Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng, phát triển và bệnh thối rễ của cao lương ngọt tại Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------------------

GIÁP THỊ THANH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ
BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐẾN SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ BỆNH THỐI RỄ CỦA
CAO LƯƠNG NGỌT TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN – NĂM 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
---------------------------------------------

GIÁP THỊ THANH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ
BIỆN PHÁP KỸ THUẬT ĐẾN SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ BỆNH THỐI RỄ CỦA
CAO LƯƠNG NGỌT TẠI THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Dương Thị Nguyên

THÁI NGUYÊN – NĂM 2015


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
- Tôi luôn luôn nỗ lực, cố gắng và trung thực trong suốt quá trình nghiên cứu
đề tài.
- Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin
đã được chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lý và đưa vào luận văn đúng qui định.
Thái Nguyên, ngày 23 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Giáp Thị Thanh


ii

LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
và Ban chủ nhiệm Khoa Nông học, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng, phát triển và bệnh
thối rễ của cao lương ngọt tại Thái Nguyên”.
Trước hết tôi, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ
nhiệm khoa cùng các thầy giáo, cô giáo đã giảng dạy trong chương trình Thạc sĩ
Khoa học trồng trọt, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu

trong suốt thời gian học tập tại nhà trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Dương Thị Nguyên đã tận tình hướng dẫn cho
tôi trong thời gian thực hiện đề tài và viết luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Bảo vệ thực vật, đặc biệt là Bộ môn Chẩn
đoán Giám định dịch hại và thiên địch đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi tiến hành
một số thí nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình, người thân, bạn bè của tôi đã luôn
cổ vũ, động viên và đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành
đề tài tốt nghiệp.
Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận
văn không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến của các
thầy cô và các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 23 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Giáp Thị Thanh


iii

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 3
3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................... 4
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học ....................................... 5
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học trên thế giới ............... 5
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học tại Việt Nam .............. 8
1.3. Đặc điểm sinh học của cao lương ...................................................................... 11
1.3.1. Đặc điểm thực vật học..................................................................................... 11
1.3.2. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện ngoại cảnh ................................................. 12
1.4. Ứng dụng của cây cao lương trong sản xuất năng lượng sinh học .................... 13
1.5. Nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương ngọt ............................................... 16
1.5.1. Nghiên cứu về thời vụ trồng ........................................................................... 16
1.5.2. Nghiên cứu về mật độ trồng ............................................................................ 16
1.5.4. Nghiên cứu về bệnh hại cao lương.................................................................. 17
1.5.4.1. Bệnh thối rễ Fusarium .................................................................................. 21
1.5.4.2. Bệnh thối rễ Pythium ................................................................................... 22
1.5.4.3. Bệnh thối rễ Periconia (Periconia circinata (Mang.) Sacc.) ....................... 23
1.6. Nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương ngọt tại Việt Nam ......................... 25


iv

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 27
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 27
2.1.1. Vật liệu thí nghiệm .......................................................................................... 27
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 27
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 27
2.1.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................... 27
2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 27
2.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 28
2.3.1. Xác định nguyên nhân gây bệnh thối rễ cao lương ngọt................................. 28
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ trồng đến quá trình sinh trưởng và phát

triển của giống KSC 105 và bệnh thối rễ .................................................................. 29
2.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ tới sinh trưởng và phát triển của giống
KSC105 và bệnh thối rễ ............................................................................................ 32
2.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp phân bón đến giai đoạn sinh trưởng và phát
triển của giống KSC 105 và bệnh thối rễ .................................................................. 32
2.3.5. Đánh giá hiệu lực một số loại thuốc bảo vệ thực vật đối với bệnh thối rễ cao
lương ......................................................................................................................... 33
2.4. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................. 36
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 37
3.1. Thành phần bệnh hại trên giống cao lương ngọt KCS105 tại Thái Nguyên, vụ
Xuân 2014 ................................................................................................................. 37
3.2. Xác định nguyên nhân gây bệnh thối rễ trên giống cao lương ngọt KCS105 ... 39
3.2.1. Triệu chứng bệnh thối rễ trên giống cao lương ngọt KCS105 ........................ 39
3.2.2. Phân lập vi sinh vật gây bệnh.......................................................................... 40
3.2.3. Kết quả lây bệnh nhân tạo trên cây cao lương con ......................................... 41


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
- Tôi luôn luôn nỗ lực, cố gắng và trung thực trong suốt quá trình nghiên cứu
đề tài.
- Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin
đã được chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lý và đưa vào luận văn đúng qui định.
Thái Nguyên, ngày 23 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Giáp Thị Thanh

vi

3.6.1. Ảnh hưởng của phân bón đến sự sinh trưởng và phát triển của giống cao
lương ngọt KCS105 .................................................................................................. 55
3.6.2. Ảnh hưởng của phân bón đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của giống cao lương
ngọt KCS105 ............................................................................................................. 56
3.6.3. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và hàm lượng đường của giống cao
lương KCS105 ........................................................................................................... 57
3.6.4. Ảnh hưởng của phân bón đến bệnh thối rễ của giống cao lương ngọt KCS10559
3.7. Hiệu lực một số loại thuốc bảo vệ thực vật đến bệnh thối rễ trên giống cao
lương ngọt KCS105 .................................................................................................. 59
3.7.1. Ảnh hưởng của biện pháp xử lí đất kết hợp với xử lí hạt đến bệnh thối rễ .... 59
3.7.2. Hiệu lực của một số loại thuốc hóa học đối với bệnh thối rễ trên giống cao
lương ngọt KCS105 .................................................................................................. 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BVTV:

