Trzcina cukrowa i burak cukrowy – główne rośliny cukrodajne świata

Na skalę przemysłową cukier produkuje się głównie z trzciny cukrowej i buraków cukrowych. Poznaj ich pochodzenie, uprawę i produkcję na świecie. Te rośliny odgrywają kluczową rolę w globalnej gospodarce rolnej.

Główne rośliny cukrodajne

Światowa produkcja cukru opiera się na dwóch głównych roślinach. Są to trzcina cukrowa i burak cukrowy. Trzcina cukrowa dostarcza około 80% cukru. Burak cukrowy odpowiada za pozostałe 20%. Niektóre inne rośliny także gromadzą sacharozę. Nie mają one jednak znaczenia przemysłowego.

Pochodzenie i historia roślin cukrodajnych

Historia trzciny cukrowej sięga bardzo dawnych czasów. Udomowiono ją w Bangladeszu około 3000 lat p.n.e. Uprawa w Indiach znana była już 1500 lat p.n.e. Roślina pojawiła się w Chinach w IV wieku p.n.e. Dotarła do Europy w średniowieczu. Na Wyspach Kanaryjskich uprawiano ją pod koniec XV wieku. W Ameryce pojawiła się w wieku XVI.

Burak cukrowy znany był już w starożytności. Używano go jako warzywo i roślinę leczniczą. Arystoteles pisał o zastosowaniu liści buraka cukrowego w V wieku p.n.e. W Polsce pierwsza cukrownia z buraków powstała w 1802 roku. Zbudowano ją w Konarach Śląskich.

Charakterystyka głównych roślin cukrodajnych

Trzcina cukrowa (Cukrowiec lekarski, *Saccharum officinarum L.) to wieloletnia bylina. Należy do rodziny wiechlinowatych (Poaceae). Nie jest spokrewniona z rodzajem trzcina (*Phragmites*). Pochodzi prawdopodobnie z Nowej Gwinei. Uprawia się ją głównie w strefie tropikalnej.

Łodygi trzciny mogą osiągać wysokość 2-6 metrów. Mają średnicę 2-7 centymetrów. Liście są długie, od 50 do 200 centymetrów. Łodygi bywają żółtawe lub czerwonawa. Liście mają zielony kolor. Starzejące się liście żółkną. Roślina przypomina źdźbła trawy. Na końcach łodyg pojawiają się kwiaty. Owoce (ziarniaki) występują głównie na dziko rosnącej trzcinie.

Burak cukrowy jest rośliną uprawianą głównie w Europie. Jego uprawa dobrze znosi klimat umiarkowany. W Polsce jest to główny surowiec do produkcji cukru.

Produkcja roślin cukrodajnych na świecie

Światowe zbiory trzciny cukrowej są ogromne. Wynoszą ponad 1,8 miliarda ton rocznie. Według FAO to 1,8 mld ton. Zbiory buraków cukrowych są mniejsze. Osiągają 200-350 milionów ton rocznie. Światowa produkcja trzciny cukrowej przekracza 1,88 mld ton. Daje to około 2/3 światowej produkcji cukru. Plony trzciny cukrowej w 2018 roku wyniosły 708,9 decyton na hektar. Plony buraków cukrowych w tym samym roku to 615,1 decyton na hektar. Plony obu roślin stopniowo się wyrównują. Światowe zbiory roślin cukrodajnych rosną od lat 60. XX wieku. Był niewielki spadek po 2003 roku. Plony rosną dzięki nowym technikom i środkom ochrony roślin.

Trzcina cukrowa – uprawa i przetwarzanie

Uprawa trzciny cukrowej jest kluczowym elementem globalnego rolnictwa. Dostarcza surowca do produkcji cukru i biopaliw. Ma strategiczne znaczenie dla wielu krajów. Szczególnie dla tych w regionach tropikalnych i subtropikalnych. Uprawa trzciny cukrowej nie należy do najłatwiejszych. Wymaga specyficznych warunków.

