Evaluation of growthstimulating activity of substances contained in bark-containing wastewater from woodworking industry

Cover Page

Cite item

Abstract

The possibility of using an aqueous extract of bark-containing mass of wastewater formed during wood processing as growth stimulator for various crops was considered. The proposed technological solution meets the modern requirements to improve the environmental efficiency of enterprises in woodworking industry, contributes to the expansion of the range of goods which can be used in related industries, including the agroindustrial complex to increase its productivity. Studies on testing extractive substances of bark-containing mass at various dilutions as a growth stimulant for a number of test crops (spring common wheat cv. Rada and garden cress cv. Azhur) were carried out. The cambium layer of wood contains all the necessary substances required for higher plants and is most susceptible to destruction under the influence of water and mechanical forces during wood processing at the stage of bark separation. In this regard, the possibility of using aqueous extracts from the bark of various wood species as growth stimulants was investigated. The purpose of the research was to study the effect of a complex of bark extractives on biometric parameters of the test crops depending on the dilution factor of the concentrated bark-containing wastewater from wood processing. It was established that specially prepared aqueous extracts from the bark have pronounced growth-s timulating effects (significant increase in root length by 35…40 % and sprouts - by more than 42…44 %) and can be used as growth stimulants in seed preparation. The method of producing growth stimulants based on bark-containing wastewater is protected by a patent.

Full Text

Введение

Разработка перспективных технологий, в которых отражены принципы зеленой химии, — наиболее актуальное направление в современном техносферном обществе. Реформа в области обращения с отходами, переход на цифровые технологии контроля качества окружающей среды, в т. ч. сокращения отходов производства, заставляет научное сообщество искать и предлагать технологические решения по эффективному использованию вторичных материалов для получения новых целевых продуктов на их основе. К сожалению, общая база вторичных материалов только создается, поэтому перспективные технологические решения по использованию, как правило, формируются в смежных областях знаний. С технологической точки зрения побочные продукты основного цикла являются отходами, а для других отраслей хозяйства они могут быть продуктами, ценными для повышения эффективности основного производства.

Современные требования по локализации потоков сточных вод, организации водоотведения с учетом современных экологических требований заставляют рассматривать технологию очистки воды как самостоятельное направление в получении новых продуктов целевого назначения. Наиболее привлекательным видом хозяйственной деятельности с этой позиции является водоемкое производство переработки биомассы древесины. Мы остановимся только на технологии выделения коросодержащего потока, которая является наилучшей доступной согласно информационно-­технологическому справочнику (ИТС 1–2015)1. Сегодня практически на каждом предприятии отрасли требуется высокая степень отделения коры от деловой древесины. До настоящего времени коросодержащий поток не рассматривался в технологии переработки биомассы древесины как потенциальное сырье для получения новых продуктов. Реализация этой технологии может быть отнесена к перспективным способам переработки древесины, с помощью которой возможно осуществить восстановление естественных механизмов при рекультивации почв с воссозданием плодородного слоя и продуктивности растительных сообществ.

При взаимодействии воды с древесиной на стадии ее подготовки происходит разрушение слоя камбия, который содержит в своем составе необходимые биологически активные вещества, такие как моно- и полисахариды, фрагменты лигнина, экстрактивные соединения [1], при их различном сочетании обладающие свой­ствами стимуляции роста растений.

Вектор развития агропромышленного комплекса, который можно отнести к смежной отрасли хозяйственной деятельности воспроизводства и переработки древесины, ориентирован на производство органической, экологически чистой продукции2. Качество сельскохозяйственной продукции как приоритетное направление развития этой отрасли должно основываться на процессном подходе и вписываться в общую концепцию национальной безопасности страны [2]. В связи с этим использование продуктов на основе воспроизводимого растительного сырья для получения регуляторов роста — актуальное направление исследований, связанное как с комплексной переработкой древесины, так и с получением новых ценных продуктов для агропромышленного сектора. Использование стимуляторов роста, полученных путем первичной переработки природного сырья в виде древесины без использования химикатов, позволит с большой степенью вероятности производить экологически чистую продукцию [3].

