Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trước thực trạng cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch và nhu cầu bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia, việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường đang trở thành hướng đi tất yếu. Tại Việt Nam, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20/11/2007 phê duyệt "Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến 2025", tạo hành lang pháp lý cho việc nghiên cứu và xây dựng ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học. Theo quy hoạch, 4 nhà máy sản xuất ethanol sinh học tại Việt Nam đạt tổng công suất thiết kế 400 triệu lít/năm, mới chỉ đáp ứng khoảng một nửa nhu cầu nhiên liệu sinh học ước tính đến năm 2025 (760 triệu lít, tương đương 600.000 tấn). Nguồn nguyên liệu chính hiện nay phụ thuộc vào sắn lát khô, song cây sắn có năng suất thấp, đòi hỏi diện tích vùng nguyên liệu lớn và chịu sự hạn chế mở rộng diện tích từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn để tránh xung đột quỹ đất nông nghiệp.
Cây cao lương ngọt (Sorghum bicolor (L.) Moench) nổi lên như một giải pháp thay thế hiệu quả nhờ các ưu thế nông học và sinh học vượt trội:
- Là cây trồng nhiệt đới sử dụng chu trình quang hợp C4, có khả năng tổng hợp chất hữu cơ cao hơn ngô 23%, nhu cầu nitơ thấp hơn 37% và nhu cầu nước thấp hơn 17% (bằng 1/2 ngô và 1/8 mía), thích ứng tốt trên các chân đất khô hạn, bạc màu.
- Thân cây mọng nước chứa hàm lượng đường hòa tan cao (độ Brix đạt từ 10% đến 18%), sinh khối thân tươi có thể đạt tới 100–200 tấn/ha. Cứ 16 tấn sinh khối thân cây cao lương ngọt có thể sản xuất được 1 tấn ethanol và phần bã sau khi ép dịch còn có thể chiết xuất 500 kg dầu diesel sinh học hoặc dùng làm thức ăn gia súc, phát điện.
- Việc khai thác dịch đường từ thân cây không gây ảnh hưởng đến an ninh lương thực do hạt vẫn được thu hoạch để làm lương thực hoặc chế biến thức ăn chăn nuôi.
Từ năm 2011, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã hợp tác với Công ty TNHH Earth Note (Nhật Bản) tiến hành tuyển chọn các giống cao lương ngọt nhập nội và xác định giống NL3 là dòng có triển vọng cao với tiềm năng năng suất thân trên 100 tấn/ha. Tuy nhiên, các tài liệu kỹ thuật canh tác chuyên sâu đối với giống NL3 tại vùng Trung du miền núi phía Bắc còn thiếu hụt, đặc biệt là ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn (ngắt ngọn/bỏ bông) đến sự phân bổ dinh dưỡng vào thân.
Mục tiêu nghiên cứu: Xác định được kỹ thuật cắt ngọn thích hợp nhất cho giống cao lương ngọt NL3 nhằm tối ưu hóa năng suất, phẩm chất dịch đường và khả năng chống chịu.
Nhiệm vụ/Yêu cầu nghiên cứu:
- Đánh giá ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn ở các thời điểm khác nhau đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống NL3.
- Đánh giá ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến chất lượng dịch ép (độ Brix, năng suất đường và năng suất ethanol lý thuyết).
- Đánh giá ảnh hưởng của kỹ thuật cắt ngọn đến khả năng chống đổ ngã của cây trên đồng ruộng.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Giống cao lương ngọt NL3 có nguồn gốc từ Nhật Bản.
- Phạm vi nội dung: Kỹ thuật cắt ngọn ở các mốc thời gian (không cắt, cắt khi trỗ, cắt sau trỗ 5 ngày, 10 ngày và 15 ngày) trên đất cát pha.
- Phạm vi không gian: Thôn Tân Thái, xã Minh Thanh, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang.
