Основные технические культуры как источник возобновляемого волокнистого сырья

Человечество с незапамятных времен использует волокнистые растения для удовлетворения своих потребностей, собирая их в дикой природе, позже выращивая и постоянно улучшая. Волокно может быть получено из семян (хлопчатник и др.), плодов (капок и др.), стебля (лен и др.), листьев (сизаль и др.). Наибольшее распространение в мире получили десять культур. По данным ФАО, на первом месте находится хлопчатник, суммарная площадь под которым в 2023 г. – 31,8 млн га, или 90,8% всех угодий под волокнистыми культурами в мире. На втором месте – джут (4,4%). На сизаль (0,8%), лен-долгунец (0,7%), абаку (0,5%), капок (0,5%), кенаф (0,4%) и другие культуры в сумме приходится 4,8% угодий. По данным Росстата, в Российской Федерации в 2023 г. возделывали лен-долгунец на площади 35,2 тыс. га, коноплю – 11,4 тыс. га, хлопчатник – 0,2 тыс. га. В наше время, с появлением современных синтетических материалов, эти культуры не утратили своего значения, продолжая занимать важное место в промышленности и жизни каждого человека. В зависимости от особенностей и качественных характеристик, их волокно в изначальном, котонизированном или химически модифицированном виде используют для производства различных тканей бытового и технического назначения, одежды, ниток, веревок, канатов, ваты, одноразовой посуды и пороха, набивки подушек, сидений, при производстве композитных материалов в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Их применение снижает антропогенную нагрузку на природу, обеспечивает промышленность возобновляемым сырьем.

1. Агеева М.В., Аменицкий С.И., Горшкова Т.А., Гурьянов О.П. Биогенез растительных волокон: монография / под ред. Т.А. Горшковой. Москва: Наука; 2009.

2. Ayadi R., Hanana M., Mzid R., Hamrouni L., Khouja M.L., Hanachi A.S. Hibiscus Cannabinus L. – Kenaf: a review paper. Journal of Natural Fibers. 2017;14(4):466-484. DOI: 10.1080/15440478.2016.1240639

3. Bacci L., Baronti S., Predieri S., di Virgilio N. Fiber yield and quality of fiber nettle (Urtica dioica L.) cultivated in Italy. Industrial Crops and Products. 2009;29(2-3):480-484. DOI: 10.1016/j.indcrop.2008.09.005

4. Baraniak J., Kania-Dobrowolska M. Multi-purpose utilization of kapok fiber and properties of Ceiba pentandra tree in various branches of industry. Journal of Natural Fibers. 2023;20(1):2192542. DOI: 10.1080/15440478.2023.2192542

5. Brutch N.B., Soret-Morvan O., Porokhovinova E.A., Sharov I.Y., Morvan C. Characters of fibre quality in lines of flax genetic collection. Journal of Natural Fibers. 2008;5(2):95-126. DOI: 10.1080/15440470801928939

6. Chase M.W., Christenhusz M.J.M., Fay M.F., Byng J.W., Judd W.S., Soltis D.E. et al. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society. 2016;181(1):1-20. DOI: 10.1111/boj.12385

7. Chattopadhyay S.K., De S., Venugopal B. Value added knits from ramie-cotton blended yarns spun using short staple (cotton) spinning system. In: Proceedings Book of the International Conference on Flax and Other Bast Plants; 2008 July 20–23; Saskatoon, Saskatchewan, Canada. Saskatooon; 2008. p.1-9.

8. Dochia M., Sirghie C., Kozłowski R.M., Roskwitalski Z. Cotton fibres. In: R.M. Kozłowski (ed.). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge Woodhead Publishing; 2012. p.11-23. DOI: 10.1533/9780857095503.1.9

9. Dutt Y., Wang X.D., Zhu Y.G., Li Y.Y. Breeding for high yield and quality in colored cotton. Plant Breeding. 2004;123(2):145-151. DOI: 10.1046/j.1439-0523.2003.00938.x

10. eFloras.org. Flora of North America. Agave americana: [website]. Available from: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=1&taxon_id=200028030 [accessed Dec. 01, 2024].

11. eFloras.org. Flora of North America. Agave decipiens: [website]. Available from: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=1&taxon_id=242101303 [accessed Dec. 01, 2024].

