The issue of water and wind erosion of soil remains critically important. Polymeric materials offer a promising solution to this problem. In this study, we prepared and applied an interpolyelectrolyte complex (IPEC) composed of the biopolymers chitosan and sodium carboxymethyl cellulose (Na-CMC) for the structuring of forest sandy soils and the enhancement of the pre-sowing treatment of Scots pine (Pinus sylvestris L.) seeds. A nonstoichiometric IPEC [Chitosan]:[Na-CMC] = [3:7] was synthesized, and its composition was determined using gravimetry, turbidimetry, and rheoviscosimetry methods. Soil surface treatment with IPEC involved the sequential application of a chitosan polycation (0.006% w/w) and Na-CMC polyanion (0.02% w/w) relative to the air-dry soil weight. The prepared IPEC increased soil moisture by 77%, extended water retention time by sixfold, doubled the content of agronomically valuable soil fractions > 0.25 mm, enhanced soil resistance to water erosion by 64% and wind erosion by 81%, and improved the mechanical strength of the soil-polymer crust by 17.5 times. Additionally, IPEC application resulted in slight increases in the content of humus, mobile potassium, mobile phosphorus, ammonium nitrogen, and mineral salts in the soil while maintaining soil solution pH stability and significantly increasing nitrate nitrogen levels. The novel application technologies of biopolymers and IPEC led to a 16–25% improvement in Scots pine seed germination and seedling growth metrics.

Статья посвящена исследованию процессов выделения, химической структуры и реологических свойств хитин-глюкановых комплексов из биомассы грибов Armillaria mellea. В результате проведенных исследований было установлено, что выход хитин-глюкановых комплексов составил от 11,0 до 24,9% со степенью деацетилирования от 24 до 55%. Максимальный выход был получен при обработке плодовых тел грибов на стадии депротеинизации 3% водным раствором гидроксида натрия с механическим перемешиванием 225 об/мин в течение 60 мин при 75±5°С. Показано, что степень деацетилирования коррелирует со значениями используемой концентрации щелочи. ИК-спектры полученных образцов хитин-глюкановых комплексов включают полосы поглощения, характерные для валентных и деформационных колебаний связей хитинового и глюканового звеньев и совпадают со спектрами хитин-глюкановых комплексов других грибов. Установлено, что вязкостные характеристики 1% раствора хитин-глюканового комплекса в 2% соляной кислоте в 14 и 190 раз ниже 5 и 10% растворов соответственно. Хранение 1% раствора хитин-глюкановых комплексов в течение 7 суток при 25±2°С сопровождается снижением вязкости, вязкость 5 и 10% растворов остается стабильной.

ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ПРЕПАРАТОВ ЭКО-СТИМ В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

The article presents the results of experiments on studying of rheological behaviour of dilute solutions of agar-agar. The chosen range of concentration 0,1–0,7% allows to avoid gelation at ambient temperature. Dependence of viscosity and shear stress on concentration, shearing speed and temperature in an interval 25–45 °С is investigated. It was found that the concentration dependence of viscosity severely depends on the shear speed, a nonlinearity is observed that increases with decreasing shear speed. The dependence of the viscosity on the shear speed for concentrations of 0,3–0,7% has a similar but gradually changing type of the asymptotic decrease, whereas for 0,1%, solution dependence linearly grows with increase of shear speed. The interrelation of viscosity and shear stress is studied. Curves for solutions of 0,3–0,7% have a similar type and differ significantly from curves for 0,1% solutions. Moreover, the dependencies are not typical for polymer solutions. The activation energy of viscosity and shear stress is studied. For two temperature intervals: 25–35 and 35–45 °C, there is no correlation and a smooth dependence of the measured parameters on temperature. The activation energy of both viscosity and shear stress not decreases with temperature increase, as one might expect, but increases, for many times. This fact is observed completely individually for the different concentrations. An explanation is proposed for the observed dependences, which is based on the assumption of a structural change in agar-agar solutions, which is caused by changing the concentration of solution and magnitude of the mechanical influence.

Chemical modification of plant raw materials aimed at obtaining new valuable products and materials is described. Methods of preliminary treatment and modification of biopolymers (cavitation,...

Статья посвящена сравнительному исследованию реологических свойств хитин-глюканового комплекса в водных растворах уксусной и соляной кислот. Образец ХГК выделен из плодовых тел опенка осеннего Armillaria mellea, полученного биотехнологическим способом из легковозобновляемого растительного сырья. Методом ротационной вискозиметрии исследовано течение растворов хитин-глюканового комплекса концентрацией 1, 3, 5 % (масс.) в уксусной кислоте в диапазоне от 10 до 1000 с^-1 при температуре от 20°С до 50°С. Также использованы аналогичные данные для растворов хитин-глюканового комплекса концентрацией 1, 5, 10 % (масс.) в соляной кислоте. Определены величины реологических коэффициентов уравнения Оствальда для этих растворов. Установлены явления неньютоновской аномалии вязкости. Высокая вязкость растворов может быть обусловлена присутствием внутренней надмолекулярной структуры в растворах хитин-глюканового комплекса. Показан преимущественно псевдопластичный характер реологического поведения изученных растворов. Индекс течения при этом варьируется в пределах от 0,01 до 0,47 для растворов хитин-глюканового комплекса в уксусной кислоте и от 0,18 до 0,79 в растворах соляной кислоты. Псевдопластичный механизм течения таких растворов может быть объяснен разрушением внутренней структуры раствора при росте сдвиговых нагрузок. Также выявлен дилатантный характер течения растворов ХГК в уксусной кислоте при концентрации 1 % (масс.) при скорости сдвига от 10 до 100 с^-1. Индекс течения при этом составляет от 1,28 до 1,57. Дилатантный характер течения может быть обусловлен преобладанием процессов образования новой внутренней структуры в растворе над разрушением существующей в растворе структуры при низкой концентрации хитин-глюканового комплекса. Влияние температуры на реологическое поведение растворов сильно искажено влиянием прочих факторов.