Тау-сагыз и Кок-сагыз

Поиски промышленно ценных растений во флорах субтропического и умеренного поясов долгое время оставались безуспешными. Присутствие каучука было установлено у многих растений, в частности у обитателей полупустынных приморских и нагорных районов, но каучук накапливается в них в очень небольших количествах и бывает плохого качества. До 30-х годов ХХ в. лучшим из таких растений считалась мексиканская гваюла, хотя её каучук уступает по качеству каучуку гевеи. С 1929 по 1932 г. по заданию советского правительства были организованы широкие поиски каучуконосных растений, было проведено около 100 экспедиций в различные районы СССР, они исследовали и оценили на каучуконосность свыше 1000 видов растений. Растениями, дающими каучук в достаточном количестве и высокого качества, оказались:

  • · Тау-сагыз, растущий в Республике Казахстан - в горах Каратау; культура 3-летнего возраста, накапливает в корнях около 12-15% каучука и около 2-3% смол;
  • · Кок-сагыз - обитатель отрогов Тянь-Шаня, к востоку от озера Иссык-Куль; в культуре накапливает в корнях до 10-12% каучука и около 2,5% смол к концу вегетации 1-го года;
  • · Крым-сагыз - растет на Южном берегу Крыма; культура в двухлетнем возрасте содержит 5-6% каучука и до 3% смол [2].

На ранних этапах исследований для получения натурального каучука стали использовать Тау-сагыз (Scorzonera tau-saghyz), в сухих корнях которого присутствует до 40% каучука. Родина Тау-сагыза - горные районы Средней Азии (Каратау, Гиссарский и Туркестанский хребты). Растение приспособлено к каменисто-щебенистым склонам, низкогорным и среднегорным плато и было найдено в 1929 г. в горах Каратау С.С. Зарецким В переводе на русский язык Тау-сагыз означает «горная жвачка» [3].

Тау-сагыз - это многолетник, высотой 25-40 см с длинным стержневым корнем. Корзинки желтого цвета располагаются одиночно. Злаковидные листья образуют розетку. Если разломить корень или стеблекорень Тау-сагыза, то можно увидеть эластичные, тянущиеся нити каучука. Каучук содержится в млечниках, которые пронизывают не только корни, но также каудексы и листья Тау-сагыза [4; 5].

В листьях содержится наименьшее по сравнению с другими органами количество каучука. Несколько больше его в стеблях, однако главным вместилищем являются корни. В млечном соке присутствуют многочисленные глобулы, содержащие каучук. У растений разного возраста, а также в различные периоды вегетации размер и форма глобул неодинаковы. С увеличением возраста растения мелкие и округлые частицы становятся крупнее, приобретают удлиненную форму.

С возрастом изменяется и содержание каучука в Тау-сагызе. Если в однолетних растениях присутствует 1-8% каучука, то у 2-3-летних экземпляров - от 8 до 30%. В природной обстановке растение размножается не только семенами, но и вегетативным путем при помощи стеблевых и корневых отпрысков. Продолжительность периода вегетации Тау-сагыза невелика - всего 3-3,5 месяца. В естественных условиях зацветает впервые только на третьем году жизни. Цветение происходит в мае-июне, а в июле-августе растение плодоносит; причем семян образует сравнительно мало.

За период вегетации растение наращивает биомассу незначительно. В условиях культуры Тау-сагыз развивается значительно быстрее: он зацветает иногда на втором году жизни. С целью получения каучука Тау-сагыз культивировался на плантациях. Однако при выращивании в производственных целях растение оказалось довольно капризным. Разработка промышленного способа получения синтетического каучука положила конец разведению Тау-сагыза и Кок-сагыза [6].

В настоящее время Тау-сагыз занесен в Красную книгу КазССР и Республики Казахстан, как растение с сокращающимися запасами [4-5; 7-8]. Редким вид стал по вине человека. В предвоенные и особенно в военные годы из природы было изъято более 14 млн растений, восстановление же его запасов в естественной обстановке происходит медленно. Причина - образование небольшого количества семян на 3-4-м году жизни, гибель проростков в молодом возрасте. Тау-сагыз обладает слабой конкурентоспособностью по сравнению с другими растениями, произрастающими рядом с ним. Интенсивное освоение территорий ведет к еще большему сокращению численности редкого растения.

Вопреки многочисленным прогнозам добыча натурального каучука продолжает развиваться. В 1963 г. мировое производство его составило 2,17 млн т, в 1973 - 3,45, а в 1981 г. - около 4 млн т.

Производство натурального каучука вполне рентабельно, себестоимость продукта дает возможность получать доход даже при сравнительно низкой продажной цене. В настоящее время, когда при производстве ценных веществ все шире применяются методы биотехнологии и генетической инженерии, возможен возврат к производству каучука с помощью близкого родственника Тау-сагыза Коксагыза - важнейшего и лучшего каучуконоса умеренных широт.

Одуванчик Кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz Rodin) открыт в 1931 г. Распространен в долинах восточного Тянь-Шаня (Нарынкольский район Алматинской области).