- Phạm vi thời gian: Vụ Hè Thu năm 2014 (gieo trồng ngày 15/06/2014).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở khoa học và khung lý thuyết
Khóa luận dựa trên các nghiên cứu sinh lý thực vật học của Broadhead (1973), Ferraris (1981), Karve và cs. (1970) về cơ chế tích lũy đường của cây hòa thảo C4. Sau giai đoạn trỗ bông, chất đồng hóa do bộ lá quang hợp được ưu tiên vận chuyển để nuôi hoa và kết hạt. Việc áp dụng kỹ thuật ngắt bỏ ngọn/cụm hoa ở thời điểm thích hợp làm gián đoạn quá trình phát triển cơ quan sinh sản, chuyển hướng dòng dinh dưỡng và carbohydrate hòa tan tích tụ chủ yếu vào các lóng thân, từ đó làm tăng hàm lượng đường sucrose và độ Brix dịch ép mà không làm giảm sinh khối thân.
Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn với 5 công thức xử lý, mỗi công thức lặp lại 3 lần (tổng số 15 ô thí nghiệm):
- CT1 (Đối chứng): Không cắt ngọn.
- CT2: Cắt ngọn tại thời điểm trỗ bông.
- CT3: Cắt ngọn sau khi trỗ 5 ngày.
- CT4: Cắt ngọn sau khi trỗ 10 ngày.
- CT5: Cắt ngọn sau khi trỗ 15 ngày.
Quy cách ô thí nghiệm:
- Diện tích mỗi ô: $4{,}55\text{ m} \times 10\text{ m} = 45{,}5\text{ m}^2$. Khoảng cách giữa các ô là $1\text{ m}$. Tổng diện tích khu thí nghiệm thực tế là $682{,}5\text{ m}^2$.
- Mật độ gieo trồng: $10{,}3\text{ cây/m}^2$, khoảng cách hàng cách hàng $65\text{ cm}$, cây cách cây $15\text{ cm}$.
- Nền phân bón áp dụng cho 1 ha: $10\text{ tấn}$ phân chuồng hoai mục + $3\text{ tấn}$ phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh + $300\text{ kg N} + 96\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 134\text{ kg K}_2\text{O}$.
- Bón lót: 100% phân chuồng, phân hữu cơ vi sinh, phân lân cùng 1/6 lượng đạm và 1/6 lượng kali.
- Bón thúc lần 1 (20 ngày sau trồng): 1/6 N + 1/6 K kết hợp xới xáo, làm cỏ, vun nhẹ.
- Bón thúc lần 2 (40 ngày sau trồng): 1/3 N + 1/3 K kết hợp làm cỏ.
Phương pháp thu thập chỉ tiêu và tính toán
- Khối lượng thân lá tươi và thân tươi: Thu mẫu ngẫu nhiên 10 cây/ô tại các thời điểm (trỗ, sau trỗ 7 ngày - chín sữa, sau trỗ 14 ngày, sau trỗ 21 ngày - chín sáp).
- Năng suất sinh khối và năng suất thân: Xác định năng suất lý thuyết (NSSKLT, NSTLT) dựa trên khối lượng cá thể và mật độ cây; xác định năng suất thực thu (NSSKTT, NSTTT) bằng cách thu hoạch trên nửa diện tích ô thí nghiệm ($22{,}75\text{ m}^2$).
- Độ Brix dịch ép (%): Đo bằng khúc xạ kế cầm tay theo tiêu chuẩn QCVN 01-98:2012/BNNPTNT trên mẫu dịch ép từ 5 cây ngẫu nhiên/ô sau khi róc vỏ và ngọn.