Bảo vệ thực vật

CSB:

Chỉ số bệnh

DT:

Diện tích

FAO:

Food and Agriculture Organization of the United Nations - Tổ chức

Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc.
NS:

Năng suất

NLTT:

Năng lượng tái tạo

NLSH:

Năng lượng sinh học

NSSKLT:

Năng suất sinh khối lý thuyết

NSSKTT:

Năng suất sinh khối thực thu

NSTLT:

Năng suất thân lý thuyết

NSTTT:

Năng suất thân thực thu

SL:

Sản lượng

TLB:

Tỉ lệ bệnh

TST:

Tuần sau trồng.


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất năng lượng sinh học ở một số quốc gia trên thế giới
giai đoạn 2003 – 2013 ................................................................................ 6
Bảng 1.2. Nhu cầu nhiên liệu sinh học của Việt Nam từ 2010 - 2050...................... 10
Bảng 1.3. Ưu thế của cao lương ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học.............. 14
Bảng 1.4. Thành phần bệnh hại cao lương trên thế giới ........................................... 18

Bảng 1.5. Thành phần bệnh hại cao lương tại Việt Nam(**) ................................... 26
Bảng 3.1. Thành phần bệnh hại thu thập trên giống cao lương ngọt KCS105 tại Thái
Nguyên (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) .................................................... 38
Bảng 3.2. Các dạng triệu chứng bệnh thối rễ thu được trên đồng ruộng (Thái
Nguyên, 2014) .......................................................................................... 39
Bảng 3.3. Kết quả lây bệnh nhân tạo cho giống cao lương ngọt KCS105 ............... 42
Bảng 3.4. Sự sinh trưởng và phát triển của nấm F. moniliforme trên các loại môi
trường nuôi cấy khác nhau (Viện Bảo vệ thực vật, 2014) ....................... 44
Bảng 3.5. Sự sinh trưởng và phát triển của nấm F. moniliforme trên môi trường
PDA ở các mức nhiệt độ khác nhau (Viện Bảo vệ thực vật, 2014) ......... 44
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời vụ đến các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
giống cao lương ngọt KCS105 (Vụ Xuân 2014, Thái Nguyên) .............. 46
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của thời vụ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của KCS105
(Thái Nguyên, Vụ Xuân 2014)................................................................. 47
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thời vụ đến năng suất và hàm lượng đường của giống cao
lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ................................ 48
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các thời vụ trồng đến bệnh thối rễ trên giống cao lương
ngọt KCS105 (Thái Nguyên, Vụ Xuân 2014).......................................... 49
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của
giống KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ........................................ 51
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của giống
cao lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ......................... 52


ix

Bảng 3.12. Ảnh hưởng của mật độ đến năng suất và hàm lượng đường của giống
cao lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ......................... 53
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến bệnh thối rễ trên giống cao lương ngọt
KSC 105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) .................................................. 54

Bảng 3.14. Ảnh hưởng của phân bón đến các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của
giống cao lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, Vụ Xuân 2014) .............. 55
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của phân bón đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của giống cao
lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ................................ 56
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và hàm lượng đường của giống
cao lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ......................... 57
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các phân bón đến bệnh thối rễ trên giống cao lương ngọt
KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014). .................................................. 58
Bảng 3.19. Hiệu lực của một số loại thuốc hóa học đối với bệnh thối rễ hại giống
cao lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ......................... 62


x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Triệu chứng của một số loại bệnh phổ biến phát hiện được trên giống cao
lương ngọt KCS105 (Thái Nguyên, vụ Xuân 2014) ..................................37
Hình 3.2. Hình ảnh vi sinh vật phân lập được từ vết bệnh thối rễ cao lương ngọt.
(A). Hình ảnh động bào tử, ống tháo và du động bào tử của nấm P.
graninicola. (B). Hình ảnh tế bào F. moniliforme. (C, D). Hình ảnh khuẩn
lạc và tế bào vi khuẩn Erwinia sp. (Viện Bảo vệ thực vật, 2014). ............40
Hình 3.3. Lây bệnh bằng Pythium graminicola, Fusarium moniliforme và Erwinia
sp. trên cây cao lương con trong điều kiện chậu vại. (A). Lây bệnh bằng
nước cất; (B). Lây bệnh bằng nấm P. gaminicola; (C). Lây bệnh bằng nấm
F. moniliforme; và (D). Lây bệnh bằng vi khuẩn Erwinia sp. Thí nghiệm
gồm 3 lần nhắc lại, gồm 50 cây cao lương con/chậu. Giống cao lương thí
nghiệm: KCS105 (Viện Bảo vệ thực vật, 2014). .......................................42
Hình 3.4. Mối tương quan giữa điều kiện nhiệt độ và sự phát triển của nấm P.
graminicola trên môi trường CMA (Viện Bảo vệ thực vật, 2014). ...........43

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn Erwinia sp. (Viện Bảo
vệ thực vật, 2014). .....................................................................................45


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang đứng trước cuộc khủng hoảng
năng lượng trầm trọng vì chúng ta đã và đang khai thác, sử dụng các nhiên liệu hóa
thạch nhanh hơn mức tái tạo của tự nhiên.
Đứng trước tình hình đó, Chính phủ Việt Nam đã thực hiện chính sách khuyến
khích sử dụng đa dạng hóa các nguồn năng lượng như: năng lượng hạt nhân, năng
lượng nước, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, và đặc biệt là năng lượng sinh học.
Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển năng lượng sinh học đến năm
2015, tầm nhìn đến năm 2025” [4] với mục tiêu đến năm 2025, Việt Nam sẽ sản xuất
được 1,8 triệu tấn ethanol và diesel sinh học. Cho đến nay, Việt Nam đã và đang xây
dựng 4 nhà máy sản xuất ethanol sinh học với tổng công suất gần 300.000 tấn/năm
(gần 400 triệu lít/năm). Con số này mới chỉ đáp ứng được 1/2 nhu cầu xăng sinh học
theo ước tính đến năm 2025 (600.000 tấn, tương ứng với 760 triệu lít). Để đảm bảo
nguồn nguyên liệu bền vững cho sản xuất năng lượng sinh học, Việt Nam đang tập
trung nghiên cứu phát triển cây cao lương ngọt vì cao lương ngọt một cây trồng C4,
sinh trưởng nhanh, có sinh khối và hàm lượng đường lớn và đang được đánh giá là
cây trồng tiềm năng nhất để phát triển năng lượng sinh học. Ngoài ra, cao lương ngọt
còn là một nguồn nguyên liệu rất quan trong trong sản xuất thức ăn gia súc đặc biệt là
thức ăn cho bò sữa.
Cao lương ngọt có giá trị dinh dưỡng cao, có khả năng chịu hạn, chứa hàm
lượng protein cao (cao hơn so với ngô), ít chất béo và không có carotene. Cao lương
ngọt có tiềm năng năng suất sinh khối rất cao có thể đạt 200-300 tấn/ha (trong điều
kiện Việt Nam), và có nhiều giá trị sử dụng, đặc biệt phục vụ sản xuất năng lượng

sinh học (Koizumi, 2009) [26]. Những kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy cao
lương ngọt sinh trưởng rất tốt trong điều kiện thời tiết khí hậu của vùng trung du
miền núi phía Bắc Việt Nam, có thể cho năng suất cao và hứa hẹn sẽ là cây trồng
phục vụ sản xuất năng lượng sinh học hiệu quả tại Việt Nam. Cao lương đã được xem
là loại cây trồng phù hợp nhất và có ưu thế vượt trội hơn so với ngô và mía trong sản
xuất năng lượng sinh học, vì cao lương ngọt chỉ cần 1/2 lượng nước và 1/2 lượng


2

phân bón so với ngô và mía. Do vậy, cao lương có thể được trồng hiệu quả trên
những vùng đất khô cằn, thậm chí gần hoang hóa (khoảng 9,3 triệu hecta đất hoang
hóa, và 4,3 triệu hecta đất đồi núi) nơi không thể trồng lúa gạo hoặc cây trồng khác
(Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB), 2009) [12].
Trong quá trình trồng thử nghiệm, cao lương ngọt do có sinh khối lớn và hàm
lượng đường trong thân cao, nên cũng là loại cây trồng bị nhiều đối tượng sâu bệnh
phá hại, trong đó rệp muội, sâu đục thân, bệnh thối rễ và bệnh thối thân là những đối
tượng đặc biệt nguy hiểm cần nghiên cứu.
Bệnh thối rễ ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng cao lương. Bệnh này
thường phát sinh gây hại ngay từ giai đoạn cây con làm cây chết hàng loạt, giảm mật
độ cây, những cây bị nhẹ thường sinh trưởng và phát triển kém, và tỷ lệ đổ cao do bộ
rễ bị tổn thương, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và sản lượng. Bệnh thối rễ
xuất hiện trên tất cả các giống nhập nội và ở tất cả các thời vụ trồng, có những ruộng
năng suất đã bị giảm tới 40%.
Biện pháp kỹ thuật canh tác là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng
trực tiếp đến khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu sâu bệnh của cao lương
ngọt. Việc xác định được, thời vụ, mật độ trồng và công thức phân bón hợp lý là điều
kiện để cây cao lương sinh trưởng phát triển tốt, nâng cao năng suất và chống chịu sâu
bệnh hại. Cao lương ngọt là cây trồng mới ở Việt Nam, nên nghiên cứu về cao lương
ngọt nói chung và về sâu bệnh hại nói riêng chưa nhiều.

Để có thể đưa cao lương ngọt vào sản xuất đại trà tại Việt Nam, cần phải có
thêm những nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật canh tác làm cơ sở xây dựng qui
trình quản lý cây trồng tổng hợp để cao lương ngọt sinh trưởng, phát triển và có khả
năng chống chịu cao hơn với các đối tượng sau bệnh hại.
Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng
của một số biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng, phát triển và bệnh thối rễ của cao
lương ngọt tại Thái Nguyên”.


