Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Đặc điểm một số giống cây Cao Lương hiện nay Cao lương ngọt (sweet sorghum) là một loại cây thuộc họ hòa thảo đứng thứ 4 trên thế giới về sản lượng và đứng thứ 5 về diện tích (Rao và cs, 2009) [37] chiều cao từ 0,6 - 5m, đường kính thân 5 - 30mm 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.
Số lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh trưởng, thông thường trên thân có từ 7 - 18 lá hoặc hơn. 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. Thân gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi có thể mọc ra từ các đốt thân.
Thời gian đẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ và kỹ thuật canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo điều kiện cho cây đẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại. Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu xanh xám, gân lá màu tối. Hoa mọc thành chùm, chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6. Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài.
Một kg hạt giống chứa 25. Hạt có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây. Hạt càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt có vị đắng. Là một loại cây trồng nhiệt đới, cao lương cùng họ với lúa.
Nhưng cao lương quang hợp theo chu trình C4 đây chính là một ưu điểm lớn của cao lương. Nhờ quang hợp theo đường hướng này mà cao lương ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ cao và không xảy ra hiện tượng quang hô hấp. Ngược lại, lúa là đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chu trình C3. Cao lương ngọt là sự kết hợp các ưu điểm giữa lúa và cây trồng nhiệt đới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ xung các gen có lợi khác từ mía, đây là 5 một trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế giới trong việc sản xuất sinh khối cây trồng hiện nay.
Theo (James và cs, 2012) [35]: báo cáo từ các khu vực, đây là cây trồng chống chịu được với các loại đất từ chua đến kiềm, đất ngập nước hay khô hạn, nồng độ muối cao, các loại nấm bệnh cũng như cỏ dại. Cao lương có các đặc điểm về hình thái và sinh lý cho phép nó có thể sinh trưởng và tồn tại trong điều kiện hạn như bộ rễ ăn sâu và lan rộng, lớp phấn muội dày bao phủ thân, bề mặt lá và khả năng tự dừng sinh trưởng trong điều kiện hạn, phục hồi bình thường trở lại khi thuận lợi. Do vậy, nó có thể phát triển ở những vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với lượng mưa hàng năm chỉ 400 - 600 mm, quá khô không trồng ngô được. Không chỉ có khả năng sinh trưởng trong vùng hạn, mà nó cũng có khả năng phát triển được cả với điều kiện thường xuyên ngập nước, do đó nó cũng có thể trồng ở những vùng có lượng nước lớn.
Cao lương sinh trưởng được từ cao độ 0 - 2300 m so với mực nước biển (ICRISAT, 1996) [trích theo 10]. Khoảng pH đất mà cao lương có thể sinh trưởng được rất rộng (5,0 - 8,5) (ICRISAT, 1996), nhưng theo James và cs, 2012 [35] thì cao lương cũng có thể trồng được ở những đất có pH xuống tới 4,3 hoặc lên tới 8,7. Khoảng nhiệt độ cao lương có thể thích ứng được là từ 2,0 - 410 C. Nhiệt độ hàng năm trung bình có thể từ 7,8 - 27,8 0C, thông thường khoảng 21 0C (James và cs, 2012) [35].
Như vậy cây cao lương có thể thích ứng tốt trong các điều kiện nóng và lạnh của các vùng thuộc khu vực nhiệt đới và á nhiệt đới. Theo Akinfemi và cs (2010) [24] thì cao lương cũng có thể chịu đựng được độ mặn của đất lên đến 4,04 dS/m. Như vậy cao lương cho thấy khả năng chịu hạn, úng, nóng, lạnh và mặn hơn hẳn những cấy trồng khác. Đấy là ưu điểm lớn cho phép canh tác cao lương ở những vùng khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện khô hạn.
Những nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của cây cao lương Ấn Độ, châu Phi, châu Mỹ La tinh… là các quốc gia dùng cao lương như 1 loại lương thực chính trong bữa ăn hàng ngày, tuy nhiên chủ yếu được dùng 6 làm thức ăn cho gia súc dưới dạng lương thực hoặc làm si rô lúa miến hoặc còn gọi là “mật cao lương” (làm từ các giống có hàm lượng đường cao như ở mía), cỏ khô, cũng như để sản xuất một vài loại đồ uống có cồn Cao lương là một trong 5 loại hạt cốc (ngũ cốc) hàng đầu thế giới. Hạt cao lương có hàm lượng protein cao hơn ngô, song các thành phần dinh dưỡng khác thấp hơn ngô cụ thể như vitamin A (Mubi và cs, 2008) [33]. Cao lương có thể làm thức ăn gia súc dưới dạng hạt hay dạng thức ăn thô xanh (thân lá)… Qua phân tích hóa học cho thấy hạt cao lương có hàm lượng tannin và HCN ít hơn so với thân và lá; chúng có protein thô 11 - 12%, dầu 3,0 - 3,1%, xơ 3,1 - 3,2%, dẫn xuất không đạm 70 - 80%, năng lượng trao đổi 3000 Kcal/kg chất thô. Thành phần dinh dưỡng của hạt cao lương so với ngô như trong bảng 1.
