Биология и морфология

2n=52. Многолетнее растение, используемое в однолетней культуре, высотой от 40-45 см до 1,5-2 м. Форма куста раскидистая, компактная, пирамидальная, колончатая. Стебель мощный и тонкий, опушенный или неопушенный, зеленый или приобретающий антоциановую окраску к осени.

Выделяют три основных типа ветвления стебля: моноподиальный, симподиальный и нулевой. Моноподиальное ветвление характерно для диких и рудеральных форм хлопчатника, произрастающих в тропиках в виде деревьев или низкорослых кустарников. Хлопчатник, выращиваемый в однолетней культуре, имеет симподиальное ветвление. Первая плодовая ветвь закладывается в пазухе 3-10-го листа по главному стеблю. Моноподии встречаются в количестве 2-3, но могут и отсутствовать.

Растения с ветвлением нулевого типа представляют эволюционно самую молодую группу, возникшую в виде спонтанной мутации. Симподии у них не образуются, а все почки в пазухах листьев главного стебля развиваются по типу цветковых. Формы с нулевым типом ветвления относятся к интенсивному типу и отличаются высокой скороспелостью.

Листья крупные, пальчато-лопастные, с прилистниками, очередные, черешковые. Окраска листовой пластинки светло-зеленая, темно-зеленая, с антоцианом или без него. Поверхность листовой пластинки гладкая или морщинистая, с опушением и без опушения. Цветок крупный, с двойным околоцветником.

Чашечка сросшаяся, 5-зубчатая, с подчашием, которое состоит из трех крупных, сильно рассеченных прицветников. Венчик из пяти раздельных лепестков, сросшихся только у основания. Цветет цветок всего один день, окраска лепестков утром желтая (кремовая) с лиловыми пятнами у основания, вечером - красновато-фиолетовая. Тычинок много, расположены они в два круга, тычинки внутреннего круга срастаются в одну трубочку, которая окружает пестик, наружные тычинки редуцированы. Пестик крупный, рыльце находится над тычиночной колонкой. Пыльники светло-желтые или кремовые. Пыльца крупная, липкая, ветром не переносится.

Плод - коробочка. Размеры варьируют от грецкого ореха до небольшого яблока. Форма округлая, овально-яйцевидная, продолговатая, с носиком и без носика, с 3-5 дольками, иногда 6-7 долек. В дольке 6-9 семян с опушением, с подпушком или без подпушка. Вес зрелого хлопка-сырца одной коробочки варьирует у разных сортов от 4 до 12 г. Число коробочек на одном растении может быть от 2-3 до 30-40. Семена покрыты короткими и длинными волоконцами, до 15 тысяч волоконец на одном семени. Дикорастущие формы хлопчатника имеют волоски всего до 10 мм длины, у промышленных сортов - 29-38 мм, выход от веса хлопка-сырца - 32-37 %.

После снятия волокна зрелые семена без подпушка темно-коричневые, почти черные. Окраска подпушка - белая, серая, буроватая, зеленая, изумрудная. Масса 1000 семян от 85 до 140 г, форма семян продолговатая, яйцевидная, округлая.

Экология

Теплолюбивое растение. Оптимальная температура для роста и развития 25-30° С. Если она ниже 25° С, развитие начинает замедляться, а при температуре ниже 17° С происходит угнетение растений. В то же время, некоторые дикие виды (G.sturtii) могут переносить кратковременные заморозки до 5-10° С. При температуре выше 40° С пыльца становится стерильной, много завязей на растениях не оплодотворяется и опадает.

Хлопчатник - растение короткого дня. Селекционные сорта хлопчатника, созданные в широтах, отдаленных от экватора, имеют слабую фотопериодическую реакцию. Период вегетации скороспелых сортов составляет 125-130 дней. Хлопчатник - сравнительно нетребовательная культура по отношению к питательным веществам и влаге, с поздневесенними сроками сева, поэтому его можно размещать после большинства культур (озимые колосовые, многолетние травы, кукуруза на силос и зерно, подсолнечник, сахарная свекла и другие), но лучшими являются многолетние травы (люцерна) и озимая пшеница.

Новые российские сорта развивают небольшую вегетативную массу по сравнению со среднеазиатскими. В условиях юга России хлопчатник менее требователен к почвенному питанию. На формирование 100 кг урожая хлопка-сырца он потребляет: 4,1 кг N, 1,6 кг - P2O5, 2,5 кг - K2O. Таким образом, при средней урожайности 1,5-2,0 т с 1 га хлопка-сырца, хлопчатник выносит меньше питательных элементов, чем озимая пшеница при ее средней урожайности 3-4 т с 1 га. Избыток азота может вызывать "жирование" растений (чрезмерное развитие вегетативной массы), что в свою очередь ведет к затягиванию сроков вегетации и осложнению уборки. Очень важно сбалансировать азотное питание фосфорным на первых этапах развития растений, когда происходит переход от вегетативного роста к репродуктивному развитию.

