Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân năm 2013 tại tỉnh tuyên quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN THƯỞNG

Tên đề tài:

"NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT
VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA MỘT SỐ GIỐNG CAO LƯƠNG NGỌT
TRIỂN VỌNG TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN NĂM 2013
TẠI TỈNH TUYÊN QUANG"

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo:
Chuyên ngành:
Khoa:
Lớp:
Khóa học:

Chính quy
Khoa học cây trồng
Nông học
42 - Trồng trọt
2010 -2014

THÁI NGUYÊN - 2014


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN THƯỞNG

Tên đề tài:

"NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT
VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA MỘT SỐ GIỐNG CAO LƯƠNG NGỌT
TRIỂN VỌNG TRONG ĐIỀU KIỆN VỤ XUÂN NĂM 2013
TẠI TỈNH TUYÊN QUANG"

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:
Chuyên ngành:
Khoa:
Lớp:
Khóa học:

Chính quy
Khoa học cây trồng
Nông học
42 - Trồng trọt
2010 -2014

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN ĐIỀN

THÁI NGUYÊN - 2014


i

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, 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 năm 2013 tại tỉnh
Tuyên Quang".
Em hoàn thành được đề tài này, trước hết em xin chân thành cảm ơn
Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy giáo, cô giáo
trong trường đã tận tình truyền đạt lại cho em những kiến thức quý báu trong
thời gian em học tập và rèn luyện tại nhà trường.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo,
TS. Trần Văn Điền người đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo tận tình cho em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Cảm ơn các anh chị trong nhóm thực
hiện đề tài cao lương đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo cho em và cảm ơn gia
đình, bạn bè đã luôn cổ vũ, động viên, giúp đỡ và đồng hành cùng em trong
suốt thời gian thực tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp,
nhưng do còn hạn chế về thời gian, trình độ và kinh nghiệm thực tế của bản
thân nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong bài viết, em rất mong
được sự tham gia đóng góp ý kiên của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, ngày 19 tháng 05 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Văn Thưởng


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU .................................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................ vii
Phần 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................... 2
1.3. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 2
1.4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 4
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
2.2. Đặc điểm thực vật học................................................................................ 5
2.3. Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh............................................... 7
2.4. Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới và Việt Nam......... 9
2.4.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu trên thế giới....................................... 9
2.4.1.1. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới .......................................... 9
2.4.1.2. Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới.................................... 15
2.4.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương tại Việt Nam .................. 23
2.4.2.1. Tình hình sản xuất cao lương tại Việt Nam ....................................... 23
2.4.2.2. Tình hình nghiên cứu cao lương tại Việt Nam .................................. 25
2.4.2.3. Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển
cao lương ngọt ................................................................................................. 27
Phần 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 28
3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 28
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 28


iii

3.2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 28
3.2.2. Thời gian nghiên cứu ............................................................................ 28
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 28
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 28
3.4.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 29
3.4.2. Sơ đồ thí nghiệm ................................................................................... 29
3.4.3. Quy trình kỹ thuật ................................................................................. 29
3.4.4. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu ........................................................ 30
3.4.4.1. Đặc điểm hình thái ............................................................................. 30
3.4.4.2. Đặc điểm sinh trưởng phát triển......................................................... 30
3.4.4.3. Năng suất ............................................................................................ 31
3.4.4.4. Chất lượng .......................................................................................... 32
3.4.4.5. Khả năng chống chịu.......................................................................... 32
3.4.5. Quy trình áp dụng trong nghiên cứu ..................................................... 33
3.4.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá và xử lý số liệu ................ 33
Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 34
4.1. Khả năng sinh trưởng của các giống cao lương ngọt thí nghiệm ............ 34
4.1.1.Một số đặc điểm sinh trưởng của các giống cao lương ngọt thí nghiệm ...... 34
4.1.1.1 Tỷ lệ nảy mầm ..................................................................................... 34
4.1.1.2. Một số giai đoạn sinh trưởng chính của các giống cao lương
ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang ................................................................... 35
4.1.2. Đặc điểm hình thái của các giống cao lương ngọt thí nghiệm.............. 36
4.1.3. Động thái tăng trưởng của các giống cao lương ngọt thí nghiệm......... 36
4.1.3.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây .................................................. 36
4.1.3.2. Động thái ra lá .................................................................................... 37
4.1.3.3. Động thái đẻ nhánh ............................................................................ 38
4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống cao
lương ngọt tham gia thí nghiệm tại Tuyên Quang .......................................... 39

