Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HOC NÔNG LÂM







BẾ MINH KHÔI




Tên đề tài:
“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng
của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại
tỉnh Thái Nguyên”




KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC




Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành: Trồng Trọt
Khoa : Nông học
Khóa : 2010-2014

Thái Nguyên -2014

LỜI CẢM ƠN

Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa
Nông học, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh
trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển
vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên”.
Qua đây, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn
thể các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường, gia đình, bạn bè đã cùng em đi suốt
chặng đường vừa qua. Đặc biệt, em muốn cảm ơn tới cô giáo T.S Hoàng Thị
Bích Thảo đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian em thực tập tại trường.
Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên trong khóa luận không tránh
khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em hy vọng rằng sẽ nhận được những ý kiến
đóng góp chân thành từ các thầy, các cô và các bạn để khóa luận của em ngày
một hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái nguyên ngày 05 tháng 06 năm 2014
Sinh viên


Bế Minh Khôi

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 6
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 6
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 8
1.2.1. Mục đích 8
1.2.2. Yêu cầu 8
1.3. Ý nghĩa của đề tài 8
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập 8
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn 8
PHẦN 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9
2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 9
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh 10
2.1.2 Đặc điểm thực vật học 11
2.1.3 Thời gian sinh trưởng 12
2.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên Thế giới và Việt Nam 13
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới 13
2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương ở Việt Nam 18
2.2.3. Những khó khăn hiện nay của Việt Nam
trong việc phát triển cao lương ngọt 20
2.4. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học 21
2.4.1. Lợi ích sử dụng nguyên liệu sinh học 21
2.4.2. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học 22
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 24

2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 24
2.2.2. Thời gian nghiên cứu 24
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.4.1. Bố trí thí nghiệm 25
2.4.2. Sơ đồ thí nghiệm 25
2.4.3. Quy trình kỹ thuật 25
2.4.4. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu 26
2.4.5. Năng suất 27
2.4.5. Quy trình áp dụng trong nghiên cứu 29
2.4.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá và xử lý số liệu 29
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30
3.1. DIỄN BIẾN THỜI TIẾT KHÍ HẬU
E
rror! Bookmark not defined.
3.2. ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI 30
3.3. ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN 30
3.3.1. Khả năng nảy mầm 30
3.3.2. Thời gian sinh trưởng 31
3.3.3. Động thái tăng trưởng 32
3.4. NĂNG SUẤT 35
3.5 CHẤT LƯỢNG 37
3.5.1. Biến động Brix trong thân 37
3.5.2. Hàm lượng dịch ép 38
3.6. Khả năng chống chịu điều kiên ngoại cảnh 38

3.6.1.khả năng chống chịu sâu bệnh 38
3.6.2.khả năng chống đổ và phục hồi sau đổ 39
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41
1. KẾT LUẬN 41
2. ĐỀ NGHỊ 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

DANH MỤC CÁC BẢNG


Bảng 2.1 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
trong những năm gần đây 16
Bảng 2.2. Tình hình sản xuất cao lương ở một số châu lục
giai đoạn 1990 - 2011 17
Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu tại Thái Nguyên
trong thời gian thực hiện thí nghiệm
E
rror! Bookmark not defined.
Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 30
Bảng 3.3. Khả năng nảy mầm của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 31
Bảng 3.4. Các giai đoạn sinh trưởng phát triển
của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 32
Bảng 3.5. Động thái tăng trưởng chiều cao cây
của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 33
Bảng 3.6. Động thái ra lá của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 34
Bảng 3.8. Một số chỉ tiêu năng suất tại thời điểm thu hoạch của các
giống cao lương ngọt thí nghiệm trong vụ xuân năm 2013 36
Bảng 3.9. Biến động Brix và dịch ép các giống cao lương ngọt thí nghiệm 38
Bảng 3.10. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ 39

PHẦN 1
MỞ ĐẦU

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Khi xã hội ngày càng phát trển thì nhu cầu về năng lượng ngày càng gia
tăng, trong khi đó nguồn tài nguyên thiên nhiên lại không phải là vô tận. Hiện
nay nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và vấn đề môi
trường đang ngày càng trở nên nghiêm trọng do việc thải ra các chất ô nhiễm
như chì, benzen, lưu huỳnh dioxit, oxit nitơ và carbon monoxide. Các chất khí
này chiếm đến 64% không khí ô nhiễm ở các thành phố lớn và các vùng ngoại
ô lân cận, do đó ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ra nhiều căn bệnh
hiểm nghèo. Vì vậy, loài người đang tích cực tìm kiếm các nguồn năng lượng
thay thế. Năng lượng thay thế hay còn gọi là năng lượng tái tạo như: điện mặt
trời, phong điện, thủy điện, đặc biệt là nhiên liệu sinh học Nhiên liệu sinh
học gồm có 2 loại chính là Ethanol (xăng sinh học) và Biodiezen (dầu diezen
sinh học).
Ethanol nhiên liệu được sử dụng để chạy động cơ bằng cách trộn 5-
10% với xăng tạo ra một hỗn hợp cháy hoàn toàn, dùng cho ô tô, xe máy.
Dùng ethanol nhiên liệu đang là một hướng để giải quyết khủng hoảng năng
lượng của thế giới. Nguyên liệu để sản xuất ethanol là các cây cho tinh bột,
đường cao như sắn, ngô, cao lương, mía … Trong số các cây nguyên liệu đó,
cây cao lương có ưu thế là loại cây dễ trồng, thích ứng rộng, chịu hạn, có thể
thâm canh cao. Thân cao lương có thể chứa 75% dịch, trong đó hàm lượng
đường từ 8-23%. Cao lương ngọt có hàm lượng đường khá cao, cứ 16 tấn cây
cao lương ngọt có thể sản xuất được 1 tấn ethanol, phần bã còn lại có thể chiết
xuất được 500 kg dầu diesel sinh học, tương đương với mía và gần gấp 4 lần
so với ngô mà không có phế phẩm. Thân cây sau khi được ép lấy nước có thể
phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Và cũng như các loại nhiên liệu
sinh học khác, ethanol điều chế từ lúa miến ngọt không phát thải CO
2

như
nhiên liệu hóa thạch. Trồng cao lương ngọt không đòi hỏi nhiều nước nên hạn
chế tối đa việc sử dụng hệ thống máy bơm tưới chạy bằng xăng dầu vốn giải
phóng carbon dioxide (CO
2
) nên giảm thiểu đươc CO
2
. Theo Phó Giáo sư
Trần Khắc Chương, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh chuyên
nghiên cứu về ethanol. Ông cho biết, ethanol khi được đốt cháy sẽ sinh ra

