Nghiên cứu khẳ năng sinh trưởng phát triển và khả năng tái sinh chồi của một số giống cao lương ngọt cao sản năm 2011 tại thái nguyên

Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi ựã tiến hành ựề tài: ỘNghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng tái sinh chồi của một số giống cao lương ngọt cao sản năm 2011 tại Thá

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, năm 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: 1 TS Hoàng Thị Bích Thảo

2 PGS.TS Luân Thị ðẹp

Thái Nguyên, năm 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng dược công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Các tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này ñều ñã ñược nêu rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Phạm Thị Thảo Trang

LỜI CẢM ƠN

để hoàn thành luận văn này, tôi ựã nhận ựược rất nhiều sự giúp ựỡ của

các cô giáo hướng dẫn, cơ quan chủ quản, các cá nhân

Tôi ựặc biệt cảm ơn: TS.HoàngThị Bắch Thảo; PGS.TS.Luân Thị đẹp,

Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên là những người ựã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện ựề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Phòng Quản lý đào tạo Sau đại học, khoa Nông học, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên, những người ựã truyền thụ cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trường

Tôi xin cảm ơn các em sinh viên ngành trồng trọt K39, K40 ựã tham gia thực hiện, nghiên cứu cùng với tôi trên ựồng ruộng

Và cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia ựình, bạn bè và ựồng nghiệp, những người luôn quan tâm giúp ựỡ trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu vừa qua

Phạm Thị Thảo Trang

MỤC LỤC

Lời cam ựoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình viii

MỞ đẦU 1

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài 1

2 Mục tiêu của ựề tài 2

2.1 Mục tiêu chung 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học của ựề tài 4

1.1.1 đặc ựiểm thực vật học 5

1.1.2 Nguồn gốc, phân bố và ựiều kiện ngoại cảnh 6

1.1.3 Thời gian sinh trưởng 7

1.1.4 Một số giống cao lương trồng phổ biến hiện nay 7

1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương trên thế giới 8

1.2.1 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới 8

1.2.3 Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới 13

1.3 Cao lương ngọt - nguồn nguyên liệu sinh học (NLSH) 21

1.3.1 Lợi ắch khi sử dụng NLSH 21

1.3.2 Lợi thế của cao lương ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học 22

1.4 đôi nét tình hình nghiên cứu, sản xuất cao lương ngọt ở Việt Nam 27

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Vật liệu và phương pháp bố trắ thắ nghiệm 30

2.1.1 Vật liệu thắ nghiệm 30

2.1.2 Phương pháp bố trắ thắ nghiệm 30

2.2 địa ựiểm và thời gian nghiên cứu 31

2.2.1 địa ựiểm nghiên cứu 31

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 31

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 31

2.3.1 Nội dung nghiên cứu 31

2.3.2 Quy trình kỹ thuật trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm 31

2.3.3 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 32

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 35

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Kết quả nghiên cứu các giống cao lương ngọt vụ chính 36

3.1.1 Khả năng sinh trưởng phát triển của các giống cao lương ngọt thí nghiệm vụ chính 36

3.1.2 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao 39

3.1.3 Khả năng ñẻ nhánh của các giống cao lương thí nghiệm 43

3.1.4 ðặc ñiểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm tại thời ñiểm thu hoạch vụ chính 44

3.1.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại 47

3.1.6.Khả năng chống ñổ 49

3.1.7 Năng suất và hàm lượng ñường của các giống cao lương thí nghiệm 50

3.2 Kết quả nghiên cứu các giống cao lương ngọt vụ tái sinh chồi 52

3.2.1 Các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển chồi của các giống cao lương thí nghiệm vụ tái sinh chồi 53

3.2.3 ðặc ñiểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm tại thời ñiểm thu hoạch vụ chính tái sinh chồi 56

3.2.4 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại 57

3.2.5 Khả năng chống ñổ 59

3.2.5 Năng suất và hàm lượng ñường của các giống cao lương ngọt vụ tái sinh chồi năm 2011 59

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 62

1 Kết luận 62

2 ðề nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

INRAN : Viện nghiên cứu nông nghiệp Niger

INTSORMIL

& CRSP

: Chương trình hỗ trợ nghiên cứu hợp tác quốc tế về cây cao lương và cây kê

khô hạn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng cao lương của một số Châu lục giai ñoạn 1990 –

2010 10Bảng 1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng cao lương trên thế giới 11

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất cao lương của Mỹ trong những năm gần ñây 12

Bảng 3.1 Tỷ lệ mọc mầm của các giống cao lương ngọt tham gia thí

nghiệm năm 2011 tại Thái Nguyên 36Bảng 3.2 Các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển của các giống cao lương

ngọt thí nghiệm vụ chính 2011 tại Thái Nguyên 37Bảng 3.3 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao của các giống cao lương thí

nghiệm vụ chính năm 2011 tại Thái Nguyên 40Bảng 3.4 Khả năng ñẻ nhánh của các giống cao lương ngọt tham gia thí

nghiệm vụ chính năm 2011 tại Thái Nguyên 43Bảng 3.6 Một số ñặc ñiểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm

vụ chính năm 2011 tại Thái Nguyên 45Bảng 3.7 Mức ñộ nhiễm sâu, bệnh hại các giống cao lương thí nghiệm vụ

chính năm 2011 tại Thái Nguyên 48Bảng 3.8 Khả năng chống ñổ của các giống cao lương thí nghiệm vụ

chính năm 2011 tại Thái Nguyên 50Bảng 3.9 Năng suất và hàm lượng ñường của các giống cao lương thí

nghiệm vụ chính năm 2011 51Bảng 3.10 Các giai ñoạn sinh trưởng chồi của các giống cao lương thí

nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 53Bảng 3.11 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao của các giống cao lương thí

nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 54

Bảng 3.12 Một số ñặc ñiểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm

vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 56Bảng 3.13 Mức ñộ nhiễm sâu, bệnh hại các giống cao lương thí nghiệm

tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 57Bảng 3.14 Khả năng chống ñổ của các giống cao lương thí nghiệm vụ tái

sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 59Bảng 3.15 Năng suất và hàm lượng ñường của các giống cao lương thí

nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 60

DANH MỤC CÁC HÌNH

Biểu ñồ 2.1: Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới trong những

năm gần ñây 9Biểu ñồ 3.1 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao của các giống cao lương ngọt

thí nghiệm vụ chính năm 2011 tại Thái Nguyên 42Biểu ñồ 3.2 Khả năng ñẻ nhánh của các giống cao lương ngọt tham gia

thí nghiệm vụ chính năm 2011 tại Thái Nguyên 44Biểu ñồ 3.2 Tốc ñộ tăng trưởng chiều cao của các giống cao lương ngọt

thí nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 55Biểu ñồ 3.3 Biểu ñồ so sánh năng suất thân của các giống cao lương thí

nghiệm năm 2011 tại Thái Nguyên 61

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

đáp ứng nhu cầu năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường là hai thách thức chắnh hiện nay Năng lượng không chỉ cần thiết mà nhu cầu sử dụng năng lượng cũng không ngừng gia tăng, do sự phát triển của công nghệ tiên tiến và gia tăng dân số Cuộc khủng hoảng nhiên liệu ựang xảy ra trên thế giới

do sự suy giảm nhanh chóng nhiên liệu hóa thạch dự trữ chẳng hạn như xăng, diesel, dầu hỏa, thanẦ (Ramanathan, 2000) [24] Sự phát triển của các quốc gia phụ thuộc rất lớn vào nguồn nhiên liệu hóa thạch như Việt Nam không chỉ làm tăng gánh nặng tài chắnh mà còn gây tác ựộng nghiêm trọng tới môi trường do việc thải ra các chất ô nhiễm như chì, benzen, lưu huỳnh dioxit, oxit nitơ và carbon monoxide Các chất khắ thải này ựóng góp ựến 64 % không khắ ô nhiễm ở các thành phố lớn và các vùng ngoại ô lân cận, do ựó ảnh hưởng ựến sức khỏe gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm như: bệnh ung thư, nhiễm trùng phế quản, viêm phổiẦ (Das và cs, 2001) [18] Việc ựảm bảo nguồn năng lượng sạch dài hạn thay thế năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏ ựang cạn dần và giá cả trở nên ựắt ựỏ

Việt Nam có ựiều kiện khắ hậu thổ nhưỡng rất phù hợp cho sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn năng lượng sinh khối Nhiên liệu cồn sinh học có thể ựược sản xuất từ lúa, ngô, sắn, khoai lang và mắa ựường, dầu sinh học ựược chế biến từ những loại cây lấy dầu như lạc, ựậu tương, vừng, cây hướng dương, dừa và bông Ước tắnh Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lắt cồn sinh học mỗi năm nếu như có sự ựiều chỉnh về sản lượng và diện tắch cây trồng Vào năm 2050, dự ựoán khoảng 50% lượng tiêu thụ dầu mỏ sẽ ựược thay thế bằng nguyên liệu sinh khối Trong giai ựoạn hiện nay Việt Nam ựang thực hiện nhiều chương trình nghiên cứu, dự án hợp tác giữa các tổ chức, công ty trong và ngoài nước nhằm ựưa ra cây trồng thắch hợp nhất cho việc sản xuất nguồn nguyên liệu tái sinh phục vụ sản xuất ethanol sinh học Một số ựề án phát triển nhiên liệu sinh học ựã ựược thực hiện, trong ựó nghiên cứu và trồng

thử nghiệm gồm 3 loại cây: cây sắn, cây mắa và cây cọc rào (hay còn gọi là cây jatropha)

