(Đề tài NCKH) Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật đối với giống cao lương triển vọng ở Thái Nguyên phục vụ sản xuất Ethanol sinh học

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC

Tên đề tài:

Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật đối với giống cao lương
triển vọng ở Thái Nguyên phục vụ sản xuất Ethanol sinh học
Mã số: ĐH 2013-TN03-01

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Trần Minh Hòa

THÁI NGUYÊN, NĂM 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC

Tên đề tài:

Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật đối với giống cao lương
triển vọng ở Thái Nguyên phục vụ sản xuất Ethanol sinh học
Mã số: ĐH 2013-TN03-01
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Trần Minh Hòa
Người tham gia thực hiện: - TS. Nguyễn Hữu Thọ
- TS. Hoàng Thị Bích Thảo

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

THÁI NGUYÊN, NĂM 2016


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục tiêu của đề tài
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH
VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
1.1.1. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện sinh thái của cây cao lương
1.1.2. Nghiên cứu về BPKT cắt lá và cắt ngọn
1.1.3. Nghiên cứu về thời vụ trồng
1.2. Tình hình nghiên cứu cây cao lương ngọt tại Việt Nam
1.3. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Nội dung nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất, chất
lượng của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất, chất
lượng của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
2.3.3. Phương pháp thu thập, đánh giá các điều kiện tự nhiên vùng nghiên
cứu
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất, chất
lượng của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
3.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất của các
giống cao lương triển vọng
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến độ Brix của các
giống cao lương triển vọng
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất đường
và năng suất ethanol của các giống cao lương triển vọng

i
iii
iv
v
1
1
2
3
3
3
3

4
5
6
9
12
12
12
12
12
14
15
15
16
16
16
19
20


3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất, chất
lượng của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng, năng
suất và hàm lượng đường của giống cao lương ngọt cao sản NL3
3.2.1.1. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng của giống NL3
3.2.1.2. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến khả năng chống chịu của
giống NL3
3.2.1.3. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
giống NL3
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng, năng
suất và hàm lượng đường của giống cao lương ngọt cao sản EN6

3.2.2.1. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng của giống EN6
3.2.2.2. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến khả năng chống chịu của
giống EN6
3.2.2.3. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
giống EN6
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng, năng
suất và hàm lượng đường của giống cao lương ngọt cao sản KCS105
3.2.3.1. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng của giống
KCS105
3.2.3.2. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến khả năng chống chịu của
giống KCS105
3.2.3.3. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
giống KCS105
3.3. Tình hình sử dụng kinh phí đề tài
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. Kết luận
2. Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO

22
22
22
23
24
25
25
27
28
30
30

31
32
34
34
34
34
35


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1. Tình hình thời tiết, khí hậu của tỉnh Thái Nguyên
10
Bảng 1.2. Kết quả phân tích đất tại địa điểm nghiên cứu trước khi thí nghiệm
11
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến NSSKLT
16
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến NSTLT
17
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến NSSKTT
17
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến NSTTT
18
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến độ Brix
19
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến năng suất đường
20
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của giống và thời gian cắt ngọn đến năng suất ethanol
21

Bảng 3.8. Các giai đoạn sinh trưởng của giống NL3
22
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng của giống NL3
23
Bảng 3.10. Tình hình sâu bệnh hại và đổ ngã của giống cao lương ngọt NL3
23
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
24
giống cao lương ngọt NL3
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất đường và năng
25
suất ethanol của giống NL3
Bảng 3.13. Các giai đoạn sinh trưởng và thu hoạch của giống EN6
25
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng
26
của giống cao lương ngọt EN6
Bảng 3.15. Tình hình sâu bệnh hại và đổ ngã của giống cao lương ngọt EN6
27
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
28
giống cao lương ngọt EN6
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất đường và năng
29
suất ethanol của giống EN6 tại Thái Nguyên
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến thời gian sinh trưởng
30
của giống KCS105
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến sinh trưởng
30

của giống KCS105
Bảng 3.20. Tình hình sâu bệnh hại và đổ ngã của giống cao lương ngọt
31
KCS105
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất và chất lượng của
32
giống cao lương ngọt KCS105
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất đường và năng
33
suất ethanol của giống KCS105
Bảng 3.23. Tình hình cấp và sử dụng kinh phí đề tài

34


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

NLSH

Nhiên liệu sinh học

BPKT

Biện pháp kỹ thuật

CT

Công thức

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

TDMNPB

Trung du miền núi phía Bắc

NN&PTNT

Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

VAAS
ICRISAT

Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Viện nghiên cứu cây trồng quốc tế vùng nhiệt đới bán khô hạn

CIAT

Trung tâm quốc tế nông nghiệp nhiệt đới

FAO

Food and Agriculture Oganization


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật đối với giống cao lương
triển vọng ở Thái Nguyên phục vụ sản xuất Ethanol sinh học”
- Mã số: ĐH2013-TN03-01
- Chủ nhiệm: ThS. Trần Minh Hòa
- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Nông Lâm
- Thời gian thực hiện: 1/2013 – 12/2015
2. Mục tiêu:
- Xác định được thời gian cắt ngọn phù hợp đối với giống cao lương triển vọng
tại Thái Nguyên
- Xác định được thời vụ gieo trồng giống cao lương triển vọng thích hợp tại
Thái Nguyên
3. Kết quả nghiên cứu:
- Thời gian cắt ngọn trong thí nghiệm ít làm ảnh hưởng đến năng suất sinh
khối của các giống cao lương ngọt triển vọng tại Thái Nguyên, nhưng đã có ảnh

hưởng tích cực đến năng suất thân, độ Brix và làm tăng năng suất đường, năng suất
ethanol của các giống một cách rõ rệt. Thời gian cắt ngọn tốt nhất đối với các giống
cao lương thí nghiệm là khi trỗ bông và sau trỗ 5 ngày.
- Trong 3 giống nghiên cứu thì EN6 là giống phản ứng rất chặt với ánh sáng
ngày ngắn và chỉ ra hoa vào trung tuần tháng 10 do vậy năng suất tích lũy đường
của EN6 đạt cao nhất khi gieo trồng vào tháng 6 và tháng 7. Sự sinh trưởng, năng
suất và chất lượng của 2 giống NL3 và KCS105 không khác biệt rõ rệt khi gieo
trồng từ tháng 3 đến tháng 7. Năng suất và tích lũy đường của các giống thí nghiệm
giảm mạnh khi gieo trồng muộn sau tháng 7. Như vậy thời gian gieo trồng phù hợp
nhất của EN6 là vụ hè tháng 6 và 7. Hai giống NL3 và KCS105 có khả năng rải vụ
tốt, thời vụ gieo trồng có thể rải từ tháng 3 cho đến tháng 7.
4. Sản phẩm:
- 2 bài báo đăng tạp chí (Vượt 01 bài)
- Tham gia đào tạo 01 thạc sỹ, tốt nghiệp ngành khoa học cây trồng năm 2015