12. eFloras.org. Flora of North America. Agave sisalana: [website]. Available from: http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=1&taxon_id=200028033 [accessed Dec. 01, 2024].

13. Эллади Е.В. Linum usitatissimum L. Vav. consp. nov. – Лeн. В кн.: Культурная Флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.109-208.

14. FAOSTAT. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Statistics: [website]. Available from: https://www.fao.org/statistics/en [accessed Dec. 01, 2024].

15. Федеральная служба государственной статистики (Росстат): [сайт]. URL: https://rosstat.gov.ru [дата обращения: 01.12.2024].

16. Furtado F., Flores-Sahagun T.H.S., Franco T.S. Analysis of polymeric composites of Phormium tenax. Biointerface Research in Applied Chemistry. 2023;13(2):124. DOI: 10.33263/BRIAC132.124

17. Сельскохозяйственный словарь-справочник / под ред. А.И. Гайстера. Москва; Ленинград: Сельхозгиз; 1934. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/agriculture/513/ВОЛОКНИСТЫЕ [дата обращения: 01.12.2024].

18. Grimwood B.E. Coconut palm products: their processing in developing countries. Rome: FAO; 1975.

19. Грудзинская И.А. Семейство бомбаксовые (Bombacaceae). В кн.: Жизнь растений / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Москва: Просвещение; 1981. Т. 5, ч. 2. C.128-132.

20. Horne M.R.L. Bast fibres: hemp cultivation and production. In: R.M. Kozłowski (ed.). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge Woodhead Publishing; 2012. p.114-145. DOI: 10.1533/9780857095503.1.114

21. Ихманицкая Н.Н. Порядок пальмы (Arecalis). В кн.: Жизнь растений / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Москва: Просвещение; 1982. Т. 6. С.410-447.

22. Illarionova K., Grigorev S. Micromycetes-resistant colored cotton is promising material to reduce mycotoxins amounts in textiles. E3S Web of Conferences. 2020;164(6):06015. DOI: 10.1051/e3sconf/202016406015

23. Kadam V., Chattopadhyay S.K., Bharimalla A., Venugopal B. Mechanical characterization of brown and green coconut husk. Journal of Natural Fibers. 2014;11(4):322-332. DOI: 10.1080/15440478.2013.879086

24. Kadolph S.J., Langford A.L. Textiles. 9th ed. Harlow: Pearson Education Ltd.; 2001.

25. Каминер Л.В. Apocinum L. – Кендырь. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940a. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.278-289.

26. Каминер Л.В. Phormium Forst. – Новозеландский лен. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940b. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.304-308.

27. Kelly B., Abidi N., Ethridge D., Hequet E.F. Fiber to fabric. In: D.D. Fang, R.G. Percy (eds). Agronomy Monographs. 2nd ed. Madison, WI; 2015. Vol. 57: Cotton. p.665-744. DOI: 10.2134/agronmonogr57.2013.0031

28. Kolte P.P., Shivankar V.S. Some studies on Abelmoschus esculentus (Indian Okra) fiber characteristics. Journal of Materials Science: Materials in Engineering. 2024;19(1):39. DOI: 10.1186/s40712-024-00188-2

29. Kozłowski R., Baraniecki P., Barriga-Bedoya J. Bast fibres (flax, hemp, jute, ramie, kenaf, abaca). In: R.S. Blackburn (ed.). Biodegradable and Sustainable Fibres. Cambridge: Woodhead Publishing; 2005. p.36-88. DOI: 10.1533/9781845690991.36

30. Kozłowski R., Kicińska-Jakubowska A., Muzyczek M., Natural fibres for interior textiles. In: T. Rowe (ed.). Interior Textiles: Design and Developments. Cambridge: Woodhead Publishing; 2009. p.3-38. DOI: 10.1533/9781845696870.1.3

31. Kozłowski R., Mackiewicz-Talarczyk M., Allam A.M. Bast fibres: flax. In: R.M. Kozłowski (ed.). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge Woodhead Publishing; 2012a. p.56-113. DOI: 10.1533/9780857095503.1.56

32. Kozłowski R., Mackiewicz-Talarczyk M., Barriga-Bedoya J. Natural fibers production, processing, and application: inventory and future prospects. In: L. Korugic-Karasz (ed.). ACS Symposium Series. Vol. 1061. Contemporary Science of Polymeric Materials. Washington, DC: American Chemical Society; 2010. p.41-51. DOI: 10.1021/bk-2010-1061.ch003

