3. 9.3 A kukoricaszem felépítése és beltartami jellemzői
11. fejezet - A cukorcirok, mint bioenergia alapanyag jellemzése
1.
A cukorcirok a pázsitfűfélék családjába tartozó növény. Afrika sztyeppe- és szavanna területein őshonos (9.
kép). Legnagyobb területen az USA-ban és Ázsia egyes országaiban (elsősorban Indiában) termesztik. Míg a mérsékelt égövi országokban főként silótakarmánynak termesztik, addig trópusi, szubtrópusi területeken elterjedt a cukorlé nyerés céljából történő termesztés. Cukortartalma nagyobb a cukorrépánál, a 18-20 %-ot is elérheti, ami azonban nem kristályosítható. A II. világháború után ezt a tulajdonságát számos helyen ki is használták, a cukorgyárak beindulásáig a belőle kisajtolt és besűrített cukorszirup helyettesítette a kristálycukrot.
Az utóbbi években felfokozott érdeklődés tapasztalható a cukorcirok alternatív hasznosítására. A hasznosításának két módja:
• Biogázerőművek számára alapanyagot szolgáltat. Az állattenyésztésben keletkező trágyamennyiség önmagában nem fogja fedezni a szükségleteket, ezért elkerülhetetlen a nagy biomassza tömeget produkáló növényfajok termesztésbe vonása.
• A bioetanol előállításban a kukorica méltó alternatívája lehet a szükséges technológia alkalmazásával (7.
táblázat).
A cukorcirok szárából kipréselt szirup a bioetanol-gyártás kiváló nyersanyaga. A kipréselt cukros lé közvetlenül etanollá erjeszthető, szemben például a kukoricával, ahol először a keményítő feltárást kell elvégezni, majd ezután következik a cukrosítási folyamat. A cukorcirok alapú bioüzemanyag előállításánál tehermentesíteni lehet az élelmiszer és takarmány előállítására alkalmas területeket.
Az Európai Unió által igényelt mindenkori tartalék, vagyis parlagon hagyott területek is kitűnően alkalmasak lehetnek cukorcirok termesztésére. A gazdálkodók a cirok termesztéséből és a növény tulajdonságai közül főként a siló és szemes cirok jellemzőit ismerik. Napjainkban hazai vetésterülete eléri a 20 000 – 30 000 hektárt, ennek legnagyobb részét az állattenyésztés hasznosítja silózott takarmány formájában.
A cirkok meleg égövi növények, ezért elterjedésüket a klimatikus tényezők határozzák meg. Hazánk a ciroktermesztési övezet északi határán van. A cirkok nagyobb arányú termesztése Európában csak az utóbbi évtizedekben terjedt el. Egyébként Európában - így hazánkban is - először csak a seprűcirok termesztése honosodott meg. Magyarországon az 1920-1930-as években már elkezdődött a takarmánycirkok termesztése, de nagyobb mértékben csak a második világháború után kezdett elterjedni. Vetésterületük alakulására azonban a volatilitás jellemző, mert néhány évi növekedés után rendszerint stagnálás, ill. csökkenés következett be. A
11. A cukorcirok, mint bioenergia alapanyag jellemzése
cukorcirok Magyarországon az egyik legnagyobb biomassza tömeg előállítására képes növény, amelynek termesztése beillik a hagyományos kultúrák vetésforgóiba, és a kiemelkedő hozamok más kultúrákkal összevetve aránylag kis költséggel biztosíthatók.
A gyakorlati csoportosítás szerint a fontosabb cirokfélék:
• seprűcirok (Sorghum bicolor var. technicum),
• szemes cirok (Sorghum bicolor),
• silócirok vagy cukorcirok (Sorghum dochna var. saccharatum),
• szudáni fű (Sorghum vulgare var. sudanense).
1952-ben fedezték fel a cirok citoplazmás hímsterilitását, és így lehetővé vált a hímnős virágzatú növényből a hibridek előállítása. A beltenyésztett cirokvonalak keresztezésekor a nemesítők igen jelentős mértékű heterózis hatást tapasztaltak és munkájuk során rövidesen megszülettek és köztermesztésbe kerültek az első cirokhibridek.
Hibridhatás révén a termőképességet – a tenyészidő kismértékű csökkenése mellett is növelni tudták.
Silócirokhoz azok a nagy zöldtömeget adó takarmánycirok fajták tartoznak, amelyeket a silókukoricához hasonlóan szilázs készítésére használnak.