CO
2
và nước. Việc sử dụng ethanol giảm ít nhất 60% lượng carbon thải ra so
với nhiên liệu hóa thạch đây là loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính hàng đầu
góp phần dẫn đến biến đổi khí hậu. Thân cây sau khi được ép lấy nước có thể
phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Do vậy cao lương giảm ô nhiễm
môi trường một cách triệt để.
Cao lương ngọt có thân chứa mọng nước, được sử dụng cho thức ăn thô
xanh và thức ăn ủ chua hoặc để sản xuất xi-rô. Hạt cao lương ngọt có thành
phần hóa học như ngô gồm sucrose, fructose và glucose, có thể lên men trực
tiếp thành ethanol bằng nấm men. Khả năng tổng hợp chất hữu cơ cao hơn
ngô 23%, nhu cầu nitơ và nước thấp hơn ngô là 37% và 17%, có khả năng
sinh trưởng và phát triển ở những vùng đất có thể trồng ngô. Cứ 16 tấn cây
cao lương ngọt có thể sản xuất được 1 tấn ethanol, phần bã còn lại còn có thể
chiết xuất được 500kg dầu diesel sinh học. Người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ
thân cây, phần hạt cao lương ngọt vẫn để dùng làm thực phẩm[19].
Cao lương nói chung và cao lương ngọt nói riêng là một cây trồng còn
rất mới mẻ ở Việt Nam. Việt Nam hầu như chưa có nghiên cứu lớn nào về cao
lương ngọt được công bố. Hiện nay, hai giống được sử dụng phổ biến là giống

C4 và giống C7 do Viện Môi trường Nông nghiệp chọn tạo ra. Tuy nhiên
năng suất thân của hai giống này còn rất thấp (30-50 tấn/ha), ở Nhật năng suất
thân cao nhất đạt 324 tấn/ha, năng suất thân trung bình 150 tấn/ha. Khó khăn
lớn hiện nay là chưa nghiên cứu tuyển chọn được các dòng, giống cao lương
ngọt có năng suất thân và hàm lượng đường cao phù hợp với điều kiện khí
hậu của từng vùng sinh thái của Việt Nam.
Phát triển và chế biến cao lương là một vấn đề mới, ít nghiên cứu lớn,
ngoài các nghiên cứu giá trị của viện ICRISAT (Ấn Độ). Khó khăn lớn nhất
hiện nay của Việt Nam là nghiên cứu tuyển chọn được các dòng, giống cao
lương ngọt có năng suất thân và hàm lượng đường cao phù hợp với điều kiện
Việt Nam. Thái Nguyên là một trong những tỉnh miền núi phía Bắc có nhiều
diện tích đất phù hợp cho phát triển cây cao lương ngọt. Xuất phát từ thực tiễn
trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh
trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển
vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên”.


1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Lựa chọn được các giống cao lương ngọt có năng suất, hàm lượng
đường cao và khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh
Thái Nguyên.
1.2.2. Yêu cầu
- Nghiên cứu đặc điểm hình thái của một số giống cao lương ngọt thí
nghiệm
- Nghiên cứu, đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của
một số giống cao lương ngọt trong thí nghiệm.
- Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng đường của các giống cao lương ngọt
trong thí nghiệm.
- Nghiên cứu tình hình sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện

ngoại cảnh của một số giống cao lương ngọt.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập
- Giúp sinh viên trau dồi kiến thức, nắm vững kiến thức lý thuyết và vận
dụng hiệu quả vào thực tiễn.
- Giúp sinh viên tiếp cận với những phương pháp nghiên cứu khoa học, nâng
cao trình độ chuyên môn, tác phong làm việc và có những kinh nghiệm quý báu.
- Biết cách triển khai và thực hiện một báo cáo khoa học.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để chọn ra các giống cao lương ngọt
có năng suất, chất lượng cao thích hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên.






PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài
Giống mới có vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất và
sản lượng cây trồng. Mỗi một giống khác nhau thì có phản ứng với điều kiện
sinh thái ở mỗi vùng khác nhau. Vì vậy, để phát huy hiệu quả của giống thì cần
phải sử dụng chúng hợp lý, phù hợp với điều kiện sinh thái, khí hậu, đất đai, kinh
tế xã hội của từng vùng. Để có những giống có năng suất chất lượng cao, có khả
năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi thì công tác chọn giống
đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Vavilop đã nói “Chọn giống có thể coi như
một khoa học nhưng cũng là một nghệ thuật, như một lĩnh vực sản xuất của nền
sản xuất nông nghiệp”.

Điều kiện ngoại cảnh có liên quan chặt chẽ tới cây trồng nói chung và
cây cao lương nói riêng, nó ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển và
hoạt động sinh lý, sinh hóa của cây. Sự biểu hiện kiểu hình ra bên ngoài chính
là kết quả của sự tác động giữa kiểu gen và môi trường sống.
Sự sinh trưởng, phát triển và khả năng cho năng suất của cây trồng chịu
sự tác động của môi trường và điều kiện trồng trọt, song mức độ ảnh hưởng của
môi trường lên các giống khác nhau là không giống nhau. Trong cùng một điều
kiện trồng trọt một số giống sinh trưởng phát triển tốt hơn và cho năng suất cao
hơn trong khi đó một số giống khác lại sinh trưởng phát triển kém hơn và cho
năng suất thấp hơn, thậm chí không tồn tại được hay không cho thu hoạch. Sở
dĩ như vậy vì chúng có những kiểu gen khác nhau. Kiểu gen khác nhau thường
có phản ứng khác nhau trước điều kiện của ngoại cảnh. Đặc biệt, tính trạng số
lượng thường do nhiều kiểu gen quy định nên sự tác động của điều kiện ngoại
cảnh lên tính trạng số lượng càng lớn. Đối với cây trồng thì tính trạng năng suất
cũng là một tính trạng số lượng do nhiều gen quy định nên chịu ảnh hưởng
không nhỏ của môi trường sống.
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật có rất
nhiều phương pháp để chọn tạo giống cây trồng mới như nhân giống vô tính,
gây đột biến, lai tạo. Các phương pháp này có thể rút ngắn được thời gian tạo

giống, tạo ra được giống tốt, có năng suất cao, ổn định, chống chịu tốt với
điều kiện ngoại cảnh bất thuận. Nhưng với trang thiết bị kỹ thuật của chúng ta
hiện nay thì việc áp dụng các phương pháp tạo giống trên còn nhiều hạn chế,
do vậy nhập nội là phương pháp tạo giống mới nhanh nhất và hiệu quả nhất.
Để chọn được giống nhập nội tốt, phù hợp với từng địa phương thì việc khảo
nghiệm tìm hiểu khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất,
chất lượng của giống trong các vùng sinh thái khác nhau là rất quan trọng.
Nếu các giống mới chưa được khảo nghiệm kỹ lưỡng và chưa được
công nhận là đạt tiêu chuẩn mà đã đưa ra sản xuất ở diện rộng thì sẽ gây hiện
tượng rối loạn giống, gây khó khăn cho việc sản xuất, thâm canh tăng năng

suất cây trồng. Như vậy khảo nghiệm là việc làm cần thiết quyết định sự
thành công của giống nhập nội.
Mặt khác Việt Nam là một nước nằm trong khu vực Châu Á, thuộc khu
vực nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều nhưng lượng mưa lại không phân bố đều
trong năm nên có thể nói hạn là một trong những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng
đến sinh trưởng phát triển và năng suất của hầu hết các loại cây trồng. Hàng
năm diện tích lúa nước bị hạn cục bộ khoảng 0,4 triệu ha. Cao lương là cây
trồng có khả năng chịu hạn cao thích nghi với điều kiện khí hậu Việt Nam do
đó ta có thể sử dụng cao lương để thay thế cho lúa ở các diện tích thường
xuyên bị hạn hán đe dọa.
Để mở rộng diện tích trồng cao lương trước tiên phải chọn được bộ
giống phù hợp với từng vùng, miền của Việt Nam. Việc chọn ra các giống
thích nghi với điều kiện khí hậu, có khả năng chống chịu bệnh đồng thời cho
năng suất thân lá cao phục vụ sản xuất ethanol là vấn đề trước mắt hiện nay.
2.1.1 Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh
Trung tâm khởi nguyên chính của cao lương là ở châu Phi, vùng đất khô
hạn lượng mưa hàng năm rất thấp. Có thể cao lương được trồng đầu tiên ở
Ethiopia sau đó lan rộng ra nhiều nước ở Châu Phi (Martin, 1970) [13].
Cao lương được trồng ở Hoa Kỳ vào năm 1850. Hiện nay cao lương được
phân bố rộng khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và các khu vực ôn
đới ấm của thế giới.
Cao lương là loại cây trồng nhiệt đới và bán nhiệt đới; cao lương thích
nghi với khoảng điều kiện khí hậu rộng lớn từ những vùng có lượng mưa
hàng năm cao đến những nơi khô hạn. Mặc dù lượng mưa và các yếu tố khác

quyết định mùa vụ và thời gian sinh trưởng của cao lương nhưng cao lương
vẫn có thể trồng và phát triển ở những nơi có điều kiện khắc nghiệt và trình
độ thâm canh hạn chế (Rohman và cs, 2004). Cao lương rất thích nghi với
vùng đất nóng, khô hạn và bán khô hạn và là cây trồng chính ở Châu Phi,
Châu Á, Nam Mỹ và Châu Đại Dương nơi mà quá nóng và khô không phù

hợp sản xuất ngô. Cao lương là cây trồng lấy hạt chính là những vùng khô hạn
và bán khô hạn. Cây cao lương xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên điều kiện khí
hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho cây phát triển. Cao lương ngưỡng
nhiệt phát triển 15 – 37
0C
, tuy nhiên nhiệt độ tối thích là 27
0
C (Wilson và
Myer, 1954). Đa số các giống cao lương hiện nay không phản ứng với ánh
sáng, tuy nhiên cao lương là cây trồng ngày ngắn.
2.1.2 Đặc điểm thực vật học
Cao lương ngọt (sweet sorghum) là một loại cây thuộc họ hòa thảo
chiều cao từ 0,6 - 5m, đường kính thân 5 - 30mm tùy thuộc vào giống, điều
kiện canh tác và môi trường. Đặc điểm thực vật học cũng như thời gian sinh
trưởng của cây cao lương tương tự như cây ngô và các cây ngũ cốc khác. Số
lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh trưởng, thông thường trên
thân có từ 7 - 18 lá hoặc hơn (Leonard và cs, 1963) [18]. Lá ngắn và rộng hơn
lá ngô. Mỗi lá được sinh ra từ một đốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương
đương với số đốt trên thân.
Thân gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi có thể mọc ra từ các
đốt thân. Thời gian đẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ và
kỹ thuật canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo điều kiện cho
cây đẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại (Wilson, 1995) [26].
Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu xanh
xám, gân lá màu tối.
Rễ cao lương là rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nước hiệu
quả, rễ đâm rộng nhờ đặc điểm này cao lương có thể sống ở những nơi khô
hạn hơn ngô (Wlison, 1955)[26]. Rễ chính đâm sâu với nhiều rễ phụ và rễ
bên, rễ chủ yếu xuất hiện ở tầng đất mặt, rễ chính có thể đâm sâu tới 1,5m.
Cao lương là cây tự thụ phấn, đôi khi xảy ra hiện tượng giao phấn, tỷ lệ

giao phấn thường nhỏ hơn 6% (Conley, 2003) [12]. Hoa mọc thành chùm,
chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6.000 bông con.
Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài. Một kg hạt giống

