Đánh giá khả năng tái sinh chồi của tập đoàn cao lương ngọt nhập nội từ nhật bản trong vụ thu đông tại thái nguyên

Rất hay và bổ ích !

Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Đáp ứng nhu cầu năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường là haithách thức chính hiện nay Năng lượng không chỉ cần thiết không chỉ trongquá khứ mà nhu cầu về năng lượng tăng liên tục do sự phát triển của côngnghệ tiên tiến và gia tăng dân số Cuộc khủng hoảng nhiên liệu do sự suygiảm nhanh chóng nhiên liệu hóa thạch dự trữ chẳng hạn như xăng, diesel,

dầu hỏa, than, (Ramanathan, 2000) [16] Sự phát triển của các quốc gia

phụ thuộc rất lớn vào nguồn xăng hoặc diesel không chỉ làm tăng gánhnặng tài chính mà còn tác động môi trường do việc thải ra các chất ô nhiễmnhư chì, benzen, lưu huỳnh dioxit, oxit nitơ và carbon monoxide Các chấtkhí này đóng góp đến 64% ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn và cácvùng ngoại ô lân cận, do đó ảnh hưởng đến sức khỏe gây ra nhiều căn bệnhhiểm nghèo nguy hiểm như: bệnh ung thư, nhiễm trùng phế quản, viêm

phổi (Das và cs, 2001)[10] Việc đảm bảo nguồn năng lượng dài hạn thay

thế năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏđang cạn dần và trở nên đắt đỏ

Ðiều kiện ở Việt Nam rất phù hợp cho sản xuất nhiên liệu sinh học

từ nguồn năng lượng sinh khối Nhiên liệu cồn sinh học có thể được sảnxuất từ lúa, ngô, sắn, khoai lang và mía đường, dầu sinh học được chế biến

từ những loại cây lấy dầu như lạc, đậu tương, vừng, cây hướng dương, dừa

và bông Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học mỗinăm nếu như có sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng Vàonăm 2050, dự đoán khoảng 50% lượng tiêu thụ dầu mỏ sẽ được thay thếbằng nguyên liệu sinh khối Trong giai đoạn hiện nay Việt Nam đangthực hiện nhiều chương trình nghiên cứu, dự án hợp tác giữa các tổchức, công ty trong và ngoài nước nhằm đưa ra cây trồng thích hợpnhất cho việc sản xuất nguồn nguyên liệu tái sinh phục vụ sản xuấtethanol sinh học

Cây cao lương ngọt hay còn gọi là cây lúa miến ngọt có thể giải quyếtcác vấn đề trên Cao lương ngọt ngọt hiện đang được phát triển để sản xuất

đồng thời lấy hạt và thân lá Là loại cây có khả năng thích ứng cao, đặc biệtthích hợp với khí hậu khắc nghiệt, có thể chịu hạn, chịu muối, kiềm và ítsâu bệnh hơn các giống cây khác Hạt cao lương ngọt có màu đỏ, sau khithu hoạch nếu để khô có thể bảo quản trong thời gian dài

Cao lương ngọt có thân chứa mọng nước, được sử dụng cho thức

ăn thô xanh và thức ăn ủ chua hoặc để sản xuất xi-rô Hạt cao lươngngọt có thành phần hóa học như ngô như: sucrose, fructose và glucose,

có thể lên men trực tiếp thành ethanol bằng nấm men Khả năng tổnghợp chất hữu cơ cao hơn ngô 23%, nhu cầu nitơ và nước thấp hơn ngô

là 37 và 17%, có khả năng sinh trưởng và phát triển ở những vùng đất

có thể trồng ngô Cứ 16 tấn cây cao lương ngọt có thể sản xuất được 1tấn ethanol, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất được 500kg dầu dieselsinh học Người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt caolương ngọt vẫn để dùng làm thực phẩm cho chăn nuôi gia súc, gia cầm.http://www.thebioenergysite.com/news/870/sorghum-has-potential-to-meet-ethanol-needs ) [21]

Phát triển và chế biến cao lương là một vấn đề mới, cho đến nay córất ít nghiên cứu liên quan đến vấn đề này ngoài một số nghiên cứu củaviện nghiên cứu cây trồng quốc tế ở khu vực nhiệt đới bán khô hạn(ICRISAT) tại Ấn Độ Việc nghiên cứu tuyển chọn hoặc lai tạo các dòngcao lương ngọt có sinh khối lớn và sản lượng hạt cao đã được nhiều tácgiả quan tâm Nghiên cứu khả năng tái sinh chồi sau khi thu hoạch chưađược nghiên cứu, bởi đặc tính của cây cao lương là có khả năng đẻnhánh cao, sau thu hoạch ta có thể tiến hành chăm sóc để thu hoạch cácchồi tái sinh là rất cần thiết

Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Đánh giá

khả năng tái sinh chồi của tập đoàn cao lương ngọt nhập nội từ Nhật Bản trong vụ Thu Đông tại Thái Nguyên”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu

- Giúp sinh viên tiếp cận và học tập các phương pháp nghiên cứukhoa học

- Giúp sinh viên nắm vững thực hành và kiến thức thực tế trước khi

ra trường

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

Góp phần giới thiệu các dòng cao lương ngọt có khả năng tái sinhchồi cho năng suất cao, hàm lượng đường thích hợp để đưa vào sản xuấtđại trà trong điều kiện tại tỉnh Thái Nguyên

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm sinh học của cây cao lương ngọt

2.1.1 Đặc điểm thực vật học của cây cao lương

Cao lương ngọt một loại cây thuộc họ hòa thảo có chiều cao từ 0,6 5m, đường kính thân 5-30mm tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác vàmôi trường Đặc điểm thực vật học cũng như thời gian sinh trưởng của câycao lương tương tự như cây ngô và các cây ngũ cốc khác Số lượng lá trêncây tương quan với thời gian sinh trưởng, thông thường trên thân có từ 7 -

-18 lá hoặc hơn (Leonard & Martin, 1963) [14] Lá ngắn và rộng hơn lá ngô,mỗi lá được sinh ra từ một đốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương đươngvới số đốt trên thân

Thân gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi mọc 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 tạođiều kiện cho cây đẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại(Wilson, 1995)[20] Tất cả các giống cao lương đều có thân mọng nướccho đến khi trưởng thành thường không vượt quá 20% sau đó giảm dần.Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu xanhxám, gân lá màu tối

Rễ cao lương là cây rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hútnước hiệu quả, rễ đâm rộng nhờ đặc điểm này cao lương có thể sống ởnhững nơi khô hạn hơn ngô (Wilson, 1955)[20] Rễ chính đâm sâu vớinhiều rễ phụ và rễ bên, rễ chủ yếu xuất hiện ở tầng đất mặt, rễ chính có thểđâm sâu tới 1,5m

Cao lương là cây tự thụ phấn, đôi khi xảy ra hiện tượng giao phấn, tỷ

lệ giao phấn thường nhỏ hơn 6% (Conley, 2003)[9] Hoa mọc thành chùm,chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, 1 chùm gồm khoảng 6.000 bông con.Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài, 1kg hạt giống chứa25.000 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 càngsẫm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt có vị đắng.

Cao lương một loại cây trồng nhiệt đới, cao lương cùng họ với lúa.Nhưng quang hợp theo chu trình C4 đây chính là một ưu điểm vượt trội củacao lương Nhờ quang hợp theo đường hướng này mà cao lương ngọt cóthể tổng hợp chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ cao và không xảy hiện tượngquang hô hấp Ngược lại, lúa là đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chutrình C3 Cao lương ngọt là sự kết hợp tuyệt vời giữa lúa với cây trồngnhiệt đới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ xung các gen có lợi khác từmía, và là một trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế giới trong việcsản xuất sinh khối cây trồng hiện nay

2.1.2 Khả năng tái sinh

Cao lương có sức tái sinh rất mạnh, trồng một vụ có thể thu hoạchliên tiếp 2-3 lần tùy vào mức độ thâm canh Mỗi mắt trên thân cao lương cónhững chồi mầm, khi đã thu hoạch, thân được chặt đi, những phần ở gốc sẽtiếp tục phát triển cho ra những cây mới của vụ sau, nên thu hoạch vụ chínhđúng lúc, khi hạt vừa cứng Nếu thu hoạch trễ, các chồi mầm sẽ già, yếu đi

Cao lương có thể thu hoạch được vào 90 - 125 ngày sau khi trồng tùythuộc vào điều kiện thời tiết, mùa vụ, vụ cắt lần 2 sẽ thu hoạch vào 60 - 75ngày sau đó Để có tái sinh mọc lại nhanh, chừa lại phần gốc ít nhất 10 - 18

cm sau khi thu hoạch

2.1.3 Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh

Trung tâm khởi nguyên chính của cao lương là ở châu Phi, vùng đấtkhô hạn lượng mưa hàng năm rất thấp Có thể cao lương được trồng đầutiên ở Ethiopia sau đó lan rộng ra nhiều nước ở Châu Phi (Martin, 1970)[15] Cao lương được trồng ở Hoa Kỳ vào năm 1850 Hiện nay cao lươngđược 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 khôngthể trồng ở điều kiện lạnh giá, cao lương thích nghi với khoảng điều kiệnkhí 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 khác nghiệt và trình độ thâm canhhạn chế

Cao lương có đặc tính hình thái học và vật lý học góp phần tạo nênkhả năng thích nghi được điều kiện khô, những vùng có lượng mưa khoảng250-300 mm; chúng có rễ phụ nhiều gấp 2 lần so với cây ngô, kích thước

về mặt lá chỉ bằng ½ của ngô Nhu cầu về nước cũng giống như cây ngônhưng chúng có khả năng ngừng phát triển trong suốt giai đoạn hạn hánkéo dài, và sẽ phát triển lại khi có mưa

