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.

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.