- Tham gia đào tạo 01 nghiên cứu sinh (Kết quả đề tài là một phần trong nội
dung nghiên cứu của NCS. Trần Minh Hòa, khóa 14, ngành Khoa học Cây trồng, đào
tạo tại Đại học Thái Nguyên)
- 02 nhóm sinh viên đại học tham gia nghiên cứu:
+ Nhóm 1: Nông Thị Vương – K43TT
Nông Lương Thị Bé – K43TT
Đoàn Trung Cường – K43TT
+ Nhóm 2: Nghiêm Thị Hoa – K7PKTNN
Phạm Thị Khải – K7PKTNN
- Kết quả theo dõi hàm lượng đường của các giống triển vọng
- Báo cáo khoa học
5. Hiệu quả:
- Kết quả của đề tài góp phần vào quá trình nghiên cứu, đào tạo của 01 NCS
và 01 thạc sỹ ngành khoa học cây trồng.

- Kết quả của đề tài là cơ sở và tài liệu tham khảo cho quá trình đào tạo và
nghiên cứu khoa học về cây trồng tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
- Kết quả của đề tài làm cơ sở để phát triển sản xuất cao lương ngọt bền vững
ở trung du miền núi phía Bắc làm nguyên liệu chế biến Ethanol sinh học mang lại
hiệu quả lớn về kinh tế xã hội và môi trường tại các địa phương.
6. Khả năng áp dụng và phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu:
Kết quả của đề tài có khả năng áp dụng vào sản xuất cao lương ngọt làm
nguyên liệu chế biến xăng sinh học tại Thái Nguyên và các địa phương TDMNPB
có điều kiện tương tự thông qua các phương thức chuyển giao như: Công bố trên
tạp chí, internet; hướng dẫn, tập huấn cho cán bộ cơ sở và nông dân khi các địa
phương mở rộng sản xuất cây cao lương ngọt.
Ngày 26 tháng 4 năm 2016
Cơ quan chủ trì

Chủ nhiệm đề tài

Trần Minh Hòa


THAI NGUYEN UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:
Project title: "Research some technical measures on prospect sorghum
varieties in Thai Nguyen province for bioethanol production"
Code number: ĐH2013-TN03-01
Coordinator: MSc. Tran Minh Hoa
Implementing institution: Thai Nguyen Uni. of Agriculture and Forestry
Duration: from 1/2013 to 12/2015

2. Objective(s):
Determine the suitable pruning time for potential sorghum varieties at Thai Nguyen
Determine the suitable planting time for potential sorghum varieties at Thai Nguyen
3. Research results:
The result of the research showed that there was no significantly effect of
pruning top of the plant on biological productivity of potential sorghum varieties.
However, application of pruning top of the plant markedly effect on sorghum stalks
yield matter, total soluble solic as well as significantly enhance yield of sugar,
ethanol. In which the highest ethanol yield was achieved in pruning top of the plant
from flowering to 5 days after flowering
The result of research showed that, the EN6 variety response very tight with
short day condition, and it only flowers in mid-October. Therefore the highest sugar
yield was recorded when planting time in mid June and July. There was no
significantly different in growth and yield between NL3 and KCS105 sorghum
varieties planting time from March to July. However, there was greatly reduced
yield and sugar content in sorghum varieties planting time so late (after July).
Therefore, it could be concluded that the best planting time for EN6 sorghum
variety is summer seasonal (June and July). However, NL3 and KCS105 sorghum
varieties could be planting time from March to July


4. Products:
- 2 magazine articles
- A part of Ph.D student’s research
- 1 Master of Crop Science
- 2 student groups tookpart the research (5 students)
- Report
- Results of sugar content monitoring of prospect varieties
5. Effects:
A Ph.D student and a Master of Crop Science was researched and trained with

the support of results of the research
The results of research is basic and reference in trainning and researching in
crop sciencse field at TUAF
The results of research is basic to develop sustainably sweet sorghum in
Northern mountainous as well as supply material for bio ethanol process. Therefore
it will bring high economy and enviroment at locals
6. Application ability and transfer of result research:
The results of research could be application ability and transfer of result
research in production of sweet sorghum for materials supply in bio ethanol at Thai
Nguyen and locals in Northern moutainous through publish article, internet, training
for staffs and famers at locals.


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là đất nước nông nghiệp và hàng năm phải nhập khẩu một lượng
xăng dầu rất lớn để phục vụ nhu cầu tiêu thụ và sản xuất 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 nhiên liệu mới thay thế nhiên liệu truyền
thống là một giải pháp hết sức cấp bách, nhiên liệu sinh học (NLSH) được coi là
một trong những nhiên liệu hiệu quả và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu
phát triển nguồn NLSH 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, cây cao lương ngọt (Sorghum bicolor
(L) Moench) được coi là cây trồng làm nguyên liệu sản xuất NLSH hiệu quả nhất.
Nhằm đáp ứng nhu cầu quan trọng về nhiên liệu của đất nước, ngày
20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về việc
phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm
2025” (TTg, 2007). 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, năm

2015 Việt Nam phải sản xuất được 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 qui 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
(Secoin, 2009). Hơn thế, 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).
Đến nay Việt Nam đã xây dựng 4 nhà máy sản xuất ethanol sinh học, đó là:
Nhà máy sản xuất ethanol của Công ty cổ phần Đồng Xanh tại tỉnh Quảng Ngãi,
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, 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 công suất 100 triệu lít/năm. Với tổng công suất gần
300.000 tấn/năm (gần 400 triệu lít/năm) mới chỉ đáp ứng được 1/2 nhu cầu xăng
sinh học theo ước tính đến năm 2025 (600 triệu tấn, tương ứng với 760 triệu lít)
(TTg, 2007).


