Быстрорастущие ели естественного происхождения имеют много длинных волокон

Быстрый рост в высоту может положительно влиять на длину волокон в древесине шведской ели. В исследовании изучались образцы древесины 38-летних елей обыкновенных (Picea abies) из одного из самых естественно плодородных лесов Швеции.

«Длинные волокна дают прочную бумагу и картон благодаря увеличенному количеству связей», — говорит Бьёрн Шёстранд, доцент химической инженерии Карлстадского университета. Преимущество повышенной прочности расширяет спектр применений, а той же прочности можно достичь, используя меньше материала.

Гипотеза исследования заключалась в том, что деревья с быстрым ростом в высоту могут иметь более длинные волокна и, следовательно, давать более длинные целлюлозные волокна по сравнению с ранее зарегистрированными в Швеции значениями.

Исследование длины волокон недавно опубликовано в журнале Holzforschung. Результаты показывают, что много длинных волокон может образовываться в деревьях, которые быстро растут в высоту, даже в относительно молодом возрасте. Исследование также показывает, что так называемое модальное значение, по-видимому, является более стабильным и лучше подходит для характеристики длины волокон по сравнению со средним значением и медианой. Эта мера центральной тенденции может дополнить текущие спецификации, используемые для характеристики целлюлозы.

Обнадеживающие результаты для будущего

Результаты обнадеживают для выявления или выращивания лесов с более высокой долей длинных волокон в будущем.

Материал для образцов взят из леса на гипертовой коренной породе, известном плодородном лесном участке к северу от Карлстада. Годовой прирост объема в этом лесу примерно в четыре раза превышает средний показатель по стране. Самые высокие известные в Швеции ели высотой более 49 метров росли там до недавнего времени. Дальнейший анализ объясняющих переменных и других свойств древесины продолжается.

«Хотя масштаб исследования относительно ограничен, результаты согласуются с гипотезами, предложенными на международном уровне», — говорит Армас Яппинен, приглашенный исследователь кафедры инженерии и химических наук Карлстадского университета. Если наши выводы о длине волокон окажутся более общими и применимыми к другим лесам со схожим управлением и благоприятными условиями роста, преимущества могут быть значительными.

Исследование для циркулярной биоэкономики

Исследование проводилось в рамках междисциплинарного сотрудничества, которое оказалось сильной стороной. Яппинен, доктор философии в области лесных продуктов, идентифицировал и отбирал образцы и собирал древесину вместе с Микаэлем Персторпером, адъюнкт-профессором строительных технологий Карлстадского университета. Карл Мозер, постдок в KTH, перерабатывал древесину в целлюлозу, а Шёстранд анализировал волокна. Дополнительные исследования свойств пиломатериалов из этого материала продолжаются.

Исследование является частью среды Pro2BE (Processes and Products for a Circular Bioeconomy) в Карлстадском университете. Pro2BE сосредоточена на исследованиях и образовании для перехода к биоэкономике, основанной на устойчивых и возобновляемых ресурсах, а также на развитии лесной промышленности.