دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Effects of pine (Pinus eldarica Medw) on physical and chemical properties and soil quality in (Case Study: Sirvan and Eyvan Counties) اثرات کاج تهران (Pinus eldarica Medw) بر برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمایی و کیفیت خاک (مطالعه موردی: شهرستان‌های سیروان و ایوان) 1 23 7600 10.22069/jwfst.2025.24230.2134 FA یاسم خانمحمدیان دانشجوی دکتری علوم زیستی جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران جواد میرزایی دانشیار، گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران مهدی حیدری استاد ، گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران مهناز کرمیان دکتری علوم زیستی جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران 0000-0001-9253-2036 Journal Article 2025 11 01 Background and Objective: Pinus eldarica Medw species is effective on physical and chemical properties and soil quality index. However, the extent of these effects varies depending on factors such as climate, planting age, and soil depth. The aim of the present study is to investigate the short-term (20-year) and medium-term (30-year) effects of pine afforestation on soil properties. Materials and Methods: Based on the Demarton index, two representative regions of semi-arid and Mediterranean climates were selected in Ilam province. Two 20- and 30-year-old plantations of P. eldarica were used for this study. Soil sampling was carried out using a completely randomized design in each region at two depths of 0-10 and 10-20 cm with five replications. For data analysis, three-way analysis of variance (GLM) based on a factorial design was used to determine the significant effects of treatments and their interactions on physical (soil texture, bulk density, and soil moisture) and chemical (pH, electrical conductivity, organic carbon, total nitrogen, available potassium, available phosphorus, and lime) properties and soil quality index. Comparison of means was performed using Duncan's test at a 5% probability level. Principal component analysis (PCA) was used to examine the relationships between soil properties and explain the patterns of change between different treatments. Results: The results showed that soil depth had a significant effect on the clay, sand, moisture, and bulk density. While the climate had a significant effect on soil moisture and the age of the plantations on moisture and bulk density, the soil moisture in 30-year-old plantations was about 1.5 times that of 20-year-old plantations. Also, climate had a significant effect on total nitrogen, phosphorus, and potassium and soil quality index. Stand age and soil depth had a significant effect on most chemical properties. In addition, the interaction between age and soil depth had a significant effect on organic carbon, total nitrogen, available potassium, and soil quality index. The organic carbon content in the surface layer of 30-year-old trees was 3 to 3.5 times higher, total nitrogen was 2.5 to 3 times higher, available potassium was 1.8 to 1.5 times higher, soil quality index was 1.15 and 1.14 times higher, and electrical conductivity was lower than in 20-year-old plantations. These differences were observed in semi-arid and Mediterranean regions, respectively. Conclusion: Afforestation with the non-native species of Tehran pine in degraded lands, plays an important role in soil conservation, water resource conservation, carbon storage, and landscape restoration. Although soil quality index has improved in the Mediterranean climate due to higher organic matter input, more favorable climatic conditions, and greater water holding capacity, a gradual trend of soil properties improvement in older stands is also observed in the semi-arid region. These stands play an effective role in soil improvement and stability under water-limited conditions by increasing carbon and nitrogen content and reducing electrical conductivity. Therefore, the continuation of afforestation programs using non-native pine species should be accompanied by long-term monitoring and rigorous comparative studies with native species, in order to meaningfully contribute to sustainable natural resource management and the restoration of ecological balance in vulnerable ecosystems. سابقه و هدف: نهالکاری با گونه‌ی کاج تهران (Pinus eldarica Medw) موجب تغییر در ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و شاخص کیفیت خاک می‌شود. با این حال، میزان این تغییرات، تحت تأثیر عواملی همچون اقلیم، سن کاشت و عمق خاک متفاوت است. هدف پژوهش حاضر، بررسی اثرات نهالکاری کاج در دوره‌های ۲۰ ساله و ۳۰ ساله بر ویژگی‌های خاک است. مواد و روش‌ها: بر اساس شاخص دومارتن، دو منطقه‌ نماینده‌ی اقلیم‌های نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای در استان ایلام انتخاب شدند. برای انجام این تحقیق، دو توده جنگل‌کاری‌شده 2۰ و 30 ساله از گونه کاج تهران استفاده شد. نمونه‌برداری خاک به‌صورت کاملاً تصادفی از هر منطقه در دو عمق 10-0 و 20-10 سانتی‌متری و با پنج تکرار انجام شد. برای تحلیل داده‌ها، از آنالیز واریانس سه‌طرفه (GLM) در قالب طرح فاکتوریل به‌منظور تعیین اثرات معنی‌دار تیمارها و اثرات متقابل آن‌ها بر ویژگی‌های فیزیکی (بافت خاک، چگالی ظاهری و رطوبت خاک) و شیمیایی (pH، هدایت الکتریکی، کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم قابل جذب ، فسفر قابل جذب و آهک) و شاخص کیفیت خاک استفاده شد. مقایسه‌ی میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال ۵ درصد انجام گرفت. از آنالیز مؤلفه‌های اصلی (PCA) برای بررسی روابط میان ویژگی‌های خاک و تبیین الگوهای تغییر بین تیمارهای مختلف استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که عمق خاک بر میزان رس، شن، رطوبت و چگالی ظاهری تأثیر معنی‌داری داشت. در حالی که اقلیم منطقه تنها بر رطوبت خاک و سن بر رطوبت و چگالی ظاهری از نظر آماری معنی‌دار بود. به‌طوری‌که که رطوبت خاک در جنگل‌کاری‌های ۳۰ ساله حدود 5/1 برابر جنگل‌کاری‌های ۲۰ ساله بود. همچنین، اقلیم بر میزان نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم و شاخص کیفیت خاک اثر معنادار داشت. سن و عمق خاک بر اکثر ویژگی‌های شیمیایی اثر قابل توجهی داشتند. علاوه براین، اثر متقابل سن و عمق خاک بر میزان کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم قابل جذب و شاخص کیفیت خاک دارای تفاوت معنادار بود. میزان کربن آلی در لایه‌ی سطحی خاک در توده ۳۰ ساله ۳ تا 5/3 برابر، نیتروژن کل 5/2 تا ۳ برابر، پتاسیم قابل جذب 8/1 تا 5/1 برابر، شاخص کیفیت خاک 15/1 و 14/1 برابر و هدایت الکتریکی کمتر از جنگل‌کاری‌های ۲۰ ساله بود. این تفاوت‌ها به‌ترتیب در مناطق نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای مشاهده شدند. نتیجه‌گیری: نهالکاری با گونه‌ی غیر بومی کاج تهران در اراضی تخریب‌یافته، نقش مهمی در حفاظت خاک، حفظ منابع آب، ذخیره‌ی کربن و بازسازی چشم‌انداز دارد. اگرچه کیفیت خاک در اقلیم مدیترانه‌ای به دلیل ورودی مواد آلی بالاتر، شرایط آب‌و‌هوایی مطلوب‌تر و ظرفیت نگه‌داری آب بهبود یافته است، اما در منطقه‌ی نیمه‌خشک نیز روند تدریجی بهبود ویژگی‌های خاک در توده‌های مسن‌تر مشاهده می‌شود. این توده‌ها با افزایش مقادیر کربن و نیتروژن و کاهش هدایت الکتریکی، نقش مؤثری در بازسازی و پایداری خاک در شرایط محدودیت آبی دارند. ازاین‌رو، تداوم طرح‌های نهالکاری با گونه‌های غیر بومی کاج در اراضی تخریب یافته، باید بر مبنای پایش بلندمدت همراه با مطالعات مقایسه‌ای با گونه‌های بومی متمرکز شود تا بتواند به مدیریت پایدار منابع‌طبیعی و برقراری تعادل اکولوژیکی منجر شود.