ĐÁNH GIÁ, TUYỂN CHỌN CÁC GIỐNG LÚA MIẾN (Sorghum bicolor (L.) Moench) TRỒNG THUẦN VÀ TRỒNG XEN VỚI SẮN ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*****************

VÕ VĂN QUANG

ĐÁNH GIÁ, TUYỂN CHỌN CÁC GIỐNG LÚA MIẾN (Sorghum
bicolor (L.) Moench) TRỒNG THUẦN VÀ TRỒNG
XEN VỚI SẮN ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10/2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*****************

VÕ VĂN QUANG

ĐÁNH GIÁ, TUYỂN CHỌN CÁC GIỐNG LÚA MIẾN (Sorghum
bicolor (L.) Moench) TRỒNG THUẦN VÀ TRỒNG
XEN VỚI SẮN ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL

Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số

: 60.62.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Hướng dẫn Khoa học:
TS. HOÀNG KIM

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 10/2011

i


ĐÁNH GIÁ, TUYỂN CHỌN CÁC GIỐNG LÚA MIẾN
TRỒNG THUẦN VÀ TRỒNG XEN VỚI SẮN
ĐỂ SẢN XUẤT ETHANOL
VÕ VĂN QUANG

Hội đồng chấm luận văn:
1. Chủ tịch:

PGS. TS. HUỲNH THANH HÙNG
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

2. Thư ký:

PGS. TS. PHẠM VĂN HIỀN
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

3. Phản biện 1: TS. ĐỖ KHẮC THỊNH
Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp miền Nam
4. Phản biện 2: PGS. TS. PHAN THANH KIẾM
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
5. Ủy viên:

TS. TRẦN KIM ĐỊNH
Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp miền Nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

ii


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là Võ Văn Quang sinh ngày 20 tháng 09 năm 1986 tại huyện Phù
Cát, tỉnh Bình Định. Tốt nghiệp Phổ thông Trung học tại Trường Trung học phổ
thông số III Phù Cát, tỉnh Bình Định năm 2004. Tốt nghiệp Đại học ngành Nông
Học hệ chính quy, tại Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ
Chí Minh năm 2008.
Tháng 10 năm 2009 theo học Cao học ngành trồng trọt tại Đại học Nông
Lâm thành phố Hồ Chí Minh. Tháng 01 năm 2011 đến nay công tác tại Bộ môn Cây
có củ và Hệ thống canh tác, Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp
Hưng Lộc, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai.
Tình trạng gia đình: vợ Nguyễn Thị Thu Trinh, kết hôn tháng 12 năm 2010.
Con Võ Nguyễn Ngọc Linh, sinh năm 2011.
Điạ chỉ liên lạc: Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng
Lộc, xã Hưng Thịnh, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai.
Điện thoại: 0986.898.196
Email: hoặc

iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Võ Văn Quang

iv


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin tân trọng cảm ơn tiến sỹ Hoàng Kim, giảng viên khoa Nông Học
Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn tôi trong
suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Phòng Đào tạo sau Đại học, khoa Nông Học và quý thầy cô Trường Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
học tập và nghiên cứu.
Ông Hồ Sáu và gia đình ông đã tạo điều kiện để tôi thực hiện tốt đề tài tốt
nghiệp.
Ban Giám Đốc và cán bộ công chức Bộ môn Cây có củ và Hệ thống canh tác
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi về thời gian và tinh thần để hoàn thành đề tài.
Tôi xin chân thành cám ơn Hội đồng chấm luận văn đã phản biện, đánh giá,
góp ý, giúp đỡ tôi hoàn thiện luận văn tốt nghiệp này.
Con xin được khắc ghi công sinh thành và nuôi dưỡng của cha mẹ, sự động
viên chia sẻ của vợ, em gái và những người thân trong gia đình, sự giúp đỡ của bạn
bè đối với tôi trong suốt thời gian qua.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2011

Võ Văn Quang

v

TÓM TẮT
Đề tài “Đánh giá, tuyển chọn các giống lúa miến trồng thuần và trồng xen
với sắn để sản xuất ethanol” đã được thực hiện tại huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng
Nai, từ tháng 06 năm 2010 đến tháng 06 năm 2011. Mục tiêu: Khảo sát đặc điểm
sinh trưởng, phát triển, năng suất của sáu giống lúa miến trồng thuần và trồng xen
với sắn, xác định 1 - 2 giống lúa miến triển vọng, thích hợp điều kiện sinh thái vùng
Đồng Nai để đáp ứng nhu cầu sản xuất ethanol. Đánh giá năng suất, hiệu suất thu
hồi cồn và hiệu quả kinh tế của sắn xen lúa miến so với sắn trồng thuần.
Kết quả thí nghiệm cho thấy:
1. Năm giống lúa miến nhập nội có khả năng thích nghi điều kiện sinh thái
tỉnh Đồng Nai. Trong đó, giống ICSV574, NTJ2, ICSR93034, PVK801 có năng
suất hạt, năng suất thân, năng suất sinh khối và năng suất ethanol cao hơn giống lúa
miến Pacific99.
2. Ở mô hình lúa miến trồng thuần, giống ICSV574, NTJ2 thích hợp nhất để
trồng làm nguyên liệu sản xuất ethanol trong điều kiện sinh thái tỉnh Đồng Nai.
Giống lúa miến ICSV574 có năng suất hạt 4,97 – 6,73 tấn/ha/vụ, năng suất sinh
khối 70,96 – 111,95 tấn/ha/vụ, năng suất thân 58,26 – 72,59 tấn/ha/vụ, trọng lượng
1000 hạt 39 – 43 g, độ brix 16,67 – 17,5 %, năng suất ethanol từ thân 9109 l/ha/3
vụ/năm. Giống lúa miến NTJ2 có năng suất hạt 3,55 – 6,73 tấn/ha/vụ, năng suất
sinh khối 51,80 – 111,73 tấn/ha/vụ, năng suất thân 34,58 – 71,60 tấn/ha/vụ, trọng
lượng 1000 hạt 38 – 40 g, độ brix 15,17 – 16,33 %, năng suất ethanol từ thân 7118
l/ha/3 vụ/năm.
3. Phương thức một hàng sắn SM937-26 xen một hàng lúa miến ICSV574 có
năng suất ethanol, hiệu quả sử dụng đất, hiệu quả kinh tế cao nhất so với các
nghiệm thức SM937-26 trồng thuần, SM937-26 trồng xen ICSB38, SM937-26
trồng xen PVK801, SM937-26 trồng xen ICSR93034, SM937-26 trồng xen NTJ2.
Vụ Hè Thu, nghiệm thức SM937-26 xen ICSV574 có năng suất ethanol 7243 lít/ha,
hiệu quả sử dụng đất 1,29, lợi nhuận thu được 57,29 triệu đồng. Vụ Thu Đông,

