Агрономические особенности и хозяйственное значение культуры хлопчатника

Хозяйственное значение и потенциал урожайности хлопчатника

Хлопчатник — ценная пропашная культура, которая служит отличным компонентом в севооборотах зерновых и других культур. Растение также ценится как хороший медонос. Помимо качественного волокна, культура дает сырье для масложировой и кормовой промышленности. Стебли хлопчатника (гузыпая) идут на получение дубильных веществ или используются в качестве топлива.

• Выход масла из 1 ц семян — 17–19 кг
• Выход жмыха из 1 ц семян — 40–42 кг
• Содержание белка в жмыхе — до 40 %
• Урожайность хлопка-сырца в Средней Азии — 2,5–2,7 т/га
• Мировая посевная площадь — около 32 млн га

Кожура семян хлопчатника представляет собой ценное сырье для химической и деревообрабатывающей промышленности. После переработки эти отходы производства превращаются в полезные продукты. Из кожуры семян получают:

• бумагу;
• изоляционные материалы;
• этиловый и метиловый спирты;
• лимонную и уксусную кислоты;
• поташ;
• органические удобрения.

Хлопчатник возделывают в тропической и субтропической зонах. Основные посевные площади в СНГ сосредоточены в Средней Азии (Узбекистане, Туркмении, Таджикистане, Киргизии, Казахстане) и Азербайджане. Средняя урожайность хлопка-сырца в этих регионах составляет 2,5–2,7 т/га, а передовые хозяйства получают 4 т/га и более. В 1980 году на территории бывшего СССР площади под этой культурой достигали 5,67 млн га.

Биологические особенности и ключевые виды культуры

Древнейшими очагами возделывания хлопчатника на планете признаны Индия, Мексика и Перу. При археологических раскопках в Пакистане были обнаружены древнейшие хлопчатобумажные ткани, созданные в 3 тысячелетии до н. э. Позже культура распространилась в Китай, Египет, Среднюю и Малую Азию. Попытки выращивания хлопчатника в России под Астраханью и в низовьях Волги, а также на юге Украины под Одессой оказались неудачными.

Культура относится к роду Gossypium семейства Мальвовые (Malvaceae). Данный род включает приблизительно 20 видов, однако в мировом сельскохозяйственном производстве используют всего пять. Из них три вида занимают ведущие позиции в посевах: хлопчатник обыкновенный (мексиканский) — Gossypium hirsutum L., хлопчатник перуанский (тонковолокнистый) — Gossypium barbadense L. (или Gossypium peruvianum Gav.) и хлопчатник травянистый, гуза — Gossypium herbaceum L.

Хлопчатник обыкновенный, или средневолокнистый (упланд) — самый распространенный вид в мире и на территории СНГ. Его выращивают как однолетний полукустарник высотой 1–1,5 м с крупными 3–5-лопастными листьями. Растение имеет одноярусное опушение, сердцевидные прицветники и кремовые цветки. Крупные коробочки содержат по 5–11 покрытых подпушком семян в каждом из 3–5 гнезд, обеспечивая высокий выход волокна (до 35–40 %) длиной до 35 мм.

Хлопчатник тонковолокнистый (перуанский) в диком состоянии является древовидным кустарником, а в культуре выращивается как однолетник высотой 1–3 м. Листья имеют 3–5 длинных лопастей, а прицветники с 10–15 зубцами превышают длину коробочки. Лимонно-желтые цветки отличаются красным пятном у основания лепестков. Мелкие 3–4-гнездные коробочки с ямчатой поверхностью содержат по 5–8 почти голых семян в гнезде.

Температурный режим и фазы развития хлопчатника

Хлопчатник биологически является многолетней культурой, но в сельском хозяйстве его возделывают как однолетник. Для агронома ключевое значение имеет контроль температурного режима с первых дней сева, так как тепловой фактор напрямую определяет скорость прохождения растением фазы яровизации и закладку вегетативных органов.

Световая стадия хлопчатника в полевых условиях длится от 18 до 33 дней. Будучи растением короткого дня, культура быстрее завершает этот этап в условиях сокращенной инсоляции, при этом важную роль играет повышенная ночная температура. Яровизация обычно завершается до начала образования первых ростовых ветвей, а световая стадия — с появлением первых плодовых ветвей.

• Продолжительность световой стадии — 18–33 дня
• Период вегетации средневолокнистых сортов — 125–150 дней
• Период вегетации тонковолокнистых сортов — 145–160 дней
• Глубина проникновения стержневого корня — 1,5–2,0 м

Развитие хлопчатника от посева до раскрытия первых коробочек включает пять основных фаз. Скорость прохождения каждого этапа определяет общую спелость посевов и планируемые сроки уборки.

Морфология куста, типы ветвления и биология цветения

Прорастание семени начинается с быстрого роста стержневого корня, который закрепляется в почве, после чего изогнутое подсемядольное колено выносит семядоли на поверхность. В течение первого месяца после всходов корневая система растет опережающими темпами, уходя на глубину до 2 метров. Листья формируются очередно, имеют от 3 до 8 долек, а в их пазухах закладывается по 2–3 почки, из которых через 20–35 дней (начиная с 3–5 листа) развиваются боковые ветви.

Для прогнозирования урожайности важно различать два типа побегов хлопчатника. Ростовые (моноподиальные) ветви отходят под острым углом, заканчиваются ростовой почкой и не несут на себе цветков напрямую. Плодовые (симподиальные) ветви отходят под тупым углом, имеют коленчатую форму и несут бутоны, цветы и коробочки. Чем ниже по стеблю закладываются плодовые ветви, тем скороспелее сорт: у скороспелых форм первая плодовая ветвь появляется в пазухе 5–6 листа, у поздних — в пазухе 7–10 листа.

