Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của giống cao lương ngọt NL3 tại Tuyên Quang.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1020.35 KB, 71 trang )

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

NÔNG LƢƠNG THỊ BÉ
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 NL3 TẠI TUYÊN QUANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học cây trồng

Khoa

: Nông học

Khóa học

: 2011 – 2015

Thái Nguyên, 2015

Thái Nguyên, 2015

i

LỜI CẢM ƠN
Là sinh viên chúng ta đều nhận thức đƣợc tầm quan trọng của việc thực tập
tốt nghiệp và đây cũng là giai đoạn quyết định đến toàn bộ quá trình học tập, rèn
luyện của mỗi chúng ta. Thực hiện theo phƣơng châm “học đi đôi với hành, lý
thuyết gắn liền với thực tiễn”, thực tập tốt nghiệp nhằm củng cố và hệ thống hóa lại
toàn bộ kiến thức đã học trên giảng đƣờng. Từ đó áp dụng một cách đúng đắn và
sáng tạo vào thực tiễn sản xuất. Kết hợp lý thuyết với thực hành giúp cho sinh viên
rút ra đƣợc những bài học kinh nghiệm nhằm nâng cao năng lực chuyên môn để sau
này ra trƣờng có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu của xã hội, hoàn thành tốt đƣợc mọi
công việc đƣợc giao.
Đƣợc sự nhất trí của BGH trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và ban
chủ nhiệm khoa Nông học chúng em đã tiến hành 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 NL3 tại Tuyên Quang”
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trƣờng , khoa Nông học cùng
thầy cô giáo trong trƣờng đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong thời
gian học tập và rèn luyện tại trƣờng . Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
cô giáo TS. Hoàng Thị Bích Thảo đã hƣớng dẫn, đô ̣ng viên, giúp đỡ tận tình để tôi
có đƣợc kết quả này.
Tuy nhiên do ha ̣n chế về mă ̣t thời gian cũng nhƣ kinh nghiê ̣m nghiên cƣ́u
khoa ho ̣c nên trong quá trình học tập không tránh khỏi khiếm khuyết

. Rấ t mong

nhâ ̣n đƣơ ̣c đóng góp ý kiế n của các quý thầy cô và các ba ̣n để chuyên đề này đƣợc

hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày

tháng

năm 2015

Sinh viên
Nông Lƣơng Thị Bé

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 hạt trên thế giới trong những năm gần đây .... 16
Bảng 2.3: Tình hình sản xuất cao lƣơng hạt ở một số châu lục 2000 - 2013 ................. 17
Bảng 4.1. Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến khối lƣợng cây ................................... 31
ở các thời kỳ thu hoạch khác nhau .................................................................................... 31
Bảng 4.2: Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất ............................................ 32
của giống cao lƣơng ngọt NL3 thời điểm chín sáp .......................................................... 32
Bảng 4.3. Biến động Brix của giống NL3 tại các thời điểm thu hoạch .......................... 34
Bảng 4.4. Năng suất đƣờng và năng suất ethanol của giống NL3 .................................. 36
Bảng 4.5: Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến khả năng chống đổ của giống cao
lƣơng ngọt NL3 tại thời điểm thu hoạch ........................................................................... 38

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Biểu đồ so sánh tình hình sản xuất cao lƣơng hạt trên thế giới
trong những năm gần đây .......................................................................................... 16
Hình 4.1: Biểu đồ biến động Brix của giống cao lƣơng ngọt NL3 tại các
thời điểm thu hoạch ................................................................................................... 34
Hình 4.2. Năng suất đƣờng và năng suất Ethanol của giống
cao lƣơng ngọt NL3 tại thời điểm chín sáp ............................................................... 37

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

%

Tỷ lệ

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

INTSORMIL

International Sorghum and Millet Collaborative

-CRSP

Research Support Program

Niger)