vi


nghiệm thức SM937-26 xen ICSV574 có năng suất ethanol 5340 lít/ha, hiệu quả sử
dụng đất 1,27, lợi nhuận thu được 28,68 triệu đồng.
Từ khóa: chọn giống lúa miến, sắn xen lúa miến, nhiên liệu sinh học.

vii


SUMMARY
The study “Evaluation and selection of sorghum varieties between sole crop
and intercropped with cassava for ethanol production” was conducted in Trang
Bom district, Dong Nai province from June 2010 to June 2011. The study’s
objections were: survey the characteristics of growth, development and yield of six
sorghum varieties when it was planted sole crop and intercropped with cassava,
compare productivity, ethanol yield and economic efficiency of sorghum
intercropped with cassava and sole crop, and 1 – 2 potential sorghum varieties and
be suitable to ecological conditions in Dong Nai to met the demand ethanol
production.
Result showed:
1. Five imported sorghum varieties would be able to adapt ecological
conditions in Dong Nai province. ICSV574, NTJ2, ICSR93034, PVK801 sorghum
varieties gained grain yield, stalk yield, biomass yield and ethanol yield , which
was higher than Pacific99 (control) variety.
2. In sorghum sole crop model, ICSV574, NTJ2, ICSR93034 varieties are
suitable to ecological conditions in Dong Nai province. ICSV574 has grain’s yield:
4.97 – 6.73 tons/ha/season, biomass’s yield: 70.96 – 111.95 tons/ha/season, stalk’s
yield : 58.26 – 72.59 tons/ha/season, weight of 1000 grains: 39 – 43 g, brix: 16.67 –

17.5 %, ethanol yield from stalks 9109 l/ha/three seasons/year. NTJ2 has grain’s
yield: 3.55 – 6.73 tons/ha/season, biomass’s yield: 51.80 – 111.73 tons/ha/season,
stalk’s yield: 34.58 – 71.60 tons/ha/season, weight of 1000 grains 38 – 40 g, brix:
15.17 – 16.33 %, ethanol yield from stalks :7118 l/ha/three seasons/year.
3. The model one row of cassava SM937-26 intercropped one row of
sorghum ICSV574 has ethanol yield, land equivalent ratio, economic efficiency the
highest SM937-26 sole crop, SM937-26 intercropped ICSB38, SM937-26
intercropped

PVK801,

SM937-26

intercropped

ICSR93034,

SM937-26

intercropped NTJ2. In the summer - autumn season, SM937-26 intercropped

viii


ICSV574 has ethanol yield 7243 litter/ha, land equivalent ratio 1.29, profit 57.29
millions dong. In the autumn-winter season, SM937-26 intercropped ICSV574 has
ethanol yield 5340 litter/ha, land equivalent ratio 1,27, profit 28.68 millions dong.
Key words: sorghum breeding, cassava intercropped sorghum, biofuel.

ix

MỤC LỤC
CHƯƠNG

TRANG

Trang tựa ........................................................................................................... i
Trang chuẩn y................................................................................................... ii
Lý lịch cá nhân ................................................................................................ iii
Lời cam đoan................................................................................................... iv
Lời cảm ơn ....................................................................................................... v
Tóm tắt (tiếng Việt)......................................................................................... vi
Tóm tắt (tiếng Anh)....................................................................................... viii
Mục lục............................................................................................................. x
Danh sách chữ viết tắt ................................................................................... xiii
Danh sách các bảng ....................................................................................... xiv
Danh sách các hình ....................................................................................... xvi
Chương 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu đề tài ...................................................................................................... 2
1.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 2
1.4. Yêu cầu ............................................................................................................... 2
1.5. Phạm vi đề tài ...................................................................................................... 2
Chương 2. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
2.1. Lúa miến là nguồn nguyên liệu hiệu quả để sản xuất ethanol ............................ 3
2.1.1. Giới thiệu khái quát về cây lúa miến ................................................................ 3
2.1.2 Giá trị kinh tế cây lúa miến làm thức ăn gia súc và nhiên liệu sinh học............ 5
2.1.3. Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới và Việt Nam .................... 7
2.2. Giống lúa miến và phương pháp chọn tạo giống lúa miến ................................ 11

