированный список видов / под ред. В.С. Новикова. М.: Изд-во Комиссии РАН по сохранению биологического разнообразия, 2010. 95 с.

[8] Белоновская Е.А., Кудряшова И.Г., Тишков А.А., Царевская Н.Г. Развитие туризма и риски инвазий чужеродных растений на территории национального парка «Валдайский» // Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий: сб. статей VIII Всерос. (национальной) науч.-практ. конф., Сочи, 07–09 октября 2021 года. Сочи: Изд-во ГКУ Краснодарского края «Природный орнитологический парк в Имеретинской низменности», 2021. С. 61–70.

[9] Белоновская Е.А., Виноградова В.В., Пономарев М.А., Тишков А.А., Царевская Н.Г. Оценка рекреационного потенциала национального парка «Валдайский» // Известия РАН. Сер. географическая, 2019. № 4. С. 97–111.

[10] Артаев О.Н., Башмаков Д.И., Безина О.В. Методы полевых экологических исследований. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2014. 412 с.

[11] Скарлыгина-Уфимцева М.Д. Методическое руководство по проведению летней практики по ботанической географии. Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1968. 69 с.

[12] Ипатов В.С., Мирин Д.М. Описание фитоценоза. СПб.: [б. и.], 2008. 71 с.

[13] Отраслевой классификатор сорных растений. М.: Изд-во ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 52 с.

[14] Алексеев Ю.Е., Вахрамеева М.Г, Денисова Л.В., Никитина С.В. Лесные травянистые растения. Биология и охрана: Справочник. М.: Агропромиздат, 1988. 223 с.

[15] ОСТ 56-100–95. Методы и единицы измерения рекреационных нагрузок на лесные природные комплексы. М., 1995. 8 с. URL: https://docs.cntd.ru/document/471826617 (дата обращения: 09.02.2022).

[16] Казанская Н.С., Ланина В.В., Марфенин Н.Н. Рекреационные леса (состояние, охрана, перспективы использования). М.: Лесная пром-сть, 1977. 96 с.

[17] Чижова В.П. Рекреационные ландшафты: устойчивость, нормирование, управление. Смоленск: Ойкумена, 2011. 176 с.

[18] Бурова Н.В., Феклисов П.А. Антропогенная трансформация пригородных лесов. Архангельск: Изд-во Архан-гельского ГТУ, 2007. 264 с.

[19] Сибгатуллина М.Ш. Рекреационная дигрессия растительного покрова на территории заказника «Голубые озера» // Российский журнал прикладной экологии, 2015. № 2(2). С. 15–19.

[20] Рысина Г.П., Рысин Л.П. Оценка антропотолерантности лесных травянистых растений // Природные аспекты рекреационного использования леса. М.: Наука, 1987. С. 26–35.

[21] Кузнецов В.А. Почвы и растительность парково-рекреационных ландшафтов Москвы: дис. … канд. биол. наук: 03.02.13. Москва, 2015. 170 с.

[22] Кучук С.Н., Яковлев А.П. Дигрессия живого напочвенного покрова лесных формаций сектора природной флоры ЦБС НАН Беларуси // Проблемы сохранения биологического разнообразия и использования биологических ресурсов: Матер. III Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 110-летию со дня рождения академика Н.В. Смольского. В 2-х частях; Минск, Беларусь, 07–09 октября 2015 года. Минск: Беларусь: ЗАО «Конфидо», 2015. С. 119–121.

[23] Юшкевич М.В., Петрашкевич А.А. Трансформация живого напочвенного покрова при рекреационном воздействии // Тр. БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов, 2013. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/transformatsiya-zhivogo-napochvennogo-pokrova-pri-rekreatsionnom-vozdeystvii (дата обращения 09.02.2022).

[24] Беднова О.В. Метод индикации и оценки рекреагенных изменений в лесных биогеоценозах // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2013. № 7. С. 77–87.

[25] Лысиков А.Б. Влияние рекреации на состояние почв в городских лиственных лесах // Лесоведение, 2011. № 4. С. 11–20.

Сведения об авторах

Терентьева Оксана Сергеевна — магистрант кафедры прикладной и системной экологии, ФГБОУ ВО «Российский государственный гидрометеорологический университет», ox.terentiewa2014@ya.ru

Рохлова Елена Леонидовна — канд. биол. наук, ст. преподаватель кафедры прикладной и системной экологии, ФГБОУ ВО «Российский государственный гидрометеорологический университет», e.rohlova@rshu.ru

Хмельщикова Ирина Геннадиевна — ст. науч. сотр. ФГБУ «Национальный парк «Валдайский», kudryashova.irena@gmail.com

PLANT COMMUNITIES GROUND COVER DIGRESSION OF RECREATIONAL SITES IN VALDAY NATIONAL PARK

O.S. Terent’eva¹, E.L. Rokhlova¹, I.G. Khmel’shchikova²

¹Russian State Hydrometeorological University, 79, Voronezhskaya st., 192007, St. Petersburg, Russia

²Valday National Park, 5, Pobedy st., 175400, Valday, Novgorod reg., Russia

ox.terentiewa2014@ya.ru

The article presents the results of a study of the influence of recreational pressure on the ground cover of forest communities in the Valday National Park. The comparison of trial plots with different degrees of recreational pressure in terms of species composition, abundance of species and the ratio of ecological cenotic groups of plants is given. The bioindicator species of recreational digression were identified in the studied areas. The most resistant species of herbaceous plants (anthropotollerants) (Plantago major L., Poa annua L.) were identified on the taste areas. The stages of recreational digression on the tasted areas were determined. The main factors of anthropogenic impact оn the ground cover are presented. The dependence of the species composition of the ground cover on the сrown density was identified. The options of conservation of the ground cover were suggested. The recommendations for the restoration of plant communities of recreational areas with a high stage of digression were given.

Keywords: digression, Valday National Park, recreational load, anthropotolerant species, ground cover

Suggested citation: Terent’eva O.S., Rokhlova E.L., Khmel’shchikova I.G. Digressiya napochvennogo pokrova rastitel’nykh soobshchestv rekreatsionnykh stoyanok na territorii natsional’nogo parka «Valdayskiy» [Plant communities ground cover digression of recreational sites in Valday National Park]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 35–44. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-35-44

References

[1] Rysin L.P. Rekreatsionnoe lesopol’zovanie: nauchnye i prakticheskie aspekty [Recreational forest management: scientific and practical aspects]. Lesobiologicheskie issledovaniya na Severo-Zapade taezhnoy zony Rossii: itogi i perspektivy: mater. nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy 50-letiyu Instituta lesa Karel’skogo nauchnogo tsentra RAN [Forest biological research in the North-West of the taiga zone of Russia: results and prospects: mater. scientific conference dedicated to the 50th anniversary of the Forest Institute of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences]. October 3–5, 2007. Petrozavodsk: Publishing House of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2007, pp. 83–94.

[2] Kireeva Yu.A. Estestvennoe vozobnovlenie lesa v usloviyakh rekreatsii [Natural regeneration of the forest in conditions of recreation]. Sreda, okruzhayushchaya cheloveka: prirodnaya, tekhnogennaya, sotsial’naya: mater. VI Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh, posvyashchennoy godu ekologii v Rossii [Environment surrounding a person: natural, technogenic, social: mater. VI Intern. scientific-practical. conf. students, graduate students and young scientists dedicated to the year of ecology in Russia], Bryansk, April 26–28, 2017. Bryansk: Bryansk State Engineering and Technology University, 2017, pp. 73–76.

[3] Lesovskaya S.G., Andreev Yu.A. Rekreatsiya v razlichnykh tipakh lesa natsional’nogo parka «Valdayskiy» [Recreation in various types of forests of the Valdaisky National Park]. Sovremennye tendentsii v nauchnom i kadrovom obespechenii APK: mater. Vseros. nauch.-prak. konf. s mezhdunar. uchastiem [Modern trends in the scientific and personnel support of the agro-industrial complex: mater. Vseros. scientific-practical conf. with international participation], Veliky Novgorod, November 28–29, 2019. Veliky Novgorod: Novgorod State University named after Yaroslav the Wise, 2020, pp. 260–265.

[4] Volkov S.N., Borisov V.A., Fokina E.A. Rekreatsionnye vozmozhnosti lesnykh nasazhdeniy Chaplyginskogo rayona Lipetskoy oblasti [Recreational opportunities of forest plantations in the Chaplyginsky district of the Lipetsk region]. International J. of Advanced Studies in Medicine and Biomedical Sciences [International J. of Advanced Studies in Medicine and Biomedical Sciences], 2018, no. 1, pp. 77–91.

[5] Kadastrovye svedeniya o natsional’nom parke «Valdayskiy» za 2013–2016 gg. [Cadastral data on the Valdaisky National Park for 2013–2016]. Valdai: FGBU Valdaisky National Park, 2017, 101 p.

[6] Prikaz ot 29 iyunya 2016 goda № 376 «Ob utverzhdeniya polozheniya o natsional’nom parke “Valdayskiy”» [Order of June 29, 2016 No. 376 «On Approval of the Regulations on the Valdaisky National Park»]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/420366529 (accessed 09.02.2022).

[7] Morozova O.V., Tsarevskaya N.G., Belonovskaya E.A. Sosudistye rasteniya natsional’nogo parka «Valdayskiy» (annotirovannyy spisok vidov): annotirovannyy spisok vidov [Vascular plants of the Valdaisky National Park (an annotated list of species): an annotated list of species]. Ed. V.S. Novikov. Moscow: Publishing House of the Commission of the Russian Academy of Sciences for the Conservation of Biological Diversity, 2010, 95 p.

[8] Belonovskaya E.A., Kudryashova I.G., Tishkov A.A., Tsarevskaya N.G. Razvitie turizma i riski invaziy chuzherodnykh rasteniy na territorii natsional’nogo parka «Valdayskiy» [The development of tourism and the risks of invasions of alien plants on the territory of the national park «Valdaisky»]. Ustoychivoe razvitie osobo okhranyaemykh prirodnykh territoriy: sb. statey VIII Vserossiyskoy (natsional’noy) nauchno-prakticheskoy konferentsii, Sochi, 07–09 oktyabrya 2021 goda [Sustainable development of specially protected natural areas: coll. articles of the VIII All-Russian (National) Scientific and Practical Conference], Sochi, October 07–09, 2021. Sochi: GKU of the Krasnodar Territory «Natural ornithological park in the Imeretinskaya lowland», 2021, pp. 61–70.

[9] Belonovskaya E.A., Vinogradova V.V., Ponomarev M.A., Tishkov A.A., Tsarevskaya N.G. Otsenka rekreatsionnogo potentsiala natsional’nogo parka «Valdayskiy» [Assessment of the recreational potential of the Valdaisky National Park]. Izvestiya RAN. Seriya geograficheskaya [Izvestiya RAN. Geographic Series], 2019, no. 4, pp. 97–111.

[10] Artaev O.N., Bashmakov D.I., Bezina O.V. Metody polevykh ekologicheskikh issledovaniy [Methods of field ecological researches]. Saransk: Publishing House of Mordovian University, 2014, 412 p.

[11] Skarlygina-Ufimtseva M.D. Metodicheskoe rukovodstvo po provedeniyu letney praktiki po botanicheskoy geografii [Methodological guide for conducting summer practice in botanical geography]. Leningrad: Publishing house Leningrad University, 1968, 69 p.

[12] Ipatov V.S., Mirin D.M. Opisanie fitotsenoza [Description of phytocenosis]. St. Petersburg: [b. i.], 2008, 71 p.

[13] Otraslevoy klassifikator sornykh rasteniy [Branch classifier of weeds]. Moscow: FGBNU «Rosinformagrotech», 2018, 52 p.

[14] Alekseev Yu.E., Vakhrameeva M.G, Denisova L.V., Nikitina S.V. Lesnye travyanistye rasteniya. Biologiya i okhrana: Spravochnik [Forest herbaceous plants. Biology and protection: Handbook]. Moscow: Agropromizdat, 1988, 223 p.

[15] OST 56-100–95 Metody i edinitsy izmereniya rekreatsionnykh nagruzok na lesnye prirodnye kompleksy [Methods and units of measurement of recreational loads on forest natural complexes]. Moscow, 1995, 8 p. Available at: https://docs.cntd.ru/document/471826617 (accessed 09.02.2022).

[16] Kazanskaya N.S., Lanina V.V., Marfenin N.N. Rekreatsionnye lesa (sostoyanie, okhrana, perspektivy ispol’zovaniya) [Recreational forests (state, protection, prospects for use)]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1977, 96 p.

[17] Chizhova V.P. Rekreatsionnye landshafty: ustoychivost’, normirovanie, upravlenie [Recreational landscapes: sustainability, regulation, management]. Smolensk: Oikumena, 2011, 176 p.

[18] Burova N.V., Feklisov P.A. Antropogennaya transformatsiya prigorodnykh lesov [Anthropogenic transformation of suburban forests]. Arkhangelsk: Publishing House of the Arkhangelsk State Technical University, 2007, 264 p.

[19] Sibgatullina M.Sh. Rekreatsionnaya digressiya rastitel’nogo pokrova na territorii zakaznika «Golubye ozera» [Recreational digression of vegetation cover on the territory of the Blue Lakes Reserve]. Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Russian Journal of Applied Ecology], 2015, no. 2(2), pp. 15–19.

[20] Sibgatullina M.Sh. Rekreatsionnaya digressiya rastitel’nogo pokrova na territorii zakaznika «Golubye ozera» [Assessment of anthropotolerance of forest herbaceous plants]. Rossiyskiy zhurnal prikladnoy ekologii [Natural aspects of recreational use of the forest]. Moscow: Nauka, 1987, pp. 26–35.

[21] Kuznetsov V.A. Pochvy i rastitel’nost’ parkovo-rekreatsionnykh landshaftov Moskvy [Soils and vegetation of park and recreational landscapes of Moscow]. Dis. Cand. Sci. (Biol.) 03.02.13. Moscow, 2015, 170 p.

[22] Kuchuk S.N., Yakovlev A.P. Digressiya zhivogo napochvennogo pokrova lesnykh formatsiy sektora prirodnoy flory TsBS NAN Belarusi [Digression of the living ground cover of forest formations of the natural flora sector of the Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus]. Problemy sokhraneniya biologicheskogo raznoobraziya i ispol’zovaniya biologicheskikh resursov: Mater. III mezhdunar. nauch.-prakt. konferentsii, posvyashchennoy 110-letiyu so dnya rozhdeniya akademika N.V. Smol’skogo [Problems of conservation of biological diversity and the use of biological resources: Mater. III intern. scientific-practical. conference dedicated to the 110th anniversary of Academician N.V. Smolsky]. In 2 parts, Minsk, Belarus, 07–09 October 2015. Minsk: Belarus: CJSC «Confido», 2015, pp. 119–121.

[23] Yushkevich M.V., Petrashkevich A.A. Transformatsiya zhivogo napochvennogo pokrova pri rekreatsionnom vozdeystvii [Transformation of the living ground cover under recreational impact]. Tr. BGTU. Seriya 1: Lesnoe khozyaystvo, prirodopol’zovanie i pererabotka vozobnovlyaemykh resursov [Tr. BSTU. Series 1: Forestry, nature management and processing of renewable resources], 2013, no. 1. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/transformatsiya-zhivogo-napochvennogo-pokrova-pri-rekreatsionnom-vozdeystvii (accessed 09.02.2022 ).

[24] Bednova O.V. Metod indikatsii i otsenki rekreagennykh izmeneniy v lesnykh biogeotsenozakh [The method of indication and evaluation of recreational changes in forest biogeocenoses]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2013, no. 7, pp. 77–87.

[25] Lysikov A.B. Vliyanie rekreatsii na sostoyanie pochv v gorodskikh listvennykh lesakh [Influence of recreation on the state of soils in urban deciduous forests]. Lesovedenie, 2011, no. 4, pp. 11–20.

Authors’ information

Terent’eva Oksana Sergeevna — Master graduand of the Faculty of Applied and System Ecology, Russian State Hydrometeorological University, ox.terentiewa2014@ya.ru

Rokhlova Elena Leonidovna — Cand. Sci. (Biology), Assistant Professor of the Faculty of Applied and System Ecology, Russian State Hydrometeorological University, e.rohlova@rshu.ru

Khmel’shchikova Irina Gennadievna — Senior Researcher, Valday National Park, kudryashova.irena@gmail.com

5

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЦИОННО-СТИМУЛИРУЮЩИХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛОТОКСИНОВ ПОЧВ С РАСТЕНИЯМИ

45–52

УДК 631.8; 631.4

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-45-52

Шифр ВАК 4.1.2

И.В. Горепекин

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, Евразийский Центр по продовольственной безопасности МГУ

decembrist96@yandex.ru

Представлены материалы изучения влияния аллелотоксичности почв на эффективность применения сорбционно-стимулирующего препарата, используемого для предпосевной обработки семян. Проведено сравнение негативного воздействия на развитие семян аллелотоксичности почв и водных вытяжек из них. Анализ полученных результатов показал, что на развитие семян оказывают влияние только аллелотоксины, содержащиеся в почве в непосредственной близости от растений, поступающие в них, по-видимому, за счет обменной сорбции, что хорошо объясняет эффективность стимулирующей предпосевной обработки семян сорбционными препаратами, сорбционная емкость которых на несколько порядков меньше количества аллелотоксинов, содержащихся в почве. Выполнено сравнение действия сорбционно-стимулирующих препаратов при предпосевной обработке ими семян и при внесении бо́льших количеств (в 30 раз) в почву. Установлено, что результат применения препаратов не зависит от способа их использования, что подтверждает правильность предложенного механизма взаимодействия аллелотоксинов почв с растениями. Анализ результатов внесения в почву сорбционно-стимулирующих препаратов позволил предположить существование в снижении аллелотоксичности почв микробиологического фактора, использование которого дало возможность значительно повысить эффективность применения сорбционно-стимулирующих препаратов.

Ключевые слова: стимуляция семян, поглощение растениями аллелотоксинов из почв, взаимодействие почвенных аллелотоксинов и стимуляторов

Ссылка для цитирования: Горепекин И.В. Использование сорбционно-стимулирующих препаратов для обработки семян и взаимодействие аллелотоксинов почв с растениями // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 45–52. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-45-52

Список литературы

[1] Алтухов И.В., Федотов В.А. Воздействие ИК-излучения различных длин волн на семена пшеницы // Ползуновский вестник, 2011. № 2/1. С. 156–159.

[2] Дмитриев А.М., Страцкевич Л.К. Стимуляция роста растений / под ред. Н.Ф. Батыгина. Минск: Ураджай, 1986. 118 с.

[3] Кравец А.В., Бобровская Д.Л., Касимова Л.В., Зотикова А.П. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы гуминовым препаратом из торфа // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2011. № 4 (78). С. 22–24.

[4] Рябчинская Т.А., Харченко Г.Л., Саранцева Н.А., Бобрешова И.Ю., Злотников А.К. Полифункциональное действие препарата Альбит при предпосевной обработке семян яровой пшеницы // Агрохимия, 2009. № 10. С. 39–47.

[5] Сечняк Л.К., Киндрук Н.А., Слюсаренко О.К., Иващенко В.Г., Кузнецов Е.Д. Экология семян пшеницы. М.: Колос, 1983. 349 с.

[6] Balakhnina T., Bulak P., Nosalewicz M., Pietruszewski S. The influence of wheat Triticum aestivum L. seed pre-sowing treatment with magnetic fields on germination, seedling growth, and antioxidant potential under optimal soil watering and flooding // Acta physiologiae plantarum, 2015, Vol. 37, no. 3, p. 59.

[7] Федотов Г.Н., Шоба С.А., Горепекин И.В. Аллелотоксичность почв и способ уменьшения ее негативного влияния на начальную стадию развития растений // Почвоведение, 2020, № 8. С. 1007–1015.

[8] Берестецкий О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов. Л.: ВНИИСХМ, 1978. С. 7–30.

[9] Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление. Киев: Наукова думка, 1991, 432 с.

[10] Гродзинский А.М., Богдан Г.П., Головко Э.А., Дзюбенко Н.Н., Мороз П.А., Прутенская Н.И. Аллелопатическое почвоутомление. Киев: Наукова думка, 1979. 248 с.

[11] Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 464 с.

[12] Лобков В.Т. Использование почвенно-биологического фактора в земледелии. Орел: Изд-во Орловского ГАУ, 2017. 166 с.

[13] Allelopathy. A Physiological Process with Ecological Implications. Edited by M.J. Reigosa, N. Pedrol and L. Gonzalez. Published by Springer. Printed in the Netherlands, 2006, 637 p.

[14] Cheng F., Cheng Z. Research Progress on the use of Plant Allelopathy in Agriculture and the Physiological and Ecological Mechanisms of Allelopathy // Frontiers in Plant Science, 2015, v. 6, p. 1020.

[15] Ghulam J., Shaukat M., Arshad N.C., Imran H., Muhammad A. Allelochemicals: sources, toxicity and microbial transformation in soil – a review // Annals of Microbiology, 2008, v. 58 (3), pp. 351–357.

[16] McCalla T.M., Haskins F.A. Phytotoxic Substances from Soil Microorganisms and Crop Residues // Bacteriological Reviews, 1964, v. 28, pp. 181–207.

[17] Rice E.L. Allelopathy. New York: Academic Press, 1984, 422 p.

[18] Федотов Г.Н., Шоба С.А., Федотова М.Ф., Горепекин И.В. Влияние аллелотоксичности почв на прорастание семян зерновых культур // Почвоведение, 2019. № 4. С. 489–496.

[19] Шоба С.А., Горепекин И.В., Федотов Г.Н., Грачева Т.А., Салигареева О.А. Природа повышения эффективности применения сорбционно-стимулирующих препаратов для предпосевной обработки семян при введении в их состав неионогенных ПАВ // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2020. Т. 494. С. 513–516.

[20] Федосова А.А. Автолизат пивных дрожжей в кормлении цыплят-бройлеров кросса Конкурент-3: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2009. 21 с.

[21] Чичина Т.В. Разработка технологии белковых ингредиентов на основе остаточных пивных дрожжей с использованием холодильной обработки: дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2014. 126 с.

Сведения об авторе

Горепекин Иван Владимирович — ведущий инженер Евразийского центра по продовольственной безопасности МГУ, decembrist96@yandex.ru

USE OF SORPTION-STIMULATING PREPARATIONS FOR SEED TREATMENT AND INTERACTION OF SOIL ALLELOTOXINS WITH PLANTS

I.V. Gorepekin

M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Soil Science, GSP-1, 1, p. 12, Leninskie Gory, 119991, Moscow, Russia

decembrist96@yandex.ru

The influence of soil allelotoxicity on the application efficiency of a sorption-stimulating preparation used for pre-sowing seed treatment was studied. A comparison was also made of the negative effects of allelotoxicity of soils and water extracts from these soils on the seed development. From the analysis of the results, it followed that the development of seeds is influenced only by allelotoxins contained in the soil in the immediate vicinity of plants, entering them, apparently, due to exchange sorption. This mechanism of interaction of soil allelotoxins with plants explains well the effectiveness of stimulating pre-sowing seed treatment with sorption preparations, the sorption capacity of which is several orders of magnitude less than the amount of allelotoxins contained in the soil. A comparison was made that effect of sorption-stimulating preparations during the pre-sowing treatment of seeds and when introducing into the soil 30 times larger quantities. It was found that result of the preparations use does not depend on the method of their application, which confirms the correctness of the proposed mechanism of interaction between soil allelotoxins and plants. Results analysis of the introduction into the soil the sorption-stimulating preparations suggested the existence of a microbiological factor in reducing the allelotoxicity of soils, the use of which made it possible to significantly increase the effectiveness of the sorption-stimulating preparations.

Keywords: seed stimulation, plant uptake of allelotoxins from soils, interaction of soil allelotoxins and stimulants

Suggested citation: Gorepekin I.V. Ispol’zovanie sorbtsionno-stimuliruyushchikh preparatov dlya obrabotki semyan i vzaimodeystvie allelotoksinov pochv s rasteniyami [Use of sorption-stimulating preparations for seed treatment and interaction of soil allelotoxins with plants]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 45–52. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-45-52

References

[1] Altukhov I.V., Fedotov V.A. Vozdeystvie IK-izlucheniya razlichnykh dlin voln na semena pshenitsy [The impact of IR radiation of various wavelengths on wheat seeds]. Polzunovskiy vestnik, 2011, no. 2/1, pp. 156–159.

[2] Dmitriev A.M., Stratskevich L.K. Stimulyatsiya rosta rasteniy [Stimulation of plant growth]. Ed. N.F. Batygin. Minsk: Urajay, 1986, 118 p.

[3] Kravets A.V., Bobrovskaya D.L., Kasimova L.V., Zotikova A.P. Predposevnaya obrabotka semyan yarovoy pshenitsy guminovym preparatom iz torfa [Pre-sowing treatment of spring wheat seeds with a humic preparation from peat]. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Altai State Agrarian University], 2011, no. 4 (78), pp. 22–24.

[4] Ryabchinskaya T.A., Kharchenko G.L., Sarantseva N.A., Bobreshova I.Yu., Zlotnikov A.K. Polifunktsional’noe deystvie preparata Al’bit pri predposevnoy obrabotke semyan yarovoy pshenitsy [Polyfunctional effect of Albit preparation during presowing treatment of spring wheat seeds]. Agrokhimiya [Agrochemistry], 2009, no. 10, pp. 39–47.

[5] Sechnyak L.K., Kindruk N.A., Slyusarenko O.K., Ivashchenko V.G., Kuznetsov E.D. Ekologiya semyan pshenitsy [Ecology of wheat seeds]. Moscow: Kolos, 1983, 349 p.

[6] Balakhnina T., Bulak P., Nosalewicz M., Pietruszewski S. The influence of wheat Triticum aestivum L. seed pre-sowing treatment with magnetic fields on germination, seedling growth, and antioxidant potential under optimal soil watering and flooding. Acta physiologiae plantarum, 2015, v. 37, no. 3, p. 59.

[7] Fedotov G.N., Shoba S.A., Gorepekin I.V. Allelotoksichnost’ pochv i sposob umen’sheniya ee negativnogo vliyaniya na nachal’nuyu stadiyu razvitiya rasteniy [Soil allelotoxicity and a way to reduce its negative impact on the initial stage of plant development]. Pochvovedenie [Soil Science], 2020, no. 8, pp. 1007–1015.

[8] Berestetskiy O.A. Fitotoksiny pochvennykh mikroorganizmov i ikh ekologicheskaya rol’ [Phytotoxins of soil microorganisms and their ecological role]. Fitotoksicheskie svoystva pochvennykh mikroorganizmov [Phytotoxic properties of soil microorganisms]. Leningrad: VNIISHM, 1978, pp. 7–30.

[9] Grodzinskiy A.M. Allelopatiya rasteniy i pochvoutomlenie [Plant allelopathy and soil fatigue]. Kyiv: Naukova Dumka, 1991, 432 p.

[10] Grodzinskiy A.M., Bogdan G.P., Golovko E.A., Dzyubenko N.N., Moroz P.A., Prutenskaya N.I. Allelopaticheskoe pochvoutomlenie [Allelopathic soil fatigue]. Kyiv: Naukova Dumka, 1979, 248 p.

[11] Krasil’nikov N.A. Mikroorganizmy pochvy i vysshie rasteniya [Soil microorganisms and higher plants]. Moscow: AN SSSR, 1958, 464 p.

[12] Lobkov V.T. Ispol’zovanie pochvenno-biologicheskogo faktora v zemledelii [The use of the soil-biological factor in agriculture]. Orel: Publishing House of the Orlovsky State Agrarian University, 2017, 166 p.

[13] Allelopathy. A Physiological Process with Ecological Implications. Edited by M.J. Reigosa, N. Pedrol and L. Gonzalez. Published by Springer. Printed in the Netherlands, 2006, 637 p.

[14] Cheng F., Cheng Z. Research Progress on the use of Plant Allelopathy in Agriculture and the Physiological and Ecological Mechanisms of Allelopathy. Frontiers in Plant Science, 2015, v. 6, p. 1020.

[15] Ghulam J., Shaukat M., Arshad N.C., Imran H., Muhammad A. Allelochemicals: sources, toxicity and microbial transformation in soil — a review. Annals of Microbiology, 2008, v. 58 (3), pp. 351–357.

[16] McCalla T.M., Haskins F.A. Phytotoxic Substances from Soil Microorganisms and Crop Residues. Bacteriological Reviews, 1964, v. 28, pp. 181–207.

[17] Rice E.L. Allelopathy. New York: Academic Press, 1984, 422 p.

[18] Fedotov G.N., Shoba S.A., Fedotova M.F., Gorepekin I.V. Vliyanie allelotoksichnosti pochv na prorastanie semyan zernovykh kul’tur [Influence of soil allelotoxicity on the germination of seeds of grain crops]. Pochvovedenie [Soil Science], 2019, no. 4, pp. 489–496.

[19] Shoba S.A., Gorepekin I.V., Fedotov G.N., Gracheva T.A., Saligareeva O.A. Priroda povysheniya effektivnosti primeneniya sorbtsionno-stimuliruyushchikh preparatov dlya predposevnoy obrabotki semyan pri vvedenii v ikh sostav neionogennykh PAV [The nature of increasing the efficiency of the use of sorption-stimulating preparations for presowing treatment of seeds with the introduction of nonionic surfactants into their composition]. Doklady Rossiyskoy akademii nauk. Nauki o zhizni [Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences], 2020, v. 494, pp. 513–516.