chứa 25.000 đến 61.740 hạt. Hạt có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng
nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây. Hạt
càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt có vị đắng.
Cao lương là một loại cây trồng nhiệt đới, cao lương cùng họ với lúa.
Nhưng quang hợp theo chu trình C4 đây chính là một ưu điểm vượt trội của
cao lương. Nhờ quang hợp theo đường hướng này mà cao lương ngọt có thể
tổng hợp chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ cao và không xảy ra hiện tượng
quang hô hấp. Ngược lại, lúa là đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chu
trình C3. Cao lương ngọt là sự kết hợp tuyệt vời giữa lúa với cây trồng nhiệt
đới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ xung các gen có lợi khác từ mía, và là
một trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế giới trong việc sản xuất sinh
khối cây trồng hiện nay.
2.1.3 Thời gian sinh trưởng
Thời gian từ gieo đến thu hoạch hạt là một trong những yếu tố quan
trọng để phân loại các giống cao lương, bố trí mùa vụ. Thời gian sinh trưởng
thường ít thay đổi tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, mùa
vụ, cùng một giống nếu trồng sớm thường có thời gian sinh trưởng dài hơn
so với trồng muộn. Sau đây là bảng phân loại giống căn cứ theo thời gian từ
gieo đến hạt chín sinh lý.
Chín rất sớm ≤ 90 ngày
Chín sớm 91 - 100 ngày
Chín sớm trung bình 101 - 108 ngày
Chín trung bình 109 - 114 ngày
Chín muộn trung bình 115 - 120 ngày
Chín muộn 121 - 124 ngày
Chín rất muộn ≥125 ngày

Cách phân loại trên dựa vào điều kiện thời tiết bình thường, dưới điều
kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc rất thuận lợi có thể kéo dài hoặc rút ngắn thời
gian sinh trưởng đến 25 ngày so với cách phân loại trên (Vinall, 1936).

2.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên Thế giới và Việt Nam
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới
2.2.1.1. Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới
Theo trung tâm năng lượng ASEAN nhu cầu tiêu thụ năng lượng của
khu vực này năm 2002 là 280 triệu tấn và tăng lên 583 triệu tấn vào năm
2020. Indonesia là nước có nguồn năng lượng lớn nhất trong các nước
ASEAN, tuy nhiên hiện nay dầu mỏ dự trữ của họ chỉ còn trong 25 năm, khí
đốt 60 năm và than đá là 150 năm. Nhận thức được vai trò quan trọng của cao
lương trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng không ngừng tăng lên của con
người nhiều nước đã đầu tư cho việc nghiên cứu trong việc năng cao năng
suất và diện tích trồng cao lương, bằng cách sử dụng giống có tiềm năng năng
suất cao và áp dụng các biện pháp kĩ thuật tiên tiến vào sản xuất.
- Một số kết quả nghiên cứu về chọn giống
Có 5 chủng cao lương canh tác cơ bản- Bicolor, Kafir, Guinea,
Caudatum và Durra- dã được công nhận (Harlan và De Wet, 1972). Chủng
Bicolor được miêu tả là khoảng trống và chiều dài cụm hoa, mày hoa thường
xuyên kèm theo hạt khi chín. Kafir Được tìm thấy ở nam xích đạo Châu Phi
biểu hiện cân đối và sát góc cầu hạt với mày ngắn hơn hạt. Guinea chiếm ưu
thế ở Tây Phi và dễ nhận ra bởi chiều dài và sự không cân xứng, mày mở ra
nhìn thấy khi hạt chín. Hạt của dòng Caudatum thì phồng lên không cân xứng,
chủng này tìm thấy ở Trung phi và là gần nơi phát sinh. Durra biểu hiện hạt
dạng trứng ngược và có dạng hình V tại đáy ( Bantilan và ctv, 2004).
Tại Trung Quốc Đại học Nông nghiệp Thẩm Dương đã nghiên cứu 58
dòng Cao lương ngọt và lọc ra một số giống tốt, thích hợp với vùng Đông Bắc.
Trong năm 2004, 21 giống Cao lương ngọt ( A63, 51 Volzhskoye,
Kamyshinskoye 7, Kinelskoye 3, và các giống khác) đã được công nhận trồng

ở các vùng khác nhau của Liên Bang Nga.
Người ta đã tìm thấy 9 dòng phù hợp trong số 90 dòng thử nghiệm tại
Isaren trong quá trình tổng hợp đường (Blum và cs, 1975) [6].

Khảo nghiệm một số giống cao lương ở Mỹ phát hiện 3 giống có hàm
lượng đường trong thân lá cao, 3.500- 5000 kg đường/ha trong cùng điều kiện
canh tác như các giống khác ( Blum và cs, 1977) [7].
Năng suất trung bình của các giống cao lương ngọt trên thế giới ở thập
niên 70 tăng nhanh chóng từ 35 - 48 tấn/ha lên 45 - 60 tấn/ha. Trong tương
lai, năng suất sinh khối sẽ tiếp tục tăng và có thể đạt 80 tấn sinh khối/ha, năng
suất hạt 1,5 - 5,5 tấn/ha, có thể thu hoạch sau 130 - 140 ngày.
Sau khi đánh giá năng suất và số lượng chồi/thân chính của một số
giống cao lương ngọt 4 giống: Brandes, Dale, Rio và Wray có số lượng
chồi/thân lần lượt: 1,2; 0,38; 0,86; 0,36. Năng suất sinh khối của chồi bằng
56% năng suất thân chính, trong khi hàm lượng đường, đường khử, đường kết
tinh, tỷ lệ dịch ép của giống Brandes, Rio và Wray tương đương nhau
(Broadhead, 1981).
Chiu và Hu (1984) chỉ ra rằng năng suất sinh khối trung bình liên quan
chặt chẽ với chiều cao thân, năng suất hạt và số lượng lá/cây, số nhánh/khóm
ở cây cao lương vụ thu, sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ở
Kharif đã tìm ra 12 dòng triển vọng (Bapat, 1987)[5].
- Một số kết quả nghiên cứu về hàm lượng đường trong thân lá của
một số giống cao lương:
Cao lương đã được sử dụng là nghuồn nguyên liệu phục vụ cho sản
xuất xiro ở Mỹ cách đây rất lâu nhờ thân mọng nước và hàm lượng đường
cao.Hàm lượng đường cao hơn trong thân mía 9% và cho kết quả tốt như
dùng quả của cây thốt nốt(Karve và cs, 1970)[17].
Dòng cao lương khảo nghiệm ở Kharif (1985) có dòng SSV-7073 có
ham lượng đường khá cao 22,24%, tinh bột là 15,9%( Bapat và cs, 1987) [4]
Sau khi ép thân để lấy nước sản xuất ethanol, giống Rio cho sản lượng cao

nhất 3,418 lit/ha, đồng thời có hàm lượng nước ép cao 45,5- 50,4%, có hàm lượng
đường dao động từ 19,6- 21,0%, hàm lượng tinh bột 14,28-26,2%, đường thô
1,75-3,37 tấn/ha.
Đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lương được lai
tạo từ 6 giống cao lương ngọt và 1 giống cao lương lấy hạt: Khả năng sản

xuất ethanol liên quan tới hàm lượng đường tổng số, tỉ lệ đường sucrose, tỉ lệ
nước ép, năng suất thân và chu vi thân. Trong số các cặp bố mẹ, giống SSV84
cho 14,2 ml ethanol/ cây, trong khi các dòng lai giữa giống SSV84 và HES4
có năng suất cao nhất (32,1 ml ethanol/cây) (Ganesh, 1995)
- Một số kết quả nghiên cứu giống cao lương ngọt trong sản xuất
ethanol
Cao lương đã được sử dụng là nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất xi-
ro ở Mỹ cách đây rất lâu nhờ thân mọng nước với hàm lượng đường cao,
dùng thân cây cao lương ngọt để chiết xuất đường cho kết quả tốt như dùng
quả cây thốt nốt, hàm lượng đường cao hơn trong thân mía 9% (Karve và cs,
1974) [17].
Đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lương được lai tạo
từ 6 giống cao lương ngọt và 1 giống cao lương lấy hạt cho kết quả như sau:
khả năng sản xuất ethanol liên quan tới hàm lượng đường tổng số, tỷ lệ đường
sucrose, tỷ lệ nước ép, năng suất thân và chu vi thân. Trong số các cặp bố mẹ,
giống SSV8 cho 14,2 ml ethanol/cây trong khi dòng lai giữa giống SSV84 và
HES4 có năng suất cao nhất (32,1 ml ethanol/cây) (Ganesh, 1995).
Sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ở Khairf năm 1985 đã
tìm được 12 dòng, giống có triển vọng phục vụ sản xuất đường. Những giống này
có thời gian sinh trưởng 115 - 120 ngày, pH trong nước ép từ 4,5 - 5,3. Dòng SSV-
7073 có hàm lượng đường cao nhất 22,24%, tinh bột 15,9% (Bapat và cs, 1987)[4].
Sau khi ép thân lấy nước để sản xuất ethanol, giống Rio cho sản lượng
cao nhất 3.418 l/ha, thấp nhất là giống NSA-440 74,7 l/ha (Mc Bee và cs,
1988). Đồng thời Rio là giống có hàm lượng nước ép cao 45,5 - 50,4%, hàm

lượng đường (19,6 - 21,0%), hàm lượng tinh bột (14,28 - 26,2%), đường thô
(1,75 - 3,37 tấn/ha).
Theo Ratnavathi (2004), sau khi khảo nghiệm hàm lượng nước và chất
lượng đường 5 giống cao lương ngọt (Keller, SSV-84, BJ-248, Wrey và NSSH-
104) giống Keller được đánh giá là giống có hàm lượng đường cao nhất, rất
thích hợp phục vụ sản xuất ethanol. NK 405, Keller và Tracy được chọn để
nghiên cứu hàm lượng đường trong thân và sự khác nhau giữa các đốt thân, quá
trình hình thành đường sucrose không liên quan chặt tới các giai đoạn sinh

trưởng của cây trồng, như đã được giả định cho đến nay, nhưng quá trình này
xảy ra ngay khi kết thúc quá trình kéo dài đốt (Hoffmann Thoma và cs, 1996).
2.2.1.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
Cao lương là một trong năm cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới và là
khẩu phần ăn chính của hơn 500 triệu người ở hơn 30 quốc gia, đặc biệt là ở
những vùng nhiệt đới bán khô hạn. Đây là loại cây trồng có nhiều công dụng
như làm bánh mì, bánh quy, tinh bột, đường, xiro, cồn, bia, sản xuất mạch nha
và là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất ethanol nhiên liệu.
Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bố ở cả 6 châu lục
và tập trung chủ yếu ở Châu Phi và Châu Mỹ. Cây cao lương được ví như cây
trồng đa tác dụng, sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau tuy
thuộc vào mục đích sử dụng: hạt là thực phẩm cho con người và gia súc, thân
lá được sử dụng làm chất đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol.
Bảng 2.1 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
trong những năm gần đây
Chỉ tiêu



Năm
Diện tích

(triệu ha)
Năng suất
(Tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
1990 41,59 13,66 56,81
2000 40,93 13,61 55,69
2008 45,27 14,64 66,26
2009 40,69 13,89 56,56
2010 41,01 14,18 58,16
2011 35,48 15,27 54,20
( Nguồn FAOSTAT, 2012)



Bảng 2.2. Tình hình sản xuất cao lương ở một số châu lục
giai đoạn 1990 - 2011
Năm


Châu lục
1990 2000 2008 2009 2010 2011
Châu
Phi
DT (triệu ha) 16,46 21,26 27,70 24,74 24,93 19,56
NS hạt (tạ/ha) 7,28 8,66 9,25 8,95 9,46 10,62
SL (triệu tấn) 11,98 18,41 25,61 22,14 23,60 20,78
Châu
Mỹ

DT (triệu ha) 7,28 7,08 7,00 5,90 5,92 5,93
NS hạt (tạ/ha) 33,84 32,81 35,90 35,54 37,92 33,66
SL (triệu tấn) 24,64 23,24 25,10 20,96 22,54 19,96
Châu Á
DT (triệu ha) 17,20 11,74 9,36 9,14 9,5 9,10
NS hạt (tạ/ha) 10,80 9,50 11,66 11,03 10,34 11,64
SL (triệu tấn) 18,57 11,15 10,92 10,08 9.81 10,59
Châu Âu

