BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
***
ª
NGUYỄN Ý LAN
ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG NẢY MẦM VÀ SINH TRƯỞNG CÂY
CON TRONG DUNG DỊCH KClO
3
CỦA MỘT SỐ GIỐNG CAO
LƯƠNG NGỌT VÀ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT
LIỆU CHE PHỦ ðẾN SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN, NĂNG
SUẤT CÂY CAO LƯƠNG TẠI QUẾ VÕ - BẮC NINHLUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP


Tác giả Nguyễn Ý Lan Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

ii

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn này ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn
nhận ñược sự giúp ñỡ tận tình của nhiều cá nhân và tập thể:
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Kim Thanh ñã
tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành luận văn này
Tôi xin chân thành cảm ơn tới ban lãnh ñạo cùng toàn thể cán bộ công
nhân viên Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Ninh ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá
trình làm ñề tài
Tôi xin cảm ơn gia ñình và bạn bè ñã giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong suốt
quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ này.

2.1 Giới thiệu chung về cây cao lương 4
2.2 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới và Việt Nam 14
2.3 Giá trị kinh tế của cao lương 20
2.4 Các kết quả về sử dụng vật liệu che phủ trong nông nghiệp ở Việt
Nam 22
2.5 Bản chất của những thực vật thích nghi và chống chịu khô hạn 24
2.6 Những nghiên cứu về tính chống chịu hạn của cây cao lương 26
3 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.1 ðối tượng nghiên cứu 28
3.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 28
3.3 Thời gian nghiên cứu 28
3.4 Vật liệu nghiên cứu 28
3.5 Nội dung nghiên cứu 28
3.6 Phương pháp nghiên cứu 29
3.7 Phương pháp phân tích số liệu 34
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

iv

4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35
4.1 ðánh giá khả năng nảy mầm và sinh trưởng cây con trong dung
dịch KCLO
3
của các giống cao lương ngọt nghiên cứu 35
4.1.1 Khả năng nảy mầm trong dung dịch KCLO
3
của các giống cao
lương ngọt nghiên cứu 35
4.1.2 Khả năng sinh trưởng của cây con trong dung dịch KCLO
3

cao lương 65
4.6 Ảnh hưởng của các vật liệu che phủ ñến tình hình cỏ dại. 67
5 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 69
5.1 Kết luận 69
5.2 ðề nghị 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
PHỤ LỤC 75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CT : Công thức
ð/c : ðối chứng
FAO : Tổ chức lương thực thế giới
NSLT : Năng suất lý thuyết
NSTT : Năng suất thực thu
NXB : Nhà xuất bản
P1000 : Trọng lượng 1000 hạt
TB : Trung bình
TGST : Thời gian sinh trưởng
NDT : Nhân dân tệ
S : Giống

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………


4.6 ðộng thái ra lá của cao lương ở các công thức che phủ khác
nhau 48

4.7 ðường kính thân của cao lương ở các công thức che phủ khác nhau 50

4.8 Khối lượng chất khô của cao lương ở các công thức che phủ
khác nhau 52

4.9 Chỉ số SPAD của cao lương ở các công thức che phủ khác nhau 55

4.10 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của cao lương ở các công thức
che phủ khác nhau 58

4.11 ðộ Brix của cao lương ở các công thức che phủ khác nhau 60

4.12 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cao lương ở các
công thức che phủ khác nhau. 62

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

viii

4.13 Tình hình sâu bệnh của cao lương ở các công thức che phủ
khác nhau 65

4.14 Ảnh hưởng của vật liệu che phủ ñến tình hình cỏ dại của các
giống cao lương ngọt 67
C4, có khả năng cho năng suất sinh vật học cao và khả năng chịu hạn tốt. Tuy
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