3

2. Mục tiêu của đề tài
- Xác định nguyên nhân gây bệnh thối rễ, đặc điểm phát sinh, phát triển, gây
hại của bệnh nhằm đưa ra biện pháp quản lý tốt nhất hạn chế tối đa mức độ gây hại
của bệnh.
- Xác định được thời vụ trồng, mật độ trồng và lượng phân bón phù hợp tạo
điều kiện cho cao lương ngọt sinh trưởng phát triển tốt, hạn chế tối đa mức độ gây hại
của bệnh thối rễ tại Thái Nguyên.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Là cơ sở đưa ra khuyến cáo về thời vụ trồng, mật độ trồng, lượng phân bón
phù hợp để cao lương ngọt sinh trưởng phát triển tốt, hạn chế tối đa mức độ gây hại
của bệnh thối rễ.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài sẽ góp phần đưa cao lương ngọt vào cơ cấu cây trồng, mở
rộng, và phát triển sản xuất cao lương ngọt ở Việt nam; cũng như đóng góp vào việc
thực hiện thành công “Đề án phát triển năng lượng sinh học đến năm 2015, tầm nhìn
đến năm 2025” của Thủ tướng Chính phủ.

ii

LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
và Ban chủ nhiệm Khoa Nông học, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng, phát triển và bệnh
thối rễ của cao lương ngọt tại Thái Nguyên”.
Trước hết tôi, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ
nhiệm khoa cùng các thầy giáo, cô giáo đã giảng dạy trong chương trình Thạc sĩ
Khoa học trồng trọt, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu
trong suốt thời gian học tập tại nhà trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Dương Thị Nguyên đã tận tình hướng dẫn cho
tôi trong thời gian thực hiện đề tài và viết luận văn tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Bảo vệ thực vật, đặc biệt là Bộ môn Chẩn
đoán Giám định dịch hại và thiên địch đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi tiến hành
một số thí nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới gia đình, người thân, bạn bè của tôi đã luôn
cổ vũ, động viên và đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành
đề tài tốt nghiệp.
Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận
văn không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến của các
thầy cô và các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 23 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Giáp Thị Thanh


5

1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học trên thế giới
NLSH được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học)
như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa,...),
ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương...), chất thải trong nông nghiệp (rơm, rạ, phân,...);
sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...). Loại nhiên liệu này
có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than
đá...): (1) Thân thiện với môi trường: NLSH ít sản sinh ra khí gây hiệu ứng nhà kính
và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại nhiên liệu truyền thống; (2) nguyên liệu
để sản xuất NLSH rất phong phú và có thể tái tạo được, có khả năng sản xuất và
cung cấp với số lượng lớn để thay thế khi giá xăng dầu khoáng ngày càng tăng. (3)
Sử dụng NLSH thuận tiện và đơn giản bên cạnh các dạng nhiên liệu khác, có thể sử
dụng xăng pha ethanol và xăng khoáng lẫn nhau, thay thế cho nhau được mà không
cần thay đổi các động cơ và mạng lưới phân phối hiện có; (4) Công nghệ sản xuất
Ethanol, dầu mỡ động thực vật và pha chế NLSH không phức tạp như công nghệ
lọc hoá dầu và việc đầu tư sản xuất cũng thấp hơn nhiều, có thể sản xuất với các
quy mô khác nhau.
Năng lượng sinh học (NLSH) đang là xu thế phát triển tất yếu trong số các
nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay (năng lượng gió, năng
lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân…); NLSH đang được các quốc gia định hướng
sử dụng rộng rãi, nhất là ở các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu.
Hiện nay có khoảng 50 nước ở khắp các châu lục khai thác và sử dụng
NLSH ở các mức độ khác nhau. Sản xuất ethanol sinh học làm nhiên liệu sinh
học toàn cầu đã tăng mạnh trong giai đoạn 10 năm gần đây, từ dưới 20 triệu tấn
năm 2003 đến đạt hơn 65 triệu tấn vào năm 2013 (Bảng 1.1).
Năm 2013, khu vực Bắc Mỹ đứng đầu thế giới về sản xuất năng lượng sinh
học (30 triệu tấn) chiếm 50% tổng sản lượng của toàn thế giới, trong đó sản
lượng Ethanol chiếm đa số (gần 25 triệu tấn), còn lại là biodiesel chiếm khoảng
hơn 9 triệu tấn. Tương tự như vậy, khu vực Nam và Trung Mỹ sản xuất khoảng

20 triệu tấn năng lượng sinh học trong năm 2013, riêng Ethanol chiếm 15 triệu
tấn. Khu vực Châu Âu cho sản lượng NLSH đạt trên 10 triệu tấn song tỉ lệ
Biodiesel lớn hơn, chiếm hơn 70% tổng sản lượng NLSH toàn khu vực.