С увеличением фосфора возрастает число коробочек и уменьшается рост растений. Некоторый избыток фосфора способствует старению растения, в результате которого коробочки быстрее раскрываются. От применения калийных удобрений следует воздержаться лишь на солонцеватых почвах. Оптимальная рН = 6,0-7,3.

В Краснодарском и Ставропольском краях хлопчатник можно возделывать на богаре, без полива. В этом отношении он является экономически выгодной культурой, так как более эффективно, чем другие культуры, использует летние осадки в июле и августе. Практически 80 % возможного для хлопководства массива земель на юге России может обходиться, при высокой агротехнике и соответствующих сортах, без затрат на ирригацию.

Распространение

Род Gossypium смог приспособиться в течение миллионов лет эволюции к самым различным условиям обитания - от влажных тропиков в Центральной и Южной Америке, до крайне засушливых полупустынных и горных районов субтропиков. Основное количество диких видов сосредоточено в зоне субтропиков, но культивируется хлопчатник во многих странах с умеренным климатом - в южных районах Аргентины и Австралии, в Северной Корее, в северо-восточных и северо-западных районах Китая, на Северном Кавказе, в Болгарии и Румынии, в Италии и Испании.

В настоящее время хлопчатник вызревает на полях России и Украины, расположенных на 47° северной широты. Прядение длинных волокон шерсти и льна намного древнее хлопкопрядения, которое вследствие небольшой длины волокон требовало более совершенной техники. В Шумере и древнем Египте хлопка не знали, ткани делали из льняного волокна.

Во времена Геродота хлопок в Вавилоне не употреблялся; в долине Нила он стал известен лишь в 500 году до н. э. Наиболее древние (3000 лет до н. э.) хлопчатобумажные ткани были обнаружены при раскопках в Катхияваре (Индия). В Китай культурный хлопчатник попал из Индии еще в древности, но не нашел применения, потому что Китай всегда был страной шелка. Хлопчатник сажали как декоративное растение. В конце первого тысячелетия нашей эры хлопчатник был в изобилии ввезен в Китай, и в 11 веке начал широко возделываться.

В Египет в 16 веке хлопок ввозился с острова Кипр и из Сирии. Хлопкосеяние в дельте Нила было начато в конце 18 века. В Америке ацтеки производили хлопчатобумажные ткани и окрашивали их краской из кошенили. Хлопководство в США ведет свою историю со времени выведения упландов. Интенсивность выведения сортов для хлопкового пояса (Cotton Belt) была первоначально очень высокой. В 1906 году насчитывались сотни сортов, но только 25 проявили устойчивость к вертициллезному вилту (Verticillium dahliae Kleb.) и фузариозу (Fusarium oxysporum ssp. vasinfectum Atk.). Из всего огромного разнообразия (35 видов) хлопчатника используется 5 видов.

Хлопчатник мексиканский (G. hirsutum) - упланд, занимает 90 % мировых площадей. На втором месте тонковолокнистый перуанский хлопчатник - G. barbadense, он занимает около 8 % хлопковых площадей. Возделывается в основном в Египте, Средней Азии, Судане, Индии, Бразилии и Перу. Дает самое длинное, нежное и прочное волокно. Из него изготовляют особо ценные ткани - бархат, батист, парашютную ткань, авиационный корд, нитки и т.д. G. tricuspidatum (близкий к предыдущим) возделывается в небольшом количестве в странах Южной Америки. Эти три вида имеют 2n=52.

В Африке и Азии с древнейших времен используются так называемые гузы (2n=26), дающие более короткое и грубое волокно по сравнению с американскими видами, но они хорошо приспособлены для выращивания в Индии, Судане, Китае, широко возделывались ранее в Средней Азии. Площади под ними составляют около 2 %, в основном в Индии. На мировом рынке волокно гуз (G. herbaceum и G. arboreum) ценится за его "шерстистость", упругость, прочность, гигроскопичность. Раны, обрабатываемые ватой из гуз, заживают быстрее.

Эти виды обладают рядом очень ценных качеств - устойчивостью к болезням, засухе, сосущим вредителям, имеют слабо раскрывающуюся коробочку, повернутую вниз, (волокно не намокает во время осенних дождей).

