Күнбағыс – сипаттамасы, өсірілуі және пайдасы

Кіріспе

Астра тұқымдасына жататын гүлді өсімдік.

Күнбағыс (Helianthus annuus) – астра тұқымдасына жататын ірі, бір жылдық шөптесін өсімдік. Күнбағыс негізінен тағамдық май өндіру үшін қолданылатын, жеуге жарамды майлы тұқымдары үшін өсіріледі. Helianthus annuus мал азығы ретінде, құстарға берілетін азық ретінде, сондай-ақ үй бақшаларында сәндік үшін де пайдаланылады. Күнбағыс көп гүлді болады, ал үй шаруашылығында өсірілетін түрлері көбінесе бір үлкен гүлі бар, бұтақталмаған сабақта орналасқан.

Этимология

Helianthus annuus есімді екі атаулы номенклатурада, туыс атауы грек тіліндегі ἥλιος: hḗlios 'күн' және ἄνθος: ánthos 'гүл' сөздерінен шығарылған. Annuus түр атауы латын тілінде 'бір жылдық' мағынасын білдіреді.

Үйге үйрету

Бұл өсімдік алғаш рет Америкада қолға үйретілді. Күнбағыс тұқымдары 16 ғасырда Америкадан Еуропаға әкелінді, онда күнбағыс майымен бірге, кең таралған тағамдық ингредиенттерге айналды. Уақыт өте келе, өнеркәсіптік өндірістің көп бөлігі Шығыс Еуропаға көшті, және (2020 жылғы мәліметтер бойынша) Ресей мен Украина бірлесіп әлемдік тұқым өндірісінің жартысынан астамын құрайды.

Сипаттама

Өсімдіктің тік, жалпақ жүнді сабағы бар, оның биіктігі әдетте... Ең биік күнбағыс рекорды... Күнбағыс жапырақтары кең, ірі тісті, жалпақ және көбінесе кезектесе орналасқан; төменгі жағындағылары ең үлкен және көбінесе жүрек пішіндес болады.

Гүл

Өсімдік жаз айларында гүлдейді. Күнбағыстың көбінесе "гүлі" деп аталатын бөлігі іс жүзінде "гүл басы" (псевдантий), кең. Бұл ежелгі жаңылыс пікірді 1597 жылы ағылшын ботанигі Джон Джерард өзінің танымал дәрілік бағында күнбағыстар өсірген кезде жоққа шығарды: "[кейбір адамдар] оның Күнмен бірге айналатынын айтқан, бірақ мен оны ешқашан байқаған жоқпын, әйтсе де оның рас екенін анықтауға тырыстым". Егістіктегі күнбағыс басшаларының біркелкі орналасуы кейбір адамдарға гүлдер Күннің қозғалысын қадағалайды деген жалған ой тудыруы мүмкін. Бұл сәйкестік гүл басы толық пісіп жетілмеген (антезис) кезеңде, жас гүл сатысында болатын гелиотропизмнің нәтижесінде пайда болады. Жас күнбағыстар күннің бағытына қарай өзін-өзі бағдайлайды. Таңда гүлдің басы шығысқа қарап тұрады және күні бойы батысқа қарай жылжиды. Күнбағыс толық пісіп жетілгенде, ол енді Күнге ілеспейді және үнемі шығысқа қарайды. Жас гүлдер түнде шығысқа қарай қайта бағытталды, таңертеңгі Күнді күтеді. Олардың гелиотроптық қозғалысы – циркадтық ритм, ол Күнмен синхрондалады және бұлтты күндерде Күн жоғалып кетсе немесе өсімдіктер тұрақты жарыққа ауыстырылса да жалғаса береді. Олар жарық көзінен шығатын көк жарыққа жауап ретінде циркадтық ритмдерін реттей алады. Гүл сабағының өсуі тоқтағанда және гүл пісіп жетілгенде, гелиотропизм де тоқтатылады және гүл сол сәттен бастап шығысқа қарайды. Бұл шығысқа қарай бағытталу таңертең тез жылуға және оның нәтижесінде тозаңдаушылардың көбеюіне мүмкіндік береді. Бұл үлгі гүл басындағы тұқымдарды математикалық тұрғыдан мүмкін болатын ең тиімді түрде орналастыруға мүмкіндік береді. 1979 жылы Г. Фогель күнбағыс басындағы гүлдердің орналасу үлгісін ұсынды. Бұл полярлық координаттар арқылы өрнектеледі, мұнда θ бұрыш, r – радиус немесе орталықтан қашықтық, n – гүлдің индекс нөмірі және c – тұрақты масштабтау коэффициенті. Бұл Фермат спиралының бір түрі. 137,5° бұрыш алтын қатынаспен байланысты (55/144 шеңберлік бұрыш, мұнда 55 және 144 – Фибоначчи сандары) және гүлдердің тығыз орналасуын қамтамасыз етеді. Бұл модель күнбағыстардың компьютерлік бейнелерін жасау үшін қолданылған.

