Jump to content

Тараксакум кок-сагыз

Тараксакум кок-сагыз
Русский одуванчик
Научная классификация Изменить эту классификацию
Королевство: Растения
Клэйд : Трахеофиты
Клэйд : покрытосеменные растения
Клэйд : Эвдикоты
Клэйд : Астериды
Заказ: Астералес
Семья: Астровые
Род: Тараксакум
Разновидность:
Т. кок-сагыз
Биномиальное имя
Тараксакум кок-сагыз
ЛЕРодин

Taraxacum kok-sagyz , часто сокращенно ТКС и обычно называемый казахским одуванчиком , каучуковым корнем или русским одуванчиком , [1] [2] — вид одуванчика, произрастающий в Казахстане , Кыргызстане и Узбекистане , отличающийся производством высококачественного каучука . [3] Т. кок-сагыз был открыт в Казахстане в 1932 году советскими учёными, искавшими отечественный источник каучука . [2] [4]

Этимология

[ редактировать ]

Кок-сагыз происходит от казахского кок-сагыз (көк-сағыз), где кок означает корень, а сагыз означает резину или резину. Его латекс традиционно использовался как разновидность жевательной резинки. [5]

Биология

[ редактировать ]
Т. кок-сагыза Плоды
Ботаническая иллюстрация

Описание растения

[ редактировать ]

Taraxacum kok-sagyz — многолетнее растение с желтым составным цветком, характерным для рода Taraxacum . Каждая цветочная головка может иметь диаметр примерно один дюйм и содержать от 50 до 90 цветочков. [6] Растения могут содержать от 25 до 50 листьев, расположенных в одной или нескольких розетках на верхнем конце корня. Taraxacum kok-saghyz можно отличить от одуванчика обыкновенного ( Taraxacum officinale ), как правило, по меньшим, серовато-зеленым листьям и роговидным образованиям на прицветниках, окружающих бутон. [6] Цветки гермафродитные, опыляемые насекомыми ( энтомофильные ), расположены на цветоножках высотой около фута. Taraxacum kok-sagyz обычно цветет с мая по июнь, семена созревают с июня по июль. [7]

Это диплоидный вид, размножающийся половым путем. [2] и производит хорошую пыльцу. [1] Другой вид, триплоидный апомикт , который также имеет рогатые прицветники и дает каучук, T. brevicorniculatum Korol. часто ошибочно принимают за Т. кок-сагыз . [1] [2]

ТКС в больших масштабах выращивался в Советском Союзе во время Второй мировой войны . Советский Союз выращивал Taraxacum kok-saghyz вместе с Taraxacum hybernum и Scorzonera tau-saghyz в больших масштабах в период с 1931 по 1950 год, особенно во время Второй мировой войны , в качестве аварийного источника каучука при поставках каучука из гевеи бразильской в ​​Юго-Восточной Азии. были под угрозой. , в США Великобритании , Германии , Швеции и Испании . По той же причине растение выращивали За этот период самая высокая урожайность, достигнутая в США, достигла 110 кг каучука с гектара, а в СССР - 200 кг каучука с гектара. Подлагерь Райско в Освенциме был производственным предприятием завода. Некоторые из женщин, депортированных в « Конвой 31 000», работали там над его производством. [8] С окончанием Второй мировой войны и возвращением доступного Hevea brasiliensis каучука (урожайность которого в 8–10 раз выше [9] ), большинство программ Т. кок-сагыз прекратились.

Рост и выращивание

[ редактировать ]

Условия выращивания

[ редактировать ]

Taraxacum kok-saghyz лучше всего растет на рыхлых, хорошо дренированных почвах с высоким уровнем удержания влаги и pH от 5,5 до 8,5, на полном или почти полном солнце. [7] Растение хорошо растет в умеренном климате . [10] Наибольший рост отмечается на почвах, содержащих 2–8% органического вещества . [11]

ТКС производит около 1 миллиона семян на фунт. [10] Семена легко прорастают, но растут очень медленно, несмотря на раннее развитие мощной корневой системы. Из-за медленного роста саженцы уязвимы перед вытеснением местными сорняками. Медленный рост и борьба с сорняками остаются сегодня основными проблемами успешного выращивания TKS . [12] прямой посев TKS как предпочтительный метод получения урожая. Исследователи определили [10] Полевые исследования показали, что ТКС прорастание происходит в мае. [13] Уязвимость на ранних стадиях жизни является основной причиной того, что оценка фитосанитарного риска, проведенная институтом Юлиуса Кюна , выявила небольшой инвазивный потенциал TKS в Германии. [14]

