Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học và ảnh hưởng của một số loại thuốc trừ sâu đục thân (ostrinia furnacalis guenee) đến năng suất và hàm lượng đường cao lương ngọt tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ THỊ ÁNH NGỌC

“NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
MỘT SỐ LOẠI THUỐC TRỪ SÂU ĐỤC THÂN (Ostrinia furnacalis
Guenee) ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG
CAO LƯƠNG NGỌT TẠI THÁI
NGUYÊN”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG
NGHIỆP

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ THỊ ÁNH NGỌC

“NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
MỘT SỐ LOẠI THUỐC TRỪ SÂU ĐỤC THÂN (Ostrinia furnacalis
Guenee) ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG
CAO LƯƠNG NGỌT TẠI THÁI
NGUYÊN”
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG
NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Thạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là sản phẩm nghiên cứu của tôi, mọi số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được
công bố trong bất kỳ một công trình khoa học nào khác. Các thông tin trích
dẫn, sử dụng trong luận văn được ghi rõ nguồn gốc. Tôi xin chịu trách nhiệm
về nghiên cứu của mình.
Học viên

Ngô Thị Ánh Ngọc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

ii
LỜI CẢM ƠN
Được sự nhất trí của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Nông học và phòng Quản lý đào tạo sau Đại
học, tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học và ảnh
hưởng của một số loại thuốc trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee) đến năng suất và hàm lượng đường cao lương ngọt tại Thái

Nguyên”.
Tước hết tôi, xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban
chủ nhiệm khoa cùng các thầy, cô giáo đã giảng dạy trong chương trình Thạc
sĩ Khoa học cây trồng, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức
quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS. Nguyễn Đức
Thạnh đã tận tình hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài và viết luận
văn tốt nghiệp.
Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều
nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong được sự tham gia đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để chuyên đề của tôi được hoàn thiện
hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2014
Học viên

Ngô Thị Ánh Ngọc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

3

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii
MỤC LỤC .......................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... vi

DANH MỤC BẢNG ...................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
3. Yêu cầu của đề tài ......................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 5
1.1. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện ngoại cảnh của cây cao lương ..............
5
1.1.1. Đặc tính thực vật học và khả năng chống chịu của cây cao lương .........
6
1.1.2. Thời gian sinh trưởng ............................................................................
10
1.2. Tình hình sản xuất, nghiên cứu cao lương ngọt trên thế giới và Việt Nam
.... 11
1.2.1. Tình hình sản xuất, nghiên cứu cao lương ngọt trên thế giới ...............
11
1.2.2. Tình hình sản xuất, nghiên cứu cao lương ở Việt Nam ............................
21
1.3. Nhận xét chung từ tổng quan và những vấn đề cần phải tiến hành nghiên
cứu về sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) hại cao lương ngọt........................ 26
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU .. 27
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 27
2.2. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 27
2.3. Dụng cụ thí nghiệm .................................................................................. 27
2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 27
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

4

2.5. Nội dung:.................................................................................................. 27
2.6. Phương pháp nghiên cứu:............................................................................
28
2.6.1. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 28

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

4

2.6.2. Quy trình kỹ thuật trồng cao lương ngọt............................................... 28
2.6.3. Các nội dung nghiên cứu....................................................................... 29
2.6.4. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................. 34
3.1. Thành phần, tần suất xuất hiện diễn biến mật độ của sâu đục thân trên cao
lương ngọt ....................................................................................................... 34
3.1.1. Thành phần, tần suất xuất hiện của sâu đục thân trên cao lương ngọt vụ
xuân hè năm 2013 ........................................................................................... 34
3.1.2. Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các kỳ điều tra............................... 35
3.2. Đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên
cao lương ngọt vụ Xuân hè 2013 tại Thái Nguyên ......................................... 37
3.2.1. Đặc điểm hình thái của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) ..... 37
3.2.2. Kích thước của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) ................. 37
3.2.3. Thời gian phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên
cao lương ngọt ................................................................................................. 41
3.2.4. Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee) trên cao lương ngọt ........................................................................... 42