The plant flowers in summer. What is often called the "flower" of the sunflower is actually a "flower head" (pseudanthium), wide, This old misconception was disputed in 1597 by the English botanist John Gerard, who grew sunflowers in his famous herbal garden: "[some] have reported it to turn with the Sun, the which I could never observe, although I have endeavored to find out the truth of it." The uniform alignment of sunflower heads in a field might give some people the false impression that the flowers are tracking the Sun. This alignment results from heliotropism in an earlier development stage, the young flower stage, before full maturity of flower heads (anthesis). Young sunflowers orient themselves in the direction of the sun. At dawn the head of the flower faces east and moves west throughout the day. When sunflowers reach full maturity they no longer follow the sun, and continuously face east. Young flowers reorient overnight to face east in anticipation of the morning. Their heliotropic motion is a circadian rhythm, synchronized by the sun, which continues if the sun disappears on cloudy days or if plants are moved to constant light. They are able to regulate their circadian rhythm in response to the blue light emitted by a light source. When growth of the flower stalk stops and the flower is mature, the heliotropism also stops and the flower faces east from that moment onward. This eastward orientation allows rapid warming in the morning and, as a result, an increase in pollinator visits. This pattern produces the most efficient packing of seeds mathematically possible within the flower head. A model for the pattern of florets in the head of a sunflower was proposed by H. Vogel in 1979. This is expressed in polar coordinates

where θ is the angle, r is the radius or distance from the center, and n is the index number of the floret and c is a constant scaling factor. It is a form of Fermat's spiral. The angle 137.5° is related to the golden ratio (55/144 of a circular angle, where 55 and 144 are Fibonacci numbers) and gives a close packing of florets. This model has been used to produce computer generated representations of sunflowers.

Геном

Күнбағыс геномы диплоидты, негізгі хромосома саны 17 және геномның шамамен 2,871–3,189 миллион негіздік жұптан тұрады. Кейбір дереккөздер оның нақты мөлшері шамамен 3,5 миллиард негіз жұбына (адам геномынан сәл үлкен) жуық дейді.

Таралуы және мекендейтін ортасы

Бұл өсімдік алғаш рет Америкада қолдануға бағынышты болды. Күнбағыс құнарлы, ылғалды, жақсы дренаждалған және қалың малчталған топырақта жақсы өседі. Олар көбінесе құрғақ, ашық жерлерде және төбелерде кездеседі. Нақты туған жерін анықтау қиын. Plants of the World Online (POWO) мәліметтері бойынша, ол қазіргі АҚШ-тың Аризона, Калифорния және Невада штаттарында, сондай-ақ Мексиканың Мексика шығанағының жағалауы мен оңтүстік-шығысын қоспағанда, барлық бөліктерінде өседі. Миссури ботаникалық бағының өсімдіктер анықтағышы да оны Батыс АҚШ және Канадада туған өсімдік деп тізімдейді. Солтүстік Америка флорасы бағдарламасының (BONAP) жариялаған мәліметтері де осымен келіседі, қара күнбағыстың Миссисипиден батысқа қарай жатқан штаттарда таралғанын көрсетеді, бірақ Айова, Миннесота және Техас штаттарында зиянды арамшөп ретінде тізімделген. Оның бастапқы ареалына қарамастан, қазір ол тропикалық, шөлдік немесе тундралық емес әлемнің дерлік барлық бөлігінде кездеседі. Көк шөп – күнбағыстың зардап шегуі мүмкін келесі ауру. Күнбағыстың өсу және даму жолына байланысты, оның көк шөпке сезімталдығы айқын түрде жоғары. Күнбағыс тұқымдары әдетте топырақтың бір дюйм тереңдігіне ғана себіледі. Мұндай беткей себу ылғалды және сулы топыраққа жасалғанда, көк шөп сияқты аурулардың пайда болу мүмкіндігі артады. Күнбағыс егініне тағы бір қауіп – бромрап, ол күнбағыстың тамырына шабуыл жасайтын және күнбағыс егініне 100% дейін зиян келтіре алатын паразит.