DT (triệu ha) 0,27 0,23 0,28 0,15 0,15 0,26
NS hạt (tạ/ha) 24,82 33,39 30,15 44,52 44,59 35,94
SL (triệu tấn) 0,67 0,76 0,83 0,67 0,71 0,92
Châu
Đại
Dương
DT (triệu ha) 0,38 0,62 0,94 0,77 0,51 0,63
NS hạt (tạ/ha) 24,88 34,00 40,24 35,10 30,95 30,58
SL (triệu tấn) 0,95 2,12 3,80 2,70 1,60 1,94
( Nguồn FAOSTAT, 2012)
Nhìn chung diện tích trồng cao lương không có nhiều thay đổi, duy trì
ở mức trên 40 triệu ha. Năm 2005 diện tích trồng cao lương lớn nhất là 46,22
triệu ha. Do sức ép của dân số và nhu cầu sử dụng đất cho công nghiệp nên
diện tích cao lương duy trì ở mức 40-46 triệu ha. Châu Phi là châu lục có diện
tích trồng cao lương lớn nhất, liên tục tăng qua các năm từ 1990- 2008 (16,46-
27,70 triệu ha), từ năm 2008-2011 lại có xu hướng giảm năm 2011 chỉ còn
19,56 triệu ha. Tuy nhiên năng suất cao lương lại có xu hướng tăng qua các
năm ở châu lục này tuy còn khá thấp so với thế giới dao động từ 7,28-10,62
tạ/ha, đạt cao nhất vào năm 2011. Việc nâng cao năng suất cao lương đang
ngày được quan tâm nghiên cứu, có nhiều chương trình, dự án cải tiến kỹ
thuật canh tác, lai tạo giống cao lương mới đang được tiến hành.

Châu Mỹ, là châu lục đứng thứ 3 về diện tích trồng cao lương, nhưng
lại là châu lục có năng suất cao lương cao nhất. Diện tích cao lương giảm
dần từ năm 1990-2011 từ 7,28 triệu ha xuống còn 5,93 triệu ha, trái lại với
diện tích giảm thi năng suất cao lương lại tăng từ 32,81tạ/ha(2000) lên 37,92
tạ/ha (2010). Sản lượng đứng thứ 2 thế giới,tập trung chủ yếu ở Mỹ, Mexico,
Braxin, Argentina. Mỹ là quốc gia sản xuất cao lương lớn thứ hai thế giới
sau Nigeria năm 2009 Mỹ sản xuất trên 9,73 triệu tấn hạt trong đó chủ yếu
chế biến thức ăn chăn nuôi, 12% sản lượng cao lương phục vụ ngành công
nghiệp chế biến ethanol, đồng thời Mỹ cũng là quốc gia xuất khẩu cao lương
lớn nhất thế giới chiếm 80% sản lượng cao lương xuất khẩu của thế giới.
Sản lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng liên tục trong vòng 35 năm qua,
năm 2010 lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng 15% so với năm 2009.
Trồng cao lương để sản xuất ethanol sẽ là hướng đi mà quốc gia lựa chọn
trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng như hiện nay, ở Mỹ cao lương được
trồng chủ yếu ở Kansas, Nebraska và Texas (NASS, 2007).
Châu Á cũng là châu lục trồng nhiều cao lương, chỉ sau châu Phi về
diện tích, tuy nhiên năng suất còn thấp chỉ cao hơn Châu Phi và chỉ có Trung
Quốc là quốc gia có diện tích, năng suất, sản lượng cao nhất trong các nước
trong khu vực.
2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương ở Việt Nam
Việc nghiên cứu cây trồng nguyên liệu phục vụ sản xuất và sử dụng
làm nhiên liệu sinh học là một vấn đề mới đối với Việt Nam. Vừa qua Bộ
Công nghiệp đã xây dựng đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn 2020, với mục tiêu sản xuất xăng E10 và dầu sinh học nhằm thay thế
một phần nhiên liệu truyền thống hiện nay. Theo đề án, trong giai đoạn 2006-
2010, Việt Nam sẽ tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học, xây dựng
mạng lưới thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học tại một số tỉnh, thành, quy
hoạch vùng trồng cây nguyên liệu cho năng suất cao, đào tạo cán bộ chuyên
sâu vê kỹ thuật.

Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu
sinh học thay thế một phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất
và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công

nghiệp khác, đa dạng hóa nguồn nguyên liệu. Đến năm 2020, công nghệ sản
xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới, với
sản lượng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu diesel sinh học
B10/năm.Theo các chuyên gia, xăng E10 là xăng pha cồn với hàm lượng
cồn tối đa là 10%, đáp ứng hoàn toàn mọi hoạt động binh thường của ô tô,
xe máy. Dầu diesel sinh học luôn được pha trộn vào dầu DO, với tỷ lệ phổ
biến 5-30%, để giảm bớt ô nhiễm môi trường.
Từ tháng 8/2007 một hệ thống sản xuất nhiên liệu sinh học từ dầu ăn
phế thải với công suất 2 tấn/ ngày sẽ được triển khai tại Công ty Phú Xương
thành phố Hồ Chí Minh. Dự án được triển khai với nguyên liệu đầu vào từ 4-5
tấn/ngày.Theo ước tính giá dầu là 7,500đ/lít thấp hơn giá giá bán diesel trên
thị trường khoảng 400đ/lít.
Bộ Công nghiệp đang triển khai công nghệ sản xuất các loại hoá chất,
phụ gia cần thiết để pha chế nhiên liệu sinh học với xăng. Các đơn vị thuộc
Bộ sẽ ứng dụng và làm chủ công nghệ sản xuất các chất phụ gia, chất xúc tác
để pha chế xăng với ethanol và diesel sinh học và diesel khoáng, triển khai
sản xuất các hoá chất, phụ gia cung cấp cho các cơ sở pha chế, dự kiến năm
2007 làm chủ công nghệ này và sản xuất với qui mô nhỏ và năm 2011-2015
mở rộng cơ sở sản xuất phụ gia và bảo đảm cho nhu cầu trộn xăng E5/E10,
dầu B5/B10.
Trong những năm gần đây một số tổ chức đã tiến hành nghiên cứu cao
lương ngọt làm nhiên liệu sinh học trong đó điển hình là đề tài cấp nhà nước “
Nghiên cứu tuyển chọn một số giống cao lương ngọt có năng suất cao, chất
lượng tốt cho sản xuất ethanol nhiên liệu ’’ với mục tiêu tuyển chọn và xây
dựng quy trình thâm canh cao lương ngọt, tuy nhiên bộ giống sử dụng này là
những giống thuần nhập nội từ ICRISAT (Ấn Độ) năng suất chỉ đạt 30 - 35