Cây cao lương (cây trồng có năng suất sinh khối rất cao có thể đạt tới 200 300 tấn/ha) là cây trồng lý tưởng để sản xuất nhiên liệu sinh học. Theo đánh giá của
Ngân hàng Phát triển Đông Á, cao lương ngọt sẽ là cây trồng năng lượng phù hợp
nhất ở Việt Nam nếu như có những cải tạo phù hợp về giống (VAAS, 2011). Một
đặc điểm ưu việt của cây cao lương ngọt phục vụ nhiên liệu sinh học là đảm bảo
được an toàn lương thực và cơ cấu cây trồng khác như sắn, mía, ngô .... 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 (CO2), loại khí thải

gây hiệu ứng nhà kính hàng đầu góp phần dẫn đến biến đổi khí hậu. Cao lương ngọt
cũng là một trong những cây trồng sử dụng nước và dinh dưỡng hiệu quả nhất. So
với ngô và mía đường (nguyên liệu sản xuất ethanol hiện nay), cao lương ngọt chỉ
cần 1/2 lượng nước và 1/2 lượng phân bón. Do vậy có thể phát triển cao lương hiệu
quả trên những vùng đất khô cằn, thậm chí gần hoang hóa, nơi không thể trồng lúa
gạo. Diện tích đất loại này nước ta còn nhiều (khoảng 9,3 triệu hecta đất hoang hóa,
4,3 triệu hecta đất đồi núi chưa sử dụng, chưa kể 8,1 triệu hecta đất lâm nghiệp
được giao phân tán, cần chính sách thích hợp tích tụ lại).
Phát triển và chế biến cao lương ngọt là một vấn đề mới đối với Việt Nam,
một trong những khó khăn lớn là chưa có các nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất phù
hợp cho mỗi vùng sinh thái.
Để có thể phát triển cao lương ngọt một cách nhanh chóng, đáp ứng yêu cầu
cấp thiết về nguyên liệu cho chế biến, trong giai đoạn trước mắt Việt Nam cần phải
đi tắt đón đầu, tận dụng các kết quả tiến bộ nghiên cứu kỹ thuật canh tác đưa vào
sản xuất. Vì vậy việc tiến hành nghiên cứu có kế thừa, nghiên cứu bổ sung các biện
pháp kỹ thuật (BPKT) còn thiếu, xác định được biện pháp phù hợp với những giống
tốt là hướng đi đúng đắn và hiệu quả để phát triển sản xuất cao lương ngọt tại vùng
trung du miền núi phía Bắc (TDMNPB) và cả nước.
Xuất phát từ những căn cứ và yêu cầu cấp thiết trên, chúng tôi tiến hành đề
tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật đối với giống cao lương triển vọng ở
Thái Nguyên phục vụ sản xuất Ethanol sinh học”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Xác định được thời gian cắt ngọn phù hợp đối với giống cao lương triển vọng
tại Thái Nguyên
- Xác định được thời vụ gieo trồng giống cao lương triển vọng thích hợp tại
Thái Nguyên


3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học và tài liệu tham khảo cho quá trình đào

tạo, nghiên cứu về cây trồng nói chung, cây cao lương nói riêng tại Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên.
- Thực hiện đề tài góp phần vào quá trình nghiên cứu, đào tạo của 01 NCS.
- Kết quả của đề tài là cơ sở để phát triển sản xuất cao lương ngọt ở Thái
Nguyên và TDMNPB làm nguyên liệu chế biến ethanol sinh học mang lại hiệu quả
kinh tế lớn cho người dân và các địa phương, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái.
***
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
1.1.1. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện sinh thái của cây cao lương
Trung tâm khởi nguyên chính của cây cao lương là ở châu Phi, vùng đất khô
hạn với lượng mưa hàng năm rất thấp. Cao lương có thể được trồng đầu tiên ở
Ethiopia sau đó lan rộng ra nhiều nước ở châu Phi, theo trích dẫn của Bantilan và
cs. (2004), cây cao lương có lẽ được thuần hóa đầu tiên ở Savanna giữa tây Ethiopia
và phía đông Chad cách ngày nay 5000 – 7000 năm.
Cao lương thích nghi với 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. Cao
lương rất thích nghi với vùng đất nóng, khô hạn và bán khô hạn của thế giới và là một
trong những cây trồng chuyển CO2 thành đường hiệu quả nhất trên những vùng đất khô
hạn (Schaffert và Gourley., 1982). Cao lương là cây trồng chính ở châu Phi, châu Á,
Nam Mỹ và châu Đại Dương. Ngưỡng nhiệt độ phù hợp cho cao lương phát triển là 15370C với nhiệt độ tối thích là 32-340C. Độ dài ngày: 10 – 14 giờ.
Ngày nay cao lương được phân bốn rộng rãi khắp các vùng nhiệt đới, cận
nhiệt đới và các khu vực ôn đới ấm của thế giới. Cao lương có thể được trồng trải
dài trên vĩ độ từ 400 vĩ Bắc đến 400 vĩ Nam, ở độ cao từ 0– 1500m so với mặt biển
(Rao và cs., 2009). Hầu hết ở Đông Phi cây cao lương sinh trưởng từ độ cao 900
đến 1500m, và các loài chịu lạnh có thể sinh trưởng ở độ cao 1600 đến 2500m, so
với mực nước biển (Theo Bantilan và cs., 2004).

Ưu điểm vượt trội của cao lương là quang hợp theo chu trình C4. Nhờ quang
hợp theo đường hướng này mà hiệu suất quang hợp của cao lương rất cao (khoảng


1,3–1,7 g MJ-1) (Rao và cs., 2009). Đặc biệt là các giống cao lương ngọt mới ngày
nay, chiều cao cây cao có thể đạt tới 5m, vì vậy có hiệu suất sử dụng ánh sáng
quang hợp rất cao do tận dụng được ánh sáng khuếch tán từ các tầng lá. Cao lương
là sự kết hợp tuyệt vời giữa lúa với cây trồng nhiệt đới với bộ gen lớn hơn nhiều và
sự bổ sung các gen có lợi khác từ mía. Cao lương ngọt ngày càng chứng tỏ là một
trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế giới trong việc sản xuất sinh khối. Hầu
hết các giống cao lương ngọt lai chọn tạo ra ngày nay đều ít phản ứng với ánh sáng,
vì thế có thể kéo dài thời vụ trồng và thu hoạch.
Mặc dù là một cây chịu hạn rất tốt (sinh trưởng tốt với lượng mưa dưới 300
mm trong cả thời vụ trồng 100 ngày), nhưng khi có lượng mưa cao hơn hay được
tưới tiêu, năng suất cao lương ngọt sẽ tăng lên nhiều. Về cơ bản cao lương cần
lượng nước mưa (hoặc tưới tiêu) từ 500-1000mm để đạt được năng suất sinh khối từ
50-100 tấn/ha. Một thế mạnh của cao lương là có thể duy trì thời gian ngủ nghỉ
trong giai đoạn sinh trưởng thân lá nếu gặp phải thời tiết bất lợi và bật sinh trưởng
trở lại khi gặp thuận lợi. Cao lương tương đối nhạy cảm với điều kiện ngập lụt,
nhưng nó vẫn có khả năng tồn tại khi bị ngập lụt tốt hơn nhiều so với ngô (Rao và
cs., 2009).
1.1.2. Nghiên cứu về BPKT cắt lá và cắt ngọn
Nghiên cứu BPKT cắt ngọn đã được thực hiện ở một số nước sản xuất cao
lương làm nguyên liệu chế biến xăng sinh học và đã đạt được một số kết quả rất có
ý nghĩa đối với khả năng tích lũy đường trong than cây. Tuy nhiên ở nước ta BPKT
này chưa được nghiên cứu và công bố một cách hệ thống.
Nghiên cứu kỹ thuật cắt toàn bộ lá hoặc cắt bông của cây ở giai đoạn 30 ngày
sau khi trỗ và 40 ngày sau trỗ cho thấy: Cắt lá làm giảm hàm lượng đường và vật
chất khô trong thân, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các chất được tổng hợp từ lá là
nguồn đường và vật chất khô chính của thân. Cắt bông ở cả hai giai đoạn trên không