Өсіру

Коммерциялық егісте тұқымдар араластырылмай, тереңге отырғызылады.

Тарих

Қара күнбағыс – Шығыс шаруашылық кешенінің бір бөлігі ретінде Солтүстік Америкада ежелгі американдықтар өсірген бірнеше өсімдіктердің бірі. Күнбағыс алғаш рет шамамен 5000 жыл бұрын қазіргі АҚШ-тың оңтүстік-шығысында қолдануға түсірілгені қабылданғанмен, дәлелдер оның б.з.д. 2600 жыл шамасында Мексикада алғаш қолдануға түсірілгенін көрсетеді. Бұл егістер Мексиканың Табаско штатындағы Сан-Андрес қазбаларында табылды. АҚШ-та толыққанды қолдануға түсірілген күнбағыстың ең ерте мысалдары Теннесси штатында табылды және шамамен б.з.д. 2300 жылға жатады. Тағы да ерте мысалдар Шығыс Кентуккидегі үңгірлерден алынған. Көптеген американдық халықтар күнбағысты олардың күн құдайының символы ретінде пайдаланған, оның ішінде ацтектер мен Мексиканың отоми және Оңтүстік Америкадағы инкалар бар. 1510 жылы испандық саяхатшылар Америкада күнбағысқа кездесіп, оның тұқымдарын Еуропаға әкелді. Шығыс Солтүстік Америкада қолдануға түсірілген және маңызды ауыл шаруашылық тауарына айналған төрт өсімдіктің ішінде күнбағыс қазіргі уақытта ең экономикалық маңыздысы болып табылады. Күнбағыстардың филогеографиялық байланыстары мен популяциялық демографиялық үлгілерін зерттеу, бұрын өсірілген күнбағыстардың Ұлы жазықтардың жабайы популяцияларынан құралған клад екенін көрсетті, бұл Солтүстік Американың орталық бөлігінде бір рет қолдануға түсірілгенін көрсетеді. Күнбағыстың өсірілуінен кейін, ол шамамен 5000 жыл бұрын болған маңызды тарылуларға ұшыраған болуы мүмкін. 16 ғасырда саяхатшылар Америкадан Еуропаға алғашқы егістік тұқымдарын әкелді. Мексикада б.з.д. 2100 жылға дейінгі күнбағыс тұқымдары табылды. Американың жергілікті халқы Мексикадан Оңтүстік Канадаға дейін күнбағыс өсірді. 19 ғасырдың басында Воронеж губерниясындағы Алексеевка ауылында Даниил Бокарев есімді саудагер оны ірі көлемде өндіруге жарамды технологияны әзірледі және ол тез тарады. Осыдан бері қаланың гербінде күнбағыстың суреті бар.

