Борщевик-спаситель. Поможет ли этот сорняк в импортозамещении? Его биомасса в масштабах страны огромна. Гипотетически, учитывая «урожайность» этого растения, можно было бы получать десятки миллионов тонн целлюлозы ежегодно.
Под санкционным ударом оказалась российская бумажная промышленность. Несмотря на то, что в стране нет недостатка в древесине, важнейшие химикаты, в том числе те, благодаря которым бумага становится белой, к нам поступали из Европы. Теперь ЦБК срочно ищут новых поставщиков. Тем временем офисная бумага дорожает, и в некоторых магазинах цены на неё выросли в пять раз.
Неприхотливый, но богатый
Финляндия прекратила поставки в Россию хлората натрия. Он используется для производства диоксида хлора, отбеливателя целлюлозы. Иначе говоря, без этого сырья невозможно выпускать ставшую столь привычной белую офисную бумагу. Сейчас целлюлозно-бумажные предприятия разрабатывают альтернативные схемы приготовления диоксида хлора и ведут переговоры о поставках из других стран. А правительство подготовило дополнительные меры поддержки лесопромышленного комплекса, куда вошли программы, направленные на быструю разработку и внедрение российских аналогов используемых химикатов.
Между тем ученые предлагают вспомнить когда-то озвученные идеи по хозяйственному использованию сорняка, ныне захватившего в России огромные угодья и знакомого почти каждому дачнику.
Речь о борщевике Сосновского — травянистом зонтичном растении, которым принято пугать детей из-за его способности вызывать сильные ожоги на коже.
В послевоенные годы в Советском Союзе на уровне пленума ЦК было принято решение наладить кормовую базу для животноводства, используя борщевик Сосновского (Heracleum Sosnowskyi). Растение это неприхотливое, легко приспосабливается даже к северным условиям, при этом богато протеином, витаминами, микроэлементами и сахарами.
В конце 1940-х его начали выращивать как силос, а в дальнейшем вывели новые, улучшенные сорта. Однако вскоре выяснилось, что оно легко дичает, проникает в любые экосистемы и разрушает их, вытесняя местные виды. Борщевик стал угрожать биологическому разнообразию природных ландшафтов и сельскому хозяйству, особенно когда оно пришло в упадок в 1990-е годы. На его культивировании давно поставлен крест, в 2012 году его исключили из Государственного реестра селекционных достижений, а в 2015-м внесли в Отраслевой классификатор сорных растений Российской Федерации.
Будучи на протяжении нескольких десятилетий предоставленным самому себе, борщевик Сосновского занял все свободные пространства и стал неотъемлемой частью нашего загородного пейзажа. И вроде никто уже не вспоминает, что это растение, грозно возвышающееся широкими зонтами вдоль дорог, может принести пользу.
Содержание целлюлозы — 35% от биомассы
У борщевика есть множество применений. «Изначально борщевик Сосновского культивировали в целях производства кормов, но также он может быть источником сахара и биотоплива, — говорит старший научный сотрудник Института проблем химической физики РАН, кандидат химических наук Сергей Баскаков. — Сок борщевика в период от цветения до бутонизации содержит от 17 до 31% сахаров. Для сравнения, в сахарном тростнике — 18−21%, в свекле — до 22% сахаров. Из сока также можно получать биоэтанол — дешёвое и экологически чистое моторное топливо. Третье применение — изготовление пеллет и гранул для отопительного оборудования.Хорошо освоена в промышленных масштабах и технология получения древесного угля из жмыха борщевика».
Но нас сейчас интересует другое свойство этого растения. Если собрать и высушить его биомассу, из нее можно выделить еще один полезный материал — целлюлозу. Причем она будет беленой.
«Метод получения целлюлозы из травянистых растений отличается от метода её производства из древесины. Используется не сульфитная варка, а варка в азотной кислоте, — объясняет Сергей Баскаков. — Этот способ проще и требует меньших энергетических затрат.
Мы провели исследовательскую работу по получению целлюлозы из высушенных стеблей борщевика и изучению её свойств. Оказалось, что выход целлюлозы оставляет около 35% от сухой массы растения. Изучили её состав, кристаллическую структуру, провели спектральный анализ. Степень белизны мы не измеряли (для этого нужны дополнительные испытания и аппаратура), но сам способ включает стадию отбеливания. Иначе говоря, целлюлоза получается белёная. Это вполне пригодный материал, во всяком случае, его можно добавлять в обычную древесную целлюлозу, а также получать эфиры целлюлозы, которые широко используются в промышленности и быту. Думаю, у метода хорошие перспективы. Сейчас ждём публикацию в рецензируемом журнале».
Содержание эфирных масел в борщевике Сосновского тоже важно для импортозамещения. Ведь их в основном получают из-за рубежа. А они требуются в пищевой промышленности, фармакологии, медицине, косметологии.
«Содержание эфирных масел в зрелых семенах борщевика колеблется от 1% до 5%, иногда 10%. Всего из российского урожая борщевика можно было бы собрать около 8 тысяч тонн эфирных масел. Это на два-три порядка больше, чем нужно всему мировому рынку!» — обращает внимание старший научный сотрудник Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН, доктор биологических наук Кирилл Ткаченко.
«Не зря его называют растением-терминатором»
Значит, если довести до ума технологии переработки злобного сорняка, заполонившего просторы России, мы сможем прикрыть некоторые пробоины, нанесенные нам санкционной войной? На самом деле тут есть свои сложности.
Когда советские агрономы в конце 1940-х взялись культивировать борщевик, они столкнулись с несколькими проблемами. Актуальны они и в наши дни. Во-первых, это растение сильно угнетает почву, снижая её плодородие. Проще говоря, после него ничего не растет. Во-вторых, возникают трудности с транспортировкой и логистикой: страна у нас огромная, борщевик растет везде, но перерабатывать его придется лишь в определенных местах, на предприятиях, куда собранный урожай надо доставить. А в агроиндустрии транспортные издержки — значимый фактор. Иначе расходы на топливо могут перекрыть любую возможную прибыль — экономическую целесообразность никто не отменял.
Есть и такая проблема: борщевик не вписывается в севооборот — научно обоснованное чередование сельхозкультур и паров. Изначально его выращивали на отдельных опытных полях. Наконец, не будем забывать, что он представляет опасность для здоровья людей: его сок содержит фуранокумарины — вещества, которые при попадании на кожу приводят к ожогам под воздействием света.
«Эти проблемы хорошо известны, но пока речь не идет о том, чтобы начать культивировать борщевик Сосновского. Достаточно того, что его в огромных количествах косят и оставляют гнить. Ведь борщевик — это сорняк, который следует уничтожать по всей территории его распространения. Однако это не помогает: его семена дозревают и в скошенном виде, а на следующий год вновь прорастают — не зря его называют растением-терминатором. И это тоже проблема, которую надо решать: мало скосить борщевик, его нужно куда-то вывозить, иначе бороться с ним бесполезно. А куда вывозить? Вот тут и возникает идея его переработки с целью получения целлюлозы, биотоплива и пр. Конечно, необходимо все просчитать с экономической точки зрения, при этом надо иметь в виду, что биомасса борщевика в масштабах страны огромна. Этим растением, по разным данным, поражено от 30 до 69 тысяч гектаров только в Московской области. Гипотетически, учитывая “урожайность” борщевика до 70 тонн с гектара, можно было бы получать десятки миллионов тонн целлюлозы ежегодно», — резюмирует Сергей Баскаков.