Позитивный опыт в использовании коросодержащих отходов в виде компостов отмечается в ряде работ [4–7] с позиции ростостимулирующего эффекта. По всей вероятности, биологически активные вещества, в т. ч. водорастворимые экстрактивные вещества коры, могут оказывать благоприятное влияние на развитие корневой системы различных культур. Однако работы, где исследовались бы возможности этих веществ, выделенных в результате промышленной переработки биомассы древесины для других отраслей промышленности, таких, как жилищно-­коммунальное хозяйство, регулирование и рекультивация объектов накопления бытовых отходов, садово-­парковое хозяйство, в научной литературе практически отсутствуют. Основная цель исследования — изучение влияния экстрактивных веществ коры, полученной при переработке древесины промышленным и лабораторным способами, в качестве нового реагента для стимуляции роста высших растений.

Материалы и методы исследования

В качестве объектов исследования для оценки ростостимулирующей активности подобрали культуры, используемые в аграрном секторе как для индивидуального, так и для промышленного применения. Использовали кресс-­салат Ажур агрофирмы Аэлита и зерновую культуру — яровую мягкую пшеницу сорта Рада урожая 2017 г. Эти культуры можно отнести к стандартным лабораторным тест-объектам для оценки всхожести семенного материала, поскольку они характеризуются быстрым прорастанием3, что и позволило выполнять большое количество воспроизводимых опытов за короткий промежуток времени с получением массива результатов для статистической обработки экспериментальных данных.

В основе исследования лежит метод определения всхожести. Выбранные образцы культур обрабатывали специально подготовленными растворами на основе водных экстрактов коры, полученных в производственном процессе и лабораторных условиях при различной кратности их разбавления. Для определения всхожести смеси семян отсчитывали четыре пробы по 100 семян в каждом опыте. Повтор эксперимента составлял не менее 5 серий при каждом разбавлении.

Проращивание семян осуществляли на фильтровальной бумаге (НБ) белая лента. Семена раскладывали на трех слоях увлажненной бумаги растворами исследуемых стимуляторов роста в чашках Петри. Влажность фильтровальной бумаги, которую контролировали периодически, раз в сутки, составляла 71…75 %. Опыт проводился с чередованием света и темноты в режиме светового дня для Северо-­Западного региона РФ (март — май) при температуре 20 ± 2 °C. Результаты снимались на седьмые сутки.

Первая модель для обработки семян (М1) представляет собой усредненную пробу сточных вод после корьевого пресса древесно-­подготовительного цеха (ДПЦ) при переработке преимущественно хвой­ных пород древесины. Вторую модель (М2) мы получили в лаборатории по технологии, приближенной к формированию коросодержащей сточной воды ДПЦ1, где преимущественно использовались лиственные породы древесины. Состав полученных вод согласуется с данными исследований [8, 9].

Как известно [1], при водной экстракции древесины в раствор переходят биологически активные вещества, такие как моно- и полисахариды, фрагменты лигнина, экстрактивные соединения. Суммарную концентрацию органических веществ в полученных моделях оценивали по величинам химического потребления кислорода (ХПК) бихроматным методом, сухому и прокаленному остатку в соответствии с методиками, используемыми в практике контроля сточных вод 4, 5. Принимали эти показатели как характеристику исходного раствора для отработки технологических решений по его использованию в качестве стимулятора роста. Для удобства сравнения результатов исследования обеих моделей показатели их качества были доведены до соизмеримых величин путем корректировки исходных проб водной вытяжки коросодержащих масс и составили по величинам ХПК и цветности 960 ± 11 мг О2/дм3 и 2180 ± 12° ПКШ соответственно. Элементный состав абсолютно сухих веществ моделей: С — 49…50 %, О — 43…44 %, Н — 6 %, N — 0,4 %, зольность — 0,6…1,2 %.

Концентрацию активных компонентов при исследовании ростостимулирующей активности модельных систем задавали в единицах кратности разбавления в диапазоне от 1 до 1000 путем регулирования исходной суммарной величины органических веществ (ХПК) в системах, где в качестве разбавляющей среды использовалась дистиллированная вода.