2.2.1. Nguồn gen lúa miến trên thế giới và Việt Nam .............................................. 11
2.2.2. Một số giống lúa miến tốt phổ biến trên thế giới và Việt Nam ...................... 13

x


2.2.3. Phương pháp chọn tạo giống lúa miến ............................................................ 13
2.3. Sắn xen lúa miến để tăng năng suất ethanol và lợi nhuận ................................. 13
2.3.1. Sắn là cây nhiên liệu sinh học hiệu quả ở Việt Nam ...................................... 13
2.3.1.1. Giới thiệu khái quát cây sắn ......................................................................... 13
2.3.1.2. Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam ........................ 16
2.3.2. Tình hình nghiên cứu sắn xen lúa miến và các loại cây trồng ........................ 25
2.3.3. Cơ sở khoa học trồng lúa miến xen với sắn .................................................... 27
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................... 28
3.1. Điều kiện thí nghiệm .......................................................................................... 28
3.2. Nội dung và phương pháp bố trí thí nghiệm ...................................................... 30
3.2.1. Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển năng suất của sau giống lúa
miến trồng thuần ............................................................................................ 30
3.2.1.1. Thời gian và địa điểm................................................................................... 30
3.2.1.2. Giống thí nghiệm.......................................................................................... 30
3.2.1.3. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................... 30
3.2.2. Đánh giá các nghiệm thức sắn trồng thuần và trồng xen năm giống lúa miến
vụ Hè Thu và Thu Đông 2010 – 2011 ........................................................... 31
3.2.2.1 Thời gian và địa điểm ................................................................................... 31
3.2.2.2. Giống ............................................................................................................ 31
3.2.2.3. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................... 32
3.2.3. Kỹ thuật canh tác ............................................................................................. 33
3.2.3.1. Kỹ thuật canh tác lúa miến ........................................................................... 33
3.2.3.2. Kỹ thuật canh tác sắn ................................................................................... 33
3.2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ............................................................. 34

3.2.4.1. Cây lúa miến ................................................................................................ 34
3.2.4.2. Các chỉ tiêu xen canh ................................................................................... 38
3.2.5. Phương pháp phân tích số liệu, xử lý thống kê ............................................... 39

xi


Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 40
4.1. Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất của sáu giống lúa miến
trồng thuần vụ Hè Thu, Thu Đông và Đông Xuân 2010 - 2011 .................... 40
4.1.1. Đặc điểm hình thái sáu giống lúa miến trồng thuần ....................................... 40
4.1.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của sáu giống lúa miến trồng thuần ........... 42
4.1.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh của sáu giống lúa miến trồng thuần .............. 46
4.1.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất sáu giống lúa miến .................. 49
4.1.5. Năng suất ethanol lý thuyết của sáu giống lúa miến trồng thuần ................... 55
4.2. Đánh giá các nghiệm thức sắn trổng thuần và trồng xen lúa miến vụ Hè Thu,
Thu Đông 2010 – 2011 ................................................................................. 57
4.2.1. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của năm giống lúa miến ở các nghiệm
thức trồng xen với sắn .................................................................................. 58
4.2.2. Khả năng chống chịu sâu bệnh của sắn SM937-26 và năm giống lúa miến
ở các nghiệm thức SM937-26 trồng thuần và trồng xen lúa miến................ 59
4.2.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất sắn SM937-26 và lúa miến ở
các nghiệm thức SM937-26 trồng thuần và trồng xen lúa miến ................... 60
4.2.4. Năng suất ethanol lý thuyết của sắn và lúa miến ở các nghiệm thức
SM937-26 trồng thuần và trồng xen lúa miến ............................................... 67
4.2.5. Hiệu quả kinh tế và hiệu quả sử dụng đất ....................................................... 71
4.3. Xác định giống lúa miến thích hợp và triển vọng với điều kiện sản xuất
tại Đồng Nai ................................................................................................... 73
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................. 75
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 75

5.2. Đề nghị ............................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 77
PHỤ LỤC

xii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CIAT

Centro International de Agriculture Tropical
(Trung tâm quốc tế nông nghiệp nhiệt đới)

FAO

Food Agriculture Organization
(Tổ chức lương nông thế giới)

HLTB

Hàm lượng tinh bột

ICRISAT

International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics
(Viện Nghiên cứu Cây trồng Quốc tế vùng Nhiệt đới Bán Khô hạn)