- Ước tính năng suất đường: Áp dụng công thức của Nuessly và cs. (2013), Erickson (2011) với tỷ lệ dịch ép đạt 75% khối lượng thân tươi:
$$\text{Năng suất đường (tấn/ha)} = \text{Năng suất thân} \times 0{,}75 \times \text{Brix} \times 0{,}75$$
- Ước tính năng suất ethanol: Áp dụng tỷ lệ chuyển hóa của Nuessly và cs. (2013), Smith và cs. (1987) với định mức $1{,}49\text{ kg}$ đường tạo ra $1\text{ lít}$ ethanol (hiệu suất chuyển hóa 95%):
$$\text{Năng suất ethanol (tấn/ha)} = \frac{\text{Năng suất đường (tấn/ha)}}{1{,}49}$$
- Khả năng chống đổ: Đếm số cây nghiêng $\ge 30^\circ$ so với phương thẳng đứng tại thời điểm thu hoạch, phân cấp theo thang điểm 5 bậc (Điểm 1: $<5%$; Điểm 2: $5\text{--}<15%$; Điểm 3: $15\text{--}<30%$; Điểm 4: $30\text{--}<50%$; Điểm 5: $\ge 50%$).
- Xử lý thống kê: Dữ liệu thu thập được xử lý phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh trung bình bằng trắc nghiệm Duncan trên phần mềm IRRISTAT và Microsoft Excel.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc phát triển nguồn nguyên liệu sinh học thay thế nhiên liệu hóa thạch, phân tích thực trạng các nhà máy cồn sinh học tại Việt Nam thiếu hụt vùng nguyên liệu sắn. Khẳng định cao lương ngọt là cây trồng có sinh khối cao, chịu hạn tốt và không cạnh tranh đất lương thực. Đặt ra mục tiêu nghiên cứu kỹ thuật cắt ngọn nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để nâng cao năng suất thân, chất lượng dịch đường của giống cao lương ngọt NL3 phục vụ sản xuất ethanol.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
- Cơ sở khoa học: Nêu rõ nguồn gốc phân bố cây cao lương từ miền Trung Phi, đặc điểm thực vật họ Hòa thảo (Poaceae), hệ thống rễ chùm ăn sâu tới $1{,}5\text{ m}$, chu trình quang hợp C4 không có hiện tượng quang hô hấp. Thống kê ưu thế tiết kiệm nước và hàm lượng đường trong thân cao hơn mía 9%.
- Tình hình thế giới: Khảo cứu số liệu sản xuất cao lương hạt toàn cầu giai đoạn 2000–2013 (theo FAOSTAT, 2014, diện tích duy trì 38–46 triệu ha, sản lượng đạt trên 61 triệu tấn năm 2013). Điểm qua các chương trình nghiên cứu tại ICRISAT, INRAN, INTSORMIL-CRSP và kinh nghiệm sản xuất ethanol từ cao lương ngọt của Ấn Độ (nhà máy Rusni Distilleries, Tata Chemicals) và Trung Quốc (nhà máy ZTE Agribusiness, Fuxin Green BioEnergy với sản lượng 103 triệu lít ethanol năm 2014).
- Tình hình trong nước: Tổng kết các công trình nghiên cứu của Lê Hòa Bình (1992), Bùi Quang Tuấn (2008), Đặng Thị Thảo (2012), Dương Thị Cẩm Linh (2013), và đề tài cấp Nhà nước của TS. Nguyễn Thị Phượng (2009–2011) tuyển chọn hai giống C4, C7. Phân tích các khó khăn về nguồn gen và kinh nghiệm canh tác cây cao lương ngọt tại Việt Nam.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chi tiết hóa phương pháp thí nghiệm đồng ruộng tại xã Minh Thanh, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang trong vụ Hè Thu 2014. Mô tả đầy đủ quy trình canh tác từ khâu chuẩn bị đất, mật độ $10{,}3\text{ cây/m}^2$, định mức phân bón, quy trình phòng trừ dịch hại bằng Diazan dạng hạt, công thức toán học tính toán năng suất sinh khối, năng suất thân, độ Brix, phương pháp quy đổi năng suất đường và ethanol sinh học.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương này công bố các dữ liệu thực nghiệm qua hệ thống bảng biểu và biểu đồ so sánh:
1. Ảnh hưởng của cắt ngọn đến khối lượng cây và năng suất
Kỹ thuật cắt ngọn không làm thay đổi đáng kể khối lượng thân lá tươi ở các giai đoạn thu hoạch ($p > 0{,}05$), nhưng tác động rõ rệt đến khối lượng thân tươi tại giai đoạn chín sáp ($p < 0{,}05$). Ở giai đoạn sau trỗ 21 ngày, công thức cắt ngọn sau trỗ 5 ngày (CT3) đạt khối lượng thân tươi cao nhất ($1250\text{ g/thân}$), vượt đối chứng ($1040\text{ g/thân}$) là $210\text{ g/thân}$.