3.2.5. Khả năng đẻ trứng của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee) trên cao lương ngọt ........................................................................... 43
3.3. Hiệu lực của một số thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt ............................................
46
3.3.1. Hiệu lực tiêu diệt sâu đục thân (TN trong phòng) ................................ 46
3.3.2. Hiệu lực trừ sâu đục thân (TN ngoài đồng ruộng) ................................ 47
3.4. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis) đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất cao
lương ngọt .... 48
3.4.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia
furnacalis) đến các yếu tố cấu thành năng suất cao lương ngọt ......................
48


5

3.4.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia
furnacalis) đến năng suất cao lương ngọt ........................................................ 49


5

3.4.3. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia
furnacalis) đến hàm lượng đường cao lương ngọt........................................... 50
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................
52
1. Kết luận........................................................................................................ 52
2. Đề nghị ........................................................................................................ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 54

6

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
FAO

Food and Agriculture Organization of the United
Nations - Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên
Hiệp Quốc.

IPM KLT

Quản lý dịch hại tổng hợp

KLTL

Khối lượng thân tươi

NLTT

Khối lượng thân lá tươi

NLSH

Năng lượng tái tạo

NSLT

Năng lượng sinh học

NSTT

Năng suất lý thuyết

ICRISAT

Năng suất thực thu
Viện nghiên cứu cây trồng vùng khô hạn và bán
khô hạn quốc tế


vii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Bảng phân loại giống căn cứ theo thời gian từ gieo đến hạt chín sinh lý
...10
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới trong 5 năm gần đây
...............13
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất cao lương ở các châu lục trong 5 năm gần đây
............14
Bảng 3.1. Thành phần, mức độ phổ biến của các loài sâu đục thân trên cao lương
ngọt tại Thái Nguyên năm 2013.....................................................................34
Bảng 3.2. Diễn biến mật độ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) qua các
kỳ điều tra vụ xuân hè 2014 tại Thái Nguyên
....................................................36
Bảng 3.3. Kích thước các pha phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee)
...........................................................................................................................38

Bảng 3.4. Thời gian phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên
cao
o

o

lương ngọt ở nhiệt độ 25 C, 30 C và ẩm độ 83,0 –
85,0%..........................41
Bảng 3.5. Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee)
trên cao lương ngọt ..........................................................................................43
Bảng 3.6. Khả năng đẻ trứng của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis
Guenee) trên cao lương ngọt ..........................................................................44
Bảng 3.7. Hiệu lực trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) của một số thuốc
BVTV ...............................................................................................................46
Bảng 3.8. Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (TN ngoài đồng ruộng)
............................47
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis) đến các yếu tố cấu thành năng suất cao lương
ngọt .................48
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis) đến năng suất cao lương ngọt
.....................................................49
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân
Ostrinia furnacalis đến hàm lượng đường trong cao lương
ngọt...............................50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

viii

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Một số hình ảnh về bông của cây cao lương..................................... 8
Hình 1.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới trong 5 năm gần đây ..... 13
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hiệu lực phòng trừ sâu đục thân
ngoài đồng ruộng........................................................................... 28
Hình 2.2. Sơ đồ chọn điểm điều tra ................................................................ 30
Hình 3.1. Tần suất xuất hiện của sâu đục thân hại cao lương ngọt ................ 35
Hình 3.2. Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các kỳ điều tra......................... 35
Hình 3.3. Kích thước trứng sâu đục thân ........................................................ 38
Hình 3.4. Kích thước sâu non sâu đục thân .................................................... 39
Hình 3.5. Kích thước nhộng sâu đục thân....................................................... 40
Hình 3.6. Kích thước trưởng thành sâu đục thân ............................................ 40
Hình 3.7. Thời gian phát dục của sâu đục thân ............................................... 42
Hình 3.8. Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân ............................... 43
Hình 3.9. Thời gian đẻ trứng của trưởng thành cái sâu đục thân.................... 44
Hình 3.10. Số ổ trứng trung bình của 1 trưởng thành cái sâu đục thân .......... 45
Hình 3.11. Số trứng trung bình của 1 trưởng thành cái sâu đục thân ............. 45
Hình 3.12. Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (TN trong phòng)...................... 46
Hình 3.13. Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân sâu ............................................. 49

