Thlaspi arvense , conocida con el nombre común de berro de campo , [1] es una planta con flores de la familia de las coles Brassicaceae . Es originaria de Eurasia y es una maleza común en gran parte de América del Norte y su hogar.
Thlaspi arvense es una planta anual fétida y sin pelo , que crece hasta 60 cm (24 pulgadas) de altura, [2] con ramas erguidas. Las hojas del tallo tienen forma de flecha, estrechas y dentadas. Florece entre mayo y julio, con racimos o espigas de pequeñas flores blancas que tienen 4 sépalos y 4 pétalos más largos. [3] Posteriormente tiene vainas aladas, planas y redondas con una muesca apical profunda, [2] : 141 que mide 1 cm (0,39 pulgadas) de ancho. Contienen pequeñas semillas de color marrón oscuro. [3]
El nombre común 'pennycress' se deriva de la forma de las semillas que parecen un antiguo centavo inglés . [3] Otros nombres comunes en inglés son: stinkweed, bastard berro, fanweed, field pennycress, frenchweed y mithridate mustard. Pennycress es una hierba anual que hiberna y que desprende un olor desagradable cuando se exprimen las hojas. Crece hasta 40 a 80 cm dependiendo de las condiciones ambientales. Las flores blancas, lavanda o rosadas con cuatro pétalos desarrollan entre cinco y ocho semillas. El número de cromosomas es 2x. [4] Pennycress, tiene vainas con muescas planas y circulares. Sus semillas tienen un alto contenido de aceite y la especie ha ganado interés como materia prima potencial para la producción de biocombustibles.
Pennycress se planta y germina en el otoño y pasa el invierno como una pequeña roseta. [5] El tallo central y los tallos laterales superiores terminan en racimos erectos de pequeñas flores blancas. Las flores se autopolinizan y producen una vaina de semillas plana, en forma de corazón y del tamaño de una moneda de un centavo con hasta 14 semillas. Cada semilla de color marrón oscuro tiene forma ovalada y es ligeramente más grande que una semilla de camelina ( Camelina sativa ). [6] Pennycress crece como una planta anual de invierno en gran parte del medio oeste de EE. UU. y el mundo. [5]
La pennycress es originaria de las regiones templadas de Eurasia, en muchas de las cuales es un arqueófito (una introducción antigua). Se ha naturalizado en América del Norte y, por lo tanto, se puede considerar que tiene una distribución circumpolar . [7]
Se encuentra en toda Europa (está ausente en Islandia, las Islas Feroe y Svalbard , relativamente más raro en el Ártico y el Mediterráneo continental, y ausente en Portugal y las islas del Mediterráneo). [8] [9] Su área se extiende luego por el Gran Cáucaso, las Tierras Altas de Armenia , el noroeste de Irán, Kazajstán, el sur de Siberia y hasta la costa del Pacífico de Jabárovsk y el Krai de Primorie , las montañas de Altai , Tian Shan y Pamir , Corea y el Archipiélago japonés, [10] todas las provincias de China excepto las más sudorientales, [11] las montañas del norte del sur de Asia [10] (en partes de Nepal entre 2000 y 4600 m, [12] en Jammu y Cachemira indias y Ladakh , en Chitral , Hazara , el valle de Kurram en Pakistán y tan al sur como el distrito de Rawalpindi ), [13] y Etiopía. [10]
También se ha introducido en Australia y América. [11] En el norte de los Estados Unidos, sus hábitats incluyen tierras de cultivo, campos en barbecho, áreas a lo largo de carreteras y vías de ferrocarril, parcelas de jardines, praderas cubiertas de maleza y áreas baldías. Esta planta prefiere zonas perturbadas y su capacidad para invadir hábitats naturales de mayor calidad es baja. [6]
Pennycress crece bien en muchos climas diferentes. Puede producir semillas en el hemisferio norte durante la temporada de invierno. En Estados Unidos y el Mediterráneo se siembra habitualmente en octubre y se puede cosechar en mayo/junio. Para alcanzar su potencial de rendimiento se necesita una precipitación de unos 300 mm. [14] Pennycress tiene una eficiencia de uso de agua bastante baja , ya que necesita 405 litros de agua para producir 0,45 kg de semillas. [15] La disponibilidad limitada de agua deprime el rendimiento. En general, el pennycress no está bien adaptado a ambientes áridos donde la precipitación natural es la única fuente de humedad. [dieciséis]
El berro de campo es una maleza de tierras cultivadas y terrenos baldíos. [9] Un estudio realizado en Alemania indica que un sistema de doble cultivo de maíz pennycress mejora la diversidad de arañas en mayor medida que los sistemas de doble cultivo de maíz mostaza, maíz verde en barbecho y maíz en barbecho desnudo. [17] La adición de pennycress a una rotación de maíz también aumentó y estabilizó la diversidad de escarabajos terrestres de manera más efectiva que una rotación de maíz mostaza ( Sinapis alba ), una rotación de maíz en barbecho verde o una rotación de maíz en barbecho desnudo. Esto se debió principalmente a la uniformidad de la cobertura vegetal durante la temporada de crecimiento. Por lo tanto, la bioenergía obtenida a partir de pennycress de doble cultivo puede favorecer la diversidad de los escarabajos terrestres. [17]