Trên phiến lá hoặc bẹ lá của cao lương có một lớp sáp màu trắngnhạt bao phủ để bảo vệ chúng khỏi mất nước dưới điều kiện nóng, khô, làmgiảm sự mất nước Cao lương cũng có thể kháng điều kiện ẩm ướt, ngậpnước, phát triển được trong những vùng có lượng mưa lớn 250-1250 mm

Cao lương thuộc cây C-4 có khả năng sử dụng ánh sáng cao hơn cácloại cây khác, dưới điều kiện ánh sáng cao và nhiệt độ nóng chúng có thểquang tổng hợp mạnh hơn (nhiều nghiên cứu cho thấy hơn 90% chất khôtích lũy được là do quang hợp), và sản xuất nhiều sinh khối, nó có khả năngthích nghi và tiến hóa trong những vùng bị hạn chu kỳ (Trần Văn Hòa,2003)[19]

Cao lương có thể chịu đựng được trong điều kiện pH đất từ 5 - 8,5 và

có khả năng chịu mặn hơn ngô Cao lương trồng thích hợp trên đất nghèodinh dưỡng và có thể sản xuất hạt trên những loại đất mà nhiều cây trồngkhác không thành công Khác với ngô, năng suất cao lương không thay đổidưới điều kiện trồng khác nhau Vì vậy trên những vùng có điều kiện dinhdưỡng nghèo thì cao lương trồng có thể cho năng suất cao hơn bắp

Cây cao lương xuất xứ từ vùng nhiệt đới nên điều kiện khí hậu nóng

ẩm là điều kiện thuận lợi cho phát triển Cao lương có ngưỡng nhiệt pháttriển 15-370C, tuy nhiệt nhiệt độ tối thích là 270C Mặc dù, cao lương là câytrồng ngày ngắn, tuy nhiên đa số các giống cao lương hiện nay không phảnứng với ánh sáng

2.1.4 Thời gian sinh trưởng

Thời gian từ gieo đến thu hoạch hạt là một trong những yếu tố quantrọng để phân loại các giống cao lương, bố trí mùa vụ Thời gian sinhtrưởng 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 dàihơn nếu trồng muộn Sau đây là bảng phân loại giống căn cứ theo thời gian từgieo đến hạt chín sinh lý

Chín rất sớm ≤ 90 ngày

Chín sớm trung bình 101-108 ngàyChín trung bình 109-114 ngàyChín muộn trung bình 115-120 ngày

Chín rất muộn ≥125 ngàyCách phân loại này dựa trên điều kiện thời tiết bình thường, dướiđiều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc rất thuận lợi có thể kéo dài hoặc rútngắn thời gian sinh trưởng đến 25 ngày so với cách phân loại trên

2.1.5 Một số giống đang trồng phổ biến hiện nay

Mặc dù hiện nay có rất nhiều giống cao lương ngọt được trồng phục

vụ cho sản xuất đường hay rỉ đường tuy nhiên xuất phát từ mục đích chiếtsuất mà người ta chọn những giống có hàm lượng đường phù hợp Bộ nôngnghiệp Mỹ đã chọn lọc được nhiều giống cao lương ngọt có năng suất thân

lá cao Những giống này có thời gian sinh trưởng, trọng lượng hạt, hàmlượng đường và các đặc tính sinh lý khác nhau Có thể chia thành 2 nhómchính: Nhóm 1: thân chứa nhiều đường kết tinh (saccarozse), các giống đạidiện như Keller, Rio và Cowley… Nhóm 2: thân chứa nhiều đường khử(fructozo), các giống chính gồm: Theis, Tracy và M-81E Tổ chức ICRISATđang chọn tạo và phát triển các giống cao lương ngọt phục vụ sản xuất ethanol

Dale là giống chín trung bình được tạo ra bởi Trung tâm chọn giốngcây lấy đường (SCFS) ở Mississippi, Mỹ Hạt nhỏ, màu nâu vàng, tỷ lệnảy mầm cao Là giống chống đổ, kháng bệnh thán thư Thân cây có kíchthước trung bình, có chất lượng đường tốt

http://ecoport.org/ep?

SearchType=earticleView&earticleId=172&page=2276[22]

M8IE là giống chín trung bình muộn được SCFS tạo ra Chiều cao vàkhả năng chống đổ tương đương giống Dale Có khả năng kháng bệnh thánthư nhưng lại dễ mắc bệnh lùn khảm ngô Hàm lượng khử cao hơn giốngDale, rỉ mật màu hổ phách chất lượng tốt

Brandes được công nhận năm 1968 của SCFS, là giống chín muộn,

bộ rễ rất phát triển, cứng cây Có khả năng kháng bệnh thán thư, chịu hántốt Chất lượng đường tốt nhưng lượng đường giảm sau thu hoạch rấtnhanh Hạt nhỏ, màu trắng, độ nảy mầm cao

Giống Tracy được công nhận năm 1953, thân cao đến 3,5 m, thânngon ngọt nhưng năng suất thấp Trong điều kiện thuận lợi phát triển,giống này tạo ra chất lượng rỉ mật rất tốt, nhưng dễ bị các bệnh như bệnhthán thư lá, đốm lá và bệnh rỉ sắt

