Zuckerrübe
| Zuckerrübe ⓘ | |
|---|---|
 Zuckerrübe, Illustration von Wurzel-, Blatt- und Blühmuster | |
| Art | Beta vulgaris |
| Unterart | Beta vulgaris subsp. vulgaris |
| Kultivar-Gruppe | Altissima-Gruppe |
| Herkunft | Schlesien, Mitte des 18. Jahrhunderts |
Die Zuckerrübe ist eine Pflanze, deren Wurzel eine hohe Konzentration an Saccharose enthält und die kommerziell zur Zuckergewinnung angebaut wird. In der Pflanzenzüchtung wird sie als Altissima-Sortengruppe der Gemeinen Rübe (Beta vulgaris) bezeichnet. Zusammen mit anderen Rübenkulturen wie Rote Bete und Mangold gehört sie zur Unterart Beta vulgaris subsp. vulgaris. Ihr nächster wilder Verwandter ist die Meerrübe (Beta vulgaris subsp. maritima). ⓘ
Im Jahr 2020 waren Russland, die Vereinigten Staaten, Deutschland, Frankreich und die Türkei die fünf größten Zuckerrübenproduzenten der Welt. In den Jahren 2010-2011 produzierten Nordamerika und Europa nicht genug Zucker aus Zuckerrüben, um die gesamte Inlandsnachfrage nach Zucker zu decken, und waren alle Nettoimporteure von Zucker. Die USA ernteten 2008 1.004.600 Acres (406.547 ha) Zuckerrüben. Im Jahr 2009 betrug der Anteil der Zuckerrüben an der weltweiten Zuckerproduktion 20 % und bis 2013 fast 30 %. Der Rest des weltweit produzierten Zuckers wird aus Zuckerrohr gewonnen. ⓘ
Die Zuckerrübe ist die bedeutendste Zuckerpflanze der gemäßigten Breiten. Bei der Zuckerherstellung fallen Nebenprodukte an, die als Futtermittel oder Substrat für Fermentationen verwendet werden. ⓘ
Zunehmend ist die Bedeutung von Zuckerrüben als nachwachsender Rohstoff, z. B. zur Herstellung von Bioethanol und Biogas. ⓘ
Beschreibung
Die Zuckerrübe hat eine kegelförmige, weiße, fleischige Wurzel (eine Pfahlwurzel) mit einer flachen Krone. Die Pflanze besteht aus der Wurzel und einer Blattrosette. Der Zucker wird durch Photosynthese in den Blättern gebildet und dann in der Wurzel gespeichert. ⓘ
Die Wurzel der Rübe enthält 75 % Wasser, etwa 20 % (oder 18 %) Zucker und 5 % Fruchtfleisch. Der genaue Zuckergehalt kann je nach Sorte und Anbaubedingungen zwischen 12 % und 21 % Zucker variieren. Der Zucker ist der Hauptwert der Zuckerrübe als Nutzpflanze. Die Schnitzel, die in Wasser unlöslich sind und hauptsächlich aus Zellulose, Hemizellulose, Lignin und Pektin bestehen, werden als Tierfutter verwendet. Die Nebenprodukte der Zuckerrübenernte, wie Schnitzel und Melasse, tragen weitere 10 % zum Wert der Ernte bei. ⓘ
Zuckerrüben wachsen ausschließlich in der gemäßigten Zone, im Gegensatz zu Zuckerrohr, das ausschließlich in der tropischen und subtropischen Zone wächst. Das durchschnittliche Gewicht einer Zuckerrübe liegt zwischen 0,5 und 1 kg. Das Laub der Zuckerrüben hat eine satte, leuchtend grüne Farbe und wird bis zu 35 cm hoch. Die Blätter sind zahlreich und breit und wachsen büschelweise aus der Krone der Rübe, die sich in der Regel auf oder knapp über der Bodenoberfläche befindet. ⓘ
Geschichte
Die moderne Zuckerrübe stammt aus der Mitte des 18. Jahrhunderts aus Schlesien, wo Friedrich der Große, König von Preußen, Versuche zur Zuckergewinnung subventionierte. Im Jahr 1747 isolierte Andreas Marggraf Zucker aus Rüben und fand ihn in Konzentrationen von 1,3-1,6 %. Er wies auch nach, dass der Zucker, der aus Rüben extrahiert werden konnte, mit dem aus Zuckerrohr hergestellten identisch war. Sein Schüler Franz Karl Achard untersuchte 23 Sorten der Mangoldwurzel auf ihren Zuckergehalt und wählte eine lokale Sorte aus Halberstadt im heutigen Sachsen-Anhalt, Deutschland, aus. Moritz Baron von Koppy und sein Sohn selektierten aus dieser Sorte weiße, konische Knollen. Die Selektion erhielt den Namen "weiße schlesische Zuckerrübe" und wies einen Zuckergehalt von etwa 6 % auf. Diese Selektion ist der Stammvater aller modernen Zuckerrüben. ⓘ
Aufgrund eines königlichen Dekrets wurde 1801 in Kunern in Schlesien (heute Konary, Polen) die erste Fabrik zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben eröffnet. Die schlesische Zuckerrübe wurde bald darauf in Frankreich eingeführt, wo Napoleon eigens Schulen zur Erforschung der Pflanze eröffnete. Außerdem ordnete er an, dass 28 000 Hektar (69 000 Morgen) für den Anbau der neuen Zuckerrübe genutzt werden sollten. Damit reagierte er auf die britische Blockade des Rohrzuckers während der Napoleonischen Kriege, die letztlich das rasche Wachstum der europäischen Zuckerrübenindustrie förderte. Um 1840 wurden etwa 5 % des weltweiten Zuckers aus Zuckerrüben gewonnen, und bis 1880 hatte sich diese Zahl mehr als verzehnfacht und lag bei über 50 %. Die Zuckerrübe wurde nach 1830 in Nordamerika eingeführt, und die erste kommerzielle Produktion begann 1879 auf einer Farm in Alvarado, Kalifornien. Auch in Chile wurde die Zuckerrübe um 1850 von deutschen Siedlern eingeführt. ⓘ
Schöpfung
"Die Rübenwurzel ergibt, wenn sie gekocht wird, einen Saft, der dem Zuckersirup ähnlich ist und wegen seiner zinnoberroten Farbe schön anzusehen ist" (1575). Dies schrieb der Wissenschaftler Olivier de Serres im 16. Jahrhundert, der ein Verfahren zur Herstellung von Zuckersirup aus der gewöhnlichen roten Rübe entdeckte. Da es jedoch bereits kristallisierten Rohrzucker gab, der besser schmeckte, setzte sich dieses Verfahren nie durch. Diese Geschichte ist bezeichnend für die Geschichte der Zuckerrübe. Der Wettbewerb zwischen Rübenzucker und Zuckerrohr um die Vorherrschaft auf dem Zuckermarkt spielt sich von der ersten Gewinnung eines Zuckersirups aus einer Gartenrübe bis in die heutige Zeit ab. ⓘ
Die Verwendung von Zuckerrüben zur Gewinnung von kristallisiertem Zucker geht auf das Jahr 1747 zurück, als Andreas Sigismund Marggraf, Professor für Physik an der Akademie der Wissenschaften in Berlin, entdeckte, dass es in Gemüse einen Zucker gibt, der in seinen Eigenschaften dem aus Zuckerrohr gewonnenen ähnelt. Er stellte fest, dass die weiße Rübe die beste pflanzliche Quelle für die Gewinnung von Zucker ist. Obwohl es Marggraf gelang, reinen Zucker aus Rüben zu isolieren, kam die kommerzielle Herstellung von Zucker aus Rüben erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts in Gang. Marggrafs Schüler und Nachfolger Franz Karl Achard begann 1784 mit der selektiven Züchtung von Zuckerrüben aus der Weißen Schlesischen Futterrübe". Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wiesen seine Rüben einen Zuckergehalt von 5-6 % des Trockengewichts auf, verglichen mit etwa 20 % (oder 18 %) bei modernen Sorten. Unter der Schirmherrschaft von Friedrich Wilhelm III. von Preußen eröffnete er 1801 in Cunern (polnisch: Konary) in Schlesien die erste Rübenzuckerfabrik der Welt. ⓘ
Frankreich