NS

Năng suất

SM

Giống sắn SM937-26

TB

Trung bình

TD

Tuốt dễ dàng

VKHNNVN Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
VT

Vàng trắng

VX
XV

Màu vàng xanh
Màu xám vàng

xiii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG
TRANG

Bảng 2.1. Sử dụng hạt và thân cây lúa miến ở châu Á ............................................... 6
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa miến thế giới (2003 – 2009) .............. 8
Bảng 2.3. Diện tích, năng suất, sản lượng các cây lương thực thế giới năm 2009 .... 8
Bảng 2.4. Diện tích, năng suất và sản lượng các châu lục canh tác cây lúa miến
trên toàn thế giới năm 2009 ............................................................................. 9
Bảng 2.5. Các quốc gia có diện tích canh tác lúa miến cao nhất thế giới (nghìn ha) . 9
Bảng 2.6. Các quốc gia có năng suất lúa miến cao nhất thế giới (nghìn ha) ............ 10
Bảng 2.7. Các quốc gia có sản lượng lúa miến cao nhất thế giới (nghìn tấn) .......... 10
Bảng 2.8. Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của châu Phi, châu Á,
châu Mỹ và 15 nước trồng nhiều sắn trên thế giới năm 2009........................ 17
Bảng 2.9. Diện tích, năng suất, sản lượng sắn trên thế giới (1990 – 2009) ............ 18
Bảng 2.10. Diện tích, năng suất, sản lượng các cây lương thực thế giới năm 2009. 18
Bảng 2.11. Dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu đến năm 2020 và
tốc độ tăng hàng năm của sự tiêu thụ sản phẩm sắn, giai đoạn 1993-2020 ... 19
Bảng 2.12. Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của
Việt Nam 2005 - 2009 .................................................................................... 20
Bảng 2.13. Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của toàn quốc (1996 – 2009) ......... 21
Bảng 2.14. Diện tích sắn sáu vùng sinh thái Việt Nam từ 1995 – 2009 (1000ha) ... 22
Bảng 2.15. Sản lượng sắn sáu vùng sinh thái Việt Nam từ 1995 – 2009 (1000tấn). 23
Bảng 3.1. Thành phần cơ giới của đất thí nghiệm .................................................... 28
Bảng 3.2. Tình hình thời tiết, khí hậu tỉnh Đồng Nai 06/2010 – 06/2011................ 29
Bảng 3.3. Sáu giống lúa miến thí nghiệm................................................................. 30
Bảng 4.1. Một số đặc điểm hình thái sáu giống lúa miến thí nghiệm ...................... 41
Bảng 4.2. Tỉ lệ nảy mầm của sáu giống lúa miến trồng thuần ở ba vụ Hè Thu,
Thu Đông, Đông Xuân 2010 tại Đồng Nai (%) ............................................. 42
Bảng 4.3. Thời gian sinh trưởng của sáu giống lúa miến trồng thuần ở ba vụ Hè
Thu, Thu Đông, Đông Xuân 2010 - 2011 tại Đồng Nai ........................................... 43

xiv

Bảng 4.4. Chiều cao và đường kính thân của sáu giống lúa miến trồng thuần ........ 45
Bảng 4.5. Mức độ sâu bệnh hại trên lúa miến trồng thuần ....................................... 48
Bảng 4.6. Trọng lượng 1000 hạt và Năng suất hạt của sáu giống lúa miến trồng
thuần ở ba vụ Hè Thu, Thu Đông, Đông Xuân 2010 – 2011 tại Đồng Nai ... 50
Bảng 4.7. Năng suất sinh khối của sáu giống lúa miến trồng thuần ở ba vụ
Hè Thu, Thu Đông, Đông Xuân 2010 – 2011 tại Đồng Nai (tấn/ha) ........... 52
Bảng 4.8. Năng suất thân và độ brix dịch thân của sáu giống lúa miến trồng
thuần ở ba vụ Hè Thu, Thu Đông, Đông Xuân 2010 – 2011 tại Đồng Nai ... 53
Bảng 4.9. Năng suất đường quy đổi, năng suất ethanol lý thuyết từ thân
của sáu giống lúa miến trồng thuần ở ba vụ Hè Thu, Thu Đông, Đông Xuân
2010 – 2011 tại Đồng Nai .............................................................................. 56
Bảng 4.10. Thời gian sinh trưởng của lúa miến ở sáu nghiệm thức sắn
SM937-26 trồng thuần và trồng xen lúa miến vụ Hè Thu, Thu Đông
2010 – 2011 tại Đồng Nai ............................................................................. 58
Bảng 4.11. Mức độ sâu bệnh hại trên lúa miến ở các nghiệm thức sắn
trồng thuần và trồng xen lúa miến ................................................................ 60
Bảng 4.12. Năng suất sắn và lúa miến ở các nghiệm thức sắn SM937-26 trồng
thuần và trồng xen với lúa miến vụ Hè Thu 2010 – 2011 tại Đồng Nai ........ 62
Bảng 4.13. Năng suất sắn và lúa miến ở các nghiệm thức sắn SM937-26 trồng
thuần và trồng xen với lúa miến vụ Thu Đông 2010 – 2011 tại Đồng Nai ... 65
Bảng 4.14. Năng suất đường quy đổi các nghiệm thức sắn SM937-26 trồng thuần
và trồng xen lúa miến vụ Hè Thu, Thu Đông 2010-2011tại Đồng Nai (kg/ha)68
Bảng 4.15. Năng suất ethanol lý thuyết các nghiệm thức SM937-26 trồng thuần
và trồng xen lúa miến vụ Hè Thu 2010 – 2011 tại Đồng Nai (l/ha) ............. 69
Bảng 4.16. Năng suất ethanol lý thuyết các nghiệm thức SM937-26 trồng thuần
và trồng xen lúa miến vụ Thu Đông 2010 – 2011 tại Đồng Nai (l/ha) ......... 70
Bảng 4.17. Hiệu quả kinh tế và hiệu quả sử dụng đất khi xen sắn với lúa miến
và sắn thuần .................................................................................................... 72