iv
4.3. Hàm lượng đường và dịch ép của các giống cao lương ngọt tham
gia thí nghiệm tại Tuyên Quang ...................................................................... 41
4.4. Khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh của các giống cao lương
ngọt tham gia thí nghiệm tại Tuyên Quang..................................................... 42
4.4.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh ............................................................. 42
4.4.1.1. Sâu đục thân (ostrinia nubilalis hubner) ............................................ 43
4.4.1.2. Bệnh thối thân do vi khuẩn ................................................................ 43
4.4.1.3. Bệnh thối thân do nấm ....................................................................... 44
4.4.2. Khả năng chống đổ và phục hồi sau đổ của các giống cao lương
ngọt tham gia thí nghiệm tại Tuyên Quang..................................................... 44
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................. 46
5.1. Kết luận .................................................................................................... 46
5.2. Đề nghị ..................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 48
PHẦN PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1: Phân loại giống căn cứ theo thời gian từ gieo đến khi hạt chín
sinh lý .............................................................................................. 7
Bảng 2.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới từ 1990 - 2012 .............. 9
Bảng 2.3. Tình hình sản xuất cao lương của các châu lục trên thế giới ......... 10
Bảng 4.1. Tỷ lệ nảy mầm của các giống cao lương ngọt thí nghiệm tại
tỉnh Tuyên Quang .......................................................................... 34
Bảng 4.2. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các giống cao
lương ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang ...................................... 35
Bảng 4.3. Đặc điểm hình thái của các giống cao lương ngọt thí nghiệm

tại tỉnh Tuyên Quang ..................................................................... 36
Bảng 4.4. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống cao lương
ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang .................................................. 37
Bảng 4.5. Động thái ra lá và số lá cuối cùng của các giống cao lương
ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang .................................................. 38
Bảng 4.6. Động thái đẻ nhánh và số nhánh cuối cùng của các giống cao
lương ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang ...................................... 39
Bảng 4.7. Một số đặc điểm hình thái thời điểm thu hoạch của các giống
cao lương thí nghiệm tại Tuyên Quang ......................................... 40
Bảng 4.8. Hàm lượng đường và dịch ép của các giống cao lương ngọt thí
nghiệm tại Tuyên Quang ............................................................... 41
Bảng 4.9. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống cao lương ngọt
thí nghiệm tại Tuyên Quang .......................................................... 43
Bảng 4.10. Khả năng chống đổ và phục hồi sau đổ của các giống cao
lương ngọt thí nghiệm tại Tuyên Quang ....................................... 45


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Biểu đồ so sánh tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
trong những năm gần đây ............................................................... 9


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
- FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations - Tổ
chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc.
- ICRISAT: International Crops Research Institute for the Semi - Arid

Tropics - Viện nghiên cứu quốc tế về cây trồng cho các vùng đất nhiệt đới
bán khô hạn.
- NLSH: Nhiên liệu sinh học
- SAS: Statistical Analysis System - Phần mềm thống và xử lý số
liệu SAS.


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Năng lượng không chỉ cần trong quá khứ mà nhu cầu về năng lượng
tăng liên tục do sự phát triển của công nghệ tiên tiến và gia tăng dân số. Trong
cuộc sống hiện nay con người đã và đang khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên
thiên nhiên. Các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá là những
nguồn năng lượng không tái tạo được, chúng đang dần cạn kiệt. Sự phát triển
của các quốc gia phụ thuộc rất lớn vào nguồn xăng hoặc diesel không chỉ làm
tăng gánh nặng tài chính mà còn tác động đến môi trường 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 gây ra
nhiều căn bệnh hiểm nghèo. Việc đảm bảo nguồn năng lượng dài hạn thay thế
năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏ đang
cạn dần và trở nên đắt đỏ.
Trong bối cảnh đó, nhiên liệu sinh học đã được chọn mặt gửi vàng như
là một "ứng cử viên" đầy triển vọng nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ
nguồn nhiên liệu truyền thống nói trên.
Ðiều kiện ở Việt Nam rất phù hợp cho sản xuất nhiên liệu sinh học từ
nguồn năng lượng sinh khối. Nhiên liệu cồn sinh học có thể được sản xuất từ