| Chỉ tiêu theo dõi |
Đối chứng (CT1) |
Cắt khi trỗ (CT2) |
Cắt sau trỗ 5 ngày (CT3) |
Cắt sau trỗ 10 ngày (CT4) |
Cắt sau trỗ 15 ngày (CT5) |
Mức ý nghĩa ($p$) |
$\text{LSD}_{0.05}$ |
| KL thân tươi sau trỗ 21 ngày (g/thân) |
$1040^\text{c}$ |
$1197^\text{ab}$ |
$1250^\text{a}$ |
$1127^\text{abc}$ |
$1093^\text{bc}$ |
$<0{,}05$ |
- |
| Năng suất sinh khối lý thuyết (tấn/ha) |
$154{,}2^\text{a}$ |
$161{,}0^\text{a}$ |
$164{,}8^\text{a}$ |
$163{,}4^\text{a}$ |
$149{,}4^\text{a}$ |
$>0{,}05$ |
- |
| Năng suất thân lý thuyết (tấn/ha) |
$106{,}7^\text{c}$ |
$122{,}7^\text{ab}$ |
$128{,}2^\text{a}$ |
$115{,}6^\text{abc}$ |
$112{,}2^\text{bc}$ |
$<0{,}05$ |
$14{,}04$ |
| Năng suất sinh khối thực thu (tấn/ha) |
$138{,}7^\text{a}$ |
$144{,}9^\text{a}$ |
$148{,}3^\text{a}$ |
$147{,}1^\text{a}$ |
$134{,}4^\text{a}$ |
$>0{,}05$ |
- |
| Năng suất thân thực thu (tấn/ha) |
$87{,}7^\text{c}$ |
$101{,}5^\text{ab}$ |
$105{,}0^\text{a}$ |
$95{,}5^\text{abc}$ |
$92{,}6^\text{bc}$ |
$<0{,}05$ |
$11{,}31$ |
Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức $p < 0{,}05$.
2. Ảnh hưởng đến chất lượng dịch ép, năng suất đường và ethanol
Độ Brix có xu hướng tăng dần từ giai đoạn trỗ đến chín sáp (sau trỗ 21 ngày). Cắt ngọn sau trỗ 5 ngày (CT3) đạt độ Brix cao nhất ở tất cả các thời điểm theo dõi sau trỗ 14 ngày và 21 ngày. Năng suất đường và ethanol của CT3 đạt mức vượt trội so với đối chứng.