Результаты экспериментальных наблюдений обрабатывали с помощью компьютерной программы Microsoft Excel 2010. Рассчитывали средние значения длины ростка и корня, тест-объектов и оценивали стандартные отклонения и доверительные интервалы для каждой серии опытов.

Результаты исследования и обсуждение

Косвенным методом определяли влияние экстрактивных веществ, выделенных в технологии ДПЦ, в зависимости от кратности их разбавления на прорастание и развитие тестовых культур высших растений.

Исследование действия водной вытяжки после отжима коры показало, что процесс стимуляции семян проявляется в результате активного деления клеток при активизации их метаболизма. Установлено, что обработка семян водным раствором М1 ведет к интенсификации прорастания семян в условиях исследования лабораторной всхожести.

Обработка бумажных фильтров растворами М1 при различном его разбавлении погружным способом перед внесением в чашки Петри семян кресс-­салата повысила их всхожесть (табл. 1). При выбранных условиях эксперимента она находилась в пределах 89,8…94,0 %. Превышение по отношению к контролю — 2,5…7,1 %.

Таблица 1. Влияние на всхожесть семян кресс-­салата Ажур стимуляторов роста М1 в зависимости от кратности разбавления

№ серии опытов

Разбавление рабочего раствора М1

Всхожесть, %

Существенность различий t

М ± m

К контролю

0

Контроль (разбавляющая вода)

87,6 ± 1,5

1

10–4

94,0 ± 0,8

+ 7,1

3,9 ≥ 3

2

10–3

93,2 ± 0,8

+ 6,8

4,2 ≥ 3

4

10–2

89,8 ± 0,5

+ 2,5

1,3 ≤ 3

5

10–1

92,7 ± 0,3

+ 5,7

3,1 ≥ 3

6

10–0,3

91,3 ± 0,4

+ 3,8

1,5 ≤ 3

7

100

86,7 ± 0,6

–4,7

–2,6 ≤ 3

Table 1. Effect of M1 growth stimulants on germination of garden cress cv. Azhur depending on the dilution factor

№ of series
of experiments

Dilution of the working solution M1

Germination, %

Significance of differences t

М ± m

To control

0

Control (diluting water)

87.6 ± 1.5

1

10–4

94.0 ± 0.8

+7.1

3.9 ≥ 3

2

10–3

93. 2 ± 0.8

+6.8

4.2 ≥ 3

4

10–2

89.8 ± 0.5

+2.5

1.3 ≤ 3

5

10–1

92.7 ± 0.3

+5.7

3.1 ≥ 3

6

10–0,3

91. 3 ± 0.4

+3.8

1.5 ≤ 3

7

100

86.7 ± 0.6

–4.7

–2.6 ≤ 3

Наиболее положительный эффект оказали препараты на основе воды ДПЦ модели М1 при разбавлении в 100…10000 раз. Отмечена существенность различий с контрольными показателями t ≥ 3. При обработке семян стимулятором без разбавления наблюдается ингибирующий эффект: всхожесть ниже, чем в контроле на 4,7 %.

Дисперсионным анализом установили достоверность полученных значений (табл. 2 и 3).

Таблица 2. Влияние на биометрические показатели растений кресс-­салата Ажур реагента М1 в зависимости от его разбавления

Концентрация с учетом разбавления

Среднее значение, мм

Доверительный интервал, мм

Корень

Росток

Корень

Росток

Контроль

4,95

3,64

4,95 ± 0,61

3,64 ± 0,25

10–4

4,84

4,62

4,84 ± 0,36

4,62 ± 0,89

10–3

5,91

4,05

5,91 ± 1,22

4,05 ± 0,17

10–2

4,07

3,95

4,07 ± 0,48

3,95 ± 0,22

10–1

6,06

4,42

6,06 ± 0,46

4,42 ± 0,19

10–0,3

7,49

5,18

7,49 ± 0,53

5,18 ± 1,30

100

5,52

3,79

5,52 ± 0,67

3,79 ± 0,30

Table 2. Effect of M1 reagent on biometric indicators of garden cress cv. Azhur depending on the dilution factor