A hazánkban nemesített silócirok hibridek – habitusuk alapján – 3 csoportba sorolhatók:
• Nagy bugájú fajták (kb. 30 % bugaarány), melyekből nagyobb keményítőtartalmú szilázsok készíthetők (Kunsági 460, GK Ócsa, Róna-2, Bella).
• Cukorcirok típusú fajták, száruk lédús, 15-17 % refrakciós cukrot tartalmaznak és így nagyon jó minőségű szilázs is készíthető belőlük (Monori édes, Róna-4, Zsombó, Szc 40, Marion, Sucrosorgo 506).
• ―Buganélküli‖ fajták, melyek fotoperiódusosan érzékenyek, hosszú tenyészidejűek, így állandóan növekvő, hazánkban soha el nem öregedő stádiumban vannak. Betakarításig még bugát sem hoznak. Szárazanyag és keményítő tartalmuk kisebb, mint a bugás fajtáké. Magyarországon nem oldható meg vetőmag előállításuk (G 1990, G 98F).
A cirok forró égövi eredetű, melegigényes növényfaj, innen származik kitűnő szárazságtűrő képessége is. Május 1-től szeptember
30-beérnek, míg a középkései hibridek csak az ország középső és déli részein termeszthetők eredménnyel.
Cukorcirok a hazai száraz – sokszor aszályos – klímánkat jól tűri, a tenyészidőszak alatti csapadékhiányra, illetve a kedvezőtlen csapadékeloszlásra kevésbé érzékenyen reagál, mint más növényfajok. Fontos megemlíteni, hogy míg nagy aszályban más növények kiégnek, vagy elvénülnek addig a cirokfélék könnyen és gyorsan regenerálódnak az aszály után. Ez többek között annak is köszönhető, hogy a cirokfélék képesek teljesen leállítani életfolyamataikat a szárazság alatt és az újbóli esős időszakban pedig újraindítani azokat. Az egyre gyakoribbá váló aszályok miatt így hazánkban is felértékelődhet a szerepe a jövőben.
11. A cukorcirok, mint bioenergia alapanyag jellemzése
A cukorcirok talajjal szemben viszonylag szerény igényű, mostohább talajviszonyok mellett is jó eredménnyel termeszthető. Hideg kötött, erősen szikes, és futó homok talajok kivételével minden talajon jó eredménnyel termeszthető. A gyengébb, kevésbé jó vízgazdálkodású talajok hasznosítására alkalmas növény, de a jó talajokon nagyobb biztonsággal termeszthető. Rövidebb tenyészideje miatt másodnövényként is vethető.
A cirkok a kukoricához hasonlóan a C4-es típusú növényekhez tartoznak. Gyökérzetük mélyre hatoló, bojtos gyökérzet, a felszínközeli talajréteget sűrűn behálózza. Száruk hengeres, a szemes- és cukorcirok szára vastagabb 2-3 cm, a szár magassága fajtától függően 1-3 (4) m. A szemes és cukorcirok hibridek levele szélesebb, virágzatuk eltérő nagyságú és tömörségű bugavirágzat.
A kifejlett növények magassága elérheti a 4 métert, ami lehetővé teszi, hogy hektáronként akár 80-100 tonna zöldtömeget adjanak. A cukorcirok maghozama eléri a 3-4,5 t/ha.
A szár két részből épül fel, mégpedig a külső támasztó szövetekből, amely magas cellulóz-, és igen alacsony erjeszthető cukortartalmú. A belső szivacsszerű bélrész lédús, amely száraz rostanyag mellett jelentős mennyiségű cukortartalmú levet tartalmaz.
A cukorcirokból kipréselt lé aránya a teljes növény tömegének 50-60%, melynek cukortartalma 12-18%. A cukorcirok cukortermése a talaj és időjárási körülményektől függően 2-8 t/ha között alakulhat.
A viaszérett növény szárazanyag-tartalma 30-34 %. Ilyenkor a legnagyobb a cukortartalma is, ezért bioetanol előállítás céljára ekkor érdemes betakarítani. Betakarításkor silózó géppel a teljes föld feletti részt felaprítják.
Az aratás után a cukorcirkot megtisztítják, majd közvetlen felhasználás előtt tovább aprítják 5-10 cm-es darabokra. Ezt követően kerülnek a növényi részek a présgépbe. Préselés után nyerik ki a nagy cukortartalmú ciroklevet, míg melléktermékként a lignocellulózban gazdag cirokbagasz keletkezik.
A présléből élesztő hozzáadásával etanol állítható elő, míg a bagasz egyéb módon hasznosítható: égetésével hő- és villamos energia nyerhető, komposztálható, papírgyártási alapanyag lehet, illetve takarmányozási célokat szolgálhat.