Nghiên 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 nguyên

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV : Bảo vệ thực vật CCC : Chiều cao cây CGIAR : Trung tâm nghiên cứu tư vấn Nông nghiệp quốc tế ĐKT : Đường kính thân ICRISAT : Trung tâm nghiên cứu cây trồn

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, năm 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI 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 Đẹp

Thái Nguyên, năm 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây 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 đều đã được nêu rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Phạm Thị Thảo Trang

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của

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

Tôi đặc biệt cảm ơn: TS.HoàngThị Bích Thảo; PGS.TS.Luân Thị Đẹp,

Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là những người đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề 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 đã 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 đã tham gia thực hiện, nghiên cứu cùng với tôi trên đồng ruộng

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

Phạm Thị Thảo Trang

MỤC LỤC

Lời cam đoan 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 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề 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 đề tài 4

1.1.1 Đặc điểm thực vật học 5

1.1.2 Nguồn gốc, phân bố và điều 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 ích 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 trí thí nghiệm 30

2.1.1 Vật liệu thí nghiệm 30

2.1.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 31

2.2.1 Địa điểm 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 độ tăng trưởng chiều cao 39

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

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

3.1.5 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại 47

3.1.6.Khả năng chống đổ 49

3.1.7 Năng suất và hàm lượng đường 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 đoạn sinh trưởng và phát triển chồi của các giống cao lương thí nghiệm vụ tái sinh chồi 53

3.2.3 Đặc điểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm tại thời điểm 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 đổ 59

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

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62

1 Kết luận 62

2 Đề nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BVTV : Bảo vệ thực vật

CCC : Chiều cao cây

CGIAR : Trung tâm nghiên cứu tư vấn Nông nghiệp quốc tế ĐKT : Đường kính thân

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

MPOB : Ủy ban dầu cọ Malaysia

NLSH : Nhiên liệu sinh học

NRCS : Trung tâm nghiên cứu cao lương

NSSVH : Năng suất sinh vật học

NSTT : Năng suất thân

SAFGRAD : Tổ chức nghiên cứu và phát triển cây ngũ cốc vùng bán

khô hạn

TGST : Thời gian sinh trưởng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sản lượng cao lương của một số Châu lục giai đoạn 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 đây 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 đoạn sinh trưởng và phát triển của các giống cao lương

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

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

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

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

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

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

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

nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 53Bảng 3.11 Tốc độ 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 đặc điểm hình thái của các giống cao lương thí nghiệm

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

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

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

nghiệm vụ tái sinh chồi năm 2011 tại Thái Nguyên 60

DANH MỤC CÁC HÌNH

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

năm gần đây 9Biểu đồ 3.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao của các giống cao lương ngọt

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

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

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

nghiệm năm 2011 tại Thái Nguyên 61

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đáp ứng nhu cầu năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường là hai thách thức chính 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 đang xảy ra trên thế giới

do sự suy giảm nhanh chóng nhiên liệu hóa thạch dự trữ chẳng hạn như xăng, diesel, dầu hỏa, than… (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 chính mà còn gây tác động 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 khí thải này đóng góp đến 64 % không khí ô nhiễm ở các thành phố lớn và các vùng ngoại ô lân cận, do đó ảnh hưởng đến sức khỏe gây ra nhiều căn bệnh nguy hiểm như: bệnh ung thư, nhiễm trùng phế quản, viêm phổi… (Das và cs, 2001) [18] Việc đảm bảo nguồn năng lượng sạch dài hạn thay thế năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏ đang cạn dần và giá cả trở nên đắt đỏ

Việt Nam có điều kiện khí 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 được sản xuất 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 mỗi năm nếu như có sự điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng Vào năm 2050, dự đoán khoảng 50% lượng tiêu thụ dầu mỏ sẽ được thay thế bằng nguyên liệu sinh khối Trong giai đoạn hiện nay Việt Nam đang thực hiện nhiều chương trình nghiên cứu, dự án hợp tác giữa các tổ chức, công ty trong và ngoài nước nhằm đưa ra cây trồng thích hợp nhất cho việc sản xuất nguồn nguyên liệu tái sinh phục vụ sản xuất ethanol sinh học Một số đề án phát triển nhiên liệu sinh học đã được thực hiện, trong đó nghiên cứu và trồng

