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Die technische Qualität der Zuckerrübe unter dem Einfluß verschiedener Anbaufaktoren

  • Autor/in: Rother, B.
  • Jahr: 1998
  • Zeitschrift: Dissertationen
  • Verlag: Cuvillier Verlag Göttingen
  • ISBN: 3-89712-27

Abstract

Die Qualität der Zuckerrübe definiert deren Verarbeitungswert im Zuckerfabrikationsprozeß. Sie wird durch physikalische Eigenschaften und durch die chemische Zusammensetzung (Saccharose und Nichtzuckerstoffe) bestimmt (WINNER 1973) und spielt für die Wirtschaftlichkeit der Zuckerfabrik eine entscheidende Rolle. Ziel der Arbeit war es, den Einfluß verschiedener Anbaufaktoren auf die technische Qualität der Zuckerrübe zu beschreiben und in ihrer Wirkung zu bewerten. Diese Bewertung soll der Zuckerwirtschaft, also Landwirt und Zuckerindustrie, dienen, um das Produktionsverfahren “Zuckerrübe” schnell und effektiv zu optimieren. Das Rübenmaterial wurde aus Anbauversuchen 1994 und 1995 entnommen, in denen die Anbaufaktoren Standort (8), Sorte (10), Stickstoffdüngung (0 bis 240 kg N ha–1), Bestandesdichte (50000 bis 110000 Pflanzen ha–1) und Erntezeit (06.09. bis 14.11.) variiert wurden. Dabei wurde das gesamte Sortiment der in Deutschland zur Verfügung stehenden Sorten einbezogen und die Standorte repräsentierten alle Anbaugebiete für Zuckerrüben in Deutschland. Durch die Variation der o. g. Anbaufaktoren wurde ein heterogenes Rübenmaterial und somit eine deutliche Streuung der Gehalte an zuckertechnologisch bedeutsamen Inhaltsstoffen erzielt. Zur Charakterisierung der technischen Qualität wurden neben den konventionellen Parametern Kalium, Natrium und α-Amino-N auch die nicht standardmäßig erfaßten Gehalte an reduzierenden Zuckern, anorganischen Kationen, anorganischen und organischen Anionen sowie an löslichen Nichtzuckerstoffen („Schädlicher Stickstoff”) analysiert. Die Bewertung der technischen Qualität erfolgte durch den Standardmelasseverlust und den Bereinigten Zuckergehalt nach BUCHHOLZ ET AL. (1995) im Vergleich zum Melassezucker und dem Bereinigten Zuckergehalt nach REINEFELD ET AL. (1974) sowie durch die Ionendifferenz nach SCHIWECK und BURBA (1993) als Orientierungswert für die Alkalitätsreserven der Zuckerrüben. Über alle Versuchsserien ergab sich eine mittlere chemische Zusammensetzung der Zuckerrübe von 77 % Wasser, 17 % Saccharose, 0,6 mmol reduzierende Zucker, 6,8 mmol anorganische Kationen (Kalium, Natrium, Calcium, Magnesium), 0,6 mmol anorganische Anionen (Phosphat, Chlorid), 1,5 mmol organische Anionen (Oxalat, Citrat, Malat) und 5,5 mmol löslicher Gesamtstickstoff, davon 1,4 mmol α-Aminosäuren, 1,7 mmol Betain und 0,3 mmol/100g Rübenfrischmasse. - Standardmäßig erfaßte Qualitätsparameter Die standardmäßig erfaßten Qualitätsparameter Saccharose, Kalium, Natrium und α-Amino-N, sowie deren zusammenfassende Bewertungskriterien Standardmelasseverlust bzw. Melassezucker, Bereinigter Zuckergehalt und Ionendifferenz wurden vor allem durch die Anbaufaktoren Standort, Sorte und Stickstoffdüngung beeinflußt. Dabei zeigte sich bei allen betrachteten Parametern in Abhängigkeit vom Standort jeweils die größte maximale Differenzierung. Diese Variation war vor allem auf die Witterung und das Nährstoffangebot zurückzuführen. Die nördlichen Anbaugebiete waren dabei durch die höchsten Alkalitätsreserven gekennzeichnet. Bei der Sorte resultierten die Streuungen der Gehalte an qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen vor allem aus dem jeweiligen Sortentyp. Es zeigte sich eine negative Korrelation zwischen Rübenertrag und Zuckergehalt bzw. eine positive Korrelation zwischen Zuckergehalt und technischer Qualität. Allgemein wiesen die Sorten nur geringe Unterschiede in den Alkalitätsreserven auf. Die steigende Stickstoffdüngung führte zu einer Abname des Saccharosegehaltes bzw. einer Zunahme im Kalium- und α-Amino-N-Gehalt und resultierte in einem erhöhten Melassezuckeranfall, einem verminderten Bereinigten Zuckergehalt und sinkenden Alkalitätsreserven. Mit zunehmender Bestandesdichte stieg der Saccharosegehalt bis 95000 Pflanzen ha-1 