Camelina sativa — цветковое растение семейства крестоцветных, обычно известное как рыжик , рыжик обыкновенный или рыжик ложный , но также иногда как дикий лен , повилика льняная , немецкий кунжут или сибирское масличное семя . Родом из Европы и районов Центральной Азии , но выращивается как масличная культура в основном в Европе и Северной Америке. Он не является родственником настоящего льна из семейства льновых.
Как летнее или зимнее однолетнее растение , рыжик вырастает до высоты 30–120 см (12–47 дюймов), с ветвящимися стеблями, которые становятся деревянистыми в зрелости. Листья на стебле расположены поочередно , ланцетные , длиной от 2 до 8 см (0,79–3,15 дюйма) и шириной от 2 до 10 мм (0,079–0,394 дюйма). Листья и стебли могут быть частично опушенными. Цветет в Великобритании с июня по июль. [2] Его обильные четырехлепестковые цветы бледно-желтого цвета и крестообразные. Позже он дает плод , который имеет форму груши с коротким клювом. Семена коричневые, [ требуется ссылка ] или оранжевого цвета и длиной 2–3 мм (0,079–0,118 дюйма). [3] Вес 1000 семян колеблется от 0,8 до 2,0 г (0,028–0,071 унции). [4]
Сегодня рыжик растёт в диком или культивируемом виде почти во всех регионах Европы, Азии и Северной Америки, а также в Южной Америке , Австралии и Новой Зеландии . [3] Похоже, что рыжик особенно приспособлен к холодной полузасушливой климатической зоне ( степи и прерии). [5]
C. sativa традиционно выращивается как масличная культура для производства растительного масла и корма для животных. Многочисленные археологические свидетельства показывают, что он выращивается в Европе по крайней мере 3000 лет. Самые ранние археологические памятники, где он был найден, включают неолитические уровни в Овернье , Швейцария (датируются вторым тысячелетием до н. э.), халколитический уровень в Пефкакии в Греции (датируются третьим тысячелетием до н. э.) и Суцидава-Селей, Румыния ( около 2200 г. до н. э.). [6] В бронзовом веке и железном веке он был важной сельскохозяйственной культурой в северной Греции за пределами современного ареала оливы. [7] [8] По-видимому, его продолжали выращивать во времена Римской империи, хотя его греческие и латинские названия неизвестны. [9] Еще в 600 году до нашей эры его высевали как монокультуру в долине реки Рейн , и считалось, что он распространился в основном за счет сосуществования в качестве сорняка с монокультурами льна.
До 1940-х годов рыжик был важной масличной культурой в Восточной и Центральной Европе, и в настоящее время его продолжают выращивать в некоторых частях Европы для получения масла из семян. Масло рыжика использовалось в масляных лампах (до современного освоения природного газа , пропана и электричества ) и как пищевое масло (масло рыжика, также называемое маслом дикого льна или рыжика). [4] Возможно, он был завезен в Северную Америку непреднамеренно как сорняк вместе с льняным семенем и имел ограниченное коммерческое значение до наших дней. В настоящее время потенциал его размножения не изучен по сравнению с другими масличными культурами, коммерчески выращиваемыми по всему миру. [10]
Масло из семян использовали на кухне или сжигали в лампах. [2]
В настоящее время эта культура изучается из-за ее исключительно высокого уровня (до 45%) жирных кислот омега-3 , что необычно для растительных источников. Семена содержат от 38 до 43% масла и от 27 до 32% белка. [11] Более 50% жирных кислот в масле рыжика холодного отжима являются полиненасыщенными . Масло также очень богато натуральными антиоксидантами , такими как токоферолы , что делает это высокостабильное масло очень устойчивым к окислению и прогорклости . [12] Оно содержит 1–3% эруковой кислоты ; недавно было введено несколько сортов Camelina sativa с низким и нулевым содержанием эруковой кислоты (с содержанием эруковой кислоты менее 1%). [12] Содержание витамина Е в масле рыжика составляет приблизительно 110 мг/100 г. Оно хорошо подходит для использования в качестве масла для приготовления пищи , поскольку имеет миндальный вкус и аромат. [13]
Масло зарегистрировано под названием «Olej rydzowy tradycyjny» как гарантированный традиционный фирменный продукт в Европейском Союзе [14] и Соединенном Королевстве. [15]
В американском штате Монтана в последнее время выращивают больше рыжика из-за его потенциала в качестве биотоплива и биосмазки. [16] Ученые-биологи из Университета Айдахо , Университета штата Вашингтон и других учреждений также изучают этот новый биодизель .