Theo ựánh giá của Ngân hàng Phát triển đông Á, cao lương ngọt sẽ là cây trồng năng lượng phù hợp nhất ở Việt Nam nếu như có những cải tạo phù hợp về giống Cao lương ngọt là một trong những cây trồng sử dụng nước và dinh dưỡng hiệu quả nhất So với ngô và mắa ựường (nguyên liệu sản xuất ethanol hiện nay), cao lương ngọt chỉ cần 1/2 lượng nước và 1/2 lượng phân bón do vậy có thể ựược trồng hiệu quả trên những vùng ựất khô cằn, thậm chắ

gần hoang hóa, nơi không thể trồng lúa gạo Cây cao lương (Sorghum bicolor

L Moench) hay còn gọi là cây lúa miến hiện ựang ựược phát triển ựể sản xuất ngũ cốc và lấy thân Cây cao lương có thể trồng trên mọi loại ựất: ựất ựồi, ựất ruộng có thể chịu hạn tốt Ngoài ra cây cao lương có thể trồng 3-4 vụ trong năm, năng suất cao, thân cây ựược sử dụng làm thức ăn gia súc, thức ăn ủ và ựược sản xuất làm siro Hạt cao lương ngọt có thành phần hoá học như: sucrose, fructose và glucose có thể lên men trực tiếp thành ethanol bằng nấm men Khả năng tổng hợp chất hữu cơ cao hơn ngô 23%, nhu cầu nitơ và nước thấp hơn ngô là 37% và 17% Cứ 16 tấn cây cao lương ngọt có thể sản xuất ựược 1 tấn ethanol, phần bã còn lại có thể chiết xuất ựược 500kg dầu diesel sinh học

Phát triển và chế biến cao lương là một vấn ựề mới, ắt nghiên cứu lớn, ngoài các nghiên cứu rất giá trị của viện ICRISAT (Ấn độ) Khó khăn lớn hiện nay là nghiên cứu tuyển chọn hoặc lai tạo ựược các dòng, giống cao lương ngọt có sản lượng thân lá cao phù hợp với ựiều kiện Việt Nam

là vấn ựề rất cần thiết Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi ựã tiến hành ựề

tài: ỘNghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng tái sinh chồi của một số giống cao lương ngọt cao sản năm 2011 tại Thái NguyênỢ

2 Mục tiêu của ựề tài

2.1 Mục tiêu chung

Xác ựịnh ựược giống cao lương ngọt có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất thân cao và chất lượng tốt phù hợp với ựiều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Theo dõi tình hình sinh trưởng, phát triển của một số giống cao lương ngọt trong ựiều kiện vụ chắnh 2011 và vụ tái sinh chồi 2011 tại Thái Nguyên

- Theo dõi tình hình sâu bệnh hại và chống ựổ của một số giống cao lương ngọt

- đánh giá năng suất và hàm lượng ựường của một số giống cao lương ngọt

- So sánh và sơ bộ chọn lọc một số giống có triển vọng ựể tiếp tục khảo sát trong các mùa vụ tiếp theo

3 Ý nghĩa của ựề tài

3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Giúp học viên củng cố và hệ thống lại toàn bộ kiến thức ựã học và áp dụng vào thực tế sản xuất

- Trên cơ sở học ựi ựôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn, giúp học viên nâng cao ựược chuyên môn, nắm vững phương pháp tổ chức tiến hành nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất

3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

Góp phần tìm ra giống cao lương ngọt năng suất cao phù hợp với ựiều kiện tự nhiên tỉnh Thái Nguyên cũng như các tỉnh trung du miền núi phắa Bắc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của ñề tài

Giống mới có vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất

và sản lượng cây trồng Mỗi một giống khác nhau thì có phản ứng với ñiều kiện sinh thái ở mỗi vùng khác nhau Vì vậy ñể phát huy hiệu quả của giống cần phải sử dụng chúng hợp lý, phù hợp với ñiều kiện sinh thái, khí hậu ñất ñai, kinh tế xã hội ðể có những giống có năng suất chất lượng cao, có khả năng chống chịu tốt với ñiều kiện ngoại cảnh bất lợi thì công tác chọn giống ñóng một vai trò vô cùng quan trọng Vavilop ñã nói “Chọn giống có thể coi như một khoa học nhưng là một nghệ thuật như một lĩnh vực sản xuất của nền sản xuất nông nghiệp”

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật có rất nhiều phương pháp ñể chọn tạo giống cây trồng mới như nhân giống vô tính, gây ñột biến, lai tạo Có thể rút ngắn ñược thời gian tạo giống, tạo ra ñược giống tốt, có năng suất cao ổn ñịnh, sức chống chịu tốt với ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận Nhưng với trang thiết bị kỹ thuật của chúng ta hiện nay thì việc áp dụng các phương pháp tạo giống trên còn nhiều hạn chế, do vậy nhập nội là phương pháp tạo giống mới nhanh nhất và hiệu quả nhất ðể chọn ñược giống nhập nội tốt, phù hợp với ñịa phương thì việc khảo nghiệm tìm hiểu khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất chất lượng của giống trong vùng sinh thái khác nhau là rất quan trọng

Nếu các giống mới chưa ñược khảo nghiệm kỹ lưỡng và chưa ñược công nhận là ñạt tiêu chuẩn mà ñã ñưa ra sản xuất ở diện rộng thì sẽ gây tình trạng rối loạn giống, gây khó khăn cho việc sản xuất, thâm canh tăng năng suất cây trồng Như vậy khảo nghiệm là việc làm cần thiết quyết ñịnh sự thành công của giống nhập nội

Mặt khác Việt Nam là một nước nằm trong khu vực châu Á, thuộc khu vực nhiệt ñới nóng ẩm mưa nhiều, lượng mưa không phân bố ñều giữa các tháng trong năm nên có thể nói hạn là một trong những yếu tố chủ yếu ảnh

hưởng ñến sinh trưởng phát triển và năng suất của hầu hết các loại cây trồng Hàng năm diện tích trồng lúa nước bị hạn cục bộ khoảng 0,4 triệu ha Cao lương là cây trồng có khả năng chịu hạn cao thích nghi với ñiều kiện khí hậu Việt Nam

ðể mở rộng diện tích trồng cao lương trước tiên phải chọn ñược bộ giống phù hợp với từng vùng miền của Việt Nam, thích nghi với ñiều kiện khí hậu, có khả năng chống chịu bệnh ñồng thời cho năng suất thân lá cao phục

vụ sản xuất ethanol là vấn ñề trước mắt hiện nay

1.1.1 ðặc ñiểm thực vật học

Cao lương ngọt một loại cây thuộc họ hòa thảo chiều cao từ 0,6 - 5m, ñường kính thân 5-30mm tùy thuộc vào giống, ñiều kiện canh tác và môi trường ðặc ñiểm thực vật học cũng như thời gian sinh trưởng của cây cao lương tương tự như cây ngô và các cây ngũ cốc khác Số lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh trưởng, thông thường trên thân có từ 7 – 18

lá hoặc hơn (Leonard và cs, 1963) [29] Lá dài và rộng hơn lá ngô Mỗi lá ñược sinh ra từ một ñốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương ñương với số ñốt trên thân

Thân gồm các lóng và ñốt, lá mọc ra từ ñốt, chồi có thể mọc ra từ các ñốt thân Thời gian ñẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ

và kỹ thuật canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo ñiều kiện cho cây ñẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại (Wilson, 1995) [49] Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu xanh xám, gân lá màu tối

Rễ cao lương là cây rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nước hiệu quả, rễ ñâm rộng nhờ ñặc ñiểm này cao lương có thể sống ở những nơi khô hạn hơn ngô Rễ chính ñâm sâu với nhiều rễ phụ và rễ bên,

rễ chủ yếu xuất hiện ở tầng ñất mặt, rễ chính có thể ñâm sâu tới 1,5m Cao lương là cây tự thụ phấn, ñôi khi xảy ra hiện tượng giao phấn,

tỷ lệ giao phấn thường nhỏ hơn 6% (Conley, 2003) [16] Hoa mọc thành chùm, chùm hoa có cả hoa ñực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6.000 bông con Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài Một

kg hạt giống chứa 25.000 ñến 61.740 hạt Hạt có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu ñỏ nhạt ñến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây Hạt càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt

có vị ñắng

Cao lương một loại cây trồng nhiệt ñới, cao lương cùng họ với lúa Nhưng quang hợp theo chu trình C4 ñây chính là một ưu ñiểm vượt trội của cao lương Nhờ quang hợp theo ñường hướng này mà cao lương ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở ñiều kiện nhiệt ñộ cao và không xảy hiện tượng quang hô hấp Ngược lại, lúa là ñại diện của các loại cỏ ôn ñới, sử dụng chu trình C3 Cao lương ngọt là sự kết hợp tuyệt vời giữa lúa với cây trồng nhiệt ñới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ sung các gen có lợi khác từ mía, và là một trong những cây trồng tạo sinh khối hiệu quả nhất trên thế giới hiện nay