6

Bảng 1.1. Tình hình sản xuất năng lượng sinh học ở một số quốc gia trên thế giới
giai đoạn 2003 – 2013
Sản lượng NLSH (triệu tấn)

NLSH theo
2003

2005

2007

2009

2012

2013

Thay đổi
2013/2012
(%)

5,226

7,478

13,456

21,697

27,27

28,44

4,6

113

133

461

721

998

1,011

1,6

5,339

7,612

13,922

22,422

28,282

29,505

4,6

9

9

272

1,048

2,283

1,884

-17,3

Brazil

7,068

7,835

11,323

13,962

13,547

15,783

16,8

KV Nam và Trung
Mỹ

7,227

8,093

12,347

15,911

16,904

18,757

11,3

Pháp

368

439

1,121

2,312

2,071

1,936

-6,2

Đức

613

1,525

3,181

2,728

2,888

2,615

-9,2

-

3

80

241

1,255

1,182

-5,6

KV Châu Âu

1,619

3,157

6,826

10,280

11,133

10,988

-1,0

Trung Quốc

396

622

901

1124

1729

1680

1,8

Indonexia

-

9

216

464

1,388

1,608

16,2

Thái Lan

-

52

138

618

994

1,251

26,2

491

834

1,732

3,320

5,406

6,071

12,6

14,682

19,701

34,832

51,949

61,752

65,348

6,1

năm
Khu vực
Mỹ
Canada
KV Bắc Mỹ
Argentina

Hà Lan

KV Châu Á
Thế giới

(Nguồn: USDA)[54]
Sản lượng năng lượng sinh học của các nước trên thế giới đã tăng đáng kể
trong giai đoạn 10 năm từ 2003-2013 với 14,682 triệu tấn (2003) lên 65,348 triệu

tấn (2013); tăng 4,2 lần so với thời điểm năm 2003. Khu vực Bắc Mỹ có tổng sản
lượng NLSH cao nhất đạt 29,505 triệu tấn, cao gấp 2,5 lần khu vực châu Âu
(10,988 triệu tấn). Khu vực Nam và Trung Mỹ có sản lượng 18,757 triệu tấn cao
gấp 3 lần khu vực châu Á (6,071 triệu tấn). Trong năm 2013, hầu hết các quốc gia
đều có sản lượng cao hơn so với năm 2012 nhưng Pháp, Đức và Ai-len đều giảm


7

sản lượng so với năm 2012 dẫn tới tổng sản lượng của toàn châu Âu giảm 1% so
với năm 2012. Ở khu vực châu Mỹ, Argentina cũng giảm sản lượng 17,3% so với
năm 2013 (Bảng 1.1).
Nước sản xuất xăng sinh học lớn nhất là Mỹ với 28,440 triệu tấn, tiếp theo là
Brazil với 15,783 triệu tấn. Sản lượng của hai nước này chiếm 67% tổng sản lượng
xăng sinh học trên thế giới.
Mỹ hiện là quốc gia sản xuất ethanol lớn nhất thế giới và để khuyến khích sử
dụng nhiêu liệu sạch, chính phủ đã thực hiện việc giảm thuế 0,50 USD/gallon
ethanol và 1 USD/gallon diesel sinh học, hỗ trợ các doanh nghiệp nhỏ sản xuất
NLSH. Người đứng đầu Nhà trắng đã tuyên bố sẽ đưa nước Mỹ thoát khỏi sự phụ
thuộc dầu mỏ từ nước ngoài, bằng cách đầu tư lớn cho R&D để tạo công nghệ mới
sản xuất năng lượng sạch và NLSH.
Brazil là quốc gia đầu tiên sử dụng ethanol làm nhiên liệu ở quy mô công
nghiệp từ năm 1970. Tất cả các loại xăng ở quốc gia này đều pha khoảng 25%
ethanol (E25), mỗi năm tiết kiệm được trên 2 tỷ USD do không phải nhập dầu mỏ.
Hiện tại, ở nước này có 3 triệu ôtô sử dụng hoàn toàn ethanol và trên 17 triệu ôtô sử
dụng E25. Thành công này bắt nguồn từ chương trình Proalcool của Chính phủ
được thực thi từ năm 1975, chương trình này đã trở thành mẫu hình cho nhiều quốc
gia khác tham khảo.
Ở Nhật Bản, chính phủ đã ban hành chiến lược năng lượng sinh khối (Nippon
Biomas Strategy) từ năm 2003 và hiện nay đang tích cực thực hiện Dự án phát triển các

đô thị sinh khối (biomass town) và đã có 208 đô thị đạt danh hiệu này, mục tiêu đến
2010 sẽ đạt 300 thành phố/đô thị. Mặc dù là một nước luôn đi đầu trong công nghệ
nhưng Nhật Bản lại không có nhiều tiềm năng để sản xuất ethanol trong nước do quỹ
đất hạn hẹp và chi phí lao động đắt đỏ. Vì vậy hợp tác với các nước khác để sản xuất
xăng sinh học đang được xem là một trong những hướng đi hiệu quả của Nhật.
Ấn Độ hiện tiêu thụ khoảng 2 triệu thùng dầu mỏ/ngày nhưng có tới 70% phải
nhập khẩu. Chính phủ đã có kế hoạch đầu tư 4 tỷ USD cho phát triển nhiên liệu tái
tạo, mỗi năm sản xuất khoảng 3 tỷ lít ethanol. Từ tháng 1/2003, 9 bang và 4 tiểu
vùng đã sử dụng xăng E5, thời gian tới sẽ sử dụng ở các bang còn lại, sau đó sử
dụng trong cả nước.