Die Arbeit von Achard erregte bald die Aufmerksamkeit von Napoleon Bonaparte, der eine Kommission von Wissenschaftlern nach Schlesien entsandte, um die Fabrik von Achard zu untersuchen. Nach ihrer Rückkehr wurden zwei kleine Fabriken in der Nähe von Paris errichtet. Obwohl diese Fabriken nicht ganz erfolgreich waren, interessierten die erzielten Ergebnisse Napoleon sehr. Als zwei Ereignisse, die Blockade Europas durch die britische Royal Navy und die haitianische Revolution, die Einfuhr von Rohrzucker unhaltbar machten, ergriff Napoleon die Gelegenheit, die der Rübenzucker bot, um den Mangel zu beheben. 1811 erließ Napoleon ein Dekret, mit dem er eine Million Francs für die Einrichtung von Zuckerschulen bereitstellte und die Landwirte verpflichtete, im folgenden Jahr eine große Fläche mit Zuckerrüben zu bepflanzen. Außerdem verbot er ab 1813 die weitere Einfuhr von Zucker aus der Karibik. ⓘ
Die Zahl der Mühlen stieg in den 1820er und 1830er Jahren beträchtlich an und erreichte 1837 einen Höchststand von 543. Die Zahl sank auf 382 im Jahr 1842, wobei in jenem Jahr etwa 22,5 Millionen kg Zucker produziert wurden. ⓘ
Westeuropa
Infolge der französischen Fortschritte in der Zuckerrübenproduktion und -verarbeitung während der Napoleonischen Kriege entwickelte sich die Rübenzuckerindustrie in Europa rasch. Eine neue Steuer, die 1810 in Deutschland erhoben wurde, gab den Anstoß zu Versuchen, den Zuckergehalt der Rüben zu erhöhen. Der Grund dafür war, dass die Steuer den Wert der Zuckerrübenernte auf der Grundlage des unverarbeiteten Gewichts der Zuckerrüben und nicht des daraus gewonnenen raffinierten Zuckers bewertete. 1812 entwickelte der Franzose Jean-Baptiste Quéruel im Auftrag des Industriellen Benjamin Delessert ein industriell nutzbares Verfahren zur Zuckergewinnung. Im Jahr 1837 war Frankreich der größte Zuckerrübenproduzent der Welt, eine Position, die es auch 2010 noch innehatte. 1837 produzierten 542 Fabriken in Frankreich 35.000 Tonnen Zucker. Bis 1880 wurde Deutschland jedoch zum größten Zuckerproduzenten aus Zuckerrüben in der Welt, da die deutschen Fabriken den größten Teil der in Ostfrankreich angebauten Zuckerrüben verarbeiteten. ⓘ
In den 1850er Jahren erreichte die Zuckerrübenproduktion auch Russland und die Ukraine. Ermöglicht wurde dies durch den Schutz der Zuckerrübenindustrie durch Prämien oder Subventionen, die die jeweiligen Regierungen den Zuckerrübenerzeugern für die Ausfuhr ihres Zuckers zahlten. Der Schutz der Zuckerrübenindustrie durch diese Prämien hat der Rohrzuckerindustrie und ihrem Einfluss auf den britischen Zuckermarkt drastisch geschadet. Die Folge war ein Rückgang der Produktion von Rohrzucker, Melasse und Rum bis 1915. Während des Ersten Weltkriegs zerstörte der weit verbreitete Konflikt große Flächen, die den Zuckerrübenerzeugern gedient hatten, und ein Großteil der verbleibenden Zuckerrübenflächen wurde für den Getreideanbau umgewidmet. Dies führte zu einer Verknappung, die die schrumpfende Rohrzuckerindustrie wiederbelebte. ⓘ
Vereinigte Staaten
Die ersten Versuche, Zuckerrüben anzubauen, wurden von Abolitionisten in Neuengland unternommen. Die "Beet Sugar Society of Philadelphia" wurde 1836 gegründet und warb für selbst produzierten Rübenzucker als Alternative zu dem von Sklaven produzierten Rohrzucker aus Westindien oder dem aus Asien importierten Zucker (der als "freier Zucker" bezeichnet wurde, weil er ohne Sklaverei angebaut wurde), der aber "schrecklich" schmeckte. Diese Bewegung scheiterte, vielleicht vor allem wegen der Unbeliebtheit der Abolitionisten zu jener Zeit, zumindest bis zum Bürgerkrieg, als diese Assoziationen irrelevant wurden und nur die wirtschaftliche Machbarkeit der Industrie blieb. ⓘ
In den 1850er Jahren unternahm die im Besitz der LDS-Kirche befindliche Deseret Manufacturing Company in Utah einen Versuch, Zuckerrüben anzubauen und zu verarbeiten, der jedoch aus mehreren Gründen scheiterte. Erstens konnten die aus Frankreich importierten Zuckerrübensamen auf dem stark versalzten Boden Utahs kaum Zucker produzieren. Zweitens zehrten die Kosten für die Einfuhr des Rübensaatguts aus Frankreich jegliche Gewinnmöglichkeiten auf. Und schließlich wusste keiner der Betreiber der Fabrik, wie man die Chemikalien zur Trennung des Zuckers von den Rübenschnitzeln richtig anwendet. ⓘ
Die erste erfolgreiche Zuckerrübenfabrik wurde 1870 von E. H. Dyer in Alvarado, Kalifornien (heute Union City), gebaut, war aber bis 1879 nicht rentabel. Die Fabrik lebte von Subventionen, da das Stigma der Abolitionisten, das die Entwicklung der Zuckerrübenindustrie behindert hatte, mit dem Bürgerkrieg verschwunden war. Nach diesem ersten Erfolg in Alvarado expandierte die Zuckerrübenindustrie rasch. Forschungsarbeiten von Rachel Lloyd an der Universität von Nebraska in den späten 1880er Jahren führten zu einem starken Anstieg der Produktion im Bundesstaat Nebraska. 1889 gelang es Arthur Stayner und anderen, die Führer der LDS-Kirche davon zu überzeugen, einen zweiten Versuch zu unterstützen, was zur Gründung der Utah-Idaho Sugar Company führte. ⓘ
Die Investitionen in Fabriken erforderten eine ausreichende Versorgung mit Zuckerrüben. In Zentral-Colorado und West-Nebraska wurde dieses Angebot im Wesentlichen von Deutschen aus Russland bereitgestellt, die bereits Experten im Zuckerrübenanbau waren, als sie um 1890-1905 in großer Zahl einwanderten. ⓘ
Bis 1914 erreichte die Zuckerrübenindustrie in den USA die Produktion ihrer europäischen Pendants. Die größten Zuckerrübenproduzenten in den USA waren bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkriegs Kalifornien, Utah und Nebraska. In Kalifornien waren die japanischen Amerikaner ein wichtiger Bestandteil der Landwirtschaft und der Produktion. Als sie während des Zweiten Weltkriegs interniert wurden, kam die Zuckerrübenproduktion in Kalifornien zum Erliegen und wurde weitgehend ins Landesinnere verlagert, etwa nach Idaho, Montana, North Dakota und Utah. In vielen der Regionen, in denen während des Krieges neue Zuckerrübenfarmen gegründet wurden, waren die Landwirte mit dem Zuckerrübenanbau nicht vertraut und stellten daher japanisch-amerikanische Arbeiter aus Internierungslagern ein, die mit der Zuckerrübenproduktion vertraut waren, um auf den Farmen zu arbeiten. ⓘ
Zuckerrüben werden in 11 Bundesstaaten angebaut und machen 55 % der US-amerikanischen Zuckerproduktion aus, verglichen mit Zuckerrohr, das in Florida, Hawaii, Louisiana, Texas und Puerto Rico kommerziell angebaut wird und 45 % der US-amerikanischen Zuckerproduktion ausmacht. ⓘ
Vereinigtes Königreich