Хлопководство России было основано на гузах, а потом на так называемых заводских смесях. Культура хлопчатника в Средней Азии существовала с 6 века до н. э. Коротковолокнистые сорта азиатского хлопчатника были заменены средневолокнистыми. В 2004 году районировано 12 сортов хлопчатника: АС 4, АС 5, АС 6, АС 7, Лиманский, Михайловский, Пионер, ПОСС 1, ПОСС 2 и др. Селекционные учреждения: Прикаспийский НИИ аридного земледелия, Прикумская опытно-селекционная станция Ставропольского НИИСХ. Участвуют в селекционных программах ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова и ООО "Русский хлопок".

Хозяйственное значение

Основное прядильное растение. Возделывается для получения волокна, из которого текстильная промышленность вырабатывает широкий ассортимент бытовых и технических тканей. Семена хлопчатника, содержащие 20-28 % масла, используются в маслобойной промышленности и служат источником ценного белка. Из отходов хлопкоочистительной и маслобойной промышленности производят глицерин, олифу, целлюлозу, линолеум и другие изделия.

У культурных форм хлопчатника волокно в основном белое, но некоторые сорта имеют цветное волокно, окраска которого может быть коричневой, зеленой, кремовой. Технологические свойства хлопкового волокна характеризуют следующие показатели: длина, тонина, крепость, разрывная длина, эластичность, извитость, зрелость. Длина волокна изменяется от 20 до 60 мм. Тонина волокна косвенно характеризуется линейной плотностью (метрическим номером), т.е. длиной волоконцев в 1 г волокна в метрах. Чем выше этот показатель, тем тоньше волокно.

Важный показатель качества волокна - его крепость, или разрывная нагрузка. Она определяется усилием, которое нужно затратить, чтобы разорвать одно волоконце при его растягивании. Разрывная нагрузка колеблется у различных сортов и форм в пределах 4-7 г. Пониженную разрывную нагрузку имеет недозрелое волокно, особенно из коробочек, раскрывшихся после заморозка. Суммарно показатели технологических свойств волокна принято характеризовать его промышленным типом. Различают 7 промышленных типов волокна, каждый из которых имеет определенные нормативы длины, тонины и разрывной нагрузки волокна. Волокно 1-3 типов дают сорта тонковолокнистого хлопчатника, волокно 4-7 типов - средневолокнистого. Наиболее ценные и прочные ткани изготовляют из волокна первых трех типов, но потребность промышленности в нем невелика. Больше всего (около 70 % общего количества) необходимо волокно 5-го типа.

Это основной тип волокна, из него вырабатываются ткани массового потребления. При оценке различных сортов хлопчатника важнейшим показателем служит выход волокна. Его определяют как отношение массы чистого волокна к массе хлопка-сырца, выраженное в процентах. Условно выход волокна подразделяется на низкий - ниже 30 %, средний - от 30 до 35 % и высокий - выше 35 %. Выход волокна обуславливается массой 1000 семян и индексом. Индекс волокна - масса волокна (в граммах) со 100 семян. При подготовке семян к посеву сначала отделяются длинные волокна на джинах (агрегаты для первичной переработки хлопка-сырца), затем проводится делинтирование - отделение коротких волокон (подпушка). Химическое делинтирование позволяет придать семенам необходимую сыпучесть и позволяет отказаться от протравливания. Посев узкорядный или широкорядный (ширина междурядий 60, 90, 105 см).

Общемировая тенденция заключается в увеличении густоты стояния растений на единицу площади по мере продвижения культуры на север. Глубина заделки семян составляет 4-6 см, предпочтительней - 4-5 см. Оптимальная густота стояния к уборке урожая для новых российских сортов составляет (при междурядьях 60-70 см): для более плодородных почв Краснодарского края - 80-100 тысяч растений на 1 га, на более бедных почвах до 120 тысяч растений на 1 га. Норма семян составляет 12-14 кг на 1га при использовании сеялок точного высева. Все посевы хлопчатника 90-х годов на юге России убирались вручную.

При комбайновой уборке поле должно быть ровным, и у растений должны быть убраны листья. Для этого используется дефолиация. Обычно используется хлорат магния как дефолиант, и при увеличении дозировки - как десикант. Урожайность составляет 1,5-2,0 т с 1 га.

Литература

1. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. М., 2004
2. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971. С 385-414
3. Касьяненко А.Г., Касьяненко В.А., Семикин А.П., Шевцова В.М. Хлопководство России. Краснодар, 1999
4. Суворов В.В. Ботаника. Л., 1961. С. 320-324
5. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. С-Пб., 1995

© Гашкова И.В.