Проблемы

[ редактировать ]

В настоящее время основными проблемами выращивания ТКС являются всхожесть растений , жизнеспособность рассады, скорость роста и борьба с сорняками . Борьба с сорняками неэффективна, поскольку доступные в настоящее время гербициды часто имеют нежелательные побочные эффекты, такие как замедление развития растений или повреждение растений. [15] Однако борьба с сорняками неизбежна, поскольку неконтролируемое давление сорняков снижает выживаемость урожая и скорость роста растений. Кроме того, выращивание ТКС в рядках нецелесообразно из-за морфологии растения. растений Текущие исследования генома направлены на выявление генетических маркеров для улучшения TKS зародышевой плазмы . Кроме того, исследуется развитие устойчивости к сорнякам с помощью традиционных методов селекции растений. [10]

Вредители и болезни

[ редактировать ]

В 2022 году ученые сообщили о первом заболевании ржавчиной на ТКС в Китае, вызванном Puccinia hieracii . Это приводит к умеренным и высоким потерям урожая и представляет потенциальную угрозу для крупномасштабного производства ТКС . [16]

TKS можно собирать после одного вегетационного периода. Накопление каучука начинается при прорастании, достигает максимума примерно через год, а затем выравнивается или уменьшается из-за отслаивания и разрушения старых тканей корня микроорганизмами . [17]

Натуральный каучук (цис-1,4-полиизопрен) представляет собой полимер, вырабатываемый растениями. Натуральный каучук получают путем коагуляции и переработки латекса растений. [10] Во многих наиболее важных областях применения его нельзя заменить альтернативами из синтетического каучука. [4] Некоторые из уникальных и незаменимых свойств включают стойкость к истиранию, эластичность, устойчивость к разрыву и ударам, пластичность при низких температурах и эффективное рассеивание тепла. [18] Производство натурального каучука сосредоточено в тропических районах стран Азиатско-Тихоокеанского региона, а добывается он из каучукового дерева Пара ( Hevea brasiliensis ). [19] Рынок натурального каучука координируется Ассоциацией стран-производителей натурального каучука (ANRPC). Эта межправительственная ассоциация представляет 92% мирового производства натурального каучука. [20] Существует ряд факторов, стимулирующих поиск альтернатив производству натурального каучука. 

Одной из угроз производству каучука гевеи бразильской является южноамериканская болезнь листьев (SALB), вызываемая грибами Pseudocercospora ulei , которая поражает обычное производство каучука в Южной Америке с 1934 года. Эта болезнь может распространиться на гевеи бразильской деревья в ​​Юго-Восточной Азии , которые генетически очень похожи друг на друга и на южноамериканские. Кроме того, земли, используемые для производства каучука, превращаются в плантации пальмового масла для производства биотоплива , а затраты на рабочую силу снижают прибыльность плантаций гевеи бразильской , поскольку каждое дерево приходится выстукивать вручную, чтобы собрать из него латекс . Рост цен на нефть ограничивает экономическую жизнеспособность синтетических каучуков, а синтетические эквиваленты часто не могут прагматично заменить натуральный каучук. [4] [2] В мае 2019 года немецкий производитель шин Continental AG объявил, что собирается начать производство «первой велосипедной шины, изготовленной из экологически чистой резины из одуванчиков», которую он намерен выращивать на территории своих собственных производственных предприятий, избегая некоторых традиционных проблем. с латексом H. brasiliensis — из-за длительного времени между посадкой и выращиванием (всего шесть месяцев для одуванчика, вместо семи лет для каучукового дерева) и нестабильных цен на продукт из-за больших расстояний транспортировки между местами, где Каучук можно выращивать и на заводах компании. [21]

Кроме того, появляется все больше данных об аллергенных реакциях на каучук гевеи, используемый в медицинских изделиях (перчатках, презервативах, катетерах и других медицинских изделиях), потенциальном дефиците поставок из-за растущего спроса (Мировой рынок натурального каучука ежегодно увеличивается на 1-3 раза). %. [20] ), изменения в землепользовании и общая тенденция к замене химических веществ, полученных из нефти, возобновляемыми источниками энергии, что подталкивает к поиску новых источников натурального каучука. [1] [4]

Один из альтернативных вариантов — ТКС . Он содержит в среднем 12% натурального каучука и имеет среднюю урожайность 225–750 ц/га. По сравнению с гевеей бразильской , урожай ТКС недостаточен для покрытия затрат как на сбор, так и на переработку. [20] В рамках большого исследовательского проекта во многих учреждениях исследователи начали выводить сорта Taraxacum kok-saghyz , которые легче выращивать и которые производят больше и лучше каучука. [9] [22] [2]

Хранилище

[ редактировать ]

Важным этапом производства каучука, который также играет роль в успехе ТКС как сельскохозяйственной культуры, является хранение корней. Их следует хранить и обращаться с ними по-разному в зависимости от размера корней и сезона сбора урожая. Как правило, сухие корни можно хранить не менее девяти месяцев в сухой среде. Чтобы максимизировать продуктивность, небольшие корни (весом менее 10 г в свежем виде) обрабатывают или сушат сразу после сбора. Большие корни лучше хранить в свежем виде в охлаждаемом помещении. Холодные условия, помимо стабилизации содержания каучука, также увеличивают содержание каучука в корнях из-за холодовой индукции пути биосинтеза каучука . Это особенно важно, если время сбора урожая приходится на период перед холодами. [23]

Обработка

[ редактировать ]

Сразу после сбора корни отмывают от грязи и почвы. Если корни не подвергаются непосредственной обработке по причине транспортировки, их необходимо высушить, а затем хранить в течение нескольких месяцев в соответствующих условиях. 

Процесс экстракции каучука происходит по следующей схеме:

  1. выщелачивайте корни в горячей воде: это смягчает ткани и свертывает латекс в тонкие нити. Кроме того, при этом удаляются растворимые углеводы (в основном инулин ), которые в дальнейшем можно использовать для производства этанола .
  2. Измельчение гальки: разрыхляете растительную ткань и скатывает резиновые нити, которые можно отделить от твердых веществ корня путем пропускания через вибрационное сито и флотации.
  3. Сепарация с помощью вибрационного сита и флотации: для отделения резиновой нити от твердых частиц корня.

В результате этого процесса было восстановлено более 90% общего количества каучука в корнях. Другим вариантом переработки могла бы стать добыча каучука в виде латекса . [4]

Побочные продукты одуванчика

[ редактировать ]

Инулин , производимый TKS, представляет собой сахар , который можно использовать в непищевых целях или превращать в биоэтанол путем ферментации. Оставшаяся растительная биомасса может быть использована для производства биогаза . [4] Если растение выращивается ради этого побочного продукта, важно, чтобы корни не хранились в охлажденных условиях, поскольку корни разлагают инулин, обеспечивая субстрат для биосинтеза каучука . [23]

Разведение

[ редактировать ]

Растущий интерес к натуральному каучуку увеличивает интерес к генетически модифицированным организмам . Эта необходимость объясняется уменьшением мировых ресурсов натурального каучука, незаменимостью натурального каучука для промышленности и стратегической необходимостью независимости национальной промышленности от импорта. Основными целями селекции являются увеличение как процента содержания каучука в растении, так и вегетативной массы растения. [20] По сравнению с другими растениями, производящими каучук, наследственность признаков, связанных с урожайностью, ниже, что подразумевает более медленный прогресс селекции TKS . [24]

Стратегии

[ редактировать ]

Процент каучука и размер корней можно увеличить с помощью поликроссов с открытым опылением, что приведет к удвоению урожая каучука. Процент каучука в TKS потенциально может быть увеличен за счет селекции до 15–25% от сухого веса. [4] За биосинтез каучука в основном отвечают три гена: REF (фактор элонгации каучука), SRPP (белок мелких резиновых частиц) и CPT (цис-пренилтрансфераза). Роль этих генов была доказана в 2016 году анализом последовательности генома гевеи . Встраивая эти гены в ядерную ДНК ТКС . , можно повысить содержание и качество каучука в растении Генная инженерия позволяет увеличить содержание каучука в ТКС двумя способами: либо за счет деградации инулина за счет экспрессии гена 1-FEN, либо за счет нокдауна гена фруктан-1-фруктозилтрансферазы (1-FFT), который кодирует фруктозу, участвующую в синтезе инулина. . [20] Что касается конкурентоспособности с сорняками, ТКС возможной стратегией решения этой проблемы является создание устойчивых к гербицидам растений . Гибридизация одуванчика каучукового TKS и одуванчика обыкновенного ( Taraxacum officinale ) была предложена как возможный способ достижения этой устойчивости. [25]

  1. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Киршнер, Дж.; Штепанек Ю.; Черный, Т.; Хир, П.; Дейк, П. (2013). «Имеющаяся ex situ зародышевая плазма потенциального урожая каучука Taraxacum koksaghyz принадлежит плохому производителю каучука T. brevicorniculatum (Compositae – Crepidinae)». Генетические ресурсы и эволюция сельскохозяйственных культур . 60 (2): 455–471. дои : 10.1007/s10722-012-9848-0 . S2CID   16578615 .
  2. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Новицкий, Марцин; Чжао, Ичен; Боггесс, Сара Л.; Флюсс, Хельге; Пайя-Милан, Мириам; Стейтон, Маргарет Э.; Хьюстон, Логан С.; Хаджиабдич, Денита; Триджано, Роберт Н. (декабрь 2019 г.). «Геномные микросателлитные локусы Taraxacum kok-saghyz (каучуковый одуванчик) обнаруживают умеренное генетическое разнообразие и широко перекрестно амплифицируются с родственными видами» . Научные отчеты . 9 (1): 1915. doi : 10.1038/s41598-019-38532-8 . ISSN   2045-2322 . ПМК   6374447 . ПМИД   30760810 .
  3. ^ Мэйхуд, Кевин (1 июля 2008 г.). «Корни в резину» . Сообщение «Колумбус» . Архивировано из оригинала 8 июня 2010 г. Проверено 1 мая 2011 г.
  4. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г Ван Бейлен, Ян Б.; Пуарье, Ив (2007). «Гваюла и русский одуванчик как альтернативные источники натурального каучука» . Критические обзоры по биотехнологии . 27 (4): 217–31. дои : 10.1080/07388550701775927 . ПМИД   18085463 . S2CID   7279687 .
  5. ^ Краймер, Люси (2 октября 2018 г.). «Одуванчики портят ваш двор, но могут стать будущим резиновой промышленности» . Уолл Стрит Джорнал .
  6. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Уэйли, Уильям Гордон; Боуэн, Джон Стивенсон (1947). Русский одуванчик (кок-сагыз) – аварийный источник природного каучука . Министерство сельского хозяйства США. п. 12. ОСЛК   12131809 .
  7. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Роден, ЛЕ «Тараксакум кок-сагыз» . Растения будущего . Проверено 1 мая 2011 г.
  8. ^ Дельбо, Шарлотта (1997). Конвой в Освенцим: женщины французского Сопротивления . Издательство Северо-Восточного университета. ISBN  978-1-55553-313-7 .
  9. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Blow out: шины будущего могут быть сделаны из одуванчиков» . Экономист . 30 декабря 2009 года . Проверено 1 мая 2011 г.
  10. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Кинер, Гарольд М.; Шах, Аджай; Клингман, Майк; Вулф, Скотт; Поте, Дэн; Фиоритто, Рон (сентябрь 2018 г.). «Прогресс в прямом посеве альтернативного растения натурального каучука Taraxacum kok-sagyz (Л.Е. Роден)» . Агрономия . 8 (9): 182. doi : 10.3390/agronomy8090182 . ISSN   2073-4395 .
  11. ^ Уэйли, В. Гордон; Боуэн, Джон Стивенсон (1947). «Русский одуванчик (кок-сагыз)» . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  12. ^ Кротков, Г. (1945-10-01). «Обзор литературы по роду Taraxacum koksaghyz» . Ботаническое обозрение . 11 (8): 417–461. дои : 10.1007/BF02861139 . ISSN   1874-9372 . S2CID   9672940 .
  13. ^ Кройцбергер, Мари; Хан, Томас; Зибек, Сюзанна; Шиманн, Иоахим; Тиле, Катя (01 октября 2016 г.). "Сезонная структура биомассы и каучука и инулина одуванчика дикого русского (Taraxacum koksaghyz L. Rodin) в экспериментально-полевых условиях" . Европейский журнал агрономии . 80 : 66–77. дои : 10.1016/j.eja.2016.06.011 . ISSN   1161-0301 .
  14. ^ «АФР – Анализ фитосанитарного риска Taraxum koksaghyz» . pra.eppo.int . Проверено 27 ноября 2022 г.
  15. ^ Бон Робинсон, Джон Кардина; Оценка гербицидов для борьбы с сорняками в Taraxacum kok-saghyz: https://cornishlab.cfaes.ohio-state.edu/sites/hcs-cornishlab/files/imce/Ben-%20Herbicide%20Evaluation%20for%20Weed%20Control%20in% 20Тараксакум%20кок-сагыз%20%282016%29.pdf
  16. ^ Рен, HL; Чжан, Ю.; Сюй, Л.; Чжан, XC; Хан, С.; Маймаити, Ю.; Ни, QH (1 января 2021 г.). «Первое сообщение о заболевании ржавчиной, вызванном Puccinia hieracii на Taraxacum kok-sagyz в Китае» . Болезни растений . 105 (1): 229. doi : 10.1094/PDIS-06-20-1294-PDN . ISSN   0191-2917 . S2CID   225628493 .
  17. ^ Боннер, Джеймс; Галстон, Артур В. (1 декабря 1947 г.). «Физиология и биохимия каучукообразования у растений» . Ботаническое обозрение . 13 (10): 543–596. дои : 10.1007/BF02861372 . ISSN   1874-9372 . S2CID   144462 .
  18. ^ Салехи, Марьям; Бахманкар, мусульманин; Нагави, Мохаммад Реза; Корниш, Катрина (01 апреля 2022 г.). «Процессы экстракции каучука и латекса Taraxacum kok-sagyz» . Технические культуры и продукты . 178 : 114562. doi : 10.1016/j.indcrop.2022.114562 . ISSN   0926-6690 .
  19. ^ Молину, Мария Джованна; Пилуцца, Джованна; Кампези, Джузеппе; Сулас, Леонардо; Ре, Джованни Антонио (август 2019 г.). «Источники антиоксидантов из листьев русского одуванчика» . Химия и биоразнообразие . 16 (8): e1900250. дои : 10.1002/cbdv.201900250 . ISSN   1612-1872 . ПМИД   31250533 . S2CID   195761533 .
  20. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Катиле ЛЛ; Одуванчик русский (Taraxacum kok-saghyz Rodin) как альтернатива гевее (Hevea brasiliensis) для производства натурального каучука: https://www.researchgate.net/publication/339003572_russian_dandelion_Taraxacum_kok-saghyz_Rodin_as_an_alternative_to_hevea_Hevea_brasiliensis_for_natural_rubber_production _KATILE_LL
  21. ^ Смайт, Саймон (22 мая 2019 г.). «Continental выпускает велосипедную шину, изготовленную из экологически чистого каучука одуванчика» . Еженедельник на велосипеде . Лондон . Проверено 4 августа 2019 г.
  22. ^ «О ЕС-ЖЕМЧУГ» . Производство и эксплуатация альтернативных источников каучука и латекса в ЕС . Вагенингенский университет и исследования . Проверено 4 августа 2019 г. Консорциум EU-PEARLS объединяет заинтересованные стороны в ЕС и других странах в разработке, эксплуатации и устойчивом использовании гваюлы и российского одуванчика, стремясь создать совершенно новые цепочки создания стоимости для натурального каучука и латекса из этих растений.
  23. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Корниш, К.; Бейтс, генеральный менеджер; Макналти, СК; Копицкий, ГП; Гревал, С.; Россингтон, Джесси; Мишель, Ф.; Уокер, С. (2013). «Исследование производства каучука в Тараксакумском кок-сагызе с упором на послеуборочное хранение». S2CID   219173091 . {{cite web}}: Отсутствует или пусто |url= ( помощь )
  24. ^ Луо, Зинан; Иаффалдано, Брайан Дж.; Чжуан, Сяофэн; Фреснедо-Рамирес, Джонатан; Корниш, Катрина (01 августа 2018 г.). «Дисперсия, межпризнаковая корреляция, наследственность и ассоциация маркеров и признаков характеристик, связанных с урожайностью каучука, у Taraxacum kok-sagyz» . Репортер по молекулярной биологии растений . 36 (4): 576–587. дои : 10.1007/s11105-018-1097-8 . ISSN   1572-9818 . S2CID   254944852 .
  25. ^ Яффалдано, Брайан; Кардина, Джон; Корниш, Катрина (февраль 2018 г.). «Потенциал гибридизации между одуванчиком каучуковым Taraxacum kok-saghyz и одуванчиком обыкновенным Taraxacum officinale» . Экосфера . 9 (2). дои : 10.1002/ecs2.2115 . ISSN   2150-8925 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 85e20fe29647c637704810ad82814ea3__1698281520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/85/a3/85e20fe29647c637704810ad82814ea3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Taraxacum kok-saghyz - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)