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

/>

1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Thế giới đang đứng trước nguy cơ khủng hoảng năng lượng trầm trọng.
Theo dự báo của tổ chức năng lượng quốc tế IEA, khoảng 60 năm nữa các
nguồn tài nguyên hóa thạch trên thế giới sẽ cạn kiệt vì con người đã và đang
khai thác nhanh hơn mức tái tạo của thiên nhiên. Còn ở Việt Nam, theo báo
cáo của các chuyên gia năng lượng, dự báo đến năm 2025 Việt Nam về cơ
bản cạn kiệt tài nguyên dầu khí. Trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch ngày
càng cạn kiệt, giá nhiên liệu liên tục tăng như hiện nay cùng với biến đổi khí
hậu và yêu cầu cắt giảm khí thải CO2 thì việc nghiên cứu tìm ra nguồn năng
lượng sạch, năng lượng tái tạo (NLTT) thay thế năng lượng truyền thống là
một giải pháp hết sức cấp bách.
Năng lượng sinh học (NLSH) nói chung được coi là một trong những
nhiên liệu thân thiện với môi trường. Năng lượng thay thế hiện nay đã và
đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới. Nghiên cứu phát triển nguồn
năng lượng sinh học có ý nghĩa hết sức to lớn đối với vấn đề an ninh năng
lượng quốc gia, thực hiện công ước Quốc tế về cắt giảm khí thải CO2, đồng
thời góp phần thúc đẩy phát triển bền vững kinh tế nông thôn theo hướng
hàng hóa và công nghiệp hóa. Xuất phát từ xu hướng đó, ngày 20/11/2007,
Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về việc phê
duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm
2025”. Quyết định này đã tạo hành lang pháp lý, chính sách và các kế hoạch
đầu tư phát triển nhiên liệu sinh học.
Để ổn định và đảm bảo an ninh năng lượng, đáp ứng nhu cầu của con
người,
). Thực hiện chủ trương này của Chính phủ, Việt

Nam hiện nay đã và đang xây dựng 4 nhà máy sản xuất xăng (ethanol) sinh


học với tổng công suất gần 300.000 tấn/năm (gần 400 triệu lít/năm). Con số
này mới chỉ đáp ứng được 1/2 nhu cầu xăng sinh học theo ước tính đến năm
2025 (600 triệu tấn, tương ứng với 760 triệu lít). Hiện nay, nguyên liệu chính
để sản xuất NLSH là sắn lát khô. Tuy nhiên việc sản xuất xăng sinh học từ
sắn khiến các nhà máy sản xuất xăng sinh học phải cạnh tranh nguồn nguyên
liệu sắn khốc liệt với các doanh nghiệp chế biến khác trong nước và gần đây
là cả Trung Quốc. Chính vì vậy mà các nhà máy sản xuất xăng sinh học của
Việt Nam đang phải đối mặt với vô vàn khó khăn để có đủ nguồn nguyên liệu
từ sắn. Do vậy, việc tính đến cây trồng nhiên liệu khác có khả năng thâm canh
cho năng suất cao ít cạnh tranh là vô cùng cần thiết đối với nền công nghiệp
năng lượng sinh học ở Việt Nam.
Cao lương ngọt là cây C4 có thời gian sinh trưởng ngắn (4-5 tháng), có
khả năng sinh trưởng rất mạnh và cho sinh khối lớn tại những vùng nhiệt đới
và á nhiệt đới như ở Việt Nam. Cao lương ngọt còn là cây chịu hạn tốt, không
kén đất có thể trồng được trên những vùng đất khô cằn, thậm chí gần hoang
hóa, nơi không thể trồng lúa gạo. Venturi (2003) đã nghiên cứu so sánh tính
khả thi của việc sử dụng lúa mì, lúa mạch, ngô, cao lương hạt, củ cải đường
và cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất chất đốt ở châu Âu. Công trình
này đánh giá trên 34 quốc gia và kết quả cho thấy: cây cao lương ngọt là cây
trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất quang hợp cao và khả năng thích nghi
rộng. Hiện nay, trên thế giới cao lương ngọt đang được coi là cây trồng tiềm
năng nhất để sản xuất xăng sinh học,
ẽ

6.300

. Thân cao lương ngọ

; 70,7g cacbohydrat
4,3 mg niacin.

