MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là đất nước nông nghiệp và hàng năm phải nhập khẩu xăng dầu với sản lượng rất lớn để phục vụ nhu cầu trong nước. Trong điều kiện nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu liên tục tăng như hiện nay thì việc nghiên cứu tìm ra nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo thay thế năng lượng truyền thống là một giải pháp hết sức cấp bách. Đứng trước tình hình đó, Chính phủ Việt Nam đã thực hiện chính sách khuyến khích sử dụng đa dạng hóa các nguồn năng lượng như: năng lượng hạt nhân, năng lượng nước, gió, mặt trời và đặc biệt là năng lượng sinh học.
Sử dụng nhiên liệu sinh học mang lại các lợi ích như giảm thiểu ô nhiễm môi trường vì nhiên liệu sử dụng để sản xuất ra nhiên liệu sinh học là cồn và dầu mỡ động thực vật, không chứa các hợp chất thơm, hàm lượng lưu huỳnh thấp, không chứa chất độc hại, mặt khác nhiên liệu sinh học khí thải vào đất có tốc độ phân hủy sinh học cao nhanh gấp 4 lần so với nhiên liệu dầu mỏ và do đó giảm được rất nhiều tình trạng ô nhiễm nước ngầm. Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ các nguyên liệu có nguồn gốc sinh học như ngũ cốc, cây công nghiệp: Mía, cây cọc rào (jatropha)., chất béo của động vật: Mỡ cá basa… Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại nhiên liệu hóa thạch như có thể tái tạo, có tính thân thiện với môi trường, khí thải của chúng ít độc hại hơn. Tại Việt Nam, cao lương đang được xem là loại cây trồng phù hợp và có ưu thế vượt trội hơn so với ngô và mía trong sản xuất năng lượng sinh học, vì cao lương chỉ cần 1/2 lượng nước và 1/2 lượng phân bón so với ngô và mía. Do vậy, cao lương có thể được trồng hiệu quả trên những vùng đất khô cằn, thậm chí gần hoang hóa (khoảng 9,3 triệu ha đất hoang hóa và 4,3 triệu ha đất đồi núi) nơi không thể trồng lúa gạo hoặc cây trồng khác (Ngân hàng Phát triển Châu Á, 2009).
Tuy nhiên, trong quá trình trồng thử nghiệm, cao lương 2 ngọt do có sinh khối lớn và hàm lượng đường trong thân cao, nên cũng là loại cây trồng bị nhiều đối tượng sâu bệnh phá hại, trong đó sâu đục thân, rệp muội, bệnh thối rễ, bệnh thối thân là những đối tượng đặc biệt nguy hiểm đối với cây cao lương ngọt. Cao lương ngọt là cây trồng mới ở Việt Nam, những nghiên cứu về cao lương ngọt nói chung và về sâu bệnh hại nói riêng còn rất hạn chế. Bệnh thối rễ ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng cao lương. Bệnh thối rễ xuất hiện trên tất cả các giống nhập nội và ở tất cả các thời vụ trồng, có những ruộng năng suất đã bị giảm tới 40%.
Để có thể đưa cao lương ngọt vào sản xuất đại trà tại Việt Nam, cần phải có những nghiên cứu về nguyên nhân, đặc điểm, quy luật phát sinh gây hại của bệnh thối rễ, làm cơ sở xây dựng biện pháp quản lý hiệu quả bệnh thối rễ, nâng cao năng suất và chất lượng của cao lương ngọt. Do đó, chúng tôi đề xuất đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật canh tác đến bệnh thối rễ cao lương ngọt tại Thái Nguyên”. Kết quả của đề tài sẽ góp phần đưa cao lương ngọt vào cơ cấu cây trồng, mở rộng và phát triển sản xuất cao lương ngọt ở Việt Nam. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.
Mục đích Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật canh tác đến bệnh thối rễ trên cao lương ngọt nhằm xác định được thời vụ, mật độ và lượng phân bón phù hợp tạo điều kiện cho cao lương sinh trưởng phát triển tốt hạn chế tối đa mức độ gây hại của bệnh thối rễ. Yêu cầu - Nghiên cứu mức độ gây hại của bệnh thối rễ cao lương ngọt trong các thời vụ trồng khác nhau. - Nghiên cứu mức độ gây hại của bệnh thối rễ cao lương ngọt trồng ở các mật độ khác nhau. - Nghiên cứu mức độ gây hại của bệnh thối rễ cao lương ngọt trồng ở các mức phân bón khác nhau.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập - Biết triển khai một đề tài nghiên cứu và viết báo cáo khoa học. - Quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài giúp sinh viên nắm bắt, hệ thống kiến thức, đưa lý thuyết đã học vào thực tế đồng ruộng. - Giúp sinh viên tiếp cận và học tập các phương pháp nghiên cứu khoa học đối với một cây trồng mới.