lúa, ngô, sắn, khoai lang và mía đường, dầu sinh học được chế biến từ những
loại cây lấy dầu như lạc, đậu tương, vừng, cây hướng dương, dừa và bông.
Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học mỗi năm nếu như
có sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng. Vào năm 2050, dự đoán
khoảng 50% lượng tiêu thụ dầu mỏ sẽ được thay thế bằng nguyên liệu sinh
khối. Trong giai đoạn hiện nay Việt Nam đang thực hiện nhiều chương trình
nghiên cứu, dự án hợp tác giữa các tổ chức, công ty trong và ngoài nước
nhằm đưa ra cây trồng thích hợp nhất cho việc sản xuất nguồn nguyên liệu tái
sinh phục vụ sản xuất ethanol sinh học. Ethanol nhiên liệu là một loại alcohol
thường thấy trong đồ uống có cồn. 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.


2

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 chứa 75% dịch, trong đó hàm lượng
đường từ 8-23% nên rất có triển vọng để phát triển sản xuất làm nguyên liệu
sản xuất ethanol nhiên liệu.
Quá trình sản xuất ethanol từ cây cao lương ngọt ít hao tốn điện hơn so
với khi dùng sắn, ngô hoặc mía. Đó là chưa nói cao lương ngọt có hàm lượng
năng lượng khá cao, 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,
tương đương với mía và gần gấp 4 lần so với ngô mà không có phế phẩm như
sắn. 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 cao lương ngọt không phát thải CO2 như nhiên liệu hóa thạch.
Phát triển và chế biến cao lương là một vấn đề mới, ít nghiên cứu lớn,
ngoài các nghiên cứu rất giá trị của viện ICRISAT (Ấn Độ). Khó khăn lớn
hiện nay 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.
Tuyên Quang là một trong những tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện sinh
thái phù hợp với nhiều diện tích đất bãi, đồng thời là một trong những tỉnh
gần nhà máy sản xuất ethanol sinh học Phú Thọ vì vậy rất thuận lợi để phát
triển vùng nguyên liệu phục vụ cho nhà máy.
Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu
khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượngcủa một số giống cao lương
ngọt triển vọng trong điều kiện vụ xuân năm 2013 tại tỉnh Tuyên Quang”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định được năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của các
giống cao lương ngọt triển vọng trong điều kiện vụ xuân tại Tuyên Quang.
1.3. Mục đích nghiên cứu
Lựa chọn được các giống cao lương ngọt có năng suất, chất lượng cao và
khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Tuyên Quang.


3

1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Tạo điều kiện cho sinh viên trau dồi kiến thức, kĩ năng nghiên cứu
khoa học trong lĩnh vực khoa học cây trồng.
- Tạo cơ hội cho sinh viên áp dụng lý thuyết chuyên môn vào thực tế,
nâng cao trình độ chuyên môn.
- Đề tài giúp cho các nhà khoa học đánh giá được đặc điểm nông sinh
học, khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của các giống cao lương

ngọt nhập nội trong điều kiện Việt Nam
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để lựa chọn các giống cao
lương ngọt có năng suất, chất lượng cao, khả năng chống chịu tốt để đưa vào
sản xuất đại trà trong điều kiện tỉnh Tuyên Quang.


4

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


5

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.
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.
2.2. Đặc điểm thực vật học
Cao lương ngọt một loại cây thuộc họ hòa thảo chiều cao từ 0,6 - 5 m,
đường kính thân 5 - 30 mm 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.
Rễ cây cao lương là rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nước
hiệu quả, rễ đâm rộng. Nhờ đặc điểm này mà cao lương có thể sống ở những
nơi khô hạn hơn ngô. 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 1,5 m, nhưng thông
thường tập trung ở độ sâu 0,9 m (Bapat, D.R., Shinde, M.D., Padhye, A.P.
and Dhande, P.H. 1983) [6].


6

Thân cây đứng, 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. Tất cả
các giống cao lương đều có thân mọng nước. Hàm lượng nước trong thân
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.
Lá cao lương cũng có phần bẹ ôm sát vào thân cây làm tăng độ cứng