Кок-сагыз - многолетник, высотой до 15 см, с толстым корнем. Цветочные стрелки в числе 38. Листья до 10 см длиной, 3 см шириной, по краю не глубокозубчатые или цельные. Корзинки с обверткой, 8-11 мм длиной, цветки обоеполые, с желтым язычковым венчиком. Семянки бороздчатые, с хохолком из белых щетинок. Вид характеризуется удлиненным периодом вегетации: первые розетки листьев появляются в начале мая, пожелтение и засыхание - в начале августа. Цветение на протяжении всего лета. Кок-сагыз - эндемичный вид Казахстана. Естественное произрастание его ограничено довольно небольшой территорией площадью до 10 тысяч кв. км. в основном в трех межгорных долинах (местное название «сырты») в восточном Тянь-Шане на юго-востоке Алматинской области: Кегенской, Сарджасской, Текесской (отчасти Каркаринской, Челдысуйской и в долине Ащиллы). Долины вытянуты с северо-запада на юго-восток и расположены на высоте 1800-2100 м над уровнем моря. Встречается небольшими зарослями. Кок-сагыз - источник ценного сырья для производства натурального каучука и природного полисахарида инулина.

В 1920-х годах СССР остро нуждался в заменителях натурального каучука. Ввозить его из-за границы было очень дорого, а на территории СССР гевея (основной источник натурального каучука) не росла. В случае войны советская промышленность и армия рисковали остаться без резины. Ведущими мировыми производителями натурального каучука являются страны Юго-Восточной Азии.

В этой связи были изучены 1048 видов из 316 родов и 95 семейств отечественной флоры и установлено, что 609 видов синтезируют каучук и каучукоподобные вещества. В результате поздних исследований общий список таких растений составил 993 вида (табл. 1). Среди них лучшими каучуконосами оказались «Кок-сагыз» (Taraxacum kok-saghiz), «Тау-сагыз» (Scorzonera tau-saghiz) и «Крым-сагыз» (Taraxacum hybermirn).

В корнях растения Кок-сагыз содержится 6-11% каучука (в корнях дикорастущих растений - до 27%), который по качеству не уступает каучуку из гевеи (Hevea brasiliensis). Молекулярный вес каучука Кок-сагыза составляет 300 000-350 000 [9].

Таблица 1 Техническое качество натурального каучука из разных растений

В культуре растение возделывали в Российской Федерации, Республике Казахстан, Белоруссии, на Украине (в 1956 г. здесь засевалось 7 тыс. га), в странах Прибалтики, Швеции, Северном Китае, США. В 30-40-е годы под Кок-сагыз отводились самые лучшие белорусские земли. Удавалось выращивать 100, 120 и даже 130 центнеров корней Кок-сагыза с 1 гектара. Это был неплохой результат - до 100 кг чистого каучука с 1 гектара. Кок-сагыз стал основным натуральным сырьем советской резиновой промышленности. Исследования показали, что растения с 1 гектара ежегодно дают сырье для производства до 500 кг каучука. Со временем выращивание и производство Кок-сагыза было признано нерентабельным.

В середине ХХ в. этот урожай в 500 килограмм с 1 гектара был получен в условиях отсутствия какихлибо дополнительных мероприятий, но при современном развитии науки он может быть значительно повышен с помощью биотехнологий и генной инженерии. Привлекательной особенностью Кок-сагыза является то, что его можно культивировать как однолетний каучуконос в умеренных областях Европы и Америки, и при этом его витальность, урожай и агрономические свойства могут быть улучшены (например, увеличение размеров корня с помощью генной модификации). Это кажется полностью достижимым на основании результатов текущих исследований ведущих зарубежных научных центров и благодаря большой вариабельности вида в Республике Казахстан, где Кок-сагыз является элементом местной флоры.

В природных условиях размножается семенами. В естественных местах обитания семена созревают в июне-июле. Попадая в почву, они не прорастают. В течение осени и зимы семена проходят процесс послеуборочного дозревания. Кроме того, они подвергаются воздействию низких температур во влажном состоянии (естественная стратификация) и весной быстро и дружно всходят.

Кок-сагыз - мезофит, т.е. достаточно влаголюбивое растение. Способность Кок-сагыза в естественных зарослях переносить большие морозы и сильную жару дает возможность культивировать его в разнообразных климатических зонах. Температурный оптимум прорастания семян Кок-сагыза находится в пределах 25-30°С. При таких условиях семена прорастают за 6-8 дней. Прорастание нестратифицированных семян растягивается на 40-60 дней. Имеется опыт посадки Кок-сагыза рассадой и размножение его отрезками корней.

Окультуривание Кок-сагыза было начато в районах Средней Азии, вблизи мест его естественного произрастания. Однако, высокие температуры весной и летом, недостаток почвенной влаги и низкая относительная влажность воздуха вызывали уже на первом году жизни перерыв в росте Кок-сагыза, ограничивая период его активной вегетации 2,5 весенними месяцами. При таких условиях Кок-сагыз давал низкие урожаи сырья с низким содержанием каучука. Географические посевы, проведенные Всероссийским научно-исследовательским институтом каучуконосов, показали, что Кок-сагыз может расти на территории от Архангельска до Воронежа и от Санкт-Петербурга до Амурского края. Позднее Кок-сагыз успешно выращивали в европейском регионе Российской Федерации: Владимирской, Рязанской, Горьковской, Курской, Ярославской, Кировской, Орловской, Тульской, Тверской, Московской, Вологодской и Ленинградской областях, в Башкирии.

Используя методы клеточной и генной инженерии, можно, например, перенести гены синтеза каучука из Тау-сагыза в обыкновенный одуванчик, который, кстати, сам обладает способностью к синтезу этого продукта. Все это вполне осуществимо, но чтобы успешно решить эту задачу, людям потребуется все генетическое разнообразие Тау-сагыза и Кок-сагыза.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >