Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Актуальность проблемы. Президент Туркменистан ГурбангулыБердымухамедов придает особое значение решению проблем деградации земель, проводит мероприятия по мониторингу опустынивания, рациональному использованию и улучшения пастбищ, разведению и восстановлению лесов, закреплению и облесению подвижных песков, рациональному использованию и мелиорации орошаемых земель, развитию приоритетных научно-технических направлений. Инвестируются средства в рациональное использование и охрану водных ресурсов, другие природоохранные мероприятия.

В аграрном секторе Туркменистана пшеница, кукуруза, соя и другие культуры производятся в огромных масштабах. Тем не менее имеет смысл оценить экономическую целесообразность культивирования некоторых растений, которые в настоящее время в хозяйствах не выращиваются. Эта проблема непосредственно связана с поиском и отбором таких растений. Решением этой задачи в настоящее время в мире уделяется большое значения и ведутся поисковые работы в научно-исследовательских лабораториях, промышленных компаниях.Ученные столкнулись с рядом удивительных фактов: отдельные дикорастущие виды могут быть не только использованы в пищу и давать волокно, но из них также можно получать множество различных продуктов применяемых в промышленности. Например: длинноцепные жирные кислоты, которые используются в качестве смазки в производстве проката; среднецепные жирные кислоты для производства мыла, моющих и поверхностно-активных средств, смазочных материалов; масло, заменяющее жир кашалота в производстве косметических средств и являющееся хорошим смазочным материалом; органические соединения, которые могут использоваться в производстве углеводородного горючего и резины.

Одним из проблем в освоения пустыни это закрепление, облесения подвижных песков и улучшения кормовой базы пастбищного животноводства.Решением этих вопросов можно частично с помощью интродукций некоторых засух стойких и кормовых сельскохозяйственных культур, напимер, как хохоба [1,2].

1.Биотехнологические особенности хохобы

Краткое ботаническое описание растения. Хохоба, иначе называют Жожоба (Jojoba) или Китайский буксус (Simmondsiachinensis L.) - двудомный сильно ветвистый вечнозеленый кустарник 1—2 м (отдельные особи могут вырастать до 3 м) высотой с сидячими, супротивными, цельными листьями. Цветки мелкие, однополые, лишенные лепестков. Мужские цветки несут 10—12 тычинок, женские — пестик из трёх плодолистиков с тонкими опадающими столбиками, которые по всей своей длине усажены сосочками. Цветение происходит весной после влажного осенне-зимнего сезона. Завязь верхняя, с одним семязачатком в каждом из трёх гнёзд. Листья сидячие, супротивные, цельные, без прилистников смотрите рисунок 1. Плод — трёхгранная коробочка, вскрывающаяся вдоль спинок гнёзд (локулицидная). В мясистых семядолях семян имеется значительное количество жидкого воска (эфиров жирных кислот и спиртов), который больше нигде в растительном мире неизвестен. Живет до 200 лет, корни уходят глубоко в песок до 25 и более метров, способен выдерживать экстремальные суточные колебания температуры [5,6,12,13].

Вкусные семена использовались в салатах для замены маслин, а в жареном виде в различных напитках. Масло применялось для приготовления блюд, а также для ухода за волосами. Жидкое золото - так индейцы из Аризоны и Мексики называли несколько веков назад масло, получаемое из плодов жожоба.

Происхождение и распространение растения. Хохоба – произрастает в пустынных и полупустынных районах на юго-западе США и в Северо-Западной Мексике. Поскольку она очень непритязательна к почвенным условиям, крайне засухо- и солеустойчива, то ее культура налажена в пустынных районах Аризона, Калифорния, Мексики и Тибета. Изначально произрастал исключительно как дикое растение в Мексике, в пустыне Сонора, расположенной на побережье Калифорнийского залива. Вне ареала своего распространения это растение было неизвестно до 18 века, когда эту местность посетили европейские исследователи и миссионеры. Уже в то время описывалось целебное действие растения, в особенности его семян. Самый значительный отзыв этого времени оставил отец-иезуит Хавьер Клавихеро, который в своей опубликованной в 1789 году «Истории Калифорнии» сообщил детальные сведения о применении семян жожоба в целебных и кулинарных целях. Согласно этому описанию, индейцы Нижней Калифорнии использовали растение для облегчения родов, лечения ран, смягчения желудочных болей и как слабительное [5,6].

Несмотря на своё научное название, это растение в Китае не встречается. Ошибка возникла при первоописании растения.

