Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Thlaspi arvense
Thlaspi arvense.jpeg
Научная классификация редактировать
Королевство:Plantae
Клэйд :Трахеофиты
Клэйд :Покрытосеменные
Клэйд :Eudicots
Клэйд :Росиды
Заказ:Brassicales
Семья:Brassicaceae
Род:Thlaspi
Разновидность:
T. arvense
Биномиальное имя
Thlaspi arvense

Ярутка полевая , известный под общим названием поля pennycress , [1] является цветения растений в капустном семейства Brassicaceae .

Описание [ править ]

Thlaspi arvense - зловонное безволосое однолетнее растение , вырастающее до 60 см (24 дюйма ) в высоту [2] с вертикальными ветвями. Стеблевые листья стреловидные, узкие, зубчатые. Цветет с мая по июль кистями или шипами маленьких белых цветков с четырьмя чашелистиками и четырьмя более длинными лепестками. [3] Позже у него появятся круглые плоские крылатые стручки с глубокой апикальной выемкой [2] : 141 размером 1 см (0,39 дюйма) в поперечнике. В них содержатся мелкие коричнево-черные семена. [3]

Общее название «пенникресс» происходит от формы семян, похожих на старый английский пенни . [3] Другие распространенные английские названия: вонючий, кресс-салат, веерообразный, полевой пенникресс, французская трава и митридатная горчица. Относится к семейству горчичных (Brassicaceae). Пенникресс - однолетнее зимующее растение с неприятным запахом при выдавливании листьев. Вырастает до 40-80 см в зависимости от условий окружающей среды. Белые, бледно-лиловые или розовые цветы с четырьмя лепестками дают от пяти до восьми семян на одно растение. Количество хромосом - 2x. [4]Pennycress имеет плоские и круглые зубчатые стручки и является обычным сорняком на большей части Северной Америки и ее родной Евразии. Его семена имеют высокое содержание масла, и этот вид приобрел интерес как потенциальное сырье для производства биотоплива.

Морфология [ править ]

Пенникресс сажают и прорастают осенью и зимуют в виде небольшой розетки. [5] Центральный стебель и верхние боковые стебли заканчиваются прямостоячими кистями мелких белых цветков. Цветки самоопыляются и дают плоские семенные коробочки размером с пенни в форме сердца, содержащие до 14 семян. Каждое темно-коричневое семя имеет овальную форму и немного больше семени камелины ( Camelina sativa ). [6] Pennycress растет как зимний однолетник на большей части Среднего Запада США и во всем мире. [5]

Распространение [ править ]

Он является родным для умеренных регионов Евразии, но является натурализованным интродуцированным видом по всей умеренной Северной Америке и, следовательно, имеет циркумполярное распространение . На Британских островах он считается археофитом (древняя интродукция). [7]

В популяционных коллекциях дикого кресс-салата он был обнаружен в северных частях США. Среда обитания пенникресса включает пахотные земли, залежные поля, участки вдоль обочин дорог и железных дорог, садовые участки, сорные луга и пустыри. Это растение предпочитает нарушенные районы, и его способность вторгаться в более качественные естественные среды обитания невысока. [6]

Климатические требования [ править ]

Пенникресс хорошо растет в самых разных климатических условиях. Он может производить семена в северном полушарии зимой. В США и Средиземноморье его обычно сеют в октябре, а собирают урожай в мае / июне. Чтобы достичь его потенциальной урожайности, необходимо около 300 мм осадков. [8] Pennycress имеет довольно низкую эффективность использования воды: для производства 0,45 кг семян требуется 405 литров воды. [9] Ограниченная доступность воды снижает урожайность. В целом кресс-салат плохо приспособлен к засушливой среде, где естественные осадки являются единственным источником влаги. [10]

Экология [ править ]

Кресс полевой - это сорняк возделываемых земель и пустошей. [7] Исследование, проведенное в Германии, показывает, что система двойного посева кукурузы пенникресс улучшает разнообразие пауков в большей степени, чем системы двойного посева кукурузы горчицы, зеленого пара и голого пара. [11] Добавление кресс-салата к севообороту кукурузы также увеличило и стабилизировало разнообразие жужелиц более эффективно, чем севооборот горчица ( Sinapis alba )-кукуруза, севооборот зеленый пар-кукуруза или севооборот голый пар-кукуруза. В основном это было связано с равномерностью растительного покрова на протяжении всего вегетационного периода. Таким образом, биоэнергетика, полученная из двубортного кресс-салата, может поддерживать разнообразие жужелиц. [11]

Pennycress можно использовать как часть комплексной интегрированной стратегии борьбы с сорняками. [12] Осеннее укоренение может обеспечить покров ранней весной и подавить агрессивные весенние прорастающие сорняки, такие как обыкновенная ягнята ( Chenopodium album ), гигантская амброзия ( Ambrosia trifida ) и высокорослая водяная конопля ( Amaranthus tuberculatus ). [12] Джонсон и др. (2015) предположили, что подавление сорняков могло быть вызвано аллелопатическими соединениями, а не почвенным покровом, когда принимались во внимание нормы высева пенникресса и сопутствующие культуры. [12]