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

Theo đánh 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 mía đường (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 được trồng hiệu quả trên những vùng đất khô cằn, thậm chí

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

L Moench) hay còn gọi là cây lúa miến hiện đang được phát triển để sản xuất ngũ cốc và lấy thân Cây cao lương có thể trồng trên mọi loại đất: đất đồi, đất ruộng có thể chịu hạn tốt Ngoài ra cây cao lương có thể trồng 3-4 vụ trong năm, năng suất cao, thân cây được sử dụng làm thức ăn gia súc, thức ăn ủ và được 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 được 1 tấn ethanol, phần bã còn lại có thể chiết xuất được 500kg dầu diesel sinh học

Phát triển và chế biến cao lương là một vấn đề mới, ít 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 được các dòng, giống cao lương ngọt có sản lượng thân lá cao phù hợp với điều kiện Việt Nam

là vấn đề rất cần thiết Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề

tài: “Nghiên 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 Nguyên”

2 Mục tiêu của đề tài

2.1 Mục tiêu chung

Xác định được giống cao lương ngọt có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất thân cao và chất lượng tốt phù hợp với điều 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 điều kiện vụ chính 2011 và vụ tái sinh chồi 2011 tại Thái Nguyên

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

- Đánh giá năng suất và hàm lượng đường của một số giống cao lương ngọt

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

3 Ý nghĩa của đề 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 đã học và áp dụng vào thực tế sản xuất

- Trên cơ sở học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn, giúp học viên nâng cao được 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 điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Nguyên cũng như các tỉnh trung du miền núi phía Bắc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của đề 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 điều kiện sinh thái ở mỗi vùng khác nhau Vì vậy để phát huy hiệu quả của giống cần phải sử dụng chúng hợp lý, phù hợp với điều kiện sinh thái, khí hậu đất đai, kinh tế xã hội Để có những giống có năng suất chất lượng cao, có khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi thì công tác chọn giống đóng một vai trò vô cùng quan trọng Vavilop đã 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 để chọn tạo giống cây trồng mới như nhân giống vô tính, gây đột biến, lai tạo Có thể rút ngắn được thời gian tạo giống, tạo ra được giống tốt, có năng suất cao ổn định, sức chống chịu tốt với điều 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 Để chọn được giống nhập nội tốt, phù hợp với địa 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 được khảo nghiệm kỹ lưỡng và chưa được công nhận là đạt tiêu chuẩn mà đã đưa 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 định sự thành công của giống nhập nội

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

hưởng đến 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 điều kiện khí hậu Việt Nam

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

vụ sản xuất ethanol là vấn đề trước mắt hiện nay

1.1.1 Đặc điểm thực vật học

Cao lương ngọt một loại cây thuộc họ hòa thảo chiều cao từ 0,6 - 5m, đường kính thân 5-30mm tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và môi trường Đặc điểm thực vật học cũng như thời gian sinh trưởng của cây cao lương tương tự 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 được sinh ra từ một đốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương đương với số đốt trên thân

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

và kỹ thuật canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo điều kiện cho cây đẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại (Wilson, 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 đâm rộng nhờ đặc điểm này cao lương có thể sống ở những nơi khô hạn hơn ngô Rễ chính đâm sâu với nhiều rễ phụ và rễ bên,

rễ chủ yếu xuất hiện ở tầng đất mặt, rễ chính có thể đâm sâu tới 1,5m

Cao lương là cây tự thụ phấn, đôi 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 đực 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 đến 61.740 hạt Hạt có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây Hạt càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt

có vị đắng

Cao 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 của cao lương Nhờ quang hợp theo đường hướng này mà cao lương ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ cao và không xảy hiện tượng quang hô hấp Ngược lại, lúa là đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chu trình C3 Cao lương ngọt là sự kết hợp tuyệt vời giữa lúa với cây trồng nhiệt đới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ sung các gen có lợi khác từ mía, và là một trong những cây trồng tạo sinh khối hiệu quả nhất trên thế giới hiện nay

