Thlaspi arvense - Википедия - Thlaspi arvense

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

Thlaspi arvense, известный под общим названием полевой пенникресс,[1] это цветущее растение в семье капустных Brassicaceae.

Описание

Thlaspi arvense Л. - зловонный, безволосый однолетнее растение ростом до 60 см (24 дюйма),[2] с прямостоячими ветвями. Стеблевые листья стреловидные, узкие, зубчатые. Цветет с мая по июль, с кисти или колосья маленьких белых цветов с 4 чашелистиками и 4 более длинными лепестками.[3] Позже у него появляются круглые плоские крылатые стручки с глубокой апикальной выемкой,[2]:141 размером 1–1 см (0,39–0,39 дюйма) в поперечнике. В них содержатся мелкие коричнево-черные семена.[3]

Общее название «пенникресс» происходит от формы семян, похожих на старинный английский. пенни.[3] Другие распространенные английские названия: вонючий, кресс-салат, веерообразный, полевой пенникресс, французская трава и митридатовая 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 хромосомы составляет 2x.[4] Pennycress имеет плоские и круглые зазубренные стручки и является обычным сорняком на большей части территории Северной Америки и ее родной Евразии. Его семена имеют высокое содержание масла, и этот вид приобрел интерес в качестве потенциального сырья для производства биотоплива.

Морфология

Пенникресс сажают и прорастают осенью и зимуют в виде небольшой розетки.[5] Центральный стебель и верхние боковые стебли оканчиваются прямостоячими кистями мелких белых цветков. Цветы 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]

Распределение

Он произрастает в умеренных регионах Евразии, но является натурализованным интродуцированным видом на всей территории Северной Америки с умеренным климатом и поэтому имеет циркумполярное распространение. в Британские острова это рассматривается как археофит (старинное введение).[7]

В популяционных коллекциях дикого кресс-салата он был обнаружен в северных частях США. Среда обитания пенникресса включает пахотные земли, залежные поля, участки вдоль 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

Пенникресс хорошо растет в самых разных климатических условиях. Он может производить семена в северном полушарии в зимний период. В США и Средиземноморье его обычно сеют в октябре, а собирают урожай в мае / июне. Для достижения потенциальной урожайности необходимо около 300 мм осадков.[8] Pennycress имеет довольно низкий эффективность водопользования требуется 405 литров воды для производства 0,45 кг семян.[9] Ограниченная доступность воды снижает урожайность. В общем, кресс-салат плохо приспособлен для засушливых сред, где естественные осадки являются единственным источником влаги.[10]

Экология

Кресс полевой - 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 горчицы, зеленой паровой кукурузы и голой паровой кукурузы.[11]Добавление кресс-салата в севооборот кукурузы также увеличивало и стабилизировало разнообразие жужелиц более эффективно, чем горчица (Sinapis alba) - кукурузооборот, зеленый пар – кукуруза, или чистый 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 почвы ранней весной и подавить агрессивные весенние прорастающие сорняки, такие как ягнята обыкновенная (Chenopodium альбом), амброзия гигантская (Амброзия трифида), и водяная конопля (Амарант туберкулезный).[12] Джонсон и др. (2015) предположили, что подавление сорняков могло быть вызвано аллелопатическими соединениями, а не почвенным покровом, когда учитывались нормы высева пенникресса и сопутствующие культуры.[12]

Агрономия

Посев

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

Удобрение

В целях повышения урожайности в нескольких исследованиях оценивалось влияние удобрения на кресс-салат. Обычно покровные культуры, такие как кресс-салат, используются для поглощения доступных питательных веществ, чтобы предотвратить их вымывание. Внесение нитратных и серных удобрений оказало положительное влияние на урожай семян кресс-салата, но и никакие удобрения не показали достаточного[требуется разъяснение ] урожайность.[9]

Урожайность

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-салаты 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 севооборотах сои кукурузы

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 выращивании перед соей. 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 имеется в регионе, такая же используется для выращивания кукурузы и сои.[4]

Использует

Масло

Первые попытки выращивания кресс-салата в качестве масличной культуры были предприняты в 1994 году. Однако с 2002 года он все больше рассматривается как потенциальная масличная культура, а не «ядовитый сорняк».[4]Высоко эруковая кислота содержание (> 300 г на кг общей сухой массы растительного масла) делает масло непригодным для пищевых целей. Pennycress также содержит Глюкозинолаты, что делает использование в пищу нежелательным.[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 авиакеросина.[14] Характеристики масла сильно зависят от конкретных условий окружающей среды, таких как осадки.[4]