1.1.2 Nguồn gốc, phân bố và ñiều kiện ngoại cảnh

Trung tâm khởi nguyên chính của cao lương là ở châu Phi, vùng ñất khô hạn có lượng mưa hàng năm rất thấp Có thể cao lương ñược trồng ñầu tiên ở Ethiopia sau ñó lan rộng ra nhiều nước ở châu Phi (Martin, 1970) [31] Cao lương ñược trồng ở Hoa Kỳ vào năm 1850 Hiện nay cao lương ñược phân bố rộng khắp các vùng nhiệt ñới, cận nhiệt ñới, và các khu vực

ôn ñới ấm của thế giới

Cao lương là loại cây trồng nhiệt ñới và bán nhiệt ñới; cao lương thích nghi với khoảng ñiều kiện khí hậu rộng lớn từ những vùng có lượng mưa hàng năm cao ñến những nơi khô hạn Mặc dù lượng mưa và các yếu tố khác quyết ñịnh mùa vụ và thời gian sinh trưởng của cao lương nhưng cao lương vẫn có thể trồng và phát triển ở những nơi có ñiều kiện khác nghiệt

và trình ñộ thâm canh hạn chế (Rohman và cs, 2004) [40] Cao lương rất thích nghi với vùng ñất nóng, khô hạn và bán khô hạn và là cây trồng chính

ở châu Phi, châu Á, Nam Mỹ và châu ðại Dương nơi mà quá nóng và khô không phù hợp sản xuất ngô Cao lương là cây trồng lấy hạt chủ lực ở những vùng khô hạn và bán khô hạn Cây cao lương xuất xứ từ vùng nhiệt ñới nên ñiều kiện khí hậu nóng ẩm là ñiều kiện thuận lợi cho phát triển Ngưỡng nhiệt phát triển 15 - 370C, tuy nhiệt nhiệt ñộ tối thích là 270C ða

số các giống cao lương hiện nay không phản ứng với ánh sáng, tuy nhiên cao lương là cây trồng ngày ngắn

1.1.3 Thời gian sinh trưởng

Thời gian từ gieo ñến thu hoạch hạt là một trong những yếu tố quan trọng ñể phân loại các giống cao lương, bố trí mùa vụ Thời gian sinh trưởng thường ít thay ñổi tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào ñiều kiện thời tiết, mùa vụ, cùng một giống nếu trồng sớm thường có thời gian sinh trưởng dài hơn nếu trồng muộn

Cách phân loại này dựa trên ñiều kiện thời tiết bình thường, dưới ñiều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc rất thuận lợi có thể kéo dài hoặc rút ngắn thời gian sinh trưởng ñến 25 ngày so với cách phân loại trên (Vinall, 1936) [48] Dưới ñây là cách phân loại giống các giống cao lương căn cứ theo thời gian từ gieo ñến chín sinh lý

1.1.4 Một số giống cao lương trồng phổ biến hiện nay

Mặc dù hiện nay có rất nhiều giống cao lương ngọt ñược trồng phục vụ cho sản xuất ñường hay rỉ ñường tuy nhiên xuất phát từ mục ñích chiết xuất

mà người ta chọn những giống có hàm lượng ñường phù hợp Bộ Nông nghiệp Mỹ ñã chọn lọc ñược nhiều giống cao lương ngọt có năng suất thân lá cao Những giống này có thời gian sinh trưởng, trọng lượng hạt, hàm lượng ñường và các ñặc tính sinh lý khác nhau Có thể chia thành 2 nhóm chính:

- Nhóm 1: thân chứa nhiều ñường kết tinh (saccarozse) giống ñại diện Keller, Rio, Cowley…

- Nhóm 2: thân chứa nhiều ñường khử (fructozo), các giống chính: Theis, Tracy, M-81E Tổ chức ICRISAT ñang chọn tạo và phát triển các giống cao lương ngọt phục vụ sản xuất ethanol

Dale là giống chín trung bình ñược tạo ra bởi Trung tâm chọn giống cây lấy ñường (SCFS) ở Mississippi, Mỹ Hạt nhỏ, màu nâu vàng, tỷ lệ nảy mầm cao, có khả năng chống ñổ tốt, kháng bệnh thán thư Thân cây có kích thước trung bình, có chất lượng ñường tốt

M8IE là giống chín trung bình muộn ñược SCFS tạo ra Chiều cao và khả năng chống ñổ tương ñương giống Dale Có khả năng kháng bệnh thán thư nhưng lại dễ mắc bệnh lùn khảm Hàm lượng ñường khử cao hơn giống Dale, rỉ mật màu hổ phách chất lượng tốt

Brandes ñược 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 hán tốt Chất lượng ñường tốt nhưng lượng ñường giảm sau thu hoạch rất nhanh Hạt nhỏ, màu trắng, ñộ nảy mầm cao

Giống Tracy ñược công nhận năm 1953, thân cao ñến 3,5m, thân ngon ngọt nhưng năng suất thấp Trong ñiều kiện thuận lợi phát triển, giống này tạo

ra chất lượng rỉ mật rất tốt, nhưng dễ bị các bệnh như bệnh thán thư lá, ñốm lá

và bệnh rỉ sắt

1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương trên thế giới

1.2.1 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới

Cao lương là một trong những loại cây ngũ cốc hàng ñầu thế giới, cung cấp thực phẩm, thức ăn, chất xơ, nhiên liệu, sợi… Cung cấp lương thực cho

750 triệu người trên hành tinh ñặc biệt là ở những vùng nhiệt ñới và cận nhiệt ñới của châu Phi, châu Á và châu Mỹ La Tinh (Borrell, 2000) [11]

Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bố ở cả 6 châu lục tập trung chủ yếu ở châu Phi Và châu Mỹ Cây cao lương ñược ví như một cây trồng ña tác dụng sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau tùy vào mục ñích sử dụng: hạt là thực phẩm cho người và gia súc, thân lá ñược sử dụng làm chất ñốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol

Biểu ñồ 2.1: Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới trong những năm

Năng suất hạt cao lương ổn ñịnh qua các năm dao ñộng trong khoảng 13,6-13,7 tạ/ha, nhưng năng suất cao lương giữa các châu lục không ñều nhau

1990 1995 2000 2005 2010

DT (triệu ha)

NS hạt (tạ/ha)

SL (triệu tấn)

Bảng 1.1 Sản lượng cao lương của một số Châu lục giai ñoạn 1990 – 2010

Châu Mỹ là châu lục có năng suất cao lương cao nhất thế giới, sản lượng 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 lương nhưng trong số 10 nước có sản lượng cao nhất thế giới chỉ có Trung Quốc là ñại diện của Châu

Á Năm 2009 sản lượng cao lương của Trung Quốc là 2,3 triệu tấn, năng suất 39,65 tạ/ha cao hơn so với trung bình thế giới

Theo FAO (2007) [27] cao lương trên thế giới ñược thống kê từ năm

1960 ñến năm 2006 thì diện tích trồng cây cao lương thay ñổi không ñáng kể (khoảng 43 triệu ha) Tuy nhiên, năng suất hạt lại liên tục tăng và ñạt cao nhất

ở những năm 2004, 2005 (1,53 và 1,49 tấn/ha) Do ñó, sản lượng hạt của cao lương cũng ñạt cao nhất vào những năm 2004, 2005 Tình hình chung về diện tích, năng suất, sản lượng và sử dụng hạt cao lương ñược thể hiện ở bảng 2.2:

Bảng 1.2 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 ñích khác (1000 tấn)

Sử dụng làm thức

ăn gia súc (1000tấn)

Bình quân kg/người /năm

Qua bảng 2.2 cho thấy, mục ñích sử dụng cao lương trong những năm

1970 - 2000 cao lương chủ yếu ñược sử dụng làm thức ăn cho gia súc, trong khi ñó trước 1970 thì hạt lại ñược dùng làm lương thực cho con người

1.2.2 Tình hình sản xuất cao lương ở Mỹ

Ở Mỹ, cao lương là cây trồng quan trọng thứ 4 sau ngô, ñậu tương và lúa

mỳ, nhờ vào ñặc tính chống chịu với thời tiết khô hạn và nhiệt ñộ cao Trong những năm 50 của thế kỷ trước, cao lương lai tạo ñã ñược ñưa vào trồng ñại trà cho năng suất cao hơn hẳn và trở thành cây trồng phổ biến ở Mỹ Ban ñầu cao lương có hạt màu ñỏ tía, màu sắc này không phù hợp với chế biến ðể khắc phục những hạn chế ñó, các nhà chọn giống ñã chọn tạo ra các giống cao lương có hạt màu trắng thích hợp sản xuất thức ăn chăn nuôi và sản xuất rượu sâm banh

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất cao lương của Mỹ trong những năm gần ñây

Năm Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Xuất khẩu (triệu tấn)

