Волокнистые растения

Волокнистые растения возделывают для производства растительных волокон различного назначения. Несмотря на широкое внедрение синтетических волокон, растительное натуральное волокно не потеряло своего значения, а в некоторых отраслях хозяйства остается незаменимым. Помимо волокна многие волокнистые растения дают семена, содержащие высококачественные масла, используемые в пищу и для технических целей.

В мировом производстве прядильных материалов наибольшее значение имеют хлопчатник, джут, лен и конопля. Хлопчатник дает 70-75% всего прядильного сырья.

Волокнистые растения по месту формирования волокна и морфологическим особенностям делят на 3 группы: семя- и плодоволокнистые, стеблеволокнистые, листоволокнистые.

Выращивание прядильных культур для ряда стран тропиков и субтропиков стало основой национальной экономики.

В разные времена люди делали попытки изготавливать ткани и из совсем не подходящих на первый взгляд для этого растений. Так, на Руси умельцы ткали холсты из волокна иван-чая, чей присемянный пух отдаленно напоминал хлопок. В старину известна была и так называемая «лесная шерсть» – волокнистый материал, извлекаемый из сосновых иголок. Для получения «сосновой шерсти» иглы распаривали, вываривали в щелоке, расчесывали, отмывали и сушили. Полученное волокно шло на изготовление теплых вязаных вещей. «Сосновая» одежда считалась не только теплой, но и очень полезной, предупреждающей ревматизм. Однако подобные попытки внести различные растения в разряд волокнистых относятся скорее к курьезам, чем составляют практику технического растениеводства.

Хлопчатник — gossypium

Использование. Из прядильных растений большое значение имеет хлопчатник, на семенах которого образуютсяволокнадлиной 20-50 мм, представляющие собой вытянутые клетки эпидермиса. В производстве растительных волокон на долю хлопчатника приходится до 75%. Из хлопчатника можно получить до 75 видов продукции. Одна тонна хлопка-сырца (семена с волокном) дает до 320 кг волокна, 650 кг семян, 10 кг короткого волокна линта длиной 4-5 мм.

Из волокна хлопчатника вырабатываютткани бытового назначения (сатин, ситец, батист, парашютная и др.), кинопленку, взрывчатые вещества. Линт применяют для изготовления искусственного шелка, бумаги, изоляционных тканей. Семена используют для получения пищевого и технического масел, а отходы идут на корма животным. Стебли пригодны для выработки бумаги, лаков, спирта.

Систематика. Хлопчатник (род Gossypium L. spec.), семейство Мальвовые (Malvaceae) — многолетнее растение, насчитывает 35 диких и культурных видов. В хлопкосеющих регионах используют главным образом однолетние формы видов. Хлопчатники Нового Света — средневолокнистый (Gossypium hirsutum) и тонковолокнистый (Gossypium barbadense) выращивают в условиях высокой культуры земледелия; хлопчатники Старого Света — травянистый (Gossypium herbaceum) и древовидный (Gossypium arboreum) используют в некоторых районах Азии. На долю хлопчатников Нового Света приходится не менее 80% посевных площадей.

Распространение. На земном шаре хлопчатникраспространенглавным образом между 47° с. ш. и 35° ю. ш. По своей природе хлопчатник — растение короткого дня. Как тропическое растение, хлопчатник предъявляет высокие требования к теплу. Минимальная температура для прорастания 10-12°С, оптимальная 25-30°С. Заморозки губительны как для всходов, так и для взрослого растения. Поэтому для зон северного хлопкосеяния создают раннеспелые сорта с периодом вегетации до 4,5-5 месяцев. В период вегетации для хлопчатника необходимы температуры не ниже 30-35°С. Температуры более 40°С могут нарушить нормальное прохождение процессов фотосинтеза и образования генеративных органов. Из культивируемых форм более требователен к теплу тонковолокнистый хлопчатник.

Рис. 1 Районы возделывания хлопчатника

Хлопчатник возделываютв 89 странах мира. Валовое производство волокна — 16,63 млн т. Наибольшие площади под хлопчатником имеются в Азии — 17,02 млн га, промышленные плантации хлопчатника Северной и Центральной Америки занимают 4,38 млн га, в том числе в США 4,06 млн га. На третьем месте по посевным площадям хлопчатника находится Африка — 4,2 млн га. В зоне наиболее северного хлопкосеяния — в СССР — посевные площади под хлопчатником составляют 3,46 млн га.

Урожайностьхлопка-сырца по континентам мира изменяется от 0,94 т/га (в Африке) до 2,52 т/га (в Европе), а в Австралии — 3,71 т/га. Наивысшие урожаи получают на Филиппинах и в Израиле — более 4,0 т/га. Основные производители хлопка-сырца и волокна — США, Китай — имеют урожайность хлопка-сырца от 2,08 (в США) до 2,56 т/га. В Индии эти показатели значительно ниже. В Советском Союзе (главным образом в Узбекистане) средняя продуктивность составляет 2,34 т/га.

Описание растения. В полевой культуре хлопчатник — однолетнийкустарниквысотой 1-2 м.

Корневая системастержневая, проникает до глубины 2 м, однако наибольшая масса корней находится в 0,5-метровом слое почвы. В условиях избытка влаги корни развиты слабее, не так ясно выражен их стержневой тип.

Главный стебель— вертикальный, высотой 80 см и более. После развития на главном стебле 3-7 листьев из пазух последующих образуются ветви с генеративными органами. Чем раньше вырастет первая ветвь, тем скороспелее будет сорт.