(Chƣơng trình hỗ trợ nghiên cứu hợp tác quốc tế về cây

cao lƣơng và cây kê).
NLSH

Năng lƣợng sinh học

NLTT

Năng lƣợng tái tạo

NS

Năng suất

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
2.1.1. Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh ...................................................... 6
2.1.2. Đặc điểm thực vật học ....................................................................................... 7
2.1.3. Ƣu thế của cao lƣơng ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học ...................... 8
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CAO LƢƠNG
TRÊN THẾ GIỚI ...................................................................................................... 10
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lƣơng trên thế giới .............................. 10
2.2.2. Tình hình sản xuất ethanol sinh học từ cao lƣơng ngọt ở
một số quốc gia khu vực châu Á ............................................................................... 18
2.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU VỀ CÂY CAO LƢƠNG
NGỌT TẠI VIỆT NAM............................................................................................ 20
2.3.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu về cây cao lƣơng ngọt ............................... 20
2.3.2.Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển
cao lƣơng ngọt ........................................................................................................... 23
Phần 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 25
3.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................. 25
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................... 25
3.2.2. Phạm vi nghiên cứu:........................................................................................ 25

vi

3.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ................................................... 25
3.2.1. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................................... 25
3.2.2. Thời gian nghiên cứu ...................................................................................... 25
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 25
3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 25
3.4.1. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 25
3.4.2. Quy trình kỹ thuật ........................................................................................... 26

3.4.3. Các chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi ............................................................. 27
3.4.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 29
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................... 30
4.2. ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN KHỐI LƢỢNG CÂY
TẠI CÁC THỜI ĐIỂM THU HOẠCH VÀ NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG NL3 ...... 30
4.2.1 Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến khối lƣợng cây ở các
thời kỳ thu hoạch khác nhau ..................................................................................... 30
4.2.2. Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất của giống cao lƣơng ngọt .. 32
4.3. ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN
CHẤT LƢỢNG CỦA GIỐNG NL3 ......................................................................... 33
4.3.1. Độ Brix ............................................................................................................ 33
4.3.3. Ảnh hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất đƣờng và năng suất ethanol
tại thời điểm chín sáp ................................................................................................ 36
4.4. ẢNH HƢỞNG CỦA KỸ THUẬT CẮT NGỌN ĐẾN KHẢ NĂNG
CHỐNG CHỊU CỦA GIỐNG CAO LƢƠNG NGỌT NL3 ..................................... 38
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 40
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 40
5.2. Đề nghị ............................................................................................................... 40

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) [29]. 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 học có ý
nghĩa hết sức to lớn đối với vấn đề đảm 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 học đến 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
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 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. Năm 2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh
học (B100) và đến 2010 tăng lên 20 triệu tấn.

2

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. Bộ Nông Nghiệp và
PTNT đã 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.
Một 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
ethanol, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất đƣợc 500kg dầu diesel sinh học.

3

Ngƣời ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lƣơng ngọt vẫn để dùng
làm thực phẩm [36].
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 đƣợc một số giống có triển vọng với năng suất thân
trên 100 tấn/ha, trong đó giống NL3 đang đƣợc đánh giá là một trong những giống
có triển vọng nhất. Tuy nhiên cho đến nay có rất ít 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 hƣởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lƣợng
và khả năng chống chịu của giống cao lƣơng ngọt NL3 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 NL3.
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
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) [22]. 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.
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.

6

2.1.1. Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh
Cây cao lƣơng [Sorghum bicolor (L) Moench] thuộc chi lúa miến hay chi
Cao lƣơng (Chi sorghum) là một trong 30 loài thực vật thuộc họ hòa thảo (họ
Poaceae). Theo Evelyn (1951)[18], cao lƣơng có nguồn gốc từ miền Trung Phi cách
đây 5-7 nghìn năm. Có thể đầu tiên cao lƣơng đƣợc trồng ở Ethiopia sau đó lan rộng
ra nhiều nƣớc Châu Phi (Martin, 1970) [24]. Sau đó 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.
Cao lƣơng có khả năng chống chịu với những điều kiện ngoại cảnh bất thuận
đặc biệt là hạn và ngập úng, chúng đóng vai trò quan trọng hơn trong các khu vự có
khí hậu khô cằn. Hiện tại cao lƣơng là cây lƣơng thực chủ yếu của vùng bán khô
hạn của thế giới. Cao lƣơng thƣờng đƣợc trồng luân canh với lúa mỳ, ngo và là một
thành phần quan trọng trên các bãi chăn thả gia sucscuar nhiều khu vực nhiệt đới.
Các loài lúa miến là cây lƣơng thực quan trọng ở châu Phi, Trung Mỹ và Nam Á, là
cây lƣơng thực đứng hàng thứ năm trên thế giới.
Trung tâm khởi nguyên chính cảu cao lƣơng là ở châu Phi, vùng đất khô hạn,
lƣợng mƣa hàng năm rất thấp. Có thể cao lƣơng đƣợc trồng đầu tiên ở Ethiopia sau

