На основе междисциплинарного подхода исследуются воздействие экзо- и эндогенных факторов на продуктивность древесных растений, оцениваемой по камбиальной активности и формированию годичного слоя древесины; физико-химические свойства древесины. Разрабатываются новые способы определения физиологического состояния и оценки уровня устойчивости лесных фитоценозов в изменяющихся условиях.

Основные направления

• В настоящее время научная тематика лаборатории, включающая в себя химический и физиолого-биохимический аспекты исследования древесных растений, интегрирована в базовый проект «Ксилогенез основных лесообразующих пород Сибири: инвариантность и изменчивость метаболизма, физико-химических показателей и анатомического строения древесины в изменяющихся условиях внешней среды».

Основные достижения

• Исследован обмен углеводов, азотсодержащих и фенольных соединений, органических кислот в ассимилирующих и запасающих тканях. В камбиальной зоне исследован гормональный статус и динамика активности ферментов, участвующих в формировании структурных элементов клеточной стенки в связи с периодичностью роста.
• Изучены закономерности образования и морфогенеза элементов годичного кольца древесины, влияние внешних факторов на отдельные стадии морфогенеза трахеид хвойных, субстратное обеспечение процесса роста и развития трахеид.
• Установлено влияние жесткой внутривидовой конкуренции в насаждениях разной густоты и искусственной дефолиации, имитирующей повреждение насекомыми, на рост, метаболизм и активность работы системы антиоксидантной защиты в тканях хвойных.
• Разработаны новые теоретические подходы к изучению системы древесина - низкомолекулярное вещество.
• Впервые установлены достоверные различия в спектральных характеристиках, отвечающих углеводной и ароматической частям ранней и поздней древесины разных лет образования, которые характеризуют степень кристалличности целлюлозы и состояние связанной воды. Установлено, что температура воздуха мая – августа оказывает заметное влияние на полимерный состав при синтезе клеточных стенок как ранней, так и поздней древесины; осадки – только ранней древесины.
• На основе массива данных термогравиметрии и дифференциальной-сканирующей калориметрии рассчитаны кинетические параметры термодеструкции ранней и поздней древесины (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.) годичных слоев, образованных при разных погодных условиях.
• Установлено, что при инвариантности соотношения целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина ранней и поздней древесины величина среднего значения эффективной энергии активации термического разложения существенно неодинакова. Обнаружены корреляционные связи между показателями термодеструкции древесины и средними значениями температуры воздуха, количества осадков соответствующих вегетационных периодов.
• Разработан ряд новых высокоэффективных способов извлечения комплекса экстрактивных веществ из коры хвойных пород Сибири с помощью бинарных и трехкомпонентных водно-органических систем экстрагентов.
• Предлагаемые варианты имеют существенные преимущества перед традиционными способами экстракции по суммарному выходу экстрактивных веществ, качественному составу экстрактов и «технологичности» процесса экстрагирования.
• Гидрофобизацией послеэкстракционного остатка получен поглотитель углеводородных масел и нефти, способный поглощать и удерживать до 4.5 кг(масла/нефти)/кг поглотителя.
• Результаты исследований коллектива опубликованы в ряде монографий и в многочисленных статьях в отечественных и зарубежных журналах. По некоторым разделам проекта (изучение стрессовых реакций хвойных в ответ на действие неблагоприятных факторов, взаимодействие древесины с физически активными низкомолекулярными веществами и др.) приоритет исследований в нашей стране принадлежит Институту леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.

Основные приборы и оборудование

• Спектрометр атомно-абсорбционный МГА-915МД (Россия)
• Рентгеновский кристалл дифракционный спектрометр «СПЕКТРОСКАН-МАКC-G» (Россия)
• Фотометр пламенный с компрессором PFP7 (Англия)
• ИК-Фурье спектрометр Vertex-80 (Германия)
• Автоматический спектрофотометр СФ-2000 (Россия)
• Хроматограф газовый с масс-спектрометрическим детектором, с парофазным пробоотборником и автосамплером Agilent Technologies 6890N/5975 (США).
• Жидкостный хроматограф (ВЭЖХ) Prominenc LC – 20 (Япония)
• Дифференциальный сканирующий калориметр теплового потока DSC 204 F-1 Phoenix (Германия)
• Темогравиметрическая система TG 209 F1 Iris^® (Германия)
• Микроскоп электронный сканирующий TM-1000 с системой микроанализа (Япония).
• Комплект современного оборудования для пробоподговки: мельницы, экстракционная система EV6All/14 (Германия), высокопроизводительный роторный испаритель Hei-VAP Plug&Play Advantage 2 (США), роторные испарители (Россия), инфракрасная сушильная система «Sartorius» MA-30 (Германия), аналитические микровесы (Россия, Япония), шейкеры, вакуумная фильтровальная система (Германия), рефрижераторная центрифуга (Англия), рН-метры и др.

Основные методы

• атомно-абсорбционная спектрометрия;
• рентгенофлуоресцентная спектрометрия;
• пламенная фотометрия;
• ИК-Фурье спектроскопия;
• газо-жидкостная хроматография с масс-спектрометрией;
• высокоэффективная жидкостная хроматография;
• термогравиметрия;
• дифференциальная сканирующая калориметрия;
• растровая электронная микроскопия с элементным анализом.

В составе Красноярского регионального центра коллективного пользования лаборатория осуществляет аналитическую деятельность для институтов ФИЦ КНЦ СО РАН и для сторонних заказчиков: ООО «ЭКОТЕХНОЛОГИИ», Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Института леса Карельского научного центра РАН, Сибирского федерального университета, Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова и др.

Сотрудники

Заведующий лабораторией Лоскутов Сергей Реджинальдович доктор химических наук Fellow of the International Academy of Wood Science +7 391 2494469 lsr@ksc.krasn.ru

Фотогалерея лаборатории