فناوری کشت چغندر قند

کشت چغندر قند

چغندر قند (Beta vulgaris) از خانوادهٔ Amaranthaceae و یک محصول مناطق معتدل است که عمدتاً به‌عنوان منبع ساکارز کشت می‌شود. این گیاه، جایگزین اصلی نیشکر در اقلیم‌های خنک‌تر بوده و هم به‌صورت زراعی تجاری برای تولید قند و هم در باغ‌ها به‌عنوان سبزی کشت می‌شود. ریشهٔ گوشتی برداشت‌شده شکر تولیدشده توسط برگ‌ها را ذخیره می‌کند و محصول تجاری اصلی را تشکیل می‌دهد.

محتوای چغندر قند

ریشهٔ چغندر گوشتی و عمدتاً سفید است و دارای تاجی نسبتاً مسطح و دسته‌ای از برگ‌های پهن در بالای زمین می‌باشد. وزن ریشه معمولاً بین حدود 50 گرم تا 1 کیلوگرم متغیر است و ترکیب تقریبی آن شامل حدود 75% آب، تقریباً 20% قند و حدود 5% پالپ (سلولز، لیگنین، پکتین و هِمی‌سلولز) است. میزان قند ریشه معمولاً بین 14–21% متغیر است که به شرایط رشد وابسته است. پالپ و ملاس، محصولات فرعی پروسس، به‌عنوان خوراک دام یا در مصارف صنعتی ارزش افزوده ایجاد می‌کنند.

تاریخچه چغندر قند

کشف قابلیت تولید قند از چغندر به آندریاس مارگراف (آلمان) در سال 1747 نسبت داده می‌شود. کارخانه‌های تجاری در اوایل قرن نوزدهم آغاز به‌کار کردند و استفاده از چغندر قند به‌ویژه در دورهٔ ناپلئون تسریع یافت. تا اواخر قرن نوزدهم، تولید چغندر قند به‌عنوان جایگزینی مهم برای نیشکر در مناطق معتدل مطرح شد.

نام‌های محلی

در زبان‌ها و گویش‌های محلی مختلف، نام‌های متنوعی برای چغندر قند وجود دارد که در زبان‌های جنوب آسیا شامل واژگان محلی در تامیل، کانادا، تلگو، مالایالم، مراتی، گجراتی و هندی می‌شود. در متون علمی و تجاری معمولاً از عبارت چغندر قند یا نام لاتین Beta vulgaris استفاده می‌شود.

نیازهای خاک

چغندر قند نیاز به خاک‌های حاصلخیز، غنی از هوموس با توان نگهداری رطوبت مناسب و زهکشی خوب دارد. خاک‌های ایده‌آل معمولاً شنی-لوم هستند و عمق حداقل ریشه‌دهی حدود 38 سانتی‌متر (≈15 اینچ) مورد نیاز است؛ وجود لایه‌های سخت یا شنی در عمق می‌تواند رشد ریشه و عملکرد را کاهش دهد. محدودهٔ pH مطلوب بین حدود 6–8 است؛ خاک‌های اسیدی (pH کمتر از 6) پیش از کاشت باید آهک‌پاشی شوند تا تجمع ساکارز و سلامت گیاه بهبود یابد.

برای کیفیت تجاری، پرداخت‌کنندهٔ فرآوری‌کننده هم به مقدار ریشه و هم به خلوص قند توجه می‌کند؛ بنابراین مدیریت حاصلخیزی، به‌ویژه کنترل نیتروژن و کاهش ناخالصی‌ها، برای کسب سود ضروری است. انجام آزمایش خاک منظم و انتخاب زمین‌هایی با حاصلخیزی پایه مناسب توصیه می‌شود.

نیازهای اقلیمی

عوامل اقلیمی کلیدی شامل دما، طول مدت تابش، بارندگی و باد هستند. رشد نشاها در دماهای روزانهٔ حدود 16–21°C مطلوب است. پس از استقرار، گیاه در روزهای آفتابی با میانگین دماهای 18–27°C و شب‌های خنک 4–10°C عملکرد بهتر و تجمع بیشتر ساکارز خواهد داشت. بارندگی مؤثر سالانه حدود 500 میلی‌متر (با آبیاری تکمیلی در صورت نیاز) برای تولید میانگین مناسب توصیه می‌شود. بادهای خشک و قوی می‌توانند سطح خاک را پوسته‌ای کرده و جوانه‌زنی را کاهش دهند.

آماده‌سازی زمین و بستر بذر

خاک‌ورزی اولیه و زهکشی

شخم عمیق باعث رشد ریشه‌های مستقیم و عمیق و کاهش مشکلات ناشی از ریشه‌دهی سطحی می‌شود. اطمینان حاصل کنید که زمین‌ها به‌خوبی زهکشی شده و نسبتاً سطحی هستند؛ خاک‌های بیش‌ازحد سست باعث شسته‌شدن مواد مغذی و خاک‌های متراکم رشد ریشه را محدود می‌کنند. تناوب زراعی اهمیت دارد: معمولاً چغندر قند هر سال در یک زمین کشت نمی‌شود و دورهٔ تناوب سه‌ساله برای کاهش میزان آلودگی‌های بیماری‌زایی خاکی و حفظ حاصلخیزی توصیه می‌شود.