1.1.2 Nguồn gốc, phân bố và điều kiện ngoại cảnh

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

ôn đới ấm của thế giới

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

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

ở châu Phi, châu Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương 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 đới nên điều kiện khí hậu nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho phát triển Ngưỡng nhiệt phát triển 15 - 370C, tuy nhiệt nhiệt độ tối thích là 270C Đa

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

1.1.3 Thời gian sinh trưởng

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

Cách phân loại này dựa trên điều kiện thời tiết bình thường, dưới điều kiện thời tiết khắc nghiệt hoặc rất thuận lợi có thể kéo dài hoặc rút ngắn thời gian sinh trưởng đến 25 ngày so với cách phân loại trên (Vinall, 1936) [48] Dưới đây là cách phân loại giống các giống cao lương căn cứ theo thời gian từ gieo đến 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 được trồng phục vụ cho sản xuất đường hay rỉ đường tuy nhiên xuất phát từ mục đích chiết xuất

mà người ta chọn những giống có hàm lượng đường phù hợp Bộ Nông nghiệp 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, hàm lượng đường và các đặc tính sinh lý khác nhau Có thể chia thành 2 nhóm chính:

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

- Nhóm 2: thân chứa nhiều đường khử (fructozo), các giống chính: Theis, Tracy, M-81E Tổ chức ICRISAT đang 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 giống cây lấy đường (SCFS) ở Mississippi, Mỹ Hạt nhỏ, màu nâu vàng, tỷ lệ nảy mầm cao, có khả năng chống đổ tốt, kháng bệnh thán thư Thân cây có kích thước trung bình, có chất lượng đường tốt

M8IE là giống chín trung bình muộn được SCFS tạo ra Chiều cao và khả năng chống đổ tương đương giống Dale Có khả năng kháng bệnh thán thư nhưng lại dễ mắc bệnh lùn khảm Hàm lượng đường khử cao hơn giống Dale, 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 hán tốt Chất lượng đường tốt nhưng lượng đường giảm sau thu hoạch rất nhanh Hạt nhỏ, màu trắng, độ nảy mầm cao

Giống Tracy được công nhận năm 1953, thân cao đến 3,5m, thân ngon 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 bệnh thán thư lá, đốm 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 đầu thế giới, cung cấp thực phẩm, thức ăn, chất xơ, nhiên liệu, sợi… Cung cấp lương thực cho

750 triệu người trên hành tinh đặc biệt là ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Phi, châu Á và châu Mỹ La Tinh (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 được ví như một cây trồng đa tác dụng sản phẩm của nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau tùy vào mục đích sử dụng: hạt là thực phẩm cho người và gia súc, thân lá được sử dụng làm chất đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol

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

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

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

Năm Châu lục 1990 1995 2000 2005 2009 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 đại 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 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 đạt cao nhất

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

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

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 2.2 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, trong khi đó trước 1970 thì hạt lại được 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, đậu tương và lúa

mỳ, nhờ vào đặc tính chống chịu với thời tiết khô hạn và nhiệt độ cao Trong những năm 50 của thế kỷ trước, cao lương lai tạo đã được đưa vào trồng đại trà cho năng suất cao hơn hẳn và trở thành cây trồng phổ biến ở Mỹ Ban đầu cao lương có hạt màu đỏ tía, màu sắc này không phù hợp với chế biến Để khắc phục những hạn chế đó, các nhà chọn giống đã 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 đây

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 đó chủ yếu chế biến thức ăn chăn nuôi, 12% sản lượng cao lương phục vụ ngành công nghiệp chế biến ethanol

Đồng 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 đoạn từ 2000 đến 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 đạt: 3,68 triệu ha; năm 2000: 3,13 triệu ha đến năm

2010 còn: 1,95 triệu ha Nguyên nhân của việc giảm diện tích do sự cạnh tranh của cây trồng khác đặc biệt là cây ngô, diện tích đất nông nghiệp giảm và sự thay đổi 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 để sản xuất Ethanol sẽ là hướng đi mà quốc gia lựa chọn trong thời kỳ khủng hoảng năng lượng như hiện nay Ở Mỹ cao lương được trồng chủ yếu ở Kansas, Nebraska và Texas

