ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HOC NÔNG LÂM  BẾ MINH KHÔI Tên đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành: Trồng Trọt Khoa : Nông học Khóa : 2010-2014 Thái Nguyên -2014 LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Nông học, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên”. Qua đây, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường, gia đình, bạn bè đã cùng em đi suốt chặng đường vừa qua. Đặc biệt, em muốn cảm ơn tới cô giáo T.S Hoàng Thị Bích Thảo đã tận tình hướng dẫn trong suốt thời gian em thực tập tại trường. Do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên trong khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em hy vọng rằng sẽ nhận được những ý kiến đóng góp chân thành từ các thầy, các cô và các bạn để khóa luận của em ngày một hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên ngày 05 tháng 06 năm 2014 Sinh viên Bế Minh Khôi MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 6 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 6 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 8 1.2.1. Mục đích 8 1.2.2. Yêu cầu 8 1.3. Ý nghĩa của đề tài 8 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập 8 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn 8 PHẦN 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 9 2.1.1 Nguồn gốc, phân bố và yêu cầu ngoại cảnh 10 2.1.2 Đặc điểm thực vật học 11 2.1.3 Thời gian sinh trưởng 12 2.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên Thế giới và Việt Nam 13 2.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới 13 2.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương ở Việt Nam 18 2.2.3. Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển cao lương ngọt 20 2.4. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học 21 2.4.1. Lợi ích sử dụng nguyên liệu sinh học 21 2.4.2. Cao lương ngọt- nguồn nguyên liệu sinh học 22 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 24 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 24 2.2.2. Thời gian nghiên cứu 24 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.4.1. Bố trí thí nghiệm 25 2.4.2. Sơ đồ thí nghiệm 25 2.4.3. Quy trình kỹ thuật 25 2.4.4. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu 26 2.4.5. Năng suất 27 2.4.5. Quy trình áp dụng trong nghiên cứu 29 2.4.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá và xử lý số liệu 29 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. DIỄN BIẾN THỜI TIẾT KHÍ HẬU E rror! Bookmark not defined. 3.2. ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI 30 3.3. ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG PHÁT TRIỂN 30 3.3.1. Khả năng nảy mầm 30 3.3.2. Thời gian sinh trưởng 31 3.3.3. Động thái tăng trưởng 32 3.4. NĂNG SUẤT 35 3.5 CHẤT LƯỢNG 37 3.5.1. Biến động Brix trong thân 37 3.5.2. Hàm lượng dịch ép 38 3.6. Khả năng chống chịu điều kiên ngoại cảnh 38 3.6.1.khả năng chống chịu sâu bệnh 38 3.6.2.khả năng chống đổ và phục hồi sau đổ 39 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 1. KẾT LUẬN 41 2. ĐỀ NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới trong những năm gần đây 16 Bảng 2.2. Tình hình sản xuất cao lương ở một số châu lục giai đoạn 1990 - 2011 17 Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu tại Thái Nguyên trong thời gian thực hiện thí nghiệm E rror! Bookmark not defined. Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 30 Bảng 3.3. Khả năng nảy mầm của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 31 Bảng 3.4. Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 32 Bảng 3.5. Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 33 Bảng 3.6. Động thái ra lá của các giống cao lương ngọt thí nghiệm 34 Bảng 3.8. Một số chỉ tiêu năng suất tại thời điểm thu hoạch của các giống cao lương ngọt thí nghiệm trong vụ xuân năm 2013 36 Bảng 3.9. Biến động Brix và dịch ép các giống cao lương ngọt thí nghiệm 38 Bảng 3.10. Mức độ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ 39 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Khi xã hội ngày càng phát trển thì nhu cầu về năng lượng ngày càng gia tăng, trong khi đó nguồn tài nguyên thiên nhiên lại không phải là vô tận. Hiện nay nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và vấn đề môi trường đang ngày càng trở nên nghiêm trọng do việc thải ra các chất ô nhiễm như chì, benzen, lưu huỳnh dioxit, oxit nitơ và carbon monoxide. Các chất khí này chiếm 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 con người, gây ra nhiều căn bệnh hiểm nghèo. Vì vậy, loài người đang tích cực tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế. Năng lượng thay thế hay còn gọi là năng lượng tái tạo như: điện mặt trời, phong điện, thủy điện, đặc biệt là nhiên liệu sinh học Nhiên liệu sinh học gồm có 2 loại chính là Ethanol (xăng sinh học) và Biodiezen (dầu diezen sinh học). Ethanol nhiên liệu được sử dụng để chạy động cơ bằng cách trộn 5- 10% với xăng tạo ra một hỗn