اهداف بستر بذر و خاک‌ورزی بهاره

آماده‌سازی بستر بذر با هدف مدیریت بقایا، کاهش فرسایش، بهبود ساختار و کنترل علف‌های هرز اوایل فصل انجام می‌شود. خاک‌ورزی پاییزی باید نیاز به مدیریت بقایا و حفاظت خاک را در نظر بگیرد؛ خاک‌ورزی بهاره باید حداقل باشد تا رطوبت حفظ شود. بستر بذر را سفت و یکنواخت آماده کنید؛ عمق کاشت حدود 2 اینچ (≈5 سانتی‌متر) و کاشت باید سریع پس از آماده‌سازی انجام شود تا از خشک شدن بستر جلوگیری شود.

کاشت و آرایش مزرعه

از کاشتگرهای پلیت دقیق یا چرخچه‌ای (cell-wheel) استفاده کنید. نرخ بذر معمولاً بین 2–3 پوند در هکتار (یا به‌طور متداول در مقیاس محلی) تنظیم می‌شود. عمق کاشت نباید از 1.5 اینچ (≈4 سانتی‌متر) فراتر رود. فاصله ردیف‌ها بر عملکرد و کیفیت تأثیر دارد: ردیف‌های باریک‌تر (50–60 سانتی‌متر، معمولاً 56 سانتی‌متر) معمولاً در برداشت در واحد سطح و استخراج قند نسبت به ردیف‌های گسترده‌تر بهتر عمل می‌کنند؛ هرچند ردیف‌های بازتر ممکن است برای دسترسی دستگاه‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

جمعیت گیاهی و سبز شدن

هدف دستیابی به تراکم یکنواخت حدود 25,000–40,000 گیاه در هر هکتار است. انتظار می‌رود حدود 65% از بذر کاشته‌شده تبدیل به بوته شود و در شرایط عادی افت‌های بعدی حدود 5% تا زمان برداشت رخ دهد. فاصله‌گذاری یکنواخت برای افزایش عملکرد و درصد ساکارز اهمیت دارد.

برداشت و نگهداری

برداشت معمولاً در ماه‌های شهریور و مهر انجام می‌شود. برگ‌ها معمولاً پیش از برداشت مکانیکی حذف می‌شوند تا از رشد مجدد برگ در توده‌های ذخیره جلوگیری شود؛ یخ‌زدگی شدید پیش از حذف برگ، روند جدا کردن را مشکل‌تر می‌کند. ماشین‌های برداشت، ریشه‌ها را از خاک بلند و بارگیری برای حمل به کارخانه‌های فرآوری انجام می‌دهند. خاک مرطوب برداشت را کند کرده و آلودگی با خاک را افزایش می‌دهد.

روش‌های نگهداری

شرکت‌های فرآوری معمولاً از توده‌گذاری روی زمین‌های بدون آسفالت، انبارهای دارای تهویه اجباری یا انبارهای کنترل‌شدهٔ اقلیمی استفاده می‌کنند. چیدمان مناسب توده‌ها و تهویه کافی، از دست رفتن قند ناشی از تنفس و فساد را کاهش می‌دهد. سرمایه‌گذاری در تجهیزات برداشت (مانند ماشین‌های جداکننده برگ و ماشین‌های برداشت) تخصصی و هزینه‌بر است.

مبارزه با آفات و بیماری‌ها

خسارات عمده از بیماری‌های نشایی، پوسیدگی ریشه و بیماری‌های عمومی شاخ و برگ نشأت می‌گیرد. عوامل بیماری‌زای خاک‌زی که باعث بروز مشکلات نشاء می‌شوند شامل Aphanomyces، Rhizoctonia solani و Pythium هستند؛ در برخی مناطق Phoma betae به‌عنوان بیماری بذرپایه دیده می‌شود. علائم بیماری‌های نشا شامل تَرَک‌خوردگی، از بین رفتن نهال و کاهش جمعیت گیاهی است.

لکهٔ برگی Cercospora (Cercospora beticola) یکی از جدی‌ترین بیماری‌های شاخ و برگ است که در شیوع‌های شدید می‌تواند تا حدود 30% درصد ساکارز تولیدی در هر هکتار را کاهش دهد. شرایط گرم و مرطوب توسعهٔ این بیماری را تسهیل می‌کند؛ پایش مزارع و برنامهٔ قارچ‌کشی بموقع ضروری است. بیماری سفیدک پودری (Erysiphe betae) نیز در روزهای گرم و شب‌های خنک رخ می‌دهد و کنترل آن هزینه‌بر اما ممکن است.

مصارف و فرآورده‌ها

کاربرد اصلی چغندر قند تولید قند تصفیه‌شده است. محصولات جانبی شامل ملاس و پالپ هستند که در خوراک دام، تولید الکل، صنایع نانوایی و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. شربت خام چغندر و مواد یخ‌زدای مبتنی بر چغندر نیز از کاربردهای جانبی در مقیاس‌های محدودتر هستند.