| Công thức thí nghiệm |
Độ Brix sau trỗ 7 ngày (%) |
Độ Brix sau trỗ 14 ngày (%) |
Độ Brix sau trỗ 21 ngày (%) |
Năng suất đường (tấn/ha) |
Năng suất ethanol (tấn/ha) |
| Đối chứng (CT1) |
$12{,}1^\text{b}$ |
$12{,}7^\text{c}$ |
$13{,}9^\text{c}$ |
$6{,}8^\text{c}$ |
$4{,}6^\text{c}$ |
| Cắt khi trỗ (CT2) |
$13{,}9^\text{a}$ |
$14{,}2^\text{ab}$ |
$14{,}7^\text{ab}$ |
$8{,}4^\text{ab}$ |
$5{,}6^\text{ab}$ |
| Cắt sau trỗ 5 ngày (CT3) |
$12{,}1^\text{b}$ |
$14{,}7^\text{a}$ |
$16{,}0^\text{a}$ |
$9{,}4^\text{a}$ |
$6{,}3^\text{a}$ |
| Cắt sau trỗ 10 ngày (CT4) |
- |
$13{,}2^\text{bc}$ |
$14{,}6^\text{abc}$ |
$7{,}9^\text{bc}$ |
$5{,}3^\text{bc}$ |
| Cắt sau trỗ 15 ngày (CT5) |
- |
- |
$14{,}1^\text{bc}$ |
$7{,}3^\text{bc}$ |
$4{,}9^\text{bc}$ |
| Mức ý nghĩa ($p$) |
$<0{,}05$ |
$<0{,}05$ |
$<0{,}05$ |
$<0{,}01$ |
$<0{,}01$ |
| LSD$_{0.05}$ |
$1{,}53$ |
$1{,}43$ |
$1{,}34$ |
$1{,}08$ |
$0{,}72$ |
3. Khả năng chống chịu (chống đổ ngã)
Cắt ngọn giúp hạ thấp trọng tâm của cây và giảm tải trọng của phần ngọn bông khi gặp gió bão. Tỷ lệ cây đổ ở tất cả các công thức cắt ngọn đều thấp hơn đối chứng có ý nghĩa ($p < 0{,}05$).
| Công thức |
Tỷ lệ cây đổ (%) |
Điểm đánh giá |
| Đối chứng (CT1) |
$8{,}1^\text{a}$ |
Điểm 2 (Khá) |
| Cắt khi trỗ (CT2) |
$5{,}1^\text{b}$ |
Điểm 2 (Khá) |
| Cắt sau trỗ 5 ngày (CT3) |
$5{,}3^\text{b}$ |
Điểm 2 (Khá) |
| Cắt sau trỗ 10 ngày (CT4) |
$5{,}8^\text{b}$ |
Điểm 2 (Khá) |
| Cắt sau trỗ 15 ngày (CT5) |
$6{,}3^\text{b}$ |
Điểm 2 (Khá) |
Mức ý nghĩa: $p < 0{,}05$; hệ số biến động $\text{CV} = 13{,}9%$; $\text{LSD}_{0.05} = 1{,}55%$.
Phần 5: Kết luận và đề nghị
Đúc kết các chỉ số sinh trưởng, năng suất và phẩm chất thu được; xác nhận công thức cắt ngọn sau trỗ 5 ngày là tối ưu cho giống NL3; kiến nghị tiếp tục mở rộng khảo nghiệm trên các vùng sinh thái và các mùa vụ khác.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính
- Về năng suất: Kỹ thuật cắt ngọn sau trỗ 5 ngày (CT3) mang lại năng suất thân thực thu cao nhất đạt $105{,}0\text{ tấn/ha}$, vượt đối chứng không cắt ngọn ($87{,}7\text{ tấn/ha}$) là $17{,}3\text{ tấn/ha}$ (tăng $19{,}7%$). Cắt ngọn không làm ảnh hưởng đến tổng năng suất sinh khối thực thu của cây (đạt từ $134{,}4$ đến $148{,}3\text{ tấn/ha}$).
- Về chất lượng dịch ép: Tại thời điểm thu hoạch chín sáp (sau trỗ 21 ngày), công thức cắt ngọn sau trỗ 5 ngày cho độ Brix đạt cao nhất là $16{,}0%$, cao hơn đối chứng $2{,}1%$.
- Về sản lượng đường và ethanol: Công thức cắt sau trỗ 5 ngày đạt năng suất đường lý thuyết $9{,}4\text{ tấn/ha}$ (tăng $2{,}6\text{ tấn/ha}$ so với đối chứng) và năng suất ethanol lý thuyết $6{,}3\text{ tấn/ha}$ (tương đương tăng $1{,}7\text{ tấn/ha}$ so với đối chứng).
