Введение
Камелина посевная – цветущее растение семейства Brassicaceae, обычно известное как камелина, золото удовольствия или ложный лён, а также иногда как дикий лён, льняная повилика, немецкий кунжут или сибирное масличное растение. Она произрастает в Европе и районах Центральной Азии, но культивируется как масличная культура преимущественно в Европе и Северной Америке. Она не связана с настоящим льном семейства Linaceae.
Camelina sativa is a flowering plant in the family Brassicaceae usually known as camelina, gold of pleasure, or false flax, but also occasionally as wild flax, linseed dodder, German sesame, or Siberian oilseed. It is native to Europe and areas of Central Asia, but cultivated as an oilseed crop mainly in Europe and in North America. It is not related to true flax, in the family Linaceae.
Описание
Как летнее или зимнее однолетнее растение, камелина вырастает до высоты , с ветвящимися стеблями, которые одревесневают по мере созревания. Листья расположены поочередно на стебле, ланцетовидные, длиной от и шириной . Листья и стебли могут быть частично опушенными. Цветение в Великобритании происходит в июне-июле. Его многочисленные, четырехлепестковые цветы бледно-желтого цвета и имеют форму креста. Позже растение производит плод в форме груши с коротким носиком. Семена коричневого или оранжевого цвета, длиной . Масса 1000 семян составляет от .
Распространение
Сегодня камелина произрастает в диком виде или культивируется почти во всех регионах Европы, Азии и Северной Америки, а также в Южной Америке, Австралии и Новой Зеландии.
История
C. sativa традиционно культивировалась как масличная культура для производства растительного масла и кормов для животных. Обширные археологические данные свидетельствуют о том, что она выращивалась в Европе на протяжении как минимум 3000 лет. К самым ранним находкам относятся неолитические слои в Овернье (Auvernier), Швейцария (датируемые вторым тысячелетием до н.э.), халколитический слой в Пефкакии, Греция (датируемый третьим тысячелетием до н.э.) и Суцидава-Челей, Румыния (около 2200 г. до н.э.). В бронзовом и железном веках она была важной сельскохозяйственной культурой в северной Греции, за пределами современного ареала оливкового дерева. Вероятно, её продолжали выращивать и во времена Римской империи, хотя её греческие и латинские названия неизвестны. Уже в 600 г. до н.э. её сеяли в виде монокультуры в долине реки Рейн, и считается, что распространение происходило в основном за счет сосуществования в качестве сорняка с посевами льна. До 1940-х годов камелина была важной масличной культурой в Восточной и Центральной Европе, и в настоящее время её продолжают культивировать в некоторых регионах Европы для получения масла из семян. Масло камелины использовалось в масляных лампах (до широкого распространения природного газа, пропана и электричества) и в качестве пищевого масла (масло камелины, также известное как дикий лен или ложный лен).
Биодизель и реактивное топливо
В американском штате Монтана в последнее время выращивается больше камелины из-за ее потенциала в качестве биотоплива и биосмазочного материала. Ученые-растители из Университета Айдахо, Университета штата Вашингтон и других учреждений также изучают этот перспективный биодизель. Исследования показали, что реактивное топливо на основе камелины снижает чистые выбросы углерода примерно на 80%. ВМС США выбрали камелину в качестве сырья для своего первого испытания авиационного биотоплива и успешно провели испытания статического двигателя F414 (используемого в F/A 18 Hornet и F/A 18E/F Super Hornet) в октябре 2009 года на военно-морской авиационной станции Patuxent River, штат Мэриленд. ВВС США также начали тестирование топлива на своих самолетах в марте 2010 года. 22 апреля 2010 года ВМС США отметили День Земли, проведя летный тест длительностью около 45 минут на военно-морской авиационной станции Patuxent River самолета F/A 18 Super Hornet, получившего прозвище "Green Hornet" ("Зеленый Шершень"), работающего на смеси 50/50 обычного реактивного топлива и биотоплива, полученного из камелины. Этот полет был первым из запланированных 15 тестовых полетов общей продолжительностью около 23 часов, запланированных к завершению к середине июня 2010 года. В марте 2011 года ВВС США успешно испытали смесь 50/50 реактивного топлива 8 (JP 8) и биотоплива, полученного из камелины, на самолете F 22 Raptor, достигнув скорости 1,5 Маха 18 марта 2011 года. 4 сентября 2011 года демонстрационная эскадрилья "Blue Angels" ВМС США использовала смесь биотоплива камелины и реактивного топлива в соотношении 50/50 на авиашоу на военно-морской авиационной станции Patuxent River Air Expo – это был первый случай, когда весь парк военной авиации выполнял полет на смеси биотоплива. В 2011 году ВМС США объявили о планах развернуть к 2016 году "Great Green Fleet" ("Великий зеленый флот") – авианосную ударную группу, работающую исключительно на неископаемом топливе. К 2016 году ВВС США планируют, чтобы 50% потребляемого ими топлива производилось из биотоплива. Continental Airlines стала первой коммерческой авиакомпанией, протестировавшей смесь 50:50 биологически полученного "зеленого" реактивного топлива и традиционного реактивного топлива в рамках первой демонстрации использования устойчивого биотоплива для питания коммерческого самолета в Северной Америке (январь 2009 года). Демонстрационный полет, проведенный в партнерстве с Boeing, GE Aviation/CFM International и Honeywell's UOP, стал первым демонстрационным полетом устойчивого биотоплива коммерческим перевозчиком на двухмоторном самолете: Boeing 737 800, оснащенном двигателями CFM International CFM56 7B. Continental использовала эту смесь в двигателе №2. Во время двухчасового испытательного полета пилоты Continental выполняли различные нормальные и ненормальные маневры, такие как отключение и перезапуск двигателя в полете, а также ускорения и замедления. Инженер Continental записывал данные полета на борту. KLM, Королевская Нидерландская авиакомпания, стала первой авиакомпанией, выполнившей пассажирский рейс с использованием биотоплива. 23 ноября 2009 года Boeing 747 совершил полет с ограниченным числом пассажиров, при этом один из четырех двигателей работал на смеси биотоплива и керосина 50/50. В июне 2011 года Gulfstream G450 стал первым бизнес-джетом, пересекшим Атлантический океан, используя смесь 50/50 биотоплива, разработанного Honeywell из камелины и нефтяного реактивного топлива. В марте 2012 года голландская компания Waterland International и японская федерация фермеров заключили соглашение о посадке и выращивании камелины на площади от 2000 до 3000 гектаров в префектуре Фукусима. Семена должны были использоваться для производства биотоплива, которое, в свою очередь, могло бы использоваться для производства электроэнергии. По словам директора Уильяма Нолтена, регион обладает большим потенциалом для производства чистой энергии. Около 800 000 гектаров в этом регионе больше не пригодны для производства продуктов питания, и после ядерной катастрофы, из-за опасений загрязнения, японцы в любом случае отказывались покупать продукты, произведенные в этом регионе. Проводились эксперименты, чтобы выяснить, способна ли камелина извлекать радиоактивный цезий из почвы. Эксперимент с подсолнечником не дал результатов. В июле 2023 года партнерство компаний Chevron и Bunge приобрело аргентинского производителя семян камелины сатива Chacraservicios, чтобы внести вклад в производство биодизельного топлива.
