چغندر قند

1. I. تاریخچه
2. II. کاربردها
3. III. عادات رشد
4. IV. نیازهای محیطی
5. V. فنون زراعی
6. VI. پتانسیل عملکرد
7. VII. اقتصاد تولید و بازارها
8. VIII. منابع اطلاعاتی

I. تاریخچه

کشت چغندرقند برای تولید ساکارز در ایالات متحده از اواخر قرن نوزدهم و حدود دهه 1870 آغاز به ثمر رساند. پس از تاسیس، صنعت گسترش یافت و در اوج، چغندرقند در ایالات متعدد کشت می‌شد. تا سال 1990، تقریباً 1,400,000 جریب (acre) زیر کشت در 14 ایالت قرار داشت که مینیاپولیس و داکوتای شمالی مجموعاً نزدیک به 550,000 جریب تولید داشتند. در سطح بین‌المللی، روسیه پیشرو در مساحت کشت بود. صنعت در آمریکا بین دهه‌های 1970 تا 1990 دگرگون و متمرکز شد و تعداد فراوری‌کنندگان و کارخانه‌ها کاهش یافت.

II. کاربردها

A. غذای انسانی

کاربرد اصلی چغندرقند تولید ساکارز است (در ریشه‌ها معمولاً 13–22%). این ساکارز به عنوان ماده‌ای پرانرژی و شیرین‌کننده در صنایع غذایی مصرف می‌شود. تفاله چغندر که محصول جانبی فرایندی است، به عنوان افزودنی پر فیبر در محصولات غذایی مانند غلات صبحانه کاربرد دارد.

B. خوراک دام

محصولات جانبی فرآوری — مانند تفاله‌ها و ملاس — به عنوان خوراک تکمیلی به‌کار می‌روند و سبب بهبود خوش‌خوراکی و تأمین فیبر می‌شوند. برگ‌ها و ساقه‌های چغندر (tops) قابل چرای دام یا سیلاژ شدن هستند؛ هنگامی که ریشه‌ها حدود 20 تن/جریب تولید می‌کنند، معمولاً tops تقریباً 5 تن/جریب ماده خشک معادل TDN فراهم می‌آورند. tops منابع مناسبی از پروتئین و ویتامین A هستند؛ در مقایسه با سیلاژ یونجه یا ذرت برای گاوهای گوشتی اندکی پایین‌تر اما برای گوسفند قابل قبول‌اند. برای سیلاژ، tops را در خطوط بادروید و تا رطوبت ~60–65٪ قبل از سیلاژ خشک کنید. برای جزئیات تغذیه‌ای به راهنماهای تغذیه مراجعه کنید.

C. کاربردهای صنعتی

ملاس در صنایع الکل‌سازی، داروسازی و تولید مخمر نان به‌کار می‌رود. آهک زائد از فرآیندهای تصفیه می‌تواند به‌عنوان اصلاح‌کننده خاک برای افزایش pH و تامین P و K مورد استفاده قرار گیرد. فاضلاب تصفیه‌شده ممکن است در صورت مجاز بودن برای آبیاری مجدد به‌کار رود.

III. عادات رشد

چغندرقند یک گیاه دو‌ساله است که از انواع خوراکی سفید اروپایی توسعه یافته است. در سال اول، انرژی در ریشه ذخیره می‌شود (که همان ریشه‌ها برای تولید شکر برداشت می‌شوند). در اقلیم‌های معتدل و با سرمای مورد نیاز (ورنالیزاسیون)، گیاهان زمستان‌گذار و در سال دوم گلدهی دارند. در شمال ایالات متحده ریشه‌ها معمولاً زمستان را زنده نمی‌مانند؛ به همین دلیل تولید بذر تجاری در نواحی با وِرنالیزاسیون خنک و زمستان‌های ملایم (مانند اورِگن) متمرکز است.

گیاه دارای ریشه اصلی عمیق (5–8 فوت) است و برگ‌ها جفتی تولید می‌کند؛ طول عمر برگ وابسته به دما (45–65 روز) است. القای فتوترمال برای توسعه زایشی لازم است. چغندرقند معمولاً دو‌نُه (دی‌پلوئید) و بطور طبیعی با باد گرده‌افشانی می‌شود.