(Tạ/ha) (Theo đăng kí của đề tài), ngoài ra, cũng đã có một vài nơi thử
nghiệm các giống khác nhau nhưng năng suất thấp, chưa đạt được hiệu quả
như mong muốn.
Từ những năm 1990 Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên cũng đã
bắt đầu tiến hành nghiên cứu cao lương lấy hạt trên quy mô nhỏ, những giống
này được nhập từ ICRISAT. Tuy nhiên chưa có quy trình nghiên cứu tổng thể

về điều kiện sinh thái trong quá trình chọn tạo giống, nên những giống nhập
nội này chưa thực sự phù hợp với điều kiện sinh thái vùng trung du vùng núi
phía Bắc nên năng suất của những giống nhập nội này rất thấp.
Hiện nay công ty Secoin đang thực hiện Dự án Sinh học thực vật ứng
dụng mới ở giai đoạn nghiên cứu định hướng được thực hiện trên 4 ha , gồm 2
phòng thí nghiệm và một số vườn ươm. Các kết quả thực nghiệm sẽ được áp
dụng trên 170 ha thực địa tại Quảng Ninh, Hà Tĩnh. Dự án này đã được sự ủng
hộ nhiệt tình của các địa phương, sự hợp tác hào hứng của các kĩ sư, nhà khoa
học ngoài công ty, đặc biệt sự tham gia của Công ty Hanhwa Resources (Hàn
Quốc) và tư vấn của các nhà khoa học Mỹ, Ốt-xtrây-li-a, Trung Quốc, Ấn Độ
Năm 2011, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã ký kết bản ghi
nhớ hợp tác nghiên cứu và bản thỏa thuận nghiên cứu phát triển cây cao
lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học tại Việt Nam đã có buổi
làm việc và thảo luận cơ hội hợp tác nghiên cứu với đại diện công ty TNHH
Earth Note Nhật Bản. Theo bản thảo thuận nghiên cứu, phía công ty TNHH
Earth Note Nhật Bản sẽ hỗ trợ giống, kĩ thuật và một số kinh phí để tiến hành
nghiên cứu thí nghiệm tại trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên và một số
tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam.
2.2.3. Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển cao
lương ngọt
- Phát triển và chế biến cao lương ngọt là một vấn đề mới đối với Việt
Nam. Khó khăn lớn nhất của Việt Nam là làm sao nghiên cứu chọn lọc hoặc
lai tạo được những giống cao lương ngọt cao sản có hàm lượng đường cao.

Hiện nay Việt Nam mới chỉ có một số hạt giống cao lương ngọt của Anh, Ấn
Độ, Trung Quốc… thu thập được. Tuy nhiên để có thể lai tạo được những
giống cao lương ngọt cao sản chất lượng tốt thích hợp với điều kiện thổ
nhưỡng và khí hậu của một số vùng nước ta như vùng trung du miền núi phía
Bắc (nơi quỹ đất còn nhiều) là một điều không dễ đòi hỏi chúng ta không
những phải có một đội ngũ những nhà khoa học giỏi mà cần phải có nguồn
vật liệu phong phú, thời gian dài và chi phí lớn.
- Để rút ngắn thời gian chọn tạo giống, giảm chi phí, Việt Nam cần
thiết phải có hợp tác nghiên cứu với các nước tiên tiến trong lĩnh vực này

nhằm đi tắt đón đầu, đẩy nhanh việc chọn tạo giống và phát triển kỹ thuật
canh tác cao lương ngọt nhằm đưa vào thực tiễn sản xuất tại Việt Nam.
- Phản ứng của giống với các điều kiện sinh thái khác nhau là rất khác
nhau. Việc đưa giống cây trồng mới vào sản xuất đại trà mà không qua khảo
nghiệm có thể gây rối loạn giống, bùng phát dịch hại… Do đó, việc tiến hành
khảo nghiệm sinh thái cho giống mới là rất quan trọng.
2.4. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học
2.4.1. Lợi ích sử dụng nguyên liệu sinh học
Theo thông tin của EU tháng1/2007 tiêu thụ năng lượng toàn cầu đã tăng
lên gấp đôi từ 10 tỷ tấn qui ra dầu/năm tăng lên 22 tỷ tấn qui dầu/năm vào năm 2050.
Giáo sư Nghệ Duy Đấu, Viện sĩ công trình Đại học Thanh Hoa (Bắc
Kinh) cho biết theo Bộ Năng lượng Mỹ và Uỷ ban năng lượng thế giới dự báo
nguồn năng lượng hoá thạch không còn nhiều: dầu mỏ còn 39 năm, khí thiên
nhiên 60 năm, than đá 111 năm. Theo Bộ Năng lượng Mỹ nhu cầu dầu mỏ thế
giới ngày càng tăng
Ngày nay do thế giới phụ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ và giá dầu biến
động liên tục theo chiều tăng và sự cạn kiệt dần nguồn năng lượng hoá thạch
và khí đốt nên việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế là việc làm có
tính sống còn trong những thập kỷ tới, trong đó có năng lượng sinh học.
Năng lượng sinh học bao gồm các nguồn năng lượng được sản xuất từ

nhiều loại sản phẩm nông nghiệp khác nhau như thân, cành, vỏ, quả cây,
các sản phẩm dư thừa khi chế biến nông, lâm sản, gỗ củi, phân gia súc,
nước thải và bã phế thải hửu cơ công nghiệp, rác thải….Vì vậy, năng lượng
sinh học là nguồn năng lượng thay thế có thể tồn tại, tái sinh và điều chỉnh
theo ý muốn của con người.
Hiện có 2 dạng năng lượng sinh học chủ yếu là ethanol sinh học và
diesel sinh học với nguyên liệu là tinh bột và đường nhờ quá trình phân giải
của vi sinh vật có thể sản xuất ra ethanol, sau đó tách nước bổ sung các chất
phụ gia thành ethanol biến tính gọi là ethanol nhiên liệu biến tính hay cồn
nhiên liệu. Diesel sinh học nói riêng hay nhiên liệu sinh học nói chung là một
loại năng lượng tái tạo.Về phương diện hoá học diesel sinh học là methyl este
của axit béo.