Корм / еда

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


Съедобное использование

У полевого кресс-салата горький вкус; это обычно пропаренный убрать горечь. Это в основном используется в салаты, иногда в сэндвич-спреды. Говорят, что у него характерный аромат.[15]

Использование в качестве источника биодизеля

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

Исследование

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, секвенирован транскриптом кресс-салата.[18]

Семя

Рекомендации

  1. ^ "Thlaspi arvensis". Служба охраны природных ресурсов База данных РАСТЕНИЙ. USDA. Получено 9 декабря 2015.
  2. ^ а б Стэйс, К. А. (2010). Новая Флора Британских островов (3-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-70772-5.
  3. ^ а б c Полевой путеводитель по диким цветам Британии от Reader's Digest. Ридерз Дайджест. 1981. с. 53. ISBN  978-0-276-00217-5.
  4. ^ а б c d е ж грамм 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. Дои:10.1016 / j.biombioe.2019.105354.
  5. ^ а б Исбелл, Терри А. (15 июля 2009 г.). «Усилия США по выращиванию новых культур (Lesquerella, Pennycress Coriander и Cuphea)». Oléagineux, Corps Gras, Lipides. 16 (4–5–6): 205–210. Дои:10.1051 / ocl.2009.0269.
  6. ^ а б Phippen, W.B .; Фиппен, M.E. (2013). Характеристики масла семян кресс-салата дикого полевого (Thlaspi arvense L.) Население и присоединение к USDA (PDF). 25-е ​​ежегодное собрание Ассоциации по развитию промышленных культур. Вашингтон, округ Колумбия, США.
  7. ^ а б "Интернет-атлас флоры Великобритании и Ирландии: Thlaspi arvense, Кресс полевой ". Лондон, Великобритания: Центр биологических записей и Ботаническое общество Великобритании и Ирландии.. Получено 29 мая 2016.
  8. ^ а б Мур, Кеннет Дж; Карлен, Дуглас Л. (9 апреля 2014 г.). «Возможности двойного сбора урожая биомассы на севере и центральной части США». Биотопливо. 4 (6): 605–615. Дои:10.4155 / bfs.13.50. S2CID  56004605.
  9. ^ а б c d Cubins, Julija A .; Уэллс, М. Скотт; Фрелс, Кэтрин; Отт, Мэтью А .; Форселла, Фрэнк; Johnson, Gregg A .; Walia, Maninder K .; Беккер, Роджер Л .; Геш, Расс В. (4 сентября 2019 г.). «Управление кресс-салатом как зимней однолетней покровной культурой. Обзор». Агрономия в интересах устойчивого развития. 39 (5). Дои:10.1007 / s13593-019-0592-0. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия 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 культур Brassicaceae в качестве потенциальных масличных культур в двух контрастирующих средах». Промышленные культуры и продукты. 95: 148–155. Дои:10.1016 / j.indcrop.2016.10.020. HDL:10459.1/59125.
  11. ^ а б c Groeneveld, Janna H .; Lührs, Hans P .; Кляйн, Александра-Мария (август 2015 г.). «Двойное выращивание пенникресса не влияет отрицательно на разнообразие пауков». Сельскохозяйственная и лесная энтомология. 17 (3): 247–257. Дои:10.1111 / afe.12100. S2CID  82895391.
  12. ^ а б c Johnson, Gregg A .; 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. Дои:10.2134 / agronj14.0292. S2CID  4945325.
  13. ^ Sindelar, Aaron J .; 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. Дои:10.1111 / gcbb.12297.
  14. ^ Nieschlag, H.J .; Вольф, И. А. (ноябрь 1971 г.). «Промышленное использование высокоэруковых масел». Журнал Американского общества химиков-нефтяников. 48 (11): 723–727. Дои:10.1007 / BF02638529. S2CID  43546307.
  15. ^ "Полевой пенникресс Thlaspi arvense". ediblewildfood.com. Получено 1 декабря 2017.
  16. ^ Сайт ООО Арвегеникс
  17. ^ Полевой кресс-салат демонстрирует сырьевой потенциал
  18. ^ Дорн, Кевин М .; Fankhauser, Johnathon D .; Wyse, Donald L .; Маркс, М. Дэвид (сентябрь 2013 г.). "De novo сборка кресс-салата (Thlaspi arvense) транскриптом предоставляет инструменты для выращивания озимых покровных культур и биодизельного сырья ». Журнал растений. 75 (6): 1028–1038. Дои:10.1111 / tpj.12267. ЧВК  3824206. PMID  23786378.