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7600_9a465f83d2aebf7156dcb6eb2cf7f318.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Development of volume tables for white poplar (Populus alba L.) trees using a non- destructive sampling in the Chaharmahal & Bakhtiari province of Iran تهیه جداول حجم برای گونه صنوبر کبوده (Populus alba L.) به‌روش غیرمخرب در استان چهارمحال و بختیاری 25 46 7643 10.22069/jwfst.2026.24193.2132 FA رضا اخوان دانشیار، پژوهش، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0003-3420-7301 فاطمه احمدلو استادیار ، پژوهش، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران محمدحسین صادق زاده حلاج کارشناس پژوهش، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران محمود طالبی مربی پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان چهار محال و بختیاری، سازمان تحقیقات، آموزش Journal Article 2025 10 23 Background and objectives: Estimating the volume stock of poplar plantations is crucial for understanding their current status and ensuring sustainable management in order to production planning and enhances decision-making for the development of wood farming. Volume tables, as one of these key tools, enable economic planning and optimization of exploitation. For the development of these tables, the use of non-destructive sampling that allow estimating volume without damaging the trees is of great importance. The aim of this research is to prepare a single- and double-entry volume tables for white poplar (Populus alba L.) species in Chaharmahal & Bakhtiari province, so that it is possible to sell poplar wood based on volume and provide more profit to the poplar farmer. Materials and methods: To conduct this research, first, main poplar stands in Chaharmahal & Bakhtiari province were identified through field operations. Then, in 10 different poplar stands with Populus alba L., a total of 67 trees were selected by using stratified random sampling method, based on diameter classes from 10 to 30 cm. For each selected tree, diameter at breast height (DBH) and total height were measured. Using a Leica D810 laser-based device, from the stem collar of each sample tree, diameters at both ends of each 2-m log along the stem were measured without felling the trees. In the next step, the actual stem volume of each tree was then calculated by summing the volumes of the 2-m logs, obtained from the Smalian’s formula. To evaluate the accuracy of the Leica D810 device in measuring stem diameters at various heights, a set of 13 poplar trees, which were previously scheduled for felling, were used. The diameters of these trees at different stem heights before and after felling were measured using a Leica device and Caliper, respectively, and compared using a paired Student’s t-test. To develop volume tables, data on diameter, height, and stem volume of sample trees were analyzed using nonlinear regression models. For this purpose, seven single-entry models (based on DBH alone) and nine double-entry models (based on both DBH and total height) were fitted for the data of diameter with actual stem volume and diameter and height with actual stem volume of trees, respectively. Then, model performance was evaluated using AIC (Akaike Information Criterion), RMSE (Root Mean Square Error), MAE (Mean Absolute Error), NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency), and WI (Willmott Index of Agreement) to select the best model. Results: The results of the paired t-test showed that no significant difference between the Leica and caliper in diameter measurements, in other words, the two devices performed the same for measuring the diameter. For estimating the volume stock and prepare a single- and double-entry volume tables, among the models, Schumacher-Hall model (RMSE%= 10% & R2= 0.98) performed best for double-entry, while the Berkhout model (RMSE%= 17% & R2= 0.95) showed the highest accuracy for single-entry. Single- entry (one- way) volume table was obtained based on the equation V=0.00003776×D2.969 and double- entry (two- way) volume table was prepared based on the equation V=0.0000276×D2.295×H0.7785. Conclusion: The regression models developed in this study can be effectively used to estimate the standing volume of white poplar trees, aiding in plantation management and wood volume-based sales. The findings of this study can be valuable baseline information for use in determining the accurate standing and saleable volume of each poplar stand, planning and management decisions regarding harvesting, growth analysis, and sustainable management strategies in the field of wood farming development and related industries development in Chaharmahal & Bakhtiari province. سابقه و هدف: برآورد موجودی حجمی صنوبرکاری‌ها نقش مهمی در شناخت وضعیت موجود و مدیریت پایدار این منابع به‌منظور برنامه‌ریزی تولید و بهبود تصمیم‌گیری‌های مدیریتی برای توسعۀ زراعت چوب دارد. جداول حجم، به‌عنوان یکی از این ابزارهای کلیدی، امکان برنامه‌ریزی اقتصادی و بهینه‌سازی بهره‌برداری را فراهم می‌کنند. برای توسعه این جداول، استفاده از روش‌های غیرمخرب که امکان برآورد حجم را بدون آسیب به درختان فراهم می‌کنند، اهمیت بسیاری دارد. هدف تحقیق حاضر تهیه جدول حجم یک و دو عامله برای گونه صنوبر کبوده در استان چهارمحال و بختیاری است تا در نتیجه امکان فروش چوب صنوبر به‌صورت حجمی فراهم شود. مواد و روش‌ها: برای اجرای این تحقیق، ابتدا با عملیات میدانی، اغلب توده‌های صنوبرکاری‌ در سطح استان چهارمحال و بختیاری شناسایی شدند. سپس در 10 توده مختلف صنوبرکاری با گونه کبوده (Populus alba L.) در مجموع 67 اصله درخت به روش نمونه‌‌برداری طبقه‌ای– تصادفی (Stratified random sampling) براساس طبقات قطری از 10 تا 30 سانتی‌متر انتخاب شدند. پس از انتخاب درختان نمونه، قطر برابرسینه (DBH) و ارتفاع کل آنها اندازه‌گیری و از محل یقه تنه هر درخت نمونه، محل قطعات دومتری با استفاده از دستگاه لیزری لایکا مدل D810 مشخص و سپس قطر آن ارتفاع با استفاده از همین دستگاه به صورت سرپا و بدون قطع درخت اندازه‌گیری شد. در مرحله بعد حجم کل واقعی تنه هر درخت از مجموع حجم بینه‌های 2 متری با استفاده از رابطه اسمالیان به‌دست آمد. به‌منظور ارزیابی صحت اندازه‌گیری قطر درختان در ارتفاعات مختلف تنه با استفاده از