gây ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất chất khô và hàm lượng đường trong thân. Tuy
nhiên theo một số nhà khoa học khác nếu cắt bông sớm hơn sẽ giúp làm tăng khối
lượng khô và hàm lượng đường trong thân.
Cắt ngọn không làm giảm sinh khối thân cây và lá thu hoạch, nhưng làm tăng
giá trị Brix (cao hơn khoảng 10mg/g), dẫn đến khả năng phục hồi đường dự kiến từ
thân cây cao lương ngọt cao hơn 13% so với những cây không cắt bỏ ngọn (ở tất cả
các mức N bón). Kết quả nghiên cứu của các tác giả cũng phù hợp với những
nghiên cứu của Broadhead. (1973) khi chỉ ra rằng hàm lượng Brix cao hơn 8 mg/g ở
những cây cao lương ngọt được cắt ngọn trước khi hình thành hạt.
Lượng N yêu cầu cho cao lương ngọt phụ thuộc vào độ dinh dưỡng ban đầu
của đất (Tamang., 2010). Vượt quá lượng N cho phép có thể làm giảm lượng các


bon hydrat hòa tan của cao lương ngọt (Almodares và cs., 2010), giảm lợi ích kinh
tế và có thể gây hại cho môi trường. Nitơ có thể bị mất qua quá trình bốc hơi khi
bón cho cây và dẫn tới hình thành nito-oxit N2O, là nguyên nhân gây ra nguồn khí
thải nhà kính (Crutzen và cs., 2007). Hàm lượng đường phụ thuộc vào các giai đoạn
phát triển của cây, fruc-to-zo hình thành nhiều nhất ở giai đoạn đầu phát triển, trong
khi đó sac-cro-zơ chiếm đa số sau khi cắt ngọn (Sipos và cs., 2009).
1.1.3. Nghiên cứu về thời vụ trồng
Thời vụ trồng cao lương ngọt thường bắt đầu khi nhiệt độ trên 120C
(Almodares et al., 2008). Thời vụ trồng chỉ nên bắt đầu sau khi đã qua những tháng
lạnh có sương giá. Đối với những giống cao lương ngọt lai phản ứng mạnh với độ
dài ngày, chỉ nên trồng vào thời vụ có độ dài chiếu sáng trong ngày trên 12 giờ.
Trồng sớm hoặc trồng muộn đều có thể gây ra hoa sớm làm giảm năng suất
(Almodares et al., 1994). Trồng muộn cũng có thể khiến cây bị sâu bệnh nhiều hơn
vào cuối vụ (Almodares et al., 2008).
Nghiên cứu thời vụ canh tác cao lương ngọt tại Indonesia của Tsuchihashi và
Goto (2004) khẳng định rằng cao lương ngọt có thể trồng thích hợp cả hai vụ mưa
và khô, mặc dù năng suất của vụ khô giảm hơn so với vụ mưa do thân ngắn hơn và

nhẹ hơn. Ngay trong một vụ thì thời điểm trồng khác nhau cũng cho năng suất khác
nhau. Ngoài ra cao lương ngọt có thể áp dụng kỹ thuật để gốc, đây là một lợi thế để
kéo dài thêm một vụ thu hoạch nữa vào mùa khô do lúc này cây đã có sẵn bộ rễ
phát triển trong đất. Vì vậy một vụ trồng bằng hạt kết hợp với một vụ để gốc có thể
giúp cây sinh trưởng tốt trong cả mùa khô và tạo ra khả năng canh tác và cho thu
hoạch quanh năm của cao lương ngọt (Tsuchihashi và Goto, 2005). Nghiên cứu kỹ
thuật để gốc cao lương ngọt, Tsuchihashi và Goto, 2005 cho thấy năng suất thân vụ
để gốc sẽ cao hơn khi gốc được cắt sát đất hơn. Tuy nhiên kỹ thuật để gốc và bón
phân phù hợp để có năng suất thân cao từ vụ để gốc cần được nghiên cứu hơn nữa.
Nghiên cứu về cây cao lương ngọt từ những năm 1950 đến năm 1970 (Hipp
và cs., 1970) cho thấy thời vụ trồng nhằm tối đa hóa sản lượng đường và dịch ép từ
cây cao lương ở phía nam Texas là tháng 5do có bức xạ mặt trời lớn nhất so với
tháng sáu, bảy và tháng tám; điều này đã được chứng thực bởi (Cowley và Smith.,
1972), khi mà cao lương trồng vào tháng 5 có năng suất đường trung bình là 3,9
tấn/ha. (Inman-Bamber., 1980) cũng cho rằng trồng cao lương vào thời vụ muộn ở
Nam Phi đã làm giảm năng suất nhanh chóng, kết quả là giảm 40% lượng đường
sucrose. Ở Iran, ngày trồng cây vào tháng 5 (so với tháng sáu, tháng bảy và tháng
tám) có năng suất, hàm lượng Brix và hàm lượng sucrose cao nhất. Cây trồng vào
tháng bảy và tháng tám cho sinh trưởng không đạt yêu cầu (Almodares và cs., 1994a).


Nghiên cứu của Lueschen và cs. (1991) được tiến hành tại Mỹ và chỉ ra rằng
năng suất chất khô giảm khi trì hoãn ngày trồng; độ Brix và độ ẩm thân cũng bị ảnh
hưởng bởi thời vụ trồng. Sự lên men carbohydrate và năng suất ethanol cao hơn
khoảng 13% vào thời vụ trồng sớm hơn so với thời vụ muộn. Phân bón đạm không
gây ảnh hưởng nhiều đến tỷ lệ các-bon-hy-drat lên men hoặc sản lượng ethanol.
Ở Pretoria, Botswana, trồng cao lương ở thời vụ sớm nhất cho năng suất thân
cao nhất, số nhánh nhiều hơn và chiều cao cây lớn nhất (mặc dù không có sự khác
biệt trong đường kính gốc) (Balole., 2001).
Nghiên cứu thời vụ canh tác cao lương ngọt tại Indonesia của Tsuchihashi và