Concentration including dilution

Average length, mm

Confidence interval, mm

Root

Sprout

Root

Sprout

Control

4.95

3.64

4.95 ± 0.61

3.64 ± 0.25

10–4

4.84

4.62

4.84 ± 0.36

4.62 ± 0.89

10–3

5.91

4.05

5.91 ± 1.22

4.05 ± 0.17

10–2

4.07

3.95

4.07 ± 0.48

3.95 ± 0.22

10–1

6.06

4.42

6.06 ± 0.46

4.42 ± 0.19

10–0,3

7.49

5.18

7.49 ± 0.53

5.18 ± 1.30

100

5.52

3.79

5.52 ± 0.67

3.79 ± 0.30

Таблица 3. Прирост биометрических показателей кресс-­салата Ажур при использовании растворов М1 различного разбавления

Концентрация реагента с учетом разбавления

Корень

Росток

Прирост, %

Достоверность

Прирост, %

Достоверность

10–4

97,77

–2,23

Недостоверно

126,92

+26,92

Достоверно

10–3

119,39

+19,39

Достоверно

111,26

+11,26

Достоверно

10–2

82,22

–17,78

Достоверно

108,52

+8,52

Достоверно

10–1

122,42

+22,42

Достоверно

121,43

+21,43

Достоверно

10–0,3

151,31

+51,31

Достоверно

142,31

+42,31

Достоверно

100

111,51

+11,51

Достоверно

104,12

+4,12

Достоверно

Table 3. Increase in biometric indicators of ‘Azhur’ garden cress using M1 solutions of various dilutions

Reagent concentration including dilution

Root

Sprout

Increase,%

Reliability

Increase, %

Reliability

10–4

97.77

–2.23

Unreliable

126.92

+26.92

Reliable

10–3

119.39

+19.39

Reliable

111.26

+11.26

Reliable

10–2

82.22

–17.78

Reliable

108.52

+8.52

Reliable

10–1

122.42

+22.42

Reliable

121.43

+21.43

Reliable

10–0,3

151.31

+51.31

Reliable

142.31

+42.31

Reliable

100

111.51

+11.51

Reliable

104.12

+4.12

Reliable

Следует отметить, что в состав модельных композиций не вводили дополнительную минеральную составляющую, а использовали внутренний резерв минеральных веществ, переходящих в водную вытяжку при мокром способе обработке древесины.

На рис. 1 приведены биометрические показатели кресс-­салата в сравнении с реперным опытом (контроль).

Рис. 1. Биометрические показатели кресс-салата в зависимости от кратности разбавления Кр промышленной водной вытяжки М1
Источник: выполнила С.Б. Михайлова с помощью программы Microsoft Excel

Fig. 1. Biometric indicators of garden cress depending on the dilution factor of industrial water extract M1
Source: created by S.B. Mikhailova using Microsoft Excel

Как видно из приведенных данных, при использовании специально подготовленных растворов на основе промышленной сточной воды М1 обнаруживается увеличение основных биометрических характеристик посевного материала во всех представленных случаях. Кратность разбавления в данном случае не превышала 100 раз. Наибольший эффект по увеличению длины корня отмечается при Кр = 10, причем длина ростка в этом случае не существенно отличается от контроля. Следует отметить, что во всех рассмотренных случаях все биометрические показатели по длине корня превышают биометрические показатели по изменению длины ростка. Общий прирост отмечается выше биометрических показателей контрольных образцов, причем развитие корня активно проявляется в диапазоне кратности разбавления до 10 раз, а развитие ростков, напротив, активно происходит при больших концентрациях органической составляющей водного раствора.

В процентном соотношении по сравнению с контрольным образцом использование выбранной модели М1 дает достоверное увеличение длины корня на 35…40 %, а ростков — более чем на 42…44 %.

Аналогичные исследования были проведены по отношению к кресс-­салату (семейство крестоцветных рода клоповник Lepidium sativum) с использованием водной вытяжки из лиственных пород древесины М2, полученной в лабораторных условиях (табл. 4 и 5).