kontinuierlich an, während die Gehalte an Kalium, Natrium und α-Amino-N abnahmen. Dadurch kam es bei einer erhöhten Pflanzenzahl pro Fläche zu einem verminderten Melassezuckeranfall und einem erhöhten Bereinigten Zuckergehalt. Die Alkalitätsreserven fielen mit steigender Bestandesdichte ab. In Abhängigkeit der Erntezeit nahm der Saccharosegehalt deutlich bis Anfang November zu. Gleichzeitig sank der Natriumgehalt, während sich die Gehalte an Kalium und α-Amino-N erhöhten. Der Bereinigte Zuckergehalt stieg gegen Ende der Vegetationsperiode erheblich an, die Alkalitätsreserven zeigten eine leicht fallende Tendenz. - Nicht standardmäßig erfaßte Qualitätsparameter Auch die nicht standardmäßig erfaßten Qualitätsparameter wurden vor allem durch den Anbaufaktor Standort beeinflußt, dessen Variation bei nahezu allen Parametern zu der größten maximalen Differenzierung führte. Klima- und bodenbedingt traten bei den nicht standardmäßig erfaßten Qualitätsparametern erhebliche Streuungen auf. Der Standort Gützingen war durch extrem hohe Gehalte an reduzierenden Zuckern bzw. Chlorid gekennzeichnet, was auf einen Befall mit Rizomania hindeutet. Ein wesentlicher Sorteneinfluß war nur in den Gehalten an reduzierenden Zuckern und Citrat zu erkennen. Geringe Sortenunterschiede ergaben dich zudem bei Magnesium, Phosphat, Chlorid und Malat. Beim Faktor Stickstoffdüngung waren starke Schwankungen in den Gehalten an nicht standardmäßig erfaßten Qualitätsparametern weniger auf den Einfluß der Düngung sondern auf einen Standorteffekt zurückzuführen. Eine Zunahme reduzierender Zucker infolge steigender Stickstoffdüngung zeigte sich nur am Standort Suderburg. Mit zunehmender Bestandesdichte sowie mit späterer Erntezeit nahm der Gehalt an nicht standardmäßig erfaßten Inhaltsstoffen, mit Ausnahme des Magnesiums und Calciums, ab. - Schädlicher Stickstoff Der Gehalt an Schädlichem Stickstoff wurde neben der Stickstoffdüngung insbesondere durch den Anbaufaktor Standort beeinflußt, der bei allen Parametern die größten maximalen Differenzierungen bedingte. Beim Anbaufaktor Standort ergaben sich die größten Schwankungen im Gehalt an α-Amino-N und löslichem Gesamtstickstoff, die vor allem aus dem unterschiedlichen Nährstoffangebot an den jeweiligen Standorten resultierten. Im Vergleich der Standorte waren die Zuckerrüben in Göttingen durch den niedrigsten Gehalt an schädlichem Stickstoff gekennzeichnet. Der Schädliche Stickstoff sowie seine Hauptkomponenten zeigten eine mittlere (α-Amino-N und Betain) bis geringe (Nitrat und löslicher Gesamtstickstoff) Sortenabhängigkeit. Dabei ergab sich bei den jeweiligen Sorten eine sehr enge Korrelation zwischen α-Amino-N und dem löslichen Gesamstickstoff. Negative Korrelationen bestanden bei den einzelnen Sorten sowohl zwischen Zuckergehalt und α-Amino-N als auch zwischen Zuckergehalt und Nitrat bzw. löslichem Gesamtstickstoff. Eine Beziehung zwischen Zuckergehalt und Betain konnte nicht nachgewiesen werden. Die Stickstoffdüngung führte erwartungsgemäß zu einer deutliche Variation im Schädlichen Stickstoff. Während die Gehalte an Nitrat, α-Amino-N und löslichem Gesamtstickstoff merkbar auf eine Stickstoffdüngung reagierten, war eine Beziehung zum Betaingehalt nur an zwei Standorten zu erkennen. Mit zunehmender Stickstoffdüngung stieg der Anteil an Nitrat und α-Amino-N am Schädlichen Stickstoff proportional an , wobei der Betaingehalt erheblich zurückging. Mit zunehmender Bestandesdichte wurde der Gehalt an Schädlichem Stickstoff in Zuckerrüben verringert und somit die technische Qualität verbessert. Demgegenüber nahm mit späterer Erntezeit der Gehalt an Schädlichem Stickstoff zu, vor allem zurückzuführen auf steigende Gehalte an α-Amino-N und Betain. Mit Ausnahme der Erntezeit ergab sich bei allen Anbaufaktoren eine sehr enge Beziehung zwischen α-Amino-N und dem löslichen Gesamtstickstoff. Dabei wurde im Mittel über alle Anbaufaktoren ein durchschnittlicher Anteil am löslichen Gesamtstickstoff von 23 % beim α-Amino-N, 5 % beim Nitrat und 34 % beim Betain errechnet.
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