دستگاه لایکا از تعداد ۱۳ اصله درخت صنوبر که از قبل برای قطع برنامه‌ریزی شده بودند، استفاده شد، به‌طوری‌که قطر این درختان در ارتفاعات مختلف تنه قبل و پس از قطع به‌ترتیب با استفاده از دستگاه لایکا و کالیپر اندازه‌گیری و با استفاده از آزمون تی جفتی مقایسه شدند. برای تهیه جداول حجم، داده‌های قطر، ارتفاع و حجم تنه درختان نمونه با استفاده از مدل‌های رگرسیونی غیرخطی تحلیل شدند. برای این منظور از تعداد 7 مدل یک عامله (فقط براساس قطر برابرسینه) و 9 مدل دو عامله (براساس قطر برابرسینه و ارتفاع کل) به‌ترتیب برای برازش داده‌های قطر با حجم واقعی تنه و قطر و ارتفاع با حجم واقعی تنه درختان استفاده شد. سپس از شاخص‌های کارایی آکائیکه (AIC)، مقدار جذر میانگین مربعات خطای مدل (RMSE)، میانگین خطای مطلق مدل (MAE)، ضریب کارایی نش‌ساتکلیف (NSE) و شاخص ویلموث (WI) برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها و در نهایت انتخاب بهترین مدل استفاده شد. یافته‌ها: نتایج آزمون تی‌جفتی نشان داد که تفاوت بین مقادیر اندازه‌گیری شده قطرهای متناظر بین دو دستگاه کالیپر و لایکا معنی‌دار نیست، به‌عبارت دیگر دو دستگاه برای اندازه‌گیری قطر یکسان عمل می‌کنند. برای برآورد حجم و تهیه جداول حجم یک‌عامله و دوعامله در بین مدل‌های دوعامله از مدل شوماخر- هال 2 (Schumacher-Hall 2) باRMSE%= 10% و R2= 0.98 در بین مدل‌های یک‌عامله از مدل برک‌هوت (Berkhout) باRMSE%= 17% و R2= 0.95 به‌عنوان بهترین مدل استفاده شد. جدول حجم یک‌عامله براساس مدل V=0.00003776×D2.969 و جدول حجم دوعامله براساس مدل V=0.0000276×D2.295×H0.7785 تهیه شد. نتیجه‌گیری: مدل‌های رگرسیونی استفاده شده در این مطالعه می‌توانند به طور مؤثری برای محاسبه حجم سرپای درختان کبوده استفاده شده و به بهبود مدیریت صنوبرکاری‌ها و فروش حجمی چوب کمک کنند. یافته‌های این پژوهش می‌تواند اطلاعات مبنایی باارزشی برای استفاده در تعیین حجم دقیق سرپا و قابل فروش هر توده صنوبر، برنامه‌ریزی‌ها و تصمیم‌گیری‌های مدیریتی در مورد برداشت، تحلیل رشد و راهبرد‌های مدیریت پایدار در زمینۀ توسعه زراعت چوب و توسعه صنایع مرتبط در استان چهارمحال و بختیاری باشد.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7643_1646e6836d4c1829edf7a66b935c0f76.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 The Effect of Selective Cutting on Biomass Dynamics in a Mixed Hornbeam-Persian Ironwood Stand تاثیر برش گزینشی بر تغییرات زیست‌توده در توده آمیخته ممرز 47 66 7599 10.22069/jwfst.2026.24074.2127 FA محمود ردایی دکتری جنگل‌شناسی و اکولوژی جنگل، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی مازندران، ساری، ایران. هاشم حبشی دانشیار، گروه جنگل شناسی و اکولوژی جنگل Journal Article 2025 09 15 Abstract Background and Objective: Selective harvesting is an effective approach in sustainable forest management aimed at preserving species diversity and maintaining the ecological structure of forest stands. By focusing on the selective removal of mature and healthy trees, this method endeavors to minimize the damage inflicted on forest stands while sustaining ecosystem functions. Selective harvesting plays a significant role in forest biomass dynamics. This study was conducted to investigate the impact of selective harvesting on biomass changes in mixed hornbeam stands within an intervened forest. Materials and Methods: The study was carried out within two series of forest plots: the first series comprised stands harvested by selective harvesting, and the second series consisted of unharvested control stands. Both were located in Dr. Bahramnia Educational and Research Forest at Shast Kalateh. Sampling followed a systematic random grid design covering an area of 300 by 400 meters. Seventy half-hectare sample plots were established across 24 parcels from both harvested and control stands. Comprehensive data on trees and deadwood were collected. Five biomass components were measured and calculated, including above-ground biomass, below-ground biomass, deadwood biomass, litter biomass, and soil organic carbon. Above-ground biomass was estimated using species-specific allometric equations. Below-ground biomass was determined through soil sampling and root separation. Litter biomass was quantified by collecting and weighing litterfall over a six-month period. Deadwood biomass was assessed by evaluating decay classes and species composition. Soil organic carbon biomass was calculated based on soil sampling and determination of organic matter content. Results: The mean above-ground biomass in the harvested stand was 62 tons per hectare, compared to 54 tons per hectare in the control, with the difference being statistically insignificant. The below-ground biomass was 6.5 and 4.6 tons per hectare in the harvested and control stands, respectively, showing no significant difference. Deadwood biomass was measured at 21 tons per hectare in the harvested stand and 19 tons per hectare in the control stand, without significant variation. Litter biomass was equal at 1.2 tons per hectare in both stands. Soil organic carbon biomass averaged 84 tons per hectare in the harvested area and 83 tons per hectare in the control, with no statistically significant difference observed. Tree biomass, however, was significantly higher in the harvested series at 39 tons per hectare compared to 33 tons per hectare in the control. Conclusion: Soil organic carbon biomass accounted for the largest proportion of total biomass, averaging 84 tons per hectare and contributing 57%. Above-ground biomass followed with 62 tons per hectare, constituting 25% of the total biomass. Of the five biomass components assessed, only tree biomass exhibited a significant difference between harvested and control stands, with greater values detected in harvested areas. Selective harvesting with controlled intensity can effectively maintain or increase biomass in forest ecosystems and is recommended as a sustainable management practice for natural forests. چکیده سابقه و هدف: بهره‌برداری به شیوه برش تک‌گزینی یکی از رویکردهای مؤثر در مدیریت جنگل پایدار است که با هدف حفظ تنوع گونه‌ای و ساختار اکولوژیکی توده‌های جنگلی و برداشت انتخابی درختان بالغ و سالم، تلاش می کند تا آسیب های وارده به توده های جنگلی را به حداقل رسانده و عملکرد اکوسیستم را حفظ کند. این شیوه نقش قابل توجهی در تغییرات زیست توده جنگل ها دارد. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر پرورش جنگل به شیوه برش تک‌گزینی بر تغییرات زیست‌توده ممرز آمیخته در توده جنگلی دخالت‌شده، انجام شد. مواد و روش ها: پژوهش در سری اول (برداشت شده به شیوه برش تک گزینی) و سری دوم (کنترل و بدون برداشت) جنگل آموزشی و پژوهشی دکتر بهرام نیا (شصت کلاته) انجام شد. نمونه برداری با استفاده از شبکه تصادفی منظم به ابعاد 300 در 400 متر و تعداد 70 قطعه‌نمونه نیم هکتاری در 24 پارسل از دو توده برداشت‌شده و کنترل، صورت گرفت. داده های مربوط به درختان و خشکه‌دارها برداشت شد و پنج مؤلفه زیست توده شامل زیست توده روی زمینی، زیرزمینی، خشکه دار، لاشریزه و کربن آلی خاک اندازه گیری و محاسبه گردید. زیست‌توده روی‌زمینی براساس معادلات آلومتریک، زیست‌توده زیرزمینی با نمونه برداری خاک و جداسازی ریشه، زیست توده لاشریزه با توزین لاشریزی طی شش ماه، زیست توده خشکه دار با ارزیابی درجه پوسیدگی و نوع گونه و زیست‌توده کربن آلی خاک براساس نمونه‌برداری خاک و تعیین میزان ماده آلی محاسبه شد. یافته‌ها: میانگین زیست‌توده روی‌زمینی در توده برداشت شده 62 تن در هکتار و در توده کنترل 54 تن در هکتار بود که اختلاف معنی داری نداشت. زیست‌توده زیرزمینی به ترتیب 6/5 و 4/6 تن در هکتار بود که تفاوت معنی داری نداشت. زیست‌توده خشکه دار در توده برداشت‌شده 21 و در توده کنترل 19 تن در هکتار بود و تفاوت معنی دار نداشت. زیست‌توده لاشریزه در هر دو توده برابر با 2/1 تن در هکتار بود و اختلاف معنی داری نداشت. زیست توده کربن آلی خاک در توده برداشت شده 84 و در سری کنترل 83 تن در هکتار بود و اختلاف معنی داری نداشت. زیست‌توده درختان در سری برداشت شده 39 و در سری کنترل 33 تن در هکتار محاسبه شد که در بین دو توده اختلاف معنی دار داشت. نتیجه‌گیری: زیست‌توده کربن آلی خاک با میانگین 84 تن در هکتار، سهم 57 درصدی از کل زیست‌توده داشت و پس از آن زیست‌توده روی‌زمینی با 62 تن در هکتار (25 درصد) قرار داشت. در بین پنج مؤلفه زیست‌توده تنها زیست توده درختان در بین توده اختلاف معنی دار داشت که در توده برداشت شده بیشتر بود. بهره‌برداری به شیوه برش تک‌گزینی با شدت برداشت کنترل شده، می‌تواند منجر به افزایش یا حفظ زیست‌توده در منابع جنگلی شود و به عنوان روشی پایدار در مدیریت جنگل‌های طبیعی توصیه می‌گردد.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7599_e1a01045264e03589f0c2aca7bda7b60.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Effect of Binary and Ternary Nano‑Zeolite‑Based Flocculation Systems on the Properties of OCC Recycled Pulp and Paper تاثیر سامانه های دلمه سازی دو جزئی و سه جزئی مبتنی بر نانوزئولیت بر ویژگی های کاغذ و خمیرکاغذ بازیافتی از OCC 67 85 7645 10.22069/jwfst.2026.24473.2145 FA سعیده زارع بیدکی کارشناسی‌ارشد مهندسی پالایش زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. حسین جلالی ترشیزی دانشیار، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران حمیدرضا رودی دانشیار ، گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. Journal Article 2026 01 05 Background and Objective: The effective use of chemical as retention-drainage aiding systems in papermaking processes containing large amounts of fiber fines is inevitable from various product, economic, process and environmental aspects, and numerous complex systems have been proposed in these purposes. The use of nanoparticles in papermaking wet end and the interaction of these particles with cationic polyelectrolytes in the form of multi-component flocculation systems has received widespread attention in recent years in order to improve paper quality and its process characteristics. Cationic starch (CS) and cationic polyacrylamide (CPAM) are among the most widely used polyelectrolytes consumed in the papermaking industry. Zeolites, which are native, abundant, inexpensive and stable minerals at different pH of water, have found widespread and increasing applications in various applications. Benefits have also been reported for them as fillers in papermaking. Zeolites have the potential to be used as an anionic nanoparticle in complex flocculation systems of papermaking wet-end due to its specific surface area and high anionic charge. Materials and Methods: OCC recycled pulp (CSF~315 ml) was prepared from a local mill without any additives. Nano Zeolite (NZ) with an average particle size of 38 nm (Pishgaman Mohit Zist Pak Co.), cationic starch with a degree of substitution (D.S) of 0.03 (Boyakhsaz Co.), and cationic polyacrylamide with a viscosity of 5500 cP (inventory of MWPI) were also prepared. Two-components flocculation addition sequence including CS and NZ, respectively; and three-components flocculation addition sequence including CS, CPAM and NZ, respectively were compared with each other and with the control sample. Addition strategies used at different levels were: CS at 1%, CPAM at 0.2% and 0%, and zeolite nanoparticles at 0, 0.1, 0.2, and 0.3%; all based on the pulp O.D. Pulp properties including total retention, drainage time during laboratory hand-sheet making, and drained volume of water in DDJ analyzer, as well as the laboratory recycled paper properties including thickness and tensile, burst, and tear strength indices were investigated according to TAPPI standards. Results: Nano zeolite as part of the ternary system resulted in significant changes in the drainage time (up to -16%), drained volume of water (up to +8.5%), and total retention (up to +15%) of OCC recycled pulp compared to the control treatment. In the binary system, significant changes were also observed in the drainage time (up to -11%), drained volume of water (up to +7%), and total retention (up to +12%). Also, the thickness (up to +18%), tensile index (up to +55%), burst index (up to +101%), and tear index (up to +20%) of the paper produced from the ternary system were revealed compared to the control treatment. The binary system also had significant changes in the paper thickness (up to +8%), tensile index (up to +17%), burst index (up to +37%), and tear index (up to +6%) compared to the control treatment. Significant changes were observed with increasing addition levels of NZ in each of the binary and ternary complex systems. However, the addition level of NZ 0.2% was superior overall. Conclusion: Due to its porosity, anionic and very high specific surface area, Nano Zeolite mainly showed statistically significant improvement in the performance of cationic starch and polyacrylamide polymers in OCC recycled pulp and paper. The improvement of micro flocculation of the pulp ingredients led to improved pulp retention and drainage and also the structural and strength properties of the paper. Its effectiveness in the presence of two polymers, CPAM and CS, was greater than its binary combination with cationic starch, where the three-component system had significant superiority in all pulp and paper properties compared to the two-component system. سابقه و هدف: بکارگیری موثر سامانه‌های شیمیایی کمکی ماندگاری-آبگیری در فرایندهای کاغذسازی حاوی نرمه فراوان؛ از جنبه‌های مختلف فراورده‌ای، اقتصادی، فرایندی و زیست محیطی، اجتناب‌ناپذیر است و سامانه‌های مرکب متعددی مطرح شده‌اند. استفاده از ذرات نانو در پایانه ترِ کاغذسازی و برهمکنش این ذرات با پلی‌الکترولیت‌های کاتیونی در قالب سامانه‌های چندجزئی دلمه‌سازی به‌منظور بهبود کیفیت کاغذ و ویژگی‌های فرایندی تولید آن، بطور گسترده‌ای در سال‌های اخیر مورد توجه بوده‌است. نشاسته کاتیونی و پلی اکریلامید کاتیونی از پرکاربردترین پلی الکترولیت‌های مصرفی صنایع کاغذسازی است. زئولیت‌ها