Đặt vấn đề Năng lượng không chỉ cần trong quá khứ mà nhu cầu về năng lượng tăng liên tục do sự phát triển của công nghệ tiên tiến và gia tăng dân số. Trong cuộc sống hiện nay con người đã và đang khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên. Các nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá là những nguồn năng lượng không tái tạo được, chúng đang dần cạn kiệt. Sự phát triển của các quốc gia phụ thuộc rất lớn vào nguồn xăng hoặc diesel không chỉ làm tăng gánh nặng tài chính mà còn tác động đến môi trường 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 gây ra nhiều căn bệnh hiểm nghèo. Việc đảm bảo nguồn năng lượng dài hạn thay thế năng lượng hoá thạch ngày càng trở nên cấp thiết, nhất là khi dầu mỏ đang cạn dần và trở nên đắt đỏ. Trong bối cảnh đó, nhiên liệu sinh học đã được chọn mặt gửi vàng như là một "ứng cử viên" đầy triển vọng nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ nguồn nhiên liệu truyền thống nói trên. Ðiều kiện ở Việt Nam 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.
Ethanol nhiên liệu là một loại alcohol thường thấy trong đồ uống có cồn. 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. n 2 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 chứa 75% dịch, trong đó hàm lượng đường từ 8-23% nên rất có triển vọng để phát triển sản xuất làm nguyên liệu sản xuất ethanol nhiên liệu. Quá trình sản xuất ethanol từ cây cao lương ngọt ít hao tốn điện hơn so với khi dùng sắn, ngô hoặc mía. Đó là chưa nói cao lương ngọt có hàm lượng năng lượng khá cao, 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, tương đương với mía và gần gấp 4 lần so với ngô mà không có phế phẩm như sắn. 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 cao lương ngọt không phát thải CO2 như nhiên liệu hóa thạch. 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 được các dòng, giống cao lương ngọt có năng suất thân và hàm lượng đường cao phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tuyên Quang là một trong những tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện sinh thái phù hợp với nhiều diện tích đất bãi, đồng thời là một trong những tỉnh gần nhà máy sản xuất ethanol sinh học Phú Thọ vì vậy rất thuận lợi để phát triển vùng nguyên liệu phục vụ cho nhà máy.
Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượngcủa một số giống cao lương ngọt triển vọng trong điều kiện vụ xuân năm 2013 tại tỉnh Tuyên Quang”. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của các giống cao lương ngọt triển vọng trong điều kiện vụ xuân tại Tuyên Quang. Mục đích nghiên cứu Lựa chọn được các giống cao lương ngọt có năng suất, chất lượng cao và khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái tỉnh Tuyên Quang. Ý nghĩa của đề tài 1.
Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Tạo điều kiện cho sinh viên trau dồi kiến thức, kĩ năng nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực khoa học cây trồng. - Tạo cơ hội cho sinh viên áp dụng lý thuyết chuyên môn vào thực tế, nâng cao trình độ chuyên môn. - Đề tài giúp cho các nhà khoa học đánh giá được đặc điểm nông sinh học, khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của các giống cao lương ngọt nhập nội trong điều kiện Việt Nam 1. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để lựa chọn các giống cao lương ngọt có năng suất, chất lượng cao, khả năng chống chịu tốt để đưa vào sản xuất đại trà trong điều kiện tỉnh Tuyên Quang.
n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. 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 giống, tạo ra được giống tốt, có năng suất cao, ổn định, chống chịu tốt với n 5 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 từng địa phương thì việc khảo nghiệm tìm hiểu khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu và năng suất, chất lượng của giống trong các 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 hiện tượng 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 nhưng lượng mưa lại không phân bố đều 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 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.
Việc chọn ra các giống 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. Đặc điểm thực vật học Cao lương ngọt một loại cây thuộc họ hòa thảo chiều cao từ 0,6 - 5 m, đường kính thân 5 - 30 mm 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. Rễ cây cao lương là 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. 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, nhưng thông thường tập trung ở độ sâu 0,9 m (Bapat, D.