- Về khả năng chống đổ: Việc cắt bỏ ngọn giúp giảm tỷ lệ cây đổ ngã từ $8{,}1%$ (đối chứng) xuống mức $5{,}1\text{--}6{,}3%$, trong đó cắt ngọn tại thời điểm trỗ đạt tỷ lệ đổ thấp nhất ($5{,}1%$).
Giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật
- Áp dụng biện pháp cắt ngọn cho giống cao lương ngọt NL3 vào thời điểm sau khi trỗ 5 ngày trong quy trình thâm canh nhằm tối đa hóa năng suất thân và hàm lượng đường thu hồi.
- Kết hợp mật độ trồng $10{,}3\text{ cây/m}^2$ với nền phân bón $10\text{ tấn}$ phân chuồng + $3\text{ tấn}$ phân vi sinh + $300\text{ kg N} + 96\text{ kg P}_2\text{O}_5 + 134\text{ kg K}_2\text{O}$ trên đất cát pha.
Đóng góp mới của đề tài
- Khóa luận là một trong những công trình thực nghiệm đầu tiên tại khu vực Trung du miền núi phía Bắc (Tuyên Quang) cung cấp số liệu định lượng chi tiết về tác động của kỹ thuật cắt ngọn đối với giống cao lương ngọt NL3 nhập nội từ Nhật Bản.
- Xác lập cơ sở khoa học chứng minh việc ngắt bỏ ngọn sau trỗ 5 ngày giúp chuyển dịch tích lũy đường vào thân cây, gia tăng sản lượng ethanol quy đổi trên một đơn vị diện tích đất canh tác.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Nghiên cứu mới chỉ được thực hiện trong phạm vi một vụ gieo trồng duy nhất (vụ Hè Thu 2014) và trên một địa bàn hẹp (xã Minh Thanh, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang).
- Các chỉ tiêu về năng suất đường và năng suất ethanol mới dừng lại ở mức ước tính dựa trên công thức lý thuyết (% dịch ép cố định 75% và định mức chuyển hóa lý thuyết), chưa qua kiểm chứng ép công nghiệp và lên men thực tế quy mô lớn.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Tiếp tục bố trí các thí nghiệm khảo nghiệm giống NL3 qua nhiều mùa vụ (vụ Xuân, vụ Thu Đông) và trên các vùng sinh thái đất đai khác nhau nhằm đánh giá tính ổn định của giống.
- Hoàn thiện quy trình thâm canh toàn diện (mật độ, phân bón, tưới tiêu, cơ giới hóa khâu ngắt ngọn và thu hoạch) phục vụ phát triển vùng nguyên liệu cồn sinh học tập trung.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn cho các đối tượng:
- Sinh viên và học viên cao học ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt, Công nghệ sinh học: Cung cấp phương pháp luận bố trí thí nghiệm đồng ruộng, quy trình theo dõi các chỉ tiêu nông học, phương pháp đo độ Brix dịch ép thân và quy trình xử lý số liệu thống kê bằng IRRISTAT.
- Cán bộ khuyến nông và nhà nghiên cứu cây năng lượng: Tham khảo số liệu thực tế về khả năng sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh và năng suất của giống NL3 để xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật canh tác cao lương ngọt.
- Doanh nghiệp và nhà đầu tư nhiên liệu sinh học: Cung cấp dữ liệu thực tế về sản lượng sinh khối, năng suất đường và ethanol quy đổi để tính toán bài toán kinh tế khi xây dựng vùng nguyên liệu thay thế sắn lát.
Câu hỏi thường gặp
1. Thời điểm cắt ngọn nào mang lại hiệu quả cao nhất cho giống cao lương ngọt NL3?
Thời điểm cắt ngọn tối ưu là sau khi trỗ 5 ngày (Công thức 3). Tại thời điểm thu hoạch chín sáp, công thức này đạt năng suất thân thực thu cao nhất ($105{,}0\text{ tấn/ha}$), độ Brix cao nhất ($16{,}0%$), năng suất đường cao nhất ($9{,}4\text{ tấn/ha}$) và năng suất ethanol lý thuyết cao nhất ($6{,}3\text{ tấn/ha}$).