cho cây, bẹ lá thông thường dài khoảng 15 - 35 cm và cuộn chặt lấy thân.
Phiến lá dài 30 - 135 cm, rộng từ 1,5 - 13 cm với mép lá thẳng hoặc gợn sóng,
mặt lá thường được phủ một lớp phấn muội. Lá cao lương ngắn và rộng hơn
lá ngô, mỗi lá sinh ra từ một đốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương đương
với số đốt trên thân. Số lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh
trưởng, thông thường trên thân có từ 7 - 18 lá hoặc hơn (Leonard, W.H. &
Martin, G.J. 1963) [19].
Hoa của cây cao lương là một cụm thẳng đứng, hoa có một cuống trung
tâm, với những nhánh cấp 1, cấp 2, và đôi khi có đến cấp 3, từ các nhánh này
đôi khi sinh ra các chùm hoa nhỏ. Chiều dài và khoảng cách của những nhánh
hoa đôi khi quyết định hình dạng của chùm hoa, từ hình nón hoặc hình ô van
kín. Thông thường hạt được bao phủ bởi một lớp mày.
Hạt hình tròn và có đầu nhọn có kích thước từ 4 - 8 mm. Hình dạng,
kích thước và màu sắc hạt thay đổi tùy thuộc vào từng giống.
Cao lương là cây tự thụ phấn, đôi khi xảy ra hiện tượng giao phấn, tỷ lệ
giao phấn thường nhỏ hơn 6% (Conley, S. 2003) [13]. Hoa mọc thành chùm,
chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, một chùm gồm khoảng 6.000 bông con.
Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài. 1 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.
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


7

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 nếu trồng
muộn. Sau đây là bảng phân loại giống căn cứ theo thời gian từ gieo đến hạt

chín sinh lý.
Bảng 2.1: Phân loại giống căn cứ theo thời gian
từ gieo đến khi hạt chín sinh lý
Nhóm giống
Thời gian sinh trưởng
Nhóm chín sớm
90-119 ngày
Nhóm chín trung bình
120-139 ngày
Chín muộn
140- 179 ngày
Chín rất muộn
≥ 180 ngày
Cách phân loại này dựa trên 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
(Wlison, H.K. 1955) [27].
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 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.
2.3. 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, J.H. 1970) [21].

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 do
đó không thể trồng ở điều kiện lạnh giá; cao lương thích nghi với khoảng điều


8

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. Cao lương
rất thích nghi với vùng đất nóng, khô hạn và bán khô hạn. Cao lương 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 ở 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 có ngưỡng nhiệt phát triển 15-370C, tuy nhiên, nhiệt độ tối
thích là 270C (Wlison, H.K. 1955) [27]. Đa số các giống cao lương hiện nay
không phản ứng với ánh sáng.
Theo báo cáo từ các khu vực như Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ... thì
cây cao lương là cây trồng chống chịu được các loại đất từ chua đến kiềm, đất
ngập nước hay khô hạn, nồng độ muối cao, các loại nấm bệnh cũng như cỏ
dại. Cây cao lương có đặc điểm hình thái và sinh lý cho phép nó có thể sinh
trưởng và tồn tại trong điều kiện hạn như bộ rễ ăn sâu và lan rộng, lớp phấn
muội dày và bao phủ toàn thân, bề mặt lá và khả năng tự dừng sinh trưởng
trong điều kiện hạn, phục hồi bình thường trở lại khi thuận lợi. Do vậy nó có
thể phát triển ở những vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với lượng mưa hàng năm
chỉ 400 - 600 mm, quá khô không trồng được ngô, cây cao lương không chỉ

có khả năng sinh trưởng trong vùng hạn mà còn có khả năng phát triển được
với cả vùng ngập nước, do đó cũng có thể trồng được ở những vùng có lượng
mưa lớn. Cây cao lương sinh trưởng được từ độ cao 0 - 2300 mm so với mực
nước biển. Khoảng pH đất mà cao lương có thể sinh trưởng được rất rộng từ
5,0 - 8,5 (Borrell, A. 2000) [10]. Khoảng nhiệt độ cao lương có thể thích ứng
được là từ 2,0 - 410C , nhiệt độ hàng năm trung bình có thể từ 7,8 - 27,80C.
Như vậy, cây cao lương có thể thích ứng được tốt trong điều kiện nóng và
lạnh của các vùng thuộc khu vực nhiệt đới và á nhiệt đới.