Goto. (2002) khẳng định rằng cao lương ngọt có thể trồng thích hợp cả hai vụ mưa
và khô, mặc dù năng suất của vụ khô giảm hơn so với vụ mưa do thân cây cao
lương ngắn hơn và nhẹ hơn. Ngay trong một vụ thì thời điểm trồng khác nhau cũng
cho năng suất khác nhau.
Nghiên cứu cho thấy thời vụ trồng cao lương ngọt thường bắt đầu khi nhiệt độ
trên 12oC (Almodares và cs., 2010) sau khi đã qua những tháng lạnh có sương giá.
Đối với những giống lai, cao lương ngọt phản ứng mạnh với độ dài ngày, chỉ nên
trồng vào thời vụ có độ dài chiếu sáng trong ngày trên 12 giờ. Trồng sớm hoặc
trồng muộn đều có thể gây ra hoa sớm làm giảm năng suất (Almodares và cs.,
1994b), trồng muộn cũng có thể khiến cây bị sâu bệnh nhiều hơn vào cuối vụ
(Almodares và cs., 2010).
Valerie H.T và cs. (2011), nghiên cứu thời vụ trồng cho bốn giống cao lương
ngọt là Dale, M81E, Theis và Topper được trồng vào tháng tư, tháng năm, tháng sáu,
tháng bảy năm 2008 và được thu hoạch vào thời kỳ chín sinh lý, vào các ngày khác
nhau, từ 26 tháng 8 đến tháng 2 cho thấy: Tổng lượng đường và hàm lượng ethanol lý
thuyết bị ảnh hưởng bởi ngày trồng, nhưng mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào giống cây
trồng. Nhìn chung, trồng cao lương ngọt vào tháng 5 thích hợp hơn tại địa điểm nghiên
cứu do có các yếu tố cấu thành năng suất cao hơn và giống Theis không được khuyến
cáo do tính nhạy cảm với nhiệt độ. Việc gieo trồng một số giống cao lương nhạy cảm
với ánh sáng trong điều kiện ngày ngắn trong tháng 11-1 ở Bắc bán cầu có thể gây ra
hoa sớm.
1.2. Tình hình nghiên cứu cây cao lương ngọt tại Việt Nam
Ở Việt Nam, tùy theo vùng cây cao lương được gọi theo một số tên khác nhau
như lúa miến, cù làng, mì, bo bo, cao lương được trồng ở các khu vực núi cao như:
Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Sơn La, Điện Biên… hoặc khu vực Tây Nguyên.
Cao lương đã được đồng bào các dân tộc vùng núi dùng làm thức ăn chăn nuôi từ
bao đời nay. Nhưng đó là các giống cao lương được trồng để lấy hạt và làm thức ăn
cho chăn nuôi.

Lê Hòa Bình và cs. (1992) đã theo dõi trên ruộng thí nghiệm 36 giống cao
lương nhập từ Liên Xô cũ. Kết quả cho thấy có sự biến động lớn về tốc độ sinh
trưởng, năng suất chất xanh và thành phần dinh dưỡng giữa các giống. Có những
giống cho năng suất chất xanh khá cao (30 - 33 tấn/ha/lứa). Kết quả trồng cao lương
tại nông trường Ba Vì cùng thời cũng cho kết quả tương tự. Có những giống có hàm
lượng protein thô cao (12,61 - 15,81%). Tuy nhiên, các nghiên cứu này còn hạn chế
về quy mô và lượng mẫu phân tích.
Kết quả so sánh khả năng tái sinh và năng suất của 9 giống cao lương trồng
trong chậu có nguồn gốc từ ICRISAT và 1 giống đối chứng thu thập ở Phú Tân - An
Giang cho thấy giống Kep 389 có năng suất cao và phù hợp với việc ủ chua làm
thức ăn cho gia súc và giống Purdue 81220 thích hợp cho chăn thả hoặc làm thức ăn
xanh.Gần đây, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tiến hành thu thập và đánh giá
một số giống cao lương ở các địa phương trong các nước như Bản Phố (Bắc Hà Lào Cai), Vũ Nông (Hà Quảng - Cao Bằng), Lũng Nặm (Hà Quảng - Cao Bằng),
Kéo Yên (Hà Quảng-Cao Bằng). Một số giống cao lương cũng đã được nhập nội từ
Ấn Độ và Nhật Bản.
Cao lương ngọt là cây trồng còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Chỉ mãi đến những
năm gần đây, một số đơn vị nghiên cứu mới bắt đầu tiến hành nghiên cứu cao
lương ngọt làm nhiên liệu sinh học trong đó điển hình là đề tài cấp Nhà nước
“Tuyển chọn một số giống cao lương ngọt triển vọng để sản xuất ethanol nhiên
liệu” do TS. Nguyễn Thị Phượng làm chủ nhiệm (Viện Môi trường Nông nghiệp,
thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) thực hiện trong giai đoạn 20092011 theo đặt hàng của Bộ Công thương. Nguồn vật liệu của đề tài gồm 66 giống
cao lương của ngân hàng gen trong nước và 12 giống cao lương nhập nội từ viện
nghiên cứu cây trồng bán khô hạn (ICRISAT). Đề tài đã tuyển chọn được 2 giống
triển vọng nhất đặt tên là C4 và C7. Giống C4 (là giống cao lương thuần) có thời
gian sinh trưởng 150 ngày với năng suất đạt 50 tấn/ha với hàm lượng đường trung
bình khoảng 12-16%. Giống C7 là giống lai, có hàm lượng đường trong thân từ
15-17%, thời gian sinh trưởng 120 ngày với năng suất đạt 30-35 tấn/ha và chiều
cao cây khoảng 2,5-3m.
Nghiên cứu khác của TS. Nguyễn Thị Phượng và cs. (2011) về sâu bệnh hại
cao lương ngọt ở Bắc Giang cho thấy các giống cao lương ngọt được sử dụng là các

giống có ký hiệu C1, C3, C4, C7 và C11 được chọn lọc từ tập đoàn 66 giống cao
lương trong nước và 12 giống nhập nội từ ICRRISAT năm 2009. Thành phần sâu,
bệnh hại trên cây cao lương ngọt bao gồm 3 loài sâu (sâu xám, sâu đục thân, sâu
xanh), và 6 loại côn trùng hại (Dế dũi, bọ xít xanh, bọ xít dài, rệp, bọ trĩ và châu
chấu) và 5 loại bệnh hại (đốm đỏ gân lá, sọc đỏ trên lá, bệnh thối gốc thối thân,
phấn đen sọc dài cao lương, bệnh phấn đen cao lương). Trong đó, sâu đục thân và