ảm hàm lượng đường và năng suất
khoảng 30% (Delattre R, 1993) [28]. Trong đó, sâu đục thân là một trong
những đối tượng gây hại nguy hiểm nhất, chúng xuất hiện và gây hại từ giai
đoạn cây con cho đến khi thu hoạch làm giảm năng suất cao lương 10%, thậm
chí 25 – 75% . Trên cao lương và ngô có 17 loài sâu đục thân, chúng thuộc 2
họ côn trùng (họ ngài sáng Pyralidae và họ ngài đêm Noctuidae). Trong đó,
loài Ostinia nubilalis là loài gây hại chính ở các nước Mỹ, Australia, Egyt,
Peru, Rumani, Thổ Nhĩ Kỳ, Berger,… (Abel C.A, 1995) [21], (Barbulescu
A,1982) [23] và loài Ostrinia furnacalis Guenee là loài gây hại chính trên ngô
và cao lương ở các nước châu Á như: Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, Đài
Loan, Nhật, Triều tiên, Phillippine, Indonesia, Brunei, Malaysia, Campuchia,
…(Chu Y.I, 1996) [27], [29].
Trước thực tế đó, để phát triển cao lương ngọt bền vững, chúng tôi
thực hiện đề tài: ““Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học và ảnh hưởng của
một số loại thuốc trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) đến
năng suất và hàm lượng đường cao lương ngọt tại Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia
furnacalis Guenee) hại cao lương ngọt.
- Xác định được hiệu quả của biện pháp phòng trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis Guenee) và ảnh hưởng của biện pháp đó đến năng suất và
hàm lượng đường cao lương ngọt.
3. Yêu cầu của đề tài
- Xác định thành phần, tần suất xuất hiện, diễn biến mật độ của sâu đục
thân trên cao lương ngọt.

- Xác định được đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt.
- Xác định hiệu lực của một số thuốc loại thuốc BVTV trừ sâu đục
thân
(Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc trừ sâu đục thân
(Ostrinia furnacalis Guenee) đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
cao lương ngọt.


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn gốc, phân bố và điều kiện ngoại cảnh của cây cao lương
Cây cao lương (Sorghum bicolor L. Moench) thuộc chi lúa miến hay
chi Cao lương (chi Sorghum) một trong 30 loài thực vật họ hòa thảo (họ
Poaceae). Cây cao lương có nguồn gốc từ miền Trung Phi cách đây 5 - 7
nghìn năm, sau đó được phát triển ở Ấn Độ, Trung Quốc và được du nhập vào
Mỹ năm 1890 để làm thức ăn gia súc (Evelyn, 1951) [30] . Hiện nay có hàng
triệu người ở châu Phi, châu Mỹ La Tinh… dùng cao lương như một loại
lương thực chính trong bữa ăn hàng ngày.
Cao lương 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 vực có khí hậu khô cằn. Hiện tại cao lương là cây lương thực chủ yếu
của vùng bán khô hạn của thế giới. Cao lương thường được trồng luân canh
với lúa mỳ, ngô và là một thành phần quan trọng trên các bãi chăn thả gia súc
của nhiều khu vực nhiệt đới. Các loài lúa miến là cây lương thực quan trọng ở
châu Phi, Trung Mỹ và Nam Á, là “cây lương thực đứng hàng thứ năm trên
thế giới”.