1.2.3 Tình hình nghiên cứu cao lương trên thế giới

Nhận thức được vai trò quan trọng của cao lương cũng như nhu cầu tiêu thụ cao lương của con người không ngừng tăng lên Nhiều nước đã đầu 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 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 được phê duyệt năm 1984, bắt đầu hoạt động từ năm 1986 đến 1991 dưới nguồn vốn tài trợ của chính phủ Mỹ

Công tác nghiên cứu cao lương trên thế giới đang ngày càng được 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 được quy định bởi rất nhiều gen khác nhau Môi trường là nhân tố quy định giới hạn của kiểu gen Do dó các nhà khoa học phải tìm ra những gen và điều kiện môi trường thích hợp nhất để cây trồng cho năng suất cao

Tại Trung Quốc, Viện Đại học Nông nghiệp Thẩm Dương đã nghiên cứu

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

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

ở các vùng khác nhau của Liên bang Nga

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

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

lá cao, 3.500-5.000 kg đường/ha, 13,2% sucrose, 70-80% dịch mật trong cùng điều 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 đường cao đang được 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 đạt 80 tấn sinh khối/ha, năng suất hạt 1,5 - 5,5 tấn/ha, có thể thu hoạch sau 130 - 140 ngày

Sau khi đánh 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 đường, đường khử, đường kết tinh, tỷ lệ dịch ép của giống Brandes, Rio và Wray tương đương nhau (Broadhead, 1981) [7] Trong tám giống cao lương ngọt được trồng vào tháng đầu tháng 6 và thu hoạch vào tháng 11 có 3 giống Keller, MN 1500 và Ramada có năng suất sinh khối tương đương 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 điểm 60 ngày sau gieo Tại thời điểm 90 ngày sau gieo khối lượng vật chất khô giống Rio (72,2g), Dale (70,2g) và Brandes (65,5g) tương đương nhau Giống RM-10-2 có khối lượng vật chất khô cao nhất (75,2g) (Bryan và

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

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

đã tìm ra 12 dòng triển vọng Trong đó giống SSV-2525 có chiều cao cây cao

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

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 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 Đại học Nông nghiệp Dharwad đã khảo nghiệm các giống Roma, Rio, Thesis, Dale và Brandies với 2 giống địa phương (J-set-3, SB-1079) làm giống đối chứng Giống J-set-3 và Brandies có năng suất tương đương 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 được đánh giá từ tháng 6 năm 1978 đến tháng 2 năm 1979 trên các chỉ tiêu: hàm lượng đường, 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 đầu 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 điểm 141 và 81 ngày sau gieo) Hàm lượng đường Brix (%) dao động từ 4,7-21,6% và 7,4 - 20,7%, năng suất đường 0-3,8 tấn/ha và 0-1,6 tấn/ha trong vụ mùa đầu tiên

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

Giống cao lương ngọt TOP76-6 được công nhận năm 1994, là thế hệ F2 của giống Mer 60-2 và Brandes Giống TOP76-6 có đặc điểm như bông thẳng đứng, hạt màu trắng, nội nhũ sừng TOP76-6 có nhiều đặc điểm tương tự như giống Dale và Bailey nhưng có khả năng chống đổ tốt hơn Mật độ trồng thích

hợp 85.000 - 99.000 cây/ha Các chỉ tiêu nông học, năng suất và chất lượng được đánh giá trong hai năm 1992 và 1993 tại Blairville, Georgia cho thấy: Hàm lượng đường Brix tương đương giống Dale và cao hơn giống Bailey Sản lượng đường 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 đốm lá, bệnh thối nóng và bệnh sọc lá vi khuẩn TOP76-6 có khả năng kháng methyl parathion và các thuốc trừ sâu được sử dụng phổ biến hiện nay Mặc dù sản lượng đường thấp hơn giống Bailey nhưng nhờ nhưng ưu điểm 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 đường trong thân lá của các giống cao lương

