Thlaspi arvense , известный под общим названием ярутка полевая , [1] — это цветковое растение семейства капустных . Он произрастает в Евразии и является распространённым сорняком на большей части территории Северной Америки и её родины.
Thlaspi arvense — зловонное, безволосое однолетнее растение , вырастающее до 60 см (24 дюйма) в высоту, [2] с вертикальными ветвями. Стеблевые листья стреловидные, узкие и зубчатые. Цветет с мая по июль кистями или колосками маленьких белых цветов, которые имеют 4 чашелистика и 4 более длинных лепестка. [3] Позже у него появляются круглые, плоские, крылатые стручки с глубокой верхушечной выемкой, [2] : 141 размером 1 см (0,39 дюйма) в поперечнике. Они содержат маленькие коричнево-черные семена. [3]
Распространенное название «пенникресс» происходит от формы семян, напоминающих старую английскую монету пенни . [3] Другие распространенные английские названия: stinkweed, bastard cress, fanweed, field pennycress, frenchweed и mithridate mustard. Pennycress — однолетнее зимующее растение с неприятным запахом при сдавливании листьев. Оно вырастает до 40–80 см в зависимости от условий окружающей среды. Белые, лавандовые или розовые цветы с четырьмя лепестками развивают от пяти до восьми семян. Количество хромосом — 2x. [4] Pennycress имеет плоские и круглые выемчатые стручки. Его семена содержат большое количество масла, и этот вид привлек интерес как потенциальное сырье для производства биотоплива.
Ярутка высаживается и прорастает осенью и зимует в виде небольшой розетки. [5] Центральный стебель и верхние боковые стебли заканчиваются прямыми кистями маленьких белых цветков. Цветки самоопыляются и производят плоские семенные коробочки размером с пенни, в форме сердца, содержащие до 14 семян. Каждое темно-коричневое семя имеет овальную форму и немного больше, чем семя рыжика посевного ( Camelina sativa ). [6] Ярутка растет как однолетнее зимнее растение на большей части Среднего Запада США и в мире. [5]
Ярутка полевая произрастает в умеренных регионах Евразии, во многих из которых она является археофитом (древнее занесение). Она натурализовалась в Северной Америке, и поэтому ее можно считать имеющей циркумполярное распространение . [7]
Он встречается по всей Европе (он отсутствует в Исландии, на Фарерских островах и Шпицбергене , относительно редко встречается в Арктике и на материковой части Средиземноморья, а также отсутствует в Португалии и на островах Средиземноморья). [8] [9] Затем его ареал простирается через Большой Кавказ, Армянское нагорье , северо-западный Иран, Казахстан, южную Сибирь и до тихоокеанского побережья Хабаровска и Приморского края, горы Алтая , Тянь-Шаня и Памира , Корею и Японский архипелаг, [10] все, кроме самых юго-восточных провинций Китая, [11] горы на севере Южной Азии [10] (в некоторых частях Непала на высоте 2000–4600 м, [12] в индийских Джамму и Кашмире и Ладакхе , в пакистанских Читрале , Хазаре , долине Куррам и на юге до округа Равалпинди ), [13] и Эфиопии. [10]
Он также был завезен в Австралию и Америку. [11] В северных частях Соединенных Штатов его местообитания включают пахотные земли, залежные поля, области вдоль дорог и железных дорог, садовые участки, сорные луга и пустыри. Это растение предпочитает нарушенные территории, и его способность вторгаться в более качественные естественные среды обитания низкая. [6]
Ярутка хорошо растет во многих различных климатических условиях. Она может давать семена в северном полушарии в зимний сезон. В США и Средиземноморье ее обычно высевают в октябре, а собирать ее можно в мае/июне. Для достижения ее урожайности необходимо около 300 мм осадков. [14] Ярутка имеет довольно низкую эффективность использования воды, требуя 405 литров воды для производства 0,45 кг семян. [15] Ограниченная доступность воды снижает урожайность. В целом, ярутка плохо приспособлена к засушливым условиям без орошения. [16]
Ярутка полевая — сорняк возделываемых земель и пустошей. [9] Исследование, проведенное в Германии, показывает, что система двойного посева ярутки и кукурузы улучшает разнообразие пауков в большей степени, чем системы двойного посева горчица-кукуруза, зеленый пар-кукуруза и чистый пар-кукуруза. [17] Добавление ярутки в севооборот кукурузы также увеличило и стабилизировало разнообразие жужелиц более эффективно, чем севооборот горчица ( Sinapis alba )-кукуруза, зеленый пар-кукуруза или чистый пар-кукуруза. Это было в основном из-за равномерности растительного покрова в течение всего вегетационного периода. Поэтому биоэнергия от двойного посева ярутки может поддерживать разнообразие жужелиц. [17]