[20] Fedosova A.A. Avtolizat pivnykh drozhzhey v kormlenii tsyplyat-broylerov krossa Konkurent-3 [Autolysate of brewer’s yeast in feeding broiler chickens of the Competitor-3 cross-country]. Diss. Cand. Sci (Biol.). Moscow, 2009, 21 p.

[21] Chichina T.V. Razrabotka tekhnologii belkovykh ingredientov na osnove ostatochnykh pivnykh drozhzhey s ispol’zovaniem kholodil’noy obrabotki [Development of technology of protein ingredients based on residual brewer’s yeast using refrigeration]. Diss. Cand. Sci. (Tech.). St. Petersburg, 2014, 126 p.

Author’s information

Gorepekin Ivan Vladimirovich — Leading Engineer of the Eurasian Center for Food Security of Lomonosov Moscow State University, decembrist96@yandex.ru

6

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФУНГИЦИДА «АЗОРРО, КС» ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ СЕЯНЦЕВ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО В УСЛОВИЯХ ОТКРЫТОГО И ЗАКРЫТОГО ГРУНТА

53–59

УДК 630*4

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-53-59

Шифр ВАК 4.1.2

И.Р. Тазиев¹, А.Р. Мухаметшина¹, Г.А. Петрова¹, Н.М. Тазмеев²

¹ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», 420015, Россия, Республика Татарстан, г. Казань,

ул. К. Маркса, д. 65

²ГКУ «Кзыл-Юлдузское лесничество», 422667, Россия, Республика Татарстан, Рыбно-Слободский район,

с. Кзыл-Юлдузский Лесхоз, ул. Парковая

aigulsafina@yandex.ru

Актуальной на сегодняшний день в Республике Татарстан является проблема деградации дубрав, которые образуют крупные массивы и являются наиболее ценными. Площадь дубовых насаждений с каждым годом сокращается в связи с повреждениями вследствие морозов 1978–1979 гг., поэтому с гибелью дуба увеличиваются площади осиновых, липовых и березовых насаждений. Восстановление дубрав связано с выращиванием здорового посадочного материала в питомниках региона. Статья посвящена изучению эффективности применения фунгицида «Азорро, КС» при выращивании сеянцев дуба черешчатого в условиях открытого и закрытого грунта. Исследования проводились на опытном участке факультета лесного хозяйства и экологии Казанского государственного аграрного университета. В ходе исследований проведен фитопатологический анализ желудей, определена степень заражения вредителями и болезнями, сохранность к концу вегетационного периода; измерены биометрические показатели сеянцев дуба черешчатого. Обнаружены следующие виды грибов — Penicillium, Mucor и Rhizopus. Отмечено положительное влияние применяемого препарата на рост и развитие сеянцев в открытом и закрытом грунте. Наибольшая высота сеянцев дуба черешчатого была отмечена в закрытом грунте с использованием фунгицида — 21,0 см, в открытом грунте средняя высота — 11,0 см. Препарат показал наиболее высокую эффективность в закрытом грунте — 92 %. Получена высокая эффективность в открытом грунте после третьей обработки составила 90 %. Сохранность сеянцев дуба черешчатого к концу вегетационного периода в условиях закрытого грунта варьировала в пределах от 96,9 до 97,1 %.

Ключевые слова: дуб черешчатый, фунгицид, фитопатологический анализ, открытый грунт, закрытый грунт

Ссылка для цитирования: Тазиев И.Р., Мухаметшина А.Р., Петрова Г.А., Тазмеев Н.М. Эффективность применения фунгицида «Азорро, КС» при выращивании сеянцев дуба черешчатого в условиях открытого и закрытого грунта // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 53–59. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-53-59

Список литературы

[1] Стороженко В.Г., Коткова В.М., Чеботарев П.А. Динамика трансформации коренных дубрав и дереворазрушающие базидиальные грибы Теллермановского леса // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2014. № 4 (104). C. 77–84.

[2] Бугаев В.А., Мусиевский А.Л., Царалунга В.В. Дубравы европейской части России // ИзВУЗ Лесной журнал, 2004. № 2. С. 7–13.

[3] Калиниченко Н.П. Дубравы России. М.: Изд-во ВНИИЦлесресурс, 2000. 536 с.

[4] Стороженко В.Г., Чеботарева В.В., Чеботарев П.А. Состояние древесных пород и воспроизводство дубовых древостоев в зоне лесостепи // Лесохозяйственная информация, 2018. № 3. C. 51–62.

[5] Михина В.В., Харченко Н.Н. Особенности роста дуба черешчатого в искусственных линейных насаждениях центральной лесостепи // Современные проблемы экологии животного и растительного мира. Материалы Всерос. молодежной науч.-практ. конф. / под ред. Ю.В. Чекменевой, Воронеж, 19 апреля 2021 г. Воронеж: Изд-во ВГЛТУ, 2021. С. 42–45.

[6] Царалунга В.В. Трагедия российских дубрав // ИзВУЗ Лесной журнал, 2005. № 6. С. 23–30.

[7] Царалунга В.В., Царалунга А.В., Короткая А.В. Встречаемость признаков патологии на дубе черешчатом // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2019. Т. 7. № 3 (46). С. 314–319.

[8] Чеботарев П.А., Чеботарева В.В. Формирование искусственных дубовых древостоев в регионах лесостепной зоны Европейской части России // Флора и растительность Центрального Черноземья — 2014: Межрегион. науч. конф., Курск, 05 апреля 2014 г. Курск: [б. и.], 2014. С. 174–179.

[9] Глушко С.Г., Манюкова И.Г., Прохоренко Н.Б. Восстановление дубрав Среднего Поволжья // Вестник ОмГАУ, 2017. № 3 (27). С. 56–61.

[10] Пуряев А.С., Зарипов И.Н., Петров В.А. Дубравы Среднего Поволжья: состояние, воспроизводство и сохранение // Лесохозяйственная информация, 2019. № 3. С.190–198. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2019.3.16

[11] Демаков Ю.П., Пуряев А.С., Мифтахов Т.Ф. Динамика производительности древостоев в Предкамье Республики Татарстан // Лес, лесной сектор и экология. Казань: Изд-во КГАУ, 2015. С. 38–44.

[12] Пуряев А.С., Демаков Ю.П. Структура лесов Предкамья Республики Татарстан // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2014. № 104. С. 829–841.

[13] Романов Е.М., Нуреева Т.В., Мифтахов Т.Ф., Пуряев А.С. Экологическая и сырьевая роль лесов Республики Татарстан // Вестник ПГТУ. Сер. Лес. Экология. Природопользование, 2015. № 2 (26). C. 5.

[14] Ведерников Н.М., Калегин А.А., Федорова Н.С. Рекомендации по интегрированной системе выращивания и защиты от болезней сеянцев дуба черешчатого в питомниках. Чебоксары: [б. и.], 2000. 23 с.

[15] Ведерников Н.М., Калегин А.А., Тарапыгин В.Н. Об усовершенствовании орудий и механизмов в питомниках // Лесное хозяйство, 1997. № 1. С. 49–50.

[16] ГОСТ 13056.5–76. Семена деревьев и кустарников. Методы фитопатологического анализа. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200025566) (дата обращения 15.02.2022).

[17] Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве / под ред. С.Ф. Буга. Несвиж: Несвижская укр. тип. им. С. Будного, 2007. 512 с.

[18] Государственный доклад «О состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2020 году». URL: https://eco.tatarstan.ru/gosdoklad-2020.htm (дата обращения 15.02.2022).

[19] Petrova G.A., Yatmanova N.M., Mukhametshina A.R., Musin H.G., Akhmetov A.Y. Microclonal reproduction of common aspen (Populus tremula L.) genotypes in the Republic of Tatarstan // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science «International AgroScience Conference, AgroScience 2021», Cheboksary, 16.04.2021. Cheboksary: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012003. DOI 10.1088/1755-1315/935/1/012003

[20] Чураков Б.П., Чураков Д.Б. Лесная фитопатология. СПб.: Лань, 2012. 448 с.

[21] Мухаметшина А.Р., Петрова Г.А., Мусин Х.Г. Сравнительная характеристика и эффективность применения новых препаратов при выращивании посадочного материала лиственницы сибирской (Larix sibirica) в питомнике учебно-опытного Пригородного лесхоза Республики Татарстан // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2020. № 231. С. 29–40. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.29-40

[22] Мухаметшина А.Р., Петрова Г.А., Мусин Х.Г., Гибадуллин Н.Ф., Фетисова А.А. Результаты применения различных препаратов при выращивании посадочного материала лиственницы сибирской в условиях Предкамья Республики Татарстан // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства, 2020. № 4. С. 36–53.

[23] Тропин И.В., Ведерников Н.М., Крангауз Р.А. Справочник по защите леса от вредителей и болезней. М.: Лесная пром-сть, 1980. 376 с.

[24] Mukhametshina A.R., Gafiyatov R., Pukhacheva L.Yu. The results of pre-sowing conifer seeds treatment by growth stimulators // BIO Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources» (FIES 2019), Kazan, 13–14 ноября 2019 года. Kazan: EDP Sciences, 2020, p. 00130. DOI 10.1051/bioconf/20201700130

[25] Яковлев А.С., Яковлев И.А. Дубравы Среднего Поволжья. Йошкар-Ола: Изд-во Марийского ГТУ, 1999. 351 с.

Сведения об авторах

Тазиев Инсаф Рамилевич — аспирант кафедры лесоводства и лесных культур факультета лесного хозяйства и экологии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», insaftaziev@gmail.com

Мухаметшина Айгуль Рамилевна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесоводства и лесных культур факультета лесного хозяйства и экологии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», aigulsafina@yandex.ru

Петрова Гузель Анисовна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесоводства и лесных культур факультета лесного хозяйства и экологии, ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», guzel-petrva@rambler.ru

Тазмеев Нияз Маратович — руководитель-лесничий ГКУ «Кзыл-Юлдузское лесничество»

APPLICATION EFFICIENCY OF «AZORRO, KS» FUNGICIDE IN GROWING COMMON OAK SEEDLINGS IN OPEN AND PROTECTED GROUND

I.R. Taziev¹, A.R. Mukhametshina¹, G.A. Petrova¹, N.M. Tazmeev²

¹Kazan State Agrarian University, 65, K. Marx st., 420015, Kazan, Republic of Tatarstan, Russia

²Kyzyl-Yulduz Forestry, Parkovaya st., 422667, p. Kyzyl-Yulduz Forestry, Rybno-Slobodsky district, Republic of Tatarstan,

Russia

aigulsafina@yandex.ru

Nowadays the problem of oak forests degradation is topical today in the Republic of Tatarstan, where large woods are formed and are considered to be the most valuable. The area of oak plantations decreases every year due to damage caused by frosts in 1978–1979, therefore, with the oak dying, the areas of aspen, linden and birch plantations increase. The oak forests regeneration is connected with the cultivation of healthy planting material in the nurseries of the region. The article is devoted to the study of the fungicide «Azorro, KS» efficiency in the cultivation of common oak seedlings in open and protected ground conditions. The research was carried out at the experimental site of the Faculty of Forestry and Ecology of the Kazan State Agrarian University. In the course of the research, a phytopathological analysis of acorns was carried out, the degree of infection with pests and diseases, safety by the end of the growing season was determined; biometric indicators of common oak seedlings were measured. The following types of fungi have been found such as Penicillium, Mucor and Rhizopus. The positive effect of the drug used on the growth and development of seedlings in open and protected ground was noted. The highest common oak seedlings were noted in protected ground using a fungicide — 21,0 cm, in open ground the average height was 11,0 cm. The preparation showed its highest efficiency in protected ground — 92 %. High efficiency in the open ground after the third treatment was 90 %. The safety of common oak seedlings by the end of the growing season in protected ground conditions varied from 96,9 to 97,1 %.

Keywords: common oak, fungicide, phytopathological analysis, open ground, protected ground

Suggested citation: Taziev I.R., Mukhametshina A.R., Petrova G.A., Tazmeev N.M. Effektivnost’ primeneniya fungitsida «Azorro, KS» pri vyrashchivanii seyantsev duba chereshchatogo v usloviyakh otkrytogo i zakrytogo grunta [Application efficiency of «Azorro, KS» fungicide in growing common oak seedlings in open and protected ground]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 53–59. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-53-59

References

[1] Storozhenko V.G., Kotkova V.M., Chebotarev P.A. Dinamika transformatsii korennykh dubrav i derevorazrushayushchie bazidial’nye griby Tellermanovskogo lesa [Dynamics of transformation of native oak forests and wood-destroying basidiomycetes of the Tellerman Forest]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2014, no. 4 (104), pp. 77–84.

[2] Bugaev V.A., Musievskiy A.L., Tsaralunga V.V. Dubravy evropeyskoy chasti Rossii [Oak forests of the European part of Russia]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2004, no. 2, pp. 7–13.

[3] Kalinichenko N.P. Dubravy Rossii [Oak forests of Russia]. Moscow: VNIITslesresurs, 2000, 536 p.

[4] Storozhenko V.G., Chebotareva V.V., Chebotarev P.A. Sostoyanie drevesnykh porod i vosproizvodstvo dubovykh drevostoev v zone lesostepi [The state of tree species and the reproduction of oak stands in the forest-steppe zone]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry Information], 2018, no. 3, pp. 51–62.

[5] Mikhina V.V., Kharchenko N.N. Osobennosti rosta duba chereshchatogo v iskusstvennykh lineynykh nasazhdeniyakh tsentral’noy lesostepi [Features of the growth of English oak in artificial linear plantations of the central forest-steppe]. Sovremennye problemy ekologii zhivotnogo i rastitel’nogo mira. Materialy Vserossiyskoy molodezhnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern problems of ecology of the animal and plant world. Proceedings of the All-Russian Youth Scientific and Practical Conference]. Ed. Yu.V. Chekmeneva, Voronezh, April 19, 2021. Voronezh: VGLTU, 2021, pp. 42–45.

[6] Tsaralunga V.V. Tragediya rossiyskikh dubrav [The tragedy of Russian oak forests]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2005, no. 6, pp. 23–30.

[7] Tsaralunga V.V., Tsaralunga A.V., Korotkaya A.V. Vstrechaemost’ priznakov patologii na dube chereshchatom [Occurrence of signs of pathology on English oak]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Actual directions of scientific research of the 21st century: theory and practice], 2019, v. 7, no. 3 (46), pp. 314–319.

[8] Chebotarev P.A., Chebotareva V.V. Formirovanie iskusstvennykh dubovykh drevostoev v regionakh lesostepnoy zony Evropeyskoy chasti Rossii [Formation of artificial oak stands in the regions of the forest-steppe zone of the European part of Russia]. Flora i rastitel’nost’ Tsentral’nogo Chernozem’ya — 2014: mezhregional’naya nauchnaya konferentsiya [Flora and vegetation of the Central Chernozem region — 2014: Interregional scientific conference], Kursk, April 05, 2014. Kursk: [b. i.], 2014, pp. 174–179.

[9] Glushko S.G., Manyukova I.G., Prokhorenko N.B. Vosstanovlenie dubrav Srednego Povolzh’ya [Restoration of oak forests of the Middle Volga]. Vestnik OmGAU [Bulletin of OmGAU], 2017, no. 3 (27), pp. 56–61.

[10] Puryaev A.S., Zaripov I.N., Petrov V.A. Dubravy Srednego Povolzh’ya: sostoyanie, vosproizvodstvo i sokhranenie [Oak forests of the Middle Volga region: state, reproduction and conservation]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2019, no. 3, pp. 190–198. DOI 10.24419/LHI.2304-3083.2019.3.16

[11] Demakov Yu.P., Puryaev A.S., Miftakhov T.F. Dinamika proizvoditel’nosti drevostoev v Predkam’e Respubliki Tatarstan [Dynamics of productivity of forest stands in the Fore-Kama region of the Republic of Tatarstan]. Les, lesnoy sektor i ekologiya [Forest, forest sector and ecology]. Kazan: KSAU, 2015, pp. 38–44.

[12] Puryaev A.S., Demakov Yu.P. Struktura lesov Predkam’ya Respubliki Tatarstan [Forest structure of the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan]. Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University], 2014, no. 104, pp. 829–841.

[13] Romanov E.M., Nureeva T.V., Miftakhov T.F., Puryaev A.S. Ekologicheskaya i syr’evaya rol’ lesov Respubliki Tatarstan [Ecological and resource role of the forests of the Republic of Tatarstan]. Vestnik PGTU. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of PSTU. Series: Forest. Ecology. Nature management], 2015, no. 2 (26), p. 5.

[14] Vedernikov N.M., Kalegin A.A., Fedorova N.S. Rekomendatsii po integrirovannoy sisteme vyrashchivaniya i zashchity ot bolezney seyantsev duba chereshchatogo v pitomnikakh [Recommendations for an integrated system for the cultivation and protection against diseases of English oak seedlings in nurseries]. Cheboksary: [b. i.], 2000, 23 p.

[15] Vedernikov N.M., Kalegin A.A., Tarapygin V.N. Ob usovershenstvovanii orudiy i mekhanizmov v pitomnikakh [On the improvement of tools and mechanisms in nurseries]. Lesnoe khozyaystvo [Forestry], 1997, no. 1, pp. 49–50.

[16] GOST 13056.5–76 Semena derev’ev i kustarnikov. Metody fitopatologicheskogo analiza [Seeds of trees and shrubs. Methods of phytopathological analysis]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200025566) (accessed 15.02.2022).

[17] Metodicheskie ukazaniya po registratsionnym ispytaniyam fungitsidov v sel’skom khozyaystve [Guidelines for registration testing of fungicides in agriculture]. Ed. S.F. Bug. Nesvizh: Nesvizhskaya ukr. tip. im. S. Budnogo, 2007, 512 p.

[18] Gosudarstvennyy doklad «O sostoyanii prirodnykh resursov i ob okhrane okruzhayushchey sredy Respubliki Tatarstan v 2020 godu» [State report «On the state of natural resources and environmental protection of the Republic of Tatarstan in 2020»]. Available at: https://eco.tatarstan.ru/gosdoklad-2020.htm (accessed 15.02.2022).

[19] Petrova G.A., Yatmanova N.M., Mukhametshina A.R., Musin H.G., Akhmetov A.Y. Microclonal reproduction of common aspen (Populus tremula L.) genotypes in the Republic of Tatarstan. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science «International AgroScience Conference, AgroScience 2021», Cheboksary, 16.04.2021. Cheboksary: IOP Publishing Ltd, 2021, p. 012003. DOI 10.1088/1755-1315/935/1/012003

[20] Churakov B.P., Churakov D.B. Lesnaya fitopatologiya [Forest phytopathology]. St. Petersburg: Lan’, 2012, 448 p.

[21] Mukhametshina A.R., Petrova G.A., Musin Kh.G. Sravnitel’naya kharakteristika i effektivnost’ primeneniya novykh preparatov pri vyrashchivanii posadochnogo materiala listvennitsy sibirskoy (Larix sibirica) v pitomnike uchebno-opytnogo Prigorodnogo leskhoza Respubliki Tatarstan [Comparative characteristics and effectiveness of the use of new drugs in the cultivation of planting material of Siberian larch (Larix sibirica) in the nursery of the experimental Prigorodny forestry enterprise of the Republic of Tatarstan]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [News of the St. Petersburg Forestry Academy], 2020, no. 231, pp. 29–40. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.29-40

[22] Mukhametshina A.R., Petrova G.A., Musin Kh.G., Gibadullin N.F., Fetisova A.A. Rezul’taty primeneniya razlichnykh preparatov pri vyrashchivanii posadochnogo materiala listvennitsy sibirskoy v usloviyakh Predkam’ya Respubliki Tatarstan [The results of the use of various preparations in the cultivation of planting material of Siberian larch in the conditions of the Cis-Kama region of the Republic of Tatarstan]. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the St. Petersburg Research Institute of Forestry], 2020, no. 4, pp. 36–53.

[23] Tropin I.V., Vedernikov N.M., Krangauz R.A. Spravochnik po zashchite lesa ot vrediteley i bolezney [Handbook on the protection of forests from pests and diseases]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’, 1980, 376 p.

[24] Mukhametshina A.R., Gafiyatov R., Pukhacheva L.Yu. The results of pre-sowing conifer seeds treatment by growth stimulators. BIO Web of Conferences: International Scientific-Practical Conference «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources» (FIES 2019), Kazan, 13–14 November 2019. Kazan: EDP Sciences, 2020, p. 00130. DOI 10.1051/bioconf/20201700130

[25] Yakovlev A.S., Yakovlev I.A. Dubravy Srednego Povolzh’ya [Oak forests of the Middle Volga region]. Yoshkar-Ola: Mari State Technical University, 1999, 351 p.

Authors’ information

Taziev Insaf Ramilevich — pg. of the Department of Forestry and Forest Crops Faculty of Forestry and Ecology, «Kazan State Agrarian University», insaftaziev@gmail.com

Mukhametshina Aygul’ Ramilevna— Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Forestry and Forest Crops Faculty of Forestry and Ecology, «Kazan State Agrarian University», aigulsafina@yandex.ru

Petrova Guzel’ Anisovna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Forestry and Forest Crops Faculty of Forestry and Ecology, «Kazan State Agrarian University», guzel-petrva@rambler.ru

Tazmeev Niyaz Maratovich — Head-forester of Kyzyl-Yulduz Forestry, Kzyl-yulduzskoe.Gku@tatar.ru

7

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОДЫ ДЕРЕВЬЕВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ

60–66

УДК 630*5

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-60-66

Шифр ВАК 1.2.2

Д.Ю. Войтов¹, С.Б. Васильев², Д.В. Кормилицын²

¹ООО «Инжиниринговый центр «Автоматика и робототехника МГТУ им. Н.Э. Баумана», 105005, г. Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, стр. 1

²Мытищинский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», 141005, Россия, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

leonickss@yandex.ru

Представлена разработанная технология определения на фотографии породы деревьев березы повислой (Betula pendula Roth), а также материалы изучения различий известных нейронных сетей классификаторов с определением объектов. Среди них выбрана нейронная сеть-классификатор YOLOv4, как самая перспективная для дальнейшего развития технологии. Изучен механизм разметки фотоизображений для формирования примеров обучения. Сформированы методика разметки на изображении, два различных датасета для дообучения сети. Проведено алгоритмическое увеличение датасета путем трансформации фотоизображений и наложения фильтров. Определено различие в работе классификатора. Точность определения породы при обучении исключительно на фотоизображениях, содержащих березу повислую, составила 35 %, при обучении на датасете, содержащем другие деревья, — 71 %, на всем датасете — 75 %. Для демонстрации работы были определены деревья березы на фотографиях, выполненных в дендропарке Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для усовершенствования технологии рекомендуется дообучение сети для определения остальных пород деревьев. Технологию можно использовать для осуществления таксации конкретных пород деревьев, формирования размеченных датасетов для дальнейших разработок, как первичный элемент в системе анализа изображений деревьев, для исключения сторонних объектов на исходном фотоизображении.

Ключевые слова: компьютерное зрение, береза повислая, таксация, YOLO, нейронные сети

Ссылка для цитирования: Войтов Д.Ю., Васильев С.Б., Кормилицын Д.В. Разработка технологии определения породы деревьев с применением компьютерного зрения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 60–66. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-60-66

Список литературы

[1] RoboCraft. SLAM. URL: http://robocraft.ru/blog/technology/724.html (дата обращения 30.04.2022).

[2] Review: YOLOv1 – You Only Look Once (Object Detection). URL: https://towardsdatascience. com/yolov1-you-only-look-once-object-detection-e1f3ffec8a89 (дата обращения 21.04.2022).

[3] Batch-normalization. URL: http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Batch-normalization (дата обращения 10.05.2022).

[4] Redmon J., Farhadi A. YOLOv3: An Incremental Improvement, 2018. URL: https://arxiv.org/ abs/1804.02767 (дата обращения 30.04.2022).

[5] Convex Hull, (Minimum) Bounding Box, and Minimum Enclosing Circle. URL: http://dwoll.de/ rexrepos/posts/diagBounding.html (дата обращения 10.05.2022).

[6] YOLO: Real-Time Object Detection. URL: https://pjreddie.com/darknet/yolo/ (дата обращения 30.04.2022).

[7] Szegedy C., Loffe S., Vanhoucke V., Alemi A. Inception-v4, Inception-ResNet and the Impact of Residual Connections on Learning, 2016. URL: https://arxiv.org/abs/1602.07261v2

[8] Chowdhury A.P., Kulkarni P., Bojnordi M.N. MB-CNN: Memristive binary convolutional neural networks for embedded mobile devices // J. of Low Power Electronics and Applications, 2018, no. 8(4), p. 38. DOI: 10.3390/JLPEA8040038

[9] Neural Processing Unit. URL: https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/neural-processing-unit (дата обращения 22.04.2022).

[10] Arakawa Y., Matsuda Y. Gamification Mechanism for Enhancing a Participatory Urban Sensing: Survey and Practical Results // J. of Information Processing, 2016, no. 24(1), pp. 31–38. DOI:10.2197/ipsjjip.24.31

[11] Yasumoto K., Yamaguchi H., Shigeno H. Survey of real-time processing technologies of iot data streams // J. of Information Processing, 2016, no. 24(2), pp. 95–202.

[12] Abadi M., Agarwal A., Barham P., Brevdo E., Chen Z., Citro C., Corrado G.S., Davis A., Dean J., Devin M. Tensorflow: Large-scale machine learning on heterogeneous distributed systems, 2016. URL: https://doi.org/10.48550/arXiv.1603.04467 (дата обращения 11.05.2022).

[13] Piccardi M. Background subtraction techniques: a review // Conference: Systems, Man and Cybernetics IEEE International Conference on Volume: 4, 2004. DOI:10.1109/ICSMC.2004.1400815

[14] Viola P., Jones M. Rapid object detection using a boosted cascade of simple features // February 2001. Proceedings / CVPR, IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, no. 1, pp. I–511 – I–518, vol. 1. DOI:10.1109/CVPR.2001.990517

[15] Team O. Opencv. URL: https://opencv.org (дата обращения 22.04.2022).

[16] LeCun Y., Haffner P., Bottou L., Bengio Y. Object recognition with gradient-based learning. Palermo, Sicily: Springer Verlag, 1999, pp. 319–345

[17] Krizhevsky A., Sutskever I., Hinton G.E. ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks Advances // Neural Information Processing, 2012, no. 25(2). DOI:10.1145/3065386

[18] Litjens G., Kooi T., Bejnordi B.E., Setio A.A.A., Ciompi F., Ghafoorian M., Van Der Laak J.A., Van Ginneken B., Sanchez C.I. A survey on deep learning in medical image analysis // Medical Image Analysis, 2017, no. 42, pp. 60–88.

[19] Han J., Zhang D., Cheng G., Liu N., Xu D. Advanced deeplearning techniques for salient and category-specific object detection: a survey // IEEE Signal Processing Magazine, 2018, pp. 84–100. DOI:10.1109/MSP.2017.2749125

[20] Simonyan K., Zisserman A. Very deep convolutional networks for large-scale image recognition, 2014. https://doi.org/10.48550/arXiv.1409.1556

[21] Szegedy C., Liu W., Jia Y., Sermanet P., Reed S., Anguelov D., Erhan D., Vanhoucke V., Rabinovich A. Going deeper with convolutions // Conference: 2015 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2015. DOI:10.1109/CVPR.2015.7298594

[22] Liu W., Anguelov D., Erhan D., Szegedy C., Reed S., Fu C.-Y., Berg A.C. Ssd: Single shot multibox detector // Conference: European Conference on Computer Vision, 2016. DOI:10.1007/978-3-319-46448-0_2

[23] Howard A.G., Zhu M., Chen B., Kalenichenko D., Wang W., Weyand T., Andreetto M., Adam H. Mobilenets: Efficient convolutional neural networks for mobile vision applications, 2017. https://doi.org/10.48550/arXiv.1704.04861

[24] Redmon J., Farhadi A. Yolov3: An incremental improvement, 2018. https://doi.org/10.48550/arXiv.1804.02767

[25] Redmon J., Divvala S., Girshick R., Farhadi A. You only look once: Unified, real-time object detection // Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 2016. https://doi.org/10.48550/arXiv.1506.02640

[26] Bewley A., Ge Z., Ott L., Ramos F., Upcroft B. Simple online and realtime tracking // Image Processing (ICIP), IEEE International Conference, 2016, pp. 3464–3468. DOI:10.1109/ICIP.2016.7533003

[27] Kalman R.E. A new approach to linear filtering and prediction problems // J. of Basic Engineering (American Society of Mechanical Engineers), 1960, vol. 82, iss. 1, pp. 35–45. DOI:10.1115/1.3662552

[28] Kuhn H.W. The hungarian method for the assignment problem // Naval research logistics quarterly, 1955, no. 2(1), pp. 83–97. http://dx.doi.org/10.1002/nav.3800020109

[29] Lazorenko A. Tensorflow performance test: Cpu vs gpu, 2017. URL: https://medium.com/@andriylazorenko/ tensorflow-performance-test-cpu-vs-gpu-79fcd39170c (дата обращения 10.04.2022).

[30] Ouaknine A. Review of Deep Learning Algorithms for Object Detection, 2018. URL: https://medium.com/zylapp/review-of-deep-learning-algorithms-for-object-detection-c1f3d437b852 (дата обращения 21.04.2022).