bệnh đốm đỏ gân lá có mức độ phổ biến nhất. Tất cả các giống đều bị nhiễm bệnh
đốm đỏ gân lá với tỉ lệ bệnh và chỉ số bệnh khá cao lần lượt 65,39% và 55,23% ở
giống C4; đối với giống C7 là 72,37% và 51,83%. Các giống cao lương ngọt trong
thí nghiệm đều bị sâu đục thân gây hại nghiêm trọng với tỷ lệ cây bị hại là 57,87%
ở giống C4 và 54,53% ở giống C7.
Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh phối hợp với Viện Khoa
học Nông nghiệp Việt Nam, Viện nghiên cứu cây trồng quốc tế vùng nhiệt đới bán
khô hạn (ICRISAT) và Trung tâm quốc tế nông nghiệp nhiệt đới (CIAT) đã thử
nghiệm trồng các giống cao lương ngọt tại Đồng Nai cho thấy giống cao lương
ICSV574 hiện là giống cao lương ngọt có triển vọng phát triển tốt trong sản xuất ở
vùng Đông Nam Bộ để làm nhiên liệu sinh học và chế biến thức ăn gia súc. Giống
cao lương ICSV574 đạt năng suất sinh khối, năng suất thân và năng suất hạt cao
nhất trong những giống cao lương ngọt triển vọng nhập nội từ ICRISAT và khảo
nghiệm quốc tế tại Việt Nam (Võ Thị Ngọc Hoàng., 2011).
Ngoài ra Công ty Secoin Việt Nam cũng đang tiến hành thử nghiệm một số
giống nhập nội từ ICRRISAT, Trung Quốc… để có thể đưa vào thực địa tại Quảng
Ninh, Hà Tĩnh.
Một số nghiên cứu khác tập trung vào giá trị thức ăn chăn nuôi của cây cao
lương như Bùi Quang Tuấn và cs. (2008) tiến hành nghiên cứu trên các giống cao
lương tại Hà Nội với một số giống đã thu thập và nhập nội cho thấy: Cao lương ở
120 ngày sau trồng tại Hà Nội có tốc độ sinh trưởng trung bình đạt 21 g/m2/ngày sẽ
cho năng suất 25,2 tấn/ha thân tươi và 2 - 3 tấn hạt.

Một số nghiên cứu tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên:
Trong những năm 1990, Nhà trương đã tiến hành những nghiên cứu về cao
lương lấy hạt trên quy mô nhỏ, những giống cao lương này được nhập từ ICRISAT.
Tuy nhiên do chưa có quá 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 miền núi phía Bắc do vậy năng suất của những giống
nhập nội này rất thấp.
Những năm gần đây, Trường đã thu thập và nhập nội được tập đoàn gồm 49
giống cao lương ngọt. Qua theo dõi, đánh giá đã chọn ra được một số giống triển
vọng phục vụ phát triển vùng nguyên liệu cho sản xuất ethanol sinh học ở vùng
trung du miền núi phía Bắc.
Năm 2012, Nhà trường đã ký kết hợp nghiên cứu khoa học với Nhật Bản
thông qua đề tài nghị định thư “Nghiên cứu phát triển cao lương ngọt cho vùng
Trung du Miền Núi Phía Bắc Việt Nam làm nguyên liệu sản xuất Ethanol sinh học”.
Đề tài này tiến hành nghiên cứu tập đoàn cao lương ngọt, từ đó tuyển chọn được


một số giống triển vọng, khảo nghiệm sinh thái ở Thái Nguyên, Tuyên Quang và
Vĩnh Phúc. Đồng thời nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật như: Khả năng rải vụ,
phân bón, tưới nước, thời điểm thu hoạch. Tuy nhiên thời vụ gieo trồng có sự ảnh
hưởng khác nhau rất lớn đến sinh trưởng, năng suất của từng giống (nguồn gốc và
đặc tính các giống khác nhau) nên cần được nghiên cứu cụ thể. Mặt khác, BPKT cắt
ngọn có ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng đường trong thân (Thành phần chính để
sản xuất Ethanol sinh học) cũng chưa được nghiên cứu trong đề tài này.
Nhìn chung: Do yêu cầu bức thiết về nguyên liệu để chế biến Ethanol sinh
học nên gần đây các nhà khoa học mới bắt đầu nghiên cứu cao lương ngọt tại Việt
Nam. Tuy nhiên các nghiên cứu này mới chỉ tập trung chủ yếu vào việc thử nghiệm
đánh giá các giống nhập nội, việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật cho sản xuất
cao lương ngọt tại Thái Nguyên nói riêng, vùng TDMN phía Bắc nói chung còn rất
hạn chế. Vì vậy, việc nghiên cứu biện pháp kỹ thuật cắt ngọn và thời vụ gieo trồng

cho các giống cao lương ngọt triển vọng tại Thái Nguyên là hết sức cần thiết, góp
phần bổ sung quan trọng vào kết quả của các nghiên cứu đã và đang được tiến hành
ở Việt Nam phục vụ cho việc phát triển cao lương ngọt để chế biến ethanol sinh
học.
1.3. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên
Tỉnh Thái Nguyên là trung tâm chính trị, kinh tế của khu Việt Bắc nói riêng,
của vùng trung du miền núi đông bắc nói chung, là cửa ngõ giao lưu kinh tế xã hội
giữa vùng trung du miền núi với vùng đồng bằng Bắc Bộ; phía Bắc tiếp giáp với tỉnh
Bắc Kạn, phía Tây giáp với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía Đông giáp với
các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang và phía Nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội (cách 80 km);
diện tích tự nhiên 3.562,82 km².
Với vị trí rất thuận lợi về giao thông, địa hình không phức tạp lắm so với các
tỉnh trung du, miền núi khác, đây là một thuận lợi của Thái Nguyên cho canh tác
nông lâm nghiệp và phát triển kinh tế xã hội nói chung so với các tỉnh trung du
miền núi khác.
Được thiên nhiên ưu đãi về khí hậu và đất đai, Thái Nguyên có nhiều khả năng
để phát triển nông lâm, công nghiệp, du lịch và các loại hình dịch vụ khác. Diện tích
đất nông nghiệp toàn tỉnh chiếm 23% diện tích tự nhiên, diện đất đồi và đất trồng
màu khá lớn là điều kiện thuận lợi để phát triển cây cao lương ngọt làm nguyên liệu
chế biến xăng sinh học.
Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô
từ tháng 10 đến tháng 5. Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500
mm; cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1. Mùa đông được chia thành 3
vùng rõ rệt: Vùng lạnh nhiều nằm ở phía bắc huyện Võ Nhai; Vùng lạnh vừa gồm


các huyện Định Hóa, Phú Lương và phía nam huyện Võ Nhai; Vùng ấm gồm các
huyện: Đại Từ, Thành phố Thái Nguyên, Đồng Hỷ, Phú Bình, Phổ Yên và Thị xã
Sông Công. Nhiệt độ chênh lệch giữa tháng nóng nhất (tháng 6: 28,9°C) với tháng
lạnh nhất (tháng 1: 15,2°C) là 13,7°C. Tổng số giờ nắng trong năm dao động từ

1.300 đến 1.750 giờ và phân phối tươngđối đều cho các tháng trong năm.
* Một số đặc trưng khí hậu, thời tiết tại Thái Nguyên trong thời gian nghiên cứu
Bảng 1.1. Tình hình thời tiết, khí hậu của tỉnh Thái Nguyên