Mỹ là quốc gia sản xuất cao lương lớn thứ hai thế giới Năm 2010 Mỹ

sản xuất 8,77 triệu tấn hạt (chiếm 16% sản lượng cao lương thế giới) trong ñó chủ yếu chế biến thức ăn chăn nuôi, 12% sản lượng cao lương phục vụ ngành công nghiệp chế biến ethanol

ðồng thời Mỹ cũng là quốc gia xuất khẩu cao lương lớn nhất thế giới chiếm 80% sản lượng cao lương xuất khẩu của thế giới Thị trường xuất khẩu cao lương chính của Mỹ là Mexico, do các chính sách hạn chế nhập khẩu ngô của chính phủ Trong giai ñoạn từ 2000 ñến 2005, Mexico nhập khẩu hơn 70% tổng lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ (FAS-USDA)

Diện tích trồng cây cao lương của nước Mỹ giảm trong suốt thời gian qua Năm 1990 diện tích cao lương ñạt: 3,68 triệu ha; năm 2000: 3,13 triệu ha ñến năm

2010 còn: 1,95 triệu ha Nguyên nhân của việc giảm diện tích do sự cạnh tranh của cây trồng khác ñặc biệt là cây ngô, diện tích ñất nông nghiệp giảm và sự thay ñổi các chính sách của chính phủ Mỹ về nông nghiệp và thương mại

Sản lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng liên tục trong vòng 35 năm qua Năm 2010 lượng cao lương xuất khẩu của Mỹ tăng 15% so với năm

2009 Trồng cao lương ñể sản xuất Ethanol sẽ là hướng ñi mà quốc gia lựa chọn trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng như hiện nay Ở Mỹ cao lương ñược trồng chủ yếu ở Kansas, Nebraska và Texas

1.2.3 Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới

Nhận thức ñược vai trò quan trọng của cao lương cũng như nhu cầu tiêu thụ cao lương của con người không ngừng tăng lên Nhiều nước ñã ñầu tư cho việc tăng năng suất và diện tích trồng cao lương Vấn ñề ñặt ra là chúng ta phải tăng năng suất cao lương bằng cách sử dụng các giống có tiềm năng năng suất cao và áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất

Ở Châu Phi dự án nghiên cứu cao lương cấp nhà nước ñược phê duyệt năm 1984, bắt ñầu hoạt ñộng từ năm 1986 ñến 1991 dưới nguồn vốn tài trợ của chính phủ Mỹ

Công tác nghiên cứu cao lương trên thế giới ñang ngày càng ñược mở rộng với các tổ chức và nhiều chương trình nghiên cứu như:

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

NRCS: Trung tâm nghiên cứu cao lương 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 nghiên cứu tư vấn nông nghiệp quốc tế

1.2.3.1 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 ñược quy ñịnh bởi rất nhiều gen khác nhau Môi trường là nhân tố quy ñịnh giới hạn của kiểu gen Do dó các nhà khoa học phải tìm ra những gen và ñiều kiện môi trường thích hợp nhất ñể cây trồng cho năng suất cao

Tại Trung Quốc, Viện ðại học Nông nghiệp Thẩm Dương ñã nghiên cứu

58 dòng lúa miến ngọt và chọn lọc ra một số giống tốt, thích hợp với vùng ñông bắc Trung Quốc

Trong năm 2004, 21 giống cao lương ngọt (A 63, 51 Volzhskoye, Kamyshinskoye 7, Kinelskoye 3, và các giống khác) ñã ñược công nhận trồng

ở các vùng khác nhau của Liên bang Nga

Trong số 90 dòng thử nghiệm tại Isaren ñã tìm thấy 9 dòng phù hợp cho quá trình tổng hợp ñường Hàm lượng ñường trung bình: 20,7%, 1,39 % ñường khử, 15,8% sucrose (Blum và cs,1975) [5]

Sau khi khảo nghiệm 1 số giống cao lương ngọt có nguồn gốc từ Mỹ ñã tìm ra ñược 3 giống (MN-9, MN-29 and Rio) có hàm lượng ñường trong thân

lá cao, 3.500-5.000 kg ñường/ha, 13,2% sucrose, 70-80% dịch mật trong cùng ñiều kiện canh tác như các giống khác (Blum và cs, 1977) [6]

Những giống cao lương ngọt có năng suất sinh khối và hàm lượng ñường cao ñang ñược phát triển tại Mỹ Những giống này có năng suất sinh khối cao hơn mía 30%, tuy nhiên tỷ lệ bã cao hơn mía (Nathan, 1978) [33]

Các giống cao lương ngọt có năng suất hạt 8,8 tấn/ha, năng suất sinh khối 66,8 tấn/ha Giống Rio có chiều cao cây cao nhất 300 cm (Rauppu và cs, 1980) [39]

Năng suất trung bình của các giống cao lương ngọt trên thế giới ở thập niên 70 từ tăng nhanh chóng từ 35 - 48 tấn/ha lên 45 - 60 tấn/ha Trong tương lai, năng suất sinh khối sẽ tiếp tục tăng và có thể ñạt 80 tấn sinh khối/ha, năng suất hạt 1,5 - 5,5 tấn/ha, có thể thu hoạch sau 130 - 140 ngày

Sau khi ñánh giá năng suất và số lượng chồi/thân chính của 4 số giống cao lương ngọt: Brandes, Dale, Rio và Wray có số lượng chồi/thân lần: 1,2; 0,38; 0,86; 0,36 Năng suất sinh khối của chồi bằng 56% năng suất thân chính, trong khi hàm lượng ñường, ñường khử, ñường kết tinh, tỷ lệ dịch ép của giống Brandes, Rio và Wray tương ñương nhau (Broadhead, 1981) [7] Trong tám giống cao lương ngọt ñược trồng vào tháng ñầu tháng 6 và thu hoạch vào tháng 11 có 3 giống Keller, MN 1500 và Ramada có năng suất sinh khối tương ñương nhau (41 - 46 tấn/ha) và cao hơn các giống khác Giống Brandes, Roma có khối lượng vật chất khô cao nhất: 54,2g và 50,4g ở thời ñiểm 60 ngày sau gieo Tại thời ñiểm 90 ngày sau gieo khối lượng vật chất khô giống Rio (72,2g), Dale (70,2g) và Brandes (65,5g) tương ñương nhau Giống RM-10-2 có khối lượng vật chất khô cao nhất (75,2g) (Bryan và

Sau khi tiến hành ñánh giá các dòng cao lương khác nhau tại Rahuri, cho thấy chiều cao của các dòng cao lương dao ñộng từ 180cm (dòng IS-660) ñến

350 cm (dòng IS-306) (Bapat và cs, 1983) [4]

Chiu và Hu (1984) [14] (Trung Quốc) chỉ ra rằng năng suất sinh khối trung bình liên quan chặt chẽ với chiều cao thân cây, năng suất hạt và số lượng 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 ở Kharif

ñã tìm ra 12 dòng triển vọng Trong ñó giống SSV-2525 có chiều cao cây cao

nhất (344cm) và năng suất thân lá ñạt (57,6 tấn/ha) sau ñó là giống SSV-74 và SSV-7073 năng suất thân lá ñạt 52,2 tấn/ha và 51,7 tấn/ha Giống SSV-108 ñược ñánh giá là giống phù hợp nhất trong ñiều kiện trồng vừa lấy hạt vừa lấy thân (4,1 tấn hạt/ha, 41,1 tấn thân lá/ha) (Bapat, 1987) [3]

Thí nghiệm ñánh giá 10 giống cao lương ngọt trồng trên nền ñất xám ở Dharward cho thấy: Chiều cao cây dao ñộng từ 100-350 cm, chu vi thân từ 1,47 cm – 2,29 cm (giống Brandes) Diện tích lá/cây phụ thuộc vào từng thời 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) [15]

Trong 3 năm 1984, 1985, 1986 trường ðại học Nông nghiệp Dharwad ñã khảo nghiệm các giống Roma, Rio, Thesis, Dale và Brandies với 2 giống ñịa phương (J-set-3, SB-1079) làm giống ñối chứng Giống J-set-3 và Brandies có năng suất tương ñương nhau Năng suất chồi cao nhất là giống Dale (4.07 tấn khô/ha) Tuy nhiên khi tính năng suất thân trung bình của vụ chính và chồi thì J-set-3 và Brandies là hai giống có năng suất cao nhất 85,55 tấn/ha và 83,16 tấn/ha (Kishansingh và cs, 1987) [28]

Trong 37 dòng cao lương ngọt ñược ñánh giá từ tháng 6 năm 1978 ñến tháng 2 năm 1979 trên các chỉ tiêu: hàm lượng ñường, dung môi và hàm lượng chất xơ, năng suất hạt và khả năng sản xuất lá Các dòng có thời gian sinh trưởng trung bình từ: 118-145 ngày ở lần thu hoạch ñầu tiên và 69-102 ngày ở lần thu hoạch chồi Kết quả cho thấy: có 10 dòng cao lương có tỷ lệ chất rắn hòa tan, năng suất hạt cao nhất (Radar, Atlas, Kansas Collier, Honey, Tracy, Sumac, Italian, Rio, trắng châu Phi, White Collier và FS26) Năng suất dịch ép cao nhất là giống Italian (7,6 và 4,8 tấn/ ha ở thời ñiểm 141 và 81 ngày sau gieo) Hàm lượng ñường Brix (%) dao ñộng từ 4,7-21,6% và 7,4 - 20,7%, năng suất ñường 0-3,8 tấn/ha và 0-1,6 tấn/ha trong vụ mùa ñầu tiên

và vụ thu hoạch chồi (Chiaramonti, 1994) [13]