Агрономия [ править ]

Посев [ править ]

Текущие исследования предполагают норму высева 1500 семян на гектар для Европы, а для США - 672 семян на гектар. Эта изменчивость связана с разным климатом. [4] Рекомендуемая глубина заделки семян составляет около 1 см. Для хорошей всхожести кресс-салату необходимо около 25-40 мм воды, он предпочитает холодные и влажные условия. [9]

Оплодотворение [ править ]

В целях повышения урожайности в нескольких исследованиях оценивали влияние удобрения на кресс-салат. Обычно покровные культуры, такие как кресс-салат, используются для поглощения доступных питательных веществ и предотвращения их вымывания. Внесение нитратных и серных удобрений оказало положительное влияние на урожай семян пенникресса, но также ни одна обработка удобрением не показала достаточного урожая [ требуется уточнение ] . [9]

Урожайность [ править ]

Пенникресс можно собирать с помощью обычного оборудования, используемого для производства зерна / кукурузы и сои. Это делает его подходящим для интеграции во многие севообороты. Поскольку кресс-салат выращивают в зимний период, комбайны для уборки доступны весной, так как сбор всех других культур происходит в другое время года. Урожайность семян колеблется от 500 кг / га до 2400 кг / га, в то время как большинство исследований предполагают среднюю урожайность 1100 кг / га. [9]

Интеграция в севообороты сои кукурузы [ править ]

На Среднем Востоке США обычным севооборотом является соя и кукуруза. После сбора урожая поля остаются под паром. Пенникресс особенно хорошо подходит для производства масла при возделывании перед соевыми бобами. Как покровная культура, выращиваемая в зимний период с уборкой урожая весной, она может эффективно снизить эрозию почвы, предотвратить вымывание питательных веществ, улучшить структуру почвы и увеличить биоразнообразие. [11] [8] Необходимая техника для выращивания уже доступна в регионе, так же как она используется для выращивания кукурузы и сои. [4]

Использует [ редактировать ]

Нефть [ править ]

Первые попытки выращивания кресс-салата как масличной культуры были предприняты в 1994 году. Однако с 2002 года он все больше рассматривается как потенциальная масличная культура, а не «ядовитый сорняк». [4] Высокое содержание эруковой кислоты (> 300 г на кг общей сухой массы растительного масла) делает масло непригодным для пищевых целей. Пенникресс также содержит глюкозинолаты , поэтому их употребление в пищу нежелательно. [4] В последнее время кресс-масло привлекает большой интерес в качестве сырья для производства авиационного топлива и биодизеля. [13] Масла с высоким содержанием эруиновой кислоты особенно подходят для производства авиационного топлива. [14] На характеристики масла сильно влияют особые условия окружающей среды, такие как осадки. [4]

Feed [ править ]

Из-за высокого содержания эруровой кислоты семена непригодны для употребления в пищу. Вместо этого биомассу можно использовать в качестве корма для домашнего скота. Его быстрый рост в холодных условиях способствует использованию в качестве корма в качестве второго урожая. [4] Низкое производство биомассы делает нежелательным концентрироваться на выращивании пенникресса для производства кормов.

Еда [ править ]

У полевого кресс-салата горьковатый вкус; его обычно пропаривают, чтобы убрать горечь. В основном это используется в салатах , иногда в пастах для бутербродов . Говорят, что у него характерный аромат. [15]

Использовать в качестве источника биодизеля [ править ]

Пенникресс разрабатывается как масличная культура для производства возобновляемого топлива. [16] [17] Этот вид можно высаживать осенью, он прорастет и образует вегетативную массу, которая может перезимовать. Весной богатые маслами семена можно собирать и использовать в качестве биодизельного сырья.

Исследование [ править ]

Кресс-кресс относится к модельным видам растений Arabidopsis thaliana . Исследователи начали изучать генетику кресс-салата, чтобы улучшить его потенциальное использование в качестве биотопливной культуры. Например, был секвенирован транскриптом кресс-салата. [18]

Семя

Ссылки [ править ]