Корм для животных
Камелина одобрена в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота в США, а также в качестве ингредиента (до 10% рациона) в кормах для бройлерных цыплят и кур-несушек. Мука камелины, побочный продукт, получаемый после извлечения масла из камелины, содержит значительное количество сырого белка. "Кормление мукой камелины значительно увеличило (p < 0,01) концентрацию омега-3 [жирных кислот] как в грудном, так и в бедренном мясе [индейки] по сравнению с контрольной группой." Медицинские исследования показывают, что диета, богатая омега-3 жирными кислотами, полезна для здоровья человека. Масло камелины также изучалось как устойчивый источник липидов для полной замены рыбьего жира в рационе для разводимого атлантического лосося, радужной форели и атлантической трески. Однако в масле камелины и масле камелины присутствуют различные антинутриционные факторы, которые могут повлиять на ее использование в качестве корма для животных. Использование муки камелины в качестве корма для животных ограничено только наличием глюкозинолатов. Канадское агентство по контролю за продуктами питания одобрило использование муки камелины, полученной методом холодного отжима без использования растворителей, в кормах для бройлерных цыплят в количестве до 12%.
Использование в Канаде
В настоящее время в Канаде выращивается около 50 000 акров. Канадская ассоциация Камелины прогнозирует, что в будущем можно будет засеять от 1 до 3 миллионов акров. Распространению выращивания камелины в Канаде препятствуют несколько факторов: отсутствие государственной классификации культуры и неодобрение жмыха камелины в качестве корма для скота. В начале 2010 года Health Canada одобрила масло камелины в качестве пищевого продукта в Канаде. В 2014 году камелина впервые была включена в канадскую программу предварительных платежей (АПП), обычно известную как программа денежных авансов.
Генетика
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 поддерживают поиск и выравнивание последовательностей. Технические детали последовательности генома Camelina были опубликованы 23 апреля 2014 года в научном журнале Nature Communications. В 2013 году Rothamsted Research в Великобритании сообщила о разработке генетически модифицированной формы Camelina sativa, производящей эйкозапентаеновую кислоту (EPA) и докозагексаеновую кислоту (DHA) в количествах, сопоставимых с рыбьим жиром. EPA и DHA – это омега-3 жирные кислоты с длинной цепью, полезные для здоровья сердечно-сосудистой системы. Основным источником этих омега-3 жирных кислот является рыба, однако ее запасы ограничены и не являются устойчивыми. В октябре 2023 года Yield10 Bioscience приобрела эксклюзивную коммерческую лицензию на EPA/DHA Camelina у Rothamsted. В январе 2024 года Yield10 запросила в USDA APHIS проведение оценки регуляторного статуса модифицированной Camelina.
Культивирование
Камелина – это культура с коротким вегетационным периодом (85–100 дней), хорошо растущая в умеренном климатическом поясе на легких или средних почвах. Обычно камелину сеют весной, с марта по май, но в мягком климате возможен и осенний посев. Рекомендуемая норма высева составляет 3–4 кг/га при междурядном расстоянии 12–20 см. Глубина заделки семян не должна превышать 1 см. При более высокой норме высева эти изначально неконкурентоспособные всходы становятся конкурентоспособными по отношению к сорнякам благодаря своей густоте. Всходы появляются рано и способны выдерживать легкие весенние заморозки. Для выращивания камелины требуется минимальная подготовка почвы. Камелина также может проявлять аллелопатические свойства и ее можно выращивать в смешанных посевах с зерновыми или бобовыми культурами. Уборку и посев камелины можно осуществлять с использованием стандартной сельскохозяйственной техники, что облегчает ее включение в севооборот для фермеров, не выращивавших ее ранее. Урожайность семян варьируется в зависимости от условий и может достигать 2700 кг/га (2400 фунтов/акр).
Потенциал сорняков
C. sativa subsp. linicola считается сорняком на льняных полях. На самом деле, многолетние попытки отделить семена этого подвида от семян льна с помощью веялки привели к отбору семян, по размеру схожих с семенами льна – пример вавиловского мимикризма.