2

nhiên, theo ñịnh hướng phát triển thì cây cao lương ngọt sẽ tập trung phát
triển ở vùng miền núi, ñất xấu và khô hạn. Phát triển và chế biến cao lương
ngọt làm nguyên liệu chế biến ethanol sinh học là một hướng mới hiện nay tại
Việt Nam.
ðể có thể phát triển ñược những giống cao lương ngọt chất lượng tốt
thích hợp với ñiều kiện thổ nhưỡng và khí hậu của Việt Nam trong ñó có
vùng ñất ñồi núi chưa sử dụng như tại Quế Võ - Bắc Ninh là ñiều cần ñược
quan tâm nghiên cứu, ñể có thể ñưa cây cao lương về trồng tại nơi này cần
nghiên cứu, lựa chọn ñể có bộ giống cao lương thích hợp cho năng suất cao
và chất lượng tốt ñể làm nguyên liệu chế biến ethanol sinh học
Vì vậy, ñể có cơ sở việc ñề xuất các giống cao lương có khả năng sinh
trưởng phát triển tốt và chịu ñược ñiều kiện hạn là vấn ñề cần ñặt ra nghiên
cứu. Xuất phát từ tình hình trên, với khuôn khổ của ñề tài, chúng tôi nghiên
cứu khả năng nảy mầm và sinh trưởng cây con trong dung dịch KCLO
3
ñây là
một trong những cơ sở bước ñầu ñể ñánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng
và nghiên cứu một số vật liệu che phủ nhằm làm tăng khả năng chịu hạn của
cây cao lương. Với tên ñề tài:
“ ðánh giá khả năng nảy mầm và sinh trưởng cây con trong dung
dịch KCLO
3
của một số giống cao lương ngọt và nghiên cứu ảnh hưởng
của vật liệu che phủ ñến sinh trưởng phát triển, năng suất cây cao lương
tại Quế Võ - Bắc Ninh”.

ñến sinh trưởng phát triển, năng suất cây cao lương tại Quế Võ - Bắc Ninh.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- ðề tài xác ñịnh ñược một số giống cao lương có khả năng nảy mầm và
sinh trưởng của cao lương ngọt giai ñoạn cây con trong ñiều kiện hạn nhân
tạo bằng KCLO
3

- ðề xuất vật liệu che phủ thích hợp ñể bước ñầu xây dựng quy trình kỹ
thuật trồng cây cao lương ngọt tại vùng Quế Võ - Bắc Ninh.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

4

2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu chung về cây cao lương
2.1.1. Nguồn gốc
Các loài trong chi này ñược gieo trồng trong các khu vực có khí hậu ấm
áp khắp thế giới.Chúng có nguồn gốc từ khu vực nhiệt ñới và cận nhiệt ñới
trên mọi châu lục cũng như ở châu ðại Dương và khu vực Australasia.
Theo Murdock (1959) thì người Mande ở thượng nguồn sông Niger (Tây
Phi) ñã thuần hóa cây cao lương ñầu tiên. Dogget (1965) cho rằng cây cao
lương ñược thuần hóa ở Ethiopia và giới thiệu vào Ai Cập khoảng 3000 năm
trước công nguyên.
Snowden (1936) ñã ñưa ra giả thuyết về sự lan truyền của cây cao lương
trên phạm vi toàn thế giới. Khởi ñầu nòi Durra ñược lan truyền từ Ethiopia
dọc theo sông Nile ñến cận ñông, qua Ấn ðộ và Ả Rập khoảng thời kỳ ñầu

Cao lương trồng phân ra làm 5 nòi chủ yếu:
- Race (nòi) Bicolor (B)
- Race (nòi) Guinea (G)
- Race (nòi) Cendatum (C)
- Race (nòi) Kaifir (K)
- Race (nòi) Durra (D)
(Võ Văn Quang, 2010) [10].
2.1.3. Giá trị sử dụng của cây cao lương
Theo hướng sử dụng, cao lương ñược chia thành 4 nhóm: Cao lương hạt,
cao lương ngọt, cao lương chổi và cao lương cỏ.
Cao lương là cây lương thực
ñ
ứng thứ 5 thế giới sau lúa, ngô, lúa mì, lúa
mạch. Cao lương hạt và cao lương ngọt chủ yếu cho lương thực, thực phẩm
và ethanol sinh học, ngoài ra còn cho thức ăn gia súc, gia cầm (người ta gọi
cao lương là cây trồng thần diệu, một loại cây trồng ña mục tiêu) [34].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