Zuckerrüben wurden im Vereinigten Königreich erst ab Mitte der 1920er Jahre in größerem Umfang angebaut, als 17 Verarbeitungsfabriken gebaut wurden, nachdem es während des Krieges zu Engpässen bei der Einfuhr von Rohrzucker gekommen war. Vor dem Ersten Weltkrieg importierte das Vereinigte Königreich mit seinem weit verzweigten Imperium den Zucker einfach vom billigsten Markt. Der Erste Weltkrieg hatte jedoch zu einer Zuckerknappheit geführt, die den Aufbau einer eigenen Produktion erforderlich machte. Die erste Fabrik zur Verarbeitung von Zuckerrüben wurde 1860 in Lavenham in Suffolk gebaut, scheiterte aber nach wenigen Jahren, da sie nicht die staatliche Unterstützung erhielt, die ihre Pendants auf dem Kontinent erhielten. Gegen Ende des Jahrhunderts wurde die Zuckerproduktion eingestellt und die Fabrik als Lagerhaus für Pferdehaar und Matten umfunktioniert. Sie wurde 1905 durch ein Feuer völlig zerstört, und heute ist keine Spur mehr davon zu sehen. Die Niederländer errichteten 1912 die erste erfolgreiche Fabrik in Cantley in Norfolk, die mäßig erfolgreich war, da sie aufgrund ihrer niederländischen Unterstützung niederländische Subventionen erhielt. ⓘ
Zuckerrübensaatgut aus Frankreich wurde in den Jahreskatalogen von Gartons Agricultural Plant Breeders seit der Gründung des Unternehmens im Jahr 1898 bis zur Einführung der ersten eigenen Sorten im Jahr 1909 aufgeführt. Im Jahr 1915 wurde die British Sugar Beet Society gegründet, um ein Beispiel für eine einheimische Zuckerrübenindustrie zu schaffen, um eine staatliche Finanzierung zu erhalten, die mit dem British Sugar (Subsidy) Act 1925 gewährt wurde. Die Zuckerrübenindustrie im Vereinigten Königreich wurde schließlich subventioniert, was der einheimischen Industrie, die in den Jahren seit 1915 schwankende Gewinne und Verluste verzeichnet hatte, Stabilität verlieh. Die British Power Alcohol Association wurde 1924 gegründet, um die Verwendung von Zuckerrüben als Brennstoff zu fördern. ⓘ
Russland
Hinweise auf die Zuckerherstellung aus Rüben in Russland gehen auf das Jahr 1802 zurück. Jakob Esipow errichtete in der Provinz Tula die erste russische Fabrik, die Zucker aus Rüben herstellte. ⓘ
Während der Sowjetzeit wurden einige besonders beeindruckende Fortschritte bei der Saatgutentwicklung erzielt, von denen die Entwicklung frostbeständiger Zuckerrüben am nützlichsten war, wodurch das Anbaugebiet der Zuckerrübe weiter ausgedehnt wurde. ⓘ
Australien und Neuseeland
In der australischen Kolonie, dem späteren Bundesstaat Victoria, gab es nach 1865 verschiedene Versuche, Zuckerrüben anzubauen. Im Jahr 1896 wurde in der Gegend um Maffra eine Industrie gegründet. Aufgrund einer Dürre im Jahr 1899 wurde sie unrentabel und die Fabrik wurde von der Regierung Victorias übernommen. Sie wurde 1910 wiedereröffnet, und die Industrie florierte in den Zwischenkriegsjahren. Die Produktion erreichte ihren Höhepunkt in den Jahren 1939-1940. Der Zweite Weltkrieg wirkte sich auf die Industrie aus, da er ihr die Arbeitskräfte entzog. Nach Kriegsende zogen die örtlichen Landwirte die Milchwirtschaft der arbeitsintensiven und weniger rentablen Zuckerrübenproduktion vor, und die Fabrik wurde 1948 geschlossen. Sie war die einzige bedeutende Zuckerrübenfabrik in Australien. Australien ist nach wie vor ein bedeutender Zuckerproduzent, aber die gesamte Produktion wird aus Zuckerrohr hergestellt, das in Queensland und im nördlichen New South Wales angebaut wird. ⓘ
In Neuseeland werden Zuckerrüben in großem Umfang als Viehfutter angebaut, und diese Praxis hat sich auch in einigen Teilen Australiens verbreitet. ⓘ
Kultur
Die Zuckerrübe benötigt wie das Zuckerrohr einen besonderen Boden und ein geeignetes Klima für ihren erfolgreichen Anbau. Wichtigste Voraussetzung ist ein nährstoffreicher, humusreicher Boden, der viel Feuchtigkeit aufnehmen kann. Ein gewisser Alkaligehalt ist nicht unbedingt schädlich, da Zuckerrüben nicht besonders empfindlich auf eine gewisse Alkalität reagieren. Der Boden sollte ziemlich eben und gut durchlässig sein, vor allem, wenn er bewässert wird. ⓘ
Großflächige Kulturen können sowohl auf Sandböden als auch auf schweren Lehmböden angebaut werden, der ideale Boden ist jedoch ein sandiger Lehm, d. h. eine Mischung aus organischen Stoffen, Ton und Sand. Ein kiesiger Untergrund oder das Vorhandensein von Hartgestein ist nicht wünschenswert, da der Anbau bis zu einer Tiefe von 12 bis 15 Zoll (30,5 bis 38,1 cm) erforderlich ist, um die besten Ergebnisse zu erzielen. ⓘ
Die klimatischen Bedingungen, Temperatur, Sonnenschein, Niederschlag und Wind, haben einen großen Einfluss auf den Erfolg des Zuckerrübenanbaus. Eine Temperatur zwischen 15 und 21 °C während der Wachstumsmonate ist am günstigsten. Ohne ausreichende Bewässerung sind 460 mm Niederschlag erforderlich, um eine durchschnittliche Ernte zu erzielen. Starke Winde sind schädlich, da sie im Allgemeinen das Land verkrusten und die jungen Rüben daran hindern, durch den Boden zu kommen. Die besten Ergebnisse werden an der Küste Südkaliforniens erzielt, wo warme, sonnige Tage, gefolgt von kühlen, nebligen Nächten, die bevorzugten Wachstumsbedingungen für Zuckerrüben zu sein scheinen. Lang anhaltende, aber nicht zu intensive Sonneneinstrahlung ist der wichtigste Faktor für den erfolgreichen Anbau von Zuckerrüben. In Äquatornähe reduzieren die kürzeren Tage und die größere Sonnenwärme den Zuckergehalt der Rüben stark. ⓘ
In hoch gelegenen Regionen wie Idaho, Colorado und Utah, wo die Temperaturen tagsüber hoch, die Nächte aber kühl sind, ist die Qualität der Zuckerrüben ausgezeichnet. In Michigan sorgen die langen Sommertage aufgrund des relativ hohen Breitengrades (die Lower Peninsula, auf die sich die Produktion konzentriert, liegt zwischen dem 41. und 46. nördlichen Breitengrad) und der Einfluss der Großen Seen für zufriedenstellende klimatische Bedingungen für den Zuckerrübenanbau. Sebewaing, Michigan, liegt in der Thumb-Region von Michigan; sowohl die Region als auch der Staat sind wichtige Zuckerrübenerzeuger. In Sebewaing befindet sich eine der vier Fabriken der Michigan Sugar Company. Die Stadt veranstaltet jährlich das Michigan Sugar Festival. ⓘ
Um erfolgreich Rüben anzubauen, muss der Boden richtig vorbereitet werden. Das tiefe Pflügen ist der erste Grundsatz des Rübenanbaus. Er ermöglicht es den Wurzeln, ungehindert in den Unterboden einzudringen, wodurch die Rüben daran gehindert werden, aus dem Boden herauszuwachsen, und ermöglicht es ihnen außerdem, dem Unterboden viele Nährstoffe und Feuchtigkeit zu entziehen. Ist der Untergrund zu hart, können die Wurzeln ihn nur schwer durchdringen, so dass die Pflanze während des Wachstums nach oben und aus dem Boden gedrückt wird. Ein harter Unterboden ist wasserundurchlässig und verhindert eine gute Drainage. Er sollte jedoch nicht zu locker sein, da das Wasser dann ungehindert passieren kann, was nicht wünschenswert ist. Idealerweise sollte der Boden tiefgründig, ziemlich fein und für die Wurzeln leicht durchlässig sein. Außerdem sollte er in der Lage sein, Feuchtigkeit zu speichern und gleichzeitig eine freie Luftzirkulation und eine gute Drainage zu ermöglichen. Der Zuckerrübenanbau erschöpft den Boden schnell. Eine Fruchtfolge ist empfehlenswert und notwendig. Normalerweise werden die Rüben jedes dritte Jahr auf demselben Boden angebaut, während in den beiden anderen Jahren Erbsen, Bohnen oder Getreide angebaut werden. ⓘ