که مواد معدنی بومی، فراوان، ارزان و پایداری در pHهای مختلف آب هستند، کاربردهای گسترده و روزافزونی در مصارف مختلف یافته‌اند. به‌عنوان پرکننده در کاغذسازی نیز نقش‌های مفیدی برای آن گزارش شده‌است. این ماده به‌دلیل سطح ویژه و بار آنیونی زیاد از استعداد کاربرد به‌عنوان نانوذره آنیونی در سامانه‌های مرکب پایانه ترِ کاغذسازی نیز برخوردارست. مواد و روش‌ها: خمیرکاغذ بازیافتی از کارتن‌های کهنه قهوه‌ای (OCC) از کارخانجات داخلی و بدون هرگونه افزودنی و با درجه روانی 315 میلی‌لیتر تهیه‌شد. نانوزئولیت با میانگین اندازه ذرات 38 نانومتر از شرکت پیشگامان محیط زیست پاک، نشاسته کاتیونی با درجه استخلاف 03/0 از شرکت بوباخ‌ساز و پلی اکریلآمید کاتیونی با گرانروی 5500 سانتی پوآز از انبار مصرفی شرکت چوب و کاغذ مازندران تهیه‌شد. سامانه‌های افزودنی دو جرئی شامل به‌ترتیب افزودن نشاسته کاتیونی/نانوزئولیت و سه جزئی شامل به‌ترتیب افزودن نشاسته کاتیونی/پلی اکریلامید کاتیونی/نانوزئولیت با مقادیر کاربرد نشاسته کاتیونی در سطح %1، پلی اکریلامید کاتیونی در سطوح %2/0 و صفر و نیز نانوذرات زئولیت در سطوح صفر، 3/0، 2/0، 1/0 درصد؛ همگی برمبنای جرم خشک خمیرکاغذ، در مقایسه با یکدیگر و تیمار شاهد بررسی شد. ویژگی‌های خمیرکاغذ شامل‌ ماندگاری کل، زمان آبگیری حین ساخت کاغذ آزمایشگاهی، حجم آبگیری در آنالیزگر DDJ و نیز ویژگی‌های کاغذ بازیافتی دست‌ساز آزمایشگاهی مشتمل بر ضخامت و شاخص‌های مقاومت کششی، ترکیدن و پارگی برابر استاندادهای TAPPI مورد پژوهش قرارگرفت. یافته‌ها: نانوزئولیت به‌عنوان بخشی از سامانه سه جزئی منجر به تغییر معنی‌دار زمان آبگیری (تا %16-)، حجم آبگیری (تا %5/8+) و ماندگاری کل (تا %15+) در خمیرکاغذ بازیافتی OCC در مقایسه با تیمار شاهد گردید. در سامانه دو جزئی نیز نسبت به تیمار شاهد، تغییرات معنی‌دار زمان آبگیری (تا %11-)، حجم آبگیری (تا %7+) و ماندگاری کل (تا %12+) مشاهده‌شد. همچنین ضخامت (تا %18+)، شاخص کشش (تا %55+)، شاخص ترکیدن (تا %101+) و شاخص پارگی (تا %20+) کاغذ تولیدشده از سامانه سه جزئی نسبت به تیمار شاهد تغییرات معنی‌داری داشت. سامانه دو جزئی نیز نسبت به تیمار شاهد واجد تغییرات معنی‌داری در ضخامت کاغذ (تا %8+)، شاخص کشش (تا %17+)، شاخص ترکیدن (تا %37+) و شاخص پارگی (تا %6+) بوده‌است. تغییرات معنی‌داری با افزایش سطح کاربرد نانوزئولیت در هر یک از سامانه‌های دو و سه جزئی مشاهده‌شد. با این حال سطح متوسط مطالعه‌شده آن (%2/0) در مجموع از برتری برخوردار بوده-است. نتیجه‌گیری: نانوزئولیت بواسطه سطح ویژه بسیارزیاد، متخلخل و آنیونی، عمدتا بهبود معنی‌داری را در عملکرد هر یک از پلیمرهای کاتیونی نشاسته و پلی اکریلامید در خمیرکاغذ و کاغذ تولیدی از بازیافت کارتن‌های کنگره‌ای کهنه نشان‌داد. بهبود دلمه‌سازی ظریف اجزای دوغاب منجر به ارتقای ماندگاری و آبگیری از خمیرکاغذ و نیز ویژگی‌های ساختاری و مقاومتی کاغذ گردید. شدت تاثیرگذاری آن در حضور دو پلیمر CPAM و نشاسته کاتیونی بیش از تلفیق دو تایی آن با نشاسته کاتیونی بوده تا جائیکه سامانه سه جزئی در مقایسه با سامانه دو جزئی از برتری معنی‌داری در تمامی ویژگی‌های خمیرکاغذ و کاغذ برخوردار بوده‌است. علاوه بر نتایج مثبت مشاهده‌شده در این پژوهش، دسترسی بومی و ارزان، گستره وسیع pH عملکردی نانوزئولیت و نقش آن در جذب آلاینده‌ها، کاربرد آن در واحدهای بازیافت OCC را می‌تواند پیشنهادنماید.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7645_49305d863ac3e0bc8e8aa6046359a71b.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Comparison of the effect of mixing unbleached Kraft pulp from date palm rachis and empty fruit bunch in improving the quality of recycled old corrugated containers (OCC) pulp مقایسه اثر اختلاط خمیرکاغذ کرافت رنگبری نشده ساقه برگ و خوشه بدون میوه نخل خرما در ارتقاء کیفیت خمیرکاغذ بازیافتی کارتن کنگره ای کهنه (OCC) 87 107 7598 10.22069/jwfst.2026.24083.2128 FA رحمان عباسی دانشجوی دکتری علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. صدیقه حسین خانی کارشناس‌ارشد علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. سحاب حجازی دانشیار گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. Journal Article 2025 09 18 Background and Objectives: Enhancing the use of recycled paper in the production of liner and corrugated paper is a vital strategy within the papermaking industry, driven by both economic and environmental considerations. Over time, recycled fibers tend to lose their strength due to repeated use. Consequently, some studies have explored the effects of incorporating virgin fibers into the recycled fiber mixture to improve the strength and quality of the resulting paper. Due to restrictions on the use of virgin forest fibers and the implementation of environmental policies, the pulp and paper industries have increasingly turned to non-wood plant fibers and agricultural lignocellulosic waste as sustainable and cost-effective resources. This study investigates the effects of incorporating varying percentages of virgin fibers derived from two types of lignocellulosic waste from date palms—rachis (R) and empty fruit bunch (E)—into the pulp obtained from recycled old corrugated containers (OCC). The research evaluates and compares the impact of this addition on the quality of the produced paper, ultimately highlighting the usability of these two types of waste. Materials and methods: Date palm lignocellulosic wastes (R) and (E) were collected from plantations located in Dashtestan, Bushehr Province, Iran. The wastes were air-dried, crushed, and separately pulped using the kraft process under an effective alkali charge of 20%, sulfidity of 25%, and a cooking temperature of 165 °C. The cooking durations were set at 120 min for rachis and 20 min for empty fruit bunch. The resulting unbleached kraft pulps were characterized by determining kappa number, yield, and freeness. OCC pulp was obtained from Golestan Persia Paper Mill (Gorgan, Iran). Each type of virgin pulp derived from date palm wastes (R) and (E) was separately blended with the OCC pulp at substitution levels of 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%. Standard laboratory handsheets with a grammage of 120 g/m² were prepared from these mixed pulps in accordance with TAPPI standard procedures. The physical, mechanical, optical, and barrier properties of the produced papers were evaluated according to TAPPI standard methods using the available instruments in the Pulp and Paper Laboratory of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Results: Blending unbleached kraft pulps derived from date palm lignocellulosic wastes (R) and (E) with recycled OCC pulp significantly enhanced the physical and mechanical properties of the resulting papers. Increasing the proportion of virgin pulp in the furnish resulted in significant improvements in tensile and burst indices, as well as ring crush (RCT) and folding endurance. Overall, the papers incorporating virgin pulp from (E) demonstrated superior performance compared with those containing (R) pulp. An increase in sheet density and a