Năm

2013

2014

Tháng

Nhiệt độ
(0C)

3
4
5
6
7
8
9
10
11
3
4
5
6
7
8

9
10
11

23,6
24,6
27,9
29,0
27,9
28,3
26,3
24,6
22,2
19,4
24,7
28,5
29,4
29,0
28,3
28,4
25,9
22,1

Lượng
mưa
(mm)
16
69
298
257

974
406
186
83
45
85,9
139,3
152,2
143,0
238,3
329,5
150,3
46,5
58,5

Độ ẩm
(%)
80
81
81
78
86
85
89
78
76
91
89
79
81

83
85
82
78
82

Lượng
bốc hơi
(mm)
85
87
91
110
69
76
44
100
92
85
87
91
110
69
76
65
100
92

Số giờ
nắng

(giờ)
46
50
150
165
140
167
132
147
98
10
14
161
125
167
151
167
172
94

(Nguồn: Số liệu quan trắc khí tượng thủy văn tỉnh Thái Nguyên; Bộ
NN&PTNT năm 2013 và 2014)
* Hàm lượng một số yếu tố dinh dưỡng trong đất nơi nghiên cứu
Đất khu vực thí nghiệm là đất soi bãi trồng mầu, cây trồng vụ trước là ngô,
tầng đất mặt chỉ từ 30-35cm, đất cát pha, nghèo dinh dưỡng. Một số chỉ tiêu phân
tích của đất thể hiện trong Bảng 1.2.


Bảng 1.2. Kết quả phân tích đất tại địa điểm nghiên cứu trước khi thí nghiệm

4,5

OM
(%)
2,11

N TS
(%)
0,11

P2O5 TS
(%)
0,11

K2O TS
(%)
0,93

5,5

4,8

2,04

0,09

0,12

0,85

3

5,7

4,9

2,32

0,07

0,14

1,02

4

5,0

4,6

2,40

0,1

0,16

1,12

5

5,5

4,5

2,06

0,12

0,15

0,91

6

5,2

4,7

2,14

0,12

0,10

0,96

7

5,4

4,9

2,18

0,11

0,12

0,85

5,36

4,70

2,18

0,10

0,13

0,95

Mẫu đất

pHH20

pHKCl

1

5,2

2

Trung bình

OM: Chất hữu cơ (organic matter), TS: Tổng số
Qua Bảng 1.2 nhận thấy, đất thuộc khu thí nghiệm có tính axit nhẹ, pH KCl
4,7; hàm lượng OM trung bình 2,18%; hàm lượng N, P và K tổng số thấp (N TS:
0,1%; P2O5 TS: 0,13% và K2O TS: 0,95%).
Theo dõi tập đoàn cao lương ngọt tại Trường Đại học Nông Lâm thời gian
vừa qua cho thấy: Hầu hết các giống cao lương phát triển tốt từ tháng 3 đến tháng 8
hàng năm. Đây là cơ sở tốt để phát triển các giống cao lương ngọt triển vọng tại
Thái Nguyên.
Nhìn chung: Thái Nguyên có điều kiện tự nhiên phù hợp để phát triển nhiều
loài cây trồng khác nhau. Đặc biệt, với khả năng sinh trưởng khỏe, không kén đất,
chịu hạn tôt, cây cao lương ngọt rất thích hợp với điều kiện tự nhiên ở đây.
***
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành trên các giống cao lương triển vọng tuyển chọn
từ tập đoàn 49 giống cao lương ngọt của Nhật Bản đó là: Giống NL3, EN6, EN8 và
KCS 105.
Địa điểm thí nghiệm: - Khu cây trồng cạn – Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên
- Xã Hợp Thành, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
Thời gian tiến hành: Năm 2013-2014


2.2. Nội dung nghiên cứu
- ND1: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất, chất lượng của

giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
Tiến hành thí nghiệm các giống cao lương triển vọng NL3, KCS105 và EN8
với các thời điểm cắt ngọn: Khi trỗ bông, sau trỗ 5 ngày, sau trỗ 10 ngày và sau trỗ
15 ngày
- ND2: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất, chất lượng của
giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
Tiến hành thí nghiệm các giống cao lương ngọt triển vọng NL3, EN6 và
KCS 105 với các thời vụ gieo trồng từ tháng 3 đến tháng 8
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian cắt ngọn đến năng suất, chất lượng
của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
* Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm gồm hai nhân tố (nhân tố giống và kỹ thuật cắt ngọn). Thí nghiệm
được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (Randomied Complete Block DesignRCBD) gồm 3 giống với 5 công thức cắt ngọn và 3 lần nhắc lại.
Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 45,5m2 (4,55 × 10 m). Khoảng cách giữa các ô
thí nghiệm là 1m.
- Các công thức cắt ngọn:
+ Công thức 1 (ký hiệu C1): không cắt ngọn (ĐC)
+ Công thức 2 (ký hiệu C2): cắt ngọn vào thời điểm trỗ
+ Công thức 3 (ký hiệu C3): cắt ngọn sau trỗ 5 ngày
+ Công thức 4 (ký hiệu C4): cắt ngọn sau trỗ 10 ngày
+ Công thức 5 (ký hiệu C5): cắt ngọn sau trỗ 15 ngày
- Các giống được ký hiệu: G1, G2, G3 lần lượt là giống NL3, KCS105, EN8.
* Biện pháp kỹ thuật canh tác:
- Làm đất và gieo trồng: Đất được cầy bừa kỹ, làm sạch cỏ, chia khối lên
luống và rạch hàng.
- Mật độ trồng 10,26 cây/m2 (Khoảng cách 65cm X 15cm).
- Phân bón (ha): 10 tấn phân chuồng, 3 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh,
300N, 96P2O5 và 134K2O (theo khuyến cáo của Nhật Bản). Phương pháp bón:
+ Bón lót (được kết hợp với làm đất lần cuối): 100% phân chuồng, phân hữu

cơ vi sinh, lân, 1/6 N +1/6 K.