2.2 Tình hình nghiên cứu và sản suất cao lương

2.2.1 Tình hình sản xuất và sử dụng cao lương trên thế giới và Việt Nam

2.2.1.1 Tình hình sản xuất và sử dụng cao lương trên thế giới

Cao lương là một trong những loại cây ngũ cốc hàng đầu thế giới, cungcấp 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 nhiệtđới của Châu Phi, Châu Á và châu Mỹ La Tinh (Borrell, 2000) [6]

Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bố ở cả 6 Châulục, tập trung chủ yếu ở Châu Phi Và Châu Mỹ Cây cao lương được ví nhưmột cây trồng đa tác dụng sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngànhkhác nhau tùy vào mục đích sử dụng: hạt là thực phẩm cho người và gia

Tuy nhiên, sản lượng cao lương vẫn tăng liên tục do việc sử dụngnhững giống mới phù hợp với từng vùng sinh thái và mùa vụ Tổng lượngsản lượng cao lương thế giới liên tục tăng qua các năm từ 41,59 triệutấn (năm 1990) lên 62,1 triệu tấn (năm 2009), tăng xấp xỉ 1,5 lần trongvòng 19 năm Năng suất cao lương ổn định qua các năm, dao độngtrong khoảng 13,6-14,2 tạ/ha, nhưng không đều giữa các Châu lục.Năng suất cao lương đạt cao nhất năm 2009 (14,2 tạ/ha)

Bảng 2.1: Sản lượng cao lương của một số Châu lục giai đoạn 1990 - 2009

Mỹ

SL (triệu tấn) 24,64 19,58 23,24 21,30 21,14 Châu Á

DT (triệu tấn) 17,20 13,77 11,74 10,65 9,10

SL (triệu tấn) 18,57 15,34 11,15 10,69 10,42 Châu Âu

Châu Mỹ là châu lục có năng suất cao lương cao nhất thế giới, sảnlượng cao lương lớn thứ hai thế giới tập trung chủ yếu ở Mỹ, Mexico,Braxin và Argentina Châu Á cũng là châu lục trồng nhiều cao lươngnhưng trong số 10 nước có sản lượng cao nhất thế giới chỉ có Trung quốc

là đại diện của châu Á Năm 2009 sản lượng cao lương của Trung Quốc là2,3 triệu tấn, năng suất 39,65 tạ/ha cao hơn so với trung bình thế giới.

Mỹ là quốc gia sản xuất cao lương lớn thứ hai thế giới sau Nigerianăm 2009 Mỹ sản xuất trên 9,73 triệu tấn hạt trong đó chủ yếu chế biếnthức ăn chăn nuôi, 12% sản lượng cao lương phục vụ ngành công nghiệpchế biến ethanol Đồng thời Mỹ cũng là quốc gia xuất khẩu cao lương lớnnhất thế giới chiếm 80% sản lượng cao lương xuất khẩu của thế giới Sảnlượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng liên tục trong vòng 35 năm nămqua Năm 2010 lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng 15% so với năm2009.Trồng cao lương để sản xuất Ethanol sẽ là hướng đi mà quốc gia lựachọn trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng như hiện nay Ở Mỹ cao lươngđược trồng chủ yếu ở Kansas, Nebraska và Texas

Theo FAO (2007)[23] cao lương trên thế giới được thống kê từ năm

1960 đến năm 2006 thì diện tích trồng cây cao lương thay đổi không đáng

kể (khoảng 43 triệu ha) Tuy nhiên, năng suất hạt lại liên tục tăng và đạtcao nhất ở những năm 2004, 2005 (1,53 và 1,49 tấn/ha) Do đó, sản lượnghạt của cao lương cũng đạt cao nhất vào những năm 2004, 2005 Tình hìnhchung về diện tích, năng suất, sản lượng và sử dụng hạt cao lương có thểthấy qua bảng 2.2 như sau:

Bảng 2.2: Tình hình sản xuất và sử dụng cao lương trên thế giới

Năm Diện tích

(1000ha)

NS hạt (tấn/ha)

Sản lượng (1000tấn)

Sử dụng làm lương thực và mục đích khác (1000 tấn)

Sử dụng làm thức ăn gia súc (1000tấn)

Bình quân (kg/người/ năm)

Qua bảng 2.3 cho thấy mục đích sử dụng cao lương trong những năm

1970 - 2000 cao lương chủ yếu được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, trongkhi đó trước 1970 thì hạt lại được dùng làm lương thực cho con người

2.2.1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng cao lương ở Việt Nam

Ở nước ta, tùy theo vùng cây cao lương được gọi theo một số tênkhác nhau như lúa miến, cù làng, mì, bo bo cao lương được trồng ở cáckhu vực núi cao như: Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Sơn La, Điện Biên…hoặc khu vực Tây Nguyên Cao lương đã được đồng bào các dân tộc vùngnúi dùng làm thức ăn chăn nuôi từ bao đời nay

