Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống ngô lai có triển vọng vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên

1
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CV % : Hệ số biến động
CIMMYT : Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế
CSDTL : Chỉ số diện tích lá
B/c : Bắp trên cây
CD : Chiều dài bắp
ĐK : Đường kính bắp
H/B : Hàng trên bắp
H/H : Hạt trên hàng
M1000 : Khối lượng ngàn hạt
FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc
IPRI : Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới
LSD
5%
: Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05
TAMNET : Mạng lưới khảo nghiệm ngô vùng Châu Á
AMBIONET : Mạng lưới công nghệ sinh học cây ngô Châu Á
LAI : Chỉ số diện tích lá
NSLT : Năng suất lý thuyết
NSTT : Năng suất thực thu
OPV : Giống ngô thụ phấn tự do
TPTD : Thụ phấn tự do
WTO : Tổ chức thương mại thế giới
1
1
2
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
Biểu đồ 3.1. Chiều cao cây của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010

Biểu đồ 3.2. Chiều cao đóng bắp của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010
Biểu đồ 3.3. Năng suất lý thuyết của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông
năm 2010
Biểu đồ 3.4. Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông
năm 2010
2
2
3
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây trồng đảm bảo an ninh lương
thực cho nhiều quốc gia trên thế giới. Toàn thế giới sử dụng 17% tổng sản
lượng ngô làm lương thực, các nước sử dụng ngô làm lương thực chính như:
Mozambique (93% sản lượng), Kenya (91%), Congo (86%), Ethiopia (86%),
Angola (84%), Indonesia(79%), Ấn Độ (77%) (Ngô Hữu Tình, 2003)
[26]. Không chỉ cung cấp lương thực cho con người, ngô còn là nguồn thức
ăn quan trọng cho chăn nuôi, 66% sản lượng ngô của thế giới được dùng làm
thức ăn cho chăn nuôi (Bùi Mạnh Cường, 2007)[5].
Ngoài ra ngô còn được sử dụng làm nguyên liệu cho các ngành công
nghiệp thực phẩm (sản xuất rượu, cồn, tinh bột, bánh kẹo…). Có khoảng 670
mặt hàng được chế biến từ ngô. Hàng năm ở Mỹ sử dụng 18% tổng lượng ngô
để sản xuất tinh bột, 37% sản xuất cồn, 5,8% sản xuất bánh kẹo (Nguyễn Thế
Hùng, 2006) [12].
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, ngô là nguồn
nguyên liệu quan trọng để chế biến Ethanol một nguồn nhiên liệu sinh học thay
thế các nguồn nhiên liệu tự nhiên như: Dầu mỏ, than đá đang dần bị cạn kiệt. Sử
dụng Ethanol làm giảm ô nhiễm môi trường vì có lượng khí thải CO
2
thấp hơn
xe chạy xăng gần một nửa.

Do có vai trò quan trọng trong nền kinh tế và có khả năng thích ứng rộng
với các vùng sinh thái, khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất
thuận, sâu bệnh, có tiềm năng năng suất cao nên ngô đã được hầu hết các nước
và lãnh thổ trên thế giới gieo trồng và phát triển không ngừng. Năm 1961 diện
tích trồng ngô trên thế giới chỉ đạt 105,48 triệu ha với tổng sản lượng là 205,00
triệu tấn, nhưng đến năm 2009 diện tích đã đạt 159,53 triệu ha với sản lượng
817,11 triệu tấn (FAO, 2011) [35].
3
3
4
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa và là
nguồn thức ăn chính phục vụ cho chăn nuôi. Trong những năm qua, cây ngô đã
được mở rộng diện tích, chuyển đổi cơ cấu giống, thâm canh và áp dụng các
tiến bộ kỹ thuật trong canh tác để cải thiện năng suất.
Những tiến bộ về sản xuất ngô ở Việt Nam thể hiện rất rõ trong giai đoạn
20 năm thực hiện đường lối đổi mới của Đảng. Trong suốt 20 năm qua (1989-
2009) diện tích, năng suất, sản lượng ngô tăng liên tục với tốc độ rất cao. Tỷ
lệ tăng trưởng hàng năm trong giai đoạn 1989-2009 về diện tích là 5,7%/năm,
năng suất 7,2%/năm và sản lượng là 21,1%/năm, trong đó mức độ tăng trưởng
về năng suất cao hơn diện tích là 1,5%/năm. Diện tích trồng ngô tăng chậm là
do công nghiệp phát triển, dân số tăng nhanh và do biến động bất thường
trong thiên nhiên như hạn hán, lũ lụt
Mặc dù năng suất ngô ở nước ta đã được cải thiện nhưng vẫn còn thấp hơn
rất nhiều so với thế giới. Theo thống kê của FAO (2011) [35], năm 2009 năng
suất ngô của Việt Nam chỉ bằng 78,7% năng suất trung bình thế giới, 73,5%
năng suất trung bình của Trung Quốc; 38,9% năng suất trung bình của Mỹ.
Hiện nay nhu cầu sử dụng ngô không ngừng tăng lên do ngành chăn
nuôi phát triển, nhu cầu thức ăn chăn nuôi ở nước ta rất lớn khoảng 8 triệu
tấn/năm. Trong khi đó sản lượng ngô sản xuất trong nước mới chỉ đáp ứng một
nửa nhu cầu làm thức ăn cho gia súc. Năm 2009 nước ta phải nhập khẩu

900.000 tấn ngô hạt để làm thức ăn cho chăn nuôi (Cục Chăn nuôi, 2011) [3].
Vì vậy để đáp ứng đủ nhu cầu ngô tiêu dùng trong nước cần mở rộng
diện tích và tăng năng suất ngô. Tuy nhiên việc mở rộng diện tích trồng ngô
rất khó khăn do diện tích sản xuất nông nghiệp hạn chế và phải cạnh tranh với
nhiều loại cây trồng khác nên tăng năng suất là giải pháp chủ yếu. Trong giải
pháp tăng năng suất thì giống được coi là hướng đột phá có ý nghĩa quyết
định để nâng cao sản lượng và chất lượng nông sản. Giống tốt sẽ cho sản
lượng cao hơn giống bình thường từ 20 - 25%. Do đó một yêu cầu lớn đặt ra
cho ngành sản xuất ngô nước ta, đó là phải nghiên cứu và xác định đúng
những giống ngô lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh
thái của từng vùng.
4
4
5
Xuất phát từ yêu cầu trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống ngô lai
có triển vọng vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên”.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Xác định được giống ngô lai có triển vọng để giới thiệu cho sản
xuất tại Thái Nguyên, làm cơ sở cho quá trình chọn tạo giống ở các tỉnh
Trung du và miền núi phía Bắc.
3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
- Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm.
- Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh lý của các giống thí nghiệm.
- Theo dõi khả năng chống chịu (chống chịu sâu bệnh, chống đổ) của
các giống thí nghiệm.
- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống
thí nghiệm.
- So sánh và sơ bộ kết luận về khả năng sinh trưởng, phát triển của các
giống thí nghiệm, chọn giống ưu tú để khảo nghiệm sản xuất.

- Theo dõi một số đặc điểm nông học của giống có triển vọng trong thí
nghiệm khảo nghiệm sản xuất.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học xác