xv


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm sáu giống lúa miến trồng thuần ......................... 31
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh sắn trồng xen sáu giống lúa miến ......... 32
Hình 4.1. Lúa miến trồng thuần vụ hè thu (a), Thu Đông (b), Đông Xuân (c, d)
2010 – 2011 tại Đồng Nai .............................................................................. 47
Hình 4.2. Lúa miến bị sâu đục thân (a, b) và rệp mềm gây hại (c) .......................... 47
Hình 4.3. Toàn cảnh thí nghiệm sắn xen lúa miến vụ Thu Đông 2010 – 2011
tại Đồng Nai .................................................................................................. 57
Hình 4.4. Thí nghiệm sắn xen lúa miến vụ hè thu 2010 – 2011 tại Đồng Nai ......... 57
Hình 4.5. Củ sắn SM937-26 trồng thuần và xen với năm giống lúa miến
vụ hè thu 2010 – 2011 tại Đồng Nai .............................................................. 61
Hình 4.6. Giống lúa miến ICSV574 (a) và giống NTJ2 (b) ..................................... 74

xvi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Lúa miến (Sorghum bicolor (L.) Moench) là cây lương thực quan trọng thứ
tám trên thế giới. Năm 2009, thế giới có 105 nước trồng lúa miến, diện tích canh tác
cây lúa miến là 39,97 triệu ha, năng suất hạt trung bình đạt 1,40 tấn/ha, sản lượng
đạt 56,10 triệu tấn (FAO, 2011). Cây lúa miến có khả năng thích nghi rộng từ vùng

nhiệt đới đến ôn đới với pH từ 5,0 – 8,5, chịu hạn, úng, đất mặn hoặc kiềm
(Kundiyana, 2006). Lúa miến là nguồn nguyên liệu thích hợp để sản xuất ethanol.
Đường trong dịch ép từ cây lúa miến ngọt có brix 16 – 23% là tiềm năng lớn để sản
xuất đường thô, xi rô, và quan trọng nhất là sản xuất nhiên liệu cồn (Ratnavathi và
ctv, 2004). Hạt lúa miến có hàm lượng tinh bột cao thích hợp làm lương thực thực
phẩm, thức ăn gia súc, làm nguyên liệu sản xuất ethanol và làm giống. Năm 2008,
toàn thế giới có 36.774 mẫu giống lúa miến đã được sưu tập cất giữ. Một số giống
lúa miến ngọt như ICSV574, ICSR93034, NTJ2, ICSV700, ICSV 93046,
ICSV91005, S 35, E 36-1 có hàm lượng đường trong thân cao. Tỷ lệ phần trăm
đường trong thân biến động từ 16,8 % - 21,6 %, thích hợp để sản xuất ethanol .
Sắn (Manihot esculenta) là nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol rất cạnh
tranh ở Việt Nam. Để sản xuất một lít ethanol cần sáu kilogam củ sắn tươi. Sắn là
cây tinh bột dễ trồng, không kén đất, chi phí đầu tư thấp. Cây sắn sinh trưởng chậm
trong ba tháng đầu sau trồng, trong suốt thời gian này các loại cây trồng ngắn ngày
có thể trồng xen với sắn (Polthanee, 2001). Cây lúa miến có thời gian sinh trưởng
ngắn (3 – 4 tháng). Sắn xen lúa miến làm tăng năng suất thu hồi cồn, hiệu quả sử
dụng đất và hiệu quả kinh tế.
Ngày 20-11-2007, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt "Ðề án phát triển
nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2025". Theo đề án này, đến năm 2015,

1


sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn (pha được 5 triệu tấn E5, B5),
đáp ứng 1% nhu cầu xăng dầu của cả nước. Đến năm 2025, sản lượng ethanol và
dầu thực vật đạt 1,8 triệu tấn, đáp ứng khoảng 5 % nhu cầu xăng dầu của cả nước
(Văn phòng Chính phủ, 2007). Cây lúa miến đã được sử dụng làm nguyên liệu sản
xuất ethanol ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Ấn Độ, Philippine. Tuy nhiên, hạn chế chính
trong việc sử dụng lúa miến để làm nhiên liệu sinh học ở Việt Nam là thiếu giống
lúa miến ngọt có sinh khối lớn, hàm lượng đường cao và năng suất hạt cao.

ICRISAT hiện đã có các giống lúa miến ngọt đạt tỷ lệ đường trong thân 16,8 % 21,6 % và năng suất thân lá, hạt cao. Từ thực tế này, chúng tôi đã tiến hành thực
hiện đề tài: “Đánh giá, tuyển chọn các giống lúa miến trồng thuần và trồng xen với
sắn để sản xuất ethanol”.
1.2 Mục tiêu
Xác định được 1 – 2 giống lúa miến trồng thuần và trồng xen với sắn thích
hợp điều kiện sinh thái tỉnh Đồng Nai để đáp ứng nhu cầu sản xuất ethanol.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất của sáu giống lúa miến
trồng thuần trong ba vụ Hè Thu, Thu Đông và Đông Xuân 2010 – 2011 tại Trảng
Bom Đồng Nai.
Đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển, năng suất lúa miến, năng suất thu
hồi cồn và hiệu quả kinh tế của năm giống lúa miến trồng xen với sắn so với sắn
thuần trong vụ Hè Thu và Thu Đông tại Trảng Bom, Đồng Nai.
1.4 Yêu cầu
Thực hiện nghiêm túc, chính xác quá trình thí nghiệm. Theo dõi chỉ tiêu sắn
theo tiêu chuẩn ngành quy phạm khảo nghiệm giống sắn 10TCN – 299 – 97. Theo
dõi chỉ tiêu lúa miến theo qui trình kỹ thuật khảo nghiệm quốc tế của ICRISAT.
1.5 Phạm vi đề tài
Nghiên cứu được thực hiện tại Trảng Bom, Đồng Nai. Thời gian nghiên cứu
tháng 06 năm 2010 đến tháng 06/2011. Quy mô đề tài gồm năm thí nghiệm đã nêu
mục 1.3 trong khuôn khổ của luận văn thạc sỹ.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Lúa miến là nguồn nguyên liệu hiệu quả để sản xuất ethanol
2.1.1 Giới thiệu khái quát về cây lúa miến
Lúa miến (Sorghum bicolor L. Moench) là cây tự thụ phấn, 2n = 20. Nó là