Common sunflower was one of several plants cultivated by Native Americans in prehistoric North America as part of the Eastern Agricultural Complex. Although it was commonly accepted that the sunflower was first domesticated in what is now the southeastern US, roughly 5,000 years ago, there is evidence that it was first domesticated in Mexico around 2600 BCE. These crops were found in Tabasco, Mexico, at the San Andres dig site. The earliest known examples in the US of a fully domesticated sunflower have been found in Tennessee, and date to around 2300 BCE. Other very early examples come from rockshelter sites in Eastern Kentucky. Many indigenous American peoples used the sunflower as the symbol of their solar deity, including the Aztecs and the Otomi of Mexico and the Incas in South America. In 1510, early Spanish explorers encountered the sunflower in the Americas and carried its seeds back to Europe. Of the four plants known to have been domesticated in eastern North America and to have become important agricultural commodities, the sunflower is currently the most economically important. Research of phylogeographic relations and population demographic patterns across sunflowers has demonstrated that earlier cultivated sunflowers form a clade from wild populations from the Great Plains, which indicates that there was a single domestication event in central North America. Following the cultivated sunflower's origin, it may have gone through significant bottlenecks dating back to ~5,000 years ago. In the 16th century the first crop breeds were brought from America to Europe by explorers. Domestic sunflower seeds have been found in Mexico, dating to 2100 BCE. Native American people grew sunflowers as a crop from Mexico to Southern Canada. In the early 19th century, it was first commercialized in the village of Alexeyevka in Voronezh Governorate by the merchant named Daniil Bokaryov, who developed a technology suitable for its large scale extraction, and quickly spread around. The town's coat of arms has included an image of a sunflower ever since.

Өндіріс

Күнбағыс тұқымының өндірісі – 2020 жыл (миллион тонна) 13.3 13.1 3.2 2.4 2.2 2.1 1.4 Әлем 50.2
Источник: БҰҰ-ның FAOSTAT
2020 жылы әлемдегі күнбағыс тұқымының өндірісі 50 миллион тоннаны құрады, осының ішінде Ресей және Украина ең көп өндірген елдер болып табылады, олардың үлесі жалпы өнімнің 53% құрайды (кесте).

Тыңайтқыштарды қолдану

Зерттеушілер әртүрлі азот негізді тыңайтқыштардың күнбағыстың өсуіне тигізетін әсерін талдады. Аммиак селитрасының азотты сіңіру қабілеті уреядан жоғары болды, ал урея төмен температуралы аймақтарда тиімдірек болды.

Өсімдіктерді алмастыру

Күнбағыс өсіруде көбінесе астық дақылдары, соя немесе рапспен егіс ауыстыру қолданылады. Бұл бос жатқан кезеңдерді азайтады және күнбағыс өндірісінің жалпы көлемін және тиімділігін арттырады.

Гибридтер мен тұқымдар

Қазіргі нарықта фермерлер ұсынатын немесе өсіретін күнбағыс тұқымдарының көп бөлігі гибридтер болып табылады. Гибридтер немесе гибридтелген күнбағыстар әртүрлі типтер мен түрлерді будандастыру арқылы шығарылады, мысалы, егістік күнбағыстарды жабайы түрлермен будандастыру. Осылайша, жаңа генетикалық комбинациялар алынып, нәтижесінде жаңа гибридтік түрлер пайда болады. Бұл гибридтік түрлер әдетте жоғары өнімділікке ие және фермерлер іздейтін қасиеттерді немесе ерекшеліктерді, мысалы, патогендерге төзімділікті камтиды. Күнбағыс тұрмыстық жағдайда сәндік өсімдік ретінде өсіріледі. Оларды өсіру оңай, күн сәулесінде жақсы және ылғалды топырақта керемет нәтижелер береді, сондықтан балалар үшін таңдаулы өсімдік болып табылады. Қазір тұқымнан өсіруге арналған әртүрлі өлшемдегі және түсті көптеген сорттар қолжетімді. Күнбағыс сорттары (agm белгісімен көрсетілгендер Корольдік бау-бақша қоғамының Бау-бақшалық еңбегіне лайық сыйлығын алған):