Việc nghiên cứu sử dụng cây cao lương theo mục đích làm thức ănxanh còn rất hạn chế, đặc biệt là thức ăn xanh vụ đông Trước đây, Lê HòaBình và cộng sự (1992) [13] đã theo dõi trên ruộng thí nghiệm 36 giốngcao lương nhập từ Liên Xô cũ Kết quả cho thấy có sự biến động lớn về tốc

độ sinh trưởng, năng suất chất xanh và thành phần dinh dưỡng giữa cácgiống Có những giống cho năng suất chất xanh khá cao (30 - 33tấn/ha/lứa) Kết quả trồng cao lương tại Nông trường Ba Vì cùng thời cũngcho kết quả tương tự Có những giống có hàm lượng protein thô cao (12,61

- 15,81%) Tuy nhiên, các nghiên cứu này còn hạn chế về quy mô và lượngmẫu phân tích Hơn nữa, nghiên cứu này không định hướng tuyển chọngiống cao lương làm thức ăn chăn nuôi (có năng suất và chất lượng cao)trong mùa đông khô hạn

Kết quả so sánh khả năng tái sinh và năng suất của 9 dòng, giống caolương trồng trong chậu có nguồn gốc từ ICRISAT và 1 giống đối chứngthu thập ở Phú Tân - An Giang cho thấy giống Kep 389 có năng suấtcao và phù hợp với việc ủ chua làm thức ăn cho gia súc và giốngPurdue 81220 thích hợp cho chăn thả hoặc làm thức ăn xanh

Gần đây, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tiến hành thu thập

và đánh giá một số giống cao lương ở các địa phương trong các nước nhưBản Phố (Bắc Hà - Lào Cai), Vũ Nông (Hà Quảng - Cao Bằng), Lũng Nặm(Hà Quảng - Cao Bằng), Kéo Yên (Hà Quảng - Cao Bằng) Một số giốngcao lương cũng đã được nhập nội từ Ấn Độ và Nhật Bản Cao lương cũng

đã được trồng và nghiên cứu tại Hà Nội và cho thấy có rất nhiều triển vọng

Do vậy, việc nghiên cứu tại địa bàn tỉnh Thái Nguyên, với điều kiện khíhậu, thời tiết tương tự, có tính khả thi cao, cây trồng có khả năng sinhtrưởng, phát triển tốt.

Nói tóm lại các nghiên cứu về cây cao lương của thế giới tương đối

đa dạng, sâu rộng Tuy nhiên các nghiên cứu cao lương ở Việt Nam là chưanhiều Ngoài ý nghĩa tìm ra cây có thể bổ sung thức ăn xanh cho gia súc ởmùa đông lạnh Mong muốn hơn nữa là do nước ta nói riêng và thế giới nóichung đều bị ảnh hưởng của biến đổi khí hậu toàn cầu làm cho những nơilượng mưa giảm đi và khả năng tưới không đáp ứng nhu cầu của các câytrồng truyền thống và dẫn tới đất bị bỏ hoang không thể canh tác được;cũng chịu ảnh hưởng của biến đổi khi hậu toàn cầu nhưng lại theo hướngngược lại là do băng tan, nước biển dâng cao làm cho diện tích đất có thểtrồng trọt kéo dài theo 3.260 km bờ biển của nước ta bị nhiễm mặn Do vậyviệc tìm ra cây trồng mới tham gia cơ cấu cây trồng để đáp ứng được yêucầu thưc tiễn không xa là hết sức quan trọng với nông nghiệp Việt Nam

2.2.2 Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới

Nhận thức được vai trò quan trọng của cao lương cũng như nhu cầutiêu thụ cao lương của con người không ngừng tăng lên Nhiều nước đãđầu tư cho việc tăng năng suất và diện tích trồng cao lương Vấn đề đặt

ra là chúng ta phải tăng năng suất cao lương bằng cách sử dụng cácgiống có tiềm năng năng suất cao và áp dụng các biện pháp kỹ thuậttiên tiến vào sản xuất

Ở Châu Phi dự án nghiên cứu cao lương cấp nhà nước được phêduyệt năm 1984, bắt đầu hoạt động từ năm 1986 đến 1991 dưới nguồn vốntài trợ của chính phủ Mỹ

Công tác nghiên cứu cao lương trên thế giới đang ngày càng được

mở rộng với nhiều chương trình nghiên cứu bởi các tổ chức như:

ICRISAT: Trung tâm nghiên cứu cây trồng vùng bán khô hạn

NRCS: Trung tâm nghiên cứu cao lương quốc gia, Ấn Độ

INTSORMIL-CRSP: Chương trình hỗ trợ nghiên cứu hợp tác quốc

tế về cây cao lương 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 tư vấn nghiên cứu nông nghiệp quốc tế

2.2.2.1 Một số kết quả nghiên cứu về chọn giống cao lương trên thế giới

Cao lương hay bất cứ một cây trồng nào, tính trạng năng suất đượcquy định bởi rất nhiều gen khác nhau Môi trường là nhân tố quy định giớihạn của kiểu gen Do dó các nhà khoa học phải tìm ra những gen và điềukiện môi trường thích hợp nhất để cây trồng cho năng suất cao