Trung tâm khởi nguyên chính của cao lương là ở châu Phi, vùng đất
khô hạn, lượng mưa hàng năm rất thấp. Có thể cao lương được trồng đầu tiên
ở Ethiopia sau đó lan rộng ra nhiều nước ở Châu Phi (Martin, 1970) [33]. Cao
lương được trồng ở Hoa Kỳ vào năm 1850. Hiện nay cao lương được phân bố
rộng khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, và các khu vực ôn đới ấm của thế
giới. Cao lương là loại cây trồng nhiệt đới và bán nhiệt đới do đó không thể
trồng ở điều kiện lạnh giá; cao lương thích nghi với khoảng điều 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 và là cây trồng chính ở
châu Phi, châu Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương, những nơi quá nóng và khô
không phù hợp sản xuất ngô. Đây cũng là cây trồng lấy hạt chính ở những
vùng khô hạn và bán khô hạn. Cây cao lương có xuất xứ từ vùng nhiệt đới
nên điều kiện khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho phát triển. Cao
0

0

lương có ngưỡng nhiệt phát triển 15 - 37 C, nhiệt độ tối thích là 27 C (Wilson
,H.K. and Myer, 1954) [42]. Đa số các giống cao lương hiện nay không phản
ứng với ánh sáng, tuy nhiên cao lương là cây trồng ngày ngắn.
1.1.1. Đặc tính thực vật học và khả năng chống chịu của cây cao lương
Cao lương ngọt (Sweet sorghum) là một cây thuộc họ hòa thảo, chiều
cao trung bình từ 0,6 - 5m tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và môi
trường. Đặc điểm thực vật học cũng như thời gian sinh trưởng của cây cao
lương tương tự cây ngô và các cây ngũ cốc khác.

Cao lương là cây thân thẳng, chứa nhiều nước. Tùy từng giống và điều
kiện sinh trưởng mà chiều cao cây thay đổi từ 0,5 - 5m, cũng có giống cao tới
6m. Đa số là cây hàng năm nhưng có các giống cây lâu năm tùy thuộc vào
tổng tích ôn của từng giống trong điều kiện trồng cụ thể, do vậy mà thời gian
sinh trưởng của chúng cũng khác nhau (Mc. Bee, 1983) [34].
Thân cao lương 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. Cao lương có khả năng đẻ nhánh, nhánh được
sinh ra từ các đốt trên thân, các đốt sát mặt đất ra nhánh trước, nếu thân chính
bị chết đi thì các nhánh con sẽ mọc ra thay thế thân chính. Cao lương có sức
tái sinh rất mạnh, trồng một vụ có thể thu hoạch liên tiếp 2 - 3 lần, có khi tới 4
lần tùy vào mức độ thâm canh. Nếu chăm sóc tốt, năng suất vụ gốc không
kém vụ tơ, thậm chí cao hơn. Mỗi mắt trên thân cao lương có những chồi
mầm, khi đã thu hoạch thân được chặt đi, những mầm ở phần gốc sẽ tiếp tục


7

phát triển cho ra những cây mới ở vụ sau. Nên thu hoạch vụ tơ đúng lúc khi
hạt vừa cứng, nếu thu hoạch trễ các chồi mầm sẽ già yếu đi.
Bộ rễ cao lương phát triển rộng, 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
dưới mặt đất nhưng thông thường tập trung ở độ sâu 0,9m hoặc có thể tăng lên
gấp 2 lần chiều sâu đó. Rễ cao lương là rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả
năng hút nước hiệu quả, rễ đâm rộng. Nhờ đặc điểm này mà cao lương có thể
sống ở những nơi khô hạn hơn ngô (Wilson, 1995), (Mortvedt J.J,1996) [36],
[41].
Thân cây cứng, thông thường thuộc dạng thân đứng, thân có thể khô
hoặc chứa nhiều nước, giữa thân có thể rỗng hoặc không, có đốt giống cỏ,
nằm trong họ hòa thảo. Đường kính thân dao động từ 0,5 - 5cm và thu nhỏ ở