Исследования показали, что реактивное топливо на основе рыжика снижает чистые выбросы углерода примерно на 80%. ВМС США выбрали его в качестве сырья для своего первого испытания авиационного биотоплива [17] и успешно эксплуатировали статический двигатель F414 (используемый в F/A-18 Hornet и F/A-18E/F Super Hornet ) в октябре 2009 года на военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер , штат Мэриленд . [18] ВВС США также начали испытывать топливо на своих самолетах в марте 2010 года. [19] 22 апреля 2010 года ВМС США отметили День Земли , проведя летные испытания продолжительностью около 45 минут на военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер самолета F/A-18 Super Hornet , прозванного «Зеленым шершнем», работающего на смеси 50/50 обычного реактивного топлива и биотоплива, изготовленного из рыжика; Этот полет был первым из запланированных 15 испытательных полетов общей продолжительностью около 23 летных часов, которые планировалось завершить к середине июня 2010 года. [20] В марте 2011 года ВВС США успешно испытали смесь 50/50 реактивного топлива 8 ( JP-8 ) и биотоплива, полученного из рыжика, на самолете F-22 Raptor , достигнув скорости 1,5 Маха 18 марта 2011 года. [21] 4 сентября 2011 года демонстрационная летная эскадрилья ВМС США Blue Angels использовала смесь 50/50 биотоплива, полученного из рыжика, и реактивного топлива на военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер Air Expo, что стало первым случаем, когда целое подразделение военной авиации летало на биотопливной смеси. [22] В 2011 году ВМС США объявили о планах по развертыванию «Великого зеленого флота» — авианосной боевой группы, работающей исключительно на неископаемом топливе, к 2016 году. [23] К 2016 году ВВС США хотят, чтобы 50% потребляемого ими топлива составляло биотопливо. [24]
Continental Airlines была первой коммерческой авиакомпанией, которая испытала смесь 50:50 биопроизводного «зеленого реактивного» топлива и традиционного реактивного топлива в первой демонстрации использования устойчивого биотоплива для питания коммерческого самолета в Северной Америке. (Январь 2009 г.). Демонстрационный полет, проведенный в партнерстве с Boeing, GE Aviation/CFM International и Honeywell's UOP, ознаменовал собой первый демонстрационный полет устойчивого биотоплива коммерческим перевозчиком с использованием двухмоторного самолета: Boeing 737-800, оснащенного двигателями CFM International CFM56-7B. Continental запустила смесь в двигатель № 2. Во время двухчасового испытательного полета пилоты Continental задействовали самолет в ряде обычных и нестандартных маневров полета, таких как выключение и перезапуск двигателя в середине полета, а также ускорения и замедления мощности. Инженер Continental записывал данные полета на борту. KLM , Royal Dutch Airline, была первой авиакомпанией, которая выполнила пассажирский рейс с использованием биотоплива. 23 ноября 2009 года самолет Boeing 747 совершил полет, перевозя ограниченное количество пассажиров, при этом один из его четырех двигателей работал на смеси биотоплива и керосина в соотношении 50/50 . [25] [26]
В июне 2011 года Gulfstream G450 стал первым бизнес-джетом, пересекшим Атлантический океан, используя смесь 50/50 биотоплива, разработанного Honeywell, полученного из рыжика и реактивного топлива на основе нефти. [27] [ необходима цитата ] Голландская биофермерская компания Waterland International и японская федерация фермеров заключили соглашение в марте 2012 года о посадке и выращивании рыжика на 2000–3000 га в префектуре Фукусима . Семена должны были использоваться для производства биотоплива, которое можно было бы использовать для производства электроэнергии. По словам директора Уильяма Нолтена, регион имел большой потенциал для производства чистой энергии. Около 800 000 га в регионе больше не могли использоваться для производства продуктов питания, а после ядерной катастрофы из-за опасений заражения японцы вообще отказались покупать продукты питания, произведенные в регионе. Будут проведены эксперименты, чтобы выяснить, способен ли рыжик извлекать радиоактивный цезий из почвы. Эксперимент с подсолнухами не увенчался успехом. [28]
В июле 2023 года партнерство компаний Chevron и Bunge приобрело аргентинского производителя семян рыжика посевного Chacraservicios, чтобы внести свой вклад в производство биодизеля. [29]