Cao lương ngọt được xem như cây trồng cung cấp đường quan trọng ở khu vực khô hạn Madura, Indonesia trong suốt mùa khô Trong đó, giống Keller được đánh giá là giống phù hợp nhất tại đây Năng suất thân bình quân

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

Trường Đại học Isfahan, Iran đã 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 đối với 3 giống Rio, Vespa và Soave Kết quả cho thấy, giống Rio có năng suất thân, hàm lượng đường Brix (%), sucrose cao nhất, thấp nhất là giống Soave Khi bón 100 kg ure/ha ở thời kỳ bón lót cho hàm lượng đường, sucrose cao nhất

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

Trong 100 dòng cao lương ngọt được đánh giá về tỷ lệ phần trăm đường Brix, năng suất hạt, năng suất sinh khối và 1 vài chỉ tiêu về đặc điểm thực vật học trong năm 1967 tại 3 địa điểm Anantpur (tầng đất nông, lượng mưa thấp), Parbhani (đủ nước) và Pantancheru (chủ động nước) Nghiên cứu tác động của kiểu gen (G), môi trường (E) và tương tác giữa GxE đối với tất cả 100 dòng Hầu hết các dòng đều 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 thí nghiệm, các dòng này phù hợp sản suất cao lương với mục đích kép IS131, IS11496, IS15102, IS19674 và IS11152 cho lượng đường trong thân luôn cao (Brix: 17 - 21%)

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

Cao lương đã được sử dụng là nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất siro ở

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

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

Đánh giá khả năng sản xuất ethanol của 42 dòng cao lương được 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 đường tổng số, tỷ lệ đường 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

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) [3]

Sau khi ép thân lấy nước để 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] Đồng thời Rio là giống có hàm lượng nước ép cao 45,5-50,4%, hàm lượng đường (19,6-21,0%), hàm lượng tinh bột (14,28-26,2%), đường thô (1,75-3,37 tấn/ha)

Theo Ratnavati (2004) [38], 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 lượng đường cao nhất, rất thích hợp phục vụ sản xuất ethanol

NK405, Keller và Tracy được chọn để nghiên cứu hàm lượng đường trong thân và sự khác nhau giữa các đốt thân Quá trình hình đường Sucrose không liên quan chặt tới các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng, như đã được giả định cho đến nay, nhưng quá trình này xảy ra ngay khi kết thúc quá trình kéo dài đốt (Hoffmann Thoma và cs, 1996) [24]

Tại Alabama, các nhà khoa học tại Trung tâm nghiên cứu Nông nghiệp Lusiana đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của thời điểm trồng đến 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 đa 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 đường trong thân lá của một số giống cao lương ngọt

Thời gian thu hoạch là một yếu tố ảnh hưởng gián tiếp đến chất lượng của các giống trong điều kiện khí hậu trước và sau thu hoạch Samuels và Landrau (1954) tìm thấy sự thay đổi đáng kể trong sản lượng đường sucrose, Brix, độ tinh khiết, sự phân cực trong thân cây do thu hoạch ở các thời điểm khác nhau Hàm lượng đường trong thân cây có thể làm tăng hoặc duy trì liên tục từ giai đoạn chín sáp và giai đoạn chín hoàn toàn tùy thuộc vào kiểu gen hoặc thời điểm 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 đến tháng 8 Năng suất thân đạt 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 đất sét phù sa ở Isfahan năm 1990, 10 giống cao lương ngọt được gieo vào tháng 5, tháng 6, tháng 7, tháng 8 được đánh giá trên các chỉ tiêu: năng suất thân, hàm lượng đương Brix, độ Pol Hầu hết các giống đều sinh trưởng chậm khi gieo trong tháng 7 và tháng 8 Tháng 5 là tháng được coi là phù hợp nhất, khi cả 10 giống thí nghiệm đều cho kết quả tốt ở các chỉ tiêu theo dõi Ở tất cả thời điểm trồng năng suất thân cao nhất là các giống Wray, Keller, Dale, MN 1500 và Theis Trong khi đó, giống Wray, Vespa và Keller cho sản lượng đường cao nhất Giống và thời gian trồng có tác động nhất định đên năng suất thân, hàm lượng đường và nồng độ pol Smith và cộng sự (1971) [45] đã theo dõi hàm lượng đường của giống Rio từ 95- 115 ngày sau khi trồng Độ Brix tăng liên tục trong quá trình sinh trưởng, tăng mạnh nhất là từ khi ra hoa đến chín