phần ngọn. Tại mỗi mắt thân xuất hiện một lá và một chồi. Trên thân phát
triển một vài chồi nách làm cho cây cao lương đẻ nhánh nhiều và khỏe.
Lá cao lương rộng và dài, phân bố trên thân rất đa dạng, chúng có thể
tập trung phần gốc hoặc phân bố đồng đều trên thân ít hoặc nhiều. Số lá trên
thân chính có thể thay đổi từ 7 - 24 lá tùy thuộc từng giống. Lá cây trông rất
giống lá ngô, đôi khi cuộn tròn lại. Lá cao lương cũng có phần bẹ ôm sát vào
thân cây làm tăng độ cứng cho cây, bẹ lá thông thường có chiều dài khoảng
15 - 35cm và cuộn chặt lấy thân. Phiến lá thẳng hoặc lòng mo, dài từ 30 135cm và rộng từ 1,5 - 13cm với mép lá thẳng hoặc gợn sóng, mặt lá thường
phủ một lớp phấn sáp. Gân giữa lá có thể có màu trắng, vàng đối với giống có
thân rỗng và khô hoặc màu xanh đối với giống thân có dịch.
Hoa cao lương kết lại thành bông dài 4 - 25cm, rộng 2 - 20cm, có thể
mọc thẳng đứng hoặc cong xuống như cổ ngỗng. Hoa cao lương mọc thành
chùm, chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6000 bông
con. Chùm hoa có một cuống trung tâm, với những nhánh cấp 1, cấp 2, đôi
khi có cấp 3, từ các nhánh này sinh ra các chùm hoa nhỏ. Chiều dài và khoảng
cách của những nhánh hoa quyết định hình dạng của chùm, từ hình nón hoặc
hình ô van kín.


8

Hình 1.1. Một số hình ảnh về bông của cây cao lương
(Nguồn: FAOSTAT, 2007) [31]
Cao lương là cây tự thụ phấn, đôi khi xảy ra hiện tượng giao phấn, tỷ
lệ giao phấn thường nhỏ hơn 6%.
Hạt cao lương có dạng tròn hoặc ô van có kích thước từ 4 - 8mm, có
nhiều màu sắc, hình dạng khác nhau tùy từng giống. Thường hạt được bao
phủ bởi lớp mày. Vỏ hạt cao lương cứng, có màu sẫm hoặc màu nâu đậm, có
tính kháng bệnh và các tác động gây hại nhưng làm gia súc khó tiêu hóa hơn.
Một kg hạt giống chứa 25.000 đến 61.740 hạt. Hạt cao lương có nhiều màu

sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc
vào từng nhiều tanin làm cho hạt có vị đắng.
Hạt cao lương khá nhỏ, đường kính khoảng 3 - 4mm, màu sắc hạt thay
đổi từ vàng nhạt đến nâu đỏ và nâu sẫm tùy thuộc vào giống. Giống NL3 có
hạt màu nâu sẫm. Chùm hoa cao lương nhỏ, các hoa trên bông không đồng
đều nở hoa. Các loài cao lương hoang dại phân biệt bởi vòng đặc trưng với
lông dài tại những mấu. Chúng dễ nở hoa và nở trên nhiều nhánh, nhánh hoa


9

có hình xoắn ốc. Đầu hoa mang hai loại hoa, một loại không có cuống và có
cả hoa đực lẫn hoa cái, loại còn lại có cuống và thông thường là hoa đực
(Ramph, 2005) [38].
Cũng như ngô, cao lương là cây C4 có khả năng sử dụng ánh sáng cao
hơn các loại cây khác, dưới điều kiện ánh sáng cao và nhiệt độ nóng, chúng
có thể quang tổng hợp mạnh hơn (nhiều nghiên cứu cho thấy hơn 90% chất
khô tích lũy được là do quang hợp) và sản xuất nhiều sinh khoáng, có khả
năng thích nghi và tiến hóa trong những vùng bị hạn chu kỳ (Trần Văn Hòa,
2003) [7]. Phần lớn các loài cây cao lương có khả năng chịu khô hạn và chịu
nóng cao, đóng vai trò quan trọng trong các khu vực có khí hậu khô cằn.
Chúng tạo thành một phần quan trọng của các bãi chăn thả gia súc tại nhiều
khu vực nhiệt đới.
Theo báo cáo từ các khu vực Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Tây Á,
Địa Trung Hải… thì cây cao lương là cây trồng chống chịu được với các loại
đất từ chua đến kiềm, đất ngập nước hay khô hạn, nồng độ muối cao, các loại
nấm bệnh cũng như cỏ dại. Cao lương có các đặc điểm về hình thái và sinh lý
cho phép nó có thể sinh trưởng và tồn tại trong điều kiện hạn như: bộ rễ ăn
sâu và lan rộng, bộ rễ phụ nhiều gấp 2 lần so với ngô, trên phiến lá hoặc bẹ lá
có một lớp sáp màu trắng nhạt bao phủ để bảo vệ chúng khỏi sự mất nước