Сведения об авторах

Войтов Даниил Юрьевич — инженер ИЦ «АР» МГТУ им. Н.Э. Баумана, leonickss@yandex.ru

Васильев Сергей Борисович — канд. с.-х. наук, доцент, зав. кафедрой лесных культур, селекции и дендрологии ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал)», svasilyev@mgul.ac.ru

Кормилицын Дмитрий Владимирович — аспирант кафедры лесных культур, селекции и дендрологии ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал)», gurkordmi@gmail.com

TECHNOLOGY DEVELOPMENT FOR DETERMINING TREE SPECIES USING COMPUTER VISION

D.Y. Voytov¹, S.B. Vasil’ev², D.V. Kormilitsyn²

¹Engineering Center «Automation and Robotics» BMSTU, 5, build. 1, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

leonickss@yandex.ru

A technology has been developed to determine the European white birch (Betula pendula Roth.) species in the photo. The differences of the known neural networks of classifiers with the definition of objects are studied. YOLOv4 was chosen as the most promising for further development of the technology. The mechanism of image markup for the formation of training examples has been studied. The method of marking on the image has been formed. Two different datasets have been formed to retrain the network. An algorithmic increase in the dataset was carried out by transforming images and applying filters. The difference in the results of the classifier is determined. The accuracy when training exclusively on images containing hanging birch was 35 %, the accuracy when training on a dataset containing other trees was 71 %, the accuracy when training on the entire dataset was 75 %. To demonstrate the work, birch trees were identified in photographs taken in the arboretum of the MF Bauman Moscow State Technical University. To improve the technology, additional training is recommended to determine the remaining tree species. The technology can be used for the implementation of taxation of specific tree species; the formation of marked datasets for further development; the primary element in the tree image analysis system, to exclude third-party objects in the original image.

Keywords: computer vision, hanging birch, taxation, YOLO, neural networks

Suggested citation: Voytov D.Yu., Vasil’ev S.B., Kormilitsyn D.V. Razrabotka tekhnologii opredeleniya porody derev’ev s primeneniem komp’yuternogo zreniya development of technology for determining tree species using computer vision [Technology development for determining tree species using computer vision]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 60–66. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-60-66

References

[1] RoboCraft. SLAM. Available at: http://robocraft.ru/blog/technology/724.html (accessed 30.04.2022).

[2] Review: YOLOv1 – You Only Look Once (Object Detection). Available at: https://towardsdatascience. com/yolov1-you-only-look-once-object-detection-e1f3ffec8a89 (accessed 21.04.2022).

[3] Batch-normalization. Available at: http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Batch-normalization (accessed 10.05.2022).

[4] Redmon J., Farhadi A. YOLOv3: An Incremental Improvement, 2018. Available at: https://arxiv.org/ abs/1804.02767 (accessed 30.04.2022).

[5] Convex Hull, (Minimum) Bounding Box, and Minimum Enclosing Circle. Available at: http://dwoll.de/ rexrepos/posts/diagBounding.html (accessed 10.05.2022).

[6] YOLO: Real-Time Object Detection. Available at: https://pjreddie.com/darknet/yolo/ (accessed 30.04.2022).

[7] Szegedy C., Loffe S., Vanhoucke V., Alemi A. Inception-v4, Inception-ResNet and the Impact of Residual Connections on Learning, 2016. Available at: https://arxiv.org/abs/1602.07261v2

[8] Chowdhury A.P., Kulkarni P., Bojnordi M.N. MB-CNN: Memristive binary convolutional neural networks for embedded mobile devices. J. of Low Power Electronics and Applications, 2018, no. 8(4), p. 38. DOI: 10.3390/JLPEA8040038

[9] Neural Processing Unit. Available at: https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/neural-processing-unit (accessed 22.04.2022).

[10] Arakawa Y., Matsuda Y. Gamification Mechanism for Enhancing a Participatory Urban Sensing: Survey and Practical Results. J. of Information Processing, 2016, no. 24(1), pp. 31–38. DOI:10.2197/ipsjjip.24.31

[11] Yasumoto K., Yamaguchi H., Shigeno H. Survey of real-time processing technologies of iot data streams. J. of Information Processing, 2016, no. 24(2), pp. 95–202.

[12] Abadi M., Agarwal A., Barham P., Brevdo E., Chen Z., Citro C., Corrado G.S., Davis A., Dean J., Devin M. Tensorflow: Large-scale machine learning on heterogeneous distributed systems, 2016. https://doi.org/10.48550/arXiv.1603.04467 (accessed 11.05.2022).

[13] Piccardi M. Background subtraction techniques: a review. Conference: Systems, Man and Cybernetics IEEE International Conference onVolume: 4, 2004. DOI:10.1109/ICSMC.2004.1400815

[14] Viola P., Jones M. Rapid object detection using a boosted cascade of simple features. February 2001. Proceedings / CVPR, IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, no. 1, pp. I–511 – I–518 vol. 1. DOI:10.1109/CVPR.2001.990517

[15] Team O. Opencv. Available at: https://opencv.org (accessed 22.04.2022).

[16] LeCun Y., Haffner P., Bottou L., Bengio Y. Object recognition with gradient-based learning. Palermo, Sicily: Springer Verlag, 1999, pp. 319–345

[17] Krizhevsky A., Sutskever I., Hinton G.E. ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks Advances // Neural Information Processing, 2012, no. 25(2). DOI:10.1145/3065386

[18] Litjens G., Kooi T., Bejnordi B.E., Setio A.A.A., Ciompi F., Ghafoorian M., Van Der Laak J.A., Van Ginneken B., Sanchez C.I. A survey on deep learning in medical image analysis // Medical Image Analysis, 2017, no. 42, pp. 60–88.

[19] Han J., Zhang D., Cheng G., Liu N., Xu D. Advanced deeplearning techniques for salient and category-specific object detection: a survey // IEEE Signal Processing Magazine, 2018, pp. 84–100. DOI:10.1109/MSP.2017.2749125

[20] Simonyan K., Zisserman A. Very deep convolutional networks for large-scale image recognition, 2014. https://doi.org/10.48550/arXiv.1409.1556

[21] Szegedy C., Liu W., Jia Y., Sermanet P., Reed S., Anguelov D., Erhan D., Vanhoucke V., Rabinovich A. Going deeper with convolutions. Conference: 2015 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2015. DOI:10.1109/CVPR.2015.7298594

[22] Liu W., Anguelov D., Erhan D., Szegedy C., Reed S., Fu C.-Y., Berg A.C. Ssd: Single shot multibox detector. Conference: European Conference on Computer Vision, 2016. DOI:10.1007/978-3-319-46448-0_2

[23] Howard A.G., Zhu M., Chen B., Kalenichenko D., Wang W., Weyand T., Andreetto M., Adam H. Mobilenets: Efficient convolutional neural networks for mobile vision applications, 2017. https://doi.org/10.48550/arXiv.1704.04861

[24] Redmon J., Farhadi A. Yolov3: An incremental improvement, 2018. https://doi.org/10.48550/arXiv.1804.02767

[25] Redmon J., Divvala S., Girshick R., Farhadi A. You only look once: Unified, real-time object detection. Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 2016. https://doi.org/10.48550/arXiv.1506.02640

[26] Bewley A., Ge Z., Ott L., Ramos F., Upcroft B. Simple online and realtime tracking. Image Processing (ICIP), IEEE International Conference, 2016, pp. 3464–3468. DOI:10.1109/ICIP.2016.7533003

[27] Kalman R.E. A new approach to linear filtering and prediction problems. J. of Basic Engineering (American Society of Mechanical Engineers), 1960, vol. 82, iss. 1, pp. 35–45. DOI:10.1115/1.3662552

[28] Kuhn H.W. The hungarian method for the assignment problem. Naval research logistics quarterly, 1955, no. 2(1), pp. 83–97. http://dx.doi.org/10.1002/nav.3800020109

[29] Lazorenko A. Tensorflow performance test: Cpu vs gpu, 2017. Available at: https://medium.com/@andriylazorenko/ tensorflow-performance-test-cpu-vs-gpu-79fcd39170c (accessed 10.04.2022).

[30] Ouaknine A. Review of Deep Learning Algorithms for Object Detection, 2018. Available at: https://medium.com/zylapp/review-of-deep-learning-algorithms-for-object-detection-c1f3d437b852 (accessed 21.04.2022).

Authors’ information

Voytov Daniil Yur’evich— Engineer, Engineering Center «Automation and Robotics» BMSTU, leonickss@yandex.ru

Vasil’ev Sergey Borisovich — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), svasilyev@mgul.ac.ru

Kormilitsyn Dmitriy Vladimirovich — pg. of the BMSTU (Mytishchi branch), gurkordmi@gmail.com

8

ВОСТОЧНЫЙ МАЙСКИЙ ХРУЩ — НЕСКОЛЬКО ЗАБЫТАЯ, НО ВНОВЬ РЕАЛЬНАЯ УГРОЗА

67–74

УДК 630*4

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-67-74

Шифр ВАК 4.1.3

Ю.И. Гниненко, Я.В. Цуканов, Д.Е. Галич, И.Я. Чеплянский

ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», 141202, Россия, Московская обл., г. Пушкино, ул. Институтская, д. 15

gninenko-yuri@mail.ru

Дан анализ значения восточного майского хруща как опасного вредителя леса в России. Длительное время он являлся основным препятствием для успешного создания лесных культур в ряде регионов страны, в частности в Поволжье и на юге Западной Сибири. Показано, что, несмотря на это, не было сформулировано определение, что же такое очаг массового размножения хруща. Ранее были предложены и нашли широкое применение различные технологии защиты от хрущей, которые включали в себя как применение средств химии, так и лесохозяйственных мер. Это привело к существенному снижению опасности от этого вредителя и с конца ХХ века хрущ для работников лесного хозяйства перестал быть значимой причиной для проведения мер защиты. В настоящее время вновь складываются благоприятные условия для начала формирования крупных очагов этого вредителя. Предложены определения для таких понятий, как «очаг массового размножения» и «очаг вредоносности» хруща и указано на отсутствие современных препаратов и технологий для защиты от этого вредителя.

Ключевые слова: восточный майский хрущ, очаги массового размножения, меры защиты

Ссылка для цитирования: Гниненко Ю.И., Цуканов Я.В., Галич Д.Е., Чеплянский И.Я. Восточный майский хрущ — несколько забытая, но вновь реальная угроза // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 67–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-67-74

Список литературы

[1] Ratzenurg J.T.C. Die Forst-Insecten jder Abbildung und Beschreibung. Erste Theil. Die Käfer. Berlin: Nicolaische Buchhandlung, 1839, 309 p.

[2] Семенов В. Лесоохранение. Руководство для офицеров корпуса лесничих. СПб.: Тип. М-ва гос. имуществ, 1843. 55 с.

[3] Рудзкий А. Справочная книга для лесничих. Ч. 1 Лесоводство. СПб.: Тип. Я. Трея, 1868. 195 с.

[4] Баранецкий П.В. Лесоохранение. Книга для лесовладельцев, лесничих и слушателей учебных лесных заведений. СПб.: Тип. А.С. Суворина, 1880. 312 с.

[5] Арнольд Ф.К. Русский лес. Т. 2. Ч. 1. СПб.: Издание А.Ф. Маркса, 1898. 705 с.

[6] Наставление по борьбе с майским хрущом в лесах водоохранной зоны. М.: Изд-во Главноого управления лесоохраны и лесонасаждений при СНК СССР, 1938. 27 с.

[7] Пересина Т.В. Надзор за майским хрущом в Ульяновской области // Борьба с восточным майским хрущом: материалы к науч.-техн. совещанию 17–20 августа 1971 г. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 1971. С. 35–40.

[8] Рекомендации по интегрированной борьбе с восточным майским хрущом. М.: ВНИИЛМ, 1980. 28 с.

[9] Чистяков А.Р. Лесоводственные мероприятия при производстве лесных культур в очагах майского хрущом // Борьба с восточным майским хрущом: материалы к науч.-техн. совещанию 17–20 августа 1971 г. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 1971. С. 74–79.

[10] Ильючек Н.С., Розанов Г.А. Лекции для лесной стражи (краткий курс). Казань: Изд-во Татотдела союза с.-х. и лесных рабочих, 1927. 146 с.

[11] Холодковский Н.А. Курс энтомологии теоретической и прикладной. СПб.: Изд. А.Ф. Девриена, 1912, 508 с.

[12] Нефедьев А.А, Опыт создания лесных культур на захрущевленных площадях в Марийской АССР // Борьба с восточным майским хрущом: материалы к научно-техническому совещанию 17–20 августа 1971 г. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 1971. С. 25–20.

[13] Павлинов Н.П. Восточный майский хрущ в лесах РСФСР и неотложные мероприятия по борьбе с ним // Борьба с восточным майским хрущом: материалы к науч.-техн. совещанию 17–20 августа 1971 г. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 1971. С. 31–34.

[14] Воронцов А.И. Экологические основы современной системы мероприятий по борьбе с восточным майским хрущом // Борьба с восточным майским хрущом: материалы к научно-техническому совещанию 17–20 августа 1971 г. Пушкино: Изд-во ВНИИЛМ, 1971. С. 16–21.

[15] Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н., Быченкова Т.Н., Клишина Л.И., Храмова О.Ю., Печникова Н.Д. Заселенность гарей на территории керженского заповедника личинками восточного майского хруща // Тр. Государственного природного биосферного заповедника «Керженский»: сб. статей. Нижний Новгород: Изд-во Министерства природных ресурсов и экологии РФ; Государственного природного биосферного заповедника «Керженский», 2014. С. 142–152.

[16] Шутяев А.М. Материалы к биологии и экологии майского хруща в условиях центрально-черноземного заповедника // Зоологический журнал, 1958. Т. 37. № 11. С. 1659–1667.

[17] Niemczyk M., Neyko I. Methods of restrictions in the number of cockchafer population in the forestry of Poland and Ukraine // Forestry and Forest Melioration, 2009, t. 116, pp. 24–31.

Сведения об авторах

Гниненко Юрий Иванович — канд. биол. наук, ст. науч. сотр., зав. лабораторией защиты леса от инвазивных и карантинных организмов ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», gninenko-yuri@mail.ru

Цуканов Яков Вячеславович — аспирант ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», sadness666master@gmail.com

Галич Дмитрий Евгеньевич — канд. биол. наук, зав. лабораторией защиты леса Сибирского филиала ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», galichdim@mail.ru

Чеплянский Иван Яковлевич — канд. с.-х. наук, директор Южноевропейской лесной опытной станции ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», donnilos@mail.ru

CHAFER IS A SOMEWHAT FORGOTTEN, BUT ONCE AGAIN A REAL THREAT

Yu.I. Gninenko, Ya.V. Tsukanov, D.E. Galich, I.Ya. Cheplyanskiy

All-Russian Research Institute for Sylviculture and Forestry Mechanization, 15, Institutskaya st.,141202, Pushkino,

Moscow reg., Russia

gninenko-yuri@mail.ru

The article analyzes the significance of the Melolontha hippocastani beetle as a dangerous forest pest in Russia. It is shown that for a long time it was the main obstacle to the successful creation of forest plantations in a number of regions of the country, in particular in the Volga region and in the south of Western Siberia. In addition, it is shown that despite this, the definition of what is the center of mass reproduction of the beetle has not been formulated. Previously, various technologies for the protection against beetles were proposed and widely used, which included both the use of chemicals and forestry measures. This led to a significant reduction in the danger from this pest, and since the end of the 20th century, the chamois has ceased to be a significant reason for forestry workers to carry out protection measures. The article shows that currently favorable conditions are again emerging for the beginning of the formation of large foci of this pest. Definitions for such concepts as «center of mass reproduction» and «center of harmfulness» of Melolontha hippocastani are proposed and the absence of modern drugs and technologies for protection against this pest is indicated.

Keywords: Melolontha hippocastani, centers of mass reproduction, protection measures

Suggested citation: Gninenko Yu.I., Tsukanov Ya.V., Galich D.E., Cheplyanskiy I.Ya. Vostochnyy mayskiy khrushch — neskol’ko zabytaya, no vnov’ real’naya ugroza [Chafer is a somewhat forgotten, but once again a real threat]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 67–74. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-67-74

References

[1] Ratzenurg J.T.C. Die Forst-Insecten jder Abbildung und Beschreibung. Erste Theil. Die Kafer. Berlin: Nicolaische Buchhandlung, 1839, 309 p.

[2] Semenov V. Lesookhranenie. Rukovodstvo dlya ofitserov korpusa lesnichikh [Forest conservation. Guide for officers of the corps of foresters]. St. Petersburg: Tip. M-va gos. imushchestv, 1843, 55 p.

[3] Rudzkiy A. Spravochnaya kniga dlya lesnichikh. Ch. 1 Lesovodstvo [Reference book for foresters. Part 1 Silviculture]. St. Petersburg: Type Ya. Treya, 1868, 195 p.

[4] Baranetskiy P.V. Lesookhranenie. Kniga dlya lesovladel’tsev, lesnichikh i slushateley uchebnykh lesnykh zavedeniy [Forest conservation. A book for forest owners, forest rangers and students of educational forest institutions]. St. Petersburg: Type A.S. Suvorina, 1880, 312 p.

[5] Arnol’d F.K. Russkiy les [Russian forest]. T. 2. Part 1. St. Petersburg: Izdanie A.F. Marksa, 1898, 705 p.

[6] Nastavlenie po bor’be s mayskim khrushchom v lesakh vodookhrannoy zony [Instructions on the fight against the May beetle in the forests of the water protection zone]. Moscow: Glavnoe upravlenie lesookhrany i lesonasazhdeniy pri SNK SSSR [Main Directorate of Forest Protection and Forest Plantations under the Council of People’s Commissars of the USSR], 1938, 27 p.

[7] Peresina T.V. Nadzor za mayskim khrushchom v Ul’yanovskoy oblasti [Supervision of the May beetle in the Ulyanovsk region]. Bor’ba s vostochnym mayskim khrushchom: materialy k nauchno-tekhnicheskomu soveshchaniyu 17–20 avgusta 1971 g. [Fighting the Eastern May beetle: materials for the scientific and technical meeting on August 17–20, 1971]. Pushkino: VNIILM, 1971, pp. 35–40.

[8] Rekomendatsii po integrirovannoy bor’be s vostochnym mayskim khrushchom [Recommendations for the integrated control of the Eastern May beetle]. Moscow: VNIILM, 1980, 28 p.

[9] Chistyakov A.R. Lesovodstvennye meropriyatiya pri proizvodstve lesnykh kul’tur v ochagakh mayskogo khrushchom [Silvicultural measures in the production of forest crops in the foci of the May beetle]. Bor’ba s vostochnym mayskim khrushchom: materialy k nauchno-tekhnicheskomu soveshchaniyu 17–20 avgusta 1971 g. [Fighting the Eastern May beetle: materials for the scientific and technical meeting on August 17–20, 1971]. Pushkino: VNIILM, 1971, pp. 74–79.

[10] Il’yuchek N.S., Rozanov G.A. Lektsii dlya lesnoy strazhi (kratkiy kurs) [Lectures for forest guards (short course)]. Kazan: Tatotdel soyuza s.-kh. i lesnykh rabochikh, 1927, 146 p.

[11] Kholodkovskiy N.A. Kurs entomologii teoreticheskoy i prikladnoy [Course of theoretical and applied entomology]. St. Petersburg: Ed. A.F. Devriena, 1912, 508 p.

[12] Nefed’ev A.A. Opyt sozdaniya lesnykh kul’tur na zakhrushchevlennykh ploshchadyakh v Mariyskoy ASSR [Experience in creating forest plantations in the dammed areas in the Mari Autonomous Soviet Socialist Republic]. Bor’ba s vostochnym mayskim khrushchom: materialy k nauchno-tekhnicheskomu soveshchaniyu 17–20 avgusta 1971 g. [Fighting the eastern May bug: materials for the scientific and technical meeting on August 17–20, 1971]. Pushkino: VNIILM, 1971, pp. 25–20.

[13] Pavlinov N.P. Vostochnyy mayskiy khrushch v lesakh RSFSR i neotlozhnye meropriyatiya po bor’be s nim [Eastern May beetle in the forests of the RSFSR and urgent measures to combat it]. Bor’ba s vostochnym mayskim khrushchom: materialy k nauchno-tekhnicheskomu soveshchaniyu 17–20 avgusta 1971 g. [Fighting Eastern May beetle: materials for the scientific and technical meeting on August 17–20, 1971]. Pushkino: VNIILM, 1971, pp. 31–34.

[14] Vorontsov A.I. Ekologicheskie osnovy sovremennoy sistemy meropriyatiy po bor’be s vostochnym mayskim khrushchom [Ecological foundations of the modern system of measures to combat the eastern May beetle]. Bor’ba s vostochnym mayskim khrushchom: materialy k nauchno-tekhnicheskomu soveshchaniyu 17–20 avgusta 1971 g. [Fighting the eastern May bug: materials for the scientific and technical meeting on August 17–20, 1971]. Pushkino: VNIILM, 1971, pp. 16–21.

[15] Besschetnov V.P., Besschetnova N.N., Bychenkova T.N., Klishina L.I., Khramova O.Yu., Pechnikova N.D. Zaselennost’ garey na territorii kerzhenskogo zapovednika lichinkami vostochnogo mayskogo khrushcha [Tech. Settlement of fires on the territory of the Kerzhensky Reserve by larvae of the eastern May beetle]. Trudy Gosudarstvennogo prirodnogo biosfernogo zapovednika «Kerzhenskiy»: sbornik statey [Proceedings of the State Natural Biosphere Reserve «Kerzhenskiy»: a collection of articles]. Nizhny Novgorod: Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation; State Natural Biosphere Reserve «Kerzhenskiy», 2014, pp. 142–152.

[16] Shutyaev A.M. Materialy k biologii i ekologii mayskogo khrushcha v usloviyakh tsentral’no-chernozemnogo zapovednika [Materials on the biology and ecology of the May beetle in the conditions of the Central Chernozem Reserve]. Zoologicheskiy zhurnal [Zoological Journal], 1958, v. 37, no. 11, pp. 1659–1667.

[17] Niemczyk M., Neyko I. Methods of restrictions in the number of cockchafer population in the forestry of Poland and Ukraine. Forestry and Forest Melioration, 2009, t. 116, pp. 24–31.

Authors’ information

Gninenko Yuriy Ivanovich— Cand. Sci. (Biology), Senior researcher, Head of the Laboratory of Forest protection from invasive and quarantine organisms, All-Russian Research Institute for Sylviculture and Forestry Mechanization, gninenko-yuri@mail.ru

Tsukanov Yakov Vyacheslavovich — рg. All-Russian Research Institute for Sylviculture and Forestry Mechanization, sadness666master@gmail.com

Galich Dmitriy Evgen’evich — Cand. Sci. (Biology), Head of the Forest Protection Laboratory of the Siberian Branch of the All-Russian Research Institute for Sylviculture and Forestry Mechanization, galichdim@mail.ru

Cheplyanskiy Ivan Yakovlevich — Cand. Sci. (Agriculture), Director of the Southern European LOS, All-Russian Research Institute for Sylviculture and Forestry Mechanization, donnilos@mail.ru

Ландшафтная архитектура

9

НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ОЗЕЛЕНЕНИЯ НАБЕРЕЖНЫХ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ

75–84

УДК 711:467.25.03

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-75-84

Шифр ВАК 4.1.6

Т.В. Киреева, Е.Н. Вишнякова

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», 603950, Россия, г. Н. Новгород, ул. Ильинская, д. 65

tkireeva2005@yandex.ru

Дан анализ нормативно-правового регулирования озеленения набережных в динамике исторического развития. Рассмотрен вопрос увеличения минимально допустимого процента озеленения до существующих ранее значений (30 %) в целях поддержания зеленого каркаса города, улучшения экологии общественных зон отдыха горожан.

Ключевые слова: озеленение набережных, экология набережных, нормы проектирования набережных, процент озеленения набережных, правовое регулирование озеленения набережных, нормы озеленения набережных

Ссылка для цитирования: Киреева Т.В., Вишнякова Е.Н. Нормативно-правовое регулирование озеленения набережных в современной России // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 75–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-75-84

Список литературы

[1] Савельев М.В. Принципы формирования городских общественных рекреационных зон и территорий набережных // Вестник Томского государственного университета, 2019. № 33. С. 173–189.

[2] Киреева Т.В. Озеленение набережных как инструмент эффективности работы водно-зеленого каркаса города // XIII чтения памяти Т.Б. Дубяго: сб. тр. Междунар. конф. «Междисциплинарные связи ландшафтной архитектуры», СПбГЛТУ, 1–3 ноября 2021 года. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГЛТУ, 2022. С. 110–118.

[3] СП 398.1325800.2018. Набережные. Правила градостроительного проектирования, 30.05.2019. URL: https://docs.cntd.ru/document/552304872 (дата обращения 15.04.2022).

[4] Хасанов Р.Р., Киносян Н.С. Принципы архитектурно-градостроительной организации устойчивых городских набережных // Известия КГАСУ, 2018. № 2 (44). С. 38–46.

[5] Литвинов Д.В. Градоэкологические принципы развития прибрежных зон: на примере крупных городов Поволжья: автореф. дис. … канд. архитектуры, спец. 18.00.04. СПб., 2009. 20 с.

[6] Нефедов В.А. Городской ландшафтный дизайн. СПб.: Любавич, 2020. 318 с.

[7] История Санкт-Петербурга. История озеленения Санкт-Петербурга. URL: https://www.spbmuzei.ru/ozelenenie_goroda.htm (дата обращения 15.04.2022).

[8] Постановление Пленума ЦК ВКПБ(б) от 15 июня 1931 г. «О московском городском хозяйстве и развитии городского хозяйства СССР». URL: https://csdfmuseum.ru/history/935 (дата обращения 20.03.2022).

[9] Залесская Л.С. Микулина Е.М. Ландшафтная архитектура. М.: Стройиздат, 1979. 240 с.

[10] Лунц Л.Б. Городское зеленое строительство. М.: Стройиздат, 1974. 275 с.

[11] Горохов В.А. Городское зеленое строительство. М.: Стройиздат, 1991. 402 с.

[12] Горохов В.А. Зеленая природа города. М.: Архитектура-С, 2005. 592 с.

[13]. Альбом «Мосты и набережные Ленинграда». Фото Обводный канал 1960 г. URL: гhttps://vecherka.spb.ru/?p=19832 (дата обращения 15.04.2022).

[14]. Фрунзенская набережная. Фото 1960 г. URL: https://zen.yandex.ru/media/omoskveneskuchno/frunzenskaia-naberejnaia-ot-derevenskoi-tropy-do-odnoi-iz-samyh-prestijnyh-ulic-moskvy-6229e6780bf7da1f53164347 (дата обращения 10. 04.2022).

[15] СП 42.13330.2010. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Введ. 20.05.2011. URL: https://docs.cntd.ru/document/5200163 (дата обращения 20.03.2022).

[16] Закон РФ от 14.07.1992 № 3295-1 «Об основах градостроительства в Российской Федерации»: по состоянию на 30.04.2022 // Ведомости СНД РФ и ВС РФ, 13.08.1992. № 32. С. 569.

[17] Градостроительный кодекс Российской Федерации от 07.05.1998 года № 73-ФЗ: по состоянию на 31.12.2005 // Собрание законодательства РФ. № 19. 11.05.1998. С. 113.

[18] Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 № 136-ФЗ: по состоянию на 31.12.2017 // Собрание законодательства РФ. 29.10.2001. № 44. С. 385.

[19] Как Мария Темника изменила отношение петербуржцев к деревьям. URL: https://www.sobaka.ru/city/urbanistics/110109 (дата обращения 10. 04.2022).

[20] СП 42.13330.2011. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200084712 (дата обращения 20.03.2022).

[21] СП 42.13330.2016. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01–89*. URL: http:// docs.cntd.ru/document/456054209 (дата обращения: 05. 03.2022).

[22] Альбом типовых решений по комплексному благоустройству набережных Москвы-реки. М., 2016. 564 с.

[23] Анкета «Проблема территории набережной». URL: https://www.sredann.org/institute (дата обращения 20.08.21).

Сведения об авторах

Киреева Татьяна Валентиновна— член Союза архитекторов России, канд. филос. н., доцент, профессор кафедры «Ландшафтная архитектура и садово-парковое строительство», ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», tkireeva2005@yandex.ru

Вишнякова Евгения Николаевна — магистрант кафедры «Ландшафтная архитектура и садово-парковое строительство», ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», vishnya_kova@mail.ru

EMBANKMENTS GREEN SPACES STATUTARY REGULATION IN MODERN RUSSIA

T.V. Kireeva, E.N. Vishnyakova

Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering, 65, Il’inskaya st., Nizhny Novgorod, 603950, Russia

tkireeva2005@yandex.ru

The issue of the insufficient size of the green area became essential due to the legal introduction the minimal norm of embankment’s greening in the amount of 15 % of the total area; the analysis of the legal regulation of embankment’s greening in the dynamics of historical development is given, there was proposed a hypothesis of increasing the minimum allowable percentage of embankment’s greening to previous values (30 %) in order to support the «green frame» of the city, improving the ecology of public recreation areas.