6

Cao lương chổi chủ yếu cho thức ăn gia súc, ngoài ra còn dùng làm vật liệu
xây dựng. Cao lương chổi chủ yếu cho vật liệu làm chổi và cùng với thân lá của
các cao lương khác ñược tái chế làm vật liệu xây dựng như ván dăm, ván gỗ sinh
thái có giá trị thương mại cao (ván Kirei, ñang ñược bán tại Mỹ với giá 75
USD/m
2
). ðặc ñiểm chung quan trọng của các loài cao lương là cây trồng có
mùa vụ ngắn ngày, ñòi hỏi ít nước và có thể phát triển ở các vùng ñất nhiệt ñới
bán khô cằn, nơi thường có nhiều người nghèo sinh sống [28].
Trên thế giới cao lương ñược sử dụng ña dạng mục ñích từ ñể nguyên

tùy thuộc vào ñiều kiện ñất ñai, khí hậu, kỹ thuật chăm sóc, thu hái và giống.
ðiều này ñã ảnh hưởng tới chất lượng và sản lượng thức ăn khi sử dụng cho
mục ñích làm thức ăn gia súc.
Theo Boardman (1980), cao lương sử dụng làm thức ăn gia súc ở 120 ngày
sau trồng tại California có tốc ñộ sinh trưởng trung bình ñạt 23g/m
3
/ngày sẽ cho
năng suất ñạt 27,6 tấn/ha, tại Australia cao lương 83 ngày sau trồng có tốc ñộ
sinh trưởng trung bình ñạt 17g/m
3
/ngày sẽ cho năng suất 14,1 tấn/ha.
Ngoài mục ñích sử dụng làm thức ăn gia súc, thân cao lương còn ñược
sử dụng ñể sản xuất mật cao lương, ñường, ñồ uống chứa cồn (Dan và
Woody, 2001).
Các bộ phận của cây là nguồn nguyên liệu cho nấu nướng. Chất nhuộm
màu ñược chiết ở cao lương hạt ñược sử dụng ở phía ñông châu Phi. Ở Mỹ, tinh
bột của cao lương ñược chế biến bằng qui trình nghiền ướt làm thành ñường
dextro, các giống cao lương hạt sáp sử dụng làm keo dán giấy và vải. Ở Trung
Quốc người ta ñã ước tính giá thành sản xuất cồn từ cây cao lương chỉ có
3.500NDT/tấn. Cứ 16 tấn cây cao lương có thể sản xuất ñược 1 tấn cồn, phần bã
còn lại có thể chiết xuất ñược 500kg dầu diesel sinh học. Người ta chỉ chế biến
nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lương vẫn ñể dùng làm thực phẩm [35].
Ở Việt Nam, cao lương cũng ñược dùng làm lương thực, nấu cháo. Hạt
cao lương dùng ñể làm rượu cao lương của người Dao ở xứ Bát Xát (Lào
Cai). Tại Hoà Bình thân cao lương còn ñược cộng ñồng các dân tộc ở ñây sử
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

8

dụng như ñối với cây mía. Thân cây ñược trồng giải khát với ñồng bào dân tộc

(%)
Lysin
dễ tiêu
(%)
Cao lương

12,4 13,7 11,0 0,27 0,19
Ngô
12,1 14,2 9,0 0,27 0,22

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

9

Có một phân tích chuyên sâu về thành phần dinh dưỡng trong hạt cao
lương cho thấy: cám của hạt cao lương rất ít protein và khoáng nhưng giàu
chất xơ. Phôi cao lương giàu khoáng, protein, vitamin B – Complex và dầu
nhưng ít tinh bột, trên 68% chất khoáng và 75% chất dầu của hạt nằm trong
phôi. Nội nhũ là phần lớn nhất của hạt, nó nghèo dầu và khoáng nhưng lại có
nhiều protein (80%), tinh bột (94%), vitamin B - Complex (50 – 75%)
(Hubbard và CS, 1950).
Với thành phần dinh dưỡng như trên, ñể tăng tính ngon miệng cho gia
súc và tăng hiệu quả sử dụng của thức ăn, NRI (1988) ñã khuyến cáo tỉ lệ sử
dụng hạt cao lương và ngô.
2.1.5. Các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của cây cao lương
Cao lương là cây lương thực dễ trồng, không kén ñất. Song, muốn ñạt
năng suất cao cần nắm vững các giai ñoạn sinh trưởng phát triển ñể tác ñộng
một cách hợp lý nhất vào các biện pháp kỹ thuật [4].
Thời gian hoàn thành mỗi giai ñoạn phụ thuộc vào giống và môi trường.
Cùng một giống nhưng thời vụ trồng khác nhau thì thời gian qua mỗi giai