IV. نیازهای محیطی

A. اقلیم

چغندرقند به گستره وسیعی از اقلیم‌ها سازگار است اما محصولی حوزه معتدل (عرض‌های جغرافیایی ~30°–60° شمالی) محسوب می‌شود. بهترین عملکرد در روزهای بلند و دماهای خنک تا معتدل رخ می‌دهد. دماهای روزانه بهینه در 90 روز اول بین 60–80°F هستند؛ دوره بحرانی از حدود روز 90 پس از خروج تا زمان برداشت از روزهای آفتابی (65–80°F) و شب‌های خنک (40–50°F) بهره می‌برد که حداکثر کردن همزمانِ عملکرد و کیفیت را ممکن می‌سازد. رشد تا اولین سرمازدگی شدید ادامه می‌یابد.

B. خاک

چغندرقند روی طیف وسیعی از خاک‌ها — از ماسه‌های درشت تا لومی با رسی بالا — رشد می‌کند، اما خاک‌ها باید عمدتاً عاری از سنگ‌ریزه باشند تا از مشکلات تجهیزات و فرآوری جلوگیری شود. تولید در شرایط دیم معمولاً به خاک‌هایی با ظرفیت نگهداری رطوبت کافی و نواحی با بارش سالیانه ≥20 اینچ نیاز دارد؛ آبیاری فرصت‌های تولید را در مناطق خشک‌تر افزایش می‌دهد.

V. فنون زراعی

A. آماده‌سازی بستر بذر

انتخاب مزرعه و آماده‌سازی بستر بذر با هدف مدیریت بقایا، کاهش فرسایش، بهبود ساختار خاک و حداقل کردن علف‌های هرز اولیه انجام می‌شود. شخم پاییزه متناسب با نوع خاک و بقایا انجام شود؛ ابزارهای رایج شامل گاوآهن، کلتیواتورهای شنی، دیسک‌ها و کشتور هستند. در بهار رطوبت خاک و بقایای سطحی را حفظ کنید؛ تسطیح بهاره باید حداقلی (1–2 اینچ) باشد تا بستر بذر محکم و هموار باقی بماند. عمق کاشت سطحی است (0.75–1.5 اینچ). سیستم‌های بدون شخم یا کاهش شخم می‌توانند موفق باشند اما ممکن است به تجهیزات ویژه نیاز داشته باشند.

B. تاریخ کاشت

تحقیقات نشان می‌دهد کاشت زودهنگام در بسیاری مناطق بالاترین بازده را دارد. تاریخ‌های بهینه در مناطق شمالی معمولاً بین 20 آوریل تا 10 مه است؛ کاشت از 1 آوریل تا 10 ژوئن نیز می‌تواند محصول قابل برداشت تولید کند اما هنگامی که بعد از 10 مه تأخیر رخ دهد، عملکرد حدود 1.5 تن/جریب در هفته کاهش می‌یابد. نشاسته‌ها و نهال‌ها تحمل یخ‌زدگی خفیف را دارند.

C. روش و نرخ کاشت

از ماشین‌های کاشت دقیق ردیفی (صفحه‌ای، سلولی، وکیوم/هوا) استفاده کنید. نرخ کاشت معمولاً 1–2 پوند بذر در هر جریب است. سرعت کاشت را ≤4 مایل/ساعت نگه دارید تا از جا‌نگرفتن دانه‌ها، دابل‌ها و آسیب به بذر جلوگیری شود. حداکثر عمق کاشت 1.5 اینچ است.

D. عرض ردیف و تراکم بوته

ردیف‌های باریک (18–24 اینچ، معمولاً 22 اینچ) عملکرد بهتری دارند و رقابت بهتری با علف‌های هرز نسبت به ردیف‌های پهن‌تر 30 اینچ ارائه می‌دهند، که ممکن است در همان تراکم برداشت، ساکارز بازیابی‌شدنی را حدود 400–600 پوند/جریب کاهش دهند. هدف تراکم برداشت: 30,000–40,000 بوته یکنواخت در هر جریب. انتظار استقرار 60–70٪ از بذر و تلفات اضافی نشاسته‌ای (5–15٪) تا زمان برداشت وجود داشته باشد.