И.Г. Линк при расшифровке коллекционных сборов Томаса Наттолла ошибочно прочитал пометку «Calif» как «China», и в соответствии с этим назвал новоописанный вид Buxus chinensis (Самшит китайский). Позже, когда вид был выделен в самостоятельный род, эпитет (по требованиям МКБН) был сохранён, а предложенное Наттоллом другое название, Simmondsia californica Nutt., не было признано действительным, даже несмотря на то, что новый эпитет более соответствовал распространению [12,13].

Мировое культивирование. Мировое производство масла жожоба оценивается в 3500 тонн в год. Основные страны - производители: США, Мексика, Коста- Рика, Австралия, Бразилия, Парагвай и Израиль. Коммерческие плантации существуют также в Аргентине, Египте и Перу. Общая площадь, занятая симмондсией во всем мире около 8500 га. Мировой спрос в настоящее время оценивается в пределах от 64 до 200 тысяч тонн в год. Большой спрос на масло жожоба привело к попыткам выращивания во многих местах, многие из которых имели неутешительные результаты, что объясняется, главным образом, неподходящими климатическими условиями. Оптимальная температура для роста 27-33°С, при этом должен быть, по крайней мере, один месяц с температурой 15-20°С для закладки цветочных почек — при постоянно высокой температуре жожоба не цветёт. Морозы ниже -3°С приводят к повреждению растений, а заморозки во время цветения — к потере урожая. Хотя симмондсия хорошо переносит засуху, для хорошего урожая необходимо 750 мм осадков или полив. Заболачивание, тяжёлые почвы и низкие значения рН также плохо переносятся растениями.

Для промышленного выращивания растения высаживают рядами. Плодоношение наступает на 3—4 год после посадки. Наибольший урожай достигается к 12-летнему возрасту. В благоприятных условиях плантации могут быть очень долговечны. Сбор производят вакуумными комбайнами. Единственный известный вредитель растений — совка из рода Heliothis, но он не наносит значительного вреда. В неблагоприятных условиях (бедные и сухие почвы) проблему представляет поражение грибами рода Verticillium [12,13].Промышленная структурнаясхема применения технической культуры хохобы представлена на схеме.

Масло хахабы. Во всем мире самым ценным, является масло жожоба, который пользуется немалым спросом, поскольку применяется в нескольких сферах смотрите структурную схему. Главными его производителями являются США, Коста-Рика, Мексика, Бразилия, Парагвай, Австралия и Израиль. Существует также множество коммерческих плантаций в Египте, Перу и Аргентине. Мировое производство этого жидкого растительного воска оценивается в 3,5 тыс. тонн в год.

Масло жожоба достаточно универсально – его можно использовать как людям с сухой кожей, так и тем, кто страдает от прыщей и прочих кожных заболеваний. Оно замечательно справляется со многими проблемами волос и кожи головы. Поэтому масло жожоба очень популярно в рецептах шампуней, бальзамов и масок для волос.

Лечебные свойства масла можно усилить, если добавить в него соответствующих эфирных масел. Благодаря тому, что масло не имеет сильного запаха, оно идеально подходит для ароматерапии [5,6,12,13].

Структурная схема применения хохобы The applicationblockdiagrammejojoba

Внешний вид масло: жидкое; светло-желтого цвета; едва уловимый запах жира; по консистенции жидкого воска (в холодильнике густеет, при комнатной температуре становится опять золотисто-желтым); не теряет своих качеств даже при многолетнем хранении.

Свойства и состав масла. В составе жирного масла жожоба (жидкого воска) имеются: жирные кислоты – гадолеиновая (65—80%), эруковая (10—22 %), олеиновая (5—15 %), нервоновая (до 3,5 %), пальмитиновая (до 3 %), пальмитолеиновая (до 1 %), бегеновая (1 %) и другие (до 3 %), а также эфиры жирных кислот, аминокислоты, коллаген, витамин Е.

Жидкий воск применяют также для медицинских целей, в частности для восстановления волос. В настоящее время из уникального жидкого воска хохобы производят трансформаторное масло, смазочные материалы для различных машин и механизмов, в том числе для автомобильной, военной, космической техники, так же авиационной промышленности. Его применяют для производства пластиков и косметических продуктов. Но наибольшее значение жидкий воск хохобы получил для замены спермацетового масла — жидкого животного воска, который добывали из головы кашалота.