Keywords: embankment greening, embankment design standards, embankment greening standards, percentage of embankment greening, legal regulation embankment greening

Suggested citation: Kireeva T.V., Vishnyakova E.N. Normativno-pravovoe regulirovanie ozeleneniya naberezhnykh v sovremennoy Rossii [Embankments green spaces statutary regulation in modern Russia]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 75–84. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-75-84

References

[1] Savel’ev M.V. Printsipy formirovaniya gorodskikh obshchestvennykh rekreatsionnykh zon i territoriy naberezhnykh [Principles of organization of urban public recreational areas and embankment territories]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Tomsk State University], 2019, no. 33, pp. 173–189.

[2] Kireeva T.V. Ozelenenie naberezhnykh kak instrument effektivnosti raboty vodno-zelenogo karkasa goroda [Embankment greening as a tool for the work of the water-green frame of the city]. XIII Chteniya pamyati T.B. Dubyago: sb. tr. mezhdunar. konf. «Mezhdistsiplinarnye svyazi landshaftnoy arkhitektury» [XIII Readings in memory of T.B. Dubyago: conf. «Interdisciplinary connections of landscape architecture»], SPbGLTU, November 1–3, 2021. Sankt-Peterburg: SPbGLTU, 2022, pp. 110–118.

[3] SP 398.1325800.2018. Naberezhnye. Pravila gradostroitel’nogo proektirovaniya, vved. 30.05.2019 [Embankments. Rules of urban planning, en. 30.05.2019]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/552304872 (accessed 15.04.2022).

[4] Khasanov R.R., Kinosyan N.S. Printsipy arkhitekturno-gradostroitel’noy organizatsii ustoychivykh gorodskikh naberezhnykh [Principles of architectural and urban planning organization of sustainable urban embankments]. Izvestiya KGASU [KGASU’s News], 2018, no. 2 (44), pp. 38–46.

[5] Litvinov D.V. Gradoekologicheskie printsipy razvitiya pribrezhnykh zon: na primere krupnykh gorodov Povolzh’ya [Urban-ecological principles of development of coastal zones: on the example of large cities of the Volga region]. Diss. Cand. Arkhitektury, 18.00.04. St. Petersburg, 2009, 20 p.

[6] Nefedov V.A. Gorodskoy landshaftnyy dizayn [Urban landscaping]. St. Petersburg: Lyubovich, 2020, 318 p.

[7] Istoriya Sankt-Peterburga. Istoriya ozeleneniya Sankt-Peterburga [History of St. Petersburg. The history of landscaping in St. Petersburg]. Available at: https://www.spbmuzei.ru/ozelenenie_goroda.htm (accessed 15.04.2022).

[8] Postanovlenie Plenuma TsK VKPB(b) ot 15 iyunya 1931 g. «O moskovskom gorodskom khozyaystve i razvitii gorodskogo khozyaystva SSSR» [Resolution of the Plenum of the Central Committee of the AUCPB(b) 15.06.1931 «The economy and the development of the city Moscow USSR»]. Available at: https://csdfmuseum.ru/history/935 (accessed 20.03.2022).

[9] Zalesskaya L.S. Mikulina E.M. Landshaftnaya arkhitektura [Landscape architecture]. Moscow: Stroyizdat, 1979, 240 p.

[10] Lunts L.B. Gorodskoe zelenoe stroitel’stvo [Urban green building: textbook allowance]. Moscow: Stroyizdat, 1974, 275 p.

[11] Gorokhov V.A. Gorodskoe zelenoe stroitel’stvo [Urban green building]. Moscow: Stroyizdat, 1991, 402 p.

[12] Gorokhov V.A. Zelenaya priroda goroda [Green nature of the city: textbook allowance]. Moscow: Arkhitektura-S, 2005, 592 p.

[13] Al’bom «Mosty i naberezhnye Leningrada». Foto Obvodnyy kanal 1960 g. [Album «Bridges and embankments of Leningrad». Photo of Obvodny Canal, 1960]. Available at: https://vecherka.spb.ru/?p=19832 (accessed 15.04.2022).

[14] Frunzenskaya naberezhnaya. Foto 1960 g. [Frunzenskaya embankment. Photo 1960 year.] Available at: https://zen.yandex.ru/media/omoskveneskuchno/frunzenskaia-naberejnaia-ot-derevenskoi-tropy-do-odnoi-iz-samyh-prestijnyh-ulic-moskvy-6229e6780bf7da1f53164347 (accessed 10.04.2022).

[15] SP 42.13330.2010. SNiP 2.07.01-89.Gradostroitel’stvo. Planirovka i zastroyka gorodskikh i sel’skikh poseleniy [Urban planning. Planning and development of urban and rural settlements]. Introduction 20 May 2011. Available at: https://docs.cntd.ru/document/5200163 (accessed 20.03.2022).

[16] Zakon RF ot 14.07.1992 № 3295-1 (red. ot 19.07.1995) «Ob osnovakh gradostroitel’stva v Rossiyskoy Federatsii» [Law of the Russian Federation of July 14, 1992 No. 3295-1 «On the fundamentals of urban planning in the Russian Federation»], 30.04.2022. Vedomosti SND RF i VS RF [Gazette of the Council of People’s Deputies of the Russian Federation and the Armed Forces of the Russian Federation], 13.08.1992, no. 32, p. 569.

[17] Gradostroitel’nyy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 07.05.1998 № 73-FZ (red. ot 31.12.2005), 31.12.2005 [Town Planning Code of the Russian Federation of 07.05.1998 No. 73-FZ, 31.12.2005]. Sobranie zakonodatel’stva RF [Collection of legislation of the Russian Federation], no. 19, 11.05.1998, p. 113.

[18] Zemel’nyy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 25.10.2001 № 136-FZ (red. ot 31.12.2017) [Land Code of the Russian Federation of October 25, 2001 No. 136-FZ, December 31, 2017]. Sobranie zakonodatel’stva RF [Collection of legislation of the Russian Federation], 29.10.2001, no. 44, p. 385.

[19] Kak Mariya Temnika izmenila otnoshenie peterburzhtsev k derev’yam [How Maria Temnika changed the attitude of Petersburgers to trees]. Available at: https://www.sobaka.ru/city/urbanistics/110109 (accessed 10.04.2022).

[20] SP 42.13330.2011. Gradostroitel’stvo. Planirovka i zastroyka gorodskikh i sel’skikh poseleniy [SP 42.13330.2011. Urban planning. Planning and development of urban and rural settlements]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200084712 (accessed 20.03.2022).

[21] SP 42.13330.2016. Gradostroitel’stvo. Planirovka i zastroyka gorodskikh i sel’skikh poseleniy. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.07.01–89* [SP 42.13330.2016 Urban planning. Planning and development of urban and rural settlements. Updated edition of SNiP 2.07.01–89*]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/456054209 (accessed 05.03.2022).

[22] Al’bom tipovykh resheniy po kompleksnomu blagoustroystvu naberezhnykh Moskvy-reki [Album of standard solutions for the integrated improvement of the embankments of the Moscow River]. Moscow, 2016, 564 p.

[23] Anketa «Problema territorii naberezhnoy» [Questionnaire «Problem of the territory of the embankment»]. Available at: https://www.sredann.org/institute (accessed 20.08.2022).

Authors’ information

Kireeva Tatiana Valentinovna — Member of the Union of Architects of the Russia, Cand. Sci. (Philosophy), Associate Professor, Professor of the Department of Landscape Architecture and Garden and Park Construction of NNGASU, tkireeva2005@yandex.ru

Vishnyakova Evgeniya Nikolaevna — Master graduand of the Department of Landscape Architecture and Landscape Construction of NNGASU, vishnya_kova@mail.ru

Деревообработка и химическая переработка древесины

10

ХИМИЧЕСКАЯ И БИОДЕГРАДАЦИЯ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

85–94

УДК 664.952.5

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-85-94

Шифр ВАК 4.3.4

А.Н. Иванкин

Мытищинский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», 141005, Россия, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

aivankin@mgul.ac.ru

Представлен сопоставительный анализ данных состава связанных в белке и свободных аминокислот объектов растительного и иного происхождения. Описан метод кислотного гидролиза жесткого белкового сырья, позволяющий практически полностью, с выходом более 95 %, деградировать белковую структуру при температуре 105 °С и гидромодуле 1:4 в присутствии 6М раствора соляной или серной кислоты в течение 24 ч. Приведен аминокислотный состав получаемых кислотных гидролизатов. Рассмотрена возможность химической деградации белковых структур в присутствии слабых органических кислот, в качестве которых можно использовать молочную и лимонную кислоты. Показано, что получаемый в этом случае продукт может содержать до одной трети свободных аминокислот, а также 25…35 % коротких пептидов. Охарактеризованы недостатки химической деградации белковых структур из-за возможной рацемизации высвобождаемых в ходе гидролиза белка свободных аминокислот в присутствии сильных минеральных кислот и оснований. Проанализированы возможности биохимической дефрагментации растительных белков под воздействием ферментов. Показано, что ферментативная обработка белков может быть осуществлена с эффективностью 65…85 % при низких температурах 30…50 °С в течение 4…6 ч при фермент субстратном соотношении от 1:10 до 1:100 в зависимости от активности типа энзима и его гидралазной активности. Дан краткий обзор особенностей получения белковых гидролизатов и проведено сопоставление кинетики гидролиза белков под воздействием ферментных систем, а также минеральных и органических кислот. Сделан вывод о перспективности осуществления химической и биодеградации белкового сырья растительного происхождения для получения полезных компонентов питательных систем.

Ключевые слова: растительный белок, биодеградация, гидролиз, кислотные гидролизаты, ферментативные гидролизаты

Ссылка для цитирования: Иванкин А.Н. Химическая и биодеградация белковых компонентов растительного происхождения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 85–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-85-94

Список литературы

[1] Кононов Г.Н. Дендрохимия — химия, нанохимия и биогеохимия компонентов клеток, тканей и органов древесных растений. М.: МГУЛ, 2016. 1111 с.

[2] Xu L., Wang Z., Sun F., Cao Y., Zhong C., Zhang W.B. Harnessing proteins for engineered living materials // Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2021, v. 25, no. 1, p. 100896. doi.org/10.1016/j.cossms.2020.100896

[3] Aphicho K., Narongyot Kittipanukul N., Uttamapinant C. Visualizing the complexity of proteins in living cells with genetic code expansion // Current Opinion in Chemical Biology, 2022, v. 66, no. 2, p. 102108. doi.org/10.1016/j.cbpa.2021.102108

[4] Судачкова Н.Е., Милютина И.Л., Семенова Г.Л. Белки и свободные аминокислоты в древесине cocны обыкновенной, лиственницы сибирской и лиственницы Гмелина в центральной Сибири // Химия растительного сырья, 2000. № 1. С. 69–76.

[5] Химический состав продуктов. URL: http:// www.intelmeal.ru/nutrition/food_category.php (дата обращения 15.01.2022).

[6] Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. М.: Изд-во МГУ, 2005. 336 с.

[7] Junprung W., Supungul P., Tassanakajon A. Structure, gene expression, and putative functions of crustacean heat shock proteins in innate immunity // Developmental & Comparative Immunology, 2021, v. 115, no. 1, p. 103875. doi.org/10.1016/j.dci.2020.103875

[8] Hata H., Nishiyama M., Kitao A. Molecular dynamics simulation of proteins under high pressure: Structure, function and thermodynamics // Biochimica et Biophysica Acta. General Subjects, v. 1864, no. 2, p. 129395. doi.org/10.1016/j.bbagen.2019.07.004

[9] Кузнецова Т.Г., Иванкин А.Н., Куликовский А.В. Наносенсорный анализ мясного сырья и растительных объектов. Саарбрюккен: LAP LAMBERT, 2012. 232 c.

[10] Riga P., Benedicto L., Gil-Izquierdo A., JacintaCollado-González J., Ferreres F., Medina S. Diffuse light affects the contents of vitamin C, phenolic compounds and free amino acids in lettuce plants // Food Chemistry, 2019, v. 272, no. 1, pp. 227–234. doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.08.051

[11] Matsubara Y., Ishigaki T., Koshikawa K. Changes in free amino acid concentrations in mycorrhizal strawberry plants // Scientia Horticulturae, v. 119, no. 4, pp. 392–396. doi.org/10.1016/j.scienta.2008.08.025

[12] Teimouri S., Kasapis S., Dokouhaki M. Diffusional characteristics of food protein-based materials as nutraceutical delivery systems // Trends in Food Science & Technology, 2022, v. 122, no. 4, pp. 201–210. doi.org/10.1016/j.tifs.2022.02.025

[13] Hadidia M., Jafarzadeh S., Forough M., Garavand F., Alizadeh S., Salehabadi A., Khaneghah A.M., MahdiJafari S. Plant protein-based food packaging films; recent advances in fabrication, characterization, and applications // Trends in Food Science & Technology, 2022, v. 120, no. 2. pp. 154–173. doi.org/10.1016/j.tifs.2022.01.013

[14] Иванкин А.Н., Бердутина А.В., Неклюдов А.Д. Об экологической безопасности пищевых продуктов // Экологические системы и приборы, 2001. № 8. С. 39-44.

[15] Neklyudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. Properties and uses of protein hydrolysates (Review) // Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, v. 36, no. 5, pp. 452–459. doi.org/10.1007/BF02731888

[16] Lu X., Ma R., Qiu H., Sun C., Tian Y. Mechanism of effect of endogenous/exogenous rice protein and its hydrolysates on rice starch digestibility // International J. of Biological Macromolecules, 2021, v. 193 A, no. 12, pp. 311–318. doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.10.140

[17] Jain B.M., Badve M.P. A novel process for synthesis of soybean protein hydrolysates and study of its effectiveness as a biostimulant and emulsifier // Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 2022, v. 174, no. 4, 108880. doi.org/10.1016/j.cep.2022.108880

[18] Hea W., Guo F., Jiang Y., Liu X., Chen J. Enzymatic hydrolysates of soy protein promote the physicochemical stability of mulberry anthocyanin extracts in food processing // Food Chemistry, 2022, v. 386, no. 8, 132811. doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132811

[19] Petrova I., Tolstorebrov I., Zhivlyantseva I., Eikevik T.M. Utilization of fish protein hydrolysates as peptones for microbiological culture medias // Food Bioscience, 2021, v. 42, no. 8, 101063. doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101063

[20] Неклюдов А.Д. Выделение коллагенов из органов и тканей млекопитающих // Экологические системы и приборы, 2005. № 11. С. 27–36.

[21] Неклюдов А.Д. Биологические свойства ароматических, гетероциклических, алифатических аминокислот // Антибиотики и химиотерапия, 1990. Т. 35. № 5. С. 51– 58.

[22] Saha B.C., Hayashi K. Debittering of protein hydrolyzates // Biotechnology Advances, 2001, v. 19, no. 5, pp. 355–370. doi.org/10.1016/S0734-9750(01)00070-2

[23] Бабурина М.И., Горбунова Н.А., Иванкин А.Н. Ферментативная дефрагментация костного сырья для получения высококачественного белкового продукта // Мясная индустрия, 2021. № 12. С. 14–18. doi:10.37861/2618-8252-2021-12-35-39

[24] Babini E., Tagliazucchi D., Martini S., Piu L.D., AndreaGianotti A. Identification of novel antioxidant peptides obtained by enzymatic and microbial hydrolysis of vegetable proteins // Food Chemistry, 2017, v. 228, no. 8, pp. 186–196. doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.01.143

[25] Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д., Прошина О.П. Особенности коллагена в мясном сырье // Мясная индустрия, 2009. № 1. С. 59–63.

[26] Ziero H.D., Ampese L.C., Sganzerla W.G., Torres-Mayanga P.C., Timko M.T. Subcritical water hydrolysis of poultry feathers for amino acids production // The J. of Supercritical Fluids, 2022, v. 181, no. 2, 105492. doi.org/10.1016/j.supflu.2021.105492

[27] Зорин С.Н., Мазо В.К., Воробьева И.С., Воробьева В.М., Асафов В.А. Технология получения пептидного модуля на основе гидролизата белка сои // Пищевая промышленность. 2017. № 10. С. 20–23.

[28] Штильман М.И., Подкорытова А.В., Иванкин А.Н. и др. Технология полимеров медико-биологического назначения. Полимеры природного происхождения. М.: Бином, 2015. 328 с.

[29] Guevara-Zambrano J.M., Verkempinck S.H., Hernandez-Ruiz L., Infantes-Garcia M.R., Hendrick M.E., Loe A.M., Grauwet T. Digestion kinetics of lipids and proteins in plant-based shakes: Impact of processing conditions and resulting structural properties // Food Chemistry, 2022, v. 382, no. 7, 132306. doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132306

[30] Liew C.S., Raksasat R., Rawindran H., Kiatkittipong W., Lim J.W. Hydrolysis kinetics for solubilizing waste activated sludge at low temperature thermal treatment derived from multivariate non-linear model // Chemosphere, 2022, v. 292, no. 4, 133478. doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133478

[31] ОлиференкоГ.Л., ИванкинА.Н., Жилин Ю.Н., Прошина О.П., Зарубина А.Н., Вострикова Н.Л., Куликовский А.В., Бабурина М.И. Кинетика кислотной трансформации природных полисахаридов древесной биомассы в моносахара для получения кормовых добавок и микробиологических сред // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 6. С. 61–67. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-6-61-67

[32] Yu Q., Baroutian S., Xie J. Hydrothermal co-hydrolysis of corncob/sugarcane bagasse/Broussonetia papyrifera blends: Kinetics, thermodynamics and fermentation // Bioresource Technology, 2021, v. 342, no. 12, 125923. doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125923

Сведения об авторе

Иванкин Андрей Николаевич — д-р хим. наук, профессор кафедры химии и химических технологий лесного комплекса ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал)», академик МАН ВШ, aivankin@mgul.ac.ru

CHEMICAL AND BIOLOGICAL DEGRADATION OF PHYTOGENIC PROTEIN COMPONENTS

A.N. Ivankin

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

aivankin@mgul.ac.ru

Proteins in the form of biopolymer compounds are the basic components of all objects of natural origin. Hydrolysis of the protein components of plant materials is the main mechanism of biochemical degradation of biomass in nature. The article presents a comparative analysis of data on the composition of protein-bound and free amino acids of objects of plant and other origin. The purpose of the work was to consider the possibility of transformation of protein systems under the influence of enzymes and chemical reagents, leading to the sequential breakdown of protein macrocomplexes to peptides and further to free amino acids. A method of acid hydrolysis of hard protein raw materials is described, which allows almost completely, with a yield of more than 95 %, to degrade the protein structure at a temperature of 105 °C and a hydromodulus of 1:4 in the presence of a 6M solution of hydrochloric or sulfuric acids for 24 hours. the composition of the resulting acid hydrolysates. The possibility of chemical degradation of protein structures in the presence of weak organic acids such as lactic and citric acids is discussed. It has been shown that the resulting product in this case may contain up to a third of free amino acids, as well as 25...35 % of short peptides. Disadvantages of chemical degradation of protein structures due to the possible racemization of free amino acids released during protein hydrolysis in the presence of strong mineral acids and bases are discussed. The possibilities of biochemical defragmentation of plant proteins under the influence of enzymes are discussed. It has been shown that the enzymatic processing of proteins can be carried out with an efficiency of 65...85 % at low temperatures of 30...50 °C for 4...6 h with an enzyme-substrate ratio of 1:10 to 1:100, depending on the activity of the enzyme type and its hydrolase activity. The article presents a brief overview of the features of obtaining protein hydrolysates and compares the kinetics of protein hydrolysis under the influence of enzyme systems, as well as mineral and organic acids. It is concluded that the chemical and biodegradation of plant protein raw materials is promising for obtaining useful components of nutritional systems.

Keywords: vegetable protein, biodegradation, hydrolysis, acid hydrolysates, enzymatic hydrolysates

Suggested citation: Ivankin A.N. Khimicheskaya i biodegradatsiya belkovykh komponentov rastitel’nogo proiskhozhdeniya [Chemical and biological degradation of phytogenic protein components]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 85–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-85-94

References

[1] Kononov G.N. Dendrokhimiya — khimiya, nanokhimiya i biogeokhimiya komponentov kletok, tkaney i organov drevesnykh rasteniy [Dendrochemistry — chemistry, nanochemistry and biogeochemistry of the components of cells, tissues and organs of woody plants] In 2 vol. Moscow: MSFU, 2016, 1111 p.

[2] Xu L., Wang Z., Sun F., Cao Y., Zhong C., Zhang W.B. Harnessing proteins for engineered living materials. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2021, v. 25, no. 1, 100896, doi.org/10.1016/j.cossms.2020.100896

[3] Aphicho K., Narongyot Kittipanukul N., Uttamapinant C. Visualizing the complexity of proteins in living cells with genetic code expansion. Current Opinion in Chemical Biology, 2022, v. 66, no. 2, 102108. doi.org/10.1016/j.cbpa.2021.102108

[4] Sudachkova N.E., Milyutina I.L., Semenova G.L. Belki i svobodnye aminokisloty v drevesine cocny obyknovennoy, listvennitsy sibirskoy i listvennitsy Gmelina v tsentral’noy Sibiri [Proteins and free amino acids in the wood of common pine, Siberian larch and Gmelin larch in Central Siberia]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of Plant Raw Materials], 2000, no. 1, pp. 69–76.

[5] Khimicheskiy sostav produktov [Chemical composition of products] Available at: http://www.intelmeal.ru/nutrition/food_category.php (accessed 15.01.2022).

[6] Stepanov V.M. Molekulyarnaya biologiya. Struktura i funktsii belkov [Molecular biology. Structure and functions of proteins] Мoscow: Moscow State University Publ., 2005, 336 с.

[7] Junprung W., Supungul P., Tassanakajon A. Structure, gene expression, and putative functions of crustacean heat shock proteins in innate immunity. Developmental & Comparative Immunology, 2021, v. 115, no. 1, 103875. doi.org/10.1016/j.dci.2020.103875

[8] Hata H., Nishiyama M., Kitao A. Molecular dynamics simulation of proteins under high pressure: Structure, function and thermodynamics. Biochimica et Biophysica Acta. General Subjects, v. 1864, no. 2, 129395. doi.org/10.1016/j.bbagen.2019.07.004

[9] Kuznetsova T.G., Ivankin A.N., Kulikovskiy A.V. Nanosensornyy analiz myasnogo syr’ya i rastitel’nykh ob’ektov [Nanosensor analysis of meat raw materials and plant objects]. Saarbrücken: LAP LAMBERT, 2012, 232 p.

[10] Riga P., Benedicto L., Gil-Izquierdo A., JacintaCollado-González J., Ferreres F., Medina S. Diffuse light affects the contents of vitamin C, phenolic compounds and free amino acids in lettuce plants. Food Chemistry, 2019, v. 272, no. 1, pp. 227–234. doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.08.051

[11] Matsubara Y., Ishigaki T., Koshikawa K. Changes in free amino acid concentrations in mycorrhizal strawberry plants. Scientia Horticulturae, v. 119, no. 4, pp. 392–396. doi.org/10.1016/j.scienta.2008.08.025

[12] Teimouri S., Kasapis S., Dokouhaki M. Diffusional characteristics of food protein-based materials as nutraceutical delivery systems. Trends in Food Science & Technology, 2022, v. 122, no. 4, pp. 201–210. doi.org/10.1016/j.tifs.2022.02.025

[13] Hadidia M., Jafarzadeh S., Forough M., Garavand F., Alizadeh S., Salehabadi A., Khaneghah A.M., MahdiJafari S. Plant protein-based food packaging films; recent advances in fabrication, characterization, and applications. Trends in Food Science & Technology, 2022, v. 120, no.2, pp. 154–173. doi.org/10.1016/j.tifs.2022.01.013

[14] Ivankin A.N., Berdutina A.V., Neklyudov A.D. Ob jekologicheskoj bezopasnosti pishhevyh produktov. On the ecological safety of food products. Ecological Systems and Devices, 2001, no. 8, pp. 39–44.

[15] Ivankin A.N., Berdutina A.V., Neklyudov A.D. Ob ekologicheskoy bezopasnosti pishchevykh produktov [Properties and uses of protein hydrolysates (Review)]. Ekologicheskie sistemy i pribory [Applied Biochemistry and Microbiology], 2000, v. 36, no. 5, pp. 452–459. doi.org/10.1007/BF02731888

[16] Lu X., Ma R., Qiu H., Sun C., Tian Y. Mechanism of effect of endogenous/exogenous rice protein and its hydrolysates on rice starch digestibility. International J. of Biological Macromolecules, 2021, v. 193 A, no. 12, pp. 311–318. doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.10.140

[17] Jain B.M., Badve M.P. A novel process for synthesis of soybean protein hydrolysates and study of its effectiveness as a biostimulant and emulsifier. Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 2022, v. 174, no. 4, 108880. doi.org/10.1016/j.cep.2022.108880

[18] Hea W., Guo F., Jiang Y., Liu X., Chen J. Enzymatic hydrolysates of soy protein promote the physicochemical stability of mulberry anthocyanin extracts in food processing. Food Chemistry, 2022, v. 386, no. 8, 132811. doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132811

[19] Petrova I., Tolstorebrov I., Zhivlyantseva I., Eikevik T.M. Utilization of fish protein hydrolysates as peptones for microbiological culture medias. Food Bioscience, 2021, v. 42, no. 8, 101063. doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101063

[20] Neklyudov A.D. Vydelenie kollagenov iz organov i tkaney mlekopitayushchikh [Isolation of collagens from organs and tissues of mammals]. Ecological Systems and Devices, 2005, no. 11, pp. 27–36.

[21] Neklyudov A.D. Biologicheskie svoystva aromaticheskikh, geterotsiklicheskikh, alifaticheskikh aminokislot [Biological properties of aromatic, heterocyclic, aliphatic amino acids]. Antibiotiki i khimioterapiya [Antibiotics and Chemotherapy], 1990, v. 35. no. 5, pp. 51– 58.

[22] Saha B.C., Hayashi K. Debittering of protein hydrolyzates. Biotechnology Advances, 2001, v. 19, no. 5, pp. 355–370. doi.org/10.1016/S0734-9750(01)00070-2

[23] Baburina M.I., Gorbunova N.A., Ivankin A.N. Fermentativnaya defragmentatsiya kostnogo syr’ya dlya polucheniya vysokokachestvennogo belkovogo produkta [Enzymatic defragmentation of bone raw materials to obtain a high-quality protein product]. Myasnaya industriya [Meat Industry], 2021, no. 12, pp. 14–18. doi:10.37861/2618-8252-2021-12-35-39

[24] Babini E., Tagliazucchi D., Martini S., Piu L.D., AndreaGianotti A. Identification of novel antioxidant peptides obtained by enzymatic and microbial hydrolysis of vegetable proteins. Food Chemistry, 2017, v. 228, no. 8, pp. 186–196. doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.01.143

[25] Ivankin A.N., Neklyudov A.D., Proshina O.P. Osobennosti kollagena v myasnom syr’e [Features of collagen in meat raw materials]. Myasnaya industriya [Meat Industry], 2009, no. 1, pp. 59–63.

[26] Ziero H.D., Ampese L.C., Sganzerla W.G., Torres-Mayanga P.C., Timko M.T. Subcritical water hydrolysis of poultry feathers for amino acids production. The J. of Supercritical Fluids, 2022, v. 181, no. 2, 105492 . doi.org/10.1016/j.supflu.2021.105492

[27] Zorin S.N., Mazo V.K., Vorob’eva I.S., Vorob’eva V.M., Asafov V.A. Tekhnologiya polucheniya peptidnogo modulya na osnove gidrolizata belka soi [Technology for obtaining a peptide module based on soy protein hydrolyzate]. Pishchevaya promyshlennost’ [Food Industry], 2017, no. 10, pp. 20–23.

[28] Shtilman M.I., Podkorytova A.V., Ivankin A.N. et al. Tehnologija polimerov mediko-biologicheskogo naznachenija. Polimery prirodnogo proishozhdenija [Technology of polymers for medical and biological purposes. polymers of natural origin]. Moscow.: Binom Publ., 2015. 328 p.