Giống cao lương ngọt TOP76-6 ñược công nhận năm 1994, là thế hệ F2 của giống Mer 60-2 và Brandes Giống TOP76-6 có ñặc ñiểm như bông thẳng ñứng, hạt màu trắng, nội nhũ sừng TOP76-6 có nhiều ñặc ñiểm tương tự như giống Dale và Bailey nhưng có khả năng chống ñổ tốt hơn Mật ñộ trồng thích

hợp 85.000 - 99.000 cây/ha Các chỉ tiêu nông học, năng suất và chất lượng ñược ñánh giá trong hai năm 1992 và 1993 tại Blairville, Georgia cho thấy: Hàm lượng ñường Brix tương ñương giống Dale và cao hơn giống Bailey Sản lượng ñường thu hoạch ngang giống Dale và Della nhưng thấp hơn giống Bailey TOP76-6 là giống có khả năng kháng bệnh thán thư cao, chống chịu tốt với bệnh ñốm lá, bệnh thối nóng và bệnh sọc lá vi khuẩn TOP76-6 có khả năng kháng methyl parathion và các thuốc trừ sâu ñược sử dụng phổ biến hiện nay Mặc dù sản lượng ñường thấp hơn giống Bailey nhưng nhờ nhưng ưu ñiểm trong khả năng kháng bệnh, chất lượng siro tốt, chiều cao cây thấp TOP76-6 là một trong những giống cao lương tiềm năng ở khu vực Gruzia và Appalachian (Salam, 1995) [42]

1.2.3.2 Một số kết quả nghiên cứu hàm lượng ñường trong thân lá của các giống cao lương

Cao lương ngọt ñược xem như cây trồng cung cấp ñường quan trọng ở khu vực khô hạn Madura, Indonesia trong suốt mùa khô Trong ñó, giống Keller ñược ñánh giá là giống phù hợp nhất tại ñây Năng suất thân bình quân

là 21,8 tấn/ha, sản lượng ñường ước tính 2,04 tấn/ha Ở lần thu hoạch chồi cho năng suất ñạt 40-60% so với lần thu hoạch lần thứ nhất Tận dụng tối ña nguồn sinh khối của cây cao lương ngọt, thân cây ñược ép ñể lấy dịch phục vụ chế biến xiro, ñường thô hoặc sử dụng làm nguyên liệu thô cho ngành lên men rượu, còn phần bã ñược nghiền vụn làm ván dăm, hóa chất Phần lá và hạt làm thức ăn cho gia súc Trồng cao lương ngọt ñã giúp nông dân tăng thu nhập (Hoffmann thoma, 1996) [24]

Trường ðại học Isfahan, Iran ñã tiến hành nghiên cứu lượng phân Ure ở

3 mức 100, 200, 300 kg ure/ha ở hai thời kỳ bón lót và bón thúc ñối với 3 giống Rio, Vespa và Soave Kết quả cho thấy, giống Rio có năng suất thân, hàm lượng ñường Brix (%), sucrose cao nhất, thấp nhất là giống Soave Khi bón 100 kg ure/ha ở thời kỳ bón lót cho hàm lượng ñường, sucrose cao nhất

Ở mức bón ure cao hơn cho sản lượng ñường cao hơn nhưng tỷ lệ Brix % giảm Lượng phân ure phù hợp nhất ở thời kỳ ñẻ nhánh là 200 kg ure/ha (Schmidt, 1995) [44]

Trong 100 dòng cao lương ngọt ựược ựánh giá về tỷ lệ phần trăm ựường Brix, năng suất hạt, năng suất sinh khối và 1 vài chỉ tiêu về ựặc ựiểm thực vật học trong năm 1967 tại 3 ựịa ựiểm Anantpur (tầng ựất nông, lượng mưa thấp), Parbhani (ựủ nước) và Pantancheru (chủ ựộng nước) Nghiên cứu tác ựộng của kiểu gen (G), môi trường (E) và tương tác giữa GxE ựối với tất cả 100 dòng Hầu hết các dòng ựều thuộc nhóm có thời gian sinh trưởng trung bình

từ 108-150 ngày Các dòng IS6962, IS7555, IS9901, IS18162, IS18164, IS19674 và IS21005 cho năng suất hạt cao (1,34 - 2,49 tấn/ha) và sản lượng sinh khối (13 - 20,6 tấn/ha) trên 3 khu vực tiến hành thắ nghiệm, các dòng này phù hợp sản suất cao lương với mục ựắch kép IS131, IS11496, IS15102, IS19674 và IS11152 cho lượng ựường trong thân luôn cao (Brix: 17 - 21%)

và sinh khối (13 - 21 tấn/ha), thắch hợp cho mục ựắch chăn nuôi IS3940 là dòng chắn sớm và cho thấy không có sự khác biệt trong thời gian ra hoa trên tất cả các môi trường, hàm lượng ựường trong thân cây cao (15,5%) ngoại trừ tại Anantpur (Patel, 1994) [35]

Cao lương ựã ựược sử dụng là nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất siro ở

Mỹ cách ựây rất lâu nhờ thân mọng nước với hàm lượng ựường cao Dùng thân cây cao lương ngọt ựể chiết xuất ựường cho kết quả tốt như dùng quả cây thốt

nốt, hàm lượng ựường cao hơn trong thân mắa 9% (Karve và cs, 1970) [27]

đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lương ựược lai tạo

từ 6 giống cao lương ngọt và 1 giống cao lương lấy hạt cho kết quả như sau: khả năng sản xuất ethanol liên quan tới hàm lượng ựường tổng số, tỷ lệ ựường sucrose, tỷ lệ nước ép, năng suất thân và chu vi thân Trong số các cặp bố mẹ, giống SSV84 cho 14,2 ml ethanol/cây trong khi dòng lai giữa giống SSV84

và HES4 có năng suất cao nhất (32,1 ml ethanol/cây) (Ganesh, 1995) [20]

Sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ở Khairf năm 1985

ựã tìm ựược 12 dòng, giống có triển vọng phục vụ sản xuất ựường 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 ựường cao nhất 22,24%, tinh bột 15,9% (Bapat và cs ,1987) [3]

Sau khi ép thân lấy nước ựể sản xuất ethanol, giống Rio cho sản lượng cao nhất 3.418 l/ha, thấp nhất là giống NSA-440 74,7 l/ha (Mahalingam và cs,

2001) [30] ðồng thời Rio là giống có hàm lượng nước ép cao 45,5-50,4%, hàm lượng ñường (19,6-21,0%), hàm lượng tinh bột (14,28-26,2%), ñường thô (1,75-3,37 tấn/ha)

Theo Ratnavati (2004) [38], sau khi khảo nghiệm hàm lượng nước và chất lượng ñường 5 giống cao lương ngọt (Keller, SSV-84, BJ-248, Wrey và NSSH-104) giống Keller ñược ñánh giá là giống có hàm lượng ñường cao nhất, rất thích hợp phục vụ sản xuất ethanol

NK405, Keller và Tracy ñược chọn ñể nghiên cứu hàm lượng ñường trong thân và sự khác nhau giữa các ñốt thân Quá trình hình ñường Sucrose không liên quan chặt tới các giai ñoạn sinh trưởng của cây trồng, như ñã ñược giả ñịnh cho ñến nay, nhưng quá trình này xảy ra ngay khi kết thúc quá trình kéo dài ñốt (Hoffmann Thoma và cs, 1996) [24]

Tại Alabama, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp Lusiana ñã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của thời ñiểm trồng ñến sản lượng nước ép và khả năng sản xuất ethanol Giống DeKa1b và FS-4 có thời gian rải vụ ngắn hơn so với giống Thesis Kết quả cho thấy: Ngày trồng có ít ảnh hưởng lên một số thông số quan tâm trong sản xuất nhiên liệu Ethanol

Sự ña dạng của giống Thesis cho sản lượng Ethanol cao hơn (Giamalva, 1990) [21]

1.2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thu hoạch và bảo quản cao lương tới hàm lượng ñường trong thân lá của một số giống cao lương ngọt

Thời gian thu hoạch là một yếu tố ảnh hưởng gián tiếp ñến chất lượng của các giống trong ñiều kiện khí hậu trước và sau thu hoạch Samuels và Landrau (1954) tìm thấy sự thay ñổi ñáng kể trong sản lượng ñường sucrose, Brix, ñộ tinh khiết, sự phân cực trong thân cây do thu hoạch ở các thời ñiểm khác nhau Hàm lượng ñường trong thân cây có thể làm tăng hoặc duy trì liên tục từ giai ñoạn chín sáp và giai ñoạn chín hoàn toàn tùy thuộc vào kiểu gen hoặc thời ñiểm thu hoạch