9

2.4. Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới và Việt Nam
2.4.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu trên thế giới
2.4.1.1. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
Cao lương là một trong những loại cây ngũ cốc hàng đầu thế giới, cung
cấp thực phẩm, thức ăn, chất xơ, nhiên liệu, sợi…. Cung cấp lương thực cho
750 triệu người trên hành tinh đặc biệt là ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt
đới của Châu Phi, Châu Á và châu Mỹ La Tinh (Bapat, D.R., Jadhav, H.D.,
Gaur, S.I. and Saluke, C.B. 1987) [5].
Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bố ở cả 6 châu lục
tập trung chủ yếu ở Châu Phi và Châu Mỹ. Cây cao lương được ví như một
cây trồng đa tác dụng sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau
tùy vào mục đích sử dụng: hạt là thực phẩm cho người và gia súc, thân lá
được sử dụng làm chất đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol.
Bảng 2.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới từ 1990 - 2012
Năm
1990
1995
2000

2005
2010
2012
Diện tích (triệu ha)
41,59
42,46 40,93 46,22 41,03 37,85
Năng suất hạt (tạ/ha)
13,66
12,85 13,61 12,88 14,39 15,34
Sản lượng (triệu tấn)
56,81
54,56 55,69 59,54 59,05 58,09
( Nguồn: FAOSTAT, 2013)

Hình 2.1: Biểu đồ so sánh tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
trong những năm gần đây


10

Bảng 2.3. Tình hình sản xuất cao lương của các châu lục trên thế giới
Năm

1990

1995

2000

2005

2010

2012

16,46

21,62

21,26

28,73

24,95

22,62

7,28

8,24

8,66

8,69

9,46

10,36

11,98

17,81

18,41

24,95

23,61

23,44

7,28

6,26

7,08

5,95

5,91

6,42

33,84

31,30

32,81

35,82

37,99

34,49

Sản lượng
(triệu tấn)

24,64

19,58

23,24

21,30

22,45

22,14

Diện tích
(triệu ha)

17,20

13,77

11,74

10,65

9,49

7,92

10,80

11,14

9,50

10,03

11,24

11,98

18,57

15,34

11,15

10,69

10,67

9,49

0,27

0,13

0,23

0,14

0,16

0,22

24,82

43,17

33,39

41,45

44,72

35,16

Sản lượng
(triệu tấn)

0,67

0,55

0,76

0,58

0,71

0,78

Diện tích
(triệu ha)

0,38

0,69

0,62

0,76

0,52

0,65

24,88

18,56

34,00

26,63

30,99

34,46

0,95

1,28

2,12

2,01

1,60

2,24

Châu lục
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
Châu Mỹ
(tạ/ha)
Châu Phi

Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
Châu Âu
(tạ/ha)
Châu Á

Châu Đại Năng suất
Dương
(tạ/ha)
Sản lượng
(triệu tấn)

(Nguồn: FAOSTAT, 2013)


11

Tình hình sản xuất cao lương của các châu lục trên thế giới được trình
bày ở Bảng 2.2. Diện tích cao lương không có nhiều thay đổi duy trì ở mức
trên 40 triệu ha, cao lương được trồng nhiều nhất năm 2005 (46,22 triệu ha).
Do sức ép của dân số và nhu cầu sử dụng đất cho công nghiệp nên diện tích
cao lương thế giới có xu hướng giảm dần. Năm 2012, diện tích cao lương
ngọt thế giới chỉ còn 37,85 triệu ha. Tuy nhiên sản lượng cao lương vẫn tăng
liên tục do việc sử dụng những giống mới phù hợp với từng vùng sinh thái

và mùa vụ. Tổng sản lượng cao lương thế giới trong vòng 20 năm qua luôn
duy trì trên mức 50 triệu tấn. Năng suất cao lương khá ổn định qua các năm,
trước 2010 dao động trong khoảng 12 - 13 tạ/ha, từ năm 2010 trở lại đây
năng suất cao lương có xu hướng tăng lên, đạt 15,34 tạ/ha (2012) nhưng
năng suất không đều giữa các châu lục, năng suất cao đạt được ở châu Âu,
Châu Mỹ và châu Đại Dương. Châu Phi có diện tích trồng cao lương lớn
nhất thế giới tăng liên tục qua các năm 16,46 triệu ha năm 1990 lên 24,76
triệu ha năm 2010 chiếm 61 % diện tích cao lương thế giới. Mặc dù năng
suất cao lương khá thấp năm 2012 đạt 10,36 tạ/ha thấp hơn so với bình quân
năng suất thế giới (4,98 tạ/ha) nhưng do diện tích lớn nên Châu phi có sản
lượng lớn thứ hai trên thế giới sau Châu Mỹ chiếm 38% sản lượng cao lương
thế giới. Việc nâng cao năng suất cao lương được quan tâm và chú trọng, rất
nhiều chương trình, dự án cải tiến kỹ thuật canh tác, lai tạo các giống cao
lương mới đang được tiến hành.
Châu Á cũng là châu lục trồng nhiều cao lương nhưng trong số 10 nước
có sản lượng cao nhất thế giới chỉ có Trung Quốc là đại diện của châu Á.
Năm 2011 sản lượng hạt đạt 2,05 triệu tấn, năng suất hạt 40,98 tạ/ha, cao hơn
so với trung bình thế giới (15,27 tạ/ha).
Châu Mỹ là châu lục có năng suất cao lương cao nhất thế giới, sản
lượng cao lương tập trung chủ yếu ở Mỹ, Mexico, Braxin và Argentina.
Brazil sản xuất ethanol từ mía đường nên hiệu năng năng lượng cao
hơn so với bắp gấp 6 lần, vì bắp cần thêm giai đoạn phân giải tinh bột thành
chất đường trước khi chế biến thành rượu ethanol. Chương trình này được
đánh giá thành công và lớn nhất thế giới, nay đã cung cấp được 30% nhu cầu
nhiên liệu vận chuyển trong nước. Trước đây, Brazil là một nước nhập khẩu