Geograficzne rozmieszczenie upraw trzciny cukrowej

Największe obszary upraw leżą w strefie tropikalnej. Główni producenci trzciny cukrowej to Brazylia i Indie. Brazylia odpowiada za 41,2% światowej produkcji. Produkuje 739,3 miliona ton rocznie. Główne regiony w Brazylii to São Paulo, Minas Gerais i Paraná. Indie produkują 16,6% światowych zbiorów. To 341,2 miliona ton. Główne obszary w Indiach to Uttar Pradesh, Maharashtra i Karnataka. Chiny zajmują trzecie miejsce. Ich udział to 5,7% (125,5 mln ton). Uprawiają głównie w Guangxi, Yunnanie i Guangdong. Inne ważne kraje to Tajlandia (5,6%), Pakistan (4%), Meksyk (61,2 mln ton), Kolumbia (34,9 mln ton), Indonezja (33,7 mln ton), Filipiny (31,9 mln ton) i USA (27,9 mln ton). Naturalne występowanie obejmuje Tajlandię, Martynikę, Meksyk, Kolumbię, Filipiny.

Udział głównych krajów w światowej produkcji trzciny cukrowej

Wymagania klimatyczne i glebowe dla trzciny cukrowej

Trzcina cukrowa rośnie najlepiej w ciepłych i wilgotnych warunkach. Optymalne temperatury dla wzrostu to 20-30°C. Temperatura poniżej 20°C spowalnia wzrost. Powyżej 30°C roślina doświadcza stresu cieplnego. Temperatura powyżej 35°C negatywnie wpływa na roślinę. Trzcina cukrowa jest wrażliwa na przymrozki. Nawet krótkie spadki poniżej zera mogą ją uszkodzić. Preferowana temperatura to powyżej 20°C. Minimalna temperatura odporna na spadki to 5°C.

Roślina wymaga dużej ilości wody. Optymalne opady deszczu to 1500-2500 mm rocznie. Nadmiar wilgoci sprzyja chorobom grzybowym. Nawadnianie jest ważne w regionach o niskich opadach. Stosuje się systemy kroplowe, zraszające lub powierzchniowe.

Gleby muszą być żyzne i dobrze przepuszczalne. Najkorzystniejsze pH gleby to 5,5-7,5. Gleby gliniaste i piaszczysto-gliniaste są najbardziej odpowiednie. Roślina potrzebuje dużo składników odżywczych. Są to głównie azot, fosfor i potas.

• Stosuj systemy nawadniające w regionach o niskich opadach.
• Wapnuj gleby kwaśne, aby podnieść ich pH.
• Regularnie nawoź azotem, fosforem i potasem.
• Dbaj o strukturę gleby dla dobrej aeracji i drenażu.

Techniki uprawy trzciny cukrowej

Uprawa trzciny cukrowej obejmuje kilka etapów. Pierwszy to przygotowanie gleby. Sadzenie odbywa się z sadzonek. Sadzonki mają długość 30-40 cm. Umieszcza się je w rzędach. Odległość między rzędami to 1-1,5 metra. Sadzi się na głębokości 10-15 cm. Czas dojrzewania rośliny to około 12-18 miesięcy. Okres wegetacji wynosi 7-10 miesięcy.

Nawożenie jest kluczowe dla wysokich plonów. Azot, fosfor i potas stosuje się w kilku dawkach. Nawadnianie jest niezbędne, zwłaszcza w suchych regionach. Ochrona roślin przed szkodnikami i chorobami jest ważna. Najczęstsze szkodniki to larwy motyli i mszyce. Choroby to rdza i zgnilizna korzeni. Stosuje się zintegrowaną ochronę roślin. Obejmuje metody biologiczne i chemiczne. Ważne jest zarządzanie chorobami i stresami środowiskowymi.

• Stosuj nowoczesne maszyny i technologie dla większej wydajności.
• Wprowadź systemy nawadniające o wysokiej efektywności.
• Stosuj zrównoważone metody ochrony roślin.

Zbiór i przetwarzanie trzciny cukrowej

Zbiór trzciny cukrowej może być ręczny lub mechaniczny. Zbiór mechaniczny jest szybszy. Stosuje się go na dużych plantacjach. Zebrana trzcina powinna trafić do cukrowni szybko. Transport powinien trwać do 24-48 godzin od zbioru. Zbiór trzciny cukrowej często wymaga ręcznej pracy.