dưới điều kiện khô nóng và làm giảm sự mất nước, khả năng tái sinh mạnh
mẽ và tự dừng sinh trưởng trong điều kiện hạn, phục hồi bình thường trở lại
khi điều kiện thuận lợi. Do vậy, cao lương có thể phát triển ở vùng nhiệt đới
và á nhiệt đới với lượng mưa hàng năm chỉ khoảng 400 - 600mm, nơi quá khô
ngô không trồng được. Không chỉ có khả năng sinh trưởng trong vùng hạn mà
nó còn có khả năng phát triển được ở điều kiện thường xuyên ngập nước, do
đó nó cũng có thể trồng ở những vùng có lượng mưa lớn.
Cao lương sinh trưởng được ở độ cao 0 - 2300m so với mực nước
biển, khoảng pH đất mà cao lương có thể sinh trưởng được rất rộng từ 5,0 -


10

8,5. Nhưng theo Duke (1983) thì cao lương cũng có thể trồng được ở những
vùng đất có pH xuống tới 4,3 hoặc lên tới 8,7; khoảng nhiệt độ cao lương có
o

thể thích ứng được là từ 2 - 41 C, nhiệt độ hàng năm trung bình có thể từ 7,8
- 27,80C, thông thường khoảng 20,10C. Cao lương có thể thích ứng tốt trong
các điều kiện nóng và lạnh của các vùng thuộc khu vực nhiệt đới và cận
nhiệt đới.
Như vậy cao lương cho thấy khả năng chịu hạn, úng, nóng, lạnh và mặn
hơn hẳn những cây trồng khác. Đây là ưu điểm mới để cho phép canh tác cao
lương ở những vùng đất khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện khô hạn.
1.1.2. Thời gian sinh trưởng
Thời gian từ gieo đến thu hoạch hạt là một trong những yếu tố quan
trọng để phân loại các giống cao lương, bố trí mùa vụ. Thời gian sinh trưởng
thường ít thay đổi tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, mùa
vụ, cùng một giống nếu trồng sớm thường có thời gian sinh trưởng dài hơn
nếu trồng muộn.

Bảng 1.1. Bảng phân loại giống căn cứ theo thời gian từ gieo
đến hạt chín sinh lý
Nhóm giống

Thời gian sinh trưởng

Nhóm chín sớm

90 - 119 ngày

Nhóm chín trung bình

120 - 139 ngày

Chín muộn

140 - 179 ngày

Chín rất muộn

180 ngày

Cách phân loại này dựa trên điều kiện thời tiết bình thường, dưới điều
kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc rất thuận lợi có thể kéo dài hoặc rút ngắn thời
gian sinh trưởng đến 25 ngày so với cách phân loại trên.


11

1.2. Tình hình sản xuất, nghiên cứu cao lương ngọt trên thế giới và Việt

Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất, nghiên cứu cao lương ngọt trên thế giới
1.2.1.1. Tình hình sản xuất cao lương ngọt trên thế giới
Cao lương là một trong những loại cây ngũ cốc hàng đầu thế giới, cung
cấp thực phẩm, thức ăn, chất xơ, nhiên liệu, sợi.... Cung cấp lương thực cho
750 triệu người trên hành tinh, đặc biệt là ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt
đới của châu Phi, châu Á và châu Mỹ La Tinh.
Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bổ ở cả 5 châu lục,
tập trung chủ yếu ở châu Phi và châu Mỹ. Cây cao lương được ví dụ như một
cây trồng đa tác dụng, sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau
tùy vào mục đích sử dụng: hạt làm thực phẩm cho người và gia súc, thân lá
dùng làm thức ăn cho gia súc, làm chất đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản
xuất ethanol.
Mục đích sử dụng cũng dần thay đổi, trong những năm 1970 - 2000 cao
lương chủ yếu được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, từ những năm 1990 cao
lương được nghiên cứu để sản xuất ethanol, trong khi đó trước năm 1970 thì
hạt lại được dùng làm lương thực cho con người.
Ngoài ra, cao lương còn được trồng với mục đích rất quan trọng là
lấy thân lá làm thức ăn gia súc. Cao lương thường trồng thành thảm cỏ để
thu cắt cho gia súc ăn tươi hoặc chế biến dự trữ trong mùa khô hoặc làm
đồng cỏ chăn thả. Phần lớn các giống cao lương có khả năng chịu khô hạn,
chịu nóng và chịu lạnh cao nên chúng đóng vai trò quan trọng trong ngành
chăn nuôi ở các khu vực khô cằn, khắc nghiệt. Cây cao lương được sử dụng
làm thức ăn gia súc vì loại cây này có ưu điểm là có thể chịu đựng điều
kiện khô hạn tự nhiên.
Sử dụng thân lá cao lương làm thức ăn gia súc thì có thể thu hoạch từ 2
- 5 lần/vụ trồng. Cao lương trồng có giống hàng năm và giống lưu năm để làm
thức ăn xanh cho gia súc. Đây là loại cây gia súc rất thích ăn. Khi thu hoạch