Қолданылуы

Күнбағыс "толық тұқымы" (жемісі) тағам ретінде сатылады, шикі күйінде немесе пеште пісірілгеннен кейін, тұз және/немесе дәмдеуіштер қосылған немесе қосылмаған. Күнбағыс тұқымын арахис майының орнына қолданылатын күнбағыс майына өңдеуге болады. Сондай-ақ, ол құстарға жем ретінде сатылады және тікелей тамақ жасауға, салаттарға қосуға жарамды. Американың жергілікті халықтары бұрын күнбағысты нан, емдік майлар, бояулар және денеге жағатын бояулар сияқты түрлі мақсаттарда пайдаланған. Тұқымнан алынған күнбағыс майы тамақ пісіруде, тасымалдаушы май ретінде, сондай-ақ маргарин мен биодизель өндірісінде қолданылады, себебі ол зәйтүн майынан арзан. Күнбағыс тұқымдарының әртүрлі сорттарында май қышқылдарының құрамы әрқилы; кейбір "жоғары олеин" сорттарында майда тіпті зәйтүн майынан да көп моноқанықпаған майлар бар. Май кейде сабын жасауға да қолданылады. Тұқымдардан май алынғаннан кейін қалған шөбі мал азығы ретінде пайдаланылады. Майды өндіру алдында тұқымдардан қабығын аршығанда алынған қабықтар да үй жануарларына беріледі. Жақында дамытылған кейбір сорттарының гүлдері төмен қарап тұрады. Бұл сорттар гүлдерін сәндік өсімдік ретінде өсіретін бағбандарға қызықты болмаса да, фермерлерге ұнайды, өйткені олар құстардың зиянын және кейбір өсімдік ауруларынан болатын шығындарды азайтады. Күнбағыс латекс шығарады және гипоаллергенді резеңке өндіруге арналған балама дақыл ретінде оның жарамдылығын арттыру мақсатында тәжірибелер жүргізілуде. Дәстүр бойынша, бірнеше американдық тайпалар бақшаларының солтүстік жағына күнбағыс отырғызып, оны жүгері, бұршақ және қабақтың белгілі "үш қарындас" тобына "төртінші қарындас" етіп санаған. Жылдық түрлер көбінесе аллелопатиялық қасиеттері үшін отырғызылады. Оны американдықтар шашқа күтім жасау үшін де қолданған. Тамырдан жасалған мұндай қоспаны жылан шаққан жерге салтанатты түрде жағады. Дегенмен, коммерциялық фермерлер үшін, басқа да тауарлық дақылдар өсіретіндер үшін, жабайы күнбағыс көбінесе арамшөп саналады. Әсіресе АҚШ-тың орталық бөлігінде, жабайы (көп жылдық) түрлер жүгері және соя егістіктерінде жиі кездеседі және өнімді төмендетуі мүмкін. Өнімнің төмендеуіне себеп – қарапайым күнбағыс өсетін аймақтарда қоректік заттар үшін бәсекелестікті азайту үшін қолданылатын фенолды қосылыстардың өндірілуі болуы мүмкін.

Sunflower "whole seed" (fruit) are sold as a snack food, raw or after roasting in ovens, with or without salt and/or seasonings added. Sunflower seeds can be processed into a peanut butter alternative, sunflower butter. It is also sold as food for birds and can be used directly in cooking and salads. Native Americans had multiple uses for sunflowers in the past, such as in bread, medical ointments, dyes and body paints. Sunflower oil, extracted from the seeds, is used for cooking, as a carrier oil and to produce margarine and biodiesel, as it is cheaper than olive oil. A range of sunflower varieties exist with differing fatty acid compositions; some "high oleic" types contain a higher level of monounsaturated fats in their oil than even olive oil. The oil is also sometimes used in soap. The cake remaining after the seeds have been processed for oil is used as a livestock feed. The hulls resulting from the dehulling of the seeds before oil extraction can also be fed to domestic animals. Some recently developed cultivars have drooping heads. These cultivars are less attractive to gardeners growing the flowers as ornamental plants, but appeal to farmers, because they reduce bird damage and losses from some plant diseases. Sunflowers also produce latex, and are the subject of experiments to improve their suitability as an alternative crop for producing hypoallergenic rubber. Traditionally, several Native American groups planted sunflowers on the north edges of their gardens as a "fourth sister" to the better known three sisters combination of corn, beans, and squash. Annual species are often planted for their allelopathic properties. It was also used by Native Americans to dress hair. This compound poultice of the root is applied with much ceremony to rattlesnake bites. However, for commercial farmers growing other commodity crops, the wild sunflower is often considered a weed. Especially in the Midwestern US, wild (perennial) species are often found in corn and soybean fields and can decrease yields. The decrease in yield can be attributed to the production of phenolic compounds which are used to reduce competition for nutrients in nutrient poor growing areas of the common sunflower.