E. تناوب زراعی

چغندرقند پس از جو یا گندم عملکرد خوبی دارد. پس از ذرت، سیب‌زمینی یا خشکه‌کاری تابستانه نیز می‌توان عملکرد بالایی داشت اما ممکن است نیتروژن باقی‌مانده بیش از حد باعث افت کیفیت ساکارز شود. تحقیقات در برخی آزمایش‌ها کاهش عملکرد پس از سویا یا لوبیای خوراکی نشان داده‌اند. برنامه‌ریزی تناوب بر هر دو عامل عملکرد و فشار بیماری تأثیر می‌گذارد.

F. تغذیه و اقدامات کشت

چغندرقند خاک‌هایی با pH بین 6.0–8.0 را ترجیح می‌دهد؛ خاک‌های با pH زیر 6.0 باید قبل از تولید آهک‌پاشی شوند تا به حدود 7.0 برسند. تأمین متوازن عناصر غذایی حیاتی است: کمبود یا افراط در ازت (N) هر دو باعث کاهش کیفیت یا عملکرد می‌شوند. نیترات-نیتروژن (NO3–N) خاک سالانه شناسایی شود (به علت حرکت‌پذیری در خاک)؛ آزمایش فسفر و پتاسیم هر 3–4 سال توصیه می‌شود. معمولاً چغندرقند به حدود 8–9 پوند N به ازای هر تن محصول نیاز دارد. نیتروژن باقی‌مانده یا بیش‌ازحد، درصد ساکارز را کاهش و ناخالصی‌ها را افزایش می‌دهد که به پرداخت‌های پردازشگر آسیب می‌رساند.

جایگذاری کود و کودهای استارتر

در خاک‌های با آزمون پایین، کود باندی یا ردیفی بازیابی بیشتری نسبت به پخش سطحی دارد. دانه‌ها و نهال‌ها به شوری کود حساس‌اند؛ از قرار دادن مقادیر زیاد N یا K در تماس مستقیم با بذر خودداری کنید. از مونوآمونیوم فسفات (11-48-0) یا مایعات 10-34-0 به عنوان استارتر در صورت نیاز استفاده شود. بیش از 5–6 پوند/جریب (N+K) را در تماس با بذر اعمال نکنید.

نکات کلیدی مدیریتی: از اطلاعات آزمون خاک برای تعیین اهداف عملکرد واقع‌بینانه و نرخ کود استفاده کنید. کوددهی بیش از حد، به ویژه N، بازده خالص را با کاهش کیفیت کاهش می‌دهد. یک هدف عملکرد عملی اغلب حدود 3 تن/جریب کمتر از بالاترین عملکرد محلی است. پاسخ به کودهای استارتر در حدود 40٪ موارد رخ می‌دهد که بیشتر در خاک‌های بسیار کم P یا جایی که N سطحی کم است مشاهده می‌شود.

G. انتخاب رقم

توسعه ارقام در آمریکا عمدتاً توسط شرکت‌های خصوصی بذر و شرکت‌های قند انجام می‌شود. آزمایش‌های کدگذاری‌شده ارقام (مثلاً توسط American Crystal Sugar Company) ارزیابی بی‌طرفانه‌ای فراهم می‌کنند و فهرست‌های ارقام تاییدشده را ایجاد می‌کنند تا کشاورزان از ژنتیک‌های تولیدی بهره‌مند شوند در حالی که سایر عوامل مدیریتی ثابت نگه داشته شوند.

H. کنترل علف‌های هرز

چغندرقند تا بسته شدن پوشش برگ (~70–90 روز) رقابت ضعیفی با علف‌های هرز دارد. کنترل اوایل فصل علف‌های هرز حیاتی است؛ علف‌ها باید تا ~4 هفته پس از سبز شدن کنترل و در طول فصل کنترل شده نگه داشته شوند. از رویکرد یکپارچه استفاده کنید: مدیریتی، مکانیکی و شیمیایی. برخی گونه‌های مشکل‌آفرین (کوشیا، پنیرک، شیرخشت، علف شب‌بو) با علف‌کش‌ها در چغندرقند دشوار کنترل می‌شوند؛ این علف‌ها را در سایر محصولات تناوبی مدیریت و در صورت نیاز با تیمار نقطه‌ای یا وجین دستی برخورد کنید.