Таблица 4. Влияние реагента М2 на биометрические показатели кресс-­салата Ажур

Концентрация реагента при разбавлении

Среднее значение, мм

Доверительный интервал, мм

Корень

Росток

Корень

Росток

Контроль

7,79

3,04

7,79 ± 0,587

3,04 ± 0,145

10–4

8,53

3,22

8,53 ± 0,459

3,22 ± 0,115

10–3

8,036

3,33

8,036 ± 0,466

3,33 ± 0,143

10–2

8,73

3,32

8,73 ± 0,526

3,32 ± 0,135

10–1

9,33

3,052

9,33 ± 0,817

3,052 ± 0,123

Table 4. Effect of M2 reagent on biometric indicators of garden cress cv. Azhur

Reagent concentration after dilution

Average length, mm

Confidence interval, mm

Root

Sprout

Root

Sprout

Control

7.79

3.04

7.79 ± 0.587

3.04 ± 0.145

10–4

8.53

3.22

8.53 ± 0.459

3.22 ± 0.115

10–3

8.036

3.33

8.036 ± 0.466

3.33 ± 0.143

10–2

8.73

3.32

8.73 ± 0.526

3.32 ± 0.135

10–1

9.33

3.052

9.33 ± 0.817

3.052 ± 0.123

При наличии средних значений корня и ростка, а также доверительных интервалов оценивали достоверность полученных результатов в сравнении с реперным опытом, для которого обработку фильтровальной бумаги осуществляли дистиллированной водой.

Таблица 5. Прирост биометрических показателей растений кресс-­салата Ажур относительно контроля при использовании реагента М2

Концентрация реагента при разбавлении

Корень

Росток

Прирост, %

Достоверность

Прирост, %

Достоверность

10–4

109,49

+9,49

Достоверно

105,92

+5,9

Достоверно

10–3

103,15

+3,16

Недостоверно

109,5

+9,54

Достоверно

10–2

112,06

+12,06

Достоверно

109,21

+9,21

Достоверно

10–1

119,77

+19,77

Достоверно

100,38

+0,38

Недостоверно

Table 5. Increase in biometric indicators of ‘Azhur’ garden cress using M2 reagent

Reagent concentration after dilution

Root

Sprout

Increase, %

Reliability

Increase, %

Reliability

10–4

109.49

+9.49

Reliable

105.92

+5.9

Reliable

10–3

103.15

+3.16

Unreliable

109.5

+9.54

Reliable

10–2

112.06

+12.06

Reliable

109.21

+9.21

Reliable

10–1

119.77

+19.77

Reliable

100.38

+0.38

Unreliable

Статистически обработанные биометрические показатели пророщенного кресс-­салата под влиянием реагентов на основе коросодержащих стоков М2 в зависимости от кратности их разбавления приведены на рис. 2.

Рис. 2. Биометрические показатели кресс-­салата в зависимости от кратности разбавления Кр водной вытяжки М2
Источник: выполнила С.Б. Михайлова с помощью программы Microsoft Excel

Fig. 2. Biometric indicators of garden cress depending on the dilution factor of M2 aqueous extract
Source: created by S.B. Mikhailova using Microsoft Excel

Как видно из приведенных данных, при кратностях разбавления в 2 и 1000 раз можно отметить существенные величины прироста ростка и корня по сравнению с контрольным образцом. При разбавлении в 100 раз отмечается угнетение ростостимулирующей активности. Однако при увеличении разбавления опять наблюдается переход к положительному эффекту в развитии ростков и корневой системы выбранной культуры. Изменение в механизме стимуляции ростков по сравнению с корневой системой требует дополнительного исследования этого явления и более детального анализа химического состава используемой композиции. Это позволит объяснить механизм процесса на основе трансформации самих компонентов, входящих в состав модели, и оценить их влияние на выбранную культуру. Однако это не входило в объем исследования на данном этапе.

Аналогичные исследования по оценке биометрических характеристик посевного материала проводили на образцах мягкой яровой пшеницы Рада. При выбранных условиях эксперимента всхожесть находилась в пределах 93,1…96,3 %. Превышение по отношению к контролю — 1,5…4,1 %.

Обобщенные результаты обработки экспериментальных данных этих исследований (рис. 3) свидетельствуют о ростостимулирующей активности используемого препарата на основе модели М1 в зависимости от кратности разбавления. Наибольшей стимулирующей активностью обладают композиции с кратностью разбавления в диапазоне от 2 до 10 (рис. 3). Причем при обработке посевного материала этими растворами отмечается как ростостимулирующая активность корневой системы, так и увеличение параметров ростков.