hợp cháy hoàn toàn, dùng cho ô tô, xe máy. Dùng ethanol nhiên liệu đang là một hướng để giải quyết khủng hoảng năng lượng của thế giới. Nguyên liệu để sản xuất ethanol là các cây cho tinh bột, đường cao như sắn, ngô, cao lương, mía … Trong số các cây nguyên liệu đó, cây cao lương có ưu thế là loại cây dễ trồng, thích ứng rộng, chịu hạn, có thể thâm canh cao. Thân cao lương có thể chứa 75% dịch, trong đó hàm lượng đường từ 8-23%. Cao lương ngọt có hàm lượng đường khá cao, cứ 16 tấn cây cao lương ngọt có thể sản xuất được 1 tấn ethanol, phần bã còn lại có thể chiết xuất được 500 kg dầu diesel sinh học, tương đương với mía và gần gấp 4 lần so với ngô mà không có phế phẩm. Thân cây sau khi được ép lấy nước có thể phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Và cũng như các loại nhiên liệu sinh học khác, ethanol điều chế từ lúa miến ngọt không phát thải CO 2 như nhiên liệu hóa thạch. Trồng cao lương ngọt không đòi hỏi nhiều nước nên hạn chế tối đa việc sử dụng hệ thống máy bơm tưới chạy bằng xăng dầu vốn giải phóng carbon dioxide (CO 2 ) nên giảm thiểu đươc CO 2 . Theo Phó Giáo sư Trần Khắc Chương, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh chuyên nghiên cứu về ethanol. Ông cho biết, ethanol khi được đốt cháy sẽ sinh ra CO 2 và nước. Việc sử dụng ethanol giảm ít nhất 60% lượng carbon thải ra so với nhiên liệu hóa thạch đây là loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính hàng đầu góp phần dẫn đến biến đổi khí hậu. Thân cây sau khi được ép lấy nước có thể phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Do vậy cao lương giảm ô nhiễm môi trường một cách triệt để. Cao lương ngọt có thân chứa mọng nước, được sử dụng cho thức ăn thô xanh và thức ăn ủ chua hoặc để sản xuất xi-rô. Hạt cao lương ngọt có thành phần hóa học như ngô gồm 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%, có khả năng sinh trưởng và phát triển ở những vùng đất có thể trồng ngô. Cứ 16 tấn cây cao lương ngọt có thể sản xuất được 1 tấn ethanol, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất được 500kg dầu diesel sinh học. Người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lương ngọt vẫn để dùng làm thực phẩm[19]. Cao lương nói chung và cao lương ngọt nói riêng là một cây trồng còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Việt Nam hầu như chưa có nghiên cứu lớn nào về cao lương ngọt được công bố. Hiện nay, hai giống được sử dụng phổ biến là giống C4 và giống C7 do Viện Môi trường Nông nghiệp chọn tạo ra. Tuy nhiên năng suất thân của hai giống này còn rất thấp (30-50 tấn/ha), ở Nhật năng suất thân cao nhất đạt 324 tấn/ha, năng suất thân trung bình 150 tấn/ha. Khó khăn lớn hiện nay là chưa nghiên cứu tuyển chọn được các dòng, giống cao lương ngọt có năng suất thân và hàm lượng đường cao phù hợp với điều kiện khí hậu của từng vùng sinh thái của Việt Nam. Phát triển và chế biến cao lương là một vấn đề mới, ít nghiên cứu lớn, ngoài các nghiên cứu giá trị của viện ICRISAT (Ấn Độ). Khó khăn lớn nhất hiện nay của Việt Nam là nghiên cứu tuyển chọn được các dòng, giống cao lương ngọt có năng suất thân và hàm lượng đường cao phù hợp với điều kiện Việt Nam. Thái Nguyên là một trong những tỉnh miền núi phía Bắc có nhiều diện tích đất phù hợp cho phát triển cây cao lương ngọt. Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Lựa chọn được các giống cao lương ngọt có năng suất, hàm lượng đường cao và khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên. 1.2.2. Yêu cầu - Nghiên cứu đặc điểm hình thái của một số giống cao lương ngọt thí nghiệm - Nghiên cứu, đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống cao lương ngọt trong thí nghiệm. - Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng đường của các giống cao lương ngọt trong thí nghiệm. - Nghiên cứu tình hình sâu bệnh và khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh của một số giống cao lương ngọt. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập - Giúp sinh viên trau dồi kiến thức, nắm vững kiến thức lý thuyết và vận dụng hiệu quả vào thực tiễn. - Giúp sinh viên tiếp cận với những phương pháp nghiên cứu khoa học, nâng cao trình độ chuyên môn, tác phong làm việc và có những kinh nghiệm quý báu. - Biết cách triển khai và thực hiện một báo cáo khoa học. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để chọn ra các giống cao lương ngọt có năng suất, chất lượng cao thích hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Thái Nguyên. PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 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 thì cần phải sử dụng chúng hợp lý, phù hợp với điều kiện sinh thái, khí hậu, đất đai, kinh tế xã hội của từng vùng. 