Цветок хлопчатника имеет крупный венчик из 5 лепестков, сросшихся у основания с тычиночной трубкой, несущей 50–80 пыльников. Завязь обычно 3–5-гнездная, опыление происходит преимущественно собственным путем (самоопыление). Жизненный цикл раскрывшегося цветка длится всего двое суток и проходит по строгому графику.

1. Рано утром цветок раскрывается (лепестки бледно-желтые или кремовые, у некоторых видов с красным пятном у основания).
2. После полудня лепестки начинают розоветь, а к вечеру увядают и смыкаются.
3. На второй день венчик становится фиолетовым, окончательно засыхает и опадает.

После оплодотворения завязывается плод — округло-яйцевидная коробочка с гладкой или ямчатой поверхностью. По мере созревания она раскрывается по швам на 3–5 створок, освобождая семена с коротким подпушком. Размер плода и качество раскрытия напрямую зависят от условий минерального питания и влагообеспеченности посевов.

Формирование волокна и минеральное питание

После оплодотворения цветка начинается развитие завязи, которая со временем превращается в коробочку. Период формирования плода делят на два основных этапа, от которых напрямую зависят товарные свойства хлопка. Агроному важно контролировать прохождение этих фаз для получения кондиционного сырья.

Волокно хлопчатника начинает расти сразу после оплодотворения и развивается почти до раскрытия коробочки. Оно представляет собой вытянутую отдельную клетку эпидермиса кожуры семени с соотношением толщины к длине 1:1500–2000. В каждом гнезде коробочки закладывается по 5–8 семян. Они покрыты длинными волокнами и коротким подпушком (линтером) белого, зеленоватого или коричневого цвета, который отсутствует только у голосемянных форм.

1. Рост в длину. Волокно активно вытягивается в длину в течение первых 20–25 дней после оплодотворения цветка.
2. Накопление целлюлозы. Происходит постепенное отложение вещества изнутри на стенках волоконца.
3. Созревание. Внутренняя полость сужается, волокно стягивается и приобретает характерную для сорта прочность, извитость и тонину.

Качество сырья оценивают по четырем главным показателям: выходу волокна, его длине, крепости и тонине. Выход волокна составляет 25–40% от массы сухого сырца и определяется сортом, агротехникой и погодой. Тонина (диаметр волоконца) измеряется под микроскопом и составляет 10–25 мкм. Разрывная крепость колеблется от 3 до 8,5 г: чем толще стенки отложившейся целлюлозы, тем прочнее волокно, тогда как недозрелые волокна остаются тонкими и слабыми.

Длина хлопкового волокна обычно находится в пределах от 10 до 50 мм, чаще всего составляя 25–40 мм. Более длинное волокно ценится выше, так как позволяет вырабатывать тонкую пряжу. Извитость волокон также важна для производства: она обеспечивает лучшую сцепляемость при скручивании нити. По длине волокна сорта классифицируют следующим образом:

• Тонковолокнистые: длина волокна от 35 до 40 мм и выше;
• Длинноволокнистые: длина волокна от 30 до 35 мм;
• Средневолокнистые: длина волокна менее 30 мм.

Для формирования 1 тонны хлопка-сырца вместе с надземной вегетативной массой растениям требуется существенный объем минерального питания. Агроному важно сбалансировать дозы удобрений, чтобы избежать недобора урожая и снижения качества сырья. Средний вынос основных элементов питания на тонну сырца составляет:

• Азот (N) — 50–60 кг
• Фосфор (P₂O₅) — 10–15 кг
• Калий (K₂O) — 50–60 кг
• Кальций (CaO) — 50 кг

Особенности севооборота, посева и уборки

Бессменное выращивание хлопчатника на одном поле приводит к быстрому накоплению патогенов и вредителей, особенно возбудителей вертициллезного вилта. Лучшим предшественником в хлопковых севооборотах признана люцерна. Она не только дает высококачественный корм, но и кардинально улучшает состояние почвы. Люцерна увеличивает запасы органики, улучшает водно-физические свойства почвы и снижает ее засоленность.

Система обработки почвы">Система обработки почвы под хлопчатник выстраивается с обязательным учетом предшественника. Сев начинают весной, когда почва на глубине заделки прогревается и стабильно держит температуру 12–14 °C. Посев проводят широкорядным способом с междурядьями 45, 60 или 90 см. При пунктирном способе семена высевают по 1–2 штуки в гнездо через каждые 10 см, что обеспечивает равномерное распределение и густоту в 100–150 тыс. растений на гектар без прореживания.

Норма высева семян зависит от ширины междурядий, схемы посева и климатических условий в период проведения работ. Ориентироваться можно на стандартные нормы для популярных схем посева. заделки семян">Глубина заделки семян при этом строго привязана к типу почвы на конкретном поле.

На сероземах Глубина заделки семян">глубина заделки семян должна составлять 4–6 см, а на луговых почвах ее уменьшают до 3–4 см. Сбор урожая хлопка-сырца проводят механизированным способом с помощью хлопкоуборочных машин. Уборку выполняют в два приема по мере раскрытия коробочек.

• Первый сбор начинают через 8—10 дней после дефолиации. К этому времени раскрывается 50—60 % коробочек и опадает не менее 80 % листьев.
• Второй сбор проводят через 12—15 дней после первого сбора.