12

năng suất thân của một số giống làm thức ăn có thể đạt tới 54,3 tấn/ha và 43,4
- 71,4 tấn/ha/lứa đối với cao lương lai. Năng suất chất khô ở một số nước
cũng thay đổi, tại Brazil là 13 - 15 tấn/ha, tại Mỹ là 14 - 17 tấn/ha, tại Irac 24
- 28 tấn/ha; 2,5 - 25 tấn/ha ở Oklahoma; 12 tấn/ha ở CuBa (Menedez and
Martinez, 1980) [35]; 6 - 8 tấn/ha ở Ấn Độ, 14 - 33 tấn/ha ở Louisiana
(Ricaud và cs, 1981) [40]. Trong khi đó năng suất chất khô của cây cao lương
có thể đạt tới 20 tấn/ha (cây lâu năm) hoặc 30 tấn/ha (cây hàng năm). Như
vậy, năng suất chất khô của cây cao lương thay đổi rất lớn tùy thuộc vào điều
kiện đất đai khí hậu, kỹ thuật chăm sóc, thu hái và giống. Điều này đã ảnh
hưởng tới chất lượng và sản lượng thức ăn khi sử dụng cho mục đích làm
thức ăn gia súc. Theo Boardman, cao lương sử dụng làm thức ăn gia súc ở
120 ngày sau trồng tại California có tốc độ sinh trưởng trung bình đạt
3

23g/m /ngày sẽ cho năng suất đạt 27,6 tấn/ha; tại Australia cao lương 83
3

ngày sau trồng có tốc độ sinh trưởng trung bình đạt 17g/m /ngày sẽ cho
năng suất 14,1 tấn/ha.
Hiện nay, cao lương làm thức ăn thô xanh cho gia súc có thể được lấy
từ nhóm cây cao lương lấy hạt (thường gọi là milo) nhưng năng suất chất khô
nhóm này thấp. Nhóm giống cao lương chuyên dùng để làm thức ăn gia súc
có năng suất chất xanh cao và tỷ lệ sử dụng thường 80 - 90%.
Ngoài mục đích sử dụng làm thức ăn gia súc, thân cao lương còn được
sử dụng để sản xuất mật cao lương, đường, đồ uống chứa cồn, ethanol... Các
bộ phận của cây là nguồn nguyên liệu cho nấu nướng. Chất nhuộm màu được
chiết ở cao lương hạt được sử dụng ở phía đông châu Phi. Ở Mỹ, tinh bột của
cao lương được chế biến bằng quy trình nghiền ướt làm thành đường dextro,

các giống cao lương hạt sáp sử dụng làm keo dán giấy và vải. Ở Trung Quốc
người ta đã ước tính giá thành sản xuất cồn từ cây cao lương chỉ có 3.500
NDT/tấn. Cứ 16 tấn cây cao lương có thể sản xuất được một tấn cồn, phần bã
còn lại có thể chiết suất được 500kg dầu diesel sinh học, người ta chỉ chế biến
nhiên liệu từ thân cây, phấn hạt cao lương vẫn để dùng làm thực phẩm.