Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của giống cao lương ngọt EN8 tại Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
---------------------------

ĐOÀN TRUNG CƢỜNG
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN
NĂNG SUẤT, CHẤT LƢỢNG VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU CỦA
GIỐNG CAO LƢƠNG NGỌT EN8 TẠI TUYÊN QUANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khóa học

: Chính quy
: Khoa học cây trồng
: Nông học
: 2011 – 2015

Thái Nguyên - năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
---------------------------

ĐOÀN TRUNG CƢỜNG
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN
NĂNG SUẤT, CHẤT LƢỢNG VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU CỦA
GIỐNG CAO LƢƠNG NGỌT EN8 TẠI TUYÊN QUANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khóa học
Giảng viên hƣớng dẫn

: Chính quy
: Khoa học cây trồng
: Nông học
: 2011 – 2015
: TS. Hoàng Thị Bích Thảo

Thái Nguyên - năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và hết sức quan trọng của
mỗi sinh viên, đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố và
vận dụng những kiến thức mà mình đã học đƣợc trong nhà trƣờng. Đƣợc sự nhất
trí của ban giám hiệu nhà trƣờng, ban chủ nhiêm khoa Nông học, Trƣờng Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên, em đã nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lượng

và khả năng chống chịu của giống cao lương ngọt EN8 tại Tuyên Quang”.
Sau một thời gian nghiên cứu và thực tập tốt nghiệp bản báo cáo tốt nghiệp
của em đã hoàn thành.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Nông
học, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giảng dạy và hƣớng dẫn, tạo điều
kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và rèn luyện tại trƣờng.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – TS. Hoàng Thị Bích Thảo ngƣời
đã trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành khóa luận này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, khuyến
khích em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 28 tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Đoàn Trung Cƣờng


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Ƣu thế của cao lƣơng ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học................9
Bảng 2.2: Tình hình sản xuất cao lƣơng trên thế giới trong những năm gần đây.....16
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất cao lƣơng ở một số châu lục 2000-2013 ...................17
Bảng 2.4. Tình hình sản xuất năng lƣợng sinh học của một số quốc gia
trên thế giới giai đoạn 2003 - 2013 ...........................................................................25
Bảng 2.5: Nhu cầu nhiên liệu sinh học của Việt Nam từ năm 2010 - 2050 .............29
Bảng 4.1: Các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của giống cao lƣơng EN8
trong vụ Hè Thu. .......................................................................................................41
Bảng 4.2. Năng suất sinh vật học và các yếu tố cấu thành năng suất của

giống cao lƣơng ngọt EN8 ........................................................................................46
Bảng 4.3 Năng suất thực thu của các công thức thí nghiệm của giống EN8 ............47
Bảng 4.4. Độ brix, hàm lƣợng dịch ép của các công thức thí nghiệm ......................48
của giống EN8 ...........................................................................................................48
Bảng 4.5. Năng suất đƣờng, năng suất ethanol của các công thức thí nghiệm
của giống EN8 ...........................................................................................................49
Bảng 4.9. Tình hình sâu bệnh hại của giống cao lƣơng ngọt EN8 vụ hè thu. ..........51


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1 Năng suất thực thu của các công thức thí nghiệm của giống EN8 ............47
Hình 4.2. Độ brix, hàm lƣợng dịch ép của các công thức thí nghiệm
của giống EN8 ...........................................................................................................48
Hình 4.3. Đồ thị biểu thị năng suất đƣờng, năng suất ethanol của các
công thức thí nghiệm của giống EN8 ........................................................................50


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

NLSH

Năng lƣợng sinh học

NLTT

Năng lƣợng tái tạo

Kg

Kilogam

CT

Công thức

CGIAR

Trung tâm tƣ vấn nghiên cứu nông nghiệp quốc tế.

ICRISAT

International Crops Research Institute for the Semi –
Adrid Tropics
(Trung tâm nghiên cứu cây trồng vùng bán khô hạn)

INRAN

Niger National Insitute of Agricultural Research
(Viện nghiên cứu nông nghiệp Niger)

INTSORMIL

International Sorghum and Millet Collaborative

-CRSP

(Chƣơng trình hỗ trợ nghiên cứu hợp tác quốc tế về
cây cao lƣơng và cây kê).

SAFGRAD

Tổ chức nghiên cứu và phát triển cây ngũ cốc vùng bán
khô hạn.


v

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................1
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI .........................................................3
1.2.1. Mục đích ............................................................................................................3
1.2.2. Yêu cầu ..............................................................................................................3
1.3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI......................................................................................4
1.3.1. Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học ..................................................................4
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất .......................................................................4
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..............................................................................5
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ....................................................................................5
2.2. Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh .........................................................6
2.2.1 Nguồn gốc ..........................................................................................................6
2.2.2. Đặc điểm thực vật học.......................................................................................7
2.2.3. Ƣu thế của cao lƣơng ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học ......................8
2.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CAO LƢƠNG TRÊN THẾ GIỚI ..10
2.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lƣơng trên thế giới ..............................10
2.3.2. Tình hình sản xuất ethanol sinh học từ cao lƣơng ngọt ở một số quốc gia khu
vực châu Á ................................................................................................................19

2.4. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU VỀ CÂY CAO LƢƠNG NGỌT
TẠI VIỆT NAM ........................................................................................................20
2.4.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu về cây cao lƣơng ngọt ...............................20
2.4.2. Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển cao lƣơng ngọt .....23
2.5. CAO LƢƠNG NGỌT – NGUỒN NGUYÊN LIỆU SINH HỌC......................23
2.5.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lƣợng sinh học
trên thế giới. .............................................................................................................23
2.5.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sản xuất năng lƣợng sinh học
tại Việt Nam ..............................................................................................................27


vi

2.5.3. Lợi ích sử dụng nguyên liệu sinh học .............................................................30
2.5.4. Cao lƣơng ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học .................................................32
Phần 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............34
3.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................34
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu.....................................................................................34
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu:........................................................................................34
3.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ...................................................34
3.2.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................34
3.2.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................34
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................34
3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................34
3.4.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................34
3.4.2. Quy trình kỹ thuật ...........................................................................................35
3.4.3. Các chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi .............................................................36
3.4.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ...............................................................................40
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...........................................41
4.1. CÁC GIAI ĐOẠN SINH TRƢỞNG PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG CAO

LƢƠNG NGỌT EN8 ................................................................................................41
4.1.1. Thời gian sinh trƣởng: .....................................................................................41
4.1.2.Động thái tăng trƣởng chiều cao cây của giống cao lƣơng ngọt EN8 .............43
4.1.3.