Рис. 3. Биометрические показатели пшеницы в зависимости от кратности разбавления Кр промышленной водной вытяжки М1
Источник: выполнила С.Б. Михайлова с помощью программы Microsoft Excel

Fig. 3. Biometric indicators of wheat depending on the dilution factor of M1 industrial aqueous extract
Source: created by S.B. Mikhailova using Microsoft Excel

Как в случае с кресс-­салатом, так и для образцов пшеницы кратность разбавления 100 раз является особенной. При данном разбавлении полученная композиция преимущественно инертна по отношению к выбранным образцам пшеницы или незначительно отличается от биометрических показателей контроля. Напротив, при увеличении разбавления отмечается угнетение корня, причем достаточно активное по сравнению с контрольным образцом. Росток также испытывает дефицит в питательных веществах и развивается практически как контрольный образец, а при разбавлении более 1000 раз даже отмечается его угнетение. Угнетение корня отмечается при разбавлении более чем в 100 раз. Эти данные свидетельствуют о том, что для получения композиции с выраженной ростостимулирующей активностью нет необходимости в значительном разбавлении в производственном процессе. Композиция с кратностью разбавления не более чем в 10 раз может выполнять функции стимуляторов роста.

Рис. 4. Биометрические показатели пшеницы в зависимости от кратности разбавления Кр водной дисперсии М2
Источник: выполнила С.Б. Михайлова с помощью программы Microsoft Excel

Fig. 4. Biometric indicators of wheat depending on the dilution factor of M2 aqueous dispersion
Source: created by S.B. Mikhailova using Microsoft Excel

Эффект изменения биометрических показателей пшеницы под воздействием водной дисперсии лиственных пород М2 от кратности разбавления имеет бимодальный характер как для ростка, так и для корня (рис. 4). Причем корневая система активно развивается при разбавлении до 10 раз. При дальнейшем увеличении разбавления отмечается спад ростостимулирующей активности до зоны Кр = 100. Или изменение биометрических показателей ростка во всем исследованном диапазоне разбавления соизмеримо с контролем, или проявляется некоторое угнетение ротостимулируюшей активности по отношению к реперным пробам.

Можно предположить, что некоторые из пяти основных природных веществ, известных из [10–15]: ауксины, гиббереллины, цитокинины, этилен, брассиностероиды — могут содержаться в водных экстрактах композиций, используемых при исследовании. Они воздействуют на рост и развитие растений и наиболее часто используются в разные фазы вегетационного их периода. В чистом виде эти компоненты в сточных водах при переработке биомассы древесины не зафиксированы, так как анализ и контроль этих потоков осуществляется только по суммарным показателям. Однако согласно наилучшим доступным технологиям (НДТ) по ЦБП6, в процессе мокрой окорки древесины отделение коры от ксилемы происходит по камбию. Соответственно, вода воздействует на камбий. В результате действия пара и воды в раствор переходят биологически активные вещества, в т. ч. ауксины и, возможно, цитокинины, которые дают позитивный стимулирующий эффект развитию растений. В результате гидролиза, частичного окисления и делигнификации происходит разрушение фенилпропановых единиц, которые по своей структуре очень похожи на структурные формы известных стимуляторов роста. Учитывая склонность лигнина к процессу самоорганизации и формированию трехмерных органоминеральных структур [16–18], можно предположить, что при различном разбавлении возникают и разрушаются кластеры из экстрактивных веществ. Они могут в одних случаях, при определенном разбавлении, угнетать ростостимулирующий эффект, и, напротив, при более низком разбавлении, где нет дополнительных окислительных процессов, осуществить стимуляцию роста выбранных образцов исследуемых культур.

Можно выдвинуть предположение, что фрагменты деструкции камбия и биомассы коры, поступающие в водную вытяжку при подготовке модельной системы, являются прекурсорами образования ростостимулирующих веществ, причем их концентрация при разбавлении может существенно варьироваться. Критическая зона разбавления от 50 до 100 раз, в которой во всех исследованных системах отмечается минимальный ростостимулирующий эффект, может рассматриваться как зона разбавления с формированием ингибиторов процесса биосинтеза в семенном материале.