33. Kozłowski R., Mackiewicz-Talarczyk M. Introduction to natural textile fibres. In: R.M. Kozłowski, M. Mackiewicz-Talarczyk (eds). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. 2nd ed. Cambridge: Woodhead Publishing; 2020. p.1-13. DOI: 10.1016/B978-0-12-818398-4.00001-3

34. Kozłowski R., Muzyczek M., Kregielczak A. Natural fibers. In: Wiley Encyclopedia of Composites. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.; 2012b. p.1953-1963. DOI: 10.1002/9781118097298.weoc161

35. Кутузова С.Н. Генетика льна. В кн.: Генетика культурных растений (лен, картофель, морковь, зеленные культуры, гладиолус, яблоня, люцерна). Санкт-Петербург: ВИР; 1998. С.6-96.

36. Кутузова С.Н., Пороховинова Е.А., Брач Н.Б., Павлов А.В. Мировой генофонд льна-долгунца ВИР и селекция устойчивых к ржавчине сортов. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(2):57-64. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-2-57-64

37. Кутузова С.Н., Пороховинова Е.А., Пендинен Г.И. Происхождение и эволюция Linum usitatissimum L. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2015;176(4):436-455. DOI: 10.30901/2227-8834-2015-4-436-455

38. Лаврентьева Е.П., Санина О.К., Белоусов Р.О. Глубокая переработка лубяных волокон – путь к возрождению национальных традиций России. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2022;3(399):130-139. DOI: 10.47367/0021-3497_2022_3_130

39. Лысова Е.И. Abutilon avicennae Gaertn. – Канатник. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.258-270.

40. Медведев П.Ф. Boehmeria Jacq. – Рами. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940a. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С. 66-83.

41. Медведев П.Ф. Hibiscus cannabinus L. – Кенаф. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940b. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С. 241-257.

42. Медведев П.Ф. Malva L. – Мальва. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940c. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.272-277.

43. Urtica L. – Крапива. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940d. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.55-66.

44. Энциклопедия хлопководства в 2- томах. Т. 1 / под ред. С.М. Мирахмедова. Ташкент; 1985.

45. Муратова В.С. Spartium junceum L. – Дрок испанский, или прядильный. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.85-87.

46. Nawaz S.M., Farooq A., Baig S.A. Studies on cottonized jute composite structures spun on ring, rotor and air jet spinning systems. In: Proceedings Book of the International Conference on Flax and Other Bast Plants; 2008 July 20–23; Saskatoon, Saskatchewan, Canada. Saskatooon; 2008. p.290-298.

47. Netravali A.N. Ramie fiber reinforced natural plastics. In: F.T. Wallenberger, N.E. Weston (eds). Natural Fibers, Plastics and Composites. Boston, MA: Springer; 2004. p.321-343. DOI: h10.1007/978-1-4419-9050-1_18

48. Pavlov A.V., Porokhovinova E.A., Novikova L.Yu., Kutuzova S.N., Brutch N.B. New linseed accessions in the VIR collection, suitable for dual utilization (seed and fiber) in the North-Western Region of the Russian Federation. Journal of Natural Fibers. 2022;19(14):7553-7565. DOI: 10.1080/15440478.2021.1952137

49. Переверзев Г.А. Crotalaria L. – Кроталярия. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.87-96.

50. Переверзев Г.А., Культиасов Н.В. Corchorus (Tourn.) L. – Джут. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.212-224.

51. Podolnaya L., Ivanova N., Abaldov A., Kushnareva T., Hodjaeva N. The variability of cotton accessions (Gossypium hirsutum L.) with different leaf forms under non-irrigated conditions. Biological Communications. 2016;(2):70-86. DOI: 10.21638/11701/spbu03.2016.205

52. Пороховинова Е.А., Кутузова С.Н., Павлов А.В., Слободкина А.А., Якушева Т.В., Брач Н.Б. Коллекция генетических ресурсов льна Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова. Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;7(2):75-90. DOI: 10.18699/LettersVJ2021-7-09

53. Частная селекция полевых культур / под ред. В.В. Пыльнева. Москва: КолосС; 2005.