Động thái ra lá của giống EN8 ....................................................................44

4.2. NĂNG SUẤT SINH VẬT HỌC VÀ YẾU TỐ CẤU THÀNH NĂNG SUẤT .45
4.2.1 Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất sinh và các yếu tố cấu thành
năng suất ....................................................................................................................45
4.2.2. Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất thực thu của giống EN8 .....47
4.3. ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN CHẤT LƢỢNG CỦA
GIỐNG EN8..............................................................................................................48
4.3.1. Độ brix và hàm lƣợng dịch ép .........................................................................48


vii

4.3.2. Ảnh hƣởng của các phƣơng pháp cắt ngọn đến năng suất đƣờng và năng suất
etanol. ........................................................................................................................49
4.4. TÌNH HÌNH SÂU BỆNH HẠI CAO LƢƠNG .................................................51
4.4.1. Sâu đục thân ....................................................................................................52
4.4.2. Bệnh thối nõn ..................................................................................................52
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..........................................................................53
5.1. Kết luận ..............................................................................................................53
5.2. Đề nghị ...............................................................................................................53


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là một đất nƣớc nông nghiệp và hàng năm phải nhập khẩu xăng
dầu với sản lƣợng rất lớn để phục vụ nhu cầu trong nƣớc. Trong giai đoạn hiện nay,
con ngƣời đã và đang khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên để phục vụ
sự phát triển của mình, trong khi đó những nguồn tài nguyên thiên nhiên lại không
phải vô tận. Cuộc khủng hoảng nhiên liệu đang xảy ra trên thế giới do sự suy giảm
nhanh chóng nhiên liệu hóa thạch dự trữ nhƣ xăng, diesel, dầu hỏa, than, v.v.
(Ramanathan, 2000) [17]. Nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt, giá
nhiên liệu liên tục tăng nhƣ hiện nay thì việc nghiên cứu tìm ra nguồn năng lƣợng
mới, năng lƣợng tái tạo (NLTT) thay thế năng lƣợng truyền thống là một giải pháp
hết sức cấp bách. Năng lƣợng sinh học nói chung, là một loại NLTT, đƣợc coi là
một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trƣờng và hiện nay đang đƣợc phát
triển mạnh mẽ trên thế giới. Nghiên cứu phát triển nguồn năng lƣợng sinh có ý
nghĩa hết sức to lớn đối với vấn đềđảm bảo an ninh năng lƣợng quốc gia đồng thời
góp phần thúc đẩy phát triển bền vững kinh tế nông thôn theo hƣớng hàng hóa và
công nghiệp hóa. Xuất phát từ xu hƣớng đó, ngày 20/11/2007, Thủ tƣớng Chính
phủ đã ký quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt "Đề án phát triển
nhiên liệu sinh họcđến năm 2015, tầm nhìn đến 2025”. Quyết định này đã tạo hành
lang pháp lý, chính sách và các kế hoạch đầu tƣ cho phát triển nhiên liệu sinh học ở
nƣớc ta.Để đạt đƣợc những mục tiêu đề ra trong đề án này, Chính phủ Việt Nam đã
khuyế 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 lƣợng tốt, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững
ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học của nƣớc ta.
Năm 2006 toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít ethanol (75% dùng làm
nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít. Năm

2

2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh học và năm 2010 sẽ tăng lên khoảng 20 triệu
tấn diesel sinh học (B100), đến 2010 tăng lên 20 triệu tấn.
Việt Nam đã và đang xây dựng 4 nhà máy sản xuất ethanol sinh học trong
đó một nhà máy đã đi vào hoạt động từ năm 2010 và ba nhà máy đi vào hoạt động
trong năm 2011 và 2012. Mỗi nhà máy có công suất là 100 triệu lít/năm, và nhƣ vậy
khi cả 4 nhà máy đi vào hoạt động sẽ cho công suất 400 triệu lít/năm. Con số này
mới chỉ đáp ứng ½ nhu cầu xăng sinh học theo ƣớc tính đến năm 2025 (600.000 tấn,
tƣơng ứng với 760 triệu lít). Hiện nay nguyên liệu chính để sản xuất xăng sinh học
là sắn lát khô, tuy nhiên năng suất sắn thấp nên đòi hỏi diện tích vùng nguyên liệu
rất lớn, ảnh hƣởng đến quỹ đất cho sản xuất nông nghiệp. Ngoài ra sắn là cây trồng
gây thoái hóa đất nghiêm trọng. Bộ Nông Nghiệp và PTNTđã yêu cầu các địa
phƣơng hạn chế mở rộng diện tích trồng sắn. Vì vậy để đáp ứng đƣợc nhu cầu xăng
sinh học, Việt Nam cần phải phát triển thêm những cây trồng mới có khả năng thâm
canh cho năng suất cao làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học.
Trên thế giới cao lƣơng ngọt (cây trồng có năng suất sinh khối rất cao có thể
đạt tới 200 tấn/ha), hiện nay là cây trồng lý tƣởng để sản xuất nhiên liệu sinh
học.Theo đánh giá của Ngân hàng phát triển Đông Á, cao lƣơng ngọt sẽ là cây trồng
năng lƣợng phù hợp nhất ở Việt Nam nếu nhƣ có những cải tạo phù hợp về giống.
Mttooj đặc điểm ƣu việt của cây cao lƣơng ngọt trong việc sản xuất nhiên liệu sinh
học là không gây ảnh hƣởng đến an toàn lƣơng thực nhƣ sắn, mía, ngô,…Ngoài ra
cao lƣơng ngọt cũng là một trong những cây trồng sử dụng nƣớc và dinh dƣỡng
hiệu quả nhất, do vậy có thể trồng hiệu quả trên những vùng đất khô hạn, bạc màu
của nƣớc ta.
Cao lƣơng ngọt có thân chứa mọng nƣớc, đƣợc sử dụng cho thức ăn thô xanh
và thức ăn ủ chua hoặc để sản xuất xi-rô. Hạt cao lƣơng ngọt có thành phần hóa học
nhƣ ngô gồm sucrose, fructose và glucose, có thể lên men trực tiếp thành ethanol
bằng nấm men. Khả năng tổng hợp chất hữu cơ cao hơn ngô 23%, nhu cầu nitơ và
nƣớc thấp hơn ngô là 37% và 17%, có khả năng sinh trƣởng và phát triển ở những