Cây có bông, thân tăng nhanh về chiều cao, số lá ñạt 80% tổng số, tốc ñộ
hút dinh dưỡng trong ñất nhanh [15].
- Giai ñoạn 5:
Bông mọc dài bên trong bẹ lá cờ và hình thành ñầy ñủ, số lá ñạt tối ña,
thân hoàn chỉnh về chiều cao, kích thước của bông ñược quyết ñịnh, thời kì
này thiếu nước nghiêm trọng có ảnh hưởng ñến khả năng trỗ và sự thụ tinh
của hoa [15].
- Giai ñoạn 6:
Bông trỗ ñược 1/2, cuống bông dài ra ñể ñưa bông thoát khỏi bẹ lá, 1/2
lượng chất khô ñã ñược tích lũy [15].
- Giai ñoạn 7:
Ngậm sữa, hạt phát triển nhanh, trọng lượng thân lá giảm dần, các lá
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

11

phía dưới bắt ñầu chết, cây còn từ 8 - 12 lá (giống ngắn ngày) [15].
- Giai ñoạn 8:
Cứng hạt, lúc này 3/4 trọng lượng chất khô ñã ñược tích lũy vào hạt.
Trọng lượng thân lá giảm ñến mức tối ña [15].
- Giai ñoạn 9:
Hạt chín, lượng chất khô ñược tích lũy tối ña trong hạt. Thời kỳ trỗ bông
ñến chín thường chiếm 1/3 tổng thời gian sinh trưởng của cây. Thời gian này
một số lá còn xanh, nếu ñiều kiện nhiệt ñộ, ẩm ñộ thích hợp, cây có thể ñâm
nhánh ở các mắt bên trên gốc [15]
2.1.6. Yêu cầu về ñiều kiện sinh thái của cây cao lương
Ánh sáng: Là cây ưa sáng, trong suốt chu kỳ sinh trưởng cần có ñủ ánh
sáng, thời kỳ phát dục ñầu có ñủ ánh sáng sẽ giúp cây con phát triển
khỏe.Thời kỳ cuối cần có ñủ ánh sáng ñể cây quang hợp và tích luỹ chất khô
thuận lợi, quá trình thụ tinh dễ dàng, giảm tỷ lệ lép, phẩm chất tăng [15]

ñược cao lương (Nguyễn Văn Trung, 2009).Tuy nhiên, giống như hầu hết các
loại cây trồng, nó sinh trưởng và phát triển tốt nhất trên ñất màu mỡ với phạm
vi pH từ 5,0 – 8,5 [15].
2.1.7. ðặc ñiểm thực vật học
Rễ: Cao lương có bộ rễ phát triển rộng, số lượng rễ con gấp 2 lần so với
ngô. Mầm rễ sơ cấp xuất hiện ngay sau khi hạt nảy mầm, có một số rễ sơ cấp
phát triển và thường không phân nhánh. Rễ thứ cấp phát triển từ mắt thân ñầu
tiên. Chính những rễ này phát triển thành bộ rễ của cây sau này. Rễ sơ cấp sau
ñó chết ñi sễ có nhiều rễ con xuất hiện ở các ñốt thân dưới thấp khi cây không
thích nghi với môi trường, những rễ này không có tác dụng hút nước và dinh
dưỡng [5].
Thân: Cây cao lương có thân mảnh mai, ñường kính thân ở phần gốc
thay ñổi từ 0,5 ñến 5cm và thu nhỏ ở phần ngọn, chiều dài thân từ 0,5 ñến 4m.
Thân cây ñặc với một lớp vỏ cứng hoặc một lớp vỏ với phần ruột mềm. Bó
mạch phân tán khắp tiết diện thân nhưng tập trung nhiều nhất ở vòng ngoài,
tạo nên một lớp vỏ cứng giúp cây ñứng thẳng vững chãi. Các bó mạch ở phần
lõi thân thường to hơn so với các bó bên ngoài [5].
Phần ruột thân có thể có vị ngọt hoặc không, ẩm hoặc khô. Ở các thân
cây già phần ruột thường rạn vỡ, ñặc biệt là thân cây khô.
Tại mỗi mắt thân xuất hiện một lá và một chồi (trừ lá ñòng là không có
kèm chồi), trên thân có thể phát triển một vài chồi nách.
Lá: Sự phân bố của lá trên thân rất ña dạng, lá có dáng thẳng ñứng hoặc
gần như nằm ngang, phiến lá thẳng hoặc lòng mo. Các lá có chiều dài khác
nhau, thường ngắn và nhỏ hơn ở phần ngọn. Thông thường lá có chiều dài
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

13

khoảng 1m và bề rộng 10 ñến 15cm. Số lá trên thân có thể thay ñổi từ 15 ñến
30 lá tùy theo loài và ñiều kiện môi trường. tại phần gốc lá nối với bẹ, có một