[29] Guevara-Zambrano J.M., Verkempinck S.H., Hernandez-Ruiz L., Infantes-Garcia M.R., Hendrick M.E., Loe A.M., Grauwet T. Digestion kinetics of lipids and proteins in plant-based shakes: Impact of processing conditions and resulting structural properties. Food Chemistry, 2022, v. 382, no. 7, 132306. doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132306

[30] Liew C.S., Raksasat R., Rawindran H., Kiatkittipong W., Lim J.W. Hydrolysis kinetics for solubilizing waste activated sludge at low temperature thermal treatment derived from multivariate non-linear model. Chemosphere, 2022, v. 292, no. 4, 133478. doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133478

[31] OliferenkoG.L., IvankinA.N., Zhilin Yu.N., Proshina O.P., Zarubina A.N., Vostrikova N.L., Kulikovskiy A.V., Baburina M.I. Kinetika kislotnoy transformatsii prirodnykh polisakharidov drevesnoy biomassy v monosakhara dlya polucheniya kormovykh dobavok i mikrobiologicheskikh sred [Kinetics of acid transformation of natural woody biomass polysaccharides into monosaccharides for obtaining feed additives and microbiological media]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 6, pp. 61–67. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-6-61-67

[32] Yu Q., Baroutian S., Xie J. Hydrothermal co-hydrolysis of corncob/sugarcane bagasse/Broussonetia papyrifera blends: Kinetics, thermodynamics and fermentation. Bioresource Technology, 2021, v. 342, no. 12, 125923. doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125923

Author’s information

Ivankin Andrey Nikolayevich — Dr. Sci. (Chem.), Member of the International Higher Education Academy of Sciences (IHEAS), Professor of the Department of Chemistry BMSTU (Mytishchi branch), aivankin@mgul.ac.ru

11

ГИДРОФОБИЗАЦИЯ ПЛЕНОК ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ СТЕБЛЯ БОРЩЕВИКА СОСНОВСКОГО, РАСТВОРАМИ ТЕЛОМЕРОВ ТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

95–106

УДК 544.54:678.743:541.15

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-95-106

Шифр ВАК 4.3.4

С.А. Баскаков¹, Ю.В. Баскакова¹, Е.Н. Кабачков^{1, 2}, Г.А. Кичигина¹, П.П. Кущ¹, Д.П. Кирюхин¹, С.С. Красникова¹, Э.Р. Бадамшина¹, Т.А. Солдатенков³, В.Н. Василец⁴, Ф.О. Милович⁵, Ю.М. Шульга^{1, 5}

¹ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, 142432, Россия, Московская обл., Черноголовка, просп. Академика Семенова, д. 1

²ФГБУН Федеральный исследовательский центр физики твердого тела Российской академии наук, 142432, Россия, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 2

³ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», 119991, г. Москва, ГСП-1,

Ленинские горы, д. 1

⁴ФГБУН Филиал Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, 142432, Россия, Московская обл., Черноголовка, просп. Академика Семенова, д. 1/10

⁵ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», 119049, Москва, Ленинский пр-т, д. 4

kir@icp.ac.ru

Подробно описан процесс получения целлюлозы из стебля борщевика Сосновского и пленок из этой целлюлозы в связи с актуальностью хозяйственного использования этого сорного растения. Изучены элементный состав и свойства полученных образцов целлюлозы методами элементного анализа, инфракрасной спектроскопии, порошковой рентгеновской дифрактометрии, дифференциальной сканирующей калориметрии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, что позволило определить степень ее кристалличности (65…75 %). Оценена температура стеклования (105…108 °С) образцов по результатам дифференциальной сканирующей калориметрии. Проведен сравнительный анализ характеристик полученной целлюлозы с имеющимися литературными данными. Обработаны растворами радиационно-синтезированных теломеров тетрафторэтилена пленки, полученные из целлюлозы, что дало возможность получить гидрофобный материал, краевой угол смачивания которого превышает 140°. Для гидрофобизации были использованы теломеры тетрафторэтилена, синтезированные в ацетоне, бинарном растворителе фреон 113 + аммиак и карбогале, имеющие различные концевые группы. Установлено, что краевой угол смачивания поверхности целлюлозной пленки, обработанной теломерами, зависит как от состава (концевых групп) теломера, так и от исходной концентрации тетрафторэтилена, при которой проводился синтез. Определена оптимальная концентрация тетрафторэтилена для синтеза теломеров в карбогале. Наличие фторполимерного покрытия пленки, обеспечивающего ее гидрофобность, подтверждено результатами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Ключевые слова: целлюлоза, борщевик, гидрофобизация, ИК-спектроскопия, теломеры тетрафторэтилена, РФЭС, ДСК

Ссылка для цитирования: Баскаков С.А., Баскакова Ю.В., Кабачков Е.Н., Кичигина Г.А., Кущ П.П., Кирюхин Д.П., Красникова С.С., Бадамшина Э.Р., Солдатенков Т.А., Василец В.Н., Милович Ф.О., Шульга Ю.М. Гидрофобизация пленок целлюлозы, полученной из стебля борщевика Сосновского, растворами теломеров тетрафторэтилена // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 95–106. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-95-106

Список литературы

[1] Лунева Н., Конечная Г., Смекалова Т., Чухина И. О статусе борщевика Сосновского на территории Российской Федерации // Новости защиты растений, 2018. № 3. С. 10.

[2] Cuddington K., Sobek-Swant S., Drake J., Lee W., Brook M. Risks of giant hogweed (Heracleum mantegazzianum) range increase in North America // Biol. Invasions, 2021, pp. 1–16.

[3] Krivosheina M.G., Ozerova N.A. Introduction of sosnowsky’s hogweed as a cause of land scape transformation // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2019, v. 350, p. 012013.

[4] Karmanov A.P., Kocheva L.S., Belyy V.A. Topological structure and antioxidant properties of macromolecules of lignin of hogweed Heracleum sosnowskyi Manden // Polymer, 2020, v. 202, p. 122756.

[5] Samyn P., Schoukens G., Stanssens D., Vonck L., Abbeele H. Hydrophobic waterborne coating for cellulose containing hybrid organic nanoparticle pigments with vegetable oils // Cellulose, 2013, v. 20, pp. 2625–2646.

[6] Иванкин А.Н., Санаев В.Г., Горбачева Г.А., Агеев А.К., Кирюхин Д.П., Кичигина Г.А., Кущ П.П. Модификация свойств природных целлюлозосодержащих композиционных материалов фторсополимерами и теломерами тетрафторэтилена // ИзВУЗ Лесной журнал, 2018. № 2. С. 122–132.

[7] Кичигина Г.А., Кущ П.П., Кирюхин Д.П., Шульга Ю.М. Радиационно-химический синтез перфторированных теломеров тетрафторэтилена // Химия высоких энергий, 2021. Т. 55. № 5. С. 388–392.

[8] Кущ П.П., Кичигина Г.А., Кирюхин Д.П., Баринов Д.Ю. Радиационный синтез теломеров тетрафторэтилена во фреоне 113 с функциональными гидроксильными и аминогруппами // Химия высоких энергий, 2018. Т. 52. № 1. С. 52–57.

[9] Кирюхин Д.П., Кичигина Г.А., Бузник В.М. Теломеры тетрафторэтилена: радиационно-химический синтез, свойства и перспективы использования // Высокомолекулярные соединения. Сер. А, 2013. Т. 55. № 11. С. 1321–1332.

[10] Nelson M.L., O’Connor R.T. Relation of certain infrared bands to cellulose crystallinity and crystal latticed type. Part I. Spectra of lattice types I, II, III and of amorphous cellulose // J. of Applied Polymer Science, 1964, v. 8, pp. 1311–1324.

[11] Ciolacu D., Ciolacu F., Popa V.I. Amorphous cellulose – structure and characterization // Cellulose Chem. Technol., 2011, v. 45, n. 1–2, pp. 13–21.

[12] Christopher J. Garvey, Ian H. Parker, George P. Simon On the Interpretation of X-Ray Diffraction Powder Patterns in Terms of the Nanostructure of Cellulose I Fibres // Macromol. Chem. Phys., 2005, v. 206, pp. 1568–1575.

[13] Terinte N., Ibbett R., Schuster K.C. Overview on Native Cellulose and Microcrystalline Cellulose I Structure Studied by X-Ray Diffraction (WAXD): Comparison Between Measurement Techniques // Lenzinger Berichte, 2011, v. 89, pp. 118–131.

[14] Yao W.,Weng Y., Catchmark J.M. Improved cellulose X-ray diffraction analysis using Fourier series modeling // Cellulose, 2020, v. 27, pp. 5563–5579.

[15] Alfred D. French Increment in evolution of cellulose crystallinity analysis // Cellulose, 2020, v. 27, pp. 5445–5448.

[16] Sai Prasanna N, Mitra J. Isolation and characterization of cellulose nanocrystals from Cucumissativus peels // Carbohydrate Polymers, 2020, no. 1, p. 116706.

[17] Suciyati S.W., Manurung P., Sembiring S., Situmeang R. Comparative study of Cladophora sp. cellulose by using FTIR and XRD // J. of Physics: Conference Series, 2021, v. 1751, p. 012075.

[18] Segal L., Creely J.J., Martin A.E.Jr., Conrad C.M. An Empirical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose using X-ray Diffractometer // Tex. Res. J., 1959, v. 29, pp. 786–794.

[19] Szczesniak L., Rachocki A., Tritt-Goc J. Glass transition temperature and thermal decomposition of cellulose powder // Cellulose, 2008, v.15, pp. 445–451.

[20] Gao Z., Li N., Chen M., Yi W. Comparative study on the pyrolysis of cellulose and its model compounds // Fuel Process Technol., 2019, v. 193, p. 131.

[21] Yang H., Yan R., Chen H., Lee D.H., Zheng C. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis // Fuel, 2007, v. 86, pp. 1781–1788.

[22] Salmen N.L, Back E.L. The influence of water on the glass phase transition temperature of cellulose // TAPPI, 1977, v. 60, no. 12, pp. 137–140.

[23] Каргин В.А., Козлов П.В., Wang Naichan. О температуре стеклования целлюлозы // Доклады АН СССР, 1960. Т. 130. № 2. С. 356–358.

[24] Кичигина Г.А., Кущ П.П., Кирюхин Д.П., Барелко В.В., Дорохов В.Г., Быков Л.А., Кузнецов М.В. Использование растворов радиационно-синтезированных теломеров тетрафторэтилена для модифицирования стеклоткани // Химическая технология, 2015, № 6. C. 326–333.

[25] Nandiyanto A.B.D., Rahman T., Fadhlulloh M.A., Abdullah A.G., Hamidah I., Mulyanti B. Synthesis of silica particles from rice straw waste using a simple extraction method // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2016, v. 128, p. 012040.

[26] Andresen M., Johansson L-S., Tanem B.S., Stenius P. Properties and characterization of hydrophobized micro fibrillated cellulose // Cellulose, 2006, v. 13, pp. 665–677.

[27] Stenstad P., Andresen M., Tanem B.S., Stenius P. Chemical surface modifications of micro fibrillated cellulose // Cellulose, 2008, v. 15, pp. 35–45.

[28] Johansson L.-S., Campbell J.M., Koljonen K., Stenius P. Evaluation of surface lignin on cellulose fibers with XPS // Applied Surface Science, 1999, v. 144–145, pp. 92–95.

[29] Andresen M., Per Stenstad, T. Møretrø T., Langsrud S., Syverud K., Johansson L.-S., Stenius P. Nonleaching Antimicrobial Films Prepared from Surface-Modified Micro fibrillated Cellulose // Biomacromolecules, 2007, v. 8, pp. 2149–2155.

Сведения об авторах

Баскаков Сергей Алексеевич — канд. хим. наук, ст. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, sabaskakov@gmail.com

Баскакова Юлия Владимировна — канд. хим. наук, мл. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Кабачков Евгений Николаевич — науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, ФГБУН Федеральный исследовательский центр физики твердого тела Российской академии наук, evgen.ken@mail.ru

Кичигина Галина Анатольевна — канд. хим. наук, ст. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, kga@icp.ac.ru

Кущ Павел Прокофьевич — канд. хим. наук, ст. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, kpp@icp.ac.ru

Кирюхин Дмитрий Павлович— д-р хим. наук, гл. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, kir@icp.ac.ru

Красникова Светлана Сергеевна — канд. хим. наук, науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, skras27@mail.ru

Бадамшина Эльмира Рашатовна — д-р хим. наук, зам. директора ФИЦ ПХФ и МХ РАН, ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, badamsh@icp.ac.ru

Солдатенков Тимофей Алексеевич — студент Факультета фундаментальной физико-химической инженерии ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», mr.soldatenckow201@gmail.com

Василец Виктор Николаевич — д-р хим. наук, вед. науч. сотр., ФГБУН Филиал Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, vnvasilets@yandex.ru

Милович Филипп Олегович — канд. физ.-мат. наук, доцент, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», filippmilovich@mail.ru

Шульга Юрий Макарович — канд. хим. наук, вед. науч. сотр., ФГБУН Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», yshulga@gmail.com

HYDROPHOBIZATION OF CELLULOSE SPATHELLAS OBTAINED FROM SOSNOWSKY HOGWEED STEM WITH SOLUTIONS OF TETRAFLUOROETHYLENE TELOMERS

S.A. Baskakov¹, Y.V. Baskakova¹, E.N. Kabachkov^{1, 2}, G.A. Kichigina¹, P.P. Kushch¹, D.P. Kiryukhin¹, S.S. Krasnikova¹, E.R. Badamshina¹, T.A. Soldatenkov³, V.N. Vasilets⁴, F.O. Milovich⁵, Y.M. Shulga^{1, 5}

¹Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences, 1, Academician Semenov av., 142432, Chernogolovka, Moscow reg., Russia

²Federal Research Center for Solid State Physics Russian Academy of Sciences, 142432, 2, Academician Osipyan st., Chernogolovka, Moscow reg., Russia

³M.V. Lomonosov Moscow State University, Leninskie Gory, 1, GSP-1, 119991, Moscow, Russia

⁴Branch of N.N. Semenov Federal Research Center of Chemical Physics Russian Academy of Sciences, 1/10, Academician Semenov av., 142432, Chernogolovka, Moscow reg., Russia

⁵National University of Science and Technology MISIS, 4, Leninsky av., 119049, Moscow, Russia

kir@icp.ac.ru

The process of obtaining cellulose from the Sosnowsky hogweed stem and spathellas from this cellulose is described in detail. The task is relevant from the point of view of the use of this weed. The elemental composition and properties of the obtained cellulose samples were studied by elemental analysis, infrared (IR) spectroscopy, X-ray powder diffractometry, differential scanning calorimetry (DSC), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The study of IR spectra and X-ray patterns of cellulose made it possible to determine the degree of its crystallinity (65…75 %). The glass transition temperature (105…108 °C) of the samples was estimated from the results of DSC. A comparative analysis of the characteristics of the obtained cellulose with the available literature data was carried out. The treatment of spathellas obtained from cellulose with solutions of radiation-synthesized tetrafluoroethylene (TFE) telomers made it possible to obtain a hydrophobic material with a contact angle exceeding 140°. For hydrophobization, we used TFE telomers synthesized in acetone, the binary solvent Freon 113 + ammonia, and Flutec PP3, which have different terminal groups. It has been established that the interfacial angle of the surface of a cellulose spathella treated with telomers depends both on the composition (end groups) of the telomer and on the initial concentration of TFE at which the synthesis was carried out. The optimal concentration of TFE for the synthesis of telomers in Flutec PP3 has been determined. The presence of a fluoropolymer coating of the spathella, which ensures its hydrophobicity, was confirmed by XPS results.

Keywords: cellulose, hogweed, hydrophobization, IR-spectroscopy, telomeres of tetrafluoroethylene, XPS, DSC

Suggested citation: Baskakov S.A., Baskakova Y.V., Kabachkov E.N., Kichigina G.A., Kushch P.P., Kiryukhin D.P., Krasnikova S.S., Badamshina E.R., Soldatenkov T.A., Vasilets V.N., Milovich F.O., Shulga Y.M. Gidrofobizatsiya plenok tsellyulozy, poluchennoy iz steblya borshchevika Sosnovskogo, rastvorami telomerov tetraftoretilena [Hydrophobization of cellulose spathellas obtained from Sosnowsky hogweed stem with solutions of tetrafluoroethylene telomers]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 95–106. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-95-106

References

[1] Luneva N., Konechnaya G., Smekalova T., Chukhina I. O statuse borshchevika Sosnovskogo na territorii Rossiyskoy Federatsii [On the status of Sosnovsky’s hogweed on the territory of the Russian Federation]. Novosti zashchity rasteniy [Plant Protection News], 2018, no. 3, p. 10.

[2] Cuddington K., Sobek-Swant S., Drake J., Lee W., Brook M. Risks of giant hogweed (Heracleum mantegazzianum) range increase in North America. Biol. Invasions, 2021, pp. 1–16.

[3] Krivosheina M.G., Ozerova N.A. Introduction of sosnowsky’s hogweed as a cause of land scape transformation. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2019, v. 350, p. 012013.

[4] Karmanov A.P., Kocheva L.S., Belyy V.A. Topological structure and antioxidant properties of macromolecules of lignin of hogweed Heracleum sosnowskyi Manden. Polymer, 2020, v. 202, p. 122756.

[5] Samyn P., Schoukens G., Stanssens D., Vonck L., Abbeele H. Hydrophobic waterborne coating for cellulose containing hybrid organic nanoparticle pigments with vegetable oils. Cellulose, 2013, v. 20, pp. 2625–2646.

[6] Ivankin A.N., Sanaev V.G., Gorbacheva G.A., Ageev A.K., Kiryukhin D.P., Kichigina G.A., Kushch P.P. Modifikatsiya svoystv prirodnykh tsellyulozosoderzhashchikh kompozitsionnykh materialov ftorsopolimerami i telomerami tetraftoretilena [Modification of the properties of natural cellulose-containing composite materials with fluorocopolymers and tetrafluoroethylene telomers]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2018, no. 2, pp. 122–132.

[7] Kichigina G.A., Kushch P.P., Kiryukhin D.P., Shul’ga Yu.M. Radiatsionno-khimicheskiy sintez perftorirovannykh telomerov tetraftoretilena [Radiation-chemical synthesis of perfluorinated tetrafluoroethylene telomers]. Khimiya vysokikh energiy [High Energy Chemistry], 2021, v. 55, no. 5, pp. 388–392.

[8] Kushch P.P., Kichigina G.A., Kiryukhin D.P., Barinov D.Yu. Radiatsionnyy sintez telomerov tetraftoretilena vo freone 113 s funktsional’nymi gidroksil’nymi i aminogruppami [Radiation synthesis of tetrafluoroethylene telomers in Freon 113 with functional hydroxyl and amino groups]. Khimiya vysokikh energiy [High Energy Chemistry], 2018, v. 52, no. 1, pp. 52–57.

[9] Kiryukhin D.P., Kichigina G.A., Buznik V.M. Telomery tetraftoretilena: radiatsionno-khimicheskiy sintez, svoystva i perspektivy ispol’zovaniya [Telomers of tetrafluoroethylene: radiation-chemical synthesis, properties and prospects of use]. Vysokomolekulyarnye soedineniya, seriya A [High-molecular compounds, series A], 2013, v. 55, no. 11, pp. 1321–1332.

[10] Nelson M.L., O’Connor R.T. Relation of certain infrared bands to cellulose crystallinity and crystal latticed type. Part I. Spectra of lattice types I, II, III and of amorphous cellulose. J. of Applied Polymer Science, 1964, v. 8, pp. 1311–1324.

[11] Ciolacu D., Ciolacu F., Popa V.I. Amorphous cellulose – structure and characterization. Cellulose Chem. Technol., 2011, v. 45, n. 1–2, pp. 13–21.

[12] Christopher J. Garvey, Ian H. Parker, George P. Simon On the Interpretation of X-Ray Diffraction Powder Patterns in Terms of the Nanostructure of Cellulose I Fibres. Macromol. Chem. Phys., 2005, v. 206, pp. 1568–1575.

[13] Terinte N., Ibbett R., Schuster K.C. Overview on Native Cellulose and Microcrystalline Cellulose I Structure Studied by X-Ray Diffraction (WAXD): Comparison Between Measurement Techniques. Lenzinger Berichte, 2011, v. 89, pp. 118–131.

[14] Yao W.,Weng Y., Catchmark J.M. Improved cellulose X-ray diffraction analysis using Fourier series modeling. Cellulose, 2020, v. 27, pp. 5563–5579.

[15] Alfred D. French Increment in evolution of cellulose crystallinity analysis. Cellulose, 2020, v. 27, pp. 5445–5448.

[16] Sai Prasanna N, Mitra J. Isolation and characterization of cellulose nanocrystals from Cucumissativus peels. Carbohydrate Polymers, 2020, no. 1, p. 116706.

[17] Suciyati S.W., Manurung P., Sembiring S., Situmeang R. Comparative study of Cladophora sp. cellulose by using FTIR and XRD. J. of Physics: Conference Series, 2021, v. 1751, p. 012075.

[18] Segal L., Creely J.J., Martin A.E.Jr., Conrad C.M. An Empirical Method for Estimating the Degree of Crystallinity of Native Cellulose using X-ray Diffractometer. Tex. Res. J., 1959, v. 29, pp. 786–794.

[19] Szczesniak L., Rachocki A., Tritt-Goc J. Glass transition temperature and thermal decomposition of cellulose powder. Cellulose, 2008, v.15, pp. 445–451.

[20] Gao Z., Li N., Chen M., Yi W. Comparative study on the pyrolysis of cellulose and its model compounds. Fuel Process Technol., 2019, v. 193, p. 131.

[21] Yang H., Yan R., Chen H., Lee D.H., Zheng C. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel, 2007, v. 86, pp. 1781–1788.

[22] Salmen N.L, Back E.L. The influence of water on the glass phase transition temperature of cellulose. TAPPI, 1977, v. 60, no. 12, pp. 137–140.

[23] Kargin V.A., Kozlov P.V., Wang Naichan. O temperature steklovaniya tsellyulozy [On the glass transition temperature of cellulose]. Doklady AN SSSR [Reports of the Academy of Sciences of the USSR], 1960, v. 130, no. 2, pp. 356–358.

[24] Kichigina G.A., Kushch P.P., Kiryukhin D.P., Barelko V.V., Dorokhov V.G., Bykov L.A., Kuznetsov M.V. Ispol’zovanie rastvorov radiatsionno-sintezirovannykh telomerov tetraftoretilena dlya modifitsirovaniya steklotkani [The use of solutions of radiation-synthesized tetrafluoroethylene telomers for modifying glass fabric]. [Chemical Technology], 2015, no. 6, pp. 326–333.

[25] Nandiyanto A.B.D., Rahman T., Fadhlulloh M.A., Abdullah A.G., Hamidah I., Mulyanti B. Synthesis of silica particles from rice straw waste using a simple extraction method. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2016, v. 128, p. 012040.

[26] Andresen M., Johansson L-S., Tanem B.S., Stenius P. Properties and characterization of hydrophobized micro fibrillated cellulose. Cellulose, 2006, v. 13, pp. 665–677.

[27] Stenstad P., Andresen M., Tanem B.S., Stenius P. Chemical surface modifications of micro fibrillated cellulose. Cellulose, 2008, v. 15, pp. 35–45.

[28] Johansson L.-S., Campbell J.M., Koljonen K., Stenius P. Evaluation of surface lignin on cellulose fibers with XPS. Applied Surface Science, 1999, v. 144–145, pp. 92–95

[29] Andresen M., Per Stenstad, T. Møretrø T., Langsrud S., Syverud K., Johansson L.-S., Stenius P. Nonleaching Antimicrobial Films Prepared from Surface-Modified Micro fibrillated Cellulose. Biomacromolecules, 2007, v. 8, pp. 2149–2155.

Authors’ information

Baskakov Sergey Alekseevich — Сand. Sci. (Chem.), Senior Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, sabaskakov@gmail.com

Baskakova Yuliya Vladimirovna — Сand. Sci. (Chem.), Junior Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS

Kabachkov Evgeny Nikolaevich — Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, Federal Research Center for Solid State Physics, evgen.ken@mail.ru

Kichigina Galina Anatolyevna — Сand. Sci. (Chem.), Senior Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, kga@icp.ac.ru

Kushch Pavel Prokofievich — Сand. Sci. (Chem.), Senior Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, kpp@icp.ac.ru

Kiryukhin Dmitry Pavlovich— Dr. Sci. (Chem.), Chief Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, kir@icp.ac.ru

Krasnikova Svetlana Sergeevna — Сand. Sci. (Chem.), Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, skras27@mail.ru

Badamshina Elmira Rashatovna — Dr. Sci. (Chem.), Deputy Director of IPCP RAS, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, badamsh@icp.ac.ru

Soldatenkov Timofei Alekseevich — Student of the Faculty of Fundamental Physical and Chemical Engineering, Lomonosov Moscow State University. M.V. Lomonosov, mr.soldatenckow201@gmail.com

Vasilets Viktor Nikolaevich — Dr. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Branch of the Federal Research Center for Chemical Physics named after A.I. N.N. Semenov RAS, vnvasilets@yandex.ru

Milovich Filipp Olegovich — Сand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor, National University of Science and Technology MISIS, filippmilovich@mail.ru

Shulga Yury Makarovich — Сand. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS, National University of Science and Technology MISIS, yshulga@gmail.com

12

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОАДГЕЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

107–113

УДК 62-52:007.52

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-107-113

Шифр ВАК 4.3.4

Ю.М. Евдокимов, В.А. Сулименко, А.В. Мещеряков, Д.В. Русских

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России, 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4

evdokur@mail.ru

Рассмотрена история создания первых электроадгезионных соединений и их особенности. Приведены физико-химические и другие характеристики, области использования. Показан значительный вклад в развитие этого направления науки и технологии отечественных ученых.

Ключевые слова: история адгезии, электроадгезионные соединения, внешнее электрическое поле

Ссылка для цитирования: Евдокимов Ю.М., Сулименко В.А., Мещеряков А.В., Русских Д.В. История создания электроадгезионных соединений // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 107–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-107-113

Список литературы

[1] Ивлев И.М., Евдокимов Ю.М., Москвитин Н.И. Изготовление и нарушение склеек внешним электрическим полем // Сборник работ МЛТИ. М.: МЛТИ, 1967. Вып. 19. С. 110–114.

[2] Евдокимов Ю.М. Исследование электроадгезионных явлений и возможности создания и нарушения адгезионного контакта действием внешнего электрического поля: дис. ... канд. хим. наук. М.: Изд-во МТИЛП, 1968, 137 c.

[3] Евдокимов Ю.М., Кестельман В.Н., Кондратьев Е.М. Электроадгезионные соединения // Теория и практика. М.: МГУЛ, 2004, 394 с.

[4] Krape R.P. Application study electroadhesive devices // NASA report CR-1211, Washington, D.C., Oktober 1968, 78 p.

[5] Pomerantz D.J. Anodic bonding. Patent USA 3397278. August 13, 1968.

[6] Wallis G., Pomerantz D.J. Field assisted glass–metal sealing // Appl. Phys., 1969, v. 40, no 10, pp. 3946–3949.

[7] Nakamura T., Yamomoto A. Modeling and control of electroadhesion force in DC voltage // Robomech Journal, 2017, v. 4, no. 18; https://doi.org/10.1186/s40648-017-0085-3

[8] Евдокимов Ю.М., Сулименко В.А. Использование электроадгезии в нанотехнологии // Наноструктурные материалы — 2016, Беларусь — Россия — Украина, Материалы V Междунар. конф. Минск, 22–25 ноября 2016. Минск: Белорусская наука, 2016. С. 458–461.

[9] Andrieu F., Makovejev S., Kilchytska V., Olsen S., Md Arshad M.K., Raskin J.-P., Flandre D. Impact of self-heating and substrate effects on small-signal output conductance in UTBB SOI MOSFETs // Solid-State Electronics, 2012, v. 71, p. 93–100. DOI:10.1016/j.sse.2011.10.027

[10] Пинчук Л.С., Гольдаде В.А. Электретные материалы в машиностроении. Гомель: Инфотрибо, 1998. 288 с.

[11] Wei J., Nai S.M.L., Wong C.K., Lee L.C. Glass-to-glass anodic bonding process and electrostatic force // Thin Solid Films, 2004, v. 462–463, pp. 487–491.

[12] Bergh M. Wafer bonding –Problems and Possibilities. Doctoral thesis. Chalmers University of Technology, 1998. URL: https://research.chalmers.se/en/publication/888 (дата обращения 22.05.2022).

[13] Скупов А. Анодная и непосредственная сварка пластин для микроэлектроники. Выбор материалов и ключевые параметры // Вектор высоких технологий, 2015, № 5 (18). С. 36–44

[14] Мальцев П.П., Чаплыгин Ю.А., Тимошенков С.П. Перспективы развития технологии кремний-на-изоляторе // Изв. вузов. Электроника, 1998, № 5. С. 5–11.

[15] Иванова Т.В., Пщелко Н.С., Жуков В.А. Модификация свойств пленочных покрытий при их электроадгезионной обработке // Вестник Псковского государственного университета. Сер. Естественные и физико-математические науки, 2022. Т. 15. № 3. С. 69–76.

[16] Пщелко Н.С. Электрофизические методы неразрушающего контроля и формирования металлодиэлектрических структур: дис. ... д-ра техн. наук : 05.11.13, 05.27.06. Санкт-Петербург, 2011, 372 с.

[17] Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 280 с.

[18] Синев Л.С. Расчет и выбор режимов электростатических соединений кремния со стеклом по критерию минимума остаточных напряжений: дис. ... канд. техн. наук. М., МГТУ им. Баумана Н.Э., 2016, 119 с.

[19] Overney R.M., Tyndall G.W., Frommer J. Springer Handbook of Nanotechnology. Ed. B. Bhushan, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2004. DOI:10.1007/978-3-540-29857-1_45

[20] Electrostatics and its application / Ed. A.D. Moore. Wiley, New York, 1973, 481 p.

[21] Tiwari E., Chandra S. The silicon-to-silicon anodic bonding using sputter deposited intermediate glass layer // J. Nano Electron. Phys., 2011, no. 1, pp. 418–425.

[22] Ахметов Б.С., Михайлов П.Г., Ожикенов К.А. Технологии формирования и контроля неразъемных соединений кремния и стекла в микромеханических узлах и измерительных модулях интеллектуальных датчиков // Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан, 2004, № 4. С. 20–24.

[23] Шендриков М.А. Повышение прочности клеевых соединений путем модифицирования клея электрическим полем: автор. дис. ... канд. техн. наук. Воронеж, Изд-во ВГУ, 2011, 24 с.

[24] Богомольный В.М. Электроадгезионное соединения диэлектрических и электропроводных материалов // Конструкции из композитных материалов, 2011, № 4, С. 38–43.

[25] Абраров В.Н. Электроадгезионные захваты и закрепляющие устройства гибких производственных систем. М.: Энергоатомиздат, 1991. 160 с.