vùng đất có thể trồng ngô. Cứ 16 tấn cây cao lƣơng ngọt có thể sản xuất đƣợc 1 tấn


3

ethanol, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất đƣợc 500kg dầu diesel sinh học.
Ngƣời ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lƣơng ngọt vẫn để dùng
làm thực phẩm. />Phát triển và chế biến cao lƣơng là một vấn đề còn rất mới ở Việt Nam, hiểu
biết về cây trồng này, về nguồn gen và về vật liệu chọn tạo giống, về trang thiết bị
phân tích chiết tách gen còn nhiều hạn chế.
Nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chỉ ra rằng kỹ thuật cắt ngọn có ảnh
hƣởng đến năng suất, chất lƣợng và khả năng chống chịu của cây cao lƣơng ngọt.
Từ năm 2011 đến nay, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tham gia nghiên
cứu tuyển chọn các giống cao lƣơng ngọt cao sản với sự hợp tác của Nhật Bản và
bƣớc đầu tuyển chọn đƣ
ợc một số giống có triển vọng với năng suất thân trên 100 tấn/ha, trong đó giống
EN8 đang đƣợc đánh giá là một trong những giống có triển vọng nhất. Tuy nhiên
cho đến nay vẫn chƣa có những nghiên cứu chuyên sâu về các biện pháp kỹ thuật
đối với giống này đặc biệt là sự ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất,
chất lƣợng và khả năng chống chịu của giống này.
Xuất phát từ những yêu cầu của thực tiễn nêu trên chúng tôi đã tiến hành đề
tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lượng và
khả năng chống chịu của giống cao lương ngọt EN8 tại Tuyên Quang”.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục đích
Xác định đƣợc kỹ thuật cắt ngọn tốt nhất cho giống EN8
1.2.2. Yêu cầu
- Nghiên cứu, đánh giá ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất và các
chỉ tiêu năng suất của giống.
- Nghiên cứu, đánh giá ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến chất lƣợng của giống.

- Nghiên cứu, đánh giá ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến khả năng chống
chịu của giống.


4

1.3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.3.1. Ý nghĩa trong 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.
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất
Kết quả nghiên cứu của đề tài là căn cứ áp dụng biện pháp kỹ thuật cắt ngọn
nhằm tăng năng suất, chất lƣợng, khả năng chống chịu của cây trong sản xuất cao
lƣơng ngọt làm nguyên liệu sản xuất Ethanol sinh học.


5

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Năng suất và hàm lƣợng đƣờng bị ảnh hƣởng trực tiếp bởi sự hình thành và
phát triển thân lá, nếu thân lá sinh trƣởng quá mạnh năng suất và hàm lƣợng đƣờng
không cao, dinh dƣỡng sẽ tập trung nuôi thân lá. Cắt ngọn cao lƣơng ngọt nhằm
điều tiết sinh trƣởng, thúc đẩy nhanh phát triển để sớm có diện tích lá thích hợp và
quang hợp có hiệu quả cao.
Với sự phát triển của nền kinh tế kéo theo sự phát triển về nhu cầu năng
lƣợng, trong khi những nguồn năng lƣợng đang sử dụng dần cạn kiệt và không có

khả năng tái tạo, đòi hỏi có những giải pháp tìm ra nguồn năng lƣợng thay thế, có
khả năng tái tạo và một vấn đề quan trọng là bảo vệ môi trƣờng. Nhiều nƣớc đang
phát triển, trong đó có Việt Nam có lợi thế về nông nghiệp nhƣng chƣa đƣợc phát
huy tối đa, nông thôn, nông nghiệp có "mỏ dầu" năng lƣợng sinh học từ lâu nhƣng
tiềm năng chƣa đƣợc khai thác.
Việt Nam là một nƣớc nằm trong khu vực Châu Á, thuộc khu vực nhiệt đới
nóng ẩm mƣa nhiều nhƣng lƣợng mƣa lại không phân bố đều trong năm nên có thể
nói hạn là một trong những yếu tố chủ yếu ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển và
năng suất của hầu hết các loại cây trồng. Hàng năm diện tích lúa nƣớc bị hạn cục bộ
khoảng 0,4 triệu ha. Cao lƣơng là cây trồng có khả năng chịu hạn cao thích hợp với
điều kiện khí hậu Việt Nam.
Cao lƣơng đang đƣợc nghiên cứu nhằm thay thế các cây trồng khác nhƣ mía,
ngô, sắn… trong việc sản xuất năng lƣợng sinh học, cao lƣơng có hàm lƣợng đƣờng
cao hơn trong thân mía 9% (Karve và cs, 1970) [11]. Đó là chƣa nói cao lƣơng có
hàm lƣợng năng lƣợng khá cao, tƣơng đƣơng với mía và gần gấp 4 lần so với bắp
mà không có phế phẩm. Venturi (2003) đã tiến hành so sánh tính khả thi trong việc
sử dụng lúa mỳ, lúa mạch, ngô, cao lƣơng hạt, củ cải đƣờng và cao lƣơng ngọt làm
nguyên liệu sản xuất chất đốt ở châu Âu. Công trình này đánh giá trên 34 quốc gia.