Sund và cộng sự (1976) [47] ở Texas, đánh giá 40 dòng, giống cao lương ngọt, đã chỉ ra rằng giống Rio, Roma và Ramada cho năng suất thân cao, trong đó giống Rio có nồng độ Brix đạt 19,6%, tỷ lệ đường Sucrose đạt 15% khi thu hoạch ở thời điểm 105 ngày sau trồng, trong khi giống Roma

và Ramada đạt được 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 đến tháng 8 Sự chậm trễ trong thu hoạch từ giai đoạn hoa đến chín sinh lý không làm thay đổi 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] đã tiến hành nghiên cứu các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất tới năng suất đường của các giống: Dale, Keller, Rio và Grassl ở hai khu vực ôn đới là Fort Collins, Colorado (40,80 vĩ độ Nam, có khả năng tưới tiêu tốt) và Ames, Lowa (420 vĩ độ Nam, khu vực chuyên canh ngô và phụ thuộc vào nước trời) Các giống được đánh giá có tiềm năng năng suất đường trong điều kiện tưới và không tưới tại 2 mức phân Đạm 0,84 và 186kg/ha Sản lượng ethanol lý thuyết (tính theo hàm lượng tinh bột hoặc đường làm nguyên liệu) đánh giá trong 2 năm dao động từ 3.100-5.235l/ha Trong điều kiện có

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

Thí nghiệm ô chính phụ được tiến hành tại Kharif năm 1989 trong điều kiện không tưới với 5 dòng cao lương là nhân tố chính và 4 thời điểm thu hoạch (90-120 ngày) là nhân tố phụ Khi thu hoạch thân cây được cắt cách mặt đất 8-10cm Các chỉ tiêu tiến hành theo dõi: trọng lượng tươi, hàm lượng đường Brix, độ hao hụt đường, độ pol (nồng độ đường chung hay nồng độ đường saccarose gần đúng) Sản lượng dịch ép ở các dòng SSV74, SSV84 và SSV12611 cao hơn so với dòng SSV74 Sự khác biệt đáng kể ở các chỉ tiêu theo dõi tại 4 thời điểm thu hoạch, các chỉ tiêu theo dõi đạt lớn nhất khi thu hoạch ở thời điểm 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 đến chất lượng đường 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 độc hại và khí nhà kính Nồng độ 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 độ trái đất tăng 0,2 - 0,40C Nếu không có giải pháp tích cực, nồng độ khí nhà kính có thể tăng đến 400 ppm vào năm 2050 và 500 ppm vào cuối thế kỷ XXI, nhiệt

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

Sử dụng NLSH so với xăng dầu khoáng giảm được 70% khí CO2 và 30% khí độc 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 đất

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

vì khi đó 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, đóng góp vào việc giảm thiểu khí nhà kính và khí độc hại Đặc biệt, khi phát triển NLSH có thể sử dụng các giống cây có dầu, chẳng hạn như J.Curcas trồng trên các vùng đất hoang hoá hoặc đang sử dụng kém hiệu quả, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng đất

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

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

ra 2 - 3 đơn vị NLSH Như vậy, cân bằng năng lượng đầu ra so với đầu 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 định, NLSH sẽ đem đến đa 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 đó tinh bột, cellulose được xem là nền tảng Ethanol được 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) được xem là một loại cây trồng

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

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

những hộ nông dân nghèo Tuy nhiên sắn được trồng ở các vùng đất không thuận lợi, phân tán, đất nghèo, đất khô hạn, bạc màu đất trồng sắn ngày càng mất khả năng sản xuất và một năm sắn chỉ cho thu hoạch một lần Để mở rộng vùng nguyên liệu sắn đồng thời đảm bảo chất lượng đất là một trong những khó khăn lớn Sản lượng sắn hiện nay khoảng 9,5 triệu tấn trong đó 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 đáp ứng được nhu cầu trong nước và xuất khẩu nếu sử dụng sắn