Broadhead (1969) [8]quan sát thấy sự suy giảm năng suất thân cũng như

tỷ lệ dịch ép của giống Rio trong thời gian gieo từ tháng 5 ñến tháng 8 Năng suất thân ñạt cao nhất là 52 tấn/ha khi gieo trồng trong tháng 5, so với 35 tấn/ha (gieo tháng 6), tại Trạm thí nghiệm nông nghiệp ở Mississippi

Trong thí nghiệm trên ñất sét phù sa ở Isfahan năm 1990, 10 giống cao lương ngọt ñược gieo vào tháng 5, tháng 6, tháng 7, tháng 8 ñược ñánh giá trên các chỉ tiêu: năng suất thân, hàm lượng ñương Brix, ñộ Pol Hầu hết các giống ñều sinh trưởng chậm khi gieo trong tháng 7 và tháng 8 Tháng 5 là tháng ñược coi là phù hợp nhất, khi cả 10 giống thí nghiệm ñều cho kết quả tốt ở các chỉ tiêu theo dõi Ở tất cả thời ñiểm trồng năng suất thân cao nhất là các giống Wray, Keller, Dale, MN 1500 và Theis Trong khi ñó, giống Wray, Vespa và Keller cho sản lượng ñường cao nhất Giống và thời gian trồng có tác ñộng nhất ñịnh ñên năng suất thân, hàm lượng ñường và nồng ñộ pol Smith và cộng sự (1971) [45] ñã theo dõi hàm lượng ñường của giống Rio từ 95- 115 ngày sau khi trồng ðộ Brix tăng liên tục trong quá trình sinh trưởng, tăng mạnh nhất là từ khi ra hoa ñến chín

Sund và cộng sự (1976) [47] ở Texas, ñánh giá 40 dòng, giống cao lương ngọt, ñã chỉ ra rằng giống Rio, Roma và Ramada cho năng suất thân cao, trong ñó giống Rio có nồng ñộ Brix ñạt 19,6%, tỷ lệ ñường Sucrose ñạt 15% khi thu hoạch ở thời ñiểm 105 ngày sau trồng, trong khi giống Roma

và Ramada ñạt ñược năng suất tối ưu và tỷ lệ dịch ép cao nhất sau trồng

120 ngày

Trong thí nghiệm khác, Kishan Singh và Bakthawar Singh (1987) [28] khảo nghiệm 9 dòng, giống nhập nội từ Mỹ, giống Cart cho năng suất 34,0 tấn/ha khi trồng muộn từ tháng 6 ñến tháng 8 Sự chậm trễ trong thu hoạch từ giai ñoạn hoa ñến chín sinh lý không làm thay ñổi năng suất thân nhưng giảm

tỷ lệ dich ép Các thông số về chất lượng nước ép tăng lên cùng với sự chậm trễ trong gieo trồng và thu hoạch

Pandey (1953) [34] ñã tiến hành nghiên cứu các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất tới năng suất ñường của các giống: Dale, Keller, Rio và Grassl ở hai khu vực ôn ñới là Fort Collins, Colorado (40,80 vĩ ñộ Nam, có khả năng tưới tiêu tốt) và Ames, Lowa (420 vĩ ñộ Nam, khu vực chuyên canh ngô và phụ thuộc vào nước trời) Các giống ñược ñánh giá có tiềm năng năng suất ñường trong ñiều kiện tưới và không tưới tại 2 mức phân ðạm 0,84 và 186kg/ha Sản lượng ethanol lý thuyết (tính theo hàm lượng tinh bột hoặc ñường làm nguyên liệu) ñánh giá trong 2 năm dao ñộng từ 3.100-5.235l/ha Trong ñiều kiện có

tưới lá cao lương có màu xanh sẫm hơn trong ñiều kiện không tưới, nhưng sản lượng ñường và ethanol lý thuyết không khác biệt ñáng kể Kết quả cũng chỉ ra rằng lượng phân ñạm cung cấp có ảnh hưởng rõ rệt làm tăng khả năng lên men ñường

Thí nghiệm ô chính phụ ñược tiến hành tại Kharif năm 1989 trong ñiều kiện không tưới với 5 dòng cao lương là nhân tố chính và 4 thời ñiểm thu hoạch (90-120 ngày) là nhân tố phụ Khi thu hoạch thân cây ñược cắt cách mặt ñất 8-10cm Các chỉ tiêu tiến hành theo dõi: trọng lượng tươi, hàm lượng ñường Brix, ñộ hao hụt ñường, ñộ pol (nồng ñộ ñường chung hay nồng ñộ ñường saccarose gần ñúng) Sản lượng dịch ép ở các dòng SSV74, SSV84 và SSV12611 cao hơn so với dòng SSV74 Sự khác biệt ñáng kể ở các chỉ tiêu theo dõi tại 4 thời ñiểm thu hoạch, các chỉ tiêu theo dõi ñạt lớn nhất khi thu hoạch ở thời ñiểm 110 ngày sau gieo (Day, 1995) [17]

Tóm lại, năng suất sinh khối và chất lượng dịch ép bị chi phối bởi thời gian thu hoạch cũng như kiểu gen Năng suất sinh khối thường giảm khi thu hoạch muộn thì các chỉ số liên quan ñến chất lượng ñường lại tăng

1.3 Cao lương ngọt - nguồn nguyên liệu sinh học (NLSH)

1.3.1 Lợi ích khi sử dụng NLSH

Hiện nay, hàng năm toàn thế giới thải ra khoảng 25 tỷ tấn khí ñộc hại và khí nhà kính Nồng ñộ khí CO2, loại khí nhà kính chủ yếu, tăng trên 30% so với thời kỳ tiền công nghiệp (từ 280 ppm tăng lên 360 ppm), nhiệt ñộ trái ñất tăng 0,2 - 0,40C Nếu không có giải pháp tích cực, nồng ñộ khí nhà kính có thể tăng ñến 400 ppm vào năm 2050 và 500 ppm vào cuối thế kỷ XXI, nhiệt

ñộ trái ñất nóng thêm 2 - 40C, gây ra hậu quả khôn lường về môi trường sống

Sử dụng NLSH so với xăng dầu khoáng giảm ñược 70% khí CO2 và 30% khí ñộc hại, do NLSH chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh, chứa 11% oxy, nên cháy sạch hơn NLSH phân huỷ sinh học nhanh, ít gây ô nhiễm nguồn nước

và ñất

Sử dụng NLSH sẽ góp phần nâng cao hiệu quả nền kinh tế nông nghiệp

vì khi ñó ngoài chức năng cung cấp lương thực thực phẩm, nguyên liệu công nghiệp, thì ngành nông nghiệp còn có thêm chức năng cung cấp năng lượng

sạch cho xã hội, ñóng góp vào việc giảm thiểu khí nhà kính và khí ñộc hại ðặc biệt, khi phát triển NLSH có thể sử dụng các giống cây có dầu, chẳng hạn như J.Curcas trồng trên các vùng ñất hoang hoá hoặc ñang sử dụng kém hiệu quả, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng ñất

Sản xuất và sử dụng NLSH ñơn giản hơn so với các dạng nhiên liệu hyñrô/pin nhiên liệu, LPG Khi sử dụng E20, B20 không cần cải biến ñộng

cơ, sử dụng ñược cho các loại ôtô hiện có Cũng không cần thay ñổi hệ thống bồn chứa và phân phối hiện có NLSH và nhiên liệu khoáng có thể dùng lẫn với nhau ñược Công nghệ sản xuất NLSH không phức tạp, có thể sản xuất ở quy mô nhỏ (hộ gia ñình) ñến quy mô lớn Tiêu hao nhiên liệu, công suất ñộng cơ tương tự như dùng xăng dầu khoáng Nhiều công trình nghiên cứu về cân bằng năng lượng ñã cho thấy: Từ 1 ñơn vị năng lượng dầu mỏ sản xuất ñược 0,87 ñơn vị năng lượng xăng, hoặc 1,02 ñơn vị năng lượng ETBE, hoặc 2,05 ñơn vị năng lượng ethanol Từ 1 ñơn vị năng lượng dầu mỏ (dùng ñể cày bừa, trồng trọt, chăm sóc, vận chuyển ñến chế biến) sẽ tạo ra 1,2 ñơn vị năng lượng NLSH Nếu kể thêm các sản phẩm phụ (bã thải, sản phẩm phụ) thì tạo

ra 2 - 3 ñơn vị NLSH Như vậy, cân bằng năng lượng ñầu ra so với ñầu vào là dương Hiện tại, giá NLSH còn cao do sản xuất nhỏ, giá nguyên liệu cao Khi sản xuất quy mô lớn với công nghệ mới sẽ giảm giá thành Nếu xăng dầu không bù giá thì NLSH có giá thành thấp hơn Có thể khẳng ñịnh, NLSH sẽ ñem ñến ña lợi ích

1.3.2 Lợi thế của cao lương ngọt trong sản xuất nguyên liệu sinh học

Trong 20 năm qua, nhiều nhà khoa học và nhà sản xuất cố gắng tìm kiếm, nghiên cứu nguồn nguyên liệu thay thế dầu mỏ Nguồn sinh khối tái tạo trong ñó tinh bột, cellulose ñược xem là nền tảng Ethanol ñược coi như nguồn nguyên liệu “sạch” thay thế vừa có khả năng tái tạo vừa không gây ô nhiễm môi trường

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) ñược xem là một loại cây trồng