6

Kết quả cho thấy cây cao lƣơng ngọt là cây trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất
quang hợp cao và khả năng thích nghi rộng.
Tuy nhiên, cao lƣơng ngọt là cây trồng mới ở Việt Nam, có rất ít nghiên cứu
về biện pháp kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lƣợng của loại cây này. Cùng với
điều kiện quỹ đất nông nghiệp ngày càng hạn hẹp do sự phát triển của Công nghiệp
hóa – Đô thị hóa thì việc tìm ra các biện pháp kỹ thuật để nâng cao năng suất, chất
lƣợng cây trồng là vấn đề cần đƣợc quan tâm nhiều hơn.
Trong khi đó, nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chỉ ra rằng kỹ thuật

cắt ngọn có ảnh hƣởng đến năng suất, chất lƣợng và khả năng chống chịu của cây
cao lƣơng ngọt. Xuất phát từ những cơ sở trên chúng tôi đã tiến hành đề tài này.
2.2. Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh
2.2.1 Nguồn gốc
Cây cao lƣơng [Sorghum bicolor (L) Moench] thuộc chi lúa miến hay chi
Cao lƣơng (Chi sorghum) là một trong ba loài thực vật thuộc họ hòa thảo ( họ
Poaceae) đứng thứ tƣ trên thế giới về sản lƣợng và đứng thứ năm trên thế giới về
diện tích sau lúa mì, lúa, ngô, lúa mạch (Rao và cs., 2009). Theo Evelyn (1951), cao
lƣơng có nguồn gốc từ miền Trung Phi cách đây 5-7 nghìn năm. Có thể đầu tiên cao
lƣơng đƣợc trồng ở Ethipopia sau đó lan rộng ra nhiều nƣớc Châu Phi (Martin,
1970) [13].
2.2.2 Phân bố
Cao lƣơng đƣợc phát triển ở Ấn Độ, Trung Quốc và đƣợc du nhập vào Hoa
Kỳ năm 1850 để làm thức ăn gia súc. Hiện nay cao lƣơng đƣợc phân bố rộng khắp
các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và các khu vực ôn đới ấm của thế giới.
2.2.3 Yêu cầu ngoại cảnh
Cao lƣơng là loại cây trồng nhiệt đới và bán nhiệt đới, cao lƣơng thích nghi
với khoảng điều kiện khí hậu rộng lớn từ những vùng có lƣợng mƣa hàng năm cao
đến những nơi khô hạn. Mặc dù lƣợng mƣa và các yếu tố khác quyết định mùa vụ
và thời gian sinh trƣởng của cao lƣơng nhƣng cao lƣơng vẫn có thể trồng và phát
triển ở những nơi có điều kiện khắc nghiệt và trình độ thâm canh hạn chế (Rohman
và cs. 2004). Cây cao lƣơng xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên điều kiện khí hậu nóng
ẩm là điều kiện thuận lợi cho cây phát triển. Cao lƣơng có ngƣỡng nhiệt phát triển
là 15 - 370C, tuy nhiên nhiệt độ tối thích là 270C (Wilson và Myer. 1954). Đa số các


7

giống cao lƣơng hiện nay không phản ứng với ánh sáng, tuy nhiên cao lƣơng là cây
trồng ngày ngắn.

2.2.4. Đặc điểm thực vật học
Cao lƣơng ngọt (sweet sorghum) là một loại cây thuộc họ hòa thảo chiều cao
từ 0,6 - 5m, đƣờng kính thân 5 - 30mm tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và
môi trƣờng. Đặc điểm thực vật học cũng nhƣ thời gian sinh trƣởng của cây cao
lƣơng tƣơng tự nhƣ cây ngô và các cây ngũ cốc khác. Số lƣợng lá trên cây tƣơng
quan với thời gian sinh trƣởng, thông thƣờng trên thân có từ 7 - 18 lá hoặc hơn
(Leonard và cs. 1963) [12]. Lá ngắn và rộng hơn lá ngô. Mỗi lá đƣợc sinh ra từ một
đốt, số lá ở thời kỳ trƣởng thành tƣơng đƣơng với số đốt trên thân.
Thân gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi có thể mọc ra từ các đốt
thân. Thời gian đẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ và kỹ thuật
canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo điều kiện cho cây đẻ nhánh
vào vụ sau mà không cần phải trồng lại (Wilson, 1995). Những giống có hàm lƣợng
nƣớc trong thân cao thƣờng có thân màu xanh xám, gân lá màu tối.
Rễ cao lƣơng là rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nƣớc hiệu quả,
rễ đâm rộng nhờ đặc điểm này cao lƣơng có thể sống ở những nơi khô hạn hơn ngô
(Wlison, 1955)[23]. Rễ chính đâm sâu với nhiều rễ phụ và rễ bên, rễ chủ yếu xuất
hiện ở tầng đất mặt, rễ chính có thể đâm sâu tới 1,5m.
Cao lƣơng là cây tự thụ phấn, đôi khi xảy ra hiện tƣợng giao phấn, tỷ lệ giao
phấn thƣờng nhỏ hơn 6% (Conley, 2003) [7]. Hoa mọc thành chùm, chùm hoa có cả
hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6.000 bông con. Hạt cao lƣơng nhỏ hơn
hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài. Một kg hạt giống chứa 25.000 đến 61.740 hạt. Hạt
có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm
tùy thuộc vào từng giống cây. Hạt càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho
hạt có vị đắng.
Cao lƣơng là một loại cây trồng nhiệt đới, cao lƣơng cùng họ với lúa. Nhƣng
quang hợp theo chu trình C4 đây chính là một ƣu điểm vƣợt trội của cao lƣơng. Nhờ
quang hợp theo đƣờng hƣớng này mà cao lƣơng ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở


8

điều kiện nhiệt độ cao và không xảy ra hiện tƣợng quang hô hấp. Ngƣợc lại, lúa là
đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chu trình C3. Cao lƣơng ngọt 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, và là một trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế
giới trong việc sản xuất sinh khối cây trồng hiện nay. Cao lƣơng ngọt là một cây
nguyên liệu sinh học tiềm năng, cao lƣơng ngọt có khả năng tạo sinh khối lớn với
70-80% sinh khối là dịch đƣờng với độ Brix cao (Anonymous, 2002) [2][3]. Vì vậy
ngày nay cao lƣơng ngọt đang đƣợc các nƣớc đặc biệt quan tâm, nghiên cứu và sản
xuất làm cây nhiên liệu thay thế (Goff và cs.,2010; Rooney và cs., 2007 và
Vermerris và cs., 2011) [10][20][22].
2.2.5. Ưu thế của cao lương ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học
Cao lƣơng ngọt là một trong những cây trồng triển vọng nhất làm nguyên
liệu sản xuất xăng sinh học so với rất nhiều cây trồng sản xuất năng lƣợng khác nhƣ
cao lƣơng hạt, ngô, mía, sắn,…
Cao lƣơng ngọt tƣơng tự nhƣ cao lƣơng hạt nhƣng sinh trƣởng nhanh hơn,
tạo sinh khối lớn hơn và đặc biệt là có hàm lƣợng đƣờng trong thân cao. Cao lƣơng
ngọt có thời gian sinh trƣởng ngắn (4-5 tháng), có khả năng quang hợp mạnh, vì vậy
có thể tạo ra khối lƣợng đƣờng lớn hơn tất cả các loại cây trồng khác có cùng thời
gian sinh trƣởng (Rao và cs., 2009). Từ giai đoạn trỗ cho đến chín hàm lƣợng
đƣờng Brix trong thân của coa lƣơng ngọt là 10 – 18% trong khi đối với cao lƣơng
hạt chỉ khoảng 9 – 10%. Ngoài ra cao lƣơng ngọt là cây
dễ trồng, có thể sinh trƣởng tốt trên những đất xấu, đất bán khô hạn.
Đặc tính vƣợt trội cảu cây cao lƣơng ngọt so với các cây nguyên liệu sinh
học khác cũng đƣợc xác nhận bởi nhiều nhà khoa học. Nghiên cứu của Monti và cs.
(2007) chỉ ra rằng cao lƣơng ngọt rất giàu hàm lƣợng khoáng nhƣ Ca, K, P, Mg và
vi lƣợng so với các cây nguyên liệu khác. Lá cao lƣơng ngọt rất giàu K, Mg và P
thƣờng đƣợc sử dụng làm thức ăn cho trâu bò. Chính vì vậy mà thân lá cao lƣơng
ngọt sau khi ép dịch đƣờng vẫn có giá trị làm thức ăn chăn nuôi rất tốt, hơn hẳn so
với mía (Seetharama và cs., 2009). Cao lƣơng có ƣu thế cạnh tranh cao để sản xuất

9

ethanol và nó có thể trồng tại vùng bán khô hạn, gần hoang hóa, nơi không thể trồng
lúa gạo. Cao lƣơng ngọt sử dụng làm nhiên liệu sản xuất ethanol có lợi hơn so với
sử dụng mía, ngô bởi vì cao lƣơng ngọt sử dụng nƣớc bằng 1/2 so với ngô và 1/8 so
với mía và giá canh tác của cao lƣơng ngọt thấp hơn mía. Quá trình sản xuất cao
lƣơng ngọt ít hao tốn điện hơn so với khi dùng ngô hoặc mía. Đó là chƣa nói cao
lƣơng ngọt có hàm lƣợng năng lƣợng khá cao, tƣơng đƣơng với mía và gần gấp 4
lần so với ngô mà không có phế phẩm. Thân cây sau khi đƣợc ép lấy nƣớc có thể
phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Mặt khác, Ethanol từ cao lƣơng ngọt
là một loại nhiên liệu cháy hoàn toàn với tỉ lệ Octane cao, hàm lƣợng S và Aldehyt
thấp nên tất cả các loại máy móc đều có thể hoạt động tốt với tỉ ệ ethanol từ
caolƣơng ngọt pha xăng lên tới 25%.
Bảng 2.1. Ƣu thế của cao lƣơng ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học
Đặc điểm trồng trọt

Xăng sinh học từ cao

Thân bã cao lƣơng ngọt sau

lƣơng ngọt

khi ép dịch đƣờng

- Thời gian sinh trƣởng
ngắn.

- Thân thiện với môi

- Yêu cầu ít nƣớc, có thể

trƣờng.

trồng trên đất khô hạn.

- Chất lƣợng tốt: Hàm

- Khả năng chống chịu tốt.

lƣợng S ít, Octane cao.

- Đáp ứng đƣợc nhu cầu

- Có thể giúp xe chạy tốt

thực phẩm và thức ăn gia

khi pha với xăng tới tỉ lệ

súc.

25%.

- Giá trị sinh học cao.
- Hàm lƣợng dinh dƣỡng vi
lƣợng cao.
- Có thể sử dụng làm thức
ăn gia súc, sản xuất điện hay

phân vi sinh.

- Nhân giống bằng hạt.

(Nguồn: Rao và cs., 2009)
Venturi. (2003) đã tiến hành so sánh tính khả thi trong việc sử dụng lúa mì,
lúa mạch, ngô, cao lƣơng hạt, củ cải đƣờng và cao lƣơng ngọt làm nguyên liệu sản
xuất chất đốt trên 34 quốc gia ở châu Âu. Kết quả cho thấy cây cao lƣơng ngọt là
cây trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất quang hợp cao và khả năng thích nghi rộng.
Nghiên cứu gần đây so sánh các cây trồng năng lƣợng khác nhau cho thấy
mía đƣờng tại Brzil và cao lƣơng ngọt tại Trung Quốc là những cây trồng sinh thái


