хлопок (Gossypium), род главным образом кустарниковых растений семейства просвирниковых (Malvaceae). Ряд видов широко разводится ради волокна (хлопка) и семян. Из волокна вырабатывают ткани и нити, а из семян получают масло и другие продукты, применяемые в пищевой и других отраслях промышленности. Хлопковое волокно - это волоски, покрывающие поверхность семян. Они бывают длинными и пушистыми или короткими и ворсистыми (линт, или хлопковый пух). В зависимости от возделываемого вида и сорта семя может нести оба типа волосков или только первый из них. Каждый волосок - это одна мертвая эпидермальная клетка семенной кожуры, представляющая собой длинную, уплощенную, спирально скрученную трубку. У диких видов хлопка длинных волосков нет.
При коммерческом разведении хлопка это обычно однолетняя культура, дающая за вегетационный период один урожай. Однако в безморозных регионах растение живет несколько лет, развиваясь в мелкий кустарник. Некоторые плантации в Перу дают урожай ежегодно в течение трех лет, а на северо-востоке Бразилии - до семи лет.
Основные производители хлопка - Китай, США, Индия, Пакистан, Узбекистан, Бразилия, Турция, Туркменистан, Австралия, Греция, Египет, Аргентина, Сирия и Парагвай. На долю первых пяти стран приходится 75% мирового урожая этой культуры.
Биология. В зависимости от вида куст хлопчатника достигает в высоту 0,5-3,0 м и образует множество свешивающихся почти до земли боковых ветвей. Листорасположение очередное (спиральное). В листовой пазухе (верхнем углу между стеблем и листом) находятся зачатки почек, способные развиваться в вегетативные или цветоносные побеги.
У большинства видов хлопчатника листья черешчатые, дланевидные с тремя, пятью или семью долями, длиной 7-17 см, а шириной 5-12 см. Листья и стебли почти всегда тонкоопушенные, хотя бывают и гладкими.
Корневая система стержневая, вертикально уходящая в грунт на глубину не менее 30 см, а иногда до 3 м - в зависимости от вида, сорта и типа почвы.
Цветки, напоминающие цветки шток-розы из того же семейства, растут группами. Они появляются через 7-10 недель после посадки, раскрываются утром, рассеивают пыльцу и к вечеру увядают. Новые цветки образуются еще в течение примерно полутора месяцев. Цвет венчика варьирует от белого через кремовый или желтый до красновато-пурпурного.
На первой стадии развития (три-четыре недели до распускания цветков) бутоны защищены тремя мелкими листовидными прицветниками (оберткой, или подчашием). У каждого цветка пять лепестков и множество тычинок (образующих пыльцу мужских органов), объединенных в пятиярусную тычиночную трубку, которая окружает пестик (женский орган) с тремя-пятью рыльцами (улавливающими пыльцу структурами). Обычно происходит самоопыление, однако насекомые также могут переносить пыльцу от цветка к цветку. Нижняя часть пестика (завязь) разделена на три-пять отсеков (гнезд). В каждом гнезде находится 7-10 семяпочек (зачатков семян), и в каждой завязи в норме созревает 20-30 семян, покрытых волосками.
Часть растения, содержащая семена, т.е. плод, у хлопчатника называется коробочкой. Хлопковая коробочка созревает и вскрывается - лопается - через 45-70 дней после распускания цветка: набухающие волокна раздвигают ее створки так, что они оказываются перпендикулярными оси цветка. Волокна из разных гнезд как бы слипаются в единую массу, которая остается на месте, удерживаемая прилегающими частями коробочки.
Культивируемые виды. Известно 39 видов хлопчатника. Все они происходят из теплой умеренной или тропической зон. Однако регулярно разводятся только четыре вида, точнее - множество их сортов. Еще несколько видов иногда выращивают как декоративные в садах.
Генетически виды хлопчатника делятся на две группы, различающиеся числом хромосом в клетке: диплоидную и тетраплоидную. Одиночный набор хромосом обозначается буквой "n". У хлопчатника n равно 13. Большинство видов хлопчатника - диплоидные, т.е. в их неполовых клетках два набора хромосом (2n = 26). Диплоидны и два культурных вида - хлопчатник индокитайский, или древовидный (G. arboreum), и хлопчатник травянистый, или гуза (G. herbaceum). Еще два вида, имеющие гораздо большее экономическое значение, - хлопчатник перуанский, или барбадосский (G. barbadense), и хлопчатник мексиканский, обыкновенный, или упланд (G. hirsutum), - тетраплоиды, т.е. у них четыре набора хромосом (4n = 52).
Диплоидные культурные виды происходят либо из Африки, либо из Азии, но называются однозначно азиатскими по месту введения в культуру. Родина культурных тетраплоидов - Новый Свет, однако установлено, что один диплоидный набор у них "местный", а второй - азиатский. Каким образом они объединились, неясно.
Поскольку плоидность влияет на характеристики хлопкового волокна, проведены эксперименты по изменению хромосомного числа хлопчатника. Например, путем скрещивания разных линий и обработок колхицином (это вещество подавляет расхождение хромосом при делении клеток) получены триплоидные (3n) и гексаплоидные (6n) растения.
Хлопчатник обыкновенный, возможно, происходит с юга Мексики и из Центральной Америки, однако его бесчисленные культивируемые формы, дающие примерно 90% мировой продукции хлопковолокна, выведены как в Новом, так и в Старом Свете. Высота этих растений составляет 0,6-1,5 м, их овальные семена покрыты густым линтом сероватого, рыжего или зеленого цвета и белыми длинными волокнами - тонкими или средней толщины, длиной обычно 5-13 мм.