Sử dụng năng lượng sinh học so với xăng dầu khoáng giảm được 70%
khí CO2 và 30% khí độc hại do nhiên liệu sinh học có chứa một lượng cự nhỏ
lưu huỳnh, chứa 11% O2 nên cháy sạch hơn. Nhiên liệu sinh học phân hủy
sinh học nhanh,ít gây ô nhiễm môi trường đất và nước, vì vậy trên thế giới
nhiều nước đã tiến hành nghiên cứu trồng các loài cây nông, lâm nghiệp để
cung cấp nguyên liệu sinh học cho chế biến năng lượng sinh học.
Hiện nay giá nhiên liệu sinh học còn cao do sản xuất còn trên quy mô nhỏ,
giá nguyên liệu cao và công nghệ sản xuất còn chưa được đầu tư, khi sản xuất
với quy mô lớn cùng với công nghệ mới có thể giảm giá thành thấp hơn, khẳng
định được tầm quan trọng và lợi ích của nhiên liệu sinh học đối với sự phát triển
của thế giới.
2.4.2. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học
Sơ đồ mô tả quá trình sử dụng cao lương ngọt

Tất cả các sản phẩm từ cao lương đều được tận dụng tối đa, hạt cao
lương dùng để chế biến thức ăn cho con người, gia súc và sản xuất ethanol,
thân lá được ép lấy nước lên men sản xuất nhiên liệu sinh học, phần bã còn lại
Cao lương
ngọt

Hạt

Dịch ép

Bã

Lá
Sự lên
men
Lên men
Đồng –
genermatio

n

Thức ăn
chăn nuôi
Sản xuất
giấy
Ethanol DDGS
Ethanol
Sản xuất
điện
Chất đốt

sử dụng làm chất đốt, nguyên liệu sản xuất giấy. Cao lương là cây trồng cho
năng suất sinh khối lớn và có thể chế biến các sản phẩm có giá trị kinh tế, ở
Mỹ cao lương có thể cho 30 tấn thân lá khô/ha khi trồng trên đất nghèo với
lượng phân bón và nước ít, Mỹ chủ yếu sử dụng ngô để sản xuất ethanol, cây
cao lương chiếm vị trí thứ hai. Tuy nhiên việc sử dụng ngô làm nguyên liệu sinh
học đang đẩy giá ngô lên cao, ảnh hưởng tới an ninh lương thực của thế giới, vì
vậy người ta ngày càng quan tâm tới việc sử dụng rỉ mật cao lương để sản xuất
ethanol. Theo số liệu thống kê 2009 thì có tới 29% sản lượng cao lương phục vụ
cho sản xuất ethanol. Theo ước tính chi phí sản xuất 1 ha ngô là 370 USD với
năng xuất trung bình của ngô là 9 tấn/ha (ẩm độ 15%) sản xuất được 3.600 lít
ethanol, trong khi đó cao lương là 296 USD/ha, năng suất sinh khối là 80 tấn/ha
(ở điều kiện thí nghiệm) hiệu quả hơn so với trồng ngô (Rooney và cs,
2007)[24].
Ở Ấn Độ thời gian từ gieo đến khi thu hoạch là 4 tháng: nhu cầu nước
trong 1 vụ 4000m
3
(Soltani và Almodares, 1994), ít hơn 4 lần so với mía,
năng suất hạt trung bình 1,5 -7,5 tấn/ha, năng suất sinh vật học từ 36- 140

tấn/ha.
Monti và Venturi (2002) đã so sánh khả năng cung cấp năng lượng
phục vụ sản xuất ethanol của cao lương ngọt,cao lương lấy thân và lúa mỳ ở
Bogogna, Italia. Kết quả cho thấy, cao lương ngọt có khả năng cung cấp năng
lượng cao hơn cao lương cỏ 14%, lúa mỳ là 38%.
Venturi (2003) đã tiến hành so sánh tính khả thi trong việc sử dụng lúa
mỳ, lúa mạch, ngô, cao lương hạt, củ cải đường và cao lương ngọt làm nguyên
liệu sản xuất chất đốt ở Châu Âu, đánh giá trên 34 quốc gia. Kết quả cho thấy
cao lương ngọt là cây trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất quang hợp cao và
khả năng thích nghi rộng. Tuy nhiên, cao lương ngọt chỉ thực sự khả thi nhất khi
có bộ giống phù hợp với từng điều kiện khí hậu, canh tác, thổ nhưỡng.







PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là năm giống cao lương ngọt cao sản nhập nội từ
Nhật Bản.tên giống đã được mã hóa.
Giống Nguồn gốc Đặc điểm của giống
3 Đại học Nagoya, Nhật Bản
- Thời gian sinh trưởng ngắn
- Năng suất sinh khối lớn
- Hàm lượng đường cao
- Thân mọng nước

8 Công ty Earth Note, Nhật Bản
13
Công ty Kaneko Seeds, Nh
ật Bản

15 Australia
14
Công ty Snow Brand Seed, Nhật
Bản
- Thời gian sinh trưởng ngắn
- Năng suất sinh khối lớn
- Hàm lượng đường cao
- Thân ít mọng nước
2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu
Tại Khu cây trồng cạn, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
2.2.2. Thời gian nghiên cứu
Thí nghiệm được tiến hành trong vụ xuân (tháng 3) năm 2013.
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu xác định khả năng sinh trưởng của các giống cao lương
ngọt thí nghiệm.
- Nghiên cứu xác định khả năng chống chịu sâu bệnh của năm giống
cao lương ngọt thí nghiệm trong điều kiện vụ xuân.