Proces produkcji cukru z trzciny obejmuje wiele etapów. Rozpoczyna się od wyciskania soku z łodyg. Używa się do tego walców i pras. Sok zawiera cukier (sacharozę). Następnie sok jest oczyszczany. Kolejny etap to odparowywanie wody. Sok jest zagęszczany do około 60-70% cukru. Potem następuje krystalizacja cukru. Kryształy są oddzielane od melasy. Cukier jest suszony i pakowany. Proces przetwarzania może obejmować fermentację i destylację etanolu.

W procesie przetwarzania stosuje się różne technologie. Należą do nich mechaniczne kombajny do zbioru. Używa się walców i pras do ekstrakcji soku. Systemy odparowywania i krystalizacji są kluczowe. Suszenie kryształów kończy proces. Automatyzacja i monitorowanie parametrów produkcji zwiększają efektywność.

Produkty uboczne trzciny cukrowej

Przetwarzanie trzciny cukrowej generuje cenne produkty uboczne. Głównym jest bagasse (wytłoki). Wykorzystuje się go jako paliwo. Zapewnia energię dla cukrowni. Jest też surowcem do produkcji papieru. Służy do wyrobu biopaliw i płyt drewnopodobnych. Cukrowiec lekarski generuje biodegradowalny odpad. Jest w 100% kompostowalny. Wykorzystuje się go jako biosurowiec.

Innym ważnym produktem jest melasa. To bogaty w składniki odżywcze syrop. Melasa z trzciny zawiera około 52% cukru. Wykorzystuje się ją w przemyśle spożywczym i paszowym. Służy też w przemyśle farmaceutycznym. Jest podstawowym surowcem do produkcji rumu i etanolu.

Filtrat to kolejny produkt uboczny. Jest to nawóz organiczny. Wykorzystuje się go na polach uprawnych.

• Wykorzystuj produkty uboczne jako źródło energii.
• Stosuj bagasse jako surowiec przemysłowy.
• Wykorzystuj melasę w różnych gałęziach przemysłu.

Burak cukrowy – uprawa i przetwarzanie

Burak cukrowy jest główną rośliną cukrodajną w klimacie umiarkowanym. W Polsce klimat sprzyja jego uprawie. Jest to nasz główny surowiec cukrowniczy. Najwięcej buraków cukrowych uprawia się w Europie.

Geograficzne rozmieszczenie upraw buraka cukrowego

Głównymi producentami buraków cukrowych są kraje Europy. Rosja jest największym producentem. Jej udział to 16,72%. Francja i Niemcy mają po 11,01% udziału. USA produkuje 10,31%. Turcja odpowiada za 6,71%. Ukraina ma 5,51%. Polska jest ważnym producentem. Nasz udział wynosi 5,11%.

Udział głównych krajów w światowej produkcji buraka cukrowego

Przetwarzanie buraka cukrowego w cukrowni

Cukrownictwo to dział przemysłu. Produkuje się w nim cukier z buraków lub trzciny. Proces technologiczny dla buraków ma wiele etapów. Rozpoczyna się od wstępnego przygotowania buraków. Buraki gromadzi się w składowiskach fabrycznych. Składowiska mają kanał spławny. Buraki czyści się w płuczce. Potem rozdrabnia się je na krajankę.

Kolejnym etapem jest ługowanie. Krajankę ługuje się w dyfuzorze. Jest to proces przeciwprądowy. Surowy sok zawiera około 15% cukru. Następuje oczyszczanie soków. Obejmuje nawapnianie wstępne i główne. Potem jest saturacja dwutlenkiem węgla. Sok jest filtrowany. Oczyszczony sok jest zagęszczany. Odbywa się to w wyparkach. Zagęszczony sok zawiera około 65% cukru. Następnie sok jest gotowany. Powstają kryształy cukru. Kryształy są oddzielane w wirówkach. Cukier jest suszony i magazynowany.

W procesie stosuje się różne technologie. Należą do nich transportery taśmowe z wagą. Używa się ekstraktorów przeciwprądowych. Prasy ślimakowe i odciskowe służą do odwadniania. Suszarki fluidyzacyjne, pneumatyczne i bębnowe są używane do suszenia. Młyny bijakowe służą do mielenia produktów ubocznych.