علف‌کش‌های پیش از سبز شدن و زمین‌آماده

علف‌کش‌های تماسی پیش از سبز شدن مانند گلیفوزیت و پاراکوات می‌توانند پیش از سبز شدن محصول برای کنترل علف‌های هرز رویش‌یافته استفاده شوند. علف‌کش‌های خاک‌کاری پیش از سبز شدن معمولاً برای فعال شدن به بارش نیاز دارند؛ در بسیاری موارد دربرداشتن (incorporation) کنترل را بهبود می‌بخشد. ابزارها و روش‌های مناسب ادغام (مثل دیسک‌های دوگانه، کلتیواتور، تیغه دانمارکی، روتوتیلر) باید با نوع علف‌کش منطبق شوند تا کنترل یکنواخت و حداقل آسیب به محصول تضمین شود. EPTC، cycloate، ethofumesate، pyrazon و diethatyl از مواد معمول مورد استفاده‌اند؛ هرکدام نرخ‌ها و الزامات ادغام و ایمنی خاص خود را دارند.

علف‌کش‌های پس از سبز شدن

گزینه‌های پس از سبز شدن شامل clopyralid (Stinger) برای برخی علف‌های پهن (با رعایت محدودیت‌های مرحله رشد و دوره‌های تناوب برای محصولات بعدی)، ترکیبات desmedipham و phenmedipham (Betanex/Betamix) برای کنترل پهن‌برگ‌ها با استراتژی‌های اعمال تقسیم‌شده جهت کاهش آسیب به محصول، endothall برای خاکشیر و گندم سیاه، و sethoxydim برای کنترل علف‌های بورسی (نیازمند افزودنی روغنی) هستند. اختلاط‌های مخزن طیف موثر را گسترش می‌دهند اما خطر آسیب به محصول را افزایش می‌دهند. گزینه‌های لِی‌بای مانند trifluralin و EPTC برای کنترل باقی‌مانده اواخر فصل هنگامی که با دقت اعمال شوند مناسب‌اند.

راهنما: خوب = مؤثر؛ متوسط = تا حدودی مؤثر؛ ضعیف = تأثیر محدود؛ ندارد = بدون اثر. همواره دستورالعمل برچسب و توصیه‌های ترویجی محلی را رعایت کنید.

I. بیماری‌ها و کنترل آن‌ها

بیماری‌های نشا، پوسیدگی ریشه و بیماری‌های برگی می‌توانند عملکرد را کاهش دهند. مهم‌ترین پاتوژن‌های نشا/ریشه شامل Aphanomyces cochlioides، Rhizoctonia solani و گونه‌های مختلف Pythium هستند؛ Phoma betae بذر‌منتشر است اما کمتر رایج می‌باشد. بسیاری از قارچ‌های پوسیدگی ریشه در خاک باقی می‌مانند؛ مدیریت شامل استفاده از ارقام مقاوم، فومیگاسیون (در صورت مناسب بودن)، تناوب زراعی، تیمار بذر و کاربرد به‌موقع قارچ‌کش‌ها است. بذرهای تجاری معمولاً تیمار قارچ‌کش شده‌اند.

سیاهک برگ (Cercospora beticola) مهم‌ترین بیماری برگی در منطقه شمال‌مرکزی ایالات متحده است و می‌تواند در شیوع‌های شدید بیش از 30٪ از قند قابل استحصال را کاهش دهد. این بیماری در شرایط گرم و مرطوب یا زمانی که تاج گیاه خیس است توسعه می‌یابد. مدیریت: استفاده از ارقام مقاوم در صورت وجود، تناوب سه‌ساله یا طولانی‌تر، دفن بقایای آلوده و برنامه‌های قارچ‌کش (فانگوسایدهای تری‌فنیل‌قلع عموماً بهترین‌اند؛ mancozeb و مس برای شرایط متوسط قابل‌قبول‌اند). مدل‌های پیش‌بینی می‌توانند به زمان‌بندی سموم کمک کنند.

پودری شدن برگ (Erysiphe betae) در شرایط خشکی با نوسان زیاد دمای روز و شب شایع است؛ قارچ‌کش‌های گوگردی کنترل ارزان و مؤثری فراهم می‌آورند. سایر بیماری‌های برگی (Ramularia, Alternaria, Phoma) و ویروس‌ها معمولاً در منطقه اهمیت کمتری دارند.