10

bền vững nhất cho phục vụ sản xuất nhiên liệu thay thế (De Vries và cs., 2010).
Nhiều nhà nghiên cứu (Woods., 2001; Guigou và cs., 2011) cho rằng sử dụng
nguyên liệu cao lƣơng ngọt kết hợp mía đƣờng sẽ đảm bảo cung cấp nguyên liệu
quanh năm cho các nhà máy sản xuất ethanol từ mía đƣờng hiện có, giúp tối đa hóa
công suất và hiệu quả sử dụng của các nhà máy. Ngoài ra việc luân canh cao lƣơng
ngọt cũng góp phần đảm bảo việc sản xuất xăng sinh học quanh năm, nâng cao hiệu
quả kinh tế và hiệu quả sử dụng đất. Do khả năng chuyển CO2 sang đƣờng hiệu quả,
cao lƣơng ngọt trở thành cây trồng tiềm năng của ngành công nghiệp năng lƣợng
sinh học. Hiện nay trên toàn thế giới có khoảng 5000 giống cao lƣơng ngọt với một
nguồn gen đa dạng và nhiều giống năng suất cao.
Cao lƣợng ngọt hiện nay đƣợc trồng trên 100 quốc gia với diện tích trên 44
triệu ha (Almodares., 2010). Mặc dù cao lƣơng ngọt đã đƣợc trồng ở nhiều quốc gia
tuy nhiên việc sử dụng cao lƣơng ngọt làm nguyên liệu sản xuất ethanol sinh học
mới chỉ đƣợc tập trung chủ yếu ở mọt số quốc gia nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ,
Philippin,…

2.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lƣơng trên thế giới
2.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương trên thế giới
2.3.1.1. Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới
Theo trung tâm năng lƣợng ASEAN nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng của khu
vực này năm 2002 là 280 triệu tấn và tăng lên 583 triệu tấn vào năm 2020.
Indonesia là nƣớc có nguồn năng lƣợng lớn nhất trong các nƣớc ASEAN, tuy nhiên
hiện nay dầu mỏ dự trữ của họ chỉ còn trong 25 năm, khí đốt 60 năm và than đá là
150 năm. Nhận thức đƣợc vai trò quan trọng của cao lƣơng trong việc đáp ứng nhu
cầu năng lƣợng không ngừng tăng lên của con ngƣời nhiều nƣớc đã đầu tƣ cho việc
nghiên cứu trong việc năng cao năng suất và diện tích trồng cao lƣơng, bằng cách
sử dụng giống có tiềm năng năng suất cao và áp dụng các biện pháp kĩ thuật tiên
tiến vào sản xuất.
Công tác nghiên cứu cao lƣơng trên thế giới đang ngày càng đƣợc mở rộng
với các tổ chức và nhiều chƣơng trình nghiên cứu.


11

ICRISAT: Trung tâm nghiên cứu cây trồng vùng bán khô hạn. NRCS: Trung tâm
nghiên cứu cao lƣơng quốc gia, Ấn Độ. INTSORMIL-CRSP: Chƣơng trình hỗ trợ
nghiên cứu hợp tác quốc tế về cây cao lƣơng và cây kê. INRAN: viện nghiên cứu
nông nghiệp Niger SAFGRAD: Tổ chức nghiên cứu và phát triển cây ngũ cốc vùng
bán khô hạn. CGIAR: trung tâm tƣ vấn nghiên cứu nông nghiệp quốc tế.
Một số kết quả nghiên cứu về chọn giống
Có 5 chủng cao lƣơng canh tác cơ bản- Bicolor, Kafir, Guinea, Caudatum và
Durra- dã đƣợc công nhận (Harlan và De Wet, 1972). Chủng Bicolor đƣợc miêu tả
là khoảng trống và chiều dài cụm hoa, mày hoa thƣờng xuyên kèm theo hạt khi
chín. Kafir đƣợc tìm thấy ở nam xích đạo Châu Phi biểu hiện cân đối và sát góc cầu
hạt với mày ngắn hơn hạt. Guinea chiếm ƣu thế ở Tây Phi và dễ nhận ra bởi chiều
dài và sự không cân xứng, mày mở ra nhìn thấy khi hạt chín. Hạt của dòng

Caudatum thì phồng lên không cân xứng, chủng này tìm thấy ở Trung phi và là gần
nơi phát sinh. Durra biểu hiện hạt dạng trứng ngƣợc và có dạng hình V tại đáy(
Bantilan và ctv, 2004).
Tại Trung Quốc Đại học Nông nghiệp Thẩm Dƣơng đã nghiên cứu 58 dòng
Cao lƣơng ngọt và lọc ra một số giống tốt, thích hợp với vùng Đông Bắc.
Trong năm 2004, 21 giống Cao lƣơng ngọt ( A63, 51 Volzhskoye,
Kamyshinskoye 7, Kinelskoye 3, và các giống khác) đã đƣợc công nhận trồng ở các
vùng khác nhau của Liên Bang Nga.
Ngƣời ta đã tìm thấy 9 dòng phù hợp trong số 90 dòng thử nghiệm tại Isaren
trong quá trình tổng hợp đƣờng (Blum và cs, 1975)[5].
Khảo nghiệm một số giống cao lƣơng ở Mỹ phát hiện 3 giống có hàm lƣợng
đƣờng trong thân lá cao, 3.500- 5000 kg đƣờng/ha trong cùng điều kiện canh tác
nhƣ các giống khác ( Blum và cs, 1977)[6].
Năng suất trung bình của các giống cao lƣơng ngọt trên thế giới ở thập niên
70 tăng nhanh chóng từ 35 - 48 tấn/ha lên 45 - 60 tấn/ha. Trong tƣơng lai, năng suất
sinh khối sẽ tiếp tục tăng và có thể đạt 80 tấn sinh khối/ha, năng suất hạt 1,5 - 5,5
tấn/ha, có thể thu hoạch sau 130 - 140 ngày.


12

Sau khi đánh giá năng suất và số lƣợng chồi/thân chính của một số giống cao
lƣơng ngọt. 4 giống: Brandes, Dale, Rio và Wray có số lƣợng chồi/thân lần lƣợt:
1,2; 0,38; 0,86; 0,36. Năng suất sinh khối của chồi bằng 56% năng suất thân chính,
trong khi hàm lƣợng đƣờng, đƣờng khử, đƣờng kết tinh, tỷ lệ dịch ép của giống
Brandes, Rio và Wray tƣơng đƣơng nhau. (Broadhead, 1981).
Chiu và Hu(1984) chỉ ra rằng năng suất sinh khối trung bình liên quan chặt chẽ
với chiều cao thân, năng suất hạt và số lƣợng lá/cây, số nhánh/khóm ở cây cao
lƣơng vụ thu. Sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lƣơng ngọt ở Kharif đã tìm
ra 12 dòng triển vọng (Bapat, 1987).

