Этот кустарник может поставлять резину, средство от насекомых и клей

Исследователи и компании, производящие шины, надеются, что устойчивая к засухе гваюла может обеспечить устойчивый экономический рост на юго-западе, испытывающем водный дефицит.

Шалфейно-зеленый кустарник высотой по пояс может выглядеть как один из многих тощих кустов, которые усеивают холмы и долины пустыни Чиуауа в Мексике и на юго-западе США. Но его невзрачные стебли и листья таят в себе целый арсенал ботанических сокровищ, в том числе резина, которую коренные жители использовали сотни лет назад для изготовления мячей для игр.

На протяжении десятилетий исследователи исследовали гваюлу (Parthenium argentatum) как потенциальный коммерческий источник натурального каучука. На рынке в настоящее время доминирует каучук, полученный из деревьев гевеи бразильской в ​​Юго-Восточной Азии, и гваюле в США трудно конкурировать с этими крупными предприятиями, у которых более низкие затраты на рабочую силу. Фермеры на Юго-Западе, как правило, отдают предпочтение более прибыльным культурам, таким как люцерна и хлопок.

Но два сближающихся события могут изменить перспективы гваюлы. Грибковые поражения монокультурных деревьев гевеи привели в последние годы к резкому падению мировых поставок натурального каучука. Между тем, самая сильная засуха на Юго-Западе за более чем тысячелетие привела к сокращению количества воды, доступной фермерам, что затруднило выращивание люцерны, хлопка и других жаждущих культур. Гуаюла, напротив, устойчива к засухе. И его можно выращивать и собирать урожай несколько лет, не обрабатывая почву. Эта нетронутая почва сохраняет углерод в земле и предотвращает эрозию.

Стремясь сделать гваюлу более жизнеспособной культурой, исследователи в научных кругах и промышленности работают над увеличением производства каучука на этом заводе, а также изучают возможности использования клейкой смолы и древесного материала, который он производит. Благодаря гваюле «фермер по-прежнему может выращивать растения в пустыне и по-прежнему зарабатывать на жизнь, а также защищать почву и воду», — говорит Кэтрин Брюэр, инженер-химик из Университета штата Нью-Мексико. «Немногие растения отвечают всем этим критериям».

Производитель шин Bridgestone в течение последнего десятилетия эксплуатировал демонстрационное перерабатывающее предприятие в центральной Аризоне, стремясь показать, что гваюлу в конечном итоге можно перерабатывать для получения натурального каучука в коммерческих масштабах. В конце августа компания объявила, что к 2030 году начнет коммерциализировать производство гваюлового каучука. Хотя две трети мирового каучука в настоящее время производится синтетически из нефти, каучук, произведенный из природных источников, незаменим для некоторых целей. Шины самолетов, например, изготавливаются из натурального каучука, который превосходит синтетику в плане выдерживания ударов, таких как приземление на взлетно-посадочную полосу.

Поскольку в настоящее время выращивается лишь небольшое количество гваюлы, она в течение некоторого времени не сможет конкурировать с каучуком гевеи в широком масштабе, говорит Катрина Корниш, которая изучает альтернативные источники каучука в Университете штата Огайо. Это означает, что компаниям, которые хотят его использовать, придется начинать с дорогостоящих продуктов, таких как гоночные шины из гваюлевой резины, дебютировавшие Bridgestone в этом году. В своей компании EnergyEne Корниш специализируется на продукции премиум-класса, изготовленной из гваюлевого латекса, более мягкой формы каучука, которую также производит завод. Например, EnergyEne разрабатывает медицинские перчатки, поглощающие радиацию. Что касается потребителя, компания производит «прекрасные презервативы», добавляет Корниш, в том числе со вкусом Каберне Совиньон и Шардоне. По словам Корниша, из гваюлы получается лучший латекс по сравнению с другими натуральными и синтетическими составами, потому что он особенно прочный, эластичный и мягкий. Он также гипоаллергенен, в отличие от латекса, полученного из деревьев гевеи. Джейсон Куинн, исследователь устойчивого развития из Университета штата Колорадо, в 2020 году провел исследование, которое показало, что гваюлевой каучук, выращенный на ферме типичного размера в Аризоне, может быть конкурентоспособным по стоимости с каучуком гевеи, хотя стоимость продукта из гваюлы будет приближаться к более высокому уровню. диапазон исторических цен на гевею.

Генетик растений Дэвид Дириг из Bridgestone надеется повысить рентабельность производства гваюлы за счет селекции растений, которые содержат больше каучука. Его команда картировала геном гваюлы и идентифицировала гены, которые связаны с более высоким содержанием каучука. Обладая этой информацией, исследователи могут выбрать растения с потенциалом для увеличения производства каучука и скрестить их до того, как они полностью созреют, сокращая время, которое обычно требуется для выращивания новых поколений. По словам Дирига, существует некоторый предел того, сколько каучука может производить любой завод, но трудно понять, где этот предел. Он говорит, что высокомолекулярный каучук — тот, который используется для производства шин — изначально составлял около 2,8 процента на заводе, а теперь он довел его до 3,8 процента. «Нам необходимо довести содержание каучука примерно до 6 процентов, чтобы быть напрямую конкурентоспособными [с гевеей]», — говорит Дириг. Однако продажа других продуктов, изготовленных из смолы и древесных частей растения, может помочь гваюле стать конкурентоспособной до того, как она достигнет такого уровня каучука, добавляет он.