để sản xuất ethanol sẽ đẩy giá sắn lên cao, ảnh hưởng tới xuất khẩu và hoạt động của các nhà máy chế biến tinh bột sắn

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

đất trống đồi trọc nhưng nếu trồng lấy dầu thì hiệu quả kinh tế rất nhỏ Để có 1kg dầu thì cần 3kg hạt (1kg hạt giá 6.000 đồng) Nếu tính riêng tiền nguyên liệu thì sản phẩm đầu ra đã lỗ chưa kể đến công nghệ chiết tách và phân phối Theo Trường Đại học Thành Tây (Hà Nội) 1 ha trồng cây Jatropha trong mấy năm gần đây thì năng suất không được như mong muốn chỉ có 0,8% diện tích đất 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 đến đạt năng suất như mong muốn

Trồng mía đường (Saccharum ssp) không gây ra bất cứ tác động 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 được sản xuất từ dịch ép của mía thì cần 30 lít nước Lựa chọn mía đường để sản xuất ethanol ở nước ta cũng cần phải xem xét đến khía cạnh đường cũng là thực phẩm cần thiết cho con người Nước ta hiện nay có nhiều nhà máy đường đang hoạt động 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 đang được đề cập tới ở Việt Nam cũng như trên thế giới Nhưng việc dùng ngô để sản xuất ethanol bị lên án bởi các tổ chức phi chính phủ, họ cho rằng sản xuất ngô hiện nay chỉ đủ phục vụ nhu

cầu lương thực của con người và chế biến thức chăn nuôi Mặt khác để đảm bảo năng suất cao, cây ngô yêu cầu trình độ thâm canh cao mà không phải hộ nông dân nào cũng đáp ứng được

Cây cao lương có đầy đủ những yếu tố để khắc phục những hạn chế trên Cao lương là cây trồng nhiệt đới được trồng chủ yếu ở các vùng bán khô cằn

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

Cao lương được 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 đầu vào thấp và có thể được sử dụng để 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 đất nghèo với lượng phân bón và nước ít

+ Có thể trồng được trong khoảng vĩ độ rộng lớn từ nhiệt đới đến ôn đới + Có thể trồng trên đất thiếu dinh dưỡng và có khoảng pH rộng 5,0 - 8,5 + Nhu cầu đạm thấp (khoảng 100-200 kg/ha/năm), do đó giảm ô nhiễm nguồn nước do bón nhiều phân đạm Ở những vùng đất nghèo kiệt có thể trồng cao lương luân canh với cây họ đậu

+ Một trong những vấn đề lớn đối với cây trồng lấy đường 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 đổi tùy mùa vụ và giống Trong dung dịch nước ép thân có khoảng 60% đường sucrose, 33% glucose

và 7% đường 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 đường và mía

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

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

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

Ấn Độ thời gian từ gieo đến 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, độ đường 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 đường cao hơn trong nước ép Cây lúa miến thường phát triển đến độ cao khoảng 120 cm đến 400 cm tùy thuộc vào sự đa dạng và điều kiện phát triển và có thể là cây trồng hàng năm hoặc cây trồng lâu năm (Gnansounou và

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

áp và ẩm ướt

Lược đồ mô tả quá trình sử dụng cao lương ngọt

Lược đồ 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 đều được tận dụng tối đa 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 được sử dụng làm chất đốt, nguyên liệu sản xuất giấy

Mỹ chủ yếu sử dụng ngô để sản xuất ethanol, cây cao lương chiếm vị trí thứ hai Càng ngày người ta càng quan tâm đến việc sử dụng rỉ mật cao lương ngọt để sản xuất ethanol Theo số liệu thống kê năm 2009 thì 29% sản lượng cao lương phục vụ cho sản xuất ethanol Ban đầu ngô được coi là nguyên liệu được lựa chọn cho sản xuất ethanol Tuy nhiên, ngô được 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 được trồng để phục vụ nhu cầu của con người và gia súc không phải để sản xuất ethanol và đổ lỗi rằng sản xuất ethanol đã đẩy giá ngô lên cao Mặt khác, năng suất trung bình của ngô là 9 tấn/ha (ẩm độ 15%) sản xuất được 3.600 lít ethanol trong khi đó năng suất sinh vật học của cao lương là 80 tấn/ha (ở điều 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 được 1 tấn cồn, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất được 500kg dầu diesel sinh học