Một số kết quả nghiên cứu về thời vụ trồng
Nghiên cứu về cây cao lƣơng ngọt từ những năm 1950 đến năm 1970 (Hipp
và cs., 1970) cho thấy thời vụ trồng nhằm tối đa hóa sản lƣợng đƣờng và dịch ép từ
cây cao lƣơng ở phía nam Texas là tháng năm do bức xạ mặt trời lớn nhất so với
tháng sáu, tháng bảy và tháng tám; điều này đã đƣợc chứng thực bởi (Cowley và
Smith., 1972 khi mà cao lƣơng trồng vào tháng 5 có năng suất đƣờng trung bình là
3,9 tấn/ha. (Inman – Bamber., 1980) cũng cho rằng trồng cây cao lƣơng vào thời vụ
muộn ở Nam Phi đã làm giảm năng suất nhanh chóng, kết quả là gianmw 40%
lƣợng đƣờng sucrose. Ở Iran, ngày trồng cây vào tháng 5 (so với tháng sáu, tháng
bảy và tháng tám) có năng suất, hàm lƣợng Brix và hàm lƣợng sucrose cao nhất.
Cây trồng vào tháng bảy và tháng tám cho sinh trƣởng không đạt yêu cầu
(Almodare và cs., 1994).
Nghiên cứu của Lueschen và cs. (1991) đƣợc 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
hƣởng bởi thời vụ trồng.
Ở Pretoria, Botswana, trồng cao lƣơng 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 đƣờng kính gốc) (Balole., 2001).


13

Một số kết quả nghiên cứu về sâu bệnh và quản lý dịch hại
Các nghiên cứu về côn trùng gây hại đã đƣợc ghi nhận trong suốt hơn 30
năm (Rebe và cs., 2004). Bên cạnh đó, những nghiên cứu của Cartwright. (2008) đã
chỉ ra rằng việc tăng sản lƣợng xăng sinh học có thể làm tăng nhu cầu kiểm soát
dịch hại trong cây trồng, đặc biệt là cây cao lƣơng.
Theo Nuessly và cs. (2013), sự tấn công của sâu xanh ăn lá Spodoptera
frugiperda L. (Lepidoptera: Noctuidae) bị ảnh hƣởng đáng kể bởi giống và thời vụ
gieo trồng. Hơn 90% tổn hại về lá đƣợc quan sát ở giai đoạn 30 và 55 ngày sau gieo

trồng vào giữa tháng năm và tháng sáu. Tỉ lệ nhiếm sâu đục thân Diatraea
saccharalis (F) (Lepidoptera: Crambidae) có sự khác biệt lớn theo từng giống và
thời vụ gieo trồng và đạt ngƣỡng 13,7% khi trồng vào vụ sớm đầu tháng năm. Tuy
nhiên, Henderson và cs. (1996) chỉ ra rằng, sự gây hại của sâu xanh S.frugiperda ở
giai đoạn phát triển lá dẫn tới than ngắn và bé hơn và giảm năng suất hạt cao lƣơng
từ 5,4 – 19,6% so với những cây không bị hại.
Cherry và cs. (2013) nhận thấy rằng không có sự tƣơng quan giữa mật độ
trồng của giống cao lƣơng ngọt M81 – E và sâu đục thân. Vì vậy, khả năng chống
chịu kém bị gây ra bởi sâu đục thân E. lignoseluss một phần nào đó có thể khắc
phục bởi tăng cƣờng số nhánh.
Một số kết quả nghiên cứu về hàm lượng đường trong thân lá của một số
giống cao lương:
Cao lƣơng đã đƣợc sử dụng là nghuồn nguyên liệu phục vụ cho sản xuất xiro
ở Mỹ cách đây rất lâu nhờ thân mọng nƣớc và hàm lƣợng đƣờng cao.Hàm lƣợng
đƣờng cao hơn trong thân mía 9% và cho kết quả tốt nhƣ dùng quả của cây thốt
nốt(Karve và cs, 1970).
Dòng cao lƣơng khảo nghiệm ở Kharif (1985) có dòng SSV-7073 có hàm
lƣợng đƣờng khá cao 22,24%, tinh bột là 15,9%( Bapat và cs, 1987)
Sau khi ép thân để lấy nƣớc sản xuất ethanol, giống Rio cho sản lƣợng cao
nhất 3,418 lít/ha, đồng thời có hàm lƣợng nƣớc ép cao 45,5- 50,4%, có hàm lƣợng


14

đƣờng dao động từ 19,6- 21,0%, hàm lƣợng tinh bột 14,28-26,2%, đƣờng thô 1,753,37 tấn/ha.
Quá trình hình thành đƣờng sucarose không liên quan chặt tới các giai đoạn
sinh trƣởng của cây trồng. Nhƣ đã đƣợc giả định, cho đến nay những quá trình này
xảy ra ngay khi kết thúc quá trình kéo dài đốt (Hoffmann Thoma và cs, 1996).
Đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lƣơng đƣợc lai tạo từ 6
giống cao lƣơng ngọt và 1 giống cao lƣơng lấy hạt: Khả năng sản xuất ethanol liên