Thành phần dinh dưỡng của hạt cao lương và ngô làm thức ăn chăn nuôi ME cho gia ME cho Protein Lysin dễ Lysin súc nhai lại gia cầm Thô tiêu Loại cây (%) (MJ/kg) (MJ/kg) (%) (%) Cao lương 12,4 13,7 11,0 0,27 0,19 Ngô 12,1 14,2 9,0 0,27 0,22 Một số tác giả phân tích chuyên sâu khác 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%) (Gran và cs, 1995) [29]. 7 Theo NRI (1988) đã khuyến cáo: Với thành phần dinh dưỡng như trên, để tăng tính ngon miệng cho gia súc và tăng hiệu quả sử dụng của thức ăn, giới hạn sử dụng hạt cao lương và ngô trong khẩu phần ăn được cân đối như sau: Cao lương (%) Ngô (%) Gia cầm 30 70 Lợn 30 30 Bò sữa 50 70 Bò thịt 70 70 1.
Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương * Mùa vu ̣: - Ở Mehico đa số cao lương đươ ̣c trồ ng từ tháng 7 đế n tháng 8, sinh trưởng tăng ở điề u kiê ̣n ngày dài và ẩ m, nhiệt sô ̣ thích hơ ̣p là từ 25 - 300C. - Ở bang Minesota của My,̃ cao lương đươ ̣c trồ ng từ giữa tháng 5 đế n đầ u tháng 6 khi nhiêṭ đô ̣ của đấ t đa ̣t 15,6 - 18,30C. Nế u trồ ng muô ̣n hơn thì năng suấ t cao lương sẽ giảm (Mubi và cs, 2008) [33]. * Mâ ̣t đô ̣: Thông thường có khoảng 16.000 ha ̣t giố ng cao lương/0,454 kg.
Phần lớn ha ̣t cao lương lai có tỷ lê ̣ nảy mầ m trung bình là 75%. Nế u đấ t tốt và đô ̣ ẩm thích hợp thì gieo hàng cách hàng là 0,76 - 1,02 m, khoảng cách hạt trung bình là 1,5 cm, và gieo ha ̣t ở đô ̣ sâu 50 - 70 mm. Như vâ ̣y thì có khoảng 247. Nếu đất kém màu mỡ và khô cứng thì tỷ lê ̣ ha ̣t giống đươ ̣c gieo thấ p hơn.
Mật độ trồng cao lương phụ thuô ̣c vào giố ng, cu ̣ thể là kích thước và tro ̣ng lươ ̣ng của ha ̣t giống. Kích thước hàng: Đố i với cao lương lấ y ha ̣t trong điề u kiện có phân bón và nước tưới, gieo từ 8 - 12 kg/ha (Mubi và cs, 2008) [33]. Theo Mortvedt và cs (1996) ở phía Đông Mehico năng suấ t cao lương cao khi trồ ng với mâ ̣t đô ̣ 7,8 kg/ha, khoảng cách hàng hep̣ (15,2 - 50,8 cm). Kích thước hàng phu ̣ thuô ̣c vào các thiế t bi ̣chuyên dùng để thực hiêṇ viêc̣ gieo ha ̣t.
Trong nhiề u năm gầ n đây viê ̣c trồ ng cây theo luố ng hàng để tăng năng suấ t đươ ̣c chú tro ̣ng đă ̣c biêt.̣ 8 Khi đó khoảng cách giữa các cây trên luố ng phải đươ ̣c bố trí sao cho phù hơ ̣p với số lươ ̣ng cây trên ha. Ưu điể m của phương pháp này là tâ ̣n du ̣ng đươ ̣c đô ̣ ẩ m, sự màu mỡ của đấ t cũng như ánh sáng mă ̣t trời. Kế t quả nghiên cứu từ minesota cho thấ y luố ng có đô ̣ rô ̣ng 0,25 m cho năng suấ t cao hơn từ 10 - 15% so với luố ng có đô ̣ rô ̣ng 1,02 m. Tuy nhiên phương pháp này có nhươ ̣c điể m là khó chăm sóc và viê ̣c kiể m soát cỏ da ̣i phu ̣ thuô ̣c hoàn toàn vào thuố c diêṭ cỏ.
*Phân bón: Nhu cầ u dinh dưỡng của cây cao lương rấ t giố ng với cây ngô nhưng cao lương cần một lượng lớn đa ̣m, mô ̣t lươ ̣ng vừa phải phốt pho và kali. Trong điều kiê ̣n khô ha ̣n bón 80 - 100 kg N/ha trước khi trồ ng. Với điề u kiêṇ có tưới bón 100 kg N/ha trước khi trồ ng + 50 kg N/ha sau mỗi lầ n cắ t (Mubi và cs, 2008) [33]. Lượng đạm yêu cầu phu ̣ thuô ̣c vào năng suấ t mong muố n và giống.
Lượng đạm khoảng 224,2 kg N/ha với điề u kiêṇ có tưới và 16,8 kg N/ha trong điề u kiêṇ khô hạn bởi vì ở điề u kiện này mật đô ̣ và năng suấ t sẽ thấ p hơn. Lượng đạm cần bón có liên quan đế n cây trồ ng trước, ví dụ cây ho ̣ đâ ̣u, lươ ̣ng phân chuồng là những yế u tố cầ n tính đế n để áp du ̣ng mức phân cầ n bón. Nế u bón đạm ở mức nhiề u cầ n chia ra nhiều lần bón đề u nhau.