54. Quinaya D.C.P., d’Almeida J.R.M. Effect of surface treatments on the cross-section area and on the tensile properties of sisal fibers. Journal of Natural Fibers. 2019;16(6):817-824. DOI: 10.1080/15440478.2018.1439427

55. Rogovina S.Z., Prut E.V., Berlin A.A. Composite materials based on synthetic polymers reinforced with natural fibers. Polymer Science, Series A. 2019;61(4):417-438. DOI: 10.1134/S0965545X19040084

56. Roy S., Lutfar L.B., Bast fibres: jute. In: In: R.M. Kozłowski (ed.). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge Woodhead Publishing; 2012a. p.24-46. DOI: 10.1533/9780857095503.1.24

57. Roy S., Lutfar L.B. Bast fibres: ramie. In: R.M. Kozłowski (ed.). Handbook of Natural Fibres. Vol. 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge Woodhead Publishing; 2012b. p.47-55. DOI: 10.1016/B978-1-84569-697-9.50004-7

58. Sangalang R.H. Kapok fiber – Structure, characteristics and applications: a review. Oriental Journal of Chemistry. 2021;37(3):513-523. DOI: 10.13005/ojc/370301

59. Serkov V.A., Belousov R.O., Alexandrov R.M., Davydova O.K. Latest directions of common hemp selection for solving modern problems of domestic economy and import substitution. Volga Region Farmland. 2019;3(3):24-30. DOI: 10.26177/VRF.2019.3.3.005

60. Серебрякова Т.Я., Сизов И.А. Сем. Cannabiaceae Lindl. – конопляные. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.1-53.

61. Sfiligoj Smole M., Hribernik S., Kleinschek K.S., Kreže T. Plant fibres for textile and technical applications. In: S. Grundas, A. Stepniewski (eds). Advances in Agrophysical Research. London: IntechOpen; 2013. p.369-398. DOI: 10.5772/52372

62. Shao L., Jin S., Chen J., Yang G., Fan R., Zhang Z. et al. High-quality genomes of Bombax ceiba and Ceiba pentandra provide insights into the evolution of Malvaceae species and differences in their natural fiber development. Plant Communications. 2024;5(5):100832. DOI: 10.1016/j.xplc.2024.100832

63. Strygina K., Khlestkina E., Podolnaya L. Cotton genome evolution and features of its structural and functional organization. Biological Communications. 2020;65(1):15-27. DOI: 10.21638/spbu03.2020.102

64. Sun D.L., Sun J.L., Jia Y.H., Ma Z.Y., Du X.M. Genetic diversity of colored cotton analyzed by simple sequence repeat markers. International Journal of Plant Science. 2009;170(1):76-82. DOI: 10.1086/593037

65. Туз Р.К., Асфандиярова М.Ш., Подольная Л.П. ‘Браун’ – первый российский сорт хлопчатника с природно-окрашенным волокном. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023;184(1):154-162. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-1-154-162

66. Васильев И.В. Семейство липовые (Tiliaceae). В кн.: Жизнь растений / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Москва: Просвещение; 1981. Т. 5, ч. 2. C.117-120.

67. Wehi P.M., Clarkson B.D. Biological flora of New Zealand 10. Phormium tenax, harakeke, New Zealand flax. New Zealand Journal of Botany. 2007;45(4):521-544. DOI: 10.1080/00288250709509737

68. Вульф Е.В. Культурная флора Земного шара. Списки таксонов по флористическим комплексам / под ред. М.Г. Агаева. Ленинград: ВАСХНИЛ; 1987.

69. Вульф Е.В. Linaceae (DC.) Dumort. – Льновые. В кн.: Культурная флора СССР / под ред. Е.В. Вульфа. Москва; Ленинград; 1940. Т. 5, ч. 1: Прядильные. С.97-108.

70. Yatsu L.Y., Espelie K.E., Kolattukudy P.E. Ultrastructural and chemical evidence that the cell wall of green cotton fiber is suberized. Plant Physiology. 1983;73(2):521-524. DOI: 10.1104/pp.73.2.521

71. Zhang X., Pan L.P., Du M., Chen Z., Hua W.C., Yuan C. et al. Physiological characteristics associated with fiber development in two naturally colored cotton cultivars. Agronomy Journal. 2019;111(3):1190-1197. DOI: 10.2134/agronj2018.03.0166