đó lan rộng ra nhiều nƣớc ở châu Phi (Martin,1970)[24]. Cao lƣơng đƣợc trồng
nhiều ở Hoa Kỳ vào năm 1850. 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. Cao lƣơng là
loại cây trồng nhiệt đới và bán nhiệt đới do đó không thể trồng ở điều kiện lạnh giá;
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. Cao lƣơng rất thích nghi với vùng đất nóng, khô hạn và bán khô hạn và là
cây trồng chính ở châu Phi, châu Á, Nam Mỹ và châu Đại Dƣơng, những nơi quá
nóng và không phù hợp sản xuất ngô. Đây cũng là cây trồng lấy hạt chính ở những
vùng khô hạn và bán khô han. Cây cao lƣơng có xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên điều
kiện khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho phát triển. Cao lƣơng có ngƣỡng

7

nhiệt phát triển 15-370C, nhiệt độ tối thích là 270C (Wilson và Myer, 1954)[35]. Đa
số các giống cao lƣơng hiện nay không phản ứng với ánh sáng, tuy nhiên cao lƣơng
là cây trồng ngày ngắn.
2.1.2. 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) [23]. 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 và cs., 1954)[35]. 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) [35]. 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) [15]. 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

8

quang hợp theo đƣờng hƣớng này mà cao lƣơng ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở
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) [7][8]. 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) [20][32][34].
2.1.3. 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. Từ giai đoạn trỗ cho đến chín hàm lƣợng đƣờng Brix trong thân
của cao 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 của cây cao lƣơng ngọt so với các cây nguyên liệu sinh
học khác cũng đƣợc xác nhận bởi nhiều nhà khoa học. 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. Cao lƣơng có ƣu thế cạnh tranh cao để sản xuất ethanol và nó
có thể trồng tại vùng bán khô hạn, gần hoang hóa, nơi không thể trồng lúa gạo. Cao

9

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 lệ ethanol từ cao lƣơng 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
lƣơng ngọt

sau khi ép dịch đƣờng

- Thời gian sinh trƣởng - Thân thiện với môi - Giá trị sinh học cao.
ngắn.

trƣờng.

- Hàm lƣợng dinh dƣỡng

- Yêu cầu ít nƣớc, có thể - Chất lƣợng tốt: Hàm vi lƣợng cao.
trồng trên đất khô hạn.

lƣợng S ít, Octane cao.

- Có thể sử dụng làm thức

- Khả năng chống chịu tốt. - Có thể giúp xe chạy tốt ăn gia súc, sản xuất điện
- Đáp ứng đƣợc nhu cầu khi pha với xăng tới tỉ lệ hay phân vi sinh.
thực phẩm và thức ăn gia 25%.
súc.
- Nhân giống bằng hạt.

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
bền vững nhất cho phục vụ sản xuất nhiên liệu thay thế (De Vries và cs., 2010).

10

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 lƣơng ngọt hiện nay đƣợc trồng trên 100 quốc gia với diện tích trên 44
triệu ha. 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,…
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CAO LƢƠNG TRÊN THẾ GIỚI
2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương trên thế giới
2.2.1.1. 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 nâng 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.
ICRISAT: Trung tâm nghiên cứu cây trồng vùng bán khô hạn.
NRCS: Trung tâm nghiên cứu cao lƣơng quốc gia, Ấn Độ.

11

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- đã đƣợc công nhận . 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.
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) [11].
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)[12].
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 thu hoạch sau 130 - 140 ngày.
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:

12

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)[13].
Một số nhà khoa học trên thế giới đã 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)[10].
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)[21] 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 khi mà cao
lƣơng trồng vào tháng 5 có năng suất đƣờng trung bình là 3,9 tấn/ha. Một số nhà

khoa học khác cũng cho rằng trồng cây cao lƣơng vào thời vụ muộn ở Nam Phi đã
làm giảm năng suất nhanh chóng, kết quả là giảm 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.
Một số nghiên cứu 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)[9].
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. Bên cạnh đó, những nghiên cứu khác 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.

13

Theo Nuessly và cs. (2013)[28], 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. Tỷ lệ nhiễm 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, một số khác lại chỉ ra rằng, sự gây hại của sâu xanh S.frugiperda ở giai đoạn
phát triển lá dẫn tới thân ngắn và bé hơn và giảm năng suất hạt cao lƣơng từ 5,4 –
19,6% so với những cây không bị hại.
Nuesly và Cherry. (2013)[28] 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)[22].
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)[10].
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
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.

