ХЛОПЧАТНИК — GOSSYPIUM

Использование. Из прядильных растений большое значение имеет хлопчатник, на семенах которого образуются волокна длиной 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 вырабатывают ткани 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 хлопчатник распространен главным 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.

Районы возделывания хлопчатника:

Хлопчатник возделывают в 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.

Урожайность хлопка-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 — однолетний кустарник высотой 1-2 м.

Корневая система стержневая, 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.

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

Симподии 1-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.

Цветки от 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.

Семя длиной 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 очень светолюбивое и 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 почвах среднесуглинистых при реакции почвенного раствора от нейтральной до слабощелочной (рН 7-8).

Растение выдерживает слабое засоление и 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).

Особенности севооборота. Из-за сильной поражаемости грибным заболеванием вилтом хлопчатник возделывают в севооборотах, где он может занимать не более 60-70% от площади. Лучшие предшественники хлопчатника — люцерна, бобовые культуры, зерновые.

В севообороте растения должны обеспечиваться необходимым количеством питательных веществ, и прежде всего азотом, фосфором, калием. Учитывая, что на 1 т хлопка-сырца растение потребляет до 45-50 кг азота, 15-20 кг фосфора и до 50 кг калия, количество вносимых удобрений должно быть согласовано с величиной урожая и содержанием питательных веществ в почве.

Предпосевные мероприятия. Технологические операции по возделыванию хлопчатника занимают в связи с большой продолжительностью его вегетации значительную часть года; выделяют допосевной, предпосевной, посевной периоды и уход за растениями и уборку.

Вспашка осуществляется лемешными или дисковыми плугами на глубину не менее 28-30 см, а при использовании двухъярусных лемешных плугов — до 30-40 см. На участках, вышедших из-под люцерны, перед вспашкой поле дискуют.

В этот же период или заранее на специальных линиях на хлопковых заводах семена хлопчатника доводят до посевных кондиций. Подпушек семян удаляют механическим, химическим или аэрохимическим способом. Для этой же цели иногда семена дражируют, т. е. обволакивают прилипающими веществами с добавлением фунгицидов. Оголенные семена подвергают сортировке и калибровке.

Удобрения. Обычно дозы вносимого азота составляют 100-200 кг/га, фосфора 100-175, калия 100-125 кг/га.

Основные технологические операции в допосевной период — внесение органических и минеральных удобрений и вспашка. Навоз вносится в количестве не более 10-15 т на га из-за угрозы избыточного разрастания растений хлопчатника.

Посев/посадка. Сев начинают, когда температура почвы на глубине заделки семян достигнет 13-14°С. Выбор срока посева в тропиках определяется началом сезона дождей, а в субтропической зоне — температурными условиями.

Наиболее прогрессивные способы посева — частогнездовой и пунктирный как разновидность частогнездового, но с точным высевом семян. Созданы и сеялки точного высева с электронным контролем за равномерностью высева семян. Нормы высева семян изменяются от 30 до 80 кг/га.

Поверхность поля, подготовленная для посева, может быть гладкой или гребневой. При посеве хлопчатника в гребни создаются лучшие тепловой и воздушный режимы почвы в начальный период развития растений.

Оптимальные условия для растений создаются при широкорядном посеве с междурядьями 60-90 см и расстояниями между растениями от 8 до 12 см и более, а при гнездовом посеве — 30 см.

Густота стояния растений варьирует в широких пределах — от 50 до 60 тыс. растений на 1 га в тропической зоне, до 130-140 тыс. растений в субтропиках. Семена заделывают на глубину 3-6 см.

Во время посева вносят почвенные гербициды и стартовые дозы азота и фосфора (до 20 кг/га по действующему веществу). В условиях орошения направление посева должно совпадать с направлением полива. В период от посева до появления всходов в случае образования почвенной корки ее разбивают боронами или ротационными мотыгами.

Уход за посевами/посадками. Уход за растениями — самый напряженный период, когда решаются задачи по созданию оптимальных условий для развития растений хлопчатника. Сразу после появления всходов формируют требуемую густоту стояния растений. Как правило, это ручная работа.

Поддержание поля в чистом от сорняков состоянии осуществляют как ручными прополками, так и междурядными культивациями, которые проводятся за период вегетации 3-5 раз и поддерживают верхний (до 10-16 см) слой почвы в рыхлом и чистом от сорняков состоянии. По мере необходимости на плантациях осуществляют борьбу с вредителями и болезнями. Большое внимание в период вегетации уделяют внесению удобрений, и прежде всего азотных.

В условиях орошения до начала полива нарезают поливные борозды. В результате проведения поливов влажность почвы не должна опускаться ниже 60-70% от предельной полевой влагоемкости. Оросительные нормы в зависимости от конкретных почвенно-климатических и гидрологических условий варьируют от 2 до 9 тыс. м³ воды на 1 га.

Перед созреванием хлопчатника в ряде регионов мира, особенно в сухих субтропиках, у растений удаляют верхушечную почку основного и бокового побегов, т. е. осуществляют так называемую чеканку, способствующую ускорению раскрытия коробочек.

Уборка урожая. Созревший хлопок-сырец убирают вручную или хлопкоуборочными машинами. Ручная уборка начинается уже при раскрытии 3-5 коробочек на кусте. Она менее производительна, чем машинная уборка, но дает чистый хлопок-сырец высокого качества. Использование хлопкоуборочных машин позволяет заменить до 150-200 сборщиков хлопка. Обязательной при машинной уборке является двукратная дефолиация — предварительное химическое удаление листьев, а в некоторых случаях при большом количестве недозревших коробочек осуществляют десикацию (высушивание) растения.