- Giúp sinh viên có điều kiện áp dụng các kiến thức đã học vào thực tế sản xuất. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu là cơ sở để chọn được thời vụ, mật độ, lượng phân bón thích hợp nhằm hạn chế mức độ gây hại của bệnh thối rễ cao lương từ đó khuyến cáo áp dụng vào sản xuất đại trà trong điều kiện tại tỉnh Thái Nguyên. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài Cao lương ngọt là cây có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn tốt.
Hạt cao lương có thể làm thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, thân lá có thể làm nguyên liệu điều chế nhiên liệu sinh học. Quá trình sản xuất ethanol từ cây cao lương ngọt ít hao tốn điện hơn so với khi dùng sắn, ngô hoặc mía. Cao lương ngọt có thân chứa mọng nước, được sử dụng làm 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.
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 500 kg dầu diesel sinh học. Thân cây sau khi được ép lấy nước có thể phơi khô dùng làm chất đốt để sản xuất điện. Người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phần hạt cao lương ngọt vẫn để dùng làm thực phẩm cho chăn nuôi gia súc, gia cầm. Để nâng cao năng suất chất lượng giống cây cao lương chúng ta cần quan tâm đến công tác chọn tạo giống, áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất trong đó việc nghiên cứu phòng trừ các loại sâu bệnh hại là công việc hết sức quan trọng.
Trên cơ sở các nghiên cứu về cây cao lương từ đó đưa ra các biện pháp kỹ thuật để phòng trừ, hạn chế sâu bệnh hại một cách hợp lý hiệu quả. Việt Nam là nước nằm trong khu vực Châu Á, thuộc khu vực nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều là điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh phát triển mạnh mẽ. Đối với cây cao lương, thỗi rễ là loại bệnh đặc biệt nguy hiểm. Bệnh thối rễ thường phát sinh gây hại ngay từ giai đoạn cây con làm cây chết hàng loạt làm giảm mật độ cây, những cây bị nhẹ thường sinh trưởng phát triển kém, tỷ lệ đổ cao do bộ rễ bị tổn thương, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và sản lượng.
Áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên đồng ruộng có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của bệnh thối rễ cao lương ngot, nhất là các biện pháp về thời vụ, mật độ và lượng phân bón. Việc xác định mức độ gây hại của bệnh thối rễ ở các thời vụ trồng, mật độ trồng và ở các mức phân bón khác nhau là 5 công việc hết sức quan trọng. Xuất phát từ cơ sở trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này. Đặc điểm thực vật học Cây cao lương (Sorghum Bicolor L.Moench) thuộc chi lúa miến hay chi cao lương (chisorghum) là một trong 30 loài thực vật thuộc họ hòa thảo (họ Poaceae).
Cao lương ngọt đứng thứ 4 về sản lượng và đứng thứ 5 về diện tích sau lúa mì, lúa, ngô và lúa mạch trên toàn thế giới (Rao et al. Là một loại cây có chiều cao từ 0,6 – 5 m, có từ 7 - 18 lá hoặc hơn, đường kính thân từ 5 – 50 mm tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và môi trường (Leonard and Martin, 1963). 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).
Lá ngắn 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. Số lá trên thân 15 - 30 lá tùy theo loài và điều kiện môi trường. Thân gồm các lóng và đốt tương tự như mía, chồi mọc có thể mọc ra từ các đốt thân.
Sau khi thu hoạch có thể để gốc như mía để tận thu vụ sau mà không cần phải trồng lại (Wilson, 1955). Rễ cao lương thuộc loại rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nước hiệu quả. Rễ đâm rộng nhờ đặc điểm này mà cao lương có thể sống ở những nơi khô hạn hơn ngô (Wlison, 1995). 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 1,5 m.
Cao lương là cây tự thụ phấn (tỷ lệ giao phấn thường nhỏ hơn 6%) (Conley, 2003). Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô, có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây. Kích thước hạt rất bé (nhỏ hơn 1 g/100 hạt đến lớn 5 - 6 g/100 hạt) (Vũ Tuyết Mai, 1995). Thường hạt bao phủ bởi lớp mày, đường kính hạt 3 – 4 mm (Đỗ Thị Thu Huyền, 2010).
Cao lương là một trong những cây trồng có khả năng chuyển CO2 thành đường hiệu quả nhất trên những vùng đất khô hạn (Schaffert and Gourley, 1982), quang hợp theo chu trình C4, có chiều cao cây có thể đạt tới 5 m, vì 6 vậy có hiệu suất quang hợp rất cao từ 1,3 - 1,7 g MJ-1 do tận dụng được ánh sáng khếch tán từ các tầng lá (Rao et al. Cao lương ngọt tương tự như cao lương hạt nhưng sinh trưởng nhanh hơn, tạo ra khối lượng sinh khối lớn hơn và đặc biệt khác cao lương hạt là hàm lượng đường trong thân lớn hơn nhiều (Reddy et al. Từ giai đoạn trỗ cho đến chín, hàm lượng đường Brix trong thân của cao lương ngọt là 10 - 18% trong khi đối với cao lương hạt chỉ khoảng 9 - 10% (Anonymous, 2008).