8

Từ năm 1985, Thái Lan đã huy động hàng chục cơ quan khoa học đầu ngành
để thực thi dự án Hoàng gia phát triển công nghệ hiệu quả sản xuất ethanol và diesel
sinh học từ dầu cọ. Năm 2001, nước này đã thành lập ủy ban ethanol nhiên liệu
quốc gia (NEC) do Bộ trưởng công nghiệp phụ trách để điều hành chương trình
phát triển NLSH. Năm 2003, đã có hàng chục trạm phân phối xăng E10 ở Băng Cốc
và vùng phụ cận. Chính phủ khẳng định E10 và B10 sẽ được sử dụng trong cả nước
vào đầu thập kỷ tới. Năm 2013 Thái Lan đã sản xuất 1,251 triệu tấn năng lượng sinh
học, đứng đầu trong khu vực Châu Á- Thái Bình Dương.
Inđônêxia phấn đấu đến năm 2015 sẽ sử dụng B5 đại trà trong cả nước. Ngoài
dầu cọ, sẽ đầu tư trồng 10 triệu ha cây J.Curcas lấy dầu làm diesel sinh học. Mêhicô
có chiến lược phát triển cây dầu cọ và J.Curcas để cung cấp diesel sinh học dùng
cho vận tải công cộng ở thủ đô và vùng nông thôn. Côlômbia đã ban hành đạo luật
bắt buộc các đô thị trên 500 ngàn dân phải sử dụng E10. Achentina đã phê duyệt
Luật NLSH (tháng 4.2006) quy định năm 2010 các nhà máy lọc dầu pha 5% ethanol
và 5% diesel sinh học trong xăng dầu để bán trên thị trường. Costa Rica, Philipin...
đều có lộ trình sử dụng diesel sinh học từ dầu cọ, dầu dừa. Các quốc gia thuộc châu

âu đều có chương trình NLSH như: Đức, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Italia, Hà Lan,
Thụy Điển, Bồ Đào Nha, Thụy Sĩ, Áo, Bungari, Ba Lan, Hungari, Ucraina, Belarus,
Nga, Slôvakia... Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất diesel sinh học
ở ngoại ô thủ đô Viên Chăn. Một số nước châu Phi như Gana, Tanjania... cũng đang
tiếp cận đến NLSH.

1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học tại Việt Nam
Việt Nam là đất nước nông nghiệp và hàng năm phải nhập khẩu xăng dầu với
sản lượng rất lớn để phục vụ nhu cầu trong nước. Trong điều kiện nhiên liệu hóa thạch
ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu liên tục tăng như hiện nay thì việc nghiên cứu tìm ra
nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo (NLTT) thay thế năng lượng truyền thống
là một giải pháp hết sức cấp bách. Năng lượng sinh học nói chung là một loại NLTT
được coi là một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường và hiện nay đang
được phát triển mạnh mẽ trên thế giới.
Nghiên cứu và phát triển nguồn năng lượng sinh học có ý nghĩa hết sức to lớn
đối với vấn đề an ninh năng lượng quốc gia; đồng thời góp phần thúc đẩy phát triển
bền vững kinh tế nông thôn theo hướng hàng hóa và công nghiệp hóa. Xuất phát từ
xu hướng đó, ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số


9

177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm
2015, tầm nhìn đến năm 2025”. Quyết định này đã tạo hành lang pháp lý, chính
sách và các kế hoạch đầu tư phát triển nhiên liệu sinh học. Theo mục tiêu đặt ra
trong đề án, đến năm 2010 Việt Nam phải sản xuất được 5.000 tấn ethanol sinh học;
năm 2015 là 250.000 tấn ethanol và biodiesel; năm 2025 là 1,8 triệu tấn ethanol và
biodiesel…
Để đạt được những mục tiêu đề ra trong đề án này, Chính phủ Việt Nam đã
khuyến khích những nghiên cứu về phát triển nhiên liệu sinh học mới trong đó đặc