Основные компоненты спермацетового масла — цетиловый эфир пальминовой кислоты и некоторое количество спиртов С14 и С18. В спермацетовом масле содержание высших спиртов от 32 до 42 % массы, а триацилглицеролов 12...30 %.

Из спиртов больше всего эйкозанола — до 34 % и докозанола — до 14 % массы. Температура плавления масла 60...66 °С, относительная плотность при 100 °С — 875...890 кг/м3, показатель преломления — 1,4610... 1,4685.

Средние физико-химические характеристики масла жожоба, которые определяют его качество: плотность, 25°С -0,86-0,87 г/см 3; точка плавления - 6,8-7,0 °C; точка кипения (757мм рт.ст.) - 389°C; йодное число- 82; число омыления – 92; не омыляемая компонента - 51%; кислотное число -2; пере оксидное число -1,0.

Еще одна особенность масла жожоба - его чрезвычайная стабильность при повышенных температурах. Если нагревать его до 370 С в течение 96 часов, не произойдет никаких необратимых изменений в общей композиции и длине углеродной цепи [12,13].

Применение масла. Этот продукт довольно активно используется в производстве косметических средств, смазочных и пластиковых материалов, а также в фармацевтической промышленности.

В наше время этот уникальный растительный воск завоевал также немалое значение в качестве заменителя спермацета, то есть жидкого воска животного происхождения, который получают из головы кашалота. То, что химический состав и свойства масла жожоба и спермацета имеют много общего, определили американские специалисты. Эти два продукта очень устойчивы к прогоранию и являются идеальным сырьем для изготовления косметики.

Жмых, который остается в ходе получения масла жожоба, в ограниченном количестве используют в комбикормовой промышленности, так как он содержит белок и вещество, которое подавляет аппетит [5,6,12,13].

Лечебные свойства масла жожоба. Этот продукт является идеальным средством для ухода как за кожей, так и волосами любого типа. Маслу жожоба свойственна тонкая текстура, высокая проникающая способность, а также увлажняющее, регенерирующее, противовоспалительное и мягчительное действие. При нанесении его на волосы или кожу оно полноценно впитывается и вовсе не оставляет жирных следов.

Масло жожоба рекомендуют для повседневного ухода за мягкой и нежной кожей малышей при сыпи или опрелостях. С его помощью также ухаживают за тонкой кожей вокруг глаз и потрескавшимися, обветренными губами. А регулярное использование этого продукта способствует регенерации дряблой и уставшей кожи и устранению морщин.

В дерматологии и косметологии масло жожоба очень часто применяют не только как самостоятельное средство, но и в смеси со многими другими эфирными и жирными маслами. Оно эффективно при рубцах и растяжках после беременности, трещинах и мелких травмах, угревой сыпи и солнечных ожогах. Масло из плодов жожоба способно смягчать зуд и болезненные проявления при псориазе, дерматитах и экземе. Этот продукт также полезен для ухода за бровями и ресницами, ломкими и окрашенными волосами [12,13].

Противопоказания. Так как этот жидкий растительный воск активизирует рост волос, то женщинам, у которых на лице много нежелательной растительности, рекомендуют перед применением разбавлять масло жожоба каким-либо другим маслом растительного происхождения в 10 раз. Согласно рекомендации, на 1 часть масла из плодов жожоба должно приходиться 9 частей любого другого жирного растительного масла. Этот продукт не стоит использовать в случае индивидуальной непереносимости.

2.Агротехнические особенности выращивания хохобы в Туркменистане.

Исследования по выращиванию хохобы проводились в Ашхабаде на экспериментальной базе НПО «ГУН» в 1985 году. Здесь были разработаны и построены различные типы гелиокультивационных сооружений: теплицы с грунтовым аккумулятором тепла; гелиотеплица с автономным энергообеспечением; гелиотеплица с замкнутым влагооборотом; гелиотеплица с биоаккумулятором тепла; гелиотеплицы траншейного типа; гелитеплицы блочные типа (пленочные, стеклянные), ангарные, малогабаритные, подземные и так далее [7-10].

Исследования по выращиванию хохобы проводились в культивационном сооружении с автономным энерговодообеспечениемприведен на рис. 2, которое предназначено для выращивания сельскохозяйственных растений в регионах, где отсутствуют источники пресной воды (пустынная зона, морское побережье пустынь), для использования в южных районах с дефицитом поливной и пресной воды. Эта гелиосооружение представляет теплицу с аккумулятором тепла, гелиоопреснитель и осадко-сборная площадка (внешняя наклонная поверхность грунтовой насыпи и дорожки вокруг тепличных блоков асфальтируются и используются для сбора атмосферных осадков). С южной стороны внутри гелиотеплицы по всей длине расположен солнечный опреснитель (15% площади теплицы), который вырабатывает пресную воду и одновременно выполняет роль аккумулятора тепла [3,10].

Рис.3. Гелиотеплица с автономным энерговодообеспечением: 1- опреснитель; 2- форточки для проветривания; 3 –остекление; 4-полки для рассады он также является аккумулятором тепла; 5 – с тыльной стороны грунтовая насыпь

Опыт культиваций хохобы в Туркменистане. Для культивации хохобы, проведены серии экспериментальных исследований по различным аспектам. Данные приведены ниже основаны на опытах, а также на научных исследованиях сельскохозяйственным, агроклиматическим условиям Туркменистана и гелиокультивационным сооружения с автономным энерговодообеспечением приведены на рис. 3.

Статистические показатели уравнения регрессии и корреляционная зависимость влажности воздуха в гелиокультивационном сооружений и вненее составляет в течение года:

y=-0,8986x+73,758, R2 = 0,0628 – влажность воздуха в гелиосооружений;

y=-1,1399x+71,576, R2 = 0,0465 – влажность наружного воздуха.

Статистические показатели уравнения регрессии и корреляционная зависимость температуры воздуха в гелиокультивационном сооружений и вненее составляет в течение года:

y=0,0629x+19,758, R2 = 0,0009 – температура воздуха в гелиосооружений;

y=0,1014x+14,591, R2 = 0,0018 – температура наружного воздуха.

Подготовка почвы. В природе хохоба обычно ограничивается хорошо высушенными гравий суглинистыми почвами. Степень подготовки зависит от вида ирригации. При обычней орошении необходимо поддерживать определенный уровень в бороздках, достаточной для предупреждения эрозии почвы. При разбрызгивающем орошении это не требуется. Механический состав почвы приведен в таблице 1.

Рис.3. Агроклиматические изменение температуры и влажности воздуха в солнечной теплице и вне сооружения в течение года в Туркменистане

Если земля прежде использовалась, то ее необходимо окурить или стерилизовать, так как хохоба очень восприимчива к грибкам и другим патогенам. Вопрос о расстояниях между посадками еще неразрешен. Предпочитаемое время посадок - весна или раннее лето, как только температура почвы достигнет - 8°С. Саженцы сажали в полиэтиленовой таре.

Посадка семенами. Основным материалом посадки являются семена, саженцы. Каждый из способов имеет преимущества. Общим для всех является то, что нужно знать откуда привезен посадочный материал и сажать ее (похожих) соответствующих условиям.

Несколько крупных плантов были засажены семенами. Семена сажались на глубину 1 - 2см вручную и на культивируемых плантациях сажают тракторами. Почва должна быть влажной на глубине нескольких футов и должна обильно поливаться время от времени от момента посадки до конца лета. Влажная почва важна для быстрого и глубокого роста корня, хотя плохо осушенная почва может быть причиной гниения корня и гибели растения. Изменения влажности почвы по глубине до одного метра в гелиосоруженийс растением хохоба и без растительности приведены на рис. 4.

Рис.4. Изменение влажности почвы по глубине с растениями без растений

После приведения агротехническихмероприятий в гелиотеплице с растительностью анализ питательных веществ почвы приведены в таблице 2.

Саженцы. Хохоба сажается некоторых местах в горшки с любой землей. Наиболее распространенные - цилиндрические пакеты из полиэтиленовых или картонные, пластик цилиндры.

Семена прорастают через одну две недели. Пересаживать можно через 3-6 недель. Более старшие саженцы будут отличаться выносливостью и могут лучше приживаться. Относительно влияния возраста растения припересадке на корневую систему и ее развитием проведены фотометрические наблюдения.

Орошение. Природнаяхохоба растет в районах с годовым количеством осадков менее чем 12 дюймов, но немного известно о ее способности плодоносить в засуху. На родине плантации дают урожай с количеством осадков от 15 до 20 дюймов, но для районов с меньшим количеством осадков необходимо дополнительное орошение. Ирригация необходима до тех пор пока у саженцев или у семян не установилась корневая система. Изменение влажности почвы начальное значение без полива и после полива с растительностью саженцев хохобы в гелиосооружение по глубине до одного метра приведены на рисунке 4.Анализ водной вытяжки в гелиокультивационном сооружений приведен в таблице 3.