Фиторемедиация

Helianthus annuus фиторемедиацияда қорғасын және басқа ауыр металдар, мысалы, кадмий, мырыш, цезий, стронций және уран сияқты ластаушы заттарды топырақтан алу үшін пайдаланылуы мүмкін. Фиторемедиация процесі ауыр металдарды тамыр арқылы сіңіруден басталады, олар біртіндеп басқа аймақтарда, мысалы, сабақтар мен жапырақтарда жиналады. Helianthus annuus сондай-ақ, цезий-137 және стронций-90 сияқты радионуклидтерді Чернобыль апатынан кейін тоғаннан бейтараптандыру үшін ризофильтрацияда қолдануға болады. Фукусимадағы ядролық апатқа жауап ретінде осындай науқан ұйымдастырылды. 19 ғасырда осы түрдің жақын маңдағы өсімдіктері үйді безгек ауруынан қорғайды деп сенген. Зуни тайпасы гүлдерді антропоморфтық құдайға табыну рәсімінде пайдаланады. Инкалар күнбағысқа да табынып, оны Күннің символы деп есептеген. Гүлдер Винсент ван Гогтың "Күнбағыстар" сериясындағы натюрморттардың тақырыбы болып табылады. 2015 жылдың шілдесінде Малайзия әуекомпаниясының 17 рейсі құлаған жерден тірі тұқымдар жиналды және бір жыл бұрын қаза болған Хилверсумның 15 нидерланд азаматына құрмет көрсету үшін олар өсірілді. Сол жылдың басында Fairfax бас тілшісі Пол МакГеу және фотограф Кейт Герагти 38 австралиялық құрбанның туыстары мен достары үшін апат орнынан 1,5 кг күнбағыс тұқымын жинады, олар осы тұқымдарды үміт символы ретінде беруді мақсат етті. 2021 жылдың 13 мамырында Miss Universe 2020 сұлулық конкурсының Ұлттық костюм көрсетілімінде Доминикан Республикасының Мисс Кимберли Хименес алтын және сары страздармен әшекейленген, матаға тігілген нағыз күнбағыстары бар "Күнбағыс құдайы" костюмін киді. Қазіргі заманғы әңгімелерде грек мифологиясында нимфа Клития күн құдайы Гелиостан бас тартып, басқа біреуге кеткеннен кейін сағынышпен күнбағысқа айналғаны айтылады. Дегенмен, күнбағыс Грекия мен Италияда емес, Солтүстік Америкада өседі. Алғашқы әңгіме басқа гүл – гелиотропий туралы болған.

Helianthus annuus can be used in phytoremediation to extract pollutants from soil such as lead and other heavy metals, such as cadmium, zinc, cesium, strontium, and uranium. The phytoremediation process begins by absorbing the heavy metal(s) through the roots, which gradually accumulate in other areas, such as the shoots and leaves. Helianthus annuus can also be used in rhizofiltration to neutralize radionuclides, such as caesium 137 and strontium 90 from a pond after the Chernobyl disaster. A similar campaign was mounted in response to the Fukushima Daiichi nuclear disaster. During the 19th century, it was believed that nearby plants of the species would protect a home from malaria. The Zuni people use the blossoms ceremonially for anthropic worship. Sunflowers were also worshipped by the Incas because they viewed it as a symbol for the Sun. The flowers are the subject of Vincent van Gogh's Sunflowers series of still life paintings. In July 2015, viable seeds were acquired from the field where Malaysia Airlines Flight 17 crashed on a year earlier and were grown in tribute to the 15 Dutch residents of Hilversum who were killed. Earlier that year, Fairfax chief correspondent Paul McGeough and photographer Kate Geraghty had collected 1.5 kg of sunflower seeds from the wreck site for family and friends of the 38 Australian victims, who aimed to give them a poignant symbol of hope. On May 13, 2021, during the National Costume competition of the Miss Universe 2020 beauty pageant, Miss Dominican Republic Kimberly Jiménez wore a "Goddess of Sunflowers" costume covered in gold and yellow rhinestones that included several real sunflowers sewn onto the fabric. Modern stories often claim that in Greek mythology, the nymph Clytie transformed into a sunflower when she pined after her former lover Helios, the god of the sun, who spurned her and left her for another. However, sunflowers are not native to Greece or Italy, but to North America. The original story is about another flower, the heliotropium.