Ветвибывают ростовые (моноподии) и плодовые (симподии). Моноподии вырастают из почек в пазухах нижних листьев, и на них затем образуются симподии 2-го порядка.

Рис. 2 Хлопчатник, цветок, семена, плод

Симподии1-го порядка возникают на главном стебле в пазухах вышерасположенных листьев. Каждое междоузлие симподия заканчивается генеративным органом — бутоном и листом, между которыми возникает следующее междоузлие. В практике хлопководства больше используют формы с 1-3 моноподиями или без них, а не только с симподиями, на которых быстрее развиваются генеративные органы.

В свою очередь у симподий различают предельный тип ветвления, когда образуется только одно междоузлие, и непредельный — при отрастании нескольких междоузлий. Для практики хлопководства, особенно для зон с продолжительностью теплого периода до 4,5-5 месяцев, более пригодны сорта хлопчатника с предельным типом коротких (до 5-10 см) междоузлий, что сокращает период вегетации и способствует применению механизированных средств уборки.

Первые 2 супротивных листа, образовавшиеся после появления всходов, семядольные, цельные, почковидной формы, следующие 2-3 — цельные, а дальше — с рассеченной листовой пластинкой, имеющей 3-5 лопастей, черешок и 2 прилистника. У разных видов хлопчатника форма лопастей различна. Обычно лист голый, но иногда опушен на тыльной стороне. Цвет листа от светло- до темно-зеленого, иногда с наличием антоциановой окраски. Общая величина листовой поверхности варьирует от 20-25 до 50 тыс. м²/га, что обусловливает разную величину образования сухого вещества, в том числе приходящегося и на урожай.

Цветкиот 4 см и более в диаметре расположены на цветоножке. Цветок имеет 3 прицветника, сростнолистную чашечку, внутри которой находится венчик из 5 белых, кремовых, красных лепестков. Некоторые виды хлопчатника имеют в основании лепестков антоциановое пятно. Пять тычиночных нитей срастаются в колонку с большим числом тычинок, заканчивающихся 2-гнездным пыльником. Пестик 3-5-гнездный с верхней завязью. Число семяпочек в гнезде различное — от 6 до 11.

Плод— коробочка различной формы и поверхности, диаметром от 1 до 7 см. Окраска у несозревших коробочек зеленая. В каждом гнезде коробочки развивается до 5-10 семян.

Семядлиной 5-14 мм и диаметром 3-8 мм имеет яйцевидную или неправильно грушевидную форму, состоит из зародыша и 2 оболочек. Клетки эпидермиса кожуры сильно вытянуты и образуют волокно белого или кремового цвета (редко коричневого или зеленоватого). У тонковолокнистого хлопчатника имеется только длинное волокно. V соедневолокнистого — длинное и короткое. Волокно развивается в течение 25-30 дней начиная со дня цветения. К началу созревания из волокна испаряется влага, что приводит к его сплющиванию и закручиванию.

Некоторые семяпочки, называемые «улюк», остаются неоплодотворенными, что вызывает прекращение роста волокна и снижает качество волокна и пряжи.

Созревшие семена после удаления длинного и короткого волокна имеют темно-коричневую, почти черную окраску, масса 1000 семян 90-160 г.

Биологические особенности. Растение оченьсветолюбивоеи лучше всего растет, когда во время вегетации не менее 60-70% дней солнечные.

Хлопчатник требователен к влаге, его коэффициент транспирации составляет не менее 500-600. Особенно высоки требования хлопчатника к влаге в начале вегетации и в период плодообразования. Недостаток воды в период плодообразования резко увеличивает опадение генеративных органов до 90% и более от общего их количества. Поэтому в аридных зонах возделывания применяют орошаемую культуру, а во влажных тропиках и субтропиках хлопчатник возделывают без орошения при выпадении в год не менее 800-1000 мм осадков.

В оптимальных условиях появление всходов после посева отмечается на 5-7-й день, а первый настоящий лист формируется через 10-12 дней. На 25-30-й день появляются первые бутоны, а еще через 25-30 дней начинается цветение. Цветки раскрываются утром, а к вечеру увядают. В первый день окраска цветков белая или кремовая, на 2-3-й день переходит в розоватую, затем в фиолетово-красную, после чего венчик опадает. Начало созревания, т. е. раскрытие первых коробочек, обычно фиксируют через 2 месяца после зацветания первых бутонов.

Образование бутонов, цветение и созревание происходят снизу вверх, и таким образом все 3 фазы — бутонизация, цветение и созревание — продолжаются до уборки.

Хлопчатник — самоопылитель, однако отмечено и перекрестное опыление. На кусте может образоваться более 30 генеративных органов, однако в связи с опадением цветков и завязей, вызванным генетическими особенностями и нарушением агротехники, сохраняется и созревает до 20-50% от образовавшихся коробочек.

Требования к почвам. Лучше всего хлопчатник растет на почвахсреднесуглинистыхпри реакции почвенного раствора от нейтральной до слабощелочной (рН 7-8).

Растение выдерживает слабое засолениеи может произрастать в условиях залегания слабоминерализованных грунтовых вод до 1-3 м. На структурных, рыхлых почвах и при содержании гумуса до 3-5% растения развиваются лучше, однако при высокой культуре земледелия и необходимом количестве питательных веществ хлопчатник выращивают на любых почвах, кроме засоленных (на сероземах, красноземах, аллювиальных).