12

dầu rất lớn, nhưng nay đã tự túc hoàn toàn về năng lượng, nhờ sản xuất

ethanol và số dầu mỏ nội địa (Mahalingam, N. 2001) [20]. Trong năm 2004,
nước này sản xuất 16,4 tỉ lít ethanol trên diện tích 2,7 triệu hecta đất đai tương
đương 4,5% diện tích canh tác của nước này. Trong số này, độ 12,4 tỉ lít
ethanol được dùng làm nhiên liệu cho xe ô tô. Hiện nay, tất cả xe sản xuất bản
xứ là loại xe dành cho sử dụng xăng pha trộn với ethanol và thích ứng với loại
ethanol có chứa nước đến 4,4% (ethanol 95,6%). Trong 2008, Chính phủ mở
rộng chương trình sản xuất diesel sinh học phải chứa 2% diesel sinh học, và
tăng lên 5% trong 2013.
Tuy nhiên, chương trình sản xuất và tiêu thụ rượu ethanol được thực
hiện với bao cấp lớn của nhà nước dưới hình thức (American Council for an
Energy-Efficient Economy, 1999) (Das, D., Chatterjee, A.C. and Paul, M.,
2001) [14]:
- Lãi suất thấp cho xây cất các nhà máy nấu rượu.
- Bảo đảm giá thu mua ethanol bởi các các công ty dầu quốc doanh với
giá hợp lý.
- Giá ethanol ngoài thị trường có sức cạnh tranh cao, và chính phủ có
chính sách giảm thuế trong thập niên 80 để khuyến khích loại xe dùng
ethanol.
Các biện pháp hỗ trợ giá và bảo đảm nêu trên giảm bớt dần, đến nay đã
chấm dứt hoàn toàn và kết quả rất tích cực. Ở tiểu bang São Paulo đã thiết lập
thành công một trung tâm nghiên cứu và phát triển trồng mía và sản xuất rượu
ethanol hiệu quả cao.
Mỹ là quốc gia sản xuất cao lương lớn thứ hai thế giới sau Nigeria.
Năm 2010, Mỹ sản xuất trên 8,77 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 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