ñang ñược quan tâm số 1 hiện nay, có lợi thế cạnh tranh cao Cây sắn là cây

dễ trồng, thích nghi với nhiều loại ñất ñặc biệt vẫn cho năng suất khi trồng trên ñất nghèo kiệt Chi phí ñầu tư ban ñầu thấp nên sắn rất phù hợp với

những hộ nông dân nghèo Tuy nhiên sắn ñược trồng ở các vùng ñất không thuận lợi, phân tán, ñất nghèo, ñất khô hạn, bạc màu ñất trồng sắn ngày càng mất khả năng sản xuất và một năm sắn chỉ cho thu hoạch một lần ðể mở rộng vùng nguyên liệu sắn ñồng thời ñảm bảo chất lượng ñất là một trong những khó khăn lớn Sản lượng sắn hiện nay khoảng 9,5 triệu tấn trong ñó hơn 60 nhà máy sản xuất tinh bột tiêu thụ khoảng 3,2-4,8 triệu tấn và trên 30% sử dụng làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi Sản lượng sắn sản xuất mới chỉ ñáp ứng ñược nhu cầu trong nước và xuất khẩu nếu sử dụng sắn

ñể sản xuất ethanol sẽ ñẩy giá sắn lên cao, ảnh hưởng tới xuất khẩu và hoạt ñộng của các nhà máy chế biến tinh bột sắn

Cây Cọc rào (Jatropha) là cây trồng trên ñất hoang hoá, có thể phủ xanh

ñất trống ñồi trọc nhưng nếu trồng lấy dầu thì hiệu quả kinh tế rất nhỏ ðể có 1kg dầu thì cần 3kg hạt (1kg hạt giá 6.000 ñồng) Nếu tính riêng tiền nguyên liệu thì sản phẩm ñầu ra ñã lỗ chưa kể ñến công nghệ chiết tách và phân phối Theo Trường ðại học Thành Tây (Hà Nội) 1 ha trồng cây Jatropha trong mấy năm gần ñây thì năng suất không ñược như mong muốn chỉ có 0,8% diện tích ñất có cây trên 1.000 quả còn lại không có quả hoặc có số quả dưới 1.000 quả Như vậy khó có thể cho năng suất 1 tấn/ha chứ chưa nghĩ ñến ñạt năng suất như mong muốn

Trồng mía ñường (Saccharum ssp) không gây ra bất cứ tác ñộng xấu nào

tới môi trường Cây mía là cây trồng dài ngày, sau 12 tháng mới cho thu hoạch lại là cây trồng tiêu thụ nhiều nước Theo ước tính mỗi lít ethanol ñược sản xuất từ dịch ép của mía thì cần 30 lít nước Lựa chọn mía ñường ñể sản xuất ethanol ở nước ta cũng cần phải xem xét ñến khía cạnh ñường cũng là thực phẩm cần thiết cho con người Nước ta hiện nay có nhiều nhà máy ñường ñang hoạt ñộng không hết công suất do mía chỉ có một vụ và khả năng rải vụ mía là bài toán nan giải hiện nay Cây trồng này sẽ không khả thi cho việc là nguyên liệu sản xuất ethanol

Cây ngô cũng là cây trồng ñang ñược ñề cập tới ở Việt Nam cũng như trên thế giới Nhưng việc dùng ngô ñể sản xuất ethanol bị lên án bởi các tổ chức phi chính phủ, họ cho rằng sản xuất ngô hiện nay chỉ ñủ phục vụ nhu

cầu lương thực của con người và chế biến thức chăn nuôi Mặt khác ñể ñảm bảo năng suất cao, cây ngô yêu cầu trình ñộ thâm canh cao mà không phải hộ nông dân nào cũng ñáp ứng ñược

Cây cao lương có ñầy ñủ những yếu tố ñể khắc phục những hạn chế trên Cao lương là cây trồng nhiệt ñới ñược trồng chủ yếu ở các vùng bán khô cằn

và khô của thế giới, ñặc biệt là ở các khu vực không có khả năng trồng ngô Khoảng 90% của Mỹ sản xuất lúa cao lương ngọt hiện ñang ñược sử dụng cho thức ăn chăn nuôi và chỉ ≈ 10% cho sản xuất ethanol Cao lương ngọt ñược công nhận là cây trồng cho sinh khối lớn, có khả năng lên men ñể sản xuất methanol và ethanol

Cao lương ñược xem như cây trồng có khả năng cung cấp năng lượng lớn nhờ những lợi thế nổi bật như:

+ Cao lương cho năng suất sinh khối lớn mặc dù chí phí ñầu vào thấp và có thể ñược sử dụng ñể chế biến ra các sản phẩm có giá trị kinh tế cao như cồn sinh học, năng lượng (Chiaramonti và cs, 2004) [13] Ở Mỹ, cao lương có thể cho 30 tấn thân lá khô/ha khi trồng trên ñất nghèo với lượng phân bón và nước ít

+ Có thể trồng ñược trong khoảng vĩ ñộ rộng lớn từ nhiệt ñới ñến ôn ñới + Có thể trồng trên ñất thiếu dinh dưỡng và có khoảng pH rộng 5,0 - 8,5 + Nhu cầu ñạm thấp (khoảng 100-200 kg/ha/năm), do ñó giảm ô nhiễm nguồn nước do bón nhiều phân ñạm Ở những vùng ñất nghèo kiệt có thể trồng cao lương luân canh với cây họ ñậu

+ Một trong những vấn ñề lớn ñối với cây trồng lấy ñường là khả năng rải vụ

+ Nhu cầu nước thấp (khoảng 200 kg nước/1kg sinh khối), chỉ bằng 1/2 nhu cầu nước của ngô, 1/3 nhu cầu nước của mía

+ 75% lượng vật chất khô tích lũy trong thân Nước chiếm 85% trọng lượng thân tươi, các thành phần khác trong thân thay ñổi tùy mùa vụ và giống Trong dung dịch nước ép thân có khoảng 60% ñường sucrose, 33% glucose

và 7% ñường fructose (Woods, 2000) [50]

+ Do cao lương là cây trồng quang hợp theo kiểu C4 nên hiệu quả của quá trình quang hợp cao gấp 2 lần so với củ cải ñường và mía

+ Là cây trồng có khả năng chống chịu với ñiều kiện tự nhiên khắc nghiệt như: hạn hán, lụt, ñất mặn, ñất kiềm

+ Thời gian từ trồng ñến thu hoạch ngắn (4 - 5 tháng), trong khi mía phải

8 - 24 tháng sau trồng mới cho thu hoạch, cho phép quay vòng ñất nhanh Ở

Ấn ðộ thời gian từ gieo ñến thu hoạch cao lương khoảng 4 tháng, nhu cầu nước trong một vụ 4.000 m3 (Soltani và Almodares, 1994) [46] ít hơn 4 lần so với mía (12 - 16 tháng và 36.000 m3/vụ) Chi phí trồng cao lương/ha thấp hơn

3 lần so với trồng mía Năng suất hạt trung bình 1,5 – 7,5 tấn/ha, ñộ ñường 13

- 24%, saccarozo 7,2 -15,5%, năng suất thân 24 - 120 tấn/ha, năng suất sinh vật học 36 - 140 tấn/ha (Almodares , 1997) [1]

+ Lượng hạt giống thấp 10 - 15 kg hạt/ha, với ngô là 40 kg/ha

+ Cao lương giá trị năng lượng cao 4.125 kkcal/kg, thành phần lưu huỳnh và CO2 thấp gần như bằng 0

So với cao lương lấy hạt, cao lương ngọt có chiều cao lớn hơn và hàm lượng ñường cao hơn trong nước ép Cây lúa miến thường phát triển ñến ñộ cao khoảng 120 cm ñến 400 cm tùy thuộc vào sự ña dạng và ñiều kiện phát triển và có thể là cây trồng hàng năm hoặc cây trồng lâu năm (Gnansounou và

cs, 2005) [22] Hạt giống ñược gieo sau khi mùa mưa và ngay sau khi nhiệt ñộ ñất vẫn còn ở trên 15-180C Hạt giống nảy mầm trong vòng 24h trong ñất ấm

áp và ẩm ướt

Lược ñồ mô tả quá trình sử dụng cao lương ngọt

Lược ñồ trên mô tả qui trình sản xuất NLSH từ cây cao lương ngọt, cây ngô cũng tương tự Tất cả các sản phẩm từ cây cao lương ñều ñược tận dụng tối ña Hạt cao lương chế biến thức ăn cho người và gia súc, sản xuất ethanol Thân lá ép lấy nước lên men sản xuất nguyên liệu sinh học, phần bã còn lại ñược sử dụng làm chất ñốt, nguyên liệu sản xuất giấy