biệt chú ý đến những nghiên cứu về các giống cây mới và hoàn thiện quy trình canh
tác để sản xuất nguyên liệu có chất lượng tốt, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững
ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học của nước ta. Nhiều nhà khoa học đã
khẳng định để đạt được mục tiêu đó, rất khó thực hiện quy định chung về bảo đảm
an ninh lương thực nếu không có nguyên liệu thay thế thích hợp và cây trồng lý
tưởng nhất chính là cao lương ngọt. Ethanol sinh học sản xuất từ cao lương ngọt có
giá thành cạnh tranh rất cao (tại Ấn Độ, giá thành sản xuất 1 lít ethanol từ cao lương
ngọt là 0,46 USD so với 0,58 USD nếu làm từ mía và 0,56 USD làm từ ngô)
Về nhiên liệu sinh học, nước ta hiện nay mới đang ở giai đoạn đầu của sự phát
triển, cụ thể là mới chỉ dừng ở hoạt động nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm. Trên
thị trường Hà Nội và TP HCM hiện đang phân phối thí điểm loại xăng gasohol E5.
Một số cơ sở đã sản xuất ethanol sinh học để phục vụ việc chế tạo xăng sinh học
song quy mô còn nhỏ. Việt Nam đã xây dựng xong 4 nhà máy sản xuất ethanol sinh
học, đó là các nhà máy: Nhà máy sản xuất ethanol của Công ty cổ phần Đồng Xanh
tại tỉnh Quảng Ngãi, vốn đầu tư trên 500 tỷ đồng, công suất 100.000 tấn/năm (tương
đương 130 triệu lít/năm); nhà máy của công ty Dầu Việt Nam (PV Oil) tại tỉnh Phú
Thọ, tổng vốn đầu tư khoảng 80 triệu USD, công suất 100 triệu lít/năm; nhà máy
của công ty Tùng Lâm ở Đồng Nai công suất 70 triệu lít/năm; nhà máy sản xuất
ethanol Dung Quất của Petrovietnam với tổng mức đầu tư 80 triệu USD, công suất
100 triệu lít/năm, cung ứng sản phẩm ra thị trường với tổng công suất gần 300.000
tấn/năm (gần 400 triệu lít/năm). Con số này mới chỉ đáp ứng được 1/2 nhu cầu xăng
sinh học theo ước tính đến năm 2025 (600.000 tấn, tương ứng với 760 triệu lít).
Về thiết bị, công nghệ, các nhà máy sản xuất cồn công suất 100.000 lít/ngày hiện
đại nhập từ nước ngoài sẽ đưa lại hiệu suất tạo cồn cao; hầu hết đều tận dụng phụ phế
phẩm từ sản xuất cồn để sản xuất các sản phẩm phụ như CO2 lỏng, thức ăn gia súc,


10

phân bón hữu cơ, tận dụng nước thải sau chưng cất để sản xuất khí sinh học phục vụ

sản xuất điện, nhiệt cho nhà máy, góp phần giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận. Việt
Nam sẽ đẩy mạnh phát triển nhiên liệu sinh học và mục tiêu dự kiến đến năm 2025 sẽ
sản xuất và đưa vào sử dụng xăng E5 (95% xăng khoáng và 5% ethanol) và dầu B5
(95% diezel khoáng và 5% diezen sinh học) trên phạm vi cả nước, đáp ứng đủ nhu cầu
thị trường.
Bảng 1.2. Nhu cầu nhiên liệu sinh học của Việt Nam từ 2010 - 2050

Dự đoán của chính phủ Việt Nam (2007)
Dự đoán của ADB (2009)
Xăng % trên
Xăng % trên
Ethanol
Ethanol
Tổng
SH tổng nhu Tổng
SH tổng nhu
Năm
(nghìn
(nghìn
(nghìn cầu về NLSH
NLSH
(nghìn cầu về
tấn)
tấn)
tấn)
xăng
tấn)
xăng
2010 7,5
2015 250

2020
2025 1.800
2030
2050
-

5
100
600
-

2,5
150
1.200
-

0,04
1
5
-

1.631
2.880
5.562
18.800

540
960
1.854
6.300

1.091
1.920
3.708
12.500

5
8
10
20

(Nguồn: ADB., 2009)[12]

Đẩy mạnh phát triển nhiên liệu sinh học là giải pháp thay thế một phần nhiên
liệu hóa thạch truyền thống hiện nay, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và bảo
vệ môi trường. Tại Việt Nam, một số dự án liên quan đến nhiên liệu sinh học đã và
đang triển khai trong nước như: Nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sạch đã được
Petrolimex, Petro VietNam... triển khai và đã có những kết quả. Đại học Bách Khoa
TP. HCM đã pha chế, thử nghiệm để chứng minh ethanol có thể thay thế xăng dùng
làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Viện Hóa học Công nghiệp VN, Viện Khoa
học Vật liệu ứng dụng – Viện KH&CN Việt Nam đã triển khai sản xuất điêzen sinh
học từ dầu, mỡ động thực vật (biodiesel thế hệ 1). Viện Nghiên cứu rượu bia NGK
cũng đã nghiên cứu và đưa ra các kết quả về sử dụng ethnol làm nhiên liệu thay thế
cho một số loại động cơ. Công ty Phụ gia dầu mỏ APP đã pha chế, thử nghiệm sản
xuất mỡ bôi trơn từ mỡ thực vật hoá học. Viện Công nghệ thực phẩm đã và đang
nghiên cứu sản xuất ethanol từ phế thải nông nghiệp... Nhiều đơn vị trong đó có
APP, Sài Gòn Petro, công ty mía đường Lam Sơn... đã lên kế hoạch pha chế thử