Xăng sinh học

Sản xuất

Thức ăn chăn nuôi Mục đích sử dụng khác

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

Monti và Venturi (2002) đã 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) đã tiến hành so sánh tính khả thi trong việc sử dụng lúa mỳ, lúa mạch, ngô, cao lương hạt, củ cải đường và cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất chất đốt ở châu Âu Công trình này đánh giá trên 34 quốc gia Kết quả cho thấy cây cao lương ngọt là cây trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất quang hợp cao và khả năng thích nghi rộng Tuy nhiên, cao lương ngọt chỉ thực sự khả thi nhất khi

có bộ giống phù hợp với từng điều kiện khí hậu, canh tác, thổ nhưỡng

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

Nhằm đáp ứng nhu cầu quan trọng về năng lượng của đất nước, ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” Quyết định này đã tạo hành lang pháp lý, chính sách và các

kế hoạch đầu tư phát triển nhiên liệu sinh học Theo mục tiêu đặt ra trong đề

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

từ sinh khối, xây dựng mô hình thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học tại một số tỉnh, thành; quy hoạch vùng trồng cây nguyên liệu cho năng suất cao; đào tạo cán bộ chuyên sâu về kỹ thuật Giai đoạn 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; đa dạng hóa nguồn nguyên liệu

Ở nước ta, tuỳ theo vùng cây cao lương được gọi theo một số tên khác nhau như lúa miến, cù làng, mì Cao lương được trồng ở các khu 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 vùng núi dùng làm thức ăn chăn nuôi từ lâu đời nay

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

Thời gian gần đây chính phủ Việt Nam đã cho phép các công ty, các tổ chức nước ngoài hợp tác với các viện, trường đại học nghiên cứu phát triển cây cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất xăng sinh học Hãng Rusni Distilleries (Ấn Độ) cho biết, để 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, để đạt 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 đầu năm 2010

Trong những năm gần đây, một số đơn vị nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu cao lương ngọt làm nhiên liệu sinh học trong đó điển hình là đề 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 đề tài này là những giống thuần nhập nội từ ICRISAT (Ấn Độ) năng suất chỉ đạt 30 - 35 tấn/ha (theo đăng ký của đề tài) Ngoài ra cũng đã có một vài nơi thử nghiệm các giống khác nhưng năng suất thấp, chưa đạt được hiệu quả như mong muốn

Hiện nay công ty Secoin đang thực hiện Dự án Sinh học thực vật ứng dụng mới ở giai đoạn nghiên cứu định hướng được thực hiện trên 4 hecta,

gồm 2 phòng thí nghiệm và một số vườn ươm Các kết quả thực nghiệm sẽ được áp dụng trên 170 ha thực địa tại Quảng Ninh, Hà Tĩnh Dự án này đã nhận được sự ủng hộ nhiệt tình của các địa phương, sự hợp tác hào hứng của các kĩ sư, nhà khoa học ngoài công ty, đặc 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 Độ

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

Thời gian gần đây, Trường Đại học Nông Lâm đã hợp tác với Nhật Bản

về nghiên cứu và phát triển cao lương ngọt tại vùng trung du miền núi phía Bắc, đến nay đã thu thập được 49 mẫu giống từ: Công ty EarthNote, Đại học Kyusu Nhật Bản; từ Úc, từ Viện Di truyền thực vật, Trung tâm tài nguyên thực vật và các giống đang được trồng tại một số địa phương Năm 2011, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã 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 đại 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 để tiến hành nghiên cứu thí nghiệm tại trường Đại 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

- Khoảng cách giữa hai ô thí nghiệm: 1 m

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

vệ