Mỹ chủ yếu sử dụng ngô ñể sản xuất ethanol, cây cao lương chiếm vị trí thứ hai Càng ngày người ta càng quan tâm ñến việc sử dụng rỉ mật cao lương ngọt ñể sản xuất ethanol Theo số liệu thống kê năm 2009 thì 29% sản lượng cao lương phục vụ cho sản xuất ethanol Ban ñầu ngô ñược coi là nguyên liệu ñược lựa chọn cho sản xuất ethanol Tuy nhiên, ngô ñược sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực thực phẩm và chăn nuôi với số lượng lớn xuất khẩu Nhu cầu

về ngô ngày càng lớn làm giá ngô tăng lên nhanh chóng Hiệp hội những người trồng ngô ở hoa kỳ cho rằng ngô ñược trồng ñể phục vụ nhu cầu của con người và gia súc không phải ñể sản xuất ethanol và ñổ lỗi rằng sản xuất ethanol ñã ñẩy giá ngô lên cao Mặt khác, năng suất trung bình của ngô là 9 tấn/ha (ẩm ñộ 15%) sản xuất ñược 3.600 lít ethanol trong khi ñó năng suất sinh vật học của cao lương là 80 tấn/ha (ở ñiều kiện thí nghiệm) vượt xa so với ngô, là cây trồng rất có triển vọng ở Mỹ (Rooney va cs, 2007) [41]

Giá thành sản xuất loại nhiên liệu sinh học từ cây cao lương chỉ có 3.500 nhân dân tệ/tấn Cứ 16 tấn cây cao lương có thể sản xuất ñược 1 tấn cồn, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất ñược 500kg dầu diesel sinh học

Xăng sinh học

Sản xuất

Thức ăn chăn nuôi

Mục ñích sử dụng khác

Người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lương vẫn ựể dùng làm thực phẩm

Monti và Venturi (2002) ựã so sánh khả năng cung cấp năng lượng phục

vụ sản xuất ethanol của cao lương ngọt, cao lương lấy thân và lúa mỳ ở Bogogna, Italia Kết quả cho thấy cao lương ngọt có khả năng cung cấp năng lượng cao hơn cao lương cỏ 14%, lúa mỳ 38% Venturi (2003) ựã tiến hành so sánh tắnh khả thi trong việc sử dụng lúa mỳ, lúa mạch, ngô, cao lương hạt, củ cải ựường và cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất chất ựốt ở châu Âu Công trình này ựánh giá trên 34 quốc gia 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 thắch nghi rộng Tuy nhiên, cao lương ngọt chỉ thực sự khả thi nhất khi

có bộ giống phù hợp với từng ựiều kiện khắ hậu, canh tác, thổ nhưỡng

1.4 đôi nét tình hình nghiên cứu, sản xuất cao lương ngọt ở Việt Nam

Nhằm ựáp ứng nhu cầu quan trọng về năng lượng của ựất nước, ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chắnh phủ ựã ký quyết ựịnh số 177/2007/Qđ-TTg về việc phê duyệt Ộđề án phát triển nhiên liệu sinh học ựến năm 2015, tầm nhìn ựến năm 2025Ợ Quyết ựịnh này ựã tạo hành lang pháp lý, chắnh sách và các

kế hoạch ựầu tư phát triển nhiên liệu sinh học Theo mục tiêu ựặt ra trong ựề

án sản xuất xăng E10 và dầu sinh học nhằm thay thế một phần nhiên liệu truyền thống hiện nay, ựến năm 2015 Việt Nam phải sản xuất ựược 250.000 tấn ethanol và biodiesel; năm 2025 là 1,8 triệu tấnẦ Theo ựề án, trong giai ựoạn 2006-2010, Việt Nam sẽ tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học

từ sinh khối, xây dựng mô hình thắ ựiểm phân phối nhiên liệu sinh học tại một số tỉnh, thành; quy hoạch vùng trồng cây nguyên liệu cho năng suất cao; ựào tạo cán bộ chuyên sâu về kỹ thuật Giai ựoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học thay thế một phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối phục

vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp khác; ựa dạng hóa nguồn nguyên liệu

Ở nước ta, tuỳ theo vùng cây cao lương ñược gọi theo một số tên khác nhau như lúa miến, cù làng, mì Cao lương ñược trồng ở các khu vực núi cao như Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Sơn La, ðiện Biên… hoặc khu vực Tây Nguyên Cao lương ñã ñược ñồng bào các dân tộc vùng núi dùng làm thức ăn chăn nuôi từ lâu ñời nay

TS Phạm Văn Cường, ðHNN Hà Nội, ñã thu thập và nhập nội một số giống cao lương ngọt, ñang tiến hành phối hợp với các nhà khoa học chăn nuôi và các nhà khoa học chế biến trong và ngoài nước ñể sử dụng cây cao lương làm thức ăn gia súc trong vụ ñông và chế biến cồn Cao lương sau 120 ngày trồng tại Hà Nội có tốc ñộ sinh trưởng trung bình ñạt 21g/m2/ngày sẽ cho năng suất 25,2 tấn/ha thân tươi và 2-3 tấn hạt, như vậy có thể chế biến ñược 3.000 - 3.500 lít ethanol

Thời gian gần ñây chính phủ Việt Nam ñã cho phép các công ty, các tổ chức nước ngoài hợp tác với các viện, trường ñại học nghiên cứu phát triển cây cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học Hãng Rusni Distilleries (Ấn ðộ) cho biết, ñể chạy một nhà máy ethanol sinh học công suất

40 tấn/ngày, cần 6.800 hecta cao lương ngọt giống bình thường hoặc 4.500 ha nếu giống tốt Như vậy, ñể ñạt chỉ tiêu 5.000 tấn ethanol sinh học vào năm

2010 thì chúng ta phải trồng khoảng 1.900 - 2.900 ha cao lương ngọt vào ñầu năm 2010

Trong những năm gần ñây, một số ñơn vị nghiên cứu ñã tiến hành nghiên cứu cao lương ngọt làm nhiên liệu sinh học trong ñó ñiển hình là ñề tài cấp nhà nước "Nghiên cứu tuyển chọn một số giống cao lương ngọt (sweet sorghum) có năng suất cao, chất lượng tốt cho sản xuất ethanol nhiên liệu" với mục tiêu tuyển chọn và xây dựng quy trình thâm canh cao lương ngọt Tuy nhiên bộ giống sử dụng trong ñề tài này là những giống thuần nhập nội từ ICRISAT (Ấn ðộ) năng suất chỉ ñạt 30 - 35 tấn/ha (theo ñăng ký của ñề tài) Ngoài ra cũng ñã có một vài nơi thử nghiệm các giống khác nhưng năng suất thấp, chưa ñạt ñược hiệu quả như mong muốn

Hiện nay công ty Secoin ñang thực hiện Dự án Sinh học thực vật ứng dụng mới ở giai ñoạn nghiên cứu ñịnh hướng ñược thực hiện trên 4 hecta,

gồm 2 phòng thí nghiệm và một số vườn ươm Các kết quả thực nghiệm sẽ ñược áp dụng trên 170 ha thực ñịa tại Quảng Ninh, Hà Tĩnh Dự án này ñã nhận ñược sự ủng hộ nhiệt tình của các ñịa phương, sự hợp tác hào hứng của các kĩ sư, nhà khoa học ngoài công ty, ñặc biệt là sự tham gia của Cty Hanhwa Resources (Hàn Quốc) và tư vấn của các nhà khoa học Mỹ, Ốt-xtrây-li-a, Trung Quốc, Ấn ðộ

Từ những năm 1990 Trường ðH Nông Lâm Thái nguyên cũng ñã tiến hành những nghiên cứu về cao lương lấy hạt trên quy mô nhỏ, những giống này ñược nhập từ ICRISAT Tuy nhiên do chưa có quá trình nghiên cứu tổng thể về ñiều kiện sinh thái trong quá trình chọn tạo giống, nên những giống nhập nội này chưa thực sự phù hợp với ñiều kiện sinh thái vùng trung du miền núi phía Bắc nên năng suất của những giống nhập nội này rất thấp

Thời gian gần ñây, Trường ðại học Nông Lâm ñã hợp tác với Nhật Bản

về nghiên cứu và phát triển cao lương ngọt tại vùng trung du miền núi phía Bắc, ñến nay ñã thu thập ñược 49 mẫu giống từ: Công ty EarthNote, ðại học Kyusu Nhật Bản; từ Úc, từ Viện Di truyền thực vật, Trung tâm tài nguyên thực vật và các giống ñang ñược trồng tại một số ñịa phương Năm 2011, Trường ðại học Nông Lâm Thái Nguyên ñã ký kết biên bản ghi nhớ hợp tác nghiên cứu và bản thỏa thuận nghiên cứu phát triển cây cao lương ngọt làm nhiên liệu sản xuất xăng sinh học tại Việt Nam với ñại diện công ty TNHH Earth Note Nhật Bản Theo bản thỏa thuận nghiên cứu, phía công ty TNHH Earth Note Nhật Bản sẽ hỗ trợ giống, kỹ thuật và một số kinh phí ñể tiến hành nghiên cứu thí nghiệm tại trường ðại học Nông Lâm và một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam Phía Nhà trường sẽ lập một nhóm nghiên cứu tiến hành triển khai nghiên cứu trên diện tích 5 ha từ vụ Xuân 2011

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu và phương pháp bố trí thí nghiệm

- Khoảng cách giữa hai ô thí nghiệm: 1 m

- Tổng diện tích thực tế ñang sử dụng cho thí nghiệm (không kể rãnh, và dải bảo vệ) 50,05 m2/ô x 5 x 3 = 750,75 m2