một trong năm cây ngũ cốc quan trọng trên thế giới và là khẩu phần ăn chính của
hơn 500 triệu người ở hơn 30 nước. Đây là loại cây trồng có nhiều công dụng như
làm bánh mì, bánh quy, tinh bột, đường, xi rô, cồn, bia, sản xuất mạch nha. Lúa
miến là thực vật C4 nên sử dụng hiệu quả bức xạ mặt trời, có thể sinh trưởng phát
triển trên đất nghèo dinh dưỡng, pH từ 5 – 8,5, nhu cầu nước thấp, có khả năng chịu
hạn, úng, đất mặn hoặc kiềm. Thân lúa miến ngọt có hàm lượng đường cao 16 – 23
% brix, là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất ethanol nhiên liệu.
Phân loại cây lúa miến ngọt (Kimber, 2000)
Giới:

Plantae

Không phân hạng:

Angiosperms

Bộ:

Poales

Họ:

Poaceae

Tông:

Andropogoneae

Tộc phụ :

Sorghinae

Chi:

Sorghum moench

Chi phụ:

Sorghum

Loài

Sorghum bicolor

Theo trích dẫn của Bantilan và ctv (2004), sưu tập cây lúa miến đã được
miêu tả đầu tiên bởi Linne năm 1753 với tên gọi là Holcus. Tuy nhiên, năm 1794
Moench đã phân loại lại bộ sưu tập này như một chi riêng biệt Sorghum(Celarier,
1959). Chi Sorghum thuộc tộc Andropogoneae, và phân ra thành ba loài (de Wet,

3


1978): Sorghum halepense (L.) Pers. sống lâu năm phía đông nam Eurasia đến Ấn
Độ. S. propinquum (K.) Hitch. Sống lâu năm ở Srilanka và nam Ấn Độ và từ phía
đông Burma đến các đảo phía đông nam châu Á. S. bicolor (L.) Moench (Plate)
gồm tất cả cây thử thách hàng năm trong phân loại cây lúa miến đã công nhận bởi
Snowden (1936, 1955). S. bicolor bao gồm tất cả thử thách thuần hóa, phân bố rộng
và phức hợp sinh thái biến thiên ở châu phi và có nguồn gốc từ sự xen giống giữa
cây lúa miến và các loài có quan hệ gần với chúng.
Nguồn gốc

Theo trích dẫn của Bantilan và ctv (2004), cây lúa miến có lẽ được thuần hóa
đầu tiên ở Savanna giữa tây Ethiopia và phía đông Chad cách nay 5000 – 7000 năm
(Doggett và Prasada Rao, 1995). Các dòng hoang dại của sorghum bicolor ssp.
verticilliflorum được cho là tổ tiên của cây lúa miến trồng ngày nay (Harlan, 1972).
Từ điểm phát sinh cây lúa miến được đưa đến các vùng khác (chủ yếu là thông qua
tàu buôn): đến Ấn Độ, Trung Quốc, Nam Á, Trung Đông, châu Mỹ, Tây, Bắc và
Nam Phi.
Ở châu Phi, cây lúa miến được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như
guinea-corn, dawa hay sorgho ở Tây Phi, durra ở Sudan, mshelida ở Ethiopia và
eritrea, mtama ở Đông Phi, kafffircorn ở Nam Phi, mabele hay amabele ở các quốc
gia Nam Phi. Ở Ấn Độ, nó được biết đến với tên gọi như jowar (Hindi), jonna
(Andhra Pradesh), cholam (Tamil Nadu) và jola (Karnataka).
Năm chủng lúa miến canh tác cơ bản - Bicolor, Kafir, Guinea, Caudatum và
Durra - đã được công nhận (Harlan và De Wet, 1972). Chủng Bicolor được miêu tả
là khoảng trống và chiều dài cụm hoa, mày hoa thường xuyên kèm theo hạt khi
chín. Kafir được tìm thấy nam xích đạo châu Phi, biểu hiện cân đối và sát góc cầu
hạt với mày ngắn hơn hạt. Guinea chiếm ưu 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. Dura biểu hiện hạt dạng trứng ngược và có dạng hình V tại đáy
(Bantilan và ctv, 2004).