In den meisten gemäßigten Klimazonen werden die Rüben im Frühjahr gepflanzt und im Herbst geerntet. Am nördlichen Ende ihres Verbreitungsgebiets können in Vegetationsperioden von nur 100 Tagen wirtschaftlich rentable Zuckerrübenkulturen angebaut werden. In wärmeren Klimazonen, wie etwa im kalifornischen Imperial Valley, werden Zuckerrüben im Herbst gepflanzt und im Frühjahr geerntet. In den letzten Jahren hat Syngenta die so genannte tropische Zuckerrübe entwickelt. Sie ermöglicht es der Pflanze, in tropischen und subtropischen Regionen zu wachsen. Die Rüben werden aus einem kleinen Saatgut gepflanzt; 1 kg Rübensamen enthält 100.000 Samen und reicht für die Bepflanzung von einem Hektar Boden (ein Pfund oder 0,45 kg reicht für die Bepflanzung von einem Acker oder 0,40 Hektar). ⓘ
Bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts war der Zuckerrübenanbau sehr arbeitsintensiv, da die Unkrautbekämpfung durch eine dichte Bepflanzung erfolgte, die dann während der Vegetationsperiode zwei- oder dreimal manuell mit einer Hacke ausgedünnt werden musste. Auch die Ernte erforderte viele Arbeitskräfte. Zwar konnten die Wurzeln mit einem pflugähnlichen Gerät, das von einem Pferdegespann gezogen werden konnte, herausgehoben werden, doch der Rest der Vorbereitung erfolgte von Hand. Ein Arbeiter packte die Rüben an den Blättern, klopfte sie zusammen, um lose Erde freizuschütteln, und legte sie dann in einer Reihe aus, die Wurzeln auf der einen Seite, das Grünzeug auf der anderen. Ein zweiter Arbeiter, der mit einem Rübenhaken (einem kurzstieligen Werkzeug zwischen einem Schnabelhaken und einer Sichel) ausgerüstet war, folgte ihm, hob die Rübe an und hackte mit einem einzigen Handgriff die Krone und die Blätter von der Wurzel ab. Auf diese Weise hinterließ er eine Reihe von Rüben, die auf einen Karren geladen werden konnten. ⓘ
Heute haben maschinelle Aussaat, Herbizideinsatz zur Unkrautbekämpfung und maschinelle Ernte diese Abhängigkeit von der manuellen Arbeit in der Landwirtschaft verdrängt. Ein Wurzelschläger schneidet mit einer Reihe von Messern das Blatt und die Krone (die einen hohen Anteil an nicht zuckerhaltigen Verunreinigungen enthält) von der Wurzel ab. Der Rübenroder hebt die Wurzel an und entfernt die überschüssige Erde von der Wurzel in einem einzigen Durchgang über das Feld. Ein moderner Mähdrescher kann in der Regel sechs Reihen auf einmal abdecken. Während der Mähdrescher das Feld abfährt, werden die Rüben in Lkws gekippt und dann zur Fabrik geliefert. Das Förderband trägt dann weitere Erde ab. ⓘ
Sollen die Rüben für eine spätere Lieferung aufbewahrt werden, werden sie zu Klammern geformt. Um die Rüben vor der Witterung zu schützen, werden Strohballen verwendet. Wenn die Klammer gut gebaut ist und über die richtige Belüftung verfügt, verderben die Rüben nicht wesentlich. Rüben, die einfrieren und dann auftauen, produzieren komplexe Kohlenhydrate, die in der Fabrik zu erheblichen Produktionsproblemen führen. Im Vereinigten Königreich kann die Ladung am Werkstor von Hand geprüft werden, bevor sie angenommen wird. ⓘ
In den USA beginnt die Herbsternte mit dem ersten harten Frost, der die Photosynthese und das weitere Wachstum der Wurzel unterbricht. Je nach den örtlichen klimatischen Bedingungen kann sie innerhalb weniger Wochen erfolgen oder sich über die gesamten Wintermonate erstrecken. Die Ernte und Verarbeitung der Rüben wird als "Kampagne" bezeichnet, was die Organisation widerspiegelt, die erforderlich ist, um die Ernte in einem gleichmäßigen Rhythmus an die Verarbeitungsbetriebe zu liefern, die während der gesamten Ernte und Verarbeitung rund um die Uhr arbeiten (im Vereinigten Königreich dauert die Kampagne etwa fünf Monate). In den Niederlanden ist dieser Zeitraum als "de bietencampagne" bekannt, eine Zeit, in der man auf den Straßen der Region vorsichtig fahren sollte, da der von Natur aus hohe Lehmanteil des Bodens zu rutschigen Straßen führt, wenn die Erde während des Transports von den Anhängern fällt. ⓘ
Man baut die Zuckerrübe gern nach gedüngtem Wintergetreide an, stürzt die Stoppel so bald wie möglich, pflügt nach einigen Wochen tief und eggt und walzt im Frühjahr. Will man frisch düngen, so muss der Dünger sehr zeitig im Herbst in den Boden gebracht werden. Von den mineralischen Düngemitteln stehen Phosphate in erster Reihe. Da die Vegetationszeit 26 bis 30 Wochen dauert, sät man so früh wie möglich, Ende März oder Anfang April und zwar aufs flache Land oder in Kämme, in Reihen oder in Tüpfeln als Dippelsaat. Je reicher der Boden, desto enger muss gebaut werden, um nicht zu große Rüben zu erhalten. Bei der Reihensaat gibt man einen Abstand von 30 bis 50 Zentimetern, die Tüpfelsaat wird in der Regel mit der Dibbelmaschine ausgeführt. Man braucht hierbei 9 bis 10 Kilogramm, bei der Drillsaat 15 bis 20 Kilogramm Samen pro Hektar. Eventuelle Verkrustung des Bodens vor Aufgehen der Saat wird durch Überfahren mit einer Stachelwalze beseitigt, später hackt man zwei- oder dreimal und lässt schließlich ein leichtes Behäufeln folgen. Nach dem ersten Hacken werden die Rüben auf 18 bis 20 Zentimeter vereinzelt, und man erleichtert diese Arbeit bei der Reihensaat, indem man querüber mit der Pferdehacke durchzieht. Von den übrigbleibenden Pflanzen zieht man alle bis auf die stärksten aus und legt sie zwischen die Reihen, um das Aufkommen des Unkrauts zu verhindern. ⓘ
Produktionsstatistiken
| Rang | Land | Erzeugung (Millionen Tonnen) ⓘ |
|---|---|---|
| 1 |  Russland |
33.9 |
| 2 |  Vereinigte Staaten |
30.5 |
| 3 |  Deutschland |
28.6 |
| 4 |  Frankreich |
26.2 |
| 5 |  Türkei |
23.0 |
| 6 |  Polen |
14.2 |
| 7 |  Ägypten |
13.0 |
| 8 |  China |
11.6 |
| 9 |  Ukraine |
9.2 |
| 10 |  Niederlande |
6.7 |
| Insgesamt | Welt | 252.9 |
Im Jahr 2020 wurden weltweit 252.968.843 Tonnen (249.000.000 lange Tonnen; 278.900.000 kurze Tonnen) Zuckerrüben geerntet. Der weltweit größte Produzent war Russland mit einer Ernte von 33.915.086 Tonnen (33.400.000 lange Tonnen; 37.400.000 kurze Tonnen). Der durchschnittliche Ertrag der Zuckerrübenkulturen lag weltweit bei 58,2 Tonnen pro Hektar. ⓘ
Die produktivsten Zuckerrübenbetriebe der Welt befanden sich 2010 in Chile mit einem landesweiten Durchschnittsertrag von 87,3 Tonnen pro Hektar. ⓘ