decrease in air permeability were also observed in samples containing virgin pulp, indicating the formation of denser and more cohesive paper structures. In contrast, a reduction in brightness was detected in treatments containing virgin pulp, which can be attributed to the presence of residual lignin in the unbleached pulps. Moreover, the tear index showed lower sensitivity to pulp composition than the other properties, which is likely due to the direct influence of fiber length and the uniform refining conditions among the treatments. Conclusion: Despite its environmental and economic advantages, the paper recycling process presents challenges such as diminished fiber quality and lower durability of the final product. In many regions, abundant lignocellulosic waste from date palms particularly (R) and (E) is often disposed of or incinerated without full utilization, leading to notable environmental repercussions. The findings of this study indicate that incorporating unbleached kraft pulp derived from these lignocellulosic wastes, especially (E) into the recycled pulp composition significantly enhances the physical and mechanical properties of recycled paper. سابقه و هدف: افزایش استفاده از کاغذهای بازیافتی در تولید انواع کاغذ لاینر و کنگره‌ای، به دلایل اقتصادی و محیط زیستی، از رویکردهای مهم در صنایع کاغذسازی محسوب می‌شود. الیاف بازیافتی به مرور زمان و به دلیل استفاده‌های مکرر، مقاومت اولیه خود را از دست می‌دهند. در این راستا در برخی تحقیقات، پژوهشگران با اضافه کردن درصدی از الیاف بکر به مخلوط الیاف بازیافتی، مقاومت و کیفیت کاغذ تولیدی را مورد بررسی قرار داده‌اند. محدودیت استفاده از الیاف بکر چوب‌های جنگلی و اتخاذ سیاست‌های محیط زیستی موجب شده تا صنایع خمیر و کاغذ به دنبال استفاده از الیاف گیاهان غیرچوبی و ضایعات لیگنوسلولزی کشاورزی به‌عنوان منابعی پایدار و ارزان قیمت باشند. در این پژوهش با افزودن درصدهای مختلف الیاف بکر تهیه شده از دو نوع ضایعات لیگنوسلولزی نخل خرما شامل ساقه برگ و خوشه بدون میوه نخل خرما به صورت مجزا به خمیرکاغذ حاصل از بازیافت کارتن کنگره‌ای کهنه (OCC)، تاثیرات افزودن آنها و امکان ارتقاء کیفیت کاغذ تولیدی و در نهایت قابلیت استفاده از این دو نوع پسماند مورد بررسی، ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: ضایعات لیگنوسلولزی نخل خرما (شامل ساقه برگ و خوشه بدون میوه) از مزارع نخل خرما، واقع در شهرستان دشتستان استان بوشهر، جمع‌آوری و پس از خرد کردن، خمیرکاغذ رنگ‌بری نشده آن‌ها به صورت مجزا با روش کرافت با قلیایت موثر 20 درصد و سولفیدیته 25 درصد و دمای پخت 165 درجه سانتی‌گراد تهیه گردید. زمان پخت برای ساقه برگ 120 دقیقه و برای خوشه بدون میوه 20 دقیقه در نظر گرفته شد. عدد کاپا، درصد بازده و درجه روانی خمیرکاغذ بکر اندازه‌گیری شدند. خمیرکاغذ OCC از کارخانه کاغذ گلستان پرشیا تهیه گردید. سپس دو نوع خمیرکاغذ بکر به صورت مجزا با نسبت‌های مختلف 10، 20، 30، 40 و 50 درصد با خمیرکاغذ OCC ترکیب و کاغذهای استاندارد دست‌ساز با گراماژ 120 گرم بر متر مربع از این اختلاط‌ها تهیه گردید. ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی، نوری و ممانعتی این کاغذها با دستگاه‌های موجود در آزمایشگاه خمیر و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع و طبیعی گرگان بر اساس استاندارد TAPPI اندازه‌گیری شدند. یافته‌ها: اختلاط خمیرکاغذ بکر کرافت رنگ‌بری‌نشده حاصل از ضایعات لیگنوسلولزی نخل خرما شامل ساقه برگ (R) و خوشه بدون میوه (E) با خمیرکاغذ بازیافتی OCC به‌طور معنی‌داری موجب بهبود ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی کاغذ می‌گردد. افزایش درصد خمیرکاغذ بکر در ترکیب کاغذ، باعث ارتقاء شاخص مقاومت به کشش، ترکیدن، لهیدگی حلقوی و تاخوردگی کاغذهای حاصل شد. در مجموع کاغذهای حاوی خمیرکاغذ بکر E عملکرد بهتری نسبت به خمیرکاغذ بکر R نشان دادند. افزایش دانسیته و کاهش نفوذپذیری به هوا نیز در نمونه‌های حاوی خمیرکاغذ بکر مشاهده شد که بیانگر تراکم بیشتر و ساختار منسجم‌تر کاغذ است. در مقابل، کاهش درجه روشنی در تیمارهای دارای خمیرکاغذ بکر به‌دلیل لیگنین باقی‌مانده در خمیرکاغذهای بکر، مشاهده شد. همچنین شاخص مقاومت به پارگی در مقایسه با سایر ویژگی‌ها حساسیت کمتری به ترکیب خمیرکاغذ نشان داد که احتمالاً ناشی از تأثیر مستقیم طول مؤثر الیاف و پالایش یکنواخت در تیمارها است. نتیجه‌گیری: فرآیند بازیافت کاغذ، با وجود مزایای محیط زیستی و اقتصادی، با چالش‌هایی نظیر افت کیفیت الیاف و کاهش دوام محصول نهایی همراه است. در همین حال، ضایعات لیگنوسلولزی فراوان نخل خرما از جمله ساقه برگ (R) و خوشه بدون میوه (E)، در بسیاری از مناطق کشور بدون استفاده بهینه دفع یا سوزانده می‌شوند و پیامدهای محیط زیستی قابل توجهی به‌دنبال دارند. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از خمیرکاغذ کرافت رنگ‌بری‌نشده حاصل از این ضایعات لیگنوسلولزی، به‌ویژه خوشه بدون میوه، به‌عنوان بخشی از ترکیب خمیرکاغذ بازیافتی، موجب بهبود قابل‌توجه خواص فیزیکی و مکانیکی کاغذ بازیافتی می‌شود.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7598_4fa67f4471a1885772e4bfaa1cb4bf7e.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Investigation of the toxic effect of carbazide, aminopropyltriethoxysilane (APTES) on the formaldehyde gas emission rate and physical-mechanical properties of particleboard made with urea-formaldehyde (UF) resinAbstract بررسی تأثیر سمی کاربازید، آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) بر میزان انتشار گاز فرمالدئید و خواص فیزیکی- مکانیکی تخته‌ خرده چوب‌های ساخته شده با رزین اوره فرمالدئید(UF) 109 128 7644 10.22069/jwfst.2026.24289.2136 FA سمانه پورکرمی دانشجوی دکتری مهندسی صنایع چوب و فراورده‌های سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران حمید رضا منصوری دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران. محمد دهمرده قلعه نو دانشیار ، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران. علی رضا سام زاده دانشیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زابل، زابل، ایران. Journal Article 2025 11 17 Background and Objective: The particleboard industry is important due to its wide application in construction and decoration, where urea-formaldehyde adhesives are commonly used due to their cost-effectiveness; however, the emission of urea-formaldehyde gas from these boards is a serious environmental and health challenge that can lead to health hazards and even cancer; therefore, current research has focused on the use of additives such as carbazide and aminopropyltriethoxysilane to reduce this formaldehyde emission from the final products. The aim is to investigate the effect of carbazide, aminopropyltriethoxysilane (APTES) on the formaldehyde emission rate and physical-mechanical properties of particleboard made with urea-formaldehyde (UF) resin produced by Shiraz and Samed Adhesives Companies. Materials and Methods: This study investigates the manufacture of particleboard using coarse and fine wood chips, Samed Mashhad, Shiraz urea formaldehyde adhesive, hardener, and various amounts of the toxic substance carbazide (1, 1/5 grams) and