Са́харный тростни́к культиви́руемый, или Сахарный тростник благородный () — вид рода семейства Злаки. Используется человеком наряду с сахарной свёклой для получения сахара.

Распространение и среда обитания Сахарный тростник культивируемый — многолетнее травянистое растение, разводимое во многочисленных разновидностях в тропиках, от 35° с. ш. до 30° ю. ш., а в Южной Америке поднимающееся в горы на высоту произрастания до 3000 метров от уровня моря.

Сахарный тростник культивируемый происходит, наиболее вероятно, из Новой Гвинеи. Этот тростник может произрастать только в тропических регионах с подходящим климатом и почвойSharpe P. Sugar Cane: Past and Present . — Illinois: Southern Illinois University, 1998..

Ботаническое описание

Многолетнее быстрорастущее растение с корневищем высотой до 4—6 м.

Корневище короткочленистое, сильно укореняющееся.

Стебли многочисленные, плотные, цилиндрические, полые, узловатые, зелёные, жёлтые, фиолетовые. Поперечник стебля до 5 см.

Листья крупные, широкие (от 60 см до 1,5 м длины и 4—5 см ширины), напоминающие листья кукурузы.

Стебель заканчивается соцветием — пирамидальной метёлкой 30—60 см длины; колосья мелкие, одноцветные, собранные попарно и снизу опушённые волосками.

История окультуривания

Культура сахарного тростника возникла в глубокой древности. Сахар, добываемый из сахарного тростника, на санскрите звучит как «саркура», на арабском называется «сукер», на персидском — «шакар». Сахар упоминается у древних европейских писателей под именем «saccharum» (у Плиния), но ещё как весьма редкое и дорогое вещество, идущее лишь на лекарство. Китайцы научились рафинировать сахар уже в VIII веке, а арабские писатели IX века упоминают о сахарном тростнике как о растении, которое выращивали на берегу Персидского залива. В XII веке арабы перевезли его в Египет, Сицилию и на Мальту. В середине XV века сахарный тростник появился на Мадейре и на Канарских островах. В 1493 году из Европы сахарный тростник был перевезён в Америку, на Антильские острова, и на острове Сан-Доминго его стали выращивать в больших объёмах, так как к этому времени употребление сахара сильно возросло. Затем в начале XVI века сахарный тростник появился в Бразилии, в 1520 году в Мексике, в 1600 году — в Гвиане, в 1650-м — на острове Мартиника, в 1750-м — на острове Маврикий и т. д. В Европе возделывание сахарного тростника не получило распространения, потому что привозимый из тропиков сахар обходился дешевле. После открытия способа получения сахара из специально выведенной сахарной свёклы, выращивание сахарного тростника в Европе было прекращено.

Основные современные плантации сахарного тростника находятся в Юго-Восточной Азии (Индия, Индонезия, Филиппины), на Кубе, в Бразилии и Аргентине.

Биология культуры Разводится сахарный тростник черенками.

Культивация сахарного тростника требует тропического или субтропического климата, при минимум 600 мм годовых осадков. Сахарный тростник — одно из наиболее эффективно использующих фотосинтез растений, способно конвертировать более 2 % солнечной энергии в биомассу. В регионах, где тростник является приоритетной культурой, таких как Гавайи, урожай составляет до 20 кг с квадратного метра.

Способ добывания сахара из сахарного тростника

Для добывания сахара срезают стебли до их цветения; в стебле находится до 8—12 % клетчатки, 18—21 % сахара и 67—73 % воды, солей и белковых веществ. Срезанные стебли раздавливают железными валами и отжимают сок. В соке содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах. К сырому соку прибавляют свежегашёной извести для отделения белков и нагревают до 70 °C, затем фильтруют и выпаривают до кристаллизации сахара.

Выращивание

Kультурa сосредоточенa в тропической и субтропической климатической зоне между 30° северной и южной широты. Вегетационный период составляет от 12 до 16 месяцев. Для выращивания сахарного тростника необходимы осадки в пределах 1200—1600 мм / год, высокие температуры выше 20 °C, плодородная почва и интенсивное удобрение. Вид растет на различных почвах — от умеренно кислых до умеренно щелочных, при условии, что они хорошо дренированы, рыхлые, глубокие и сохраняют влагу. Растению требуется почва, богатая гумусом и питательными веществами. Долгий сезон дождей обеспечивает 7—10 месяцев роста растений, короткий сухой период — увеличение содержания сахара, облегчает доступ к полям, а также снижает потери, возникающие при срезании тростника при высокой влажности.