Die Landwirte im Imperial Valley (Kalifornien) haben Erträge von etwa 160 Tonnen pro Hektar und über 26 Tonnen Zucker pro Hektar erzielt. Die Betriebe im Imperial Valley profitieren von der hohen Intensität der Sonneneinstrahlung und dem intensiven Einsatz von Bewässerung und Düngemitteln. ⓘ
Die Zuckerindustrie in der EU geriet 2006 unter bürokratischen Druck, was letztlich zum Verlust von 20.000 Arbeitsplätzen führte, obwohl viele Fabriken, wie eine spätere EU-Prüfung im Jahr 2010 ergab, fälschlicherweise geschlossen wurden, da sie auch ohne staatliche Eingriffe rentabel waren. Westeuropa und Osteuropa produzierten nicht genug Zucker aus Zuckerrüben, um die Gesamtnachfrage nach Zucker in den Jahren 2010-2011 zu decken, und waren Nettoimporteure von Zucker. ⓘ
Zum Vergleich: Österreich erzeugte im gleichen Zeitraum 2.091.690 t und die Schweiz 1.423.529 t. Europa produzierte insgesamt 157.098.827 t, dies entsprach 62,1 % der Weltproduktion. ⓘ
Verarbeitung
Im Jahr 1935 wurde der Aufwand für die Verarbeitung von 1 short ton (2.000,00 lb; 907,18 kg) Rüben zu Zucker wie folgt beschrieben
- 80 Pfund (36 kg) Kalkstein
- 250 Pfund (110 kg) Koks (zur Umwandlung von Kalkstein in Branntkalk)
- 2.500 US-Gallonen (9.500 l; 2.100 imp gal) Wasser ⓘ
Empfang
Nach der Ernte werden die Rüben normalerweise zu einer Fabrik transportiert. Im Vereinigten Königreich werden die Rüben von einem Spediteur oder mit einem Traktor und einem Anhänger von örtlichen Landwirten transportiert. Eisenbahnen und Schiffe werden nicht mehr benutzt. In Irland wurden einige Rüben mit der Bahn transportiert, bis die irische Zuckerrübenproduktion 2006 vollständig eingestellt wurde. ⓘ
Jede Ladung wird gewogen und beprobt, bevor sie auf die Annahmestelle, in der Regel eine flache Betonfläche, gekippt wird, wo sie auf große Haufen geschichtet wird. Die Rübenprobe wird geprüft auf
- Boden-Tara - die Menge der angelieferten Nicht-Rüben
- Kronen-Tara - die Menge der angelieferten zuckerarmen Rüben
- Zuckergehalt ("pol") - Menge der Saccharose in der Pflanze
- Stickstoffgehalt - um dem Landwirt Empfehlungen für den künftigen Düngemitteleinsatz zu geben ⓘ
Anhand dieser Elemente wird der tatsächliche Zuckergehalt der Ladung berechnet und die Bezahlung des Landwirts festgelegt. ⓘ
Die Rüben werden von den Haufen in einen zentralen Kanal oder eine Rinne transportiert, wo sie in Richtung der Verarbeitungsanlage gewaschen werden. ⓘ
Diffusion
Nach der Annahme in der Verarbeitungsanlage werden die Rüben gewaschen, mechanisch in dünne Streifen geschnitten, die Schnitzel genannt werden, und in eine Maschine, die Diffusor genannt wird, geleitet, um den Zuckergehalt in eine Wasserlösung zu extrahieren, ein Prozess, der als Auslaugung bezeichnet wird. ⓘ
Diffusoren sind lange Gefäße von mehreren Metern Länge, in denen die Rübenschnitzel in eine Richtung laufen, während heißes Wasser in die entgegengesetzte Richtung fließt. Die Bewegung kann entweder durch eine rotierende Schnecke oder die gesamte rotierende Einheit verursacht werden, und das Wasser und die Schnitzel bewegen sich durch innere Kammern. Die drei gebräuchlichsten Arten von Diffusoren sind die horizontal rotierende "RT" (Raffinerie Tirlemontoise, Hersteller), die schräge Schraube "DDS" (De Danske Sukkerfabrikker) oder die vertikale Schraube "Tower". Moderne Turmextraktionsanlagen haben eine Verarbeitungskapazität von bis zu 17.000 Tonnen (16.700 lange Tonnen; 18.700 kurze Tonnen) pro Tag. Eine weniger verbreitete Konstruktion verwendet ein bewegliches Band aus Schnitzeln, wobei das Wasser auf das obere Ende des Bandes gepumpt und durch dieses gegossen wird. In allen Fällen sind die Durchflussraten von Schnitzeln und Wasser im Verhältnis eins zu zwei. Normalerweise brauchen die Schnitzel etwa 90 Minuten, um den Diffusor zu durchlaufen, das Wasser nur 45 Minuten. Durch diese Gegenstromverfahren wird den Schnitzeln mit weniger Wasser mehr Zucker entzogen, als wenn sie nur in einem Heißwassertank liegen würden. Die Flüssigkeit, die den Diffusor verlässt, wird "Rohsaft" genannt. Die Farbe des Rohsaftes variiert von schwarz bis dunkelrot, je nach Oxidationsgrad, der wiederum von der Konstruktion des Diffusors abhängt. ⓘ
Die gebrauchten Schnitzel oder das Fruchtfleisch verlassen den Diffusor mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 95 %, aber einem geringen Saccharosegehalt. Mit Hilfe von Schneckenpressen wird der nasse Zellstoff dann auf 75 % Feuchtigkeit heruntergepresst. Auf diese Weise wird zusätzliche Saccharose in der aus dem Zellstoff gepressten Flüssigkeit zurückgewonnen und der Energiebedarf für die Trocknung des Zellstoffs verringert. Die gepresste Pulpe wird getrocknet und als Tierfutter verkauft, während die aus der Pulpe ausgepresste Flüssigkeit mit dem Rohsaft vermischt oder an der entsprechenden Stelle im Gegenstromverfahren in den Diffusor geleitet wird. Das Endprodukt, die Vinasse, wird als Düngemittel oder Wachstumssubstrat für Hefekulturen verwendet. ⓘ
Während der Diffusion zerfällt ein Teil der Saccharose in Invertzucker. Diese können weiter zu Säuren abgebaut werden. Diese Abbauprodukte sind nicht nur Verluste von Saccharose, sondern haben auch Auswirkungen auf die Endproduktion von verarbeitetem Zucker in der Fabrik. Um die Tätigkeit der (thermophilen) Bakterien einzuschränken, kann das Speisewasser mit Formaldehyd dosiert werden, und auch der pH-Wert des Speisewassers wird kontrolliert. Es wurden Versuche unternommen, die Diffusion unter alkalischen Bedingungen zu betreiben, aber das Verfahren hat sich als problematisch erwiesen. Die verbesserte Saccharoseextraktion im Diffusor wird durch Verarbeitungsprobleme in den nächsten Stufen wieder aufgehoben. ⓘ
Karbonatisierung
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Die Karbonatisierung ist ein Verfahren, mit dem Verunreinigungen aus dem Rohsaft entfernt werden, bevor dieser kristallisiert wird. Zunächst wird der Saft mit heißer Kalkmilch (einer Suspension von Calciumhydroxid in Wasser) versetzt. Durch diese Behandlung wird eine Reihe von Verunreinigungen ausgefällt, darunter mehrwertige Anionen wie Sulfat, Phosphat, Citrat und Oxalat, die als Kalziumsalze ausfallen, sowie große organische Moleküle wie Proteine, Saponine und Pektine, die in Gegenwart von mehrwertigen Kationen aggregieren. Darüber hinaus werden unter alkalischen Bedingungen die Einfachzucker Glucose und Fructose sowie die Aminosäure Glutamin in chemisch stabile Carbonsäuren umgewandelt. Unbehandelt würden diese Zucker und Amine schließlich die Kristallisation der Saccharose verhindern. ⓘ