2. Kỹ thuật cắt ngọn có làm ảnh hưởng đến năng suất sinh khối tổng số của cây không?
Không. Kết quả phân tích phương sai cho thấy sự sai khác về khối lượng thân lá tươi (g/cây), năng suất sinh khối lý thuyết ($149{,}4\text{--}164{,}8\text{ tấn/ha}$) và năng suất sinh khối thực thu ($134{,}4\text{--}148{,}3\text{ tấn/ha}$) giữa các công thức cắt ngọn và đối chứng đều không có ý nghĩa thống kê ($p > 0{,}05$). Cắt ngọn chủ yếu tác động làm tăng khối lượng thân và hàm lượng đường hòa tan trong thân.
3. Cắt ngọn tác động như thế nào đến khả năng chống đổ ngã của giống NL3?
Cắt ngọn làm giảm trọng lượng phần ngọn bông, hạ thấp trọng tâm thân cây, từ đó giảm tỷ lệ cây đổ ngã một cách có ý nghĩa thống kê ($p < 0{,}05$). Tỷ lệ cây đổ ở các công thức cắt ngọn dao động từ $5{,}1%$ đến $6{,}3%$, thấp hơn so với công thức đối chứng không cắt ngọn ($8{,}1%$). Công thức cắt ngọn tại thời điểm trỗ đạt tỷ lệ đổ thấp nhất ($5{,}1%$).
4. Tác giả sử dụng công thức nào để tính toán năng suất đường và ethanol?
- Năng suất đường tính theo công thức của Nuessly và cs. (2013): $\text{Năng suất đường (tấn/ha)} = \text{Năng suất thân} \times 0{,}75 \times \text{Brix} \times 0{,}75$ (trong đó 0,75 là tỷ lệ dịch ép thân tươi tối đa theo Erickson, 2011).
- Năng suất ethanol tính theo công thức của Smith và cs. (1987) và Nuessly và cs. (2013): $\text{Năng suất ethanol (tấn/ha)} = \frac{\text{Năng suất đường (tấn/ha)}}{1{,}49}$ (dựa trên tỷ lệ $1{,}49\text{ kg}$ đường tạo ra $1\text{ lít}$ ethanol với hiệu suất chuyển hóa 95%).
5. Nền phân bón và mật độ gieo trồng được áp dụng trong thí nghiệm là bao nhiêu?
Thí nghiệm áp dụng mật độ gieo trồng $10{,}3\text{ cây/m}^2$ (khoảng cách $65\text{ cm} \times 15\text{ cm}$). Lượng phân bón tính cho 1 ha gồm: $10\text{ tấn}$ phân chuồng hoai mục, $3\text{ tấn}$ phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh, $300\text{ kg N}$, $96\text{ kg P}_2\text{O}_5$ và $134\text{ kg K}_2\text{O}$, chia làm 1 lần bón lót và 2 lần bón thúc (20 ngày và 40 ngày sau trồng).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nông Lương Thị Bé đã xác định rõ ảnh hưởng tích cực của kỹ thuật cắt ngọn đến năng suất thân, chất lượng dịch đường và khả năng chống đổ của giống cao lương ngọt NL3 trồng tại Tuyên Quang trong vụ Hè Thu 2014. Kết quả thực nghiệm khẳng định biện pháp kỹ thuật cắt ngọn sau khi trỗ 5 ngày đem lại hiệu quả vượt trội, đạt năng suất thân thực thu $105{,}0\text{ tấn/ha}$, độ Brix $16{,}0%$, năng suất đường $9{,}4\text{ tấn/ha}$ và năng suất ethanol lý thuyết $6{,}3\text{ tấn/ha}$. Đây là cơ sở thực nghiệm quan trọng hỗ trợ việc hoàn thiện quy trình canh tác cao lương ngọt phục vụ định hướng phát triển nguồn nguyên liệu nhiên liệu sinh học bền vững tại Việt Nam.