Ярутку можно использовать как часть комплексной интегрированной стратегии борьбы с сорняками. [18] Осеннее укоренение может обеспечить раннее весеннее покрытие почвы и подавить агрессивные весенние прорастающие сорняки, такие как марь белая ( Chenopodium album ), амброзия трехраздельная ( Ambrosia trifida ) и амброзия клубненосная ( Amaranthus tuberculatus ). [18] Джонсон и др. (2015) предположили, что подавление сорняков могло быть вызвано аллелопатическими соединениями, а не покрытием почвы, если принять во внимание нормы высева ярутки и сопутствующие культуры. [18]
Текущие исследования предполагают норму высева 1500 семян на квадратный метр для Европы, в то время как для США рекомендуется 672 семени на квадратный метр. Эта изменчивость обусловлена разным климатом. [4] Рекомендуемая глубина высева составляет около 1 см. Для хорошей всхожести ярутке требуется около 25-40 мм воды, и она предпочитает холодные и влажные условия. [15]
Для повышения урожайности несколько исследований оценивали влияние удобрения на ярутку. Обычно покровные культуры, такие как ярутка, используются для поглощения доступных питательных веществ, чтобы предотвратить их вымывание. Удобрение нитратом и серой оказало положительное влияние на урожайность семян ярутки, но ни одна обработка удобрениями не показала достаточной [ необходимо разъяснение ] урожайности. [15]
Ярутку можно собирать с помощью обычных машин, используемых для выращивания зерна/кукурузы и соевых бобов. Это делает ее благоприятной для интеграции во многие севообороты. Поскольку ярутку выращивают в зимний период, комбайны для уборки доступны весной, так как сбор всех других культур происходит в другое время года. Диапазон урожайности семян ярутки, выращиваемой как производственная культура, в настоящее время составляет от 1000 кг/га до 1500 кг/га [19]
На Среднем Востоке США распространенным севооборотом является соя и кукуруза. После сбора урожая поля остаются под паром. Ярутка, по-видимому, особенно хорошо подходит для производства масла, если ее выращивать перед соей. Как покровная культура, выращиваемая в зимний период со сбором урожая весной, она может эффективно снижать эрозию почвы, предотвращать вымывание питательных веществ, улучшать структуру почвы и увеличивать биоразнообразие. [17] [14] Необходимая техника для выращивания уже доступна в регионе, поскольку она такая же, как и для выращивания кукурузы и сои. [4] На Среднем Западе США ее использование в качестве севооборотной культуры с соей и кукурузой поддерживает патоген соевой цистообразующей нематоды (Heterodera glycines), хотя и менее эффективно, чем другие бобовые [20]
Первые попытки выращивать ярутку как масличную культуру были предприняты в 1994 году. Однако с 2002 года ее все больше рассматривают как потенциальную масличную культуру, а не как «вредный сорняк». [4] Высокое содержание эруковой кислоты (>300 г на кг общего содержания СВ масла семян) делает масло из местных сортов непригодным для пищевых целей. Местные сорта ярутки также содержат глюкозинолаты , которые делают использование в пищу нежелательным. [4] В последнее время масло ярутки привлекает большой интерес как сырье для производства реактивного топлива и биодизеля. [21] Масла с высоким содержанием эруковой кислоты особенно подходят для производства реактивного топлива. [22] Характеристики масла сильно зависят от определенных условий окружающей среды, таких как осадки. [4]
Из-за высокого содержания эруковой кислоты семена непригодны для употребления в пищу человеком. Вместо этого биомассу можно использовать в качестве корма для скота. Его быстрый рост в холодных условиях благоприятствует использованию в качестве корма в качестве второй культуры. [4] Низкое производство биомассы делает нежелательным сосредоточение на выращивании ярутки для производства кормов.
Полевой пенникресс имеет горький вкус; его обычно пропаривают, чтобы удалить горький вкус. Его в основном используют в салатах , иногда в сэндвичах . Говорят, что он имеет характерный вкус. [23]
Ярутка лютиковая разрабатывается как масличная культура для производства возобновляемого топлива. [24] [25] Вид можно высаживать осенью, он прорастет и сформирует вегетативную массу, которая может перезимовать. Весной богатые маслом семена можно собирать и использовать в качестве сырья для биодизеля.
Ярутка родственна модельному виду растений Arabidopsis thaliana . Исследователи начали изучать генетику ярутки с целью улучшения ее потенциального использования в качестве биотопливной культуры. Например, был секвенирован транскриптом ярутки. [26]
Материал скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.