Tại Trung Quốc, Viện Đại học nông nghiệp Thẩm Dương đã nghiêncứu 58 dòng lúa miến ngọt (cao lương ngọt) và chọn lọc được một số giốngtốt, thích hợp với vùng Đông Bắc

Trong năm 2004, 21 giống cao lương ngọt (A 63, 51 Volzhskoye,Kamyshinskoye 7, Kinelskoye 3, và các giống khác) đã được công nhậntrồng ở các vùng khác nhau của Liên bang Nga

Trong số 90 dòng thử nghiệm tại Isaren đã tìm thấy 9 dòng phù hợpcho quá trình tổng hợp đường (Blum và Cs,1975)[4]

Theo Blum và Cs (1977) [5], sau khi khảo nghiệm 1 số giống caolương ngọt có nguồn gốc từ Mỹ đã phát hiện được 3 giống có hàm lượngđường trong thân lá cao, 3.500-5.000 kg đường/ha trong cùng điều kiệncanh tác như các giống khác

Ở Italia, năng suất mía cao nhất đạt 3,4 - 4,5 tấn/ha khi được trồng trênđất tốt, đủ nước; trong khi đó, cao lương chỉ được trồng ở nơi nơi khô hạn,khắc nghiệt hơn vẫn cho năng suất tương tự (Rauppu và cs, 1980) [18]

Giống cao lương ngọt Keller thu hoạch được 43 tấn thân lá/ mẫutương đương 633 lít ethanol (Hills và cs, 1981) [11]

Sau khi khảo nghiệm 5 giống (Rio, Dale, RM-57-1 và J-set-3) đưa rakết luận rằng: giống Rio có số lá/ thân nhiều hơn các giống khác (8,02 lá)chiều cao cây trung bình 307 cm; trong khi đó giống RM-57-1 và Dale chonăng suất sinh vật học cao nhất đạt 51,8 tấn và 50,6 tấn /ha trong cùng điềukiện canh tác

Sau khi tiến hành đánh giá các dòng cao lương khác nhau tại Rahuri, cho thấychiều cao của các dòng cao lương dao động từ 180cm (dòng IS-660) đến 350

cm (dòng IS-306) Bapat et al (1983) [3]

Chiu và Hu (1984)[7] (Trung Quốc) chỉ ra rằng năng suất sinh khốitrung bình liên quan chặt chẽ với chiều cao thân cây, năng suất hạt và sốlượng lá/cây và số lượng nhánh/khóm ở cây cao lương vụ thu

Sau khi tiến hành khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ởKharif đã tìm ra 12 dòng triển vọng Trong đó giống SSV-2525 có chiềucao cây cao nhất (344cm) và năng suất thân lá đạt (57,6 tấn/ha) sau đó làgiống SSV-74 và SSV-7073 năng suất thân lá đạt 52,2 tấn/ha và 51,7tấn/ha Giống SSV-108 được đánh giá là giống phù hợp nhất trong điềukiện trồng vừa lấy hạt vừa lấy thân (4,1 tấn hạt/ha, 41,1 tấn thân lá/ha)

Thí nghiệm đánh giá 10 giống cao lương ngọt trồng trên nền đất xám

ở Dharward cho thấy: Chiều cao cây dao động từ 100-350 cm, chu vi thân

từ 1,47 cm - 2,29 cm (giống Brandes) Diện tích lá/cây phụ thuộc vào từngthời kỳ sinh trưởng Ở thời kỳ trỗ cờ chỉ số diện tích lá cao nhất là 38,48

dm2 /cây (giống SSV 811) thấp là giống SSV 2525 (27,58 dm2 /cây).(Choudhari, 1990)[8]

2.2.2.2 Một số kết quả nghiên cứu về hàm lượng đường trong thân lá của một số dòng cao lương

Cao lương đã được sử dụng là nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuấtsiro ở Mỹ cách đây rất lâu nhờ thân mọng nước với hàm lượng đường cao.Dùng thân cây cao lương ngọt để chiết suất đường cho kết quả tốt nhưdùng quả cây thốt nốt, hàm lượng đường cao hơn trong thân mía 9%.(Karve và cs, 1974) [12]

Sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ở Khairf năm

1985 đã tìm được 12 dòng, giống có triển vọng phục vụ sản xuất đường.Những giống này có thời gian sinh trưởng 115-120 ngày, pH trong nước

ép từ 4,5-5,3 Dòng SSV-7073 có hàm lượng đường cao nhất 22,24%,tinh bột 15,9% (Bapat và cs, 1987) [2]

Sau khi ép thân lấy nước để sản xuất ethanol, giống Rio cho sảnlượng cao nhất 3.418 l/ha, thấp nhất là giống NSA-440 74,7 l/ha (Mc Bee

và cs, 1988) Đồng thời Rio là giống có hàm lượng nước ép cao 50,4%, hàm lượng đường (19,6-21,0%), hàm lượng tinh bột (14,28-26,2%),đường thô (1,75-3,37 tấn/ha)