2.2. Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới và Việt Nam
2.2.1.Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới
Từ ñầu những năm 90, Trung Quốc ñã bắt ñầu nghiên cứu phát triển
nguồn nhiên liệu và công nghệ chuyển ñổi nhiên liệu sinh học, dùng kỹ thuật
truyền thống ñể sản xuất các sản phẩm dạng dầu và cồn từ cây cao lương
ngọt, nhưng các sản phẩm này lúc ñó chỉ phục vụ trong ngành thực phẩm và
công nghiệp nhẹ. Năm 2001, Trung Quốc thực hiện quyết ñịnh pha thêm cồn
(Ethyl ancohol) vào trong xăng và ñầu tư hơn 5 tỷ Nhân dân tệ ñể xây dựng 4
doanh nghiệp chuyên sử dụng nhiên liệu cồn trên toàn quốc, tổng năng suất
trên 1 triệu tấn. Từ tháng 10/2004, các tỉnh thành Hắc Long Giang, Hà Nam,
An Huy, Cát Lâm, Liêu Ninh và một số khu vực thuộc các tỉnh Hồ Bắc, Sơn
ðông, Hà Bắc và Giang Tô ñã bắt buộc sử dụng xăng cồn; ðến năm 2005, ở
những nơi trên ngoài quân ñội và dự trữ quốc gia, các loại xe ñều phải dùng
nhiên liệu này thay thế các loại xăng dầu khác [35].
ðể tiếp tục phát triển cao lương ngọt ở Trung Quốc, Tổ chức Nông
Lương của Liên Hiệp Quốc ñã cung cấp vốn cho các dự án phát triển của cây
cao lương cho hạt và cho ñường, cung cấp nguyên liệu sợi và gia tăng giá trị
sản phẩm trong khu vực ñất khô hạn, muối kiềm. Dự án này ñược thiết kế ñể
cung cấp cây chịu hạn thay thế cho những cây trồng truyền thống mùa hè như
ngô, bông… ở vùng ðông Bắc và Tây Bắc Trung Quốc – Nơi mà khô cằn, ñộ
mặn cao và ñộ kiềm lớn [35].
Theo FAO (2010) cao lương trên thế giới ñược thống kê từ năm 2000
ñến năm 2010 thì diện tích trồng cây cao lương thay ñổi không ñáng kể, tuy
nhiên diện tích ñạt cao nhất vào năm 2007 - 2008( 44374 - 45019). Do ñó sản
lượng hạt của cao lương cũng ñạt cao nhất vào những năm 2007 - 2008.
Nhưng năng suất hạt lại tăng và ñạt cao nhất ở năm 2004 – 2005 (1,53 – 1,49
tấn/ha), có lẽ vào những năm 2004 - 2005 thời tiết ñã rất thuận lợi nên cao
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

15

gia súc cũng rất quan trọng. Phần lớn các giống cao lương có khả năng chịu
khô hạn và chịu nóng cao nên chúng ñóng vai trò quan trọng trong ngành
chăn nuôi ở các khu vực có khí hậu khô cằn. Chúng tạo thành một phần quan
trọng của các bãi chăn thả gia súc tại nhiều khu vực nhiệt ñới. Thông thường,
cây cao lương ñược sử dụng làm thức ăn gia súc vì loại cây này có ưu ñiểm là
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………

16

có thể chịu ñựng ñược ñiều kiện khô hạn tự nhiên [1]
Nhìn chung, sản lượng cao lương của các nước trên thế giới luôn giữ ổn
ñịnh. Có một số năm sản lượng giảm bởi diện tích trồng cao lương bị thu hẹp
tuy là không ñáng kể, nguyên nhân chính của sự giảm sản lượng có thể do
mất mùa, thiên tai…Từ ñó có thể thấy tầm quan trọng của cây cao lương
trong sản xuất nông nghiệp của các nước trên thế giới [37].
Bảng 2.3. Các quốc gia ñứng ñầu thế giới về sản xuất cao lương năm 2010
Diện tích Sản lượng
Quốc gia
(1000ha)

(% tổng)
Quốc gia
(1000 tấn)

(% tổng)
India 7670 18,9 America 11998 18,3
Nigeria 4737 11,7 Nigeria 9318 14,2
Sudan 5613 13,9 India 7925 12,1
Niger 3322 8,2 Mexico 6610 9,3
America 1946 4,8 Sudan 3869 5,9