[26] Хоменко Н.Н., Лизин А.И., Барбаш С.В. Техника и технология сварки в электрическом поле крупногабаритных стеклокремниевых узлов-заготовок // Приборы и системы управления, 1992. № 8. С. 41–43.

[27] Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1974. 391 с.

[28] Приходченко В.А., Таиров В.Н., Хомылев А.Ф. Электроадгезионное соединение диэлектриков с малыми температурными коэффициентами расширения // Изв. ЛЭТИ, 1982. Вып. 302. С. 90–93.

[29] Косцов Э.Г. Обратимый электростатический «клей» // Наука из первых рук, 2009. Т. 26. № 2. С. 8–9.

[30] Gradetsky V.G., Ermolov I.L., Knyazkov M.M., Semenov E.A., Sukhanov A.N. The experimental investigation of the sensitivity in the exoskeleton control loop. In V. G. Gradetsky, M. O. Tokhi, N. N. Bolotnik, M. Silva, G. S. Virk (Eds.), Robots in Human Life // CLAWAR 2020: 23rd International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Moscow, Russian Federation, 24–26 August 2020. https://doi.org/10.13180/clawar.2020.24-26.08.55

[31] Козлов И.К., Сироткин Д.Г. Исследования и разработки в области анодной сварки // Труды Нижегородского Государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, 2014, № 5 (107), C. 426–432.

[32] Monkman G.J. Compliant Robotic Devices and Electroadhesion // Robotica, 1992, v. 10, pp. 183–185.

[33] Mizes H.A. Adhesion of small particles in electric fields // J. of Adhesion Science and Technology, 1994, v. 8, no. 8, pp. 937–951.

[34] Schmidt M.A. Wafer-to-Wafer Bonding for Microstructure Formation. Invited Paper // Proc. of the IEEE, 1998, v. 86, no. 8, pp. 1575–1583.

[35] Graule M.A., Chirarattananon P., Fuller S.B., Jafferis N.T. Perching and takeoff of a robotic insect on overhangs using switchable electrostatic adhesion // Science, 2016, v. 352, iss. 6288, pp. 978–982. DOI: 10.1126//science.aaf1092

[36] Евдокимов Ю.М., Фиговский О.Л., Кестельман В.Н. Электроадгезия – итог (открытие, развитие. перспективы) // Сб. тезисов докладов Х ежегодной конф. НОР. М.: Изд-во Общероссийской общественной организации «Российское профессорское собрание», 2019. С. 43–45.

[37] Evdokimov Yu.M., Kestelman V.N., Schindel–Bidinelli E. Electroadhesive Joints with glass // Gordon Research Conference «Bonding to glass». USA: University of Missuri, 1994, pp. 1–4.

[38] Кондратьев Е.М., Евдокимов Ю.М. Электрические силы, действующие на диэлектрические поверхности // Научные труды МГУЛ. М.: МГУЛ, 1996. Вып. 287. С. 69–73.

[39] Березин Л.Я. Некоторые особенности сварки в электростатическом поле диэлектриков с металлами и между собой // Автоматическая сварка, 2001. № 8. С. 45–48.

[40] Bergstedt L., Persson K. Printed Glass for Anodic Bonding A Packaging Concept for MEMS and System On a Chip // Advancing Microelectronics, 2002, v. 29, no. 1, рр. 1–4.

[41] Gaunekar G.S. Implementation of electroadhesion based astrictive prehension system // Intern. J. of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), 2016, v. 5, iss. 11, pp. 2503–2510.

[42] Guo J., Bamber T., Petzing J., Justham L., Jackson M. Experimental study of relationship between interfacial electroadhesive force and applied voltage for different substrate materials // Applied physics Letters, 2017, v. 110, p. 051602.

Сведения об авторах

Евдокимов Юрий Михайлович — канд. хим. наук, профессор кафедры процессов горения Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, evdokur@mail.ru

Сулименко Владимир Анатольевич — канд. техн. наук, профессор кафедры процессов горения Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, sulimenko39@yandex.ru

Мещеряков Алексей Викторович — начальник Учебно-Научного Комплекса Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, malviktpp@gmail.ru

Русских Дмитрий Викторович — зав. кафедрой процессов горения Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, russcience@mail.ru

THE HISTORY OF THE CREATION OF ELECTROADHESIVE JOINTS

Yu.M. Evdokimov, V.A. Sulimenko, A.V. Meshcheryakov, D.V. Russkikh

State Fire Academy of EMERCOIM of Russia, 4, Boris Galushkina st., 129366, Moscow, Russia

evdokur@mail.ru

The history of the first electroadhesive joints, their features, physical-chemical and other characteristics are considered. A significant contribution to the development of these directions of science and technology of Soviet (Russian) scientists is shown.

Keywords: history of adhesion, electroadhesive joints, external electric field

Suggested citation: Evdokimov Yu.M., Sulimenko V.A., Meshcheryakov A.V., Russkikh D.V. Istoriya sozdaniya elektroadgezionnykh soedineniy [The history of the creation of electroadhesive joints]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 107–113. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-107-113

References

[1] Ivlev I.M., Evdokimov Yu.M., Moskvitin N.I. Izgotovlenie i narushenie skleek vneshnim elektricheskim polem [Making and breaking glues by an external electric field]. Sbornik rabot MLTI [Collection of works of MLTI]. Moscow: MLTI, 1967, iss. 19, pp. 110–114.

[2] Evdokimov Yu.M. Evdokimov Yu.M. Issledovanie elektroadgezionnykh yavleniy i vozmozhnosti sozdaniya i narusheniya adgezionnogo kontakta deystviem vneshnego elektricheskogo polya [Investigation of electroadhesive phenomena and the possibility of creating and breaking adhesive contact by the action of an external electric field]. Diss. Cand. Sci. (Chem.). Moscow: MTILP, 1968, 137 p.

[3] Evdokimov Yu.M., Kestel’man V.N., Kondrat’ev E.M. Elektroadgezionnye soedineniya [Electroadhesive compounds]. Teoriya i praktika [Theory and practice]. Moscow: MSFU, 2004, 394 p.

[4] Krape R.P. Application study electroadhesive devices. NASA report CR-1211, Washington, D.C., Oktober 1968, 78 p.

[5] Pomerantz D.J. Anodic bonding. Patent USA 3397278. August 13, 1968.

[6] Wallis G., Pomerantz D.J. Field assisted glass–metal sealing. Appl. Phys., 1969, v. 40, no 10, pp. 3946–3949.

[7] Nakamura T., Yamomoto A. Modeling and control of electroadhesion force in DC voltage. Robomech Journal, 2017, v. 4, no. 18; https://doi.org/10.1186/s40648-017-0085-3

[8] Evdokimov Yu.M., Sulimenko V.A. Ispol’zovanie elektroadgezii v nanotekhnologii [The use of electroadhesion in nanotechnology]. Nanostrukturnye materialy —– 2016, Belarus’ — Rossiya — Ukraina, Materialy V Mezhdunarodnoy konferentsii [Nanostructural Materials — 2016, Belarus — Russia — Ukraine, Proceedings of the V International Conference], Minsk. November 22–25, 2016. Minsk: Belarusian Science, 2016, pp. 458–461.

[9] Andrieu F., Makovejev S., Kilchytska V., Olsen S., Md Arshad M.K., Raskin J.-P., Flandre D. Impact of self-heating and substrate effects on small-signal output conductance in UTBB SOI MOSFETs. Solid-State Electronics, 2012, v. 71, p. 93–100. DOI:10.1016/j.sse.2011.10.027

[10] Pinchuk L.S., Gol’dade V.A. Elektretnye materialy v mashinostroenii [Electret materials in mechanical engineering]. Gomel: Infotribo, 1998, 288 p.

[11] Wei J., Nai S.M.L., Wong C.K., Lee L.C. Glass-to-glass anodic bonding process and electrostatic force. Thin Solid Films, 2004, v. 462–463, pp. 487–491.

[12] Bergh M. Wafer bonding –Problems and Possibilities. Doctoral thesis. Chalmers University of Technology, 1998. Available at: https://research.chalmers.se/en/publication/888 (accessed 22.05.2022).

[13] Skupov A. Anodnaya i neposredstvennaya svarka plastin dlya mikroelektroniki. Vybor materialov i klyuchevye parametry [Anode and direct welding of plates for microelectronics. The choice of materials and key parameters]. Vektor vysokikh tekhnologiy [Vector High Technologies], 2015, no. 5 (18), pp. 36–44.

[14] Mal’tsev P.P., Chaplygin Yu.A., Timoshenkov S.P. Perspektivy razvitiya tekhnologii kremniy-na-izolyatore [Prospects for the development of silicon-on-insulator technology]. Izvestiya vuzov. Elektronika [Izvestiya vuzov. Elektronika], 1998, no. 5, pp. 5–11.

[15] Ivanova T.V., Pshchelko N.S., Zhukov V.A. Modifikatsiya svoystv plenochnykh pokrytiy pri ikh elektroadgezionnoy obrabotke [Modification of the properties of film coatings during their electroadhesive processing]. Vestnik Pskovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Estestvennye i fiziko-matematicheskie nauki [Bulletin of the Pskov State University. Series: Natural and Physical and Mathematical Sciences], 2022, v. 15, no. 3, pp. 69–76.

[16] Pshchelko N.S. Elektrofizicheskie metody nerazrushayushchego kontrolya i formirovaniya metallodielektricheskikh struktur [Electrophysical methods of non-destructive testing and formation of metal-dielectric structures]. Diss. Dr. Sci. (Tech.), 05.11.13, 05.27.06. St. Petersburg, 2011, 372 p.

[17] Deryagin B.V., Krotova N.A., Smilga V.P. Adgeziya tverdykh tel [Adhesion of solids]. Moscow: Nauka, 1973, 280 p.

[18] Sinev L.S. Raschet i vybor rezhimov elektrostaticheskikh soedineniy kremniya so steklom po kriteriyu minimuma ostatochnykh napryazheniy [Calculation and selection of modes of electrostatic silicon-glass joints according to the criterion of minimum residual stresses]. Diss. Cand. Sci. (Tech.). Moscow: MSTU im. Bauman N.E., 2016, 119 p.

[19] Overney R.M., Tyndall G.W., Frommer J. Springer Handbook of Nanotechnology. Ed. B. Bhushan, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2004. DOI:10.1007/978-3-540-29857-1_45

[20] Electrostatics and its application. Ed. A.D. Moore. Wiley, New York, 1973, 481 p.

[21] Tiwari E., Chandra S. The silicon-to-silicon anodic bonding using sputter deposited intermediate glass layer. J. Nano Electron. Phys., 2011, no. 1, pp. 418–425.

[22] Akhmetov B.S., Mikhaylov P.G., Ozhikenov K.A. Tekhnologii formirovaniya i kontrolya neraz’emnykh soedineniy kremniya i stekla v mikromekhanicheskikh uzlakh i izmeritel’nykh modulyakh intellektual’nykh datchikov [Technologies for the formation and control of permanent silicon and glass joints in micromechanical units and measuring modules of intelligent sensors]. Vestnik Natsional’noy akademii nauk Respubliki Kazakhstan [Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan], 2004, no. 4, pp. 20–24.

[23] Shendrikov M.A. Povyshenie prochnosti kleevykh soedineniy putem modifitsirovaniya kleya elektricheskim polem [Increasing the strength of adhesive joints by modifying the adhesive with an electric field]. Diss. Cand. Sci. (Tech.). Voronezh, VSU, 2011, 24 p.

[24] Bogomol’nyy V.M. Elektroadgezionnoe soedineniya dielektricheskikh i elektroprovodnykh materialov [Electroadhesive bonding of dielectric and electrically conductive materials]. Konstruktsii iz kompozitnykh materialov [Structures from composite materials], 2011, no. 4, pp. 38–43.

[25] Abrarov V.N. Elektroadgezionnye zakhvaty i zakreplyayushchie ustroystva gibkikh proizvodstvennykh sistem [Electroadhesive grippers and fixing devices for flexible production systems]. Moscow: Energoatomizdat, 1991, 160 p.

[26] Khomenko N.N., Lizin A.I., Barbash S.V. Tekhnika i tekhnologiya svarki v elektricheskom pole krupnogabaritnykh steklokremnievykh uzlov-zagotovok [Technique and technology of welding in an electric field of large-sized glass-silicon assemblies-blanks]. Pribory i sistemy upravleniya [Instruments and control systems], 1992, no. 8, pp. 41–43.

[27] Berlin A.A., Basin V.E. Osnovy adgezii polimerov [Fundamentals of polymer adhesion]. Moscow: Chemistry, 1974, 391 p.

[28] Prikhodchenko V.A., Tairov V.N., Khomylev A.F. Elektroadgezionnoe soedinenie dielektrikov s malymi temperaturnymi koeffitsientami rasshireniya [Electroadhesive bonding of dielectrics with low thermal expansion coefficients]. Izv. LETI, 1982, iss. 302, pp. 90–93.

[29] Kostsov E.G. Obratimyy elektrostaticheskiy «kley» [Reversible electrostatic «glue»]. Nauka iz pervykh ruk [Nauka first hand], 2009, v. 26, no. 2, pp. 8–9.

[30] Gradetsky V.G., Ermolov I.L., Knyazkov M.M., Semenov E.A., Sukhanov A.N. The experimental investigation of the sensitivity in the exoskeleton control loop. In V. G. Gradetsky, M. O. Tokhi, N. N. Bolotnik, M. Silva, G. S. Virk (Eds.), Robots in Human Life. CLAWAR 2020: 23rd International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Moscow, Russian Federation, 24–26 August 2020. https://doi.org/10.13180/clawar.2020.24-26.08.55

[31] Kozlov I.K., Sirotkin D.G. Issledovaniya i razrabotki v oblasti anodnoy svarki [Research and development in the field of anode welding]. Trudy Nizhegorodskogo Gos. Tekhnicheskogo Universiteta im R.E. Alekseeva [Proceedings of the Nizhny Novgorod State University. Technical University named after R.E. Alekseeva], 2014, no. 5 (107), pp. 426–432.

[32] Monkman G.J. Compliant Robotic Devices and Electroadhesion. Robotica, 1992, v. 10, pp. 183–185.

[33] Mizes H.A. Adhesion of small particles in electric fields. J. of Adhesion Science and Technology, 1994, v. 8, no. 8, pp. 937–951.

[34] Schmidt M.A. Wafer-to-Wafer Bonding for Microstructure Formation. Invited Paper. Proc. of the IEEE, 1998, v. 86, no. 8, pp. 1575–1583.

[35] Graule M.A., Chirarattananon P., Fuller S.B., Jafferis N.T. Perching and takeoff of a robotic insect on overhangs using switchable electrostatic adhesion. Science, 2016, v. 352, iss. 6288, pp. 978–982. DOI: 10.1126//science.aaf1092

[36] Evdokimov Yu.M., Figovskiy O.L., Kestel’man V.N. Elektroadgeziya — itog (otkrytie, razvitie. perspektivy) [Electroadhesion — the result (discovery, development, prospects)]. Sbornik tezisov dokladov Kh ezhegodnoy konferentsii NOR [Collection of abstracts of the X annual conference NOR]. Moscow: All-Russian public organization «Russian professorial meeting», 2019, pp. 43–45.

[37] Evdokimov Yu.M., Kestelman V.N., Schindel–Bidinelli E. Electroadhesive Joints with glass. Gordon Research Conference «Bonding to glass». USA: University of Missuri, 1994, pp. 1–4.

[38] Kondrat’ev E.M., Evdokimov Yu.M. Elektricheskie sily, deystvuyushchie na dielektricheskie poverkhnosti [Electric forces acting on dielectric surfaces]. Nauchnye trudy MGUL [Nauchnye trudy MGUL]. Moscow: MSFU, 1996, iss. 287, pp. 69–73.

[39] Berezin L.Ya. Nekotorye osobennosti svarki v elektrostaticheskom pole dielektrikov s metallami i mezhdu soboy [Some features of welding in an electrostatic field of dielectrics with metals and between themselves]. Avtomaticheskaya svarka [Avtomaticheskaya svarka], 2001, no. 8, pp. 45–48.

[40] Bergstedt L., Persson K. Printed Glass for Anodic Bonding A Packaging Concept for MEMS and System On a Chip. Advancing Microelectronics, 2002, v. 29, no. 1, рр. 1–4.

[41] Gaunekar G.S. Implementation of electroadhesion based astrictive prehension system. Intern. J. of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), 2016, v. 5, iss. 11, pp. 2503–2510.

[42] Guo J., Bamber T., Petzing J., Justham L., Jackson M. Experimental study of relationship between interfacial electroadhesive force and applied voltage for different substrate materials. Applied physics Letters, 2017, v. 110, p. 051602.

Authors’ information

Evdokimov Yuriy Mikhaylovich — Cand. Sci. (Chem.), Professor of the Department of Process of fire, State Fire Academy of EMERCOM, Moscow, edvdokur@mail.ru

Sulimenko Vladimir Anatol’evich — Cand. Sci. (Tech.), Professor of the Department of Process of fire, State Fire Academy of EMERCOM, Moscow, sulimenko39@yandex.ru

Meshcheryakov Aleksey Viktorovich — Head of the Department of Process of fire, State Fire Academy of EMERCOM, Moscow, malviktpp@gmail.com

Russkikh Dmitriy Viktorovich — Head of the Derartment of Process of fire, State Fire academy of EMERCOM, Moscow, russcience@mail.ru

13

МЕХАНОАКТИВАЦИОННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЦЕМЕНТОГРУНТОВЫХ СВАЙ

114–120

УДК 624.154.5

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-114-120

Шифр ВАК 4.3.4

Н.Г. Серегин¹, В.И. Запруднов²

¹ФГБОУ ВО «Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское ш., д. 26

²Мытищинский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», 141005, Россия, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

SereginNG@mgsu.ru

Рассмотрены физико-химические процессы измельчения веществ механоактивационным способом. Приведен анализ процессов, происходящих в твердых телах во время их механической обработки. Описаны основные виды дефектов, возникающих в процессе механической обработки слоистых силикатов. Представлены такие наиболее распространенные типы мельниц, как дезинтеграторы и планетарные мельницы, предназначенные для механоактивации. Охарактеризованы принципы их работы. Дана классификация мельниц, предназначенных для помола клинкера. Проанализирована зависимость удельных энергозатрат на помол клинкера и прочности образцов от типа мельницы. Исследована зависимость удельной поверхности измельченного клинкера и прочности образцов от скорости ротора ударно-отражательной мельницы. Сформулированы рекомендации по выбору типа мельниц для помола клинкера.

Ключевые слова: буросмесительный способ, свайный фундамент, цементогрунтовые сваи, вяжущее, механоактивационный способ, клинкер

Ссылка для цитирования: Серегин Н.Г., Запруднов В.И. Механоактивационный способ получения вяжущего для устройства цементогрунтовых свай // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 114–120. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-114-120

Список литературы

[1] Seregin N. An integrated way to improve the properties of soil-cement pile foundations // J. E3S Web of Conferences, 2020, no 157, p. 06006.

[2] Seregin N.G. Feasibility for the implementation of cement piles // J. OP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, no. 953, p. 012093.

[3] Серегин Н.Г., Исаев В.Г. Результаты исследования износостойкости конструкционных материалов // Информационно-технологический вестник, 2020. № 2 (24). С. 172–178.

[4] Серегин Н.Г., Запруднов В.И. Определение оптимальных составов цементогрунтов при устройстве свайных фундаментов буросмесительным способом // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 5. С. 106–110. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-106-110.

[5] Seregin N. Parametric Model of Cement Soil. // Technological Advancements in Construction. Lecture Notes in Civil Engineering, 2022, vol 180. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-83917-8-43.

[6] Серегин Н.Г., Егоров Е.А. Основания и фундаменты зданий и сооружений. М.: Изд-во МИСИ–МГСУ, 2022. URL: http://lib.mgsu.ru (дата обращения15.05.2022).

[7] Запруднов В.И. Строительное дело и материалы. СПб.: Лань, 2022. 596 с.

[8] Ang J.B., Fredriksson P.G. Trade, Global Policy and the Environment: New Evidence and Issues // J. of Comparative Economics, 2018, no. 46, pp. 616–633.

[9] Garmanov G., Urazaeva N. The paper presents design and calculation of cost effectiveness of various types of foundations on the example of the city of Vologda // Procedia Engineering, 2015, no. 117, pp. 465–475.

[10] Aguiar dos Santos R., Rogério Esquivel E. Saturated anisotropic hydraulic conductivity of a compacted lateritic soil // J. of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2018, no. 10, pp. 986–991.

[11] Lu Z., Xian S., Yao H., Fang R., She J. Influence of freeze-thaw cycles in the presence of a supplementary water supply on mechanical properties of compacted soil // Cold Regions Science and Technology, 2019, no. 157, pp. 4252.

[12] Sakai T., Nakano M. Interpretation of the mechanical behavior of embankments having various compaction properties based on the soil skeleton structure // Soils and Foundations, 2015, no. 55, pp. 1069–1085.

[13] Kumor Ł.A., Kumor M.K. Changes in mechanical parameters of soil, considering the effect of additional compaction of embankment // Transportation Research Procedia, 2016, no. 14, pp. 787–796.

[14] Ang J.B., Fredriksson P.G. Trade, Global Policy, and the Environment: New Evidence and Issues // J. of Comparative Economics, 2018, no. 46, pp. 616–633.

[15] Hong Z. Executive labor market segmentation: How local market density affects incentives and performance // J. of Corporate Finance, 2018, v. 50, pp 1–21.

[16] Garmanov G., Urazaeva N. Design and Calculation of Cost Effectiveness of Various Types of Foundations in Central Russia // Procedia Engineering, 2015, v. 117, pp. 465–475.

[17] Baril G.L., Wright J.C. Different types of moral cognition: Moral stages versus moral foundations // Personality and Individual Differences, 2012, v. 53, iss. 4, pp. 468–473.

[18] Kong G., Cao T., Hao Y., Zhou Y., Ren L. Thermomechanical properties of an energy micro pile — raft foundation in silty clay // Underground Space, 2019, no. 6 (3), pp. 1–9.

[19] Li J., Wang X., Guo Y., Yu X. Vertical bearing capacity of the pile foundation with restriction plate via centrifuge modelling // Ocean Engineering, 2019, v. 181, pp 109–120.

[20] Santos R., Esquivel E. Saturated anisotropic hydraulic conductivity of a compacted lateritic soil // J. of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2018, v. 10, iss. 5, pp. 986–991.

[21] Lu Z., Xian Sh., Yao H., Fang R., She J. Influence of freeze-thaw cycles in the presence of a supplementary water supply on mechanical properties ofcompacted soil // Cold Regions Science and Technology, 2019, v. 157, pp. 42–52.

[22] Sakai T., Nakano M. Interpretation of the mechanical behavior of embankments having various compaction properties based on the soil skeleton structure // Soils and Foundations, 2015, v. 55, iss. 5, pp. 1069–1085.

[23] Kumor Ł.A., Kumor M.K. Changes in Mechanical Parameters of Soil, Considering the Effect of Additional Compaction of Embankment // Transportation Research Procedia, 2016, v. 14, pp. 787–796.

[24] Zhao R., Hui R., Liu L., Xie M., An L. Effects of snowfall depth on soil physical–chemical properties and soil microbial biomass in moss – dominated crusts in the Gurbantunggut Desert, Northern China // Catena, 2018, v. 169, pp. 175–182.

[25] Zhang Q., Shao M., Jia X., Wei X. Changes in soil physical and chemical properties after short drought stress in semi-humid forests // Geoderma, 2019, v. 338, pp. 170–177.

[26] Kante N., Kryshchuk M., Lavendels J. Charged Particle Location Modeling Based Experiment Plan Acquisition Method // Procedia Computer Science, 2017, v. 104, pp. 592–597.

[27] Baraffe H.D., Cosson M., Bect J., Delille G., Francois B. A novel non-intrusive method using design of experiments and smooth approximation to speed up multi-period load-flows in distribution network planning // Electric Power Systems Research, 2018, v. 154, pp. 444–451.

[28] Hong Y., Wang Y., Wu J., Jiao L., Chang X. Developing a mathematical modeling method for determining the potential rates of microbial ammonia oxidation and nitrite oxidation in environmental samples // International Biodeterioration & Biodegradation, 2018, v. 133, pp. 116–123.

[29] Jayanudin J., Fahrurrozi M., Wirawan S.K., Rochmadi R. Mathematical modeling of the red ginger oleoresin release from chitosan-based microcapsules using emulsion crosslinking method // Engineering Science and Technology, 2019, v. 22, iss. 2, pp. 458–467.

[30] Stephenson C.L., Harris C.A. An assessment of dietary exposure to glyphosate using refined deterministic and probabilistic methods // Food and Chemical Toxicology, 2016, v. 95, pp. 28–41.

Сведения об авторах

Серегин Николай Григорьевич— канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), SereginNG@mgsu.ru

Запруднов Вячеслав Ильич — д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВО МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), zaprudnov@mgul.ac.ru

MECHANICAL ACTIVATION METHOD FOR OBTAINING CEMENT-GROUND PILES BINDER

N.G. Seregin¹, V.I. Zaprudnov²

¹Moscow State Building University (NIU MGSU), 26, Yaroslavl highway, 129337, Moscow, Russia

²BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

SereginNG@mgsu.ru

The physicochemical processes of grinding substances by mechanical activation method are considered. The analysis of the processes occurring in solid bodies during their mechanical processing is carried out. The main types of defects arising in the process of mechanical processing of layered silicates are described. For mechanical activation, the most common types of mills are presented, which include disintegrators and planetary mills. The principles of operation of disintegrators and planetary mills are considered in detail. Classification of mills intended for clinker grinding is given. The dependence of the specific energy consumption for clinker grinding and the strength of the samples on the type of mills is analyzed. The dependence of the specific surface of the crushed clinker and the strength of the samples on the speed of the rotor of the impact-reflective mill is investigated. Recommendations on the choice of the type of clinker grinding mills are given.

Keywords: drilling method, pile foundation, cement-ground piles, binder, mechanical activation method, clinker

Suggested citation: Seregin N.G., Zaprudnov V.I. Mekhanoaktivatsionnyy sposob polucheniya vyazhushchego dlya ustroystva tsementogruntovykh svay [Mechanical activation method for obtaining cement-ground piles binder]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 114–120. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-114-120

References

[1] Seregin N. An integrated way to improve the properties of soil-cement pile foundations. J. E3S Web of Conferences, 2020, no. 157, p. 06006.

[2] Seregin N.G. Feasibility for the implementation of cement piles. J. OP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, no. 953, p. 012093.

[3] Seregin N.G., Isaev V.G. Rezul’taty issledovaniya iznosostoykosti konstruktsionnykh materialov [Results of a study of the wear resistance of structural materials]. Informatsionno-tekhnologicheskiy vestnik [Information and Technological Bulletin], 2020, no 2 (24), pp. 172–178.

[4] Seregin N.G., Zaprudnov V.I. Opredelenie optimal’nykh sostavov tsementogruntov pri ustroystve svaynykh fundamentov burosmesitel’nym sposobom [Determination of the optimal compositions of cement soils when arranging pile foundations using the drilling mixing method]. Lesnoy Vestnik / Forestry Bulletin, 2021, v. 25, no 5, pp. 106–110. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-106-110

[5] Seregin N. Parametric Model of Cement Soil. // Technological Advancements in Construction. Lecture Notes in Civil Engineering, 2022, v. 180. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-83917-8-43.

[6] Seregin N.G., Egorov E.A. Osnovaniya i fundamenty zdaniy i sooruzheniy [Bases and foundations of buildings and structures]. Moscow: MISI–MGSU. Available at: http://lib.mgsu.ru (accessed 15.05.2022).

[7] Zaprudnov V.I. Stroitel’noe delo i materialy [Construction business and materials]. St. Petersburg: Lan’, 2022, 596 p.

[8] Ang J.B., Fredriksson P.G. Trade, Global Policy and the Environment: New Evidence and Issues. J. of Comparative Economics, 2018, no. 46, pp. 616–633.

[9] Garmanov G., Urazaeva N. The paper presents design and calculation of cost effectiveness of various types of foundations on the example of the city of Vologda. Procedia Engineering, 2015, no. 117, pp. 465–475.

[10] Aguiar dos Santos R., Rogério Esquivel E. Saturated anisotropic hydraulic conductivity of a compacted lateritic soil. J. of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2018, no. 10, pp. 986–991.

[11] Lu Z., Xian S., Yao H., Fang R., She J. Influence of freeze-thaw cycles in the presence of a supplementary water supply on mechanical properties of compacted soil. Cold Regions Science and Technology, 2019, no. 157, pp. 4252.

[12] Sakai T., Nakano M. Interpretation of the mechanical behavior of embankments having various compaction properties based on the soil skeleton structure. Soils and Foundations, 2015, no. 55, pp. 1069–1085.

[13] Kumor Ł.A., Kumor M.K. Changes in mechanical parameters of soil, considering the effect of additional compaction of embankment. Transportation Research Procedia, 2016, no. 14, pp. 787–796.

[14] Ang J.B., Fredriksson P.G. Trade, Global Policy, and the Environment: New Evidence and Issues. J. of Comparative Economics, 2018, no. 46, pp. 616–633.

[15] Hong Z. Executive labor market segmentation: How local market density affects incentives and performance. J. of Corporate Finance, 2018, v. 50, pp 1–21.

[16] Garmanov G., Urazaeva N. Design and Calculation of Cost Effectiveness of Various Types of Foundations in Central Russia. Procedia Engineering, 2015, v. 117, pp. 465–475.