J. آفات و کنترل آن‌ها

مگس ریشه چغندر (Tetanops myopaeformis) در بسیاری مناطق آفت اصلی است و می‌تواند به نشا آسیب شدید زده و موجب کاهش عملکرد شود. حشره‌کش‌های دانه‌ای گرانولی اعمال‌شده هنگام کاشت معمولاً کنترل خوبی فراهم می‌کنند. سایر آفات شامل کرم‌های برش‌دهنده، ملخ‌ها، شته‌های ریشه، سیم‌مردان، کرم‌های سفید و گهگاه پروانه‌ها هستند. مدیریت بر پایه پایش و کاربرد به‌موقع حشره‌کش است؛ تناوب و انتخاب رقم برای بسیاری از آفات (مثلاً مگس ریشه) قابل‌اعتماد نیست.

K. برداشت و نگهداری

برداشت معمولاً در اواخر سپتامبر تا اکتبر انجام می‌شود. ماشین‌های پاک‌کننده مکانیکی (defoliators) برگ‌ها را حذف می‌کنند (این کار برای جلوگیری از رویش مجدد در انبار ضروری است). دستگاه‌های برداشت و بارگیری ریشه‌ها را بلند و بارگیری می‌کنند و بخش عمده‌ای از خاک را جدا می‌نمایند. شرایط مرطوب برداشت را پیچیده کرده و خاک بیشتری به ریشه‌ها می‌چسباند. نگهداری معمولاً در توده‌های بیرونی در محوطه‌های کارخانه یا ایستگاه‌های توده‌سازی انجام می‌شود؛ برخی سیستم‌ها هوادهی اجباری یا کنترل‌شده اقلیمی جهت کاهش پوسیدگی‌های ذخیره و کاهش تنفس استفاده می‌کنند.

VI. پتانسیل عملکرد

عملکردهای دیم معمول در مینِسوتا و داکوتای شمالی بین 13 تا 25 تن/جریب متغیر است که به اقلیم وابسته است؛ کمتر از 1٪ از مساحت تاریخی تحت آبیاری قرار داشت که آبیاری باعث افزایش عملکرد 15–30٪ می‌شود. تولید چغندرقند نیازمند مدیریت فشرده‌تر و تجهیزات تخصصی‌تر نسبت به بسیاری محصولات تناوبی است.

VII. اقتصاد تولید و بازارها

دسترسی به بازار یکی از محدودیت‌های اصلی است: ظرفیت فرآوری اغلب محدود است و تعاونی‌ها ممکن است اولویت تولید را به کشاورزان عضو اختصاص دهند. احداث تأسیسات فرآوری جدید سرمایه‌بر است. تاریخیاً، چغندرقند بازدهی مطلوب‌تری نسبت به غلات ریز، ذرت، لوبیا و سویا داشته اما ریسک تولید و هزینه‌های ورودی/تجهیزات تخصصی بیشتری دارد. مثال هزینه‌های تولید تاریخی (1989) حدود 492–557 دلار/جریب بوده؛ هزینه‌های راه‌اندازی برای تولیدکنندگان جدید احتمالاً بیش از 600 دلار/جریب است. قبل از آغاز تولید، قراردادهای بازاریابی را برقرار و مطالعه امکان‌سنجی اقتصادی کامل انجام دهید.

VIII. منابع اطلاعاتی

منابع منطقه‌ای و ملی کلیدی شامل راهنماهای ترویجی، بولتن‌های بیماری و آفات از مؤسسات کشاورزی ایالتی، مجموعه‌های انجمن‌های گیاه‌پزشکی، و انتشارات بنیادهای پژوهشی صنعتی هستند. همواره آخرین توصیه‌های محلی ترویجی و برچسب‌های محصولات را برای راهنمایی به‌روز در مورد مدیریت آفات و تغذیه مشورت کنید.

ارجاع به محصولات آفت‌کش در این سند صرفاً برای راحتی است و به منزله تایید نیست. از آفت‌کش‌ها مطابق برچسب تولیدکننده استفاده کنید؛ عدم رعایت برچسب‌ها قوانین را نقض کرده و سلامت انسان و محیط را به خطر می‌اندازد.