Camelina была одобрена в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота в США [30] , а также в качестве ингредиента (до 10% рациона) в корме для бройлерных цыплят [31] и корме для кур-несушек. [32] Мука из рыжика, побочный продукт рыжика после извлечения масла, имеет значительное содержание сырого белка. «Кормление рыжиковой мукой значительно увеличило (p < 0,01) концентрацию омега-3 [жирных кислот] как в мясе грудки, так и в мясе бедер [индеек] по сравнению с контрольной группой». Медицинские исследования показывают, что диета, богатая омега-3 жирными кислотами, полезна для здоровья человека. [33] Масло рыжика также было исследовано в качестве устойчивого источника липидов для полной замены рыбьего жира в рационах для выращиваемого атлантического лосося , радужной форели и атлантической трески . [34] Однако в муке из масла рыжика присутствуют различные антипитательные факторы, которые могут повлиять на его использование в качестве корма для скота. [35] [36] Использование рыжиковой муки в качестве корма для животных ограничено только наличием глюкозинолатов. [37]
Канадское агентство по инспекции пищевых продуктов одобрило кормление цыплят-бройлеров рыжиковой мукой холодного отжима, экстрагированной без растворителя, с содержанием до 12%. [38] [39]
В настоящее время в Канаде возделывается около 50 000 акров. Ассоциация Camelina Canada прогнозирует, что в будущем можно будет засадить от 1 до 3 миллионов акров. Несколько факторов препятствуют распространению выращивания рыжика в Канаде: у него нет государственной классификации культур, а рыжиковая мука не одобрена в качестве корма для скота. В начале 2010 года Министерство здравоохранения Канады одобрило масло рыжика в качестве продукта питания в Канаде. [40]
В 2014 году рыжик впервые был включен в Канадскую программу авансовых платежей (APP), широко известную как программа выдачи наличных авансов. [41]
Первая полная последовательность генома Camelina sativa была опубликована 1 августа 2013 года канадской исследовательской группой. Последовательность генома и ее аннотация доступны в формате просмотра генома и включены для поиска и выравнивания последовательностей. [42] Технические подробности последовательности генома Camelina были опубликованы 23 апреля 2014 года в академическом журнале Nature Communications. [43]
В 2013 году компания Rothamsted Research в Великобритании сообщила, что разработала генетически модифицированную форму Camelina sativa , которая производит эйкозапентаеновую кислоту (EPA) и докозагексаеновую кислоту (DHA) на уровнях, эквивалентных рыбьему жиру. [44] EPA и DHA — это длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты , которые полезны для здоровья сердечно-сосудистой системы. Основным источником этих омега-3 жирных кислот является рыба, но поставки ограничены и неустойчивы. [45] [46] В октябре 2023 года Yield10 Bioscience приобрела эксклюзивную коммерческую лицензию на EPA/DHA Camelina компании Rothansted . [47] В январе 2024 года Yield10 запросила у USDA-APHIS обзор нормативного статуса для модифицированной Camelina . [48]
Camelina — короткосезонная культура (85–100 дней), хорошо растет в умеренном климатическом поясе на легких или средних почвах. Camelina обычно высевают весной с марта по май, но в мягком климате ее можно высевать и осенью. [49]
Норма высева рекомендуется 3–4 кг/га с интервалом между рядами от 12 до 20 см. [50] Глубина высева не должна превышать 1 см. При высоких нормах высева эти независимо неконкурентоспособные сеянцы становятся конкурентоспособными по отношению к сорнякам из-за своей плотности. Сеянцы появляются рано и могут выдерживать легкие заморозки весной. Для укоренения рыжика требуется минимальная подготовка семенного ложа. [4]
Обычно рыжик не нуждается в полевых вмешательствах. Однако многолетние сорняки могут быть трудно поддаются контролю. На нем можно использовать некоторые специализированные гербициды для масличных культур. Кроме того, рыжик очень устойчив к черной ножке и Alternaria brassicae , но может быть восприимчив к стеблевой гнили склеротиниозу. Не было обнаружено ни одного насекомого, которое могло бы нанести экономический ущерб рыжику. [4] Рыжику требуется мало воды или азота для процветания; его можно выращивать на маргинальных сельскохозяйственных землях. Требования к удобрениям зависят от почвы, но, как правило, они низкие. Его можно использовать в качестве севооборотной культуры для пшеницы и других злаков, чтобы улучшить здоровье почвы. [51] Рыжик также может проявлять некоторые аллелопатические признаки, и его можно выращивать в смешанной культуре со злаками или бобовыми. [52]
Рыжик собирают и высевают с помощью обычного сельскохозяйственного оборудования, что делает его добавление в севооборот относительно простым для фермеров, которые его еще не выращивают. [53] [54]
Урожайность семян варьируется в зависимости от условий и может достигать 2700 кг/га (2400 фунтов/акр). [4]
C. sativa subsp. linicola считается сорняком на льняных полях. Фактически, попытки отделить его семена от семян льна с помощью веялки на протяжении многих лет привели к отбору семян, которые по размеру похожи на семена льна, что является примером мимикрии Вавилова .