Вместе с кукурузой, различными видами проса и некоторыми другими полезными растениями сахарный тростник является разновидностью так называемой тропической высокоурожайной культуры. С помощью специальной физиологической уловки эти растения могут связывать значительно больше углекислого газа из атмосферы в процессе фотосинтеза в единицу времени, чем другие зеленые растения. Они содержат ферментативную систему, которая работает аналогично насосу с диоксидом углерода и обеспечивает значительный выход продукции при относительно низком потреблении воды. Однако этот дополнительный механизм в большинстве случаев связан с довольно высокими температурами, и поэтому полезные растения с типом метаболизма, сходным с сахарным тростником, культивируются только в теплых регионах Земли.

Большинство культурных растений запасают от ~0,25 % до 0,5 % энергии солнечного света в виде биомассы (кукурузные зёрна, картофельный крахмал и так далее). Исключением является только сахарный тростник, который способен запасать до 8 % солнечной энергии. Ниже приведена эффективность перевода энергии солнечного света в биомассу:

Растение Эффективность Растения, типичные 0,1 %Govindjee, What is photosynthesis? 0,2—2 %The Green Solar Collector; converting sunlight into algal biomass Wageningen University project (2005—2008) Типичный урожай растений 1—2 % Сахарный тростник 7—8 % (максимум)Light Absorption for Photosynthesis Rod Nave, HyperPhysics project, Georgia State University

Наилучшая температура для роста сахарного тростника составляет 30 °C. При 20 °C его рост сильно замедляется и останавливается ниже 15 °C. После сбора урожая корни и части стеблей остаются в почве, из которых растут новые растения. Из хорошего урожая можно получать от 100 до 150 тонн тростника на гектар в год (с 14 % до 17 % сахарозы, с 14 % до 16 % клетчатки и 2 % других растворимых продуктов). В больших объёмах сахарный тростник чаще всего культивируется в районах с небольшим разнообразием рельефа — это способствует механизации возделывания и транспортировки. Чтобы получить максимальный урожай сахара, тростник должен быть доставлен на сахарный завод как можно скорее и обработан.

Азотофиксация Некоторые сорта сахарного тростника способны связывать атмосферный азот бактерией Gluconacetobacter diazotrophicus. В отличие от бобовых и других азотфиксирующих растений, которые образуют корневые клубеньки в почве в сочетании с бактериями, G. diazotrophicus обитает в межклеточных пространствах стебля сахарного тростника. Покрытие семян бактериями — это недавно разработанная технология, которая может позволить каждому виду культур фиксировать азот для собственного использования.

Производство

Из сахарного тростника получают до 65 % мирового производства сахара. Он является одной из основных экспортных статей многих стран.

До 1980 года лидером по производству сахарного тростника являлась Индия, с 1980 года — Бразилия. До 1992 года третье место устойчиво занимала Куба; с начала 1990-х производство резко упало в связи с прекращением существования СССР.

Ведущие страны-производители сахарного тростника (тысячи тонн) (FAO):

+ Страна 2011 2022 Бразилия 734 000 724 428 Индия 342 382 439 425 КНР 115 124 103 381 Таиланд 95 950 92 096 Пакистан 55 309 87 981 Мексика 49 735 55 279 Колумбия 22 728 35 041 Индонезия 14 000 32 400 США 26 656 31 457 Австралия 25 182 28 669 Гватемала 18 952 26 080 Филиппины 34 000 23 455 ЮАР 16 800 17 991 Аргентина 25 000 16 583 Египет 15 765 15 977 Мьянма 11 507 Вьетнам 17 465 11 083 Куба 15 800 10 634 Боливия 9 659 Перу 9885 9 584 Кения 8 708 Иран 8 000Весь мир 1 794 359

См. также

Примечания

Ссылки

Категория:Злаки Категория:Сахарная промышленность Категория:Сахароносы