[17] Baril G.L., Wright J.C. Different types of moral cognition: Moral stages versus moral foundations. Personality and Individual Differences, 2012, v. 53, iss. 4, pp. 468–473.

[18] Kong G., Cao T., Hao Y., Zhou Y., Ren L. Thermomechanical properties of an energy micro pile — raft foundation in silty clay. Underground Space, 2019, no. 6 (3), pp. 1–9.

[19] Li J., Wang X., Guo Y., Yu X. Vertical bearing capacity of the pile foundation with restriction plate via centrifuge modelling. Ocean Engineering, 2019, v. 181, pp 109–120.

[20] Santos R., Esquivel E. Saturated anisotropic hydraulic conductivity of a compacted lateritic soil. J. of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2018, v. 10, iss. 5, pp. 986–991.

[21] Lu Z., Xian Sh., Yao H., Fang R., She J. Influence of freeze-thaw cycles in the presence of a supplementary water supply on mechanical properties ofcompacted soil. Cold Regions Science and Technology, 2019, v. 157, pp. 42–52.

[22] Sakai T., Nakano M. Interpretation of the mechanical behavior of embankments having various compaction properties based on the soil skeleton structure. Soils and Foundations, 2015, v. 55, iss. 5, pp. 1069–1085.

[23] Kumor Ł.A., Kumor M.K. Changes in Mechanical Parameters of Soil, Considering the Effect of Additional Compaction of Embankment. Transportation Research Procedia, 2016, v. 14, pp. 787–796.

[24] Zhao R., Hui R., Liu L., Xie M., An L. Effects of snowfall depth on soil physical–chemical properties and soil microbial biomass in moss – dominated crusts in the Gurbantunggut Desert, Northern China. Catena, 2018, v. 169, pp. 175–182.

[25] Zhang Q., Shao M., Jia X., Wei X. Changes in soil physical and chemical properties after short drought stress in semi-humid forests. Geoderma, 2019, v. 338, pp. 170–177.

[26] Kante N., Kryshchuk M., Lavendels J. Charged Particle Location Modeling Based Experiment Plan Acquisition Method. Procedia Computer Science, 2017, v. 104, pp. 592–597.

[27] Baraffe H.D., Cosson M., Bect J., Delille G., Francois B. A novel non-intrusive method using design of experiments and smooth approximation to speed up multi-period load-flows in distribution network planning. Electric Power Systems Research, 2018, v. 154, pp. 444–451.

[28] Hong Y., Wang Y., Wu J., Jiao L., Chang X. Developing a mathematical modeling method for determining the potential rates of microbial ammonia oxidation and nitrite oxidation in environmental samples. International Biodeterioration & Biodegradation, 2018, v. 133, pp. 116–123.

[29] Jayanudin J., Fahrurrozi M., Wirawan S.K., Rochmadi R. Mathematical modeling of the red ginger oleoresin release from chitosan-based microcapsules using emulsion crosslinking method. Engineering Science and Technology, 2019, v. 22, iss. 2, pp. 458–467.

[30] Stephenson C.L., Harris C.A. An assessment of dietary exposure to glyphosate using refined deterministic and probabilistic methods. Food and Chemical Toxicology, 2016, v. 95, pp. 28–41.

Authors’ information

Seregin Nikolay Grigor’yevich— Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Moscow State Building University (NIU MGSU), SereginNG@mgsu.ru

Zaprudnov Vyacheslav Il’ich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), zaprudnov@mgul.ac.ru

14

РАЗРАБОТКА ФИЛЬТРУЮЩЕ-СОРБИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕЛЯХ ФОРМИРОВАНИЯ АССОРТИМЕНТА СОВРЕМЕННЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ПРОТИВОГАЗОВ И РЕСПИРАТОРОВ

121–133

УДК 676

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-121-133

Шифр ВАК 4.3.4

М.В. Талипова¹, А.В. Лянг¹, Н.В. Щербак²

¹АО «Сорбент», 614042, Россия, Пермский край, г. Пермь, ул. Гальперина, д. 6

²ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), 163002, Россия, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, д. 17

talipova@sorbent.su

Рассмотрены особенности исследования фильтрующе-сорбирующих материалов (ФСМ) для разработки малогабаритных фильтров и формировании ассортимента современных фильтров для противогазов и респираторов. В малогабаритных фильтрах опробовано и оценено сочетание фильтрующего материала с активным углем, импрегнированным химическими добавками. Определены необходимые физико-химические и сорбционные параметры адсорбентов: активного угля и активного угля, импрегнированного химическими добавками, что позволяет обеспечивать дополнительную защиту от неорганических и кислых газов и паров, от аммиака. Выявлено, что сочетание фильтрующего материала и адсорбента с малой высотой слоя обладает аналогичными зависимостями в сравнении с используемыми в промышленности противогазовыми и комбинированными малогабаритными фильтрами для противогазов и респираторов, снаряженными адсорбентами с большой высотой слоя шихты. Систематизированы и изучены способы сочетания фильтрующих материалов и адсорбентов как предпосылка для создания нового класса облегченных противоаэрозольных средств индивидуальной защиты органов дыхания — противогазов и респираторов с дополнительной защитой от газов и паров с последующей стандартизацией требований к таким средствам защиты и малогабаритных фильтров к ним. Практическая ценность работы сводится к разработке облегченных, комбинированных малогабаритных фильтров с защитой от низких концентраций вредных газов и паров, что позволит работникам предприятий использовать наиболее эргономичные средства защиты органов дыхания на производственных участках с низкими концентрациями в воздухе вредных веществ. Статья может быть рекомендована научным сотрудникам, занимающимся исследованиями в области сорбции вредных газов и паров, а так же специалистам, занимающимся разработкой перспективных и современных средств защиты органов дыхания и специалистам, имеющим отношение к охране труда на производстве.

Ключевые слова: адсорбенты, активный уголь, противоаэрозольные фильтры, средства защиты органов дыхания, фильтрующе-сорбирующие материалы

Ссылка для цитирования: Талипова М.В., Лянг А.В., Щербак Н.В. Разработка фильтрующе-сорбирующих материалов в целях формирования ассортимента современных фильтров для противогазов и респираторов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 121–133. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-121-133

Список литературы

[1] Жолобова Л.В. Технология фильтровальных видов бумаги и картона для защиты органов дыхания: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.03. Волжск, 1999. 170 с.

[2] Коваленко В.В Совершенствование технологии получения бумагоподобных материалов фильтровального назначения на основе стеклянных волокон: дис. ... канд. техн. наук. Архангельск, 2014. 123 с.

[3] ГОСТ 12.4.246–2016. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Фильтры противоаэрозольные. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2017. 25 с.

[4] ГОСТ 12.4.235–2019. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Фильтры противогазовые и комбинированные. Общие технические требования. Методы испытаний. Маркировка. М.: Стандартинформ, 2019. 26 с.

[5] Грин Г.Л. Аэрозоли — пыли, дымы и туманы: пер. с англ. Х. Грин, В. Лейн / под ред. Н.А. Фукса. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1969. 426 с.

[6] Справочник химика / под ред. Б.П. Никольского. Л.; М.: Госхимиздат, 1951–1952. Т. 3. 211 с.

[7] Талипова М.В., Лянг А.В. Разработка фильтрующе-сорбирующих материалов для формирования ассортимента современных фильтров для противогазов и респираторов // Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов: Материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., посвященной памяти профессора В.И. Комарова. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова». 2021, Архангельск, 09–11 сентября 2021 г. Архангельск: Изд-во Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 2021. 426 с.

[8] Петрянов И.В., Кощеев B.C., Басманов П.И. Лепесток (Легкие респираторы). М.: Наука, 1984. 216 с.

[9] Семочкин Н.В. Фильтрующие угленаполненные материалы для специальной одежды, защищающие от воздействия высокотоксичных и химически опасных веществ: дис. ... канд. техн. наук: 05.19.01. Казань, 2008. 140 с.

[10] Талипова М.В., Лянг А.В., Щербак Н.В. Сравнительный анализ фильтровальных бумаг высокой эффективности очистки воздуха для средств индивидуальной защиты органов дыхания // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2022. № 239. С. 248–263.

[11] Талипова М.В., Лянг А.В. Перспективные способы сочетания фильтрующих и сорбирующих материалов с целью формирования ассортимента современных фильтров для противогазов и респираторов: Инновационные технологии защиты окружающей среды в современном мире // Материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием молодых ученых и специалистов, Казань, 18–19 марта 2021 г. Казань: Изд-во Казанского национального исследовательского технологического университета, 2021. С. 666–669.

[12] МИ 137-05795731–2003 Методика определения времени защитного действия противогазовых и комбинированных фильтров по циклогексану. Пермь: ОАО «Сорбент», 2004. 5 с.

[13] Кинле Х., Бадер Э. Противогазовая защита // Активные угли и их промышленное применение / под ред. Т.Г. Плаченова, С.Д. Колосенцева. Л.: Химия, Ленингр. отделение, 1984. 215 с.

[14] Мухин В.М., Чебыкин В.В., Галкин Е.А., Васильев Η.П., Медяник B.C., Тамамъян А.Н. Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы, Осушители и химические поглотители на их основе: каталог / под общей редакцией В.М. Мухина. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. 280 с.

[15] Талипова М.В., Лянг А.В. Практика применения адсорбентов для формирования ассортимента современных фильтров для противогазов и респираторов. Сообщение 3 // Физико-химические проблемы адсорбции, структуры и химии поверхности нанопористых материалов: сб. тез. докл. Всерос. конф. с междунар. участием, посвященной 120-летию со дня рождения М.М. Дубинина, Москва, 18–22 октября 2021 г. М.: Изд-во Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 2021. С. 288–291.

[16] Лянг А.В. Разработка новых химических поглотителей и фильтров СИЗОД на их основе для использования в чрезвычайных ситуациях: дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2007. 277 с.

[17] Романов Ю.А., Кузьмина Н.С., Лянг А.В., Кутумина Г.А. Адсорбент для средств защиты органов дыхания. Пат. 2154525 Российская Федерация, МПК B01J 20/20(2006.01), A62D 9/00(2006.01), B01J 20/02; заявитель и патентообладатель ЗАО «Сорбент-Центр Внедрение». № 99118475/12; заявл. 25.08.1999; опубл. 20.08.2000.

[18] Романов Ю.А., Лянг А.В., Кузьмина Н.С., Кутумина Г.А. Адсорбент для средств защиты. Пат. 2223817 2154525 Российская Федерация, МПК B01J 20/20(2006.01), A62B 23/00(2006.01), B01J 20/02; заявитель и патентообладатель ЗАО «Сорбент-Центр Внедрение», ОАО «Сорбент». № 2003106341/15; заявл. 03.05.2003; опубл. 20.02.2004.

[19] Романов Ю.А., Лянг А.В., Кузьмина Н.С., Кутумина Г.А. Противогазовая коробка. Пат. 2228211 Российская Федерация, МПК A62B23/02; заявитель и патентообладатель ЗАО «Сорбент-Центр Внедрение», № 2003111061/12; заявл. 17.04.2003; опубл. 10.05.2004.

[20] ГОСТ 12.4.122–2020. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Фильтры противогазовые и комбинированные большого габарита. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2020. 10 с.

[21] Романов Ю.А., Лянг А.В. Адсорбент для средств индивидуальной защиты органов. Пат. 22245592 Российская Федерация, МПК B01J 20/20(2006.01), B01J 20/02; заявитель и патентообладатель ЗАО «Сорбент-Центр Внедрение». № 2002131029/15; заявл. 18.11.2002; опубл. 27.02.2004.

[22] Романов Н.Ю., Лянг А.В., Фарберова Е.А., Кузьмина Н.С., Кутумина Г.А. Поглотитель для облегченных респираторов. Пат. 2230610 Российская Федерация, МПК B01J20/20, B01J20/02, A62B23/02; заявитель и патентообладатель ЗАО «Сорбент-Центр Внедрение». № 2002133829/15; заявл. 15.12.2002; опубл. 20.06.2004.

[23] Олонцев В.Ф. «Российские активные угли». Пермь: Аист, 1996. 90 с.

[24] ТУ 2165-030-05795731–00. Катализатор-поглотитель К-ПА. Пермь: ЗАО «Сорбент — Центр Внедрение», 2000. 10 с.

[25] ГОСТ 12.4.159–90 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Методы определения времени защитного действия фильтрующе-поглощающих коробок по газообразным вредным веществам. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990. 22 с.

[26] ГОСТ 29104.1–91. Ткани технические. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей. М.: ИПК Издательство Стандартов, 2004. 7 с.

[27] ГОСТ 27015–86. Бумага и картон. Методы определения толщины, плотности и удельного объема. М.: Государственный комитет по стандартам, 2002. 4 с.

[28] ГОСТ 12597–67 Сорбенты. Метод определения массовой доли воды в активных углях и катализаторах на их основе. М.: ИПК Издательство Стандартов, 1988. 4 с.

[29] ТУ BY 400031289.108–2009. Материалы угольноволокнистые сорбционно фильтрующие БУСОФИТ. Технические условия. Светлогорск: Республиканское унитарное предприятие «Светлогорское производственное объединение «Химволокно», 2009. 16 с.

Сведения об авторах

Талипова Марина Валерьевна— инженер-технолог, АО «Сорбент», talipova@sorbent.su

Лянг Андрей Владимирович — канд. техн. наук, руководитель научно-технической службы средств индивидуальной защиты (НТС СИЗ), АО «Сорбент», avl@sorbent.su

Щербак Наталья Владимировна — канд. техн. наук, зав. кафедрой целлюлозно-бумажных и лесохимических производств, ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), n.sisoeva@narfu.ru

DEVELOPMENT OF FILTER-SORBING MATERIALS FOR MODERN GAS MASKS AND RESPIRATORS

M.V. Talipova¹, A.V. Lyang¹, N.V. Shcherbak²

¹JSC «Sorbent», 6, Galperina st., 614042, Perm Krai, Perm, Russia

²Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 163002, Arkhangelsk, Russia

talipova@sorbent.su

The article focuses on the study of filter-sorbing materials (FSM) for the development of small-sized filters and the formation of a modern filters range for gas masks and respirators. There are various kinds of filters, namely particle filters, consisting of a filter material (FM) with protection from aerosols; gas filters, consisting of coal charge with protection from various concentrations of dangerous gases and vapors and combined filters, including anti-aerosol and gas protection. But in industry, due to the improvement of working conditions at enterprises, personal respiratory protection equipment is needed both from aerosols and from low concentrations of dangerous gases and vapors in the air of the working area. The creation of a new small-sized filter with a single filter-sorbing element with low resistance to air flow during breathing is an actual task. In order to form an assortment of modern filters for gas masks and respirators, we studied FSM in the form of polymer or glass fibers sprayed with carbon particles. An experimental series of studies based on the use of FSMs with adsorbents has been carried out, activated carbon (AC) and various absorbers were obtained by impregnation of AC. It is determined that the impregnation of AC with special additives allows for additional protection from inorganic and acid gases and vapors, from ammonia. Comparative tests of the FSMs were carried out with the analysis of the research results. Optimal FSMs have been determined. The fractional composition of coal particles is determined depending on the method of their application. The sorption properties of the obtained FSMs are determined. In this work, for the first time, the combination of a filter material with AC impregnated with chemical additives in particle filters was tested and evaluated. The effect of a combination of AC and a fibrous semi-finished product on the properties of FSM has been studied.

Keywords: adsorbents, activated carbon, filters, respiratory organs, filter-sorbing materials

Suggested citation: Talipova M.V., Lyang A.V., Shcherbak N.V. Razrabotka fil’truyushche-sorbiruyushchikh materialov v tselyakh formirovaniya assortimenta sovremennykh fil’trov dlya protivogazov i respiratorov [Development of filter-sorbing materials for modern gas masks and respirators]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 121–133. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-121-133

References

[1] Zholobova L.V. Tekhnologiya fil’troval’nykh vidov bumagi i kartona dlya zashchity organov dykhaniya [Technology of filtering types of paper and cardboard for respiratory protection]. Dis. Cand. Sci. (Tech.), 05.21.03. Volzhsk, 1999, 170 p.

[2] Kovalenko V.V Sovershenstvovanie tekhnologii polucheniya bumagopodobnykh materialov fil’troval’nogo naznacheniya na osnove steklyannykh volokon [Improving the technology for obtaining paper-like materials for filtering purposes based on glass fibers]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). Arkhangelsk, 2014, 123 p.

[3] GOST 12.4.246–2016 Sistema standartov bezopasnosti truda. Sredstva individual’noy zashchity organov dykhaniya. Fil’try protivoaerozol’nye. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya [System of labor safety standards. Personal respiratory protection. Antiaerosol filters. General technical requirements]. Moscow: Standartinform, 2017, 25 p.

[4] GOST 12.4.235–2019 Sistema standartov bezopasnosti truda. Sredstva individual’noy zashchity organov dykhaniya. Fil’try protivogazovye i kombinirovannye. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytaniy. Markirovka [System of labor safety standards. Personal respiratory protection. Anti-gas and combined filters. General technical requirements. Test methods. Marking]. Moscow: Standartinform, 2019, 26 p.

[5] Green G.L. Aerozoli — pyli, dymy i tumany [Aerosols — dusts, smokes and fogs]. Leningrad: Chemistry. Leningrad department, 1969, 426 p.

[6] Spravochnik khimika [Handbook of a chemist]. Ed. B.P. Nikolsky. Leningrad; Moscow: Goshimizdat, 1951–1952, v. 3, 211 p.

[7] Talipova M.V., Lyang A.V. Razrabotka fil’truyushche-sorbiruyushchikh materialov dlya formirovaniya assortimenta sovremennykh fil’trov dlya protivogazov i respiratorov [Development of filtering-sorbing materials for the formation of an assortment of modern filters for gas masks and respirators]. Problemy mekhaniki tsellyulozno-bumazhnykh materialov: mater. VI Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, posvyashchennoy pamyati professora V.I. Komarova. Ministerstvo nauki i vysshego obrazovaniya i Rossiyskoy Federatsii, Federal’noe gosudarstvennoe avtonomnoe obrazovatel’noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Severnyy (Arkticheskiy) federal’nyy universitet imeni M.V. Lomonosova» [Problems of mechanics of pulp and paper materials: mater. VI International scientific and technical conference dedicated to the memory of Professor V.I. Komarov. Ministry of Science and Higher Education and the Russian Federation, Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov»], 2021, Arkhangelsk, September 09–11, 2021 Arkhangelsk: Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 2021, 426 p.

[8] Petryanov I.V., Koshcheev B.C., Basmanov P.I. Lepestok (Legkie respiratory) [Petal (Light respirators)]. Moscow: Nauka, 1984, 216 p.

[9] Semochkin N.V. Fil’truyushchie uglenapolnennye materialy dlya spetsial’noy odezhdy, zashchishchayushchie ot vozdeystviya vysokotoksichnykh i khimicheski opasnykh veshchestv [Filtering carbon-filled materials for special clothing, protecting against the effects of highly toxic and chemically hazardous substances]. Dis. Cand. Sci. (Tech.), 05.19.01. Kazan’, 2008, 140 p.

[10] Talipova M.V., Lyang A.V., Shcherbak N.V. Sravnitel’nyy analiz fil’troval’nykh bumag vysokoy effektivnosti ochistki vozdukha dlya sredstv individual’noy zashchity organov dykhaniya [Comparative analysis of high-efficiency filter papers for air purification for personal respiratory protection]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Engineering Academy], 2022, no. 239, pp. 248–263.

[11] Talipova M.V., Lyang A.V. Perspektivnye sposoby sochetaniya fil’truyushchikh i sorbiruyushchikh materialov s tsel’yu formirovaniya assortimenta sovremennykh fil’trov dlya protivogazov i respiratorov [Promising ways to combine filtering and sorbing materials in order to form an assortment of modern filters for gas masks and respirators]. Innovatsionnye tekhnologii zashchity okruzhayushchey sredy v sovremennom mire: mater. Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem molodykh uchenykh i spetsialistov [Innovative technologies for environmental protection in the modern world: mater. All-Russian Scientific Conference with international participation of young scientists and specialists], Kazan’, March 18–19, 2021. Kazan’: Kazan National Research Technological University, 2021, pp. 666–669.

[12] MI 137-05795731–2003 Metodika opredeleniya vremeni zashchitnogo deystviya protivogazovykh i kombinirovannykh fil’trov po tsiklogeksanu [Method for determining the protective action time of anti-gas and combined filters by cyclohexane]. Perm’: JSC «Sorbent», 2004, 5 p.

[13] Kinle H., Bader E. Protivogazovaya zashchita [Gas protection]. Aktivnye ugli i ikh promyshlennoe primenenie [Active coals and their industrial application. Ed. T.G. Plachenova, S.D. Kolosentsev. Leningrad: Chemistry. Leningrad Department, 1984, 215 p.

[14] Mukhin V.M., Chebykin V.V., Galkin E.A., Vasil’ev Η.P., Medyanik B.C., Tamam’yan A.N. Aktivnye ugli. Elastichnye sorbenty. Katalizatory, Osushiteli i khimicheskie poglotiteli na ikh osnove: katalog [Active coals. Elastic sorbents. Catalysts, Dryers and Chemical Absorbers Based on Them: Catalog]. Ed. V.M. Mukhin. Moscow: Publishing House «Ore and Metals», 2003, 280 p.

[15] Talipova M.V., Lyang A.V. Praktika primeneniya adsorbentov dlya formirovaniya assortimenta sovremennykh fil’trov dlya protivogazov i respiratorov. soobshchenie 3 [The practice of using adsorbents to form an assortment of modern filters for gas masks and respirators. message 3]. Fiziko-khimicheskie problemy adsorbtsii, struktury i khimii poverkhnosti nanoporistykh materialov: sb. tezisov dokladov Vserossiyskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoy 120-letiyu so dnya rozhdeniya M.M. Dubinina [Physical and chemical problems of adsorption, structure and chemistry of the surface of nanoporous materials: Sat. abstracts of the All-Russian Conference with international participation, dedicated to the 120th anniversary of the birth of M.M. Dubinina], Moscow, October 18–22, 2021. Moscow: Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry named after V.I. A.N. Frumkin RAN, 2021, pp. 288–291.

[16] Lyang A.V. Razrabotka novykh khimicheskikh poglotiteley i fil’trov SIZOD na ikh osnove dlya ispol’zovaniya v chrezvychaynykh situatsiyakh [Development of new chemical absorbers and RPE based on them for use in emergency situations]. Dis. Cand. Sci. [Tech.]. St. Petersburg, 2007, 277 p.

[17] Romanov Yu.A., Kuz’mina N.S., Lyang A.V., Kutumina G.A. Adsorbent dlya sredstv zashchity organov dykhaniya [Adsorbent for means of protection of respiratory organs]. Pat. 2154525 RF, IPC B01J 20/20(2006.01), A62D 9/00(2006.01), B01J 20/02; applicant and patent holder CJSC «Sorbent-Center Implementation». No. 99118475/12; dec. 25.08.1999; publ. 20.08.2000.

[18] Romanov Yu.A., Lyang A.V., Kuz’mina N.S., Kutumina G.A. Adsorbent dlya sredstv zashchity [Adsorbent for protective equipment]. Pat. 2223817 RF, IPC B01J 20/20(2006.01), A62B 23/00(2006.01), B01J 20/02; applicant and patent holder ZAO Sorbent-Center Implementation, OAO Sorbent. No. 2003106341/15; dec. 3 May 2003; publ. 20.02.2004.

[19] Romanov Yu.A., Lyang A.V., Kuz’mina N.S., Kutumina G.A. Protivogazovaya korobka [Anti-gas box]. Pat. 2228211 Russian Federation, IPC A62B23/02; applicant and patent holder CJSC «Sorbent Center Implementation», No. 2003111061/12; dec. 17.04.2003; publ. 10.05.2004.

[20] GOST 12.4.122–2020 Sistema standartov bezopasnosti truda. Sredstva individual’noy zashchity organov dykhaniya. Fil’try protivogazovye i kombinirovannye bol’shogo gabarita. Obshchie tekhnicheskie usloviya [System of labor safety standards. Personal respiratory protection. Anti-gas and combined filters of large dimensions. General specifications]. Moscow: Standartinform, 2020, 10 p.

[21] Romanov Yu.A., Lyang A.V. Adsorbent dlya sredstv individual’noy zashchity organov [Adsorbent for means of individual protection of organs]. Pat. 22245592 Russian Federation, IPC B01J 20/20(2006.01), B01J 20/02; applicant and patent holder CJSC «Sorbent-Center Implementation». No. 2002131029/15; dec. 18.11.2002; publ.27.02.2004.

[22] Romanov N.Yu., Lyang A.V., Farberova E.A., Kuz’mina N.S., Kutumina G.A. Poglotitel’ dlya oblegchennykh respiratorov [Absorber for lightweight respirators]. Pat. 2230610 Russian Federation, IPC B01J20/20, B01J20/02, A62B23/02; applicant and patent holder CJSC «Sorbent-Center Implementation». No. 2002133829/15; dec. 15.12.2002; publ. 20.06.2004.

[23] Olontsev V.F. Rossiyskie aktivnye ugli [Russian active coals]. Perm’: Aist, 1996, 90 p.

[24] TU 2165-030-05795731–00 Katalizator-poglotitel’ K-PA [Catalyst-absorber K-PA]. Perm’: CJSC «Sorbent — Center Implementation», 2000, 10 p.

[25] GOST 12.4.159–90 Sistema standartov bezopasnosti truda. Sredstva individual’noy zashchity organov dykhaniya fil’truyushchie. Metody opredeleniya vremeni zashchitnogo deystviya fil’truyushche-pogloshchayushchikh korobok po gazoobraznym vrednym veshchestvam [Occupational safety standards system. Means of individual protection of respiratory organs filtering. Methods for determining the time of the protective action of filter-absorbing boxes for gaseous harmful substances]. Moscow: USSR State Committee for Product Quality Management and Standards, 1990, 22 p.

[26] GOST 29104.1–91 Tkani tekhnicheskie. Metody opredeleniya lineynykh razmerov, lineynoy i poverkhnostnoy plotnostey [Technical fabrics. Methods for determining linear dimensions, linear and surface densities]. Moscow: IPK Standards Publishing House, 2004, 7 p.

[27] GOST 27015–86 Bumaga i karton. Metody opredeleniya tolshchiny, plotnosti i udel’nogo ob’ema [Paper and cardboard. Methods for determining thickness, density and specific volume]. Moscow: State Committee for Standards, 2002, 4 p.

[28] GOST 12597–67 Sorbenty. Metod opredeleniya massovoy doli vody v aktivnykh uglyakh i katalizatorakh na ikh osnove [Sorbents. Method for determining the mass fraction of water in activated carbons and catalysts based on them]. Moscow: IPK Standards Publishing House, 1988, 4 p.

[28] TU BY 400031289.108–2009 Materialy ugol’novoloknistye sorbtsionno fil’truyushchie BUSOFIT. Tekhnicheskie usloviya [Carbon fiber sorption filtering materials BUSOFIT. Specifications]. Svetlogorsk: Republican Unitary Enterprise Svetlogorsk Production Association «Khimvolokno», 2009, 16 p.

Authors’ information

Talipova Marina Valer’evna— Process Engineer, JSC «Sorbent», talipova@sorbent.su

Lyang Andrey Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Head of the Scientific and Technical Service of Personal Protective Equipment (NTS PPE), JSC «Sorbent», avl@sorbent.su

Shcherbak Natal’ya Vladimirovna — Cand. Sci. (Tech.), Head of the Department of Pulp and Paper and Wood Chemical Industries, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, n.sisoeva@narfu.ru

15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПЕРИОДИЧНОСТИ ЗАТОЧКИ (ПЕРЕТОЧКИ) ЗУБЬЕВ ЛЕНТОЧНЫХ ПИЛ

134–138

УДК 621.935

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-134-138

Шифр ВАК 4.3.4

Г.Ф. Прокофьев, О. Л. Коваленко

ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), 163002, Россия,

г. Архангельск, Наб. Северной Двины, д. 17

g.prokofjev@narfu.ru

Рассмотрены преимущества и недостатки ленточнопильных станков по сравнению с другими лесопильными станками. Подчеркнута необходимость своевременной заточки (переточки) ленточных пил при их эксплуатации. Предложена методика расчета времени между переточками ленточной пилы, при котором обеспечивается: требуемая долговечность пилы – время между переточками ленточной пилы определяется с учетом величины предела ограниченной выносливости пилы, определенной при заданном коэффициенте запаса прочности; требуемое качество получаемых пиломатериалов и снижение энергозатрат — время между переточками ленточной пилы определяется с учетом величины затупления зубьев ленточной пилы, характеризуемой радиусом закругления их главной режущей кромки. Отмечено, что из двух полученных значений времени между переточками пилы, необходимо принимать наименьшее значение. Рекомендуется использовать предложенную в статье методику при расчетах режимов пиления древесины на делительных и бревнопильных ленточнопильных станках.

Ключевые слова: ленточная пила, усталостные трещины, затупление зубьев, переточка

Ссылка для цитирования: Прокофьев Г.Ф., Коваленко О.Л. Определение времени периодичности заточки (переточки) зубьев ленточных пил // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 134–138. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-134-138

Список литературы

[1] Прокофьев Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. М.: Лесная пром-сть, 1990. 240 с.