Таким образом, водные экстракты коры, полученные в процессе подготовки древесного сырья при определенной кратности разбавления, могут рассматриваться как новая композиция для получения стимуляторов роста, которая в одном случае способствует развитию биомассы корневой системы, а в другом — ростков. В данном случае рассматривалась только композиция на основе коросодержашей водной вытяжки без добавления дополнительных компонентов, которые могут усиливать эти эффекты.

Заключение

В работе показана принципиальная возможность использования водной вытяжки из коры различных пород древесины, полученной при подготовке ее к дальнейшей переработке на предприятиях ЦБП, в качестве стимулятора роста высших растений. Подготовка водной экстракции коросодержащего потока для целевого использования может быть реализована на базе основного технологического процесса локальной очистки этих потоков с использованием биологически очищенной воды для регулирования концентрации активных компонентов. В результате исследований показана выраженная ростостимулирующая активность водных композиций на основе вытяжки из коры в диапазоне до 50 раз по отношению к различным культурам. Это может расширить спектр товарных продуктов предприятий ЦБП в виде жидкого экстракта из коры, полученного на стадии ДПЦ в качестве стимулятора роста высших растений, который можно использовать как для сельскохозяйственных культур, так и культур, применяемых при рекультивации территорий. Такой вариант реализации продукта наиболее целесообразен, так как любое его концентрирование приведет к изменению коллоидно-­химических свой­ств конечного продукта и будет требовать дополнительных исследований и затрат на его подготовку для целевого использования.

 

 

1 ИСТ 1—2015. Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона. М., 2015.

2 Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федер. закон Рос. Федерации от 03 августа 2018 г. № 280 ФЗ: принят Гос. Думой Федер. Собр. Рос. Федерации 25 июля 2018 г.: одобр. Советом Федерации Федер. Собр. Рос. Федерации 28 июля 2018 г.

3 ГОСТ Р 52325—2005. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. М., 2009.

4 ИСТ 1–2015. Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона. М., 2015.

5 Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федер. закон Рос. Федерации от 03 августа 2018 г. № 280 ФЗ: принят Гос. Думой Федер. Собр. Рос. Федерации 25 июля 2018 г.: одобр. Советом Федерации Федер. Собр. Рос. Федерации 28 июля 2018 г.

6 Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИСТ 1-2015. Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона.

×

About the authors

Alla B. Dyagileva

St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design

Email: abdiag@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5983-4550
SPIN-code: 3808-0190

Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Department of Environmental Protection and Rational Use of Natural Resources, Higher School of Technology and Power Engineering

4 Ivana Chernykh st., Saint Petersburg, 198095, Russian Federation

Sofya B. Mikhailova

Fire and Rescue College “St. Petersburg Rescue Training Center”

Email: soniamihailova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7927-2081

teacher

52/1 building K Bolshevikov ave., Saint Petersburg, 193315, Russian Federation

Anastasia I. Smirnova

St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design

Author for correspondence.
Email: smirnova_nasty87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6429-1490
SPIN-code: 5820-0410

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Department of Physical and Colloidal Chemistry, Higher School of Technology and Power Engineering