Хлопчатник барбадосский, вероятно, происходит с запада Южной Америки. Его островные типы, названные так, потому что раньше их выращивали на островах у берегов Южной Каролины, Джорджии и Флориды, разводятся сейчас главным образом в Вест-Индии и на юго-востоке США. Длинные волокна этих растений (38-44 мм) кремовые, шелковистые. Египетские типы, дающие длинное прочное волокно, происходят от островных типов, интродуцированных в Египет. Сейчас они выращиваются в Египте, на юго-западе США, в Западной Азии, Судане и Перу. Волокна этих растений буроватые, длиной 35-44 мм.
Родина хлопчатника древовидного, достигающего более 3 м высоты, и хлопчатника травянистого, возможно, Индия. У этих древних азиатских культур, не играющих существенной роли в современном хлопководстве, длинные волокна жесткие и короткие - 9-19 мм.
Хлопковое волокно. Каждое длинное волокно хлопчатника - мертвая трубчатая клетка, длина которой превышает ширину в 1000-6000 раз. Ее диаметр равен 2-60 мкм. Волокно состоит почти из одной целлюлозы, хотя в естественном состоянии содержит 3-5% восков и смол. Воска, находящиеся в основном на его внешней поверхности, облегчают процесс прядения.
Хлопковое волокно обладает прекрасным сочетанием качеств, делающим его пригодным для изготовления самых разнообразных тканей - от грубой дерюги до тончайшей полотняной кальки, а также многих других прядильных материалов. Конкуренция с синтетическими волокнами привела к появлению усовершенствованных типов хлопковолокна, в частности водоотталкивающего, несгораемого и устойчивого к гниению. В сочетании с синтетическими волокнами, например сложными полиэфирами, хлопок дает еще более разнообразные по свойствам материалы. Он, в частности, обеспечивает их влагопоглощающие и антистатические свойства, а синтетика - прочность и износостойкость.
Использование семян. Хлопковое семя продолговатое, на одном конце заостренное. Длина его составляет 6-12 мм. Семенная кожура темно-коричневая - черная. У зародыша, занимающего почти всю внутреннюю часть семени, две семядоли.
Хлопковое семя занимает второе место в мире после сои как сырье для получения растительного масла: его выход составляет 16% веса семени. Кроме того, из семян хлопчатника получают муку (45%), линт (9%) и жмых (26%); на отходы остается всего 4%.
Одна из проблем, ограничивающая использование продуктов из хлопкового семени, - присутствие в нем желез, содержащих пигмент госсипол и близкие к нему вещества. Госсипол загрязняет как масло, так и получаемую после его отжимания кормовую муку. Жвачным он не причиняет вреда, однако для нежвачных животных, например свиней и кур, токсичен. В США его предельно допустимая концентрация в продуктах питания составляет 0,04%.
Обычно госсипол, который инактивируется нагреванием, удаляют при переработке семян физически, что требует времени и затрат, поэтому генетики и селекционеры работают над выведением форм хлопчатника, не содержащих госсиполовых желез, и уже открыли гены, ответственные за их образование. Естественные безжелезистые мутанты обнаружены среди египетских форм хлопчатника.
Хлопковое семя содержит 16-18% белка, но в США перерабатывается в основном на масло и побочные продукты маслобойного производства, поскольку не выдерживает "белковой" конкуренции с другими масличными семенами, главным образом соевыми. Хлопковое семя используется в производстве широкой гаммы продуктов, включая шортенинг, маргарин, кулинарное масло, клей для влаго- и износостойкой фанеры, муку и жмых, которые идут на корм скоту и служат сырьем для приготовления клеящих средств и белковых волокон. Раньше хлопковое масло широко применяли для получения мыла и жирных кислот. Сейчас значительную его долю обрабатывают метиловым спиртом, получая сложные метиловые эфиры, применяемые в производстве пластмасс и других промышленных продуктов, а также в качестве высококалорийных кормовых добавок.
Линт, т.е. короткие волокна, остающиеся на семени после джинирования (волокноотделения), используют для получения ватина, набивочных и поглощающих материалов. Жмых - жесткая семенная кожура - идет в основном на корм скоту. Части коробочек, отделяемые от хлопковолокна и семян в процессе джинирования, могут служить источником гумуса и садовой мульчи.
Хлопок экономически невыгодно выращивать в местах, где среднелетняя температура опускается ниже 25? С. Минимальная температура почвы для прорастания и роста всходов разных сортов хлопчатника обыкновенного составляет в среднем 15? С, а максимальная - 38? С. Теоретически самое быстрое прорастание и рост всходов этого вида происходит при 33? С. Обычно хлопчатник плохо растет при температуре воздуха не выше 15??С и не ниже 37? С, особенно если жара держится несколько дней подряд. Чем суше почва, тем отрицательнее эффект высоких температур воздуха.
В большинстве районов, где хлопчатник выращивают без орошения, годовая норма осадков составляет 580-1500 мм. При орошении этот фактор не играет роли. Суточная потребность хлопчатника в воде возрастает до пика цветения, а потом постепенно снижается. Хлопчатник лучше всего растет в солнечную погоду. Сухие жаркие ветры сильно замедляют рост всходов и отрицательно влияют на взрослые растения, особенно если влажность почвы низкая.
Продолжительность вегетационного периода зависит в первую очередь от температуры воздуха и планируемого урожая. При благоприятных условиях через 180-190 дней после посева можно собрать вдвое больше хлопка-сырца, чем через 150-160 дней.
Основные вредители хлопчатника - членистоногие: хлопковый долгоносик, трипсы, хлопковая совка, хлопковая тля, паутинный клещик, розовый коробочный червь, хлопковая моль и др. Борются с ними инсектицидами.