Produkty uboczne buraka cukrowego

Główne produkty uboczne to melasa i wysłodki. Melasa z buraków zawiera około 52% cukru. Ma też substancje organiczne i mineralne. Wykorzystuje się ją w przemyśle fermentacyjnym. Służy jako pożywka dla drożdży. Stosuje się ją też w przemyśle spożywczym.

Wysłodki buraczane mają bogaty skład. Zawierają 35–37% celulozy. Mają 20–23% pektyn. Lignina stanowi 18–20%. Związki azotowe to 10–12%. Związki mineralne to 4–5%. Wysłodki są używane do produkcji pasz dla zwierząt. Można z nich uzyskać pektyny i klej pektynowy. Służą do produkcji kwasu mlekowego. Z wysłodków po ekstrakcji substancji zapachowych uzyskuje się błonnik pokarmowy. Proces ten obejmuje ekstrakcję, rozdrabnianie, odwirowanie, suszenie i mielenie.

• Zwiększaj wykorzystanie produktów ubocznych.
• Optymalizuj procesy technologiczne dla wydajności.
• Stosuj wysłodki w produkcji pasz.
• Wykorzystuj melasę w przemyśle fermentacyjnym.

Wyzwania i trendy w produkcji cukru

Branża cukrownicza mierzy się z różnymi wyzwaniami. Należą do nich warunki klimatyczne i szkodniki. Ważny jest proces technologiczny. Istotne są też kwestie zrównoważonego rozwoju.

Wpływ zmian klimatycznych na uprawy

Zmiany klimatyczne stanowią poważne wyzwanie. Wzrost temperatur i ekstremalne zjawiska pogodowe wpływają na uprawy. Wyższe temperatury mogą zmniejszać plony. Mogą obniżać zawartość cukru. Zwiększają podatność roślin na choroby i szkodniki. Zmniejszenie opadów i susze osłabiają rośliny. Obniżają wydajność fotosyntezy.

Potrzebne są odmiany roślin odporne na nowe warunki. Opracowanie odmian trzciny cukrowej odpornych na niskie temperatury jest kluczowe. Takie odmiany mogą mieć grubsze liście i silniejsze korzenie. Mechanizmy tolerancji na zimno obejmują produkcję białek antymroźnych. Rośliny gromadzą substancje antyzamarzające. Są to na przykład cukry i aminokwasy. Rozwój takich odmian może zwiększyć globalną produkcję. Może obniżyć koszty produkcji. Zmniejszy zależność od importu. Przyczyni się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Zwiększy niezależność energetyczną.

Metody selekcji i hodowli obejmują tradycyjne wysiewy. Stosuje się też techniki biotechnologiczne. Wykorzystuje się markery DNA. Przyszłe badania skupią się na identyfikacji genów. Będą dotyczyć technik hodowli. Ważne będzie zarządzanie środowiskowe.

• Rozważ rozszerzenie analizy o przykłady badań.
• Uwzględnij nowe technologie i modyfikacje genetyczne.
• Przedstaw konkretne działania i strategie badawcze.
• Podkreśl wpływ zmian klimatycznych na szkodniki.

Szkodniki i choroby roślin cukrodajnych

Szkodniki i choroby wpływają na plony i jakość. Dla trzciny cukrowej najczęstsze szkodniki to larwy motyli. Występują też chrząszcze i mszyce. Choroby to rdza i mozaika cukrowa. Może wystąpić zgnilizna korzeni. Zarządzanie szkodnikami wymaga monitorowania. Stosuje się metody biologiczne, chemiczne i agrotechniczne. Kluczowa jest zintegrowana ochrona roślin.

Zrównoważony rozwój i technologie w branży

Branża cukrownicza dąży do zrównoważonego rozwoju. Ważna jest certyfikacja upraw. Przykłady certyfikatów to Fair Trade i Rainforest Alliance. Standard Bonsucro dotyczy trzciny cukrowej. Trendy obejmują zwiększone inwestycje w nowoczesne technologie uprawy. Rozwija się produkcja biopaliw z trzciny cukrowej. Rośnie znaczenie zrównoważonych metod ochrony roślin.