  1. ^ " Thlaspi arvensis " . База данных РАСТЕНИЙ Службы охраны природных ресурсов . USDA . Дата обращения 9 декабря 2015 .
  2. ^ а б Стэйс, Калифорния (2010). Новая Флора Британских островов (3-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-70772-5.
  3. ^ a b c Полевой справочник по диким цветам Британии Reader's Digest . Ридерз Дайджест . 1981. с. 53. ISBN 978-0-276-00217-5.
  4. ^ a b c d e f g Занетти, Федерика; Isbell, Terry A .; Gesch, Russ W .; Evangelista, Roque L .; Алексопулу, эфтимия; Мозер, Брайан; Монти, Андреа (ноябрь 2019 г.). «Превращение бремени в возможность: Pennycress (Thlaspi arvense L.) - новая масличная культура для производства биотоплива». Биомасса и биоэнергетика . 130 : 105354. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2019.105354 .
  5. ^ a b Исбелл, Терри А. (15 июля 2009 г.). «Усилия США по выращиванию новых культур (Лескерелла, Пенникресс, Кориандр и Купея)» . Oléagineux, Corps Gras, Lipides . 16 (4–5–6): 205–210. DOI : 10.1051 / ocl.2009.0269 .
  6. ^ a b Фиппен, ВБ; Фиппен, Мэн (2013). Характеристики масла семян одичалого полевого пенникресса ( Thlaspi arvense L.) и образцов USDA (PDF) . 25-е ​​ежегодное собрание Ассоциации по продвижению промышленных культур. Вашингтон, округ Колумбия, США.
  7. ^ a b «Интернет-атлас британской и ирландской флоры: Thlaspi arvense , полевой пенникресс» . Лондон, Великобритания: Центр биологических записей и Ботаническое общество Великобритании и Ирландии . Дата обращения 29 мая 2016 .
  8. ^ а б Мур, Кеннет Дж; Карлен, Дуглас Л. (9 апреля 2014 г.). «Возможности двойного урожая для культур биомассы на севере центральной части США» . Биотопливо . 4 (6): 605–615. DOI : 10.4155 / bfs.13.50 . S2CID 56004605 . 
  9. ^ a b c d Кубинс, Юлия А .; Уэллс, М. Скотт; Фрелс, Кэтрин; Отт, Мэтью А .; Форселла, Фрэнк; Джонсон, Грегг А .; Walia, Maninder K .; Беккер, Роджер Л .; Геш, Расс В. (4 сентября 2019 г.). «Управление кресс-салатом как зимней однолетней покровной культурой. Обзор» . Агрономия для устойчивого развития . 39 (5). DOI : 10.1007 / s13593-019-0592-0 . Материал был скопирован из этого источника, доступного по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  10. ^ Ройо-Эснал, Ариц; Эдо-Тена, Ева; Торра, Джоэл; Рекасенс, Хорди; Геш, Расс В. (январь 2017 г.). «Использование параметров пригодности для оценки трех видов масличных Brassicaceae как потенциальных масличных культур в двух контрастирующих средах». Промышленные культуры и продукты . 95 : 148–155. DOI : 10.1016 / j.indcrop.2016.10.020 . ЛВП : 10459,1 / 59125 .
  11. ^ a b c Groeneveld, Janna H .; Lührs, Hans P .; Кляйн, Александра-Мария (август 2015 г.). «Двойное выращивание пенникресса не оказывает негативного влияния на разнообразие пауков». Сельскохозяйственная и лесная энтомология . 17 (3): 247–257. DOI : 10.1111 / afe.12100 . S2CID 82895391 . 
  12. ^ a b c Джонсон, Грегг А .; Кантар, Майкл Б .; Беттс, Кевин Дж .; Вайс, Дональд Л. (2015). «Полевое производство пенникресса и борьба с сорняками в системе двойных культур с соей в Миннесоте» . Агрономический журнал . 107 (2): 532. DOI : 10,2134 / agronj14.0292 . S2CID 4945325 . 
  13. ^ Sindelar, Аарон Дж .; Schmer, Marty R .; Gesch, Russell W .; Форселла, Фрэнк; Eberle, Carrie A .; Том, Мэтью Д.; Арчер, Дэвид В. (март 2017 г.). «Производство озимых масличных культур для биотоплива в кукурузном поясе США: возможности и ограничения» . GCB Bioenergy . 9 (3): 508–524. DOI : 10.1111 / gcbb.12297 .
  14. ^ Nieschlag, HJ; Вольф, ИА (ноябрь 1971 г.). «Промышленное использование высокоэруковых масел». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 48 (11): 723–727. DOI : 10.1007 / BF02638529 . S2CID 43546307 . 
  15. ^ "Полевой Pennycress Thlaspi arvense" . ediblewildfood.com . Проверено 1 декабря 2017 года .
  16. ^ Сайт Arvegenix LLC
  17. ^ Полевой кресс-салат показывает потенциал исходного сырья.
  18. ^ Дорн, Кевин М .; Fankhauser, Johnathon D .; Wyse, Donald L .; Маркс, М. Дэвид (сентябрь 2013 г.). «De novo сборка транскриптома пенникресса ( Thlaspi arvense ) предоставляет инструменты для развития озимых покровных культур и биодизельного сырья» . Заводской журнал . 75 (6): 1028–1038. DOI : 10.1111 / tpj.12267 . PMC 3824206 . PMID 23786378 .