4 Ivana Chernykh st., Saint Petersburg, 198095, Russian Federation

References

  1. Deyneko IP, Deyneko IV, Belov LP. Investigation of the chemical composition of pine bark. Chemistry of plant raw material. 2007;(1):19–24. (In Russ.).
  2. Galkin GD. Innovative development production of ecologically pure food: concept, objectives, role of the state. Bulletin of Chelyabinsk State University. Economic sciences. 2018;(3):61–69. (In Russ.).
  3. Naimi OI, Povolotskaya YS. Biological farming and ecological aspects of the humic preparations application. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2019;(3–1):121–123. (In Russ.). doi: 10.24411/2500–1000–2019–10633
  4. Gavrilov TA, Patalaynen LS, Kolesnikov GN. About resource-¬saving technology of ecologically safe utilization of tree bark. Modern scientific researches and innovations. 2014;(7):59–64. (In Russ.).
  5. Volodin VV, Shubakov AA, Volodina SO, Shergina NN, Vasilov RG. Trends in the development of methods of disposal of bark and bark-wood waste of long-term storage (review). Agricultural science of the Euro-¬North-¬East. 2022;23(5):611–632. (In Russ.). doi: 10.30766/2072–9081.2022.23.5.611–632
  6. Kumar A, Gautam A, Dutt D. Biotechnological transformation of lignocellulosic biomass in to industrial products: an overview. Advances in Bioscience and Biotechnology. 2016;7(3):149–168. doi: 10.4236/abb.2016.73014
  7. Demidova NA, Mochalov BA, Buntina ML. The use of composts based on wood bark as a fertilizer for black currant seedlings cultivation. Belgorod State University Scientific Bulletin. Natural sciences.2013;(7):43–49. (In Russ.).
  8. Bayborodin AM, Vorontsov KB, Bogdanovich NI. Local treatment of heavily polluted sewage waters of pulp and paper industry. Water: chemistry and ecology. 2011;(8):16–21. (In Russ.).
  9. Bayborodin AM, Vorontsov KB, Bogdanovich NI. Coagulation treatment оf heavily polluted effluents оf the woodroom-3 оf JSC “Arkhangelsk Pulp and Paper Mill”. Russian Forestry Journal. 2012;(4):144–150. (In Russ.).
  10. Chumikina LV, Arabova LI, Kolpakova VV, Topunov AF. Phytohormones and abiotic stresses (review). Khimija rastitel’nogo syr’ja. 2021;(4):5–30. (In Russ.). doi: 10.14258/jcprm.2021049196
  11. Nefedeva EE, Belopukhov SL, Verkhoturov VV, Lysak VI. Role of phytohormones in regulation of seed germination. Proceedings of universities. Applied chemistry and biotechnology. 2013;(1):61–66. (In Russ.).
  12. Barabash IP, Petrova LN, Drepa EB. Regulation of enzyme systems in plant breeding. Agrochemical Bulletin. 2012;(2):30–31. (In Russ.).
  13. Tyuterev SL. Physiology-¬biochemical bases for stress resistance management in plants in adaptive agriculture. Plant protection news. 2000;(1):11–35. (In Russ.).
  14. Glyanko АК, Ischenko AA. Cytokinin and auxin participation in nodulation process regulation in legumes. Journal of stress Physiology & Biochemistry. 2015;11(2):16–27.
  15. Tarabanko VE, Ulyanova OA, Kalacheva GS. Research of dynamics of the content of terpene compounds in composts based on pine bark and their growth-¬stimulating activity. Khimija rastitel’nogo syr’ja. 2010;(1):121–126. (In Russ.).
  16. Karmanov AP. Samoorganizatsiya i strukturnaya organizatsiya lignina [Self-organization and structural organization of lignin]. Yekaterinburg. 2004. (In Russ.).
  17. Kocheva LS, Karmanov AP, Mironov MV, Belyy VA, Polina IN, Pokryshkin SA. Characteristics of chemical structure of lignin biopolymer from Araucaria relict plant. Questions and answers of evolution. International Journal of Biological Macromolecules. 2020;159:896–903. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.05.150
  18. Belyy VA, Karmanov AP, Kocheva LS, Nekrasova PS, Kaneva MV, Lobov AN, et al. Comparative study of chemical and topological structure of macromolecules of lignins of birch (Betula verrucosa) and apple (Malus domestica) wood. International Journal of Biological Macromolecules. 2019;128:40–48. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.01.095

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig. 1. Biometric indicators of garden cress depending on the dilution factor of industrial water extract M1

Download (68KB)
2. Fig. 2. Biometric indicators of garden cress depending on the dilution factor of M2 aqueous extract

Download (75KB)
3. Fig. 3. Biometric indicators of wheat depending on the dilution factor of M1 industrial aqueous extract

Download (75KB)
4. Fig. 4. Biometric indicators of wheat depending on the dilution factor of M2 aqueous dispersion

Download (69KB)

Copyright (c) 2024 Dyagileva A.B., Mikhailova S.B., Smirnova A.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies