Способ определения смоляных ходов древесины

Способ относится к области изучения анатомического исследования древесины и обеспечивает получение необходимых сведений по смоляным ходам древесины. Система определения смоляных ходов представленным способом состоит из универсального микроскопа, web-камеры с программным обеспечением, переходных колец, персонального компьютера, суппорта и программы «Иzмеритель». В качестве рабочего материала берут образцы древесины в виде кернов, которые перед проведением работ окрашивают 4%-ным раствором перманганата калия для быстрого нахождения смоляных ходов в древесине. Окрашенный образец керна помещают в суппорт и острой бритвой срезают его верхнюю кромку. С помощью web-камеры, установленной в объектив-окуляр микроскопа, производят фотографирование образцов древесины. Изображения поверхности среза керна сохраняют на персональном компьютере и через программы «Paint» и «PhotoStitch» формируют готовое изображение целого керна. Изображение загружают через программу «Иzмеритель» и производят измерение количества смоляных ходов, площади среза рабочей поверхности керна, а также параметров годичных слоев, после чего данные сохраняют в excel-файле. Способ позволяет упростить и повысить точность измерений параметров смоляных ходов древесины. 7 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области изучения анатомического исследования древесины и обеспечивает получение необходимых сведений по смоляным ходам древесины.

Из предшествующего уровня техники известно, что основными методами определения биометрических показателей смоляных ходов и анатомических показателей древесины в целом являются микроскопический, гистохимический и информационный методы. Микроскопический метод (метод оптической микроскопии) позволяет изучить строение древесины. Заключается в изготовлении очень тонких прозрачных срезов и их исследовании в проходящем свете с помощью оптического микроскопа. Гистохимический метод основан на способности древесного волокна давать определенную окраску при взаимодействии специфических химических реагентов с каким-либо компонентом клеточной стенки. Информационный метод позволяет применять ЭВМ для обработки материала, создания баз данных и дает возможность наглядного построения моделей исследования. Предлагаемый способ объединяет уже существующие способы изучения анатомии древесины, упрощает и повышает точность получения необходимой информации.

Для исследования смоляных ходов древесины при помощи электронного микроскопа применяют прямые и косвенные методы. К прямым методам относятся метод подготовки объектов необходимой толщины диспергированием и метод ультратонких поперечных и продольных срезов, к косвенным - получение результатов измерений поверхности образцов древесины.

Для микроскопического изучения смоляных ходов пользуются тремя срезами в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: поперечным (перпендикулярно оси ствола) и двумя продольными - радиальным (вдоль оси ствола) и тангентальным (перпендикулярно радиусу ствола) [Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: Учебник для лесотехнических вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: МГУЛ, 2002. - 340 с.]. Для приготовления препаратов в микроскопе необходимы предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, стеклянные капельницы, чашки Петри, кристаллизаторы, ситечки и фильтровальная бумага. Предметные стекла - стеклянные пластинки прямоугольной формы размером 75×25 мм, толщиной 1,2 мм. Покровные стекла - тонкие стеклянные пластиночки размером 18×18, 20×20 мм. Предметные и покровные стекла должны быть чистыми, перед употреблением их протирают кусочком мягкой ткани, хранят в специальных коробочках [Костюкевич Н.Г. Химия древесины: учебное пособие. СПб.: СПБГЛТА, 2010], [Елистратов Н.А., Нестеренко В.В., Мокрова М.В., Платонова Н.М. Строение древесины: метод, указ. к выполнению лабораторной работы для студентов всех специальностей и форм обучения. СПб. гос. архит. - строит. ун-т. - СПб., 2010. - 19 с].

Изготовление срезов древесины проводят вручную остро отточенной бритвой. Исследуемый образец цилиндрической или прямоугольной формы вырезают из образца древесины ствола дерева (спил, высечка). Перед резкой образец древесины кипятят в течение 30 мин, а иногда и нескольких часов в воде с последующим переносом его в холодную воду или остыванием в том же сосуде, в котором проводилось кипячение. Это необходимо для удаления из древесины пузырьков воздуха и получения образца с определенной твердостью. Свежесрубленная древесина в большинстве случаев режется без всякой подготовки, но при этом ее необходимо держать в воде.

Для более контрастного выявления особенностей строения анатомических элементов на срезах древесины до заключения их в ту или иную среду проводят окрашивание. Наиболее часто для окраски применяют 1%-ный водный раствор сафранина или комбинацию красителей: сафранин и водный синий; хризоидин и водный синий либо светлый зеленый. Срезы помещают в ванночку с красителем и выдерживают в нем в течение 5 мин, затем избыток красителя отмывают водой, глицерином или спиртом.

Подготовленные препараты исследуют с помощью оптического микроскопа. Для получения отчетливого изображения предметное стекло с изучаемым объектом помещают на предметный столик и с помощью макрометрического винта перемещают зрительную трубу по высоте, пока объект не будет ясно виден. Далее посредством микрометрического винта микроскоп устанавливают таким образом, чтобы можно было рассмотреть препарат по всей его толщине.

Анатомическое строение древесины, в том числе параметры смоляных ходов, рассматривают на предметом стекле в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. На поперечном срезе помимо основных макро- и микроструктурных показателей древесины (клетки трахеид, годичные слои, сердцевинные лучи) хорошо видны вертикальные смоляные ходы, которые, как правило, находятся в поздней части годичного слоя в виде беловатых точек. На продольном срезе вертикальные смоляные ходы видны в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола дерева. Горизонтальные смоляные ходы, проходящие в сердцевинных лучах, можно обнаружить только под микроскопом на тангенциальном разрезе [Станко, Я.Н. Древесные породы и основные пороки древесины. Иллюстрированное справочное пособие для работников таможенной службы / Я.Н. Станко, Г.А. Горбачева; под. ред. Н.М. Шматкова, А.В. Беляковой; Всемирный фонд дикой природы (WWF). - М., 2010. - 155 с.].

Задача, на решение которой направлен заявленный способ, заключается в упрощении и повышении точности получения необходимой информации, изучения параметров смоляных ходов анатомического строения древесины ствола дерева.

Поставленная задача решается за счет того, что для изучения параметров смоляных ходов древесины на примере сосны обыкновенной используются керны, сбор которых осуществляется высверливанием с помощью возрастного бурава. Керн представляет собой образец древесины, извлеченный из ствола растущего дерева специально предназначенным устройством (возрастным буравом), при этом наносится минимальный ущерб дереву и никаких серьезных механических повреждений дерево не испытывает. Керн представляет собой цилиндрическую форму (столбик) древесины достаточно прочной, чтобы сохранять монолитность. Качество взятого керна во многом определяется степенью заточки кромки винтовой нарезки бурава. Для увеличения срока службы бурава и сохранения высокой степени заточки необходимо избегать соприкосновения винтовой нарезки и особенно ее кромки с посторонними металлическими предметами. По окончании работ по взятию кернов бурав должен быть очищен от различного рода включений, смолы и по возможности смазан машинным маслом или солидолом. Сверление производится в направлении, перпендикулярном продольной оси ствола. Небольшое отклонение в сверлении от перпендикулярного направления возможно при определении размерных характеристик анатомических показателей строения древесины ствола дерева (количество смоляных ходов, ширина годичных колец, ширина зон ранней и поздней древесины и др.).

Для осуществления способа определения параметров смоляных ходов древесины ствола дерева, на образцах кернов, разработана экспериментальная система измерения, состоящая из дигитальной установки и компьютерной программы «Иzмеритель» [Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2007611593], позволяющая повысить точность измерения смоляных ходов, снизить трудоемкость процесса, сохранять и архивировать результаты исследований, создавать базы данных изображений кернов для последующих исследований в области древесиноведения независимо от времени и без сохранения натуральных образцов.

Способ определения смоляных ходов древесины поясняется фотографиями (фиг. 1-7), которые являются иллюстрирующими материалами частного случая выполнения, а также расчет опытного образца сведен в таблицы 1 и 2 и представлен ниже.

Система состоит из универсального микроскопа, web-камеры с программным обеспечением, переходных колец, персонального компьютера, суппорта и программы «Иzмеритель» (Фиг. 1).

Узловым элементом является web-камера, подключенная к компьютеру, которая устанавливается на окуляр универсального микроскопа с помощью переходных колец. При этом матрица камеры должна находиться в фокальной плоскости объектива микроскопа. Перед началом работы камеры необходимо установить программное обеспечение камера на компьютере.

Образец керна (Фиг. 3) исследуемой древесины помещается на предметный стол микроскопа в специальный держатель (суппорт) (Фиг. 2), по которому препарат по мере исследования перемещается в направлении своей оси, при этом поперечная ориентация керна сохраняется. Изображение поверхности среза древесины через объектив-окуляр передается в web-камеру, что позволяет получить изображение объекта и передать его через программное обеспечение камеры на монитор компьютера (Фиг. 4). Качество изображения определяется разрешающей способностью камеры. При этом благодаря программному обеспечению камеры может быть осуществлена коррекция изображения и настройка его на экране монитора: контрастность, резкость, увеличение и т.д. Для определения параметров смоляных ходов древесины ствола дерева написана программа «Иzмеритель» (Фиг. 5).

Методика работы

Подготовленный керн (Фиг. 3) зажимается в суппорте (Фиг. 2), который закреплен на основании бинокуляра. Перед измерение керн в течении определенного времени (сутки) необходимо выдержать в 4%-ном растворе перманганата калия (марганцовка). В результате намокания осуществляется прокрашивание слоев древесины и вертикальные смоляные ходы, находящиеся в поздней зоне годичного слоя, становятся более заметными. После прокрашивания керн фиксируется в суппорте, и, поворачивая его в зажиме вдоль продольной оси, добиваются наилучшей видимости смоляных ходов (сторона керна с максимальным количеством наиболее заметных белых точек). Верхняя кромка керна срезается острой бритвой. Площадь срезания должна быть ровной, без «задиров» и максимальной по размерам (примерно до середины керна), для наглядного рассмотрения максимального количества смоляных ходов. Срезать верхнюю часть керна целесообразно от края образца, со стороны коры дерева, так как максимальное количество смоляных ходов располагается именно в данной зоне и с удалением к сердцевине ствола количество их уменьшается.

Перемещение суппорта вдоль своей оси производится вручную. Суппорт имеет шкалу с отметками, с помощью которых удобно передвигать его по основанию бинокуляра. Настройку изображения керна осуществляют по экрану монитора путем вращения винтов наведения резкости и приближения микроскопа, начинают процесс фотографирования, передвигая держатель с керном вдоль своей оси, ориентируясь на отметки шкалы суппорта. Готовые фотографии образцов керна необходимо обработать путем сохранения только центральной части изображения и вырезая периферийную часть фотографии, ориентируясь на отметки шкалы суппорта. Обработку данного рода можно осуществить с помощью универсального программного обеспечения ПК программы «Paint». Готовые образцы изображения керна соединяют между собой с помощью программы сканирования «PhotoStitch». Программа находится в общем доступе сети Internet и соединяет изображения по горизонтали и вертикали, которые были сняты секциями. Готовое изображение целого керна открываем через программу «Иzмеритель» и копируем его на «канву». Изображение керна сохраняется, маркируется и можно начинать производить измерения, нажав на кнопку «измерения» и при помощи «прицела» передвигая мышью, ставим точку на границах зон или какого-то элемента, который необходимо измерить. При расчете площади рабочей поверхности среза керна проводится замер длины и ширины области измерения (Фиг. 6). Количество смоляных ходов на выделенной поверхности определяется путем глазомерного подсчета их на всей выделенной зоне керна или в каждом отдельном годичном слое изучаемого среза. По окончании измерений результаты сохраняются нажатием кнопки «сохранить измерения» на панели инструментов и сохраняются в excel-файле, что позволяет работать с ними в дальнейшем. Измерение параметров смоляных ходов осуществляется с точностью ±0,1 мм в полуавтоматическом режиме.

Способ определения смоляных ходов древесины, объединяющий микроскопический, гистохимический и информационный способы изучения анатомии древесины, характеризующийся тем, что в качестве рабочего материала берут образцы древесины ствола дерева в виде кернов, которые предварительно окрашивают 4%-ным раствором перманганата калия, после чего образец помещают в суппорт и острой бритвой срезают его верхнюю кромку, при этом суппорт имеет шкалу с отметками, с помощью которых удобно передвигать его по основанию бинокуляра, на окуляр универсального микроскопа с помощью переходных колец устанавливают web-камеру, подключенную к компьютеру, изображение поверхности среза древесины через объектив-окуляр передают в web-камеру, что позволяет получить изображение объекта и передать его через программное обеспечение камеры на монитор компьютера, настройку изображения керна осуществляют по экрану монитора путем вращения винтов наведения резкости и приближения микроскопа и начинают процесс фотографирования, передвигая держатель с керном вдоль своей оси, ориентируясь на отметки шкалы суппорта, готовые фотографии образцов керна обрабатывают с помощью компьютерной программы «Paint» путем сохранения только центральной части изображения, полученные образцы изображения керна соединяют между собой с помощью программы сканирования «PhotoStitch» и изображение целого керна загружают в программу , в которой производят измерение параметров смоляных ходов, после чего данные сохраняют в excel-файле для работы с ними в дальнейшем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, в частности к способам создания различных видов противорадиационных лесных насаждений на аридных пастбищах для отдыха животных.
Изобретение относится к области рекультивации земель и лесному хозяйству. Защиту корневой системы древесных растений при лесной рекультивации обеспечивают тем, что корни древесных культур, предназначенных для биологической рекультивации, обмакивают в глиняную «болтушку» с добавлением биоудобрения.

Изобретение относится к стреловым конструкциям на рабочих машинах. Стреловая конструкция (2) содержит по меньшей мере две стреловые ветви (2а, b) и основную стреловую конструкцию (2с), проходящую от зоны (4) их схождения по существу в рабочем направлении.
Изобретение может быть использовано в лесном хозяйстве, лесной промышленности для определения возраста дерева. Способ заключается в том, что на боковую поверхность дерева воздействуют импульсом, например, ультразвуковым, электромагнитным или лазерным.

Изобретение относится к области экологии, а именно к выявлению признаков природных катастроф, и может найти применение при оценке опасности поражения территорий лавинообразным потоком.

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано при разделении пачки уложенных в штабель деревьев при массовой заготовке леса валочно-трелевочно-процессорными машинами.

Изобретение относится к области экологии, а именно к оценке качества атмосферного воздуха населенных мест по состоянию эпифитной лихенофлоры. Для этого вычисляют индекс загрязнения воздуха (ИЗА) по жизненности лишайников в пределах 89%, сравнивая его с комплексным показателем, определяемым на учетной площадке, и коэффициента толерантности лихенофлоры по отношению к индексу загрязнения воздуха, который исчисляется по формуле ИЗА=(0,89-G/89)/0,298, где 0,89 - максимальная относительная жизненность лихенофлоры в чистом воздухе; G% - комплексный показатель жизненности лихенофлоры на площадке лихеноиндикации; 89% - теоретически возможное максимальное значение жизненности лихенофлоры в чистом воздухе, выраженное в процентах; 0,298 - коэффициент толерантности лихенофлоры к ИЗА.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству. Приствольный круг состоит из соединенных между собой сегментов, образующих центральное отверстие под ствол растения.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к лесной селекции. Способ заключается в том, что для выращивания ели финской Picea×fennica (Regel) Kom.

Изобретение относится к области биологии растений и лесоводству. Способ включает определение активности пероксидазы в ткани растений березы и выявление ее корреляции со степенью узорчатости древесины.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской или лесной территории. Способ включает измерение показателей морфологического признака березы повислой и сравнение полученного значения с величиной, характерной для фоновой территории. Измеряют диаметр ствола в двух взаимно перпендикулярных направлениях север-юг и восток-запад и вычисляют отношение полученных величин. При этом чем меньше данное отношение, тем ниже качество окружающей среды. Способ позволяет повысить чувствительность определения при круглогодичном использовании, позволяет определять качество окружающей среды не только текущего года, но и за все предыдущие годы. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области противоэрозионной защиты лесистых склонов и может быть использовано в области природообустройства и охраны окружающей среды. В способе обеспечивают противоэрозионную защиту лесистого склона путем повышения сопротивляемости лесистого склона развитию оползне-эрозионной промоины. При этом деревья лесистого склона, растущие в непосредственной близости (~1-2 м) от вершинного и береговых участков оползне-эрозионной промоины, срезают и сваливают в русло промоины, создавая таким образом проницаемые запруды в русле промоины из сваленных в нее деревьев. Причем деревья с береговых участков сваливают в русло промоины преимущественно кронами вверх по течению. Способ позволяет повысить эффективность противоэрозионной защиты лесистого склона оползне-эрозионным процессам. 2 ил.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а именно к выращиванию устойчивых высокопродуктивных культур сосны кедровой сибирской природоохранного назначения. Способ включает разбивку площади на лесокультурные полосы и полосы естественного возобновления, частичную обработку почвы, посадку 4-5-летних укрупненных сеянцев или саженцев. Культуры создают на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования. В полосах проводят вырубку естественного возобновления, ширину лесокультурной полосы определяют равной от 35 до 45 м, а ширину полосы естественного возобновления - 10 и 14 м, расположение длинной стороны полосы ориентируют с севера на юг.Способ позволит создать устойчивую культуру сосны кедровой сибирской природоохранного назначения и промежуточно получить древесину в полосах, оставленных для естественного возобновления. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройству в лесотехнической машине, причем в данном устройстве имеется шасси (12), одноосный набор катков, шарнирно прикрепленных к шасси (12), и по меньшей мере один вспомогательный каток (18), установленный за пределами набора катков для того, чтобы увеличить грузоподъемность задней части шасси (12). Устройство дополнительно содержит по меньшей мере один опорный рычаг (20), выполненный с возможностью поддержки указанного вспомогательного катка (18) на своем первом конце (22) и шарнирно прикрепленный на своем втором конце (24) к шасси (12) с помощью поперечного вала (23), опорную поверхность (36), прикрепленную к шасси (12), и противоположную поверхность (38), прикрепленную к указанному опорному рычагу (20) для ограничения поперечного передвижения опорного рычага (20). Изобретение также относится к соответствующей лесотехнической машине. Такое выполнение обеспечивает более низкое поверхностное давление на землю и хорошее манипулирование. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к интродукции в лесах сосны кедровой сибирской, а также к созданию устойчивых кедрово-липово-дубовых культур на вырубках в условиях В2, С2 и Д2. Способ характеризуется тем, что проводят частичную обработку почвы двухотвальными лесными плугами с расстоянием между центрами борозд 9 м в направлении с севера на юг. Весной следующего года осуществляют посадку 3-летних сеянцев сосны кедровой сибирской, а через 5 лет выполняют обработку почвы через 3 м от рядов сосны кедровой двухотвальным лесным плугом и посадку с чередованием рядов дуба черешчатого и липы мелколиственной с шагом посадки 1 м. Способ обеспечивает возможность совместного выращивания устойчивых пород кедра, дуба и липы с меньшим повреждением вредителями. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к лесной промышленности. Способ заготовки сортиментов включает валку деревьев, очистку деревьев от сучьев, раскряжевку полученных хлыстов на сортименты и укладку сортиментов на разрабатываемую ленту леса. Валку деревьев производят валочно-пакетирующей машиной с укладкой их в пачки на след или на границу следа валочно-пакетирующей машины. Очистку деревьев от сучьев, раскряжевку полученных хлыстов на сортименты и укладку сортиментов в пачки на разрабатываемую ленту леса выполняют процессором, причем пачки сортиментов укладываются на границе следа валочно-пакетирующей машины параллельно ему. Способ заготовки сортиментов позволяет сохранить подрост для естественного лесовозобновления. 1 ил.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к мобильным лесопильным установкам. Мобильный многофункциональный лесопильный комплекс включает технологический автомобиль (1), оборудованный кран-манипуляторной установкой (2), дополнительно оснащенный складными телескопическими опорными стойками. На платформе автомобиля в транспортном положении установлен съемный кузов-контейнер (3), оборудованный технологическими дверьми и люками. Кузов-контейнер разделен перегородками на отдельные технологические отсеки, в которых стационарно размещены и закреплены лесопильный станок и электроагрегат с моторной установкой. В отдельном отсеке размещены тележки для подачи и приема лесоматериала и комплекты лесозаготовительного и деревообрабатывающего электроинструмента. На крыше кузова-контейнера размещены эстакады с рольгангом (6) для лесоматериала. Улучшается мобильность и автономность лесопильного комплекса. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при восстановлении защитных лесных насаждений. Cпособ включает лесовосстановительную рубку, удаление срубленных деревьев за пределы участка и подавление нежелательной растительности и посадку хозяйственно ценных лесных культур. Лесовосстановительную рубку проводят с оставлением пней вровень с поверхностью почвы. После удаления срубленных деревьев за пределы участка по поверхности почвы участка поздней осенью разбрасывают подстилочный навоз с оставлением его верхнего уровня выше поверхности пней и зимой на его поверхности накапливают снег, а рано весной перед началом снеготаяния накрывают его водоудерживающим, воздухонепроницаемым материалом. Перед началом лесокультурных работ водоудерживающий, воздухонепроницаемый материал убирают. После высыхания поверхности почвы участка проводят посадку хозяйственно-ценных лесных культур. Способ обеспечивает повышение качества подавления нежелательной растительности и уменьшение себестоимости работ. 2 табл.