11

nghiệm và tiến tới sản xuất ở quy mô phù hợp và đưa vào sử dụng. Công ty cổ phần
Cồn sinh học Việt Nam đã đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp với
công suất 66.000 m3/năm tại Đắc Lắc. Để đảm bảo nguyên liệu, công ty đã lên kế
hoạch trồng 4.000 ha cây tinh bột Tiboca. Viện Hóa học-Viện KH&CN Việt Nam
đã tiến hành nghiên cứu nhiệt phân rơm rạ có xúc tác và không xúc tác thành nhiên
liệu lỏng - dầu sinh học (bio-oil).
Bên cạnh đó là các dự án hợp tác đầu tư liên doanh liên kết giữa công ty
đường Biên Hoà với công ty của Singapore ký kết hợp tác tháng 8/2007 đầu tư nhà
máy sản xuất cồn sinh học công suất 50.000 tấn/năm; dự án hợp tác công ty Petrosetco
Việt Nam và Itochu Nhật Bản đầu tư khoảng 100 triệu USD để xây nhà máy etanol
công suất 100 triệu lít/năm từ nguyên liệu sắn lát tại khu công nghiệp Phước Hiệp TP.HCM. Dự kiến, khoảng 99,8% sản phẩm etanol sẽ được cung ứng cho thị trường
phục vụ sản xuất xăng sinh học. Mới đây, nhiều đề tài nghiên cứu ứng dụng sản phẩm
phế thải nông, lâm nghiệp như rơm rạ thành ethanol sinh học đã được triển khai ở Viện
Công nghệ Sinh học-Viện KH&CN Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà Nội… Tuy
nhiên kết quả đạt được còn khiêm tốn, chưa thể áp dụng triển khai sản xuất lớn và
thương mại hóa.
1.3. Đặc điểm sinh học của cao lương
1.3.1. Đặc điểm thực vật học
Cao lương ngọt (Sorghum bicolor L.) thuộc họ hòa thảo, có chiều cao từ 0,6 5m, đường kính thân từ 5 - 30 mm hoặc có thể lớn hơn 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 loại 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 and Martin, 1963) [31].
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, 1955) [50]. Tất cả các giống cao lương
đều có thân mọng nước cho đến khi trưởng thành thường không vượt quá 20% sau
đó giảm dần. Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu

xanh xám, gân lá màu tối.


iii

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 3
3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................... 4
1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học ....................................... 5
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học trên thế giới ............... 5
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lượng sinh học tại Việt Nam .............. 8
1.3. Đặc điểm sinh học của cao lương ...................................................................... 11
1.3.1. Đặc điểm thực vật học..................................................................................... 11
1.3.2. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện ngoại cảnh ................................................. 12
1.4. Ứng dụng của cây cao lương trong sản xuất năng lượng sinh học .................... 13
1.5. Nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương ngọt ............................................... 16
1.5.1. Nghiên cứu về thời vụ trồng ........................................................................... 16
1.5.2. Nghiên cứu về mật độ trồng ............................................................................ 16
1.5.4. Nghiên cứu về bệnh hại cao lương.................................................................. 17
1.5.4.1. Bệnh thối rễ Fusarium .................................................................................. 21
1.5.4.2. Bệnh thối rễ Pythium ................................................................................... 22
1.5.4.3. Bệnh thối rễ Periconia (Periconia circinata (Mang.) Sacc.) ....................... 23
1.6. Nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương ngọt tại Việt Nam ......................... 25

13

ôn đới ấm của thế giới từ 40o vĩ Bắc đến 40o vĩ Nam, ở độ cao từ 0 đến 1500m so
với mực nước biển (Rao et al., 2009) [38].
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 với 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 sự phát triển. Cao lương phát triển ở
ngưỡng nhiệt độ từ 15 -37 0 C, tuy nhiên nhiệt độ tối thích là 27 0 C (Wilson, 1955)
[50]. Đa số các giống cao lương hiện nay không phản ứng với ánh sáng tuy nhiên cao
lương là cây trồng ngày ngắn.
1.4. Ứng dụng của cây cao lương trong sản xuất năng lượng sinh học
Có rất nhiều cây trồng có thể sử dụng để sản xuất năng lượng sinh học như
cao lương ngọt, ngô, mía và sắn….; Nhưng nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy cao
lương ngọt là một trong những cây trồng triển vọng nhất làm nguyên liệu sản xuất
xăng sinh học. Cao lương ngọt có thời gian sinh trưởng ngắn (4-5 tháng), có khả
năng quang hợp mạnh; Vì vậy, có khả năng tạo ra khối lượng đường lớn hơn tất cả
các loại cây trồng khác có cùng thời gian sinh trưởng (Rao et al., 2009) [38]. Ngoài
ra cao lương ngọt là cây dễ trồng, có thể sinh trưởng tốt trên những đất xấu, đất bán
khô hạn.
Do ethanol sinh học từ cao lương ngọt là một loại nhiên liệu cháy hoàn toàn với
tỷ lệ Octane cao, hàm lượng S và Aldehyt thấp nên tất cả các loại máy móc đều có
thể hoạt động tốt mà không phải có sửa đổi gì khi ethanol từ cao lương ngọt được pha
với xăng lên tới 25%. Đặc tính vượt trội của cao lương ngọt so với các cây nguyên
liệu sinh học đã được xác nhận bởi nhiều nhà khoa học. Nghiên cứu của Monti et al
(2007) [33] chỉ ra rằng cao lương ngọt rất giầu hàm lượng khoáng như Ca, K, P, and
Mg và vi lượng so với các cây nguyên liệu khác. Lá cao lương ngọt rất giàu K, Mg và

P thường được sử dụng cho trâu bò. Chính vì vậy, thân lá cao lương ngọt sau khi ép
dịch đường vẫn có giá trị làm thức ăn chăn nuôi rất tốt, hơn hẳn so với mía
(Seetharama et al., 2009) [43].