45,5-Theo Ratnavathi (2004)[17], sau khi khảo nghiệm hàm lượng nước

và chất lượng đường 5 giống cao lương ngọt (Keller, SSV-84, BJ-248,Wrey và NSSH-104) giống Keller được đánh giá là giống có hàm lượngđường cao nhất, rất thích hợp phục vụ sản xuất ethanol Nghiên cứu khảnăng chịu hạn của cây cao lương

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

STT Tên dòng, giống STT Tên dòng, giống

3.2 Địa điểm nghiên cứu và thời gian nghiên cứu

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Tại khu thí nghiệm cây trồng cạn - Trung tâm thực hành thực nghiệm

- Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

3.2.2 Thời gian nghiên cứu

Thí nghiệm được tiến hành theo dõi từ tháng 8/2011 - 12/2012

- Năng suất thân lá và hàm lượng đường.

3.4 Phương pháp theo dõi

- Phòng trừ sâu bệnh: Theo dõi sâu bệnh, tiến hành phòng trừ khi cầnthiết.

3.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi

3.4.3.1 Các chỉ tiêu về tái sinh chồi

3.4.3.1.1 Thời gian sinh trưởng

- Ngày xuất hiện chồi được tính từ khi thu hoạch vụ chính đến khixuất hiện ít nhất 1 chồi chồi có từ 3 lá trở lên

- Số chồi trên cây: Đếm số chồi trên cây của từng ô.

- Ngày trỗ bông: tính từ ngày xuất hiện chồi đến khi có 50% số chồitrong ô đó trỗ bông

- Khả năng tái sinh chồi: sau khi thu hoạch để lại một phần diện tích,bón phân để cao lương tiếp tục ra chồi Sau 2 - 2,5 tháng thi thu hoạch

- Số chồi: 10 ngày đếm một lần, chồi phải có từ 3 lá trở lên

- Ngày thu hoạch vụ tái sinh: 60 - 70 ngày sau khi thu hoạch vụ chính

3.4.3.1.2 Tốc độ tăng trưởng chồi

- Đo 10 cây/ô, đo chồi cao nhất/cây, cứ 10 ngày đo 1 lần

- Động thái tăng trưởng chiều cao chồi tái sinh: Đo từ nách chồi đếnmút lá khi cây chưa trỗ bông Sau khi trỗ bông chiều cao cây được đo từnách chồi đến ngọn bông

- Động thái ra lá: 30 ngày sau khi nảy chồi thì cứ 10 ngày đếm 1 lần

- Đường kính thân chồi: Đo tại vị trí thân phình to nhất

3.4.3.2 Các chỉ tiêu về khả năng chống chịu

3.4.3.2.1 Khả năng chống chịu sâu bệnh

Theo dõi các loại sâu bệnh hại phát sinh ghi tên, ngày phát hiện sốcây bị hại, từ đó tính ra % cây bị hại theo công thức:

% Số cây bị hại = Số cây bị hại x100

Tổng số cây theo dõi Đánh giá theo các cấp như sau:

Cấp 0: Không bị hạiCấp 1: 1 - 5% số cây bị sâu bệnh hạiCấp 2: 6 - 25% số câybị sâu bệnh hạiCấp 3: 26 - 50% số cây bị sâu bệnh hạiCấp 4: 51 - 75% số cây bị sâu bệnh hạiCấp 5 : > 75% số cây bị sâu bệnh hại

3.4.3.2.2 Khả năng chống đổ

Đánh giá theo thang điểm (Căn cứ vào độ nghiêng của cây khi gặp mưa bão).+ Không đổ, Điểm 1 (hầu hết các cây đều đứng thẳng)

3.4.3.3 Các chỉ tiêu sau thu hoạch

Khi cây chín sữa tiền hành thu hoạch để tính năng suất

- Khối lượng tươi: khối lượng thân lá chồi

- Tỷ lệ thân/khối lượng tươi

- Năng suất thân: Khối lượng thân/ha

- Hàm lượng đường:

Cách lấy mẫu hàm lượng đường như sau:

Tại thời điểm thu hoạch sau khi mỗi một cây cao lương được bócsạch lá, bông cờ và cân khối lượng tươi của lá và thân xong thì ta đếm thứ

tự số lóng từ ngọn trở xuống đến lóng thứ 4 tại đó ta cắt lấy một đoạn dàikhoảng 1,5 - 2cm cho vào ép để lấy dịch ép rồi cho vào máy đo hàm lượngđường (Brix) được tính bằng %

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu

- Các số liệu khi tính toán được xử lý trên EXCEL 2003

- Các số liệu thu được của tất cả các cây/ô chia cho số cây theo dõi

để lấy số liệu trung bình của từng ô

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Điều kiện thời tiết khí hậu vụ hè thu năm 2011 tại Thái Nguyên Bảng 4.1: Bảng thời tiết khí hậu vụ Hè Thu năm 2011 tại Thái Nguyên