13

chủ yếu ở Kansas, Nebraska và Texas (Hills, F.J., Johnson, S.S., Geng,
Abshahi, A. and Peterson, G.R. 1981) [17]. Mỹ chủ yếu sử dụng ngô để sản
xuất ethanol, cây cao lương chiếm vị trí thứ hai. Càng ngày người ta càng
quan tâm đến việc sử dụng rỉ mật cao lương ngọt để sản xuất ethanol. Theo
số liệu thống kê năm 2009 thì 29% sản lượng cao lương phục vụ cho sản
xuất ethanol. Ban đầu ngô được coi là nguyên liệu được lựa chọn cho sản
xuất ethanol. Tuy nhiên, ngô được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực thực
phẩm và chăn nuôi với số lượng lớn xuất khẩu. Nhu cầu về ngô ngày càng
lớn làm giá ngô tăng lên nhanh chóng. Hiệp hội những người trồng ngô ở
hoa kỳ cho rằng ngô được trồng để phục vụ nhu cầu của con người và gia
súc không phải để sản xuất ethanol và đổ lỗi rằng sản xuất ethanol đã đẩy
giá ngô lên cao. Mặt khác, năng suất trung bình của ngô là 9 tấn/ha (ẩm độ
15%) sản xuất được 3.600 lít ethanol trong khi đó năng suất sinh vật học của
cao lương là 80 tấn/ha (ở điều kiện thí nghiệm) vượt xa so với ngô. Cao
lương ngọt là cây trồng rất có triển vọng ở Mỹ.
Những nước dùng nhiều nhiên liệu ethanol sinh học trong Liên Minh
Châu Âu là Đức, Thụy Sĩ, Pháp và Tây Ban Nha. Trong 2006, lục địa này sản
xuất loại nhiên liệu sinh học tương đương đến 90% nhu cầu. Đức quốc sản
xuất gần 70% nhu cầu, Tây Ban Nha 60% và Thụy Sĩ 50%. Tại Đức quốc có
đến 792 trạm xăng có E85, Pháp 131 E85 và với 550 trạm khác đang được
xây cất (EUBIA, 2007). Liên Minh Châu Âu đã thông qua luật đòi hỏi các
nước hội viên phải sử dụng nhiên liệu không có khoáng chất tối thiểu 5,75%
tổng số thể tích nhiên liệu tiêu thụ trong năm 2010 và 10% trong 2020. Do đó,
họ có thể thay thế diesel hay xăng bằng bất cứ nguồn nhiên liệu sinh học nào.
Trung Quốc có chính sách khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học tại

các vùng sản xuất dư thừa ngũ cốc để giảm bớt dùng xăng dầu. Đầu tiên, nước
này chọn năm thành phố thí điểm ở các vùng trung bộ và đông bắc, gồm có
Zhengzhou, Luoyang and Nanyang ở tỉnh trung bộ Henan và Harbin, Zhaodong
ở tỉnh Heilongjiang ở miền đông bắc. Trong chương trình này, tỉnh Henan đang
cổ động sản xuất nhiên liệu sinh học E10 khắp nơi trong tỉnh, với mục đích làm
ổn định giá ngũ cốc, tăng lợi tức cho nông dân và giảm ô nhiễm môi trường do
xăng dầu gây ra. Nước này cũng dự tính dùng E15 trong năm 2010.


14

Ở Ấn Độ thời gian từ gieo đến thu hoạch cao lương khoảng 4 tháng,
nhu cầu nước trong một vụ 4.000 m3, ít hơn 4 lần so với mía (12 - 16 tháng và
36.000 m3/vụ). Chi phí trồng cao lương/ha thấp hơn 3 lần so với trồng mía.
Năng suất hạt trung bình 1,5 - 7,5 tấn/ha, độ đường 13-24%, saccarozo 7,2 15,5%, năng suất thân 24 - 120 tấn/ha, năng suất sinh vật học 36 - 140 tấn/ha.
Ấn Độ phát động chương trình nhiên liệu sinh học với mía đường trên toàn
quốc cho E5, và đặt chỉ tiêu tăng lên E10 và sau đó E20. Ấn Độ cũng mở rộng
các đồn điền trồng cây jatropha, một loại cây sản xuất dầu để sản xuất diesel
sinh học.
Thái Lan có một chương trình tham vọng cao khuyến khích dùng xăng
trộn với nhiên liệu sinh học 10% ethanol từ 2007. Cũng vậy, kỹ nghệ dầu cọ
có kế hoạch sản xuất diesel sinh học ở Malaysia và Indonesia.
Nhật Bản đang nghiên cứu sử dụng rơm rạ để sản xuất nhiên liệu sinh học.
Theo Viện nghiên cứu cây trồng quốc tế cho các vùng nhiệt đới bán
khô hạn (ICRISAT) ở Ấn Độ, sở dĩ được gọi là cây trồng “lý tưởng” là do lúa
miến ngọt có thể trồng trong điều kiện khô hạn, khí hậu nóng, chịu được mặn
và ngập úng. Do cây thân thiện với những vùng đất khô cằn, đất trống đồi trọc
ở các quốc gia nghèo nên nông dân không cần phải chặt phá rừng để lấy đất
trồng như đối với cây dầu cọ hay mía.
Trồng lúa miến 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 (CO2), loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính hàng đầu góp phần dẫn đến
biến đổi khí hậu. So với bắp và mía đường (nguyên liệu sản xuất ethanol hiện
nay), lúa miến ngọt chỉ “uống” ½ lượng nước và chỉ “ăn” ½ lượng phân bón.
Nông dân có thể thu hoạch lúa miến ngọt làm thực phẩm hoặc trồng lấy thân
để bán làm thức ăn cho gia súc hoặc cung cấp cho các nhà máy sản xuất
ethanol. Đó là lý do loại cây có thể phát triển đến chiều cao 2,6 - 4 m này
được khen ngợi là “cây thông minh” (Doggett, H. 1988) [15].
Để làm nguyên liệu chế biến ethanol (hoặc diesel sinh học), cây sẽ
được thu hoạch trước khi ra hạt, phần thân vốn giàu thành phần đường được
ép lấy nước sau đó lên men và chưng cất tạo ra ethanol. Quá trình sản xuất
ethanol từ lúa miến ngọt ít hao tốn điện hơn so với khi dùng bắp hoặc mía. Đó