14

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, tỷ lệ đƣờng sucrose, tỷ 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).
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) [22].
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).
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)[10].
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, 1983)[25].
Đồng 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)[30], 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

15

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.
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)[14] 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. Vƣợt quá lƣợng cho phép có thể làm giảm cacbon hydrat hòa tan của cao
lƣơng ngọt, 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 dẫn tới hình thành nito – oxit N2O, là
nguyên nhân gây ra nguồn khí thải nhà kính. 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.
2.2.1.2. 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

16

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 tuỳ 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 hạt trên thế giới trong những năm gần đây
Chỉ tiêu
Năm

Diện tích
(Triệu ha)

Năng suất
(Tạ/ha)

Sản lƣợng
(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

( Nguồn FAOSTAT, 2014)

70
60
50
40
30
20
10
0

Diện tích
Năng suất
Sản lượng

2000

2005

2010

2011

2012

2013

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

17

Bảng 2.3: Tình hình sản xuất cao lƣơng hạt ở một số châu lục 2000 - 2013
Năm
Châu lục

2000

2005

2010

2011

2012

2013

DT (triệu ha)
NS hạt (tạ/ha)
SL (triệu tấn)
DT (triệu ha)
NS hạt (ta/ha)
SL (triệu tấn)
DT (triệu ha)

21,29
8,65
18,42
7,09
32,81
23,24
11,99

28,59
8,68
24,82
5,97
35,73
21,32
10,9

25,57
9,68
24,74
5,88
38,23
22,49
9,45

26,65
9,47
25,23
5,85
33,82

19,8
8,91

23,14
10,09
23,35
6,23
34,03
21,21
7,89

26,53
9,69
25,71
6,82
35,23
23,53
7,84

Châu Á

NS hạt (ta/ha)
SL (triệu tấn)
DT (triệu ha)

9,44
11,32
0,23

9,99

10,89
0,14

11,11
10,51
0,16

11,59
10,33
0,26

11,97
9,44
0,23

11,16
8,76
0,33

Châu
Âu

NS hạt (ta/ha)
SL (triệu tấn)
DT (triệu ha)
NS hạt (ta/ha)
SL (triệu tấn)

33,39
0,76

0,62
33,99
2,12

41,41
0,58
0,76
26,65
2,01

44,95
0,71
0,52
30,98
1,6

36,31
0,93
0,63
30,57
1,94

33,66
0,77
0,66
33,97
2,24

35,2
0,11

0,59
37,49
2,23

Châu
Phi
Châu
Mỹ

Châu
Đại
Dƣơng

(Nguồn FAOSTAT. 2014)
Diện tích trồng cao lƣơng trên thế giới không có nhiều thay đổi. Năm 2005
diện tích trồng cao lƣơng lớn nhất là 46,36 triệu ha đến năm 2012 diện tích trồng
cao lƣơng giảm xuống thấp nhất là 38,16 triệu ha nhƣng sang năm 2013 diện tích
trồng cao lƣơng lại tăng lên đến 42,12 triệu ha, tăng lên 3,96 triệu ha so với năm
2012. Do sức ép của dân số và nhu cầu sử dụng đất cho công nghiệp nên diện tích
cao lƣơng duy trì ở mức 38-46 triệu ha. Châu phi là châu lục có diện tích trồng cao
lƣơng lớn nhất. Năm 2005 diện tích trồng cao lƣơng ở khu vực này là lớn nhất
(28,59 triệu ha). Từ năm 2005-2013, diện tích trồng cao lƣơng không ổn định, lúc
tăng, lúc giảm tuy nhiên vẫn duy trì ở mức trên 21 triệu ha. Diện tích trồng cao
lƣơng giảm xuống tuy nhiên năng suất lại có xu hƣớng tăng ở châu lục này tuy còn
khá thấp so với thế giới dao động từ 8,65-10,09 tạ/ha, đạt cao nhất vào năm 2011.
Việc nâng cao năng suất cao lƣơng đang ngày càng đƣợc quan tâm nghiên cứu, có
nhiều chƣơng trình, dự án cải tiến kỹ thật canh tác, lai tạo giống cao lƣơng mới
đang đƣợc tiến hành.

Nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của giống cao lương ngọt NL3 tại Tuyên Quang.

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về