+ Bón thúc lần 1 (20 ngày sau trồng): Rạch rãnh cách hàng 10cm, độ sâu 57cm. Bón phân kết hợp với vun nhẹ gốc và làm cỏ, bón 1/6 N +1/6K.
+ Bón thúc lần 2 (35 ngày sau trồng): Rạch rãnh cách hàng 10-15cm, độ sâu
5-7cm. Bón phân kết hợp làm cỏ, bón 1/3 N +1/3K.
+ Bón thúc lần 3 (50 ngày sau trồng): Rạch rãnh cách hàng 15-20cm, độ sâu 57cm. Bón phân kết hợp làm cỏ, bón 1/3 N +1/3K.
- Phòng trừ sâu bệnh: Theo dõi sâu bệnh, tiến hành phòng trừ khi cần thiết.
* Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:
- Đánh giá, năng suất sinh khối, năng suất thân và hàm lượng đuờng (Brix).
- Các chỉ tiêu được theo dõi đo đếm trên 10 cây mẫu/ô (5 cây liên tiếp trên 2
hàng giữa của ô):
- Năng suất sinh khối lý thuyết (NSSKLT) (tấn/ha) được tính theo công thức sau:
Khối lượng thân lá trung bình 1 cây (g) x mật độ (cây/ha)
NSSKLT (tấn/ha) =
1.000.000
- Năng suất thân lý thuyết (NSTLT) (tấn/ha): được tính theo công thức sau:
Khối lượng thân trung bình 1 cây (g) x mật độ cây/ha
NSTLT (tấn/ha) =
1.000.000
- Năng suất sinh khối thực thu (NSSKTT) (tấn/ha): Thu toàn bộ số cây trên
một nửa ô thí nghiệm (4,55 m x 5 m = 22,75 m2). Phần diện tích này được duy trì
mật độ (không lấy cây theo dõi).
- Năng suất sinh khối thực thu được tính theo công thức như sau:
NSSKTT (tấn/ha) =

Khối lượng thân lá của ½ ô (kg) x 10.000
Diện tích của ½ ô (m2) x 1000

- Năng suất thân thực thu (tấn/ha) được tính như sau:

NSTTT (tấn/ha) =

Khối lượng thân của ½ ô (kg) x 10.000
Diện tích của ½ ô (m2) x 1000

+ Hàm lượng đường: Sau khi loại bỏ lá, bông cờ ép thân lấy dịch
đường và đo hàm hàm lượng đường bằng Brix kế (%).
Theo Nuesly và cs. (2013), năng suất đường của cao lương ngọt được ước tính
theo công thức sau:
Năng suất đường (tấn/ha) =

Năng suất thân x % dịch ép x Brix x 0,75

Theo Erickson. (2011), % dịch ép tối đa của cao lương ngọt xấp xỉ 75% khối
lượng thân tươi (tương đương hàm lượng nước trong thân)


Do vậy năng suất đường tối đa của cao lương ngọt được ước tính như sau:
Năng suất đường (tấn/ha) =

Năng suất thân x 0,75 x Brix x 0,75

Theo Nuesly và cs. (2013), 1,49 kg đường sẽ sản xuất được 1 lít ethanol với hiệu
quả chuyển hóa từ đường sang ethanol là 95% (Smith và cs., 1987).
Năng suất đường (tấn/ha)
Năng suất ethanol (tấn/ha) =
1,49
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất, chất lượng
của giống cao lương triển vọng tại Thái Nguyên
* Bố trí thí nghiệm

- Tiến hành 03 thí nghiệm cho 03 giống NL3, EN6 và KCS105.
- Mỗi thí nghiệm bao gồm 06 công thức (06 thời vụ gieo trồng), 03 lần nhắc
lại, bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) tại khu cây trồng cạn của Trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
Các công thức thí nghiệm như sau:
CT1: Gieo 15/6/2012; CT2: Gieo 15/7/2012; CT3: Gieo 15/8/2012; CT4:
Gieo 25/3/2013; CT5: Gieo 15/4/2013; CT6: Gieo 15/5/2013.
Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 45,5m2 (4,55 × 10 m). Khoảng cách giữa các ô
thí nghiệm là 1m.
* Biện pháp kỹ thuật canh tác: Như mục 2.3.1
* Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:

 Chỉ tiêu sinh trưởng
- Tỷ lệ nảy mầm (%): Là phần trăm số cây nẩy mầm trên tổng số hạt đem gieo.
- Ngày mọc: Ngày có trên 50% số cây/ô có bao lá mầm lên khỏi mặt đất (mũi chông).
- Ngày trỗ cờ: Ngày có trên 50% số cây/ô có hoa nở được 1/3 trục chính.
- Ngày chín sữa: Ngày có trên 50% số cây/ô có hạt ở giai đoạn chín sữa.
- Ngày chín sáp: Ngày có trên 50% số cây/ô có hạt ở giai đoạn chín sáp.
- Ngày chín hoàn toàn: Ngày có trên 75% số cây/ô có chấm đen ở chân hạt.
- Thời điểm thu hoạch: Tiến hành thu hoạch khi độ Brix trong thân cây cao
nhất (giai đoạn cuối chín sữa, đầu chín sáp).
- Các chỉ tiêu số lá, chiều cao cây, đường kính thân được đo đếm trên 10 cây
theo dõi/ ô (lấy ngẫu nhiên 10 cây trên hai hàng giữa, mỗi hàng lấy liên tiếp 5 cây).
- Chiều cao cây (cm): Chiều cao cây được tính từ mặt đất đến mút đầu lá hoặc
hêt hết bông cờ.
- Số lá (lá/cây): Đếm số lá/cây bằng phương pháp đánh dấu lá.


- Đường kính thân (cm): Đo tại vị trí thân phình to nhất trên thân (thường ở
cách gốc 20 – 30 cm) ở thời điểm thu hoạch.

 Chỉ tiêu về khả năng chống chịu
- Tỷ lệ bị hại do sâu bệnh: Theo dõi tổng số cây bị hại từng loại sâu bệnh hại,
ghi tên, ngày phát hiện, phần trăm cây bị hại trên mỗi ô thí nghiệm.
Xác định tỷ lệ hại:
Tổng số cây bị hại
Tỷ lệ hại (%) =

x 100

Tổng số cây điều tra
Các loài sâu bệnh hại được theo dõi bao gồm: Sâu đục thân, bệnh thối thân,
bệnh thối gốc do nấm.
- Tỷ lệ đổ ngã: Tính phần trăm số cây bị đổ (Cây được coi là đổ ngã khi thân
cây nghiêng so với phương thẳng đứng một góc ≥ 300 (tạo với mặt đất một góc α ≤
600). Chỉ tiêu này được đo đếm sau trận mưa gió lớn.

 Chỉ tiêu về năng suất, chất lượng: Như mục 2.3.1
 Chỉ tiêu năng suất đường và năng suất ethanol (ước tính): Như mục 2.3.1
2.3.3. Phương pháp thu thập, đánh giá các điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu:
- Thu thập số liệu các đặc trưng thời tiết vùng nghiên cứu tại các Trạm Khí
tượng thủy văn hoặc cơ quan quản lý chuyên môn
- Lấy mẫu phân tích đất khu thí nghiệm: Các chỉ tiêu N, P ,K, mùn, pH.
- Tham khảo thông tin về điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất có liên
quan tại các cơ quan chuyên môn trong vùng nghiên cứu
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu:
Số liệu sau khi thu thập được xử lý bằng Microsoft Office Excel 2010 và
phần mềm SAS.
***