aminopropyltriethoxide (2, 4, 6 percent); dried wood chips were mixed with these materials and the chip cake (with a ratio of 60 to 40 coarse to fine wood chips) was pressed at 190 degrees Celsius and a certain pressure to produce boards with a density of 0/7 grams per cubic centimeter and a thickness of 16 millimeters; finally, the manufactured boards were stored for two weeks under standard conditions and were subjected to quality evaluation, strength and flexural modulus, internal adhesion, formaldehyde diffusion, water absorption, thickness swelling, and microscopic examinations. Results: The results showed that the Shiraz control adhesive had better mechanical performance, including its higher flexural strength, internal adhesion, and flexural modulus. Semicarbazide in Shiraz adhesive with 1 g showed the highest flexural strength and with 1/5 g the highest internal adhesion and flexural modulus, and aminopropyltriethoxysilane in Shiraz adhesive with 2% showed the highest flexural strength, internal adhesion, and flexural modulus. The lowest water absorption and thickness swelling (2 and 24 hours) were observed in Shiraz adhesive. Regarding water absorption after 2 hours, Samed Mashhad adhesive with 6% aminopropyltriethoxysilane had the lowest water absorption, but after 24 hours, Shiraz adhesive with the same concentration of 6% showed the lowest water absorption. Formaldehyde emission in Shiraz adhesive was generally lower, and a significant reduction was observed in Shiraz adhesive with the addition of 1/5 g semicarbazide and 2% triethoxide. SEM and FTIR analyses confirmed these results and showed that strong chemical bonds (including C=O, N-H, C-H, and Si-O-Si groups) between the components led to increased adhesion, integrity, and compatibility between the adhesive polymer and wood chips. Conclusion: The best mechanical properties (highest flexural strength and internal adhesion) were obtained using Shiraz adhesive with 2% aminopropyltriethoxysilane, while the highest flexural modulus of elasticity was obtained with the Shiraz control adhesive; in terms of water absorption, the lowest value in 2 hours was for Samed Mashhad adhesive with 6% additive and in 24 hours for Shiraz adhesive with 6% additive, and the lowest thickness swelling was observed in Shiraz adhesive with 2% triethoxide; in terms of safety, the lowest formaldehyde gas emission was for Samed Mashhad adhesive with 6% triethoxide; In addition, microscopic (SEM) studies showed that the addition of silane improved adhesion and structural uniformity, and FTIR analysis also confirmed the establishment of effective chemical interactions between the adhesive components and wood chips. سابقه و هدف: صنعت تخته خرده چوب به دلیل کاربرد گسترده در ساخت و ساز و دکوراسیون دارای اهمیت است که در آن چسب‌های اوره فرمالدئید به دلیل مقرون به صرفه بودن، به طور رایج استفاده می‌شوند؛ با این حال، انتشار گاز اوره فرمالدئید از این تخته‌ها یک چالش جدی زیست محیطی و بهداشتی محسوب می‌شود که می‌تواند منجر به خطرات در سلامتی و حتی سرطان شود؛ لذا، تحقیقات کنونی بر روی استفاده از افزودنی‌هایی نظیر سمی کاربازید و آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان متمرکز شده‌اند تا این میزان انتشار فرمالدئید از محصولات نهایی کاهش یابد. هدف بررسی تأثیر سمی کاربازید، آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (APTES) بر میزان انتشار گاز فرمالدئید و خواص فیزیکی- مکانیکی تخته‌ خرده چوب‌های ساخته شده با رزین اوره فرمالدئید(UF) تولیدی شرکت‌های چسب‌ شیراز و سامد می‌باشد. مواد و روش‌ها: این پژوهش به بررسی ساخت تخته‌ خرده چوب‌های با استفاده از خرده چوب‌های درشت و ریز، چسب اوره فرمالدئید سامد مشهد، شیراز، هاردنر و مقادیر مختلفی از ماده سمی کاربازید (1، 5/1 گرم) و آمینو پروپیل تری اتوکسید (2، 4، 6 درصد) می‌پردازد؛ خرده چوب‌های خشک ‌شده با این مواد مخلوط شده و کیک خرده چوب (با نسبت 60 به 40 خرده چوب درشت به ریز) در دمای 190 درجه سانتی‌گراد و فشار مشخص پرس شد تا تخته‌هایی با دانسیته 7/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب و ضخامت 16 میلی‌متر تولید شود؛ در نهایت، تخته ساخته شده به مدت دو هفته در شرایط استاندارد نگهداری شدند و برای ارزیابی کیفیت، مقاومت و مدول خمشی، چسبندگی داخلی، انتشار فرمالدئید، جذب آب، واکشیدگی ضخامت و بررسی‌های میکروسکوپی روی آن‌ها انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که چسب شاهد شیراز عملکرد مکانیکی بهتری دارد، از جمله می‌توان به مقاومت خمشی، چسبندگی داخلی و مدول الاستیسیته خمشی بالاتر آن اشاره کرد. سمی‌کربازید در چسب شیراز با ۱ گرم بیشترین مقاومت خمشی و با ۱٫۵ گرم بالاترین چسبندگی داخلی و مدول خمشی و آمینوپروپیل‌تری‌اتوکسی‌سیلان در چسب شیراز با ۲ درصد بیشترین مقاومت خمشی، چسبندگی داخلی و مدول خمشی نشان دادند. کمترین جذب آب و واکشیدگی ضخامت (۲ و ۲۴ ساعت) در چسب شیراز مشاهده شد. در مورد جذب آب پس از ۲ ساعت، چسب سامد مشهد با ۶ درصد آمینوپروپیل‌تری‌اتوکسی‌سیلان کمترین جذب آب را داشت، اما پس از ۲۴ ساعت، چسب شیراز با همان غلظت ۶ درصد کمترین میزان جذب آب را نشان داد. انتشار فرمالدئید در چسب شیراز به طور کلی کمتر بود و با افزودن 5/1 گرم سمی‌کربازید و همچنین 2 درصد تری‌اتوکسید، کاهش چشمگیری در چسب شیراز مشاهده شد. تحلیل‌های SEM و FTIR این نتایج را تأیید کرده و نشان دادند که پیوندهای شیمیایی قوی (شامل گروه‌های C=O، N-H، C-H و Si-O-Si) بین اجزا، منجر به افزایش چسبندگی، یکپارچگی و سازگاری بین پلیمر چسب و خرده‌چوب شده است. نتیجه گیری: بهترین خواص مکانیکی (بیشترین مقاومت خمشی و چسبندگی داخلی) با استفاده از چسب شیراز همراه با 2 درصد آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان به دست آمد، در حالی که بالاترین مدول الاستیسیته خمشی مربوط به چسب شاهد شیراز بود؛ در زمینه جذب آب، کمترین مقدار در 2 ساعت مربوط به چسب سامد مشهد با 6 درصد افزودنی و در 24 ساعت مربوط به چسب شیراز با 6 درصد افزودنی بود، و کمترین واکشیدگی ضخامت نیز در چسب شیراز با 2 درصد تری‌اتوکسید مشاهده شد؛ از نظر ایمنی، کمترین انتشار گاز فرمالدئید متعلق به چسب سامد مشهد با 6 درصد تری‌اتوکسید بود؛ علاوه بر این، بررسی‌های میکروسکوپی (SEM) نشان داد که افزودن سیلان باعث بهبود چسبندگی و یکنواختی ساختار شده، و تحلیل FTIR نیز بر برقراری تعاملات شیمیایی مؤثر بین اجزای چسب و خرده چوب تأیید داشت.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7644_465962c654de30e2b513441b74987a67.pdf

دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 32 4 2025 12 22 Improvement of Printability Features of Iranian Writing Paper with Biodegradable Coatings بهبود ویژگیهای چاپ پذیری کاغذ تحریر ایرانی با پوشش دهی به وسیله مواد زیست تخریب پذیر 129 150 7522 10.22069/jwfst.2025.24090.2129 FA جعفر ابراهیم پور کاسمانی دانشیار، گروه چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران احمد ثمریها استادیار، گروه علوم مهندسی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران Journal Article 2025 09 19 Background and Objective: Writing and printing paper, due to its characteristics such as whiteness, gloss, air resistance, and favorable printability, is regarded as one of the main types of paper used in the printing industry. However, domestically produced samples still require improvement in terms of colour uniformity, surface roughness, and physical properties—factors that can significantly influence print quality. In this study, to enhance the physical and printing properties of the writing and printing paper produced by Mazandaran Wood and Paper Company, biodegradable coating materials including nanographene, zein, and fluorine were employed. Materials and Methods: For this purpose, writing and printing paper with a grammage of 70 g.m-2 was prepared and subjected to various tests. To coat the paper surface, nanographene, zein, and fluorine were weighed separately, along with styrene-butadiene latex at specified weight percentages. Based on the treatment conditions. The materials were mixed in a blender at a rotational speed of 1500 rpm for 20 minutes to obtain a homogeneous mixture. This process ensured the uniform distribution of materials on the paper surface. Before conducting the tests, both control samples and coated samples were placed in standard environmental conditions (20°C and 65% relative humidity). The characteristics examined in this study included thickness, ash content, air permeability, roughness, opacity, whiteness, brightness, gloss, optical density, and adhesion. These characteristics were measured accurately to thoroughly assess the impact of coating on paper quality. Results: The results indicated that coating increased thickness, ash content, air permeability, whiteness, gloss, and optical density. Compared to the control sample, these features showed significant improvement. However, a decrease in opacity and brightness was observed, indicating that the coating positively affected the visual quality of the paper. In cases where coating materials were used separately, roughness also decreased, which in turn could affect print quality. In other words, the air resistance of the sample coated with graphene, zein, and fluorine increased by approximately 35 times compared with the control sample. Moreover, the ash content in the zein-coated sample was about 5.96 times lower than that of the control, indicating an improvement in paper quality. The opacity of the fluorine-coated sample showed a 3.7% decrease compared to the control. Additionally, the zein-coated sample exhibited a 45.5% increase in whiteness, while the sample coated with both zein and nanographene demonstrated a 431% increase in gloss. The adhesion of the coated layer and the applied flexo ink was excellent, as both layers were completely removed along with the paper surface (substrate) by the adhesive. This feature indicates the high ability of this type of coating to maintain cohesion and print quality. Conclusion: This study demonstrates that the use of nanographene, zein, and fluorine as coatings can significantly improve the physical and printability features of writing paper. In particular, the increased gloss, whiteness, and air permeability make this paper a more suitable option for book printing. Overall, these results can contribute to the design and production of high-quality papers and add greater value to the printing and paper industry in Iran. سابقه و هدف کاغذ تحریر به‌دلیل ویژگی‌هایی مانند رنگ سفید، براقیت، مقاومت در برابر عبور هوا و چاپ‌پذیری مطلوب، یکی از اصلی‌ترین انواع کاغذ مورد استفاده در صنعت چاپ به‌شمار می‌رود. با این حال، نمونه‌های تولید داخل کشور از نظر یکنواختی رنگ، زبری سطح و ویژگی‌های فیزیکی نیازمند بهبود هستند، عواملی که می‌توانند بر کیفیت چاپ تأثیرگذار باشند. در این پژوهش، با هدف ارتقای ویژگی‌های فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ چاپ و تحریر تولیدی شرکت چوب و کاغذ مازندران، از پوشش‌دهی با مواد زیست‌تخریب‌پذیر شامل نانوگرافن، زئین و فلورین استفاده شد. مواد و روش‌ها برای این منظور، کاغذ چاپ و تحریر با گراماژ 70 گرم بر متر مربع تهیه و مورد آزمون‌های مختلف قرار گرفت. به‌منظور اندود سطح کاغذ، ابتدا نانوگرافن، زئین و فلورین به‌همراه لاتکس استایرن-بوتادین با درصدهای وزنی مشخص به‌طور جداگانه توزین شدند. سپس، بر اساس شرایط تیمار، مواد در دستگاه مخلوط‌کن با سرعت چرخش 1500 RPM به مدت 20 دقیقه مخلوط شدند تا مخلوطی همگن حاصل شود. این فرآیند به‌منظور حصول اطمینان از توزیع یکنواخت مواد در سطح کاغذ انجام شد. قبل از انجام آزمون‌ها، نمونه‌های شاهد و نمونه‌های پوشش‌داده‌شده در شرایط محیطی استاندارد (دمای 20 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 65%) قرار گرفتند. ویژگی‌های مورد بررسی در این تحقیق شامل ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، زبری، ماتی، سفیدی، روشنی، براقیت، دانسیته نوری و چسبندگی بودند. این ویژگی‌ها به‌دقت اندازه‌گیری شدند تا تأثیر پوشش‌دهی بر کیفیت کاغذ به‌طور کامل مورد ارزیابی قرار گیرد. یافته‌ها نتایج نشان داد که پوشش‌دهی باعث افزایش ضخامت، خاکستر، مقاومت به عبور هوا، سفیدی، براقیت و دانسیته نوری شد. به‌طوری‌که در مقایسه با نمونه شاهد، این ویژگی‌ها به‌طور قابل توجهی بهبود یافتند. در حالی که نسبت به نمونه شاهد کاهش ماتی و روشنی مشاهده شد، این نتایج نشان‌دهنده این است که پوشش‌دهی تأثیر مثبت بر کیفیت ظاهری کاغذ دارد. در مواردی که از مواد پوششی به‌صورت مجزا استفاده شده است، میزان زبری نیز کاهش یافته است که به نوبه خود می‌تواند روی کیفیت چاپ تأثیر بگذارد. به‌عبارتی دیگر، مقاومت به عبور هوا در نمونه پوشش‌داده‌شده با گرافن، زئین و فلورین حدود ۳۵ برابر نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. همچنین، مقدار خاکستر در نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین نسبت به نمونه شاهد 96/5 برابر کمتر را بود که نشان‌دهنده بهبود کیفیت کاغذ است. ماتی نمونه پوشش‌داده‌شده با فلورین نسبت به نمونه شاهد 7/3 درصد کاهش را نشان داد. همچنین، نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین نسبت به نمونه شاهد 5/45 درصد افزایش سفیدی و نمونه پوشش‌داده‌شده با زئین و نانوگرافن نسبت به نمونه شاهد 431 درصد افزایش براقیت را نشان داد. میزان چسبندگی لایه پوشش‌داده‌شده و مرکب فلکسو اعمال‌شده عالی است، زیرا هر دو لایه همراه با سطح کاغذ (زیرآیند) توسط چسب به‌طور کامل کنده می‌شوند. این ویژگی نشان‌دهنده توانایی بالای این نوع پوشش در حفظ انسجام و کیفیت چاپ است. نتیجه‌گیری این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از نانوگرافن، زئین و فلورین به‌عنوان پوشش‌دهنده می‌تواند بهبود قابل توجهی در ویژگی‌های فیزیکی و چاپ‌پذیری کاغذ تحریر ایجاد کند. به‌خصوص، افزایش براقیت، سفیدی و مقاومت به عبور هوا، این کاغذ را به گزینه‌ای مناسب‌تر برای چاپ کتاب تبدیل می‌کند. به‌طور کلی، این نتایج می‌تواند به طراحی و تولید کاغذهای با کیفیت بالا کمک کند و به صنعت چاپ و کاغذ ایران ارزش افزوده بیشتری ببخشد.

https://jwfst.gau.ac.ir/article_7522_d446138d507faed118b3329acf079cd0.pdf