Anschließend wird Kohlendioxid durch die alkalische Zuckerlösung geblasen, wodurch der Kalk als Calciumcarbonat (Kreide) ausgefällt wird. Die Kreidepartikel schließen einige Verunreinigungen ein und absorbieren andere. Durch einen Recyclingprozess wird die Größe der Kreidepartikel erhöht, und es kommt zu einer natürlichen Ausflockung, bei der sich die schweren Partikel in Becken (Klärbecken) absetzen. Durch eine abschließende Zugabe von mehr Kohlendioxid wird mehr Kalzium aus der Lösung ausgefällt; dieses wird abfiltriert, so dass eine sauberere, goldgelbe, hellbraune Zuckerlösung zurückbleibt, die "Dünnsaft" genannt wird. ⓘ
Bevor der Dünnsaft in die nächste Stufe gelangt, kann er mit Soda versetzt werden, um den pH-Wert zu verändern, und mit einer Schwefelverbindung geschwefelt werden, um die Farbbildung aufgrund der Zersetzung der Monosaccharide unter Hitzeeinwirkung zu verringern. ⓘ
Verdampfung
Der Dünnsaft wird durch mehrfache Verdampfung zu einem "Dicksaft" konzentriert, der etwa 60 Gewichtsprozent Saccharose enthält und im Aussehen dem Ahornsirup ähnelt. Der Dicksaft kann in Tanks für die spätere Verarbeitung gelagert werden, wodurch die Kristallisationsanlage entlastet wird. ⓘ
Kristallisation
Der Dicksaft wird den Kristallisatoren zugeführt. Der zurückgewonnene Zucker wird darin aufgelöst, und der entstehende Sirup wird als Mutterlauge bezeichnet. Die Flüssigkeit wird durch Kochen unter Vakuum in großen Behältern (den so genannten Vakuumpfannen) weiter konzentriert und mit feinen Zuckerkristallen besät. Diese Kristalle wachsen, wenn sich Zucker aus der Mutterlauge um sie herum bildet. Das so entstandene Gemisch aus Zuckerkristallen und Sirup wird massecuite genannt, was auf Französisch "gekochte Masse" bedeutet. Die Massecuite wird in eine Zentrifuge geleitet, in der der High-Green-Sirup durch die Zentrifugalkraft aus der Massecuite entfernt wird. Nach einer bestimmten Zeit wird dann Wasser durch einen Sprühstab in die Zentrifuge gesprüht, um die Zuckerkristalle zu waschen, wodurch der Low Green Sirup entsteht. Die Zentrifuge dreht sich dann mit sehr hoher Geschwindigkeit, um die Kristalle teilweise zu trocknen. Dann verlangsamt sich die Maschine und ein pflugförmiger Arm wird eingesetzt, der den Zucker von den Seiten der Zentrifuge von oben nach unten auf eine darunter liegende Förderanlage auspflügt, wo er in einen rotierenden Granulator transportiert wird, wo er mit warmer Luft getrocknet wird. ⓘ
Der hohe Grünsirup wird einer Rohzucker-Vakuumwanne zugeführt, aus der eine zweite Charge Zucker gewonnen wird. Dieser Zucker ("Rohzucker") ist von geringerer Qualität, hat mehr Farbe und Verunreinigungen und ist die Hauptquelle für den Zucker, der wieder in der Mutterlauge gelöst wird. Der Sirup aus dem Rohzucker (Low green syrup) wird lange Zeit in AP-Pfannen gekocht und langsam durch eine Reihe von etwa acht Kristallisatoren geleitet. Daraus entsteht ein sehr minderwertiger Kristallzucker (in manchen Systemen als AP-Zucker" bezeichnet), der ebenfalls wieder aufgelöst wird. Der abgetrennte Sirup ist Melasse, die zwar noch Zucker enthält, aber zu viele Verunreinigungen aufweist, um wirtschaftlich weiterverarbeitet zu werden. Die Melasse wird vor Ort gelagert und den getrockneten Rübenschnitzeln zur Herstellung von Tierfutter zugesetzt, in Tankwagen verkauft, zu Alkohol vergoren oder weiterverarbeitet. ⓘ
Melasseverwertung
Da die Melasse noch Zucker enthielt, war es von Vorteil, diesen zurückzugewinnen. Mit dem Steffen-Verfahren wurde ein Teil davon zurückgewonnen, so dass fortschrittliche Fabriken ein "Steffen-Haus" neben der Anlage hatten. Während des Ersten Weltkriegs, als importiertes Kali aus europäischen Quellen in den Vereinigten Staaten nicht verfügbar war, stellten "Steffens Abwässer" eine gute Quelle dar, was zu einem profitablen Einkommensstrom für eine Fabrik führte. Unmittelbar nach dem Krieg verschwand der Bedarf. In den 1950er Jahren wurde die industrielle Fermentation zur Herstellung von Mononatriumglutamat (MSG) weiterentwickelt, das zuvor in Japan durch das teure Racemisierungsverfahren hergestellt worden war. Aus Rübenzuckermelasse wurde mit einem Corynebakterium (insbesondere Corynebacterium glutamicum) und in Kombination mit Penicillin oder einem Tensid zur Blockierung von Biotin MSG hergestellt, wodurch aus dem, was früher Abfall war, große Gewinne erzielt werden konnten. ⓘ
Andere Verwendungen
Die Zuckerrübe wird als Rohstoff für die industrielle Zuckerfabrikation (Saccharose) angebaut. Die Zuckerausbeute beträgt knapp 16 % der eingesetzten Rübenmasse. ⓘ
Als Nebenprodukt fällt bei der Ernte Rübenblatt an, das zum größten Teil als Gründüngung wieder in den Boden eingearbeitet wird. In geringem Umfang wird das Rübenblatt auch als Futter für Rinder verwendet. ⓘ
Ein weiteres industrielles Nebenprodukt ist ein mit etwa 4 % der verarbeiteten Rübenmasse anfallender, per Kristallisation entzuckerter, aber noch immer stark zuckerhaltiger und nährstoffreicher Sirup, die Melasse. Sie dient unter anderem der industriellen Alkoholgewinnung durch Vergärung, aber auch als Nährmedium für die biotechnologische Herstellung anderer Produkte, wie z. B. Backhefe oder Zitronensäure in der Weißen Biotechnologie. Außerdem wird sie in der Futtermittelindustrie verwendet. Das aus der Weiterverarbeitung der Melasse entstehende, weitestgehend zuckerfreie Nebenprodukt ist die Vinasse, die ebenfalls als Futterzusatz und Düngemittel genutzt wird. ⓘ
Die durch die Zuckergewinnung ausgelaugten Rübenschnitzel besitzen immer noch einen hohen Zuckeranteil und enthalten außerdem Eiweiß, weshalb sie als Futtermittel besonders für Wiederkäuer verwendet werden. Auf 100 Kilogramm verarbeiteter Rüben fallen etwa 20 bis 22 Kilogramm Pressschnitzel mit rund 20 % Gehalt an Trockensubstanz an. ⓘ
Zuckerrübensirup („Rübenkraut“), teilweise auch Melasse, wird als Brotaufstrich gegessen, vor allem in den Anbaugebieten. Rübenkraut ist aber auch deutschlandweit im Handel erhältlich. ⓘ
Neben der Verwendung als Tierfutter werden Zuckerrüben vermehrt als nachwachsender Rohstoff (kurz: Nawaro), z. B. zur Gewinnung von Ethanol (Bioethanol) verwendet. Ebenso zeichnen sich Zuckerrüben als energiereiches und schnellvergärbares Substrat für die Erzeugung von Biogas aus. ⓘ
Die Blätter ähneln denen des Blatt-Mangold; sie können wie Mangold als Blattgemüse verwendet werden. ⓘ
Getränke
In einigen Ländern, vor allem in der Tschechischen Republik und der Slowakei, wird aus Rübenzucker ein rumähnliches Destillat namens Tuzemak hergestellt. Auf den Åland-Inseln wird ein ähnliches Getränk unter dem Markennamen Kobba Libre hergestellt. In einigen europäischen Ländern, insbesondere in der Tschechischen Republik und in Deutschland, wird Rübenzucker auch zur Herstellung von rektifiziertem Alkohol und Wodka verwendet. ⓘ