[2] Феоктистов А.Е. Ленточнопильные станки. М.: Лесная пром-сть, 1976. 152 с.

[3] Фергин В.П. Интенсификация процессов пиления древесины. М.: Лесная пром-сть, 1988. 114 с.

[4] Санев В.И. К вопросу о запасе прочности полотен ленточных пил. Л.: Изд-во ЛТА, 1981. 8 с.

[5] Феоктистов А.Е. Подготовка ленточных пил к работе. М.: Лесная пром-сть, 1971. 71 с.

[6] Малышев Ю.В. Влияние некоторых факторов на долговечность полотен ленточных делительных пил. Л.: Изд-во ЛТА, 1974. 10 с.

[7] Добрынин Е.Д. Исследование причин аварийного расхода ленточных пил // Механическая технология древесины: межвуз. сб. науч. тр. Л.: Изд-во ЛТА, 1976. С. 45–46.

[8] Швамм Л.Г. Исследование и разработка методов повышения долговечности ленточных пил для распиловки древесины: автореф. дис. … канд. техн. наук. Л.: Изд-во ЛТА, 1982. 20 с.

[9] Веселкова Б.А. Исследование и разработка рекомендаций по повышению работоспособности ленточных пил для распиловки древесины: автореф. дис… канд. техн. наук. Л.: Изд-во ЛТА, 1978. 16 с.

[10] Трубников И.И. Напряжения в полотне ленточных пил, подвергнутых поверхностному наклепу // ИзВУЗ Лесной журнал, 1965. № 2. С. 104–108.

[11] Добрынин Е.Д. Концентрация напряжений в полотнах пил от насечки зубьев // Деревообрабатывающая промышленность, 1962. № 4. С. 10–11.

[12] Лейхтлинг К.А., Кузнецов А.М., Синяговская М.С. Исследования характера трещин в ленточных пилах // Механическая обработка древесины: науч. техн. реф. сб. ВНИПИЭИлеспром, 1971. № 10. С. 7–8.

[13] Малышев Ю.В. Исследование некоторых условий, обеспечивающих рациональную эксплуатацию ленточных делительных пил с твердым сплавом для распиловки древесины: автореф. дис. … канд. техн. наук. Ленинград, 1974. 20 с.

[14] Печкуров Г.П. Причины образования трещин в полотнах ленточных пил при их подготовке // Механическая обработка древесины: науч. техн. реф. сб. ВНИПИЭИлеспром, 1976. № 8. С. 12–13.

[15] Трубников И.И. Усталостное разрушение полотен ленточных пил // ИзВУЗ Лесной журнал, 1965. № 6. С. 91–93.

[16] Феоктистов А.Е. Причины появления трещин в полотнах ленточных пил // Деревообрабатывающая промышленность, 1960. № 5. С. 12–14.

[17] Варфоломеев Ю.А., Дружин И.С., Дьячков Ю.А. Справочник по лесопилению / Под ред. А.М. Копейкина. М.: Экология, 1991. 496 с.

[18] Настенко А.А., Веселков В.И. Технологические режимы РИ 04–00. Подготовка делительных ленточных пил. Архангельск: Изд-во ЦНИИМОД, 1976. 66 с.

[19] Прокофьев Г.Ф. Создание высокотехнологичных лесопильных станков. Архангельск: Изд-во АО «СОЛТИ», 2018. 157 с.

[20] ГОСТ 6532–77. Пилы ленточные для распиловки древесины. Технические условия. Введ.1977-25-05. М.: Изд-во стандартов. 1977. 6 с.

[21] ГОСТ 10670–77 Пилы ленточные для распиловки бревен и брусьев Технические условия. Введ.1978-01-07. М.: Изд-во стандартов. 1977. 6 с.

[22] Власов В.П., Жернокуй М.А., Кузнецов А.М. Технологические режимы РИ 05-00. Подготовка ленточных пил для распиловки бревен и брусьев. Красноярск: Изд-во СибНИИЛП, 1980. 106 с.

[23] Прокофьев Г.Ф., Коваленко О.Л., Черепанов С.А. Определение коэффициента концентрации напряжений в межзубовых впадинах ленточных пил при изгибе // ИзВУЗ Лесной журнал, 2015. № 4. С. 50–56.

[24] Прокофьев Г.Ф., Коваленко О.Л. Определение коэффициента концентрации напряжений в межзубовых впадинах ленточной пилы при ее натяжении // ИзВУЗ Лесной журнал, 2016. № 3. С. 117–123.

[25] Бершадский А.Л., Цветкова Н.И. Резание древесины. Минск: Вышэйш. шк., 1975. 303 с.

Сведения об авторах

Прокофьев Геннадий Федорович — профессор, д-р техн. наук, академик РАЕН, заслуженный изобретатель РФ, почетный работник высшего профессионального образования РФ, g.prokofjev@narfu.ru

Коваленко Олег Леонидович — ст. преп. кафедры инжиниринга транспортно-технологических средств и оборудования ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» (САФУ), o.kovalenko@narfu.ru

FREQUENCY DETERMINATION OF BAND SAW TEETH GRINDING (REGRINDING)

G.F. Prokof’ev, O.L. Kovalenko

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 163002, Arkhangelsk, Russia

g.prokofjev@narfu.ru

The advantages and disadvantages of band saws in comparison with other sawmills are considered. The necessity of timely grinding (regrinding) of band saws during their operation is emphasized. A method for calculating the time between regrindings of a band saw is proposed, which ensures the required service life of the saw - the time between regrindings of a band saw is determined taking into account the value of the limited endurance of the saw, determined for a given safety factor; the required quality of the lumber output and the reduction of energy consumption - the time between regrinding of the band saw is determined taking into account the amount of blunting of the band saw teeth, characterized by the radius of curvature of their main cutting edge. It is noted that of the two obtained values of the time between saw regrindings, it is necessary to take the smallest value. It is recommended to use the method proposed in the article when calculating the modes of sawing wood on separating and log band saw machines.

Keywords: band saw, fatigue cracks, tooth dulling, regrinding

Suggested citation: Prokof’ev G.F., Kovalenko O.L. Opredelenie vremeni periodichnosti zatochki (peretochki) zub’ev lentochnykh pil [Frequency determination of band saw teeth grinding (regrinding)]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 134–138. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-134-138

References

[1] Prokof’ev G.F. Intensifikatsiya pileniya drevesiny ramnymi i lentochnymi pilami [Intensification of sawing wood with frame and band saws]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1990, 240 p.

[2] Feoktistov A.E. Lentochnopil’nye stanki [Band saw machines]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1976, 152 p.

[3] Fergin V.P. Intensifikatsiya protsessov pileniya drevesiny [Intensification of wood sawing processes]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1988, 114 p.

[4] Sanev V.I. K voprosu o zapase prochnosti poloten lentochnykh pil [To the question of the margin of safety of band saw blades]. Leningrad: LTA, 1981, 8 p.

[5] Feoktistov A.E. Podgotovka lentochnykh pil k rabote [Preparing band saws for work]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest industry], 1971, 71 p.

[6] Malyshev Yu.V. Vliyanie nekotorykh faktorov na dolgovechnost’ poloten lentochnykh delitel’nykh pil [Influence of some factors on the durability of band saw blades]. Leningrad: LTA, 1974, 10 p.

[7] Dobrynin E.D. Issledovanie prichin avariynogo raskhoda lentochnykh pil [Investigation of the causes of emergency consumption of band saws]. Mekhanicheskaya tekhnologiya drevesiny: mezhvuz. sb. nauch. tr. [Mechanical technology of wood: Interuniversity. Sat. scientific tr.]. Leningrad: LTA, 1976, pp. 45–46.

[8] Shvamm L.G. Issledovanie i razrabotka metodov povysheniya dolgovechnosti lentochnykh pil dlya raspilovki drevesiny [Research and development of methods to improve the durability of band saws for sawing wood]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). Leningrad: LTA, 1982, 20 p.

[9] Veselkova B.A. Issledovanie i razrabotka rekomendatsiy po povysheniyu rabotosposobnosti lentochnykh pil dlya raspilovki drevesiny [Research and development of recommendations for improving the performance of band saws for sawing wood]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). Leningrad: LTA, 1978, 16 p.

[10] Trubnikov I.I. Napryazheniya v polotne lentochnykh pil, podvergnutykh poverkhnostnomu naklepu [Stresses in the blade of band saws subjected to surface work hardening]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 1965, no. 2, pp. 104–108.

[11] Dobrynin E.D. Kontsentratsiya napryazheniy v polotnakh pil ot nasechki zub’ev [Stress concentration in saw blades from notching teeth]. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Woodworking Industry], 1962, no. 4, pp. 10–11.

[12] Leykhtling K.A., Kuznetsov A.M., Sinyagovskaya M.S. Issledovaniya kharaktera treshchin v lentochnykh pilakh [Investigation of the nature of cracks in band saws]. Mekhanicheskaya obrabotka drevesiny: nauch. tekhn. ref. sb. VNIPIEIlesprom [Mechanical processing of wood: scientific. tech. ref. Sat. VNIPIEIlesprom], 1971, no. 10, pp. 7–8.

[13] Malyshev Yu.V. Issledovanie nekotorykh usloviy, obespechivayushchikh ratsional’nuyu ekspluatatsiyu lentochnykh delitel’nykh pil s tverdym splavom dlya raspilovki drevesiny [Study of some conditions that ensure the rational operation of band saw blades with hard alloy for sawing wood]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). Leningrad, 1974, 20 p.

[14] Pechkurov G.P. Prichiny obrazovaniya treshchin v polotnakh lentochnykh pil pri ikh podgotovke [The reasons for the formation of cracks in the blades of band saws during their preparation]. Mekhanicheskaya obrabotka drevesiny: nauch. tekhn. ref. sb. VNIPIEIlesprom [Mechanical processing of wood: scientific. tech. ref. Sat. VNIPIEIlesprom], 1976, no. 8, pp. 12–13.

[15] Trubnikov I.I. Ustalostnoe razrushenie poloten lentochnykh pil [Fatigue failure of band saw blades]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 1965, no. 6, pp. 91–93.

[16] Feoktistov A.E. Prichiny poyavleniya treshchin v polotnakh lentochnykh pil [Causes of Cracks in Band Saw Blades]. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Woodworking Industry], 1960, no. 5, pp. 12–14.

[17] Varfolomeev Yu.A., Druzhin I.S., D’yachkov Yu.A. Spravochnik po lesopileniyu [Handbook of sawmilling]. Ed. A.M. Kopeikin. Moscow: Ecology, 1991, 496 p.

[18] Nastenko A.A., Veselkov V.I. Tekhnologicheskie rezhimy RI 04–00. Podgotovka delitel’nykh lentochnykh pil [Technological modes RI 04–00. Preparation of dividing band saws]. Arkhangelsk: TsNIIMOD, 1976, 66 p.

[19] Prokof’ev G.F. Sozdanie vysokotekhnologichnykh lesopil’nykh stankov [Creation of high-tech sawmills]. Arkhangelsk: JSC «SOLTI», 2018, 157 p.

[20] GOST 6532–77 Pily lentochnye dlya raspilovki drevesiny. Tekhnicheskie usloviya. Vved.1977-25-05 [Band saws for cutting wood. Specifications. Introduced 1977-25-05]. Moscow: Publishing house of standards, 1977, 6 p.

[21] GOST 10670–77 Pily lentochnye dlya raspilovki breven i brus’ev Tekhnicheskie usloviya. Vved.1978-01-07 [Band saws for sawing logs and beams Specifications. Introduced 1978-01-07]. Moscow: Publishing house of standards, 1977, 6 p.

[22] Vlasov V.P., Zhernokuy M.A., Kuznetsov A.M. Tekhnologicheskie rezhimy RI 05-00. Podgotovka lentochnykh pil dlya raspilovki breven i brus’ev [Technological modes RI 05-00. Preparation of band saws for sawing logs and beams]. Krasnoyarsk: SibNIILP, 1980, 106 p.

[23] Prokof’ev G.F., Kovalenko O.L., Cherepanov S.A. Opredelenie koeffitsienta kontsentratsii napryazheniy v mezhzubovykh vpadinakh lentochnykh pil pri izgibe [Determination of the stress concentration factor in the interdental cavities of band saws during bending]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2015, no. 4, pp. 50–56.

[24] Prokof’ev G.F., Kovalenko O.L. Opredelenie koeffitsienta kontsentratsii napryazheniy v mezhzubovykh vpadinakh lentochnoy pily pri ee natyazhenii [Determination of the stress concentration factor in the interdental cavities of a band saw when it is tensioned], 2016, no. 3, pp. 117–123.

[25] Bershadskiy A.L., Tsvetkova N.I. Rezanie drevesiny [Cutting wood]. Minsk: Highest school, 1975, 303 p.

Authors’ information

Prokof’ev Gennadiy Fedorovich— Dr. Sci. (Tech.), Professor, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Honored Inventor of the Russian Federation, Honorary Worker of Higher Professional Education of the Russian Federation, g.prokofjev@narfu.ru

Kovalenko Oleg Leonidovich — Senior Lecturer of the Department of Engineering of Transport and Technological Means and Equipment of SAFU, o.kovalenko@narfu.ru

Лесоинженерное дело

16

О ВЛИЯНИИ ЧАСТИЧНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРАМИ НА ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН

139–152

УДК 630*331.101.1

DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-139-152

Шифр ВАК 4.3.4

А.П. Соколов, А.А. Селиверстов, Ю.В. Суханов, В.А. Сенькин

ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», 185910, Россия, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33

a_sokolov@psu.karelia.ru

Приведен анализ влияния опции IBC (Intelligent Boom Control) для частичной автоматизации управления манипуляторами машин марки John Deere на рабочий цикл и тяжесть труда их операторов. Исследованы две машины, оснащенные системами IBC в полевых условиях. Выявлены различия в частоте и продолжительности использования органов управления телескопическим удлинителем стрелы. Определено, что в результате автоматизации одна из степеней свободы органов управления манипулятором форвардера практически полностью исключена из использования (уменьшение примерно в 10 раз). Установлено значительное сокращение (примерно в 2 раза) продолжительности использования этой же степени свободы органов управления манипулятором харвестера, что экономит психофизиологические ресурсы операторов для более эффективного использования оставшихся степеней свободы, а также совместно с более простой и интуитивно понятной логикой работы органов управления повышает производительность, точность и безопасность работы. Показано, что более простой алгоритм работы снижает уровень стереотипности действий оператора, степень его усталости и рассеянности, которые обычно проявляются ближе к концу смены.

Ключевые слова: лесные машины, автоматизация, рабочий цикл, манипулятор, сортиментная заготовка древесины, эргономика

Ссылка для цитирования: Соколов А.П., Селиверстов А.А., Суханов Ю.В., Сенькин В.А. О влиянии частичной автоматизации управления манипуляторами на эргономические показатели лесозаготовительных машин // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 1. С. 139–152. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-139-152

Список литературы

[1] Пискунов М.А. Особенности российского рынка лесозаготовительной техники // ИзВУЗ Лесной журнал, 2020. № 6. С. 132–147. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-132-147

[2] Kellogg L.D., Bettinger P. Thinning productivity and cost for mechanized cut-to-length system in the Northwest Pacific coast region of the USA // J. of Forest Engineering, 1994, v. 5(2), pp. 43–52. https://doi.org/10.1080/08435243.1994.10702659

[3] Manner J., Palmroth L., Nordfjell T., Lindroos O. Load level forwarding work element analysis based on automatic follow-up data. // Silva Fennica, 2016, v. 50(3), article 1546. https://doi. org/10.14214/sf.1546

[4] Nurminen T., Korpunen H., Uusitalo J. Time consumption analysis of the mechanized cut-to-length harvesting system // Silva Fennica, 2006, v. 40(2), pp. 335–363. https://doi.org/10.14214/sf.346

[5] Piskunov M. Investigation of Structure of Technology Cycle Time of Hydraulic Manipulators in the Process of Loading Forwarders with Logs // Croatian J. of Forest Engineering, 2021, v. 42, pp. 391–403. https://doi.org/10.5552/crojfe.2021.863

[6] Strandgard M., Mitchell R., Acuna M. Time consumption and productivity of a forwarder operating on a slope in a cut-to-length harvest system in a Pinus radiata D. Don pine plantation // J. of Forest Science, 2017, v. 63(7), pp. 324–330. https://doi.org/10.17221/10/2017-JFS

[7] Gerasimov Y.Y., Siounev V.S. Forest machinery crane compound scheme synthesis: «skeleton» part // J. of Forest Engineering, 1998, v. 9(1), pp. 25–30.

[8] Gerasimov Y.Y., Siounev V.S. Forest machinery crane compound scheme synthesis: optimization of hydraulic cylinder operating mechanisms // J. of Forest Engineering, 2000, v. 11(1), pp. 73–79.

[9] Fassbender D., Zakharov V., Minav T. Utilization of electric prime movers in hydraulic heavy-duty-mobile-machine implement systems // Automation in Construction, 2021, v. 132, article 103964. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103964

[10] Heikkilä M., Linjama M. Displacement control of a mobile crane using a digital hydraulic power management system // Mechatronics, 2013, v. 23, pp. 452–461. http://dx.doi.org/10.1016/j.mechatronics.2013.03.009

[11] Kalmari J., Backman J., Visala A. Coordinated motion of a hydraulic forestry crane and a vehicle using nonlinear model predictive control // Computers and Electronics in Agriculture, 2017, v. 133, pp. 119–127. https://doi.org/10.1016/j.compag.2016.12.013

[12] La Hera P., Ortiz Morales D. Model-based development of control systems for forestry cranes // J. of Control Science and Engineering, 2015, article id 256951. https://doi. org/10.1155/2015/256951

[13] Ortiz Morales D., Westerberg S., La Hera P.X., Mettin U., Freidovich L., Shiriaev A.S. Increasing the level of automation in the forestry logging process with crane trajectory planning and control // J. of Field Robotics, 2014, v. 31(3), pp. 343–363. https://doi.org/10.1002/rob.21496.

[14] Westerberg S. Semi-automating forestry machines: motion planning, system integration, and human-machine interaction // Doctoral thesis. Robotics and control lab, 2014, Umeå University. Umeå: Umeå Universitet, 2014, p. 56. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-89067

[15] Hansson A., Servin M. Semi-autonomous shared control of large-scale manipulator arms // Control Engineering Practice, 2010, v. 18(9), pp. 1069–1076. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2010.05.015

[16] John Deere News and Announcements. URL: https://www.deere.com/en/technology-products/forestry-and-logging-technology/operator-assistance-technology/ (дата обращения 14.02.2022).

[17] Manner J., Gelin O., Mörk A., Englund M. Forwarder crane’s boom tip control system and beginner-level operators // Silva Fennica, 2017, v. 51(2), article 1717. https://doi.org/10.14214/sf.1717

[18] Manner J., Mörk A., Englund M. Comparing forwarder boom-control systems based on an automatically recorded follow-up dataset // Silva Fennica, 2019, v. 53(2), article id 10161. https://doi.org/10.14214/sf.10161

[19] Attebrant M. Winkel J., Mathiassen S.E., Kjellberg A. Shoulder-arm muscle load and performance during control operation in forestry machines: Effects of changing to a new arm rest, lever and boom control system // Applied Ergonomics, 1997, v. 28(2), pp. 85–97.

[20] Gerasimov Y., Sokolov A. Ergonomic evaluation and comparison of wood harvesting systems in Northwest Russia // Applied Ergonomics, 2014, v. 45, pp. 318–338. http://dx.doi.org/10.1016/j.apergo.2013.04.018[21] Østensvik T., Nilsen P., Veiersted K. B. Muscle Activity Patterns in the Neck and Upper Extremities Among Machine Operators in Different Forest Vehicles // International J. of Forest Engineering, 2008, v. 19(2), pp. 11–20. DOI: 10.1080/14942119.2008.10702563

[22] Gellerstedt S. Operation of the Single-Grip Harvester: Motor-Sensory and Cognitive Work // International J. of Forest Engineering, 2002, v. 13(2), pp. 35-47. DOI:10.1080/14942119.2002.10702461

[23] Gellerstedt S., Synwoldt U. Ergonomic initiatives for machine operators by the Swedish logging industry // Applied Ergonomics, 2003, v. 34, pp. 149–156.

[24] Häggström C., Lindroos O. Human, technology, organization and environment — a human factors perspective on performance in forest harvesting // International J. of Forest Engineering, 2016, v. 27(2), pp. 67–78. DOI: 10.1080/14942119.2016.1170495

[25] Löfgren B., Wikander J. Kinematic control of redundant knuckle booms // International J. of Forest Engineering, 2009, v. 20(1), pp. 22–30. https://doi.org/10.1080/14942119.2009.10702572

Сведения об авторах

Соколов Антон Павлович— д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой транспортных и технологических машин и оборудования ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», a_sokolov@psu.karelia.ru

Селиверстов Александр Анатольевич — канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры транспортных и технологических машин и оборудования ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», alexander@psu.karelia.ru

Суханов Юрий Владимирович — канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и организации лесного комплекса ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», yurii_ptz@bk.ru

Сенькин Виктор Александрович — канд. техн. наук, специалист кафедры транспортных и технологических машин и оборудования ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет», SenkinVictorA@gmail.com

ERGONOMIC EVALUATION OF FORESTRY CRANE PARTIAL AUTOMATION SYSTEM

A.P. Sokolov, A.A. Seliverstov, Yu.V. Sukhanov, V.A. Senkin

Petrozavodsk State University, 33, Lenin av., 185910, Petrozavodsk, Republic of Karelia, Russia

a_sokolov@psu.karelia.ru

Harvesters and forwarders are the main part of cut-to-length logging system equipment. Perfection of the hydraulic cranes have a very large impact on the overall operating efficiency of these forest machines. An analysis of impact of the John Deere crane partial automation option «Intelligent Boom Control» (IBC) on the work cycle and workload of forest machines operators is described in this article. Two machines equipped with IBC systems were studied in field conditions. Differences in frequency and duration of telescopic extension boom control activations were identified. It was determined that as a result of automation, one of the degrees of freedom of the crane controls is practically completely excluded from use in the case of forwarder (decrease by about 10 times). A significant reduction in the duration of its use is observed in the case of harvester (decrease by about 2 times). As a result, this saves the psycho-physiological resources of the operator for more efficient use of remaining degrees of freedom, which, coupled with a simpler and more intuitive logic of the controls operation, improves the productivity, accuracy and safety of cut-to-length logging. In addition, a simpler work algorithm reduces the level of stereotyping of the operator’s actions, fatigue and loss of attention, which usually come out at the end of the shift.

Keywords: forest machine operators, automation, work cycle, forestry cranes, cut-to-length logging, boom-tip control

Suggested citation: Sokolov A.P., Seliverstov A.A., Sukhanov Yu.V., Sen’kin V.A. O vliyanii chastichnoy avtomatizatsii upravleniya manipulyatorami na ergonomicheskie pokazateli lesozagotovitel’nykh mashin [Ergonomic evaluation of forestry crane partial automation system]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 139–152. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-139-152

References

[1] Piskunov M.A. Osobennosti rossiyskogo rynka lesozagotovitel’noy tekhniki [Features of the harvesting and logging equipment market in Russia]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2020, no. 6, pp. 132–147. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-132-147

[2] Kellogg L.D., Bettinger P. Thinning productivity and cost for mechanized cut-to-length system in the Northwest Pacific coast region of the USA. J. of Forest Engineering, 1994, v. 5(2), pp. 43–52. https://doi.org/10.1080/08435243.1994.10702659

[3] Manner J., Palmroth L., Nordfjell T., Lindroos O. Load level forwarding work element analysis based on automatic follow-up data. Silva Fennica, 2016, v. 50(3), article 1546. https://doi. org/10.14214/sf.1546

[4] Nurminen T., Korpunen H., Uusitalo J. Time consumption analysis of the mechanized cut-to-length harvesting system. Silva Fennica, 2006, v. 40(2), pp. 335–363. https://doi.org/10.14214/sf.346

[5] Piskunov M. Investigation of Structure of Technology Cycle Time of Hydraulic Manipulators in the Process of Loading Forwarders with Logs. Croatian J. of Forest Engineering, 2021, v. 42, pp. 391–403. https://doi.org/10.5552/crojfe.2021.863

[6] Strandgard M., Mitchell R., Acuna M. Time consumption and productivity of a forwarder operating on a slope in a cut-to-length harvest system in a Pinus radiata D. Don pine plantation. J. of Forest Science, 2017, v. 63(7), pp. 324–330. https://doi.org/10.17221/10/2017-JFS

[7] Gerasimov Y.Y., Siounev V.S. Forest machinery crane compound scheme synthesis: «skeleton» part. J. of Forest Engineering, 1998, v. 9(1), pp. 25–30.

[8] Gerasimov Y.Y., Siounev V.S. Forest machinery crane compound scheme synthesis: optimization of hydraulic cylinder operating mechanisms. J. of Forest Engineering, 2000, v. 11(1), pp. 73–79.

[9] Fassbender D., Zakharov V., Minav T. Utilization of electric prime movers in hydraulic heavy-duty-mobile-machine implement systems. Automation in Construction, 2021, v. 132, article 103964. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103964

[10] Heikkilä M., Linjama M. Displacement control of a mobile crane using a digital hydraulic power management system. Mechatronics, 2013, v. 23, pp. 452–461. http://dx.doi.org/10.1016/j.mechatronics.2013.03.009

[11] Kalmari J., Backman J., Visala A. Coordinated motion of a hydraulic forestry crane and a vehicle using nonlinear model predictive control. Computers and Electronics in Agriculture, 2017, v. 133, pp. 119–127. https://doi.org/10.1016/j.compag.2016.12.013

[12] La Hera P., Ortiz Morales D. Model-based development of control systems for forestry cranes. J. of Control Science and Engineering, 2015, article id 256951. https://doi. org/10.1155/2015/256951

[13] Ortiz Morales D., Westerberg S., La Hera P.X., Mettin U., Freidovich L., Shiriaev A.S. Increasing the level of automation in the forestry logging process with crane trajectory planning and control. J. of Field Robotics, 2014, v. 31(3), pp. 343–363. https://doi.org/10.1002/rob.21496.

[14] Westerberg S. Semi-automating forestry machines: motion planning, system integration, and human-machine interaction. Doctoral thesis. Robotics and control lab, 2014, Umeå University. Umeå: Umeå Universitet, 2014, p. 56. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-89067

[15] Hansson A., Servin M. Semi-autonomous shared control of large-scale manipulator arms. Control Engineering Practice, 2010, v. 18(9), pp. 1069–1076. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2010.05.015

[16] John Deere News and Announcements. Available at: https://www.deere.com/en/technology-products/forestry-and-logging-technology/operator-assistance-technology/ (accessed 14.02.2022).

[17] Manner J., Gelin O., Mörk A., Englund M. Forwarder crane’s boom tip control system and beginner-level operators. Silva Fennica, 2017, v. 51(2), article 1717. https://doi.org/10.14214/sf.1717

[18] Manner J., Mörk A., Englund M. Comparing forwarder boom-control systems based on an automatically recorded follow-up dataset. Silva Fennica, 2019, v. 53(2), article id 10161. https://doi.org/10.14214/sf.10161

[19] Attebrant M. Winkel J., Mathiassen S.E., Kjellberg A. Shoulder-arm muscle load and performance during control operation in forestry machines: Effects of changing to a new arm rest, lever and boom control system. Applied Ergonomics, 1997, v. 28(2), pp. 85–97.

[20] Gerasimov Y., Sokolov A. Ergonomic evaluation and comparison of wood harvesting systems in Northwest Russia. Applied Ergonomics, 2014, v. 45, pp. 318–338. http://dx.doi.org/10.1016/j.apergo.2013.04.018

[21] Østensvik T., Nilsen P., Veiersted K. B. Muscle Activity Patterns in the Neck and Upper Extremities Among Machine Operators in Different Forest Vehicles. International J. of Forest Engineering, 2008, v. 19(2), pp. 11–20. DOI: 10.1080/14942119.2008.10702563

[22] Gellerstedt S. Operation of the Single-Grip Harvester: Motor-Sensory and Cognitive Work. International J. of Forest Engineering, 2002, v. 13(2), pp. 35-47. DOI:10.1080/14942119.2002.10702461

[23] Gellerstedt S., Synwoldt U. Ergonomic initiatives for machine operators by the Swedish logging industry. Applied Ergonomics, 2003, v. 34, pp. 149–156.

[24] Häggström C., Lindroos O. Human, technology, organization and environment — a human factors perspective on performance in forest harvesting. International J. of Forest Engineering, 2016, v. 27(2), pp. 67–78. DOI: 10.1080/14942119.2016.1170495

[25] Löfgren B., Wikander J. Kinematic control of redundant knuckle booms. International J. of Forest Engineering, 2009, v. 20(1), pp. 22–30. https://doi.org/10.1080/14942119.2009.10702572

Authors’ information

Sokolov Anton Pavlovich— Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of Department of Transport and Technological Machinery and Equipment, Petrozavodsk State University, a_sokolov@psu.karelia.ru

Seliverstov Aleksandr Anatol’evich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of Department of Transport and Technological Machinery and Equipment, Petrozavodsk State University, alexander@psu.karelia.ru

Sukhanov Yuriy Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of Department of Technology and Managment of Forest Industry Complex, Petrozavodsk State University, yurii_ptz@bk.ru

Sen’kin Viktor Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Specialist of Department of Transport and Technological Machinery and Equipment, Petrozavodsk State University, sva_555@mail.ru