4


Phân bố
Theo Bantilan và ctv (2004), ngày nay, cây lúa miến được phân bố từ mực
nước biển đến độ cao 2200m so với mực nước biển và từ 500N ở Nga đến 400S ở
Argentina. Trong khi cải thiện giống chiếm ưu thế ở châu Mỹ, Trung Quốc và
Australia, các phương pháp chọn lọc truyền thống ở châu Phi và một số quốc gia ở

châu Á. Năm 2004, khoảng 75% vùng trồng lúa miến ở Ấn Độ là các giống lai so
với 1% ở năm 1960.
Yêu cầu điều kiện sinh thái cây lúa miến
Theo William (2007), đặc điểm thích nghi của cây lúa miến ngọt như sau: Vĩ
0

độ: 40 B - 400N. Độ cao so với mặt nước biển: lúa miến ngọt có thể tìm thấy ở độ
cao từ mực nước biển đến 1500m, hầu hết Đông phi thì sinh trưởng giữa độ cao 900
đến 1500m, và các loài chịu lạnh có thể sinh trưởng ở độ cao 1600 đến 2500m.
Nhiệt độ: có thể sinh trưởng từ 15 – 450C và thích hợp ở 23 – 400C. Độ dài ngày: 10
– 14 giờ. Lượng mưa Thích hợp 800 – 1200mm, ẩm độ 50%. Bức xạ: lúa miến ngọt
là thực vật C4 nên bức xạ cao sử dụng hiệu quả. Quang kỳ: hầu hết các giống lúa
miến ngọt lai rất nhạy cảm với quang kỳ. Đất: thịt đỏ hoặc đen với pH 6,5 – 7,5,
OM >0,6%, độ sâu >80cm, tỷ trọng <1,4gcc, khả năng giữ nước >20%, N=
>260kg/ha, P= > 12kg/ha, K= > 120kg/ha. Đặc điểm thích nghi: lúa miến ngọt có
khả năng thích nghi rộng. Nó có tính kháng hạn, ngập lụt và mặn tốt. Nước: mặc dù
lúa miến ngọt sẽ sống được với sự cung cấp ít hơn 300mm/mùa. Lúa miến ngọt cần
lượng nước tưới tiêu hoặc mưa từ 500 – 1000mm để đạt năng suất cao 50 – 70 tấn
sinh khối (khối lượng chất tươi). Khô hạn: thuận lợi quan trọng của cây lúa miến
ngọt là tính kháng các điều kiện bất lợi. Thụ phấn: thụ phấn nhờ gió và côn trùng.
2.1.2 Giá trị kinh tế cây lúa miến làm thức ăn gia súc và nhiên liệu sinh học
Cây lúa miến có nhiều mục đích sử dụng như là cây trồng làm thức ăn chính
cho hàng triệu người vùng nhiệt đới bán khô hạn của châu Phi và châu Á. Hạt của
nó được dùng làm thức ăn cho động vật ở Thái Lan, Australia. Ở châu Phi, thân của
nó được dùng làm nhiên liệu. Cây lúa miến cũng được trồng làm cỏ tươi. Đối với
loài lúa miến ngọt còn sử dụng làm xi rô. Hạt cây lúa miến được dùng làm bánh mì,

5

bánh ngọt, bột, đường, sy rô, cồn, bia và sản xuất men (Bantilan và ctv, 2004) (bảng
2.1).
Bảng 2.1: Sử dụng hạt và thân cây lúa miến ở châu Á
Nước

Hạt

Thân

Ấn Độ (vụ mùa mưa)

Thực phẩm, cồn

Thức ăn khô, cỏ cho bò, cồn

Pakistan (vụ mùa mưa)

Thức ăn cho vật nuôi

Thức ăn khô, cỏ cho bò

Thái Lan (vụ mùa mưa)

Thức ăn cho vật nuôi

Thức ăn khô cho

Ấn Độ (vụ cuối mưa)

Thực phẩm

Thức ăn khô cho vật nuôi

Ấn Độ (vụ mùa mưa)

Thức ăn

Thức ăn khô (gia súc)

Trung Quốc

Thức ăn gia súc, cồn

Cồn

Philippines (sau vụ lúa gạo) Thức ăn gia súc

Cồn

(Nguồn: ICRISAT, 2010)
Theo Ratnavathi (2008), hạt lúa miến có thể dùng làm bánh mì, bánh ngọt.
Dịch thân cây lúa miến ngọt dùng làm xi rô, đường thô, ethanol nhiên liệu pha trộn.
Sử dụng trong công nghiệp như dùng làm thức ăn, cồn uống được, bia nhẹ, mạch
nha, tinh bột và các sản phẩm từ tinh bột, xi rô đường fructose, glucose.
Để sử dụng làm thức ăn ủ chua cho gia súc đòi hỏi giống lúa miến phải có
sinh khối thân lá lớn. Hạt lúa miến được sử dụng làm thức ăn hoặc chế biến thức ăn
cho gia cầm phải có năng suất hạt cao, hàm lượng tinh bột trong hạt cao. Cao Jung
Feng (1982) được trích dẫn bởi Li và ctv (2003) đã cho rằng có mối liên quan giữa
năng suất hạt và hàm lượng đường trong thân, có thể chọn các giống vừa có năng
suất hạt cao vừa có hàm lượng đường trong thân. Giống lúa miến lý tưởng để chế

biến nhiên liệu sinh học đòi hỏi phải có thân to, cao, khối lượng dịch chiết cao, hàm
lượng đường trong thân cao, năng suất hạt cao và hàm lượng tinh bột trong hạt cao.
Theo Almodares và Hadi (2009), lúa miến ngọt có 2 bộ phận sử dụng để sản
xuất ethanol là hạt và thân cây. Quá trình sản xuất ethanol từ thân lúa miến ngọt như
sau: thân cây được ép bởi một chuỗi máy nghiền. Kết quả thu được dịch ngọt và bã.
Bã được xử lý để sản xuất enzym đồng thời hóa đường và lên men tiếp tục chưng
cất, khử nước thu được ethanol và lignin, chất rắn. Dịch thu được đưa qua sàng lọc,