quan tới hàm lƣợng đƣờng tổng số, tỉ lệ đƣờng sucrose, tỉ lệ nƣớc ép, năng suất thân
và chu vi thân. Trong số các cặp bố mẹ, giống SSV84 cho 14,2 ml ethanol/ cây,
trong khi các dòng lai giữa giống SSV84 và HES4 có năng suất cao nhất (32,1 ml
ethanol/cây) (Ganesh, 1995)
Một số kết quả nghiên cứu giống cao lương ngọt trong sản xuất ethanol
Cao lƣơng đã đƣợc sử dụng là nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất xi-ro ở
Mỹ cách đây rất lâu nhờ thân mọng nƣớc với hàm lƣợng đƣờng cao. Dùng thân cây
cao lƣơng ngọt để chiết xuất đƣờng cho kết quả tốt nhƣ dùng quả cây thốt nốt, hàm
lƣợng đƣờng cao hơn trong thân mía 9%. (Karve và cs, 1974)[11].
Đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lƣơng đƣợc lai tạo từ 6
giống cao lƣơng ngọt và 1 giống cao lƣơng lấy hạt cho kết quả nhƣ sau: khả năng
sản xuất ethanol liên quan tới hàm lƣợng đƣờng tổng số, tỷ lệ đƣờng sucrose, tỷ lệ
nƣớc ép, năng suất thân và chu vi thân. Trong số các cặp bố mẹ, giống SSV8 cho
14,2 ml ethanol/cây trong khi dòng lai giữa giống SSV84 và HES4 có năng suất cao
nhất (32,1 ml ethanol/cây). (Ganesh, 1995).
Sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lƣơng ngọt ở Khairf năm 1985 đã
tìm đƣợc 12 dòng, giống có triển vọng phục vụ sản xuất đƣờng. Những giống này
có thời gian sinh trƣởng 115 - 120 ngày, pH trong nƣớc ép từ 4,5 - 5,3. Dòng SSV7073 có hàm lƣợng đƣờng cao nhất 22,24%, tinh bột 15,9%. (Bapat và cs, 1987).
Sau khi ép thân lấy nƣớc để sản xuất ethanol, giống Rio cho sản lƣợng cao
nhất 3.418 l/ha, thấp nhất là giống NSA-440 74,7 l/ha (Mc Bee và cs, 1988). Đồng


15

thời Rio là giống có hàm lƣợng nƣớc ép cao 45,5 - 50,4%, hàm lƣợng đƣờng (19,6 21,0%), hàm lƣợng tinh bột (14,28 - 26,2%), đƣờng thô (1,75 - 3,37 tấn/ha).
Theo Ratnavathi (2004), sau khi khảo nghiệm hàm lƣợng nƣớc và chất lƣợng
đƣờng 5 giống cao lƣơng ngọt (Keller, SSV-84, BJ-248, Wrey và NSSH-104) giống
Keller đƣợc đánh giá là giống có hàm lƣợng đƣờng cao nhất, rất thích hợp phục vụ
sản xuất ethanol. NK 405, Keller và Tracy đƣợc chọn để nghiên cứu hàm lƣợng
đƣờng trong thân và sự khác nhau giữa các đốt thân. Quá trình hình thành đƣờng

sucrose không liên quan chặt tới các giai đoạn sinh trƣởng của cây trồng, nhƣ đã
đƣợc giả định cho đến nay, nhƣng quá trình này xảy ra ngay khi kết thúc quá trình
kéo dài đốt. (Hoffmann Thoma và cs, 1996).
Một số kết quả nghiên cứu về cắt lá và cắt ngọn
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 lƣợng đƣờng và vật
chất khô trong thân, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các chất đƣợc tổng hợp từ lá là
nguồn đƣờng và vật chất khô chính của thân. Cắt bông ở cả hai giai đoạn trên không
gây ảnh hƣởng rõ rệt đến năng suất chất khô và hàm lƣợng đƣờng trong thân. Tuy
nhiên theo một số nhà khoa học khác nếu cắt bông sớm hơn sẽ giúp làm tăng khối
lƣợng khô và hàm lƣợng đƣờng trong thân.
Ngắt ngọn không làm giảm sinh khối thân cây và lá thu hoạch, nhƣng làm
tăng giá trị Brix (cao hơn khoảng 10mg/g), dẫn đến khả năng phục hồi đƣờng dự
kiến từ thân cây cao lƣơng ngọt cao hơn 13% so với những cây không ngắt 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 lƣợng Brix cao hơn
8mg/g ở những cây cao lƣơng ngọt đƣợc cắt ngọn trƣớc khi hình thành hạt.
Lƣợng N yêu cầu cho cao lƣơng ngọt phụ thuộc vào độ dinh dƣỡng ban đầu của đất
(Tamang., 2010). Vƣợt quá lƣợng cho phép có thể làm giảm cacbon hydrat hòa tan
của cao lƣơng ngọt (Almodares và cs., 2010), giảm lợi ích kinh tế và có thể gây hại
cho môi trƣờng. Nitơ có thể bị mất qua quá trình bốc hơi khi bón cho cây và dẫ tới
hình thành nito – oxit N2O, là nguyên nhân gây ra nguồn khí thải nhà kính (Crutzen


16

và cs., 2007). Hàm lƣợng đƣờng 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).
2.3.1.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới

Cao lƣơng là một trong năm cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới và là khẩu
phần ăn chính của hơn 500 triệu ngƣời ở hơn 30 quốc gia, đặc biệt là ở những vùng
nhiệt đới bán khô hạn. Đây là loại cây trồng có nhiều công dụng nhƣ làm bánh mì,
bánh quy, tinh bột, đƣờng, xiro, cồn, bia, sản xuất mạch nha và là nguồn nguyên
liệu tốt để sản xuất ethanol nhiên liệu.
Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lƣơng phân bố ở cả 6 châu lục và tập
trung chủ yếu ở Châu Phi và Châu Mỹ. Cây cao lƣơng đƣợc ví nhƣ cây trồng đa tác
dụng, sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau tuy thuộc vào mục đích
sử dụng: hạt là thực phẩm cho con ngƣời và gia súc, thân lá đƣợc sử dụng làm chất
đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol.
Bảng 2.2: Tình hình sản xuất cao lƣơng trên thế giới trong những năm gần đây
Chỉ tiêu

Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(Triệu ha)

(Tạ/ha)

(Triệu tấn)

2000

41,21

13,55

55,87

2005

46,36

12,86

59,63

2010

41,58

14,44

60,06

2011

42,31

13,77

58,24

2012

38,16

14,95

57,03

2013

42,12

14,57

61,38

Năm

( Nguồn FAOSTAT, 2014)