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 cũng là một nghệ thuật, như một lĩnh vực sản xuất của nền sản xuất nông nghiệp”. Điều kiện ngoại cảnh có liên quan chặt chẽ tới cây trồng nói chung và cây cao lương nói riêng, nó ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển và hoạt động sinh lý, sinh hóa của cây. Sự biểu hiện kiểu hình ra bên ngoài chính là kết quả của sự tác động giữa kiểu gen và môi trường sống. Sự sinh trưởng, phát triển và khả năng cho năng suất của cây trồng chịu sự tác động của môi trường và điều kiện trồng trọt, song mức độ ảnh hưởng của môi trường lên các giống khác nhau là không giống nhau. Trong cùng một điều kiện trồng trọt một số giống sinh trưởng phát triển tốt hơn và cho năng suất cao hơn trong khi đó một số giống khác lại sinh trưởng phát triển kém hơn và cho năng suất thấp hơn, thậm chí không tồn tại được hay không cho thu hoạch. Sở dĩ như vậy vì chúng có những kiểu gen khác nhau. Kiểu gen khác nhau thường có phản ứng khác nhau trước điều kiện của ngoại cảnh. Đặc biệt, tính trạng số lượng thường do nhiều kiểu gen quy định nên sự tác động của điều kiện ngoại cảnh lên tính trạng số lượng càng lớn. Đối với cây trồng thì tính trạng năng suất cũng là một tính trạng số lượng do nhiều gen quy định nên chịu ảnh hưởng không nhỏ của môi trường sống. 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. Các phương pháp này có thể rút ngắn được thời gian tạo [...]... (Broadhead, 1981) Chiu và Hu (1984) chỉ ra rằng năng suất sinh khối trung bình liên quan chặt chẽ với chiều cao thân, năng suất hạt và số lượng lá/cây, số nhánh/khóm ở cây cao lương vụ thu, sau khi khảo nghiệm 87 dòng, giống cao lương ngọt ở Kharif đã tìm ra 12 dòng triển vọng (Bapat, 1987)[5] - Một số kết quả nghiên cứu về hàm lượng đường trong thân lá của một số giống cao lương: Cao lương đã được sử dụng... CỨU 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu Tại Khu cây trồng cạn, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 2.2.2 Thời gian nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành trong vụ xuân (tháng 3) năm 2013 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu xác định khả năng sinh trưởng của các giống cao lương ngọt thí nghiệm - Nghiên cứu xác định khả năng chống chịu sâu bệnh của năm giống cao lương ngọt thí nghiệm trong điều kiện vụ xuân - Nghiên. .. vụ xuân - Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống giống thí nghiệm - Nghiên cứu xác định hàm lượng đường của các giống cao lương trong thí nghiệm 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tiến hành trên thí nghiệm khảo nghiệm so sánh năm giống cao lương ngọt trong vụ xuân (2013) Tất cả các nội dung nghiên cứu được thực hiện thông qua đo đếm các chỉ tiêu của năm giống trong thí nghiệm... 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 là 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... Việt Nam 2.2.3 Những khó khăn hiện nay của Việt Nam trong việc phát triển cao lương ngọt - Phát triển và chế biến cao lương ngọt là một vấn đề mới đối với Việt Nam Khó khăn lớn nhất của Việt Nam là làm sao nghiên cứu chọn lọc hoặc lai tạo được những giống cao lương ngọt cao sản có hàm lượng đường cao Hiện nay Việt Nam mới chỉ có một số hạt giống cao lương ngọt của Anh, Ấn Độ, Trung Quốc… thu thập được... E5/E10, dầu B5/B10 Trong những năm gần đây một số tổ chức 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 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 này là những giống thuần nhập... 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 một số giống cao lương ngọt 4 giống: Brandes, Dale, Rio và Wray có số lượng chồi/thân lần lượt: 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... cho việc nghiên cứu trong việc năng cao năng suất và diện tích trồng cao lương, bằng cách sử dụng giống có tiềm năng năng suất cao và áp dụng các biện pháp kĩ thuật tiên tiến vào sản xuất - Một số kết quả nghiên cứu về chọn giống Có 5 chủng cao lương canh tác cơ bản- Bicolor, Kafir, Guinea, Caudatum và Durra- dã được công nhận (Harlan và De Wet, 1972) Chủng Bicolor được miêu tả là khoảng trống và chiều... cho thấy 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 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là năm giống cao lương ngọt cao sản nhập nội từ Nhật Bản.tên giống. .. giống khác (Bảng 3.8) Giống 14 có khối lượng thân lá lớn, nên tiềm năng năng suất cao hơn hẳn các giống còn lại Giống số 14 cho năng suất sinh khối lý thuyết và năng suất thân lý thuyết là 164,4 tấn/ha; 129,7 tấn/ha Các giống 13, 3 và 8 cho năng suất lý thuyết kém hơn giống 14 vì khối lượng thân lá và khối lượng thân nhỏ hơn Giống 15 cho năng suất kém nhất trong sáu giống  . hiện đề tài: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng trong vụ xuân tại tỉnh Thái Nguyên . 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài. một số giống cao lương ngọt thí nghiệm - Nghiên cứu, đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống cao lương ngọt trong thí nghiệm. - Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng. HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HOC NÔNG LÂM  BẾ MINH KHÔI Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của một số giống cao lương ngọt triển vọng