Technologie stosowane w przemyśle cukrowniczym rozwijają się. Obejmują automatyzację procesów. Ważne jest monitorowanie parametrów produkcji. Stosuje się nowoczesne metody analizy danych. Systemy nawadniające są coraz bardziej efektywne. Nowoczesne maszyny rolnicze zwiększają wydajność. Metody biologiczne ochrony roślin zyskują na znaczeniu.

Zwiększa się wykorzystanie produktów ubocznych. Służą w różnych gałęziach przemysłu. Optymalizacja procesów technologicznych jest celem. Ma zwiększyć wydajność i wspierać zrównoważony rozwój.

Rośliny cukrodajne w Polsce

Polska ma długą historię produkcji cukru. Głównym surowcem jest burak cukrowy. Klimat Polski sprzyja jego uprawie. Jesteśmy ważnym producentem buraków w Europie.

Burak cukrowy – główny surowiec w Polsce

W Polsce klimat najlepiej sprzyja uprawie buraka cukrowego. Dlatego jest to nasz podstawowy surowiec. Pierwsza cukrownia z buraków powstała w 1802 roku. Uprawia się go na dużą skalę. Polska jest w czołówce europejskich producentów buraków cukrowych.

Trzcina cukrowa – uprawa w Polsce?

Uprawa trzciny cukrowej w Polsce jest bardzo trudna. Roślina potrzebuje klimatu tropikalnego lub subtropikalnego. Niskie temperatury i przymrozki są problemem. Uprawa w klimacie umiarkowanym jest trudna lub niemożliwa. Wymaga warunków podobnych do tropikalnych. Można próbować uprawiać w szklarniach. Wymaga to regularnego podlewania. Uprawa w Polsce wymaga wysokich nakładów. Potrzebna jest też duża cierpliwość. Roślina nie wytwarza nasion w naszych warunkach.

Istnieją doniesienia o uprawie na niewielką skalę. Plantacje trzciny cukrowej w Polsce znajdują się głównie w okolicach Świnoujścia. Są też wzmianki o uprawie w okolicach Grudziądza. Uprawa na wielu hektarach w okolicach Grudziądza wydaje się być wyjątkiem. Wymaga specyficznych warunków i nakładów. Cena trzciny cukrowej w Polsce jest relatywnie wysoka. Wynika to z kosztów importu lub trudności lokalnej uprawy.

Uprawa trzciny cukrowej w Polsce jest możliwa tylko w pomieszczeniach zamkniętych. Można próbować uprawiać w domu w doniczkach. Wymaga to zapewnienia odpowiednich warunków. Ziemia i klimat nie są naturalnie sprzyjające. Farmerzy podkreślają, że w naszej strefie trudno produkować cukier z czegoś innego niż burak. Mimo potencjalnej opłacalności trzciny.

• Zapewnij żyzną glebę i nawodnienie dla uprawy w Polsce.
• Rozważ uprawę w szklarni lub w domu.
• Pamiętaj o wysokich kosztach i trudnościach uprawy w klimacie Polski.

Podsumowanie

Trzcina cukrowa i burak cukrowy to filary światowej produkcji cukru. Każda z tych roślin ma swoje specyficzne wymagania. Trzcina cukrowa dominuje w tropikach. Burak cukrowy jest kluczowy w klimacie umiarkowanym. Procesy produkcji cukru z obu roślin są zaawansowane technologicznie. Generują cenne produkty uboczne. Wykorzystuje się je w wielu gałęziach przemysłu. Branża cukrownicza stoi przed wyzwaniami. Zmiany klimatyczne wymagają opracowania odporniejszych odmian. Zrównoważony rozwój i nowe technologie kształtują przyszłość produkcji cukru. Polska koncentruje się na uprawie buraka cukrowego. Uprawa trzciny cukrowej pozostaje w sferze eksperymentów. Wymaga specjalistycznych warunków.

Zobacz także:

• Uprawa pszenicy ozimej krok po kroku
• Karmienie pszczół – klucz do zdrowia i siły rodziny
• Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Siedlcach – Tradycja i Nowoczesność
• Zakład Przemysłu Mięsnego Biernacki Sp. z o.o. – Lider w Produkcji Wołowiny w Golinie
• Anapolon (Oxymetholon) – Potężny Środek dla Wzrostu Mięśni i Siły