Tháng

Nhiệt Độ Trung Bình ( 0 c)

Độ ẩm trung bình (%)

Tổng lượng mưa (mm)

và chín sớm hơn tức là rút ngắn thời gian sinh trưởng, nếu gặp nhiệt độthấp thì ngược lại

Cây cao lương sinh trưởng thuận lợi ở nhiệt độ 25 - 280C ở nhiệt độthấp hơn 160C sinh trưởng cây cao lương bị chậm lại, nếu nhiệt độ thấp hơn

130C thì cây cao lương ngừng sinh trưởng và nhiệt độ thấp kéo dài ngàycao lương có thể bị chết Nếu nhiệt độ cao từ 28 - 350C thì cao lương sinhtrưởng nhanh, nẩy mầm nhanh nhưng chất lượng kém Tuy nhiên, mức độảnh hưởng của nhiệt độ cao hay thấp tuỳ thuộc vào giống và giai đoạn sinhtrưởng phát triển của cây cao lương

Qua theo dõi thực tế chúng tôi thấy: Nhiệt độ trung bình của các thángbiến động từ 16,8 - 28,70C, trong đó từ tháng 8 đến tháng 10 nhiệt độ tươngđối ổn định 24 - 28,50C nhiệt độ này rất phù hợp với sinh trưởng phát triểncây cao lương.

* Ẩm độ

Cao lương là cây trồng cạn cần nhiều nước song cũng rất nhạy cảmvới độ ẩm cao, đặc biệt ở giai đoạn cây còn nhỏ Độ ẩm không khí biếnđộng từ 71 - 85%, độ ẩm đất biến động từ 61 - 85%, tuy nhiên tuỳ thuộcvào từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển

Qua theo dõi thực tế chúng tôi thấy: Độ ẩm biến động từ 68 - 84%,trong đó từ tháng 6 đến tháng 11 ẩm độ tương đối ổn định 79 - 84% thuậnlợi cho cây sinh trưởng và phát triển

Vụ Hè Thu 2011 tại Thái Nguyên có lượng mưa qua các tháng và đạt

từ 5,2 - 284,7 mm, trong đó lượng mưa vào tháng 8 và 9 cao và gặp gió bãogây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cao lương non Lượng mưa lớn, ẩm

độ cao tạo điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát triển và gây ngập úng chocây cao lương mới trồng, đặc biệt là vào tháng 8 chồi đang trong giai đoạnphát triển thời kỳ đầu mà độ ẩm lại cao thuận lợi cho sâu đục thân pháttriển mạnh

Vụ Hè Thu tháng 4/2011 tại Thái Nguyên có lượng mưa qua cáctháng tăng dần và đạt từ 93,5 - 237,5mm tương đối thuận lợi cho cây caolương phát triển Tuy nhiên lượng mưa vào tháng 8 và 9 cao gây ảnh hưởngđến sự sinh trưởng của chồi cao lương tái sinh Lượng mưa lớn, ẩm độ caotạo điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát triển và gây ngập úng cho cây caolương, đặc biệt là vào tháng 8 chồi đang trong giai đoan phát triển thời kỳđầu mà độ ẩm lại cao thuận lợi cho sâu đục thân phát triển mạnh

4.2 Tỷ lệ tái sinh chồi của các dòng cao lương tham gia thí nghiệm

Theo dõi tỷ lệ tái sinh chồi ta đánh giá được khả năng tái sinh chồicủa từng dòng, giống, tỷ lệ tái sinh chồi cao hay thấp để biết được số lượnggiống tham gia nghiên cứu khả năng tái sinh và lựa chọn giống có khả năngtái sinh chồi tốt

Qua theo dõi, đánh giá ta chia khả năng tái sinh chồi của các dòng cao lương tham gia thí nghiệm thành 2 nhóm:

- Nhóm 1: nhóm không có khả năng tái sinh chồi (bảng 4.2)

- Nhóm 2: nhóm có khả năng tái sinh chồi (bảng 4.3)

Bảng 4.2: Những dòng không có khả năng tái sinh chồi

Bảng 4.3: Những dòng có khả năng tái sinh chồi

về khả năng tái sinh chồi của nhóm 2.

Bảng 4.4: Tỷ lệ tái sinh chồi của các dòng cao lương tái sinh tham gia

thí nghiệm

Qua bảng 4.4 ta thấy sự nảy chồi của các dòng cao lương trong thí

nghiệm có tỷ lệ thấp và không đồng đều, 4 ngày sau khi cắt cây (sau khithu hoạch vụ tơ) tỷ lệ nảy chồi có sự biến động lớn dao động từ 10 - 100%.Trong các dòng cao lương có khả năng tái sinh chồi trong thí nghiệm chỉ cóA61, A50 có tỷ lệ nảy chồi cao nhất (100% và 90%); A35 tỷ lệ nảy chồi là70%; A57 tỷ lệ nảy chồi là 60%; các dòng còn lại tỷ lệ nảy chồi rất thấp