Изобретение относится к лесному хозяйству и предназначено для тестирования состояния лесных экосистем и прогнозирования динамики их развития в условиях интенсивного биотического воздействия корневых патогенных грибов (опенка) комплекса Armillaria mellea sensu lato. Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение вероятности гибели как существующих, так и вновь создаваемых лесных насаждений от патогенного воздействия корневой гнили, вызываемой грибами комплекса Armillaria mellea s.l. Результат достигается тем, что в среду (почва), потенциально зараженную опенком, помещают ослабленные растения (черенки осины), легко подверженные заражению, и проводят последующий учет их приживаемости, сохранности, появления на них мицелия (ризоморф) и (или) плодовых тел опенка. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при создании полезащитных лесных полос постоянной ажурной конструкции. Cпособ включает подготовку почвы, маркеровку участка, посадку растений чередующимися блоками из долговечных и быстрорастущих древесных пород и агротехнические уходы. После достижения деревьями долговечной породы проектной высоты блоки быстрорастущей породы полностью удаляют. На месте блоков из быстрорастущей породы подготавливают почву и высаживают блоки из деревьев долговечной породы, а по достижении ими проектной высоты блоки, посаженные первоначально из долговечной породы, удаляют и на их месте подготавливают почву и высаживают деревья из долговечной породы, а по достижении ими проектной высоты деревья, посаженные на месте блоков из быстрорастущей породы, удаляют и операции повторяют. Способ обеспечивает долговечность лесополосы, постоянство ее мелиоративных свойств, лучший рост долговечных пород. 1 табл.
Наверх