15

là chưa nói lúa miến ngọt có hàm lượng năng lượng khá cao, tương đương với
mía và gần gấp 4 lần so với bắp 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 CO2 như nhiên liệu hóa thạch.
2.4.1.2. Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới
Một thách thức lớn cho nhân loại trong thế kỷ 21 là giảm phát thải khí
nhà kính, yếu tố quyết định gây ra biến đổi khí hậu. Vấn đề chính được đặt ra
là tìm được một nguồn năng lượng sạch, rẻ, dồi dào để thay thế cho nguồn
nhiên liệu hóa thạch, được coi là bẩn và đang được dự báo là sẽ cạn kiệt trong
nay mai.
Theo thông tin của Liên minh châu Âu tháng 1/2007 tiêu thụ năng
lượng toàn cầu đã tăng lên gấp đôi, từ 10 tỷ tấn quy ra dầu/năm tăng lên 22 tỷ
tấn quy dầu/năm vào năm 2050. Giáo sư Nghê Duy Đấu, Viện sĩ công trình

Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) cho biết theo Bộ Năng lượng Mỹ và Ủy ban
Năng lượng thế giới dự báo nguồn năng lượng hóa thạch không còn nhiều:
dầu mỏ còn 39 năm, khí thiên nhiên 60 năm, than đá 111 năm.
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 hóa thạch 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 150 năm.
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 hóa 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. Vậy
năng lượng sinh học là gì? 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 hữu 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.


16

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 hóa học diesel sinh học là
methyl este của axit béo. Dầu diesel sinh học được chế biến từ dầu thực vật
và mỡ động vật. 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.
Năng lượng sinh học hiện đang là một hướng đi mà nhiều quốc gia đã
lựa chọn. Nhiều chuyên gia kinh tế - môi trường có chung nhận xét: Mẫu hình
vận hành phát triển kinh tế - xã hội chủ yếu dựa vào năng lượng hoá thạch là
mẫu hình phát triển không bền vững. Do vậy, nhiều quốc gia đã có chính sách
kết hợp sử dụng tiết kiệm và hiệu quả các dạng năng lượng hiện có, với chính
sách sử dụng năng lượng thân thiện môi trường. Tại hội nghị quốc tế do
APEC tổ chức tại Vancouver (Canada) ngày 27 - 29/4/2005, quyết định sử
dụng NLSH để thay thế xăng dầu khoáng trong ngành giao thông đã được
nhiều hãng ôtô chấp nhận.
Nhận thức được vai trò quan trọng của cao lương cũng như nhu cầu
tiêu thụ cao lương của con người không ngừng tăng lên. Nhiều nước đã đầu tư
cho việc tăng năng suất và diện tích trồng cao lương. Vấn đề đặt ra là chúng
ta phải tăng năng suất cao lương bằng cách sử dụng các giống có tiềm năng
năng suất cao và áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất.
Ở Châu Phi dự án nghiên cứu cao lương cấp nhà nước đầu tiên được
phê duyệt năm 1984, bắt đầu hoạt động từ năm 1986 đến 1991 dưới nguồn
vốn tài trợ của chính phủ Mỹ.
Công tác nghiên cứu cao lương trên thế giới đang ngày càng được mở
rộng với các tổ chức và nhiều chương trình nghiên cứu như:
ICRISAT: Trung tâm nghiên cứu cây trồng vùng bán khô hạn.
NRCS: National Research Centre for Sorghum.
INTSORMIL-CRSP: Chương trình hỗ trợ nghiên cứu hợp tác quốc tế
về cây cao lương và cây kê.