Ein unraffinierter Zuckersirup wird direkt aus der Zuckerrübe gewonnen. Dieser dicke, dunkle Sirup wird durch mehrstündiges Kochen von zerkleinerten Zuckerrüben, anschließendes Pressen der entstandenen Maische und Konzentrieren des entstandenen Saftes hergestellt, bis er eine honigähnliche Konsistenz hat. In der Tschechischen Republik wird aus Rübenzucker eine rumähnliche Spirituose hergestellt, die alle Tschechen als ihren Rum kennen, ein alkoholisches Getränk mit dem Namen Tuzemák, früher Tuzemský rum (englisch: heimischer Rum). ⓘ
Zuckerrübensirup
Ein unraffinierter Zuckersirup kann direkt aus Zuckerrüben hergestellt werden. Dieser dicke, dunkle Sirup wird durch mehrstündiges Kochen von zerkleinerten Zuckerrüben, anschließendes Pressen der entstandenen Maische und Konzentrieren des entstandenen Saftes hergestellt, bis er eine honigähnliche Konsistenz hat. Es werden keine weiteren Zutaten verwendet. In Deutschland, insbesondere im Rheinland, und in den Niederlanden wird dieser Zuckerrüben-Sirup (auf Deutsch Zuckerrüben-Sirup oder Zapp, auf Niederländisch Suikerstroop) als Brotaufstrich sowie zum Süßen von Saucen, Kuchen und Desserts verwendet. Nach niederländischer Tradition hergestellter Suikerstroop ist eine traditionelle Spezialität, die nach EU- und britischem Recht garantiert ist. ⓘ
Wenn der Sirup einen Dextroseäquivalenzwert (DE) von über 30 hat, muss das Erzeugnis hydrolysiert und in einen Sirup mit hohem Fructosegehalt umgewandelt werden, ähnlich wie Maissirup mit hohem Fructosegehalt oder Isoglukosesirup in der EU. ⓘ
Viele Straßenbaubehörden in Nordamerika verwenden entzuckerte Rübenmelasse als Enteisungs- oder Vereisungsschutzmittel im Winterdienst. Die Melasse kann direkt verwendet, mit flüssigen Chloriden gemischt und auf die Straßenoberflächen aufgebracht oder zur Behandlung des auf die Straßen gestreuten Salzes verwendet werden. Melasse kann vorteilhafter sein als Streusalz allein, da sie die Korrosion verringert und den Gefrierpunkt des Salz-Sole-Gemischs senkt, so dass die Enteisungsmittel auch bei niedrigeren Temperaturen wirksam bleiben. Die Zugabe der Flüssigkeit zum Steinsalz verringert auch das Abprallen und die Streuung des Steinsalzes, so dass es dort bleibt, wo es gebraucht wird, und verkürzt die Aktivierungszeit des Salzes, um den Schmelzprozess einzuleiten. ⓘ
Betain
Betain kann aus den Nebenprodukten der Zuckerrübenverarbeitung isoliert werden. Die Gewinnung erfolgt hauptsächlich durch chromatographische Trennung, wobei Techniken wie das "simulierte bewegliche Bett" verwendet werden. ⓘ
Uridin
Uridin kann aus Zuckerrüben isoliert werden. ⓘ
Alternativer Kraftstoff
BP und Associated British Foods planen, landwirtschaftliche Überschüsse an Zuckerrüben zur Herstellung von Biobutanol in East Anglia im Vereinigten Königreich zu verwenden. ⓘ
Das Verhältnis von Ausgangsmaterial zu Ertrag bei Zuckerrüben beträgt 56:9. Daher werden 6,22 kg Zuckerrüben benötigt, um 1 kg Ethanol zu erzeugen (etwa 1,27 l bei Raumtemperatur). ⓘ
Viehfutter
In Neuseeland werden Zuckerrüben in großem Umfang als Futtermittel für Milchvieh angebaut und geerntet. Sie gelten als besser als Futterrüben, da sie einen geringeren Wassergehalt haben (was zu besseren Lagereigenschaften führt). Sowohl die Rübenknolle als auch die Blätter (mit 25 % Eiweiß) werden an Rinder verfüttert. Obwohl sie lange Zeit als giftig für Rinder galten, können geerntete Rübenzwiebeln an Rinder verfüttert werden, wenn sie entsprechend an ihr neues Futter gewöhnt werden. In Neuseeland gedeihen Milchkühe allein mit Weide und Rüben, ohne Silage oder anderes Zusatzfutter, und auch in einigen Teilen Australiens wird die Pflanze als Viehfutter angebaut. ⓘ
Landwirtschaft
Zuckerrüben sind ein wichtiger Bestandteil der Fruchtfolge. ⓘ
Zuckerrüben sind anfällig für die Rhizomanie ("Wurzelwahnsinn"), bei der sich die knollige Pfahlwurzel in viele kleine Wurzeln verwandelt, wodurch die Ernte wirtschaftlich nicht mehr verwertbar ist. In den europäischen Ländern werden strenge Kontrollen durchgeführt, um die Ausbreitung der Krankheit zu verhindern, aber in einigen Gebieten ist sie bereits präsent. Sie ist auch anfällig für das Virus der Rübenblattrolligkeit, das die Blätter faltig macht und verkümmern lässt, sowie für das Virus der Rübengelbsucht. ⓘ
In der Forschung wird ständig nach Sorten gesucht, die resistent sind und einen höheren Zuckerertrag liefern. Die Züchtungsforschung für Zuckerrüben wird in den Vereinigten Staaten vor allem in verschiedenen USDA Agricultural Research Stations betrieben, darunter eine in Fort Collins, Colorado, unter der Leitung von Linda Hanson und Leonard Panella, eine in Fargo, North Dakota, unter der Leitung von John Wieland und eine an der Michigan State University in East Lansing, Michigan, unter der Leitung von Rachel Naegele. ⓘ
Andere wirtschaftlich wichtige Mitglieder der Unterfamilie Chenopodioideae:
- Rote Bete
- Mangold
- Mangelwurzel oder Futterrübe ⓘ
Gentechnische Veränderung
In den Vereinigten Staaten wurden von Monsanto gentechnisch veränderte Zuckerrüben entwickelt, die gegen das Herbizid Glyphosat resistent sind, das unter dem Namen Roundup vermarktet wird, und die als gentechnisch veränderte Kulturpflanzen gelten. Im Jahr 2005 hat das US-Landwirtschaftsministerium (USDA-APHIS) die Zulassung glyphosatresistenter Zuckerrüben aufgehoben, nachdem es eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchgeführt und festgestellt hatte, dass es höchst unwahrscheinlich ist, dass glyphosatresistente Zuckerrüben zu einem Pflanzenschädling werden. Zucker aus Glyphosat-resistenten Zuckerrüben ist in mehreren Ländern für den menschlichen und tierischen Verzehr zugelassen, die kommerzielle Produktion von Biotech-Rüben ist jedoch nur in den Vereinigten Staaten und Kanada zugelassen. Studien haben ergeben, dass der Zucker aus glyphosatresistenten Zuckerrüben den gleichen Nährwert hat wie Zucker aus konventionellen Zuckerrüben. Nach der Deregulierung im Jahr 2005 wurden glyphosatresistente Zuckerrüben in den Vereinigten Staaten in großem Umfang eingeführt. Etwa 95 % der Zuckerrübenanbauflächen in den USA wurden 2011 mit glyphosatresistentem Saatgut bepflanzt. ⓘ
Unkräuter können mit Glyphosat chemisch bekämpft werden, ohne die Kulturpflanze zu schädigen. Nach der Aussaat von Zuckerrüben wachsen Unkräuter auf den Feldern auf, und die Landwirte wenden Glyphosat an, um sie zu bekämpfen. Glyphosat wird häufig in Feldkulturen eingesetzt, da es ein breites Spektrum von Unkrautarten bekämpft und eine geringe Toxizität aufweist. Eine Studie aus dem Vereinigten Königreich legt nahe, dass die Erträge von gentechnisch veränderten Rüben höher waren als die von konventionellen, während eine andere Studie des Beratungsdienstes der North Dakota State University niedrigere Erträge ergab. Die Einführung Glyphosat-resistenter Zuckerrüben kann zur wachsenden Zahl Glyphosat-resistenter Unkräuter beitragen. Deshalb hat Monsanto ein Programm entwickelt, das Landwirte dazu ermutigen soll, verschiedene Herbizid-Wirkungsweisen zur Unkrautbekämpfung einzusetzen. ⓘ