Pennycress se puede utilizar como parte de una estrategia integral de manejo integrado de malezas. [18] El establecimiento en otoño puede proporcionar cobertura del suelo a principios de la primavera y suprimir malezas agresivas que germinan en primavera, como el cuarto de cordero común ( Chenopodium album ), la ambrosía gigante ( Ambrosia trifida ) y el cáñamo alto ( Amaranthus tuberculatus ). [18] Johnson y cols. (2015) especularon que la supresión de malezas podría haber sido causada por compuestos alelopáticos en lugar de la cobertura del suelo cuando se tuvieron en cuenta las tasas de siembra de pennycress y los cultivos asociados. [18]
Los estudios actuales sugieren una tasa de siembra de 1500 semillas por metro cuadrado para Europa, mientras que para Estados Unidos se sugiere 672 semillas por metro cuadrado. Esta variabilidad se debe a los diferentes climas. [4] La profundidad de siembra recomendada es de aproximadamente 1 cm. Para obtener buenas tasas de germinación, Pennycress necesita entre 25 y 40 mm de agua y prefiere las condiciones frías y húmedas. [15]
Para aumentar los rendimientos, varios estudios evaluaron el efecto de la fertilización en pennycress. Generalmente se utilizan cultivos de cobertura como pennycress para absorber los nutrientes disponibles y evitar que se filtren. La fertilización con nitrato y azufre tuvo efectos positivos en el rendimiento de semillas de pennycress, pero tampoco ningún tratamiento fertilizado mostró rendimientos suficientes [ se necesita aclaración ] . [15]
Pennycress se puede cosechar con maquinaria común utilizada para la producción de granos/maíz y soja. Esto lo hace favorable para la integración en muchas rotaciones de cultivos. Como el pennycress se cultiva durante el período invernal, las cosechadoras para la cosecha están disponibles en primavera, ya que la cosecha de todos los demás cultivos se realiza en una época diferente del año. El rendimiento de semillas de pennycres cultivado como cultivo de producción actualmente oscila entre 1000 kg/ha y 1500 kg/ha [19]
En el medio este de Estados Unidos, una rotación de cultivos común es la soja y el maíz. Después de la cosecha los campos se mantienen en barbecho. Pennycress parece ser especialmente adecuado para la producción de aceite cuando se cultiva antes que la soja. Como cultivo de cobertura que se cultiva durante el período invernal y se cosecha en primavera, puede reducir eficazmente la erosión del suelo, prevenir la lixiviación de nutrientes, mejorar la estructura del suelo y aumentar la biodiversidad. [17] [14] La maquinaria necesaria para el cultivo ya está disponible en la región, ya que es la misma que se utiliza para la producción de maíz y soja. [4] En el medio oeste de los Estados Unidos, su uso como cultivo de rotación con soja y maíz mantiene el patógeno nematodo del quiste de la soja (Heterodera glicinas), aunque con menos eficacia que otras leguminosas [20]
Los primeros intentos de cultivar pennycress como cultivo oleaginoso tuvieron lugar en 1994. Sin embargo, desde 2002 se lo considera cada vez más como un cultivo oleaginoso potencial y no como una “mala maleza nociva”. [4] El alto contenido de ácido erúcico (>300 g por kg de MS del aceite de semilla total) hace que el aceite de variedades locales no sea apto para fines alimentarios. Las variedades locales de Pennycress también contienen glucosinolatos , lo que hace que su uso como alimento sea indeseable. [4] Recientemente, el aceite de pennycress ha atraído un gran interés como materia prima para la producción de combustible para aviones y biodiesel. [21] Los aceites con alto contenido de ácido erúcico son especialmente adecuados para la producción de combustible para aviones. [22] Las características del petróleo están muy influenciadas por condiciones ambientales específicas, como la precipitación. [4]
Debido al alto contenido de ácido erúcico, las semillas no son aptas para el consumo humano. En cambio, la biomasa se puede utilizar como alimento para el ganado. Su rápido crecimiento en condiciones de frío favorece su uso como forraje como segundo cultivo. [4] Su baja producción de biomasa hace que sea indeseable concentrarse en el cultivo de pennycress para la producción de forraje.
El berro de campo tiene un sabor amargo; Por lo general, se sancocha para eliminar el sabor amargo. Se utiliza principalmente en ensaladas y, a veces, en sándwiches para untar . Se dice que tiene un sabor distintivo. [23]
Pennycress se está desarrollando como cultivo de semillas oleaginosas para la producción de combustibles renovables. [24] [25] La especie se puede plantar en otoño, germinará y formará una masa vegetativa que puede pasar el invierno. En la primavera, la semilla rica en aceite se puede cosechar y utilizar como materia prima para biodiesel.
Pennycress está relacionado con la especie de planta modelo Arabidopsis thaliana . Los investigadores han comenzado a estudiar la genética del pennycress para mejorar su uso potencial como cultivo de biocombustibles. Por ejemplo, se ha secuenciado el transcriptoma de pennycress. [26]
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