6


tiệt trùng bằng cách đốt nóng lên đến 1000C, sau đó được lọc sạch bằng cách đưa
qua máy lọc chân không. Sau đó dịch được cho bay hơi để cô đặc (xi rô). Dịch cũng
có thể cho lên men. Xi rô cần để cất giữ phải cô đặc để đạt tối thiểu 650 brix (thông
thường 850 brix). Quá trình lên men dựa vào hóa học, sinh hóa và vi sinh học. Dịch
ép hay xi rô được chuyển thành ethanol nhờ men Saccharomyces cerevisiae. Công
đoạn tiếp theo là chưng cất và khử nước. Trong quá trình chưng cất, cồn từ sự ủ
men đã được cô đặc đến 95% và tiếp tục cô đặc ethanol đến mức 99,6% (mức tối
thiểu). Quá trình sản xuất ethanol từ hạt lúa miến ngọt giống như từ hạt bắp. Hạt sau
khi rửa sạch, xay nát. Nguyên liệu tinh bột được nấu thành gelatin, hóa lỏng và hóa
đường sử dụng men α-amylase và glucoamylase để tạo ra glucose. Lên men, cô đặc
và khử nước giống như thân lúa miến ngọt. Tuy nhiên các phụ phẩm từ hạt không
giống như từ thân vì các viên khô dễ tan có hàm lượng chất dinh dưỡng cao được sử
dụng cho chăn nuôi công nghiệp.
Theo Kundiyana (2006), 1g đường lên men sẽ tạo tạo ra 0,511ml ethanol.
Nếu 1ha lúa miến thu được 75 tấn thân tươi, độ brix dịch thân đạt 17% thì sau quá
trình chế biến sẽ thu được 3400l ethanol. Theo Dahlberg (2007), cứ 100g tinh bột sẽ
tạo ra được khoảng 56,79ml ethanol. Nếu thu được 2 tấn hạt lúa miến, hàm lượng
tinh bột đạt 70% thì năng suất ethanol thu được khoảng 795 l.
Lúa miến có ưu thế cạnh tranh cao để sản xuất ethanol vì nó có thể trồng tại

các vùng bán khô hạn, gần hoang hóa, nơi không thể trồng lúa gạo. Lúa miến ngọt
sử dụng làm nhiên liệu sản xuất ethanol có lợi hơn so với sử dụng mía, ngô bởi vì
lúa miến ngọt sử dụng nước bằng ½ so với ngô và 1/8 so với mía và giá canh tác
của lúa miến ngọt thấp hơn mía. Theo hãng Rusni Distilleries (Ấn Độ) cho biết, để
chạy một nhà máy ethanol sinh học công suất 40 tấn/ngày, cần 6.800 hecta lúa miến
ngọt giống bình thường hoặc 4.500 ha nếu giống tốt (William, 2007).
2.1.3 Hiện trạng sản xuất, tiêu thụ lúa miến trên thế giới và Việt Nam
Năm 2009, thế giới có 105 nước trồng lúa miến, diện tích canh tác cây lúa
miến là 39,97 triệu ha, năng suất trung bình đạt 1,40 tấn/ha, sản lượng đạt 56,10
triệu tấn (bảng 2.2) (FAO, 2011).

7


Bảng 2.2: Diện tích, năng suất, sản lượng lúa miến thế giới (2003 – 2009)
Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(1000 ha)

(tấn/ha)

(tấn)

2003

44.471,63

1,32

58.910.570

2004

40.669,23

1,43

58.053.559

2005

46.545,63

1,28

59.734.069

2006

43.071,43

1,33

57.186.680

2007

44.528,64

1,40

62.487.149

2008

44.911,88

1,46

65.534.273

2009

39.969,62

1,40

56.098.260

(Nguồn: FAO, 2011)
Trên thế giới, năm 2009 lúa miến có sản lượng đạt 56,10 triệu tấn đứng thứ 8
trong các cây lương thực chính, xếp sau ngô (818,82 triệu tấn), lúa gạo (685,24 triệu
tấn), lúa mì (685,61 triệu tấn), khoai tây (329,58 triệu tấn), sắn (233,80 triệu tấn),
lúa mạch (152,13 triệu tấn) và khoai lang (102,30 triệu tấn) (bảng 2.3).

Bảng 2.3: Diện tích, năng suất, sản lượng các cây lương thực thế giới năm 2009
Cây lương thực

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tấn/ha)

(triệu tấn)

Ngô

158,63

5,16

818,82

Lúa gạo

158,30

4,33

685,24

Lúa mì

225,62

3,04

685,61

Khoai tây

18,65

17,67

329,58

Sắn

18,92

12,36

233,80

Lúa mạch

54,06

2,81

152,13

Khoai lang

8,22

12,45

102,30

39,97

1,40

56,10

Lúa miến
(Nguồn: FAO, 2011)

8