Im Jahr 2008 reichten das Center for Food Safety, der Sierra Club, die Organic Seed Alliance und High Mowing Seeds eine Klage gegen USDA-APHIS wegen der Entscheidung ein, glyphosatresistente Zuckerrüben im Jahr 2005 zu deregulieren. Die Organisationen äußerten Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit glyphosatresistenter Zuckerrüben, sich möglicherweise mit konventionellen Zuckerrüben zu kreuzen. US-Bezirksrichter Jeffrey S. White, US-Bezirksgericht für den nördlichen Bezirk von Kalifornien, hob die Deregulierung glyphosatresistenter Zuckerrüben auf und erklärte den Anbau glyphosatresistenter Zuckerrüben im Frühjahr 2011 für unzulässig. In der Annahme, dass es zu einer Zuckerknappheit kommen würde, entwickelte USDA-APHIS in der Umweltbewertung drei Optionen, um den Bedenken von Umweltschützern Rechnung zu tragen. Im Jahr 2011 hob ein Bundesberufungsgericht für den nördlichen Bezirk von Kalifornien in San Francisco die Entscheidung auf. Im Juli 2012 hat das USDA nach Abschluss einer Umweltverträglichkeitsprüfung und einer Risikobewertung für Pflanzenschädlinge die Zulassung der Roundup Ready-Zuckerrüben von Monsanto aufgehoben. ⓘ
Genom und Genetik
Das Genom der Zuckerrübe hat mit dem der Super-Caryophyllales und der Sub-Eudicots ein gemeinsames Triplikationsereignis. Es wurde sequenziert und es wurden bereits zwei Referenzgenomsequenzen erstellt. Die Genomgröße der Zuckerrübe beträgt etwa 731 (714-758) Megabasen, und die Zuckerrüben-DNA ist in 18 metazentrische Chromosomen verpackt (2n=2x=18). Alle Zentromere der Zuckerrübe bestehen aus einer einzigen Satelliten-DNA-Familie und zentromerspezifischen LTR-Retrotransposons. Mehr als 60 % der Zuckerrüben-DNA ist repetitiv und meist verstreut über die Chromosomen verteilt. ⓘ
Auch die Populationen der Kulturwildrübe (B. vulgaris ssp. maritima) wurden sequenziert, was die Identifizierung des Resistenzgens Rz2 im wilden Vorläufer ermöglichte. Rz2 verleiht eine Resistenz gegen die Rhizomanie, die allgemein als Wurzelkrankheit der Zuckerrübe bekannt ist. ⓘ
Züchtung
Zuckerrüben wurden gezüchtet, um den Zuckergehalt zu erhöhen (von 8 % auf 18 % in den 200 Jahren bis 2013), die Resistenz gegen Virus- und Pilzkrankheiten zu verbessern, die Größe der Pfahlwurzel zu erhöhen, die Monogamie zu fördern und das Schossen zu reduzieren. Die Züchtung wurde durch die Entdeckung einer Linie mit zytoplasmatischer männlicher Sterilität erleichtert, was sich insbesondere bei der Ertragszüchtung als nützlich erwiesen hat. ⓘ
Entstehung
Die Zuckerrübe entstand gegen Mitte des 18. Jahrhunderts durch Züchtung aus der Runkelrübe, wobei gezielt auf einen hohen Zuckergehalt selektiert wurde. Dadurch konnte der Zuckergehalt von anfänglich 8 auf 16 Prozent (um 1800) gesteigert werden. Heutige Zuckerrüben haben einen Zuckergehalt von 18 bis 20 Prozent. Zucker ist ein energiereiches Produkt der Photosynthese und dient der Pflanze als Speichersubstanz. ⓘ
Anbau
Der Anbau der Zuckerrübe ist dort, wo die Verhältnisse ihn gestatten, sehr lohnend, stellt aber besonders hohe Ansprüche an die Beschaffenheit, Düngung und Bearbeitung des Bodens. Je trockener das Klima, desto mehr verlangt die Rübe einen tiefgründigen, frischen Boden mit reichlichem Nährstoffvorrat. Am besten eignen sich humose Lehm- und Lössböden, ungeeignet sind arme, trockene Sandböden, zähe Tonböden und alle flachgründigen, nassen Bodenarten. ⓘ
Da die Zuckerrübe nicht mit sich selbst verträglich ist, kann sie auf demselben Feld nicht in der folgenden Vegetationsperiode erneut angebaut werden, es ist eine mehrjährige Fruchtfolge erforderlich. Nicht als Vorfrüchte eignen sich einige Pflanzenarten, die von ähnlichen Schädlingen oder Pilzen wie die Zuckerrübe befallen werden, so beispielsweise Kohl oder Spinat, da sich hier Nematoden vermehren, welche ebenfalls die Rüben befallen. ⓘ
Um den Anbau der Zuckerrübe möglichst wirtschaftlich zu gestalten, steht den Anbauern heute eine intensive Beratung (z. B. Landwirtschaftlicher Informationsdienst Zuckerrübe) zur Verfügung. Die Beratung umfasst die Bereiche Bodenbearbeitung, Sorten, Düngung, Pflanzenschutz, Ernte, Lagerung usw. ⓘ
Saat
Aussaat nach modernen Maßstäben
Die Aussaat erfolgt in Mitteleuropa Mitte März bis Anfang Mai. Technisch aufwändig aufbereitetes (pilliertes) Saatgut wird als Einzelkornsaat mit Einzelkornsämaschinen in Reihen im Abstand von 45 Zentimetern bzw. 50 Zentimetern und einer Tiefe von 2 bis 3 Zentimetern ausgebracht, dabei wird ein Bestand von sieben bis elf Pflanzen pro Quadratmeter erreicht. Gleichstandsaat scheitert derzeit vor allem an der vorhandenen Rodetechnik, da Reihenabstände im Bereich von 30 Zentimetern und Pflanzenabstände von 30 Zentimetern in der Reihe zu Problemen mit Verstopfungen des Roders durch Rübenblatt und Unkraut führen. ⓘ
In jüngster Zeit werden Rüben vereinzelt auch in Schlitzsaat gesät, auch Streifenfrässaat oder strip-till genannt. Dabei handelt es sich um ein spezielles Verfahren der Einzelkornsaat, bei dem der Boden ausschließlich in der Saatreihe bis zu einer Tiefe von 25 Zentimeter gelockert wird. Dies geschieht durch Zinkenschare, die vor der Drillmaschine angeordnet sind. Die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Mulchsaat mit Saatbettbereitung im Frühjahr sind nach ersten Erkenntnissen ein gleichmäßigeres Auflaufen der Saat, hohe Energieeffizienz und geringer Arbeitsaufwand pro Hektar sowie guter Schutz vor Bodenerosion. Möglicherweise verbessert dieses Verfahren auch die Wassereffizienz in der Vegetationsphase. ⓘ
Schädlinge und Krankheiten
Der häufigste Schädling in Mitteleuropa ist der Rübenzystennematode. Weitere Schädlinge sind u. a. die Rübenmotte, Rübenkopfälchen, Rübenfliege, Moosknopfkäfer und Drahtwürmer. Als Fraßschädlinge sind bei Jungpflanzen vor allem Schnecken von Bedeutung, bei älteren Pflanzen treten eher Gammaeulen auf. Krankheiten sind Cercospora-Blattflecken, Rübenrost und die Späte Rübenfäule. ⓘ
Wirtschaftliche Bedeutung
Subventionen
In der Schweiz ist der Anbau von Zuckerrüben, wie die gesamte Landwirtschaft, stark von Subventionen abhängig. Seit die Europäische Zuckermarktordnung per Ende September 2017 abgeschafft und somit die Produktionsmengen freigegeben und die Exportbeschränkung aufgehoben wurden, sind die Einzelkulturbeiträge um weitere 300 Franken pro Hektare angestiegen. Insgesamt bekommt ein Landwirt heute (2019–2021) zwischen 3.400 Franken (ÖLN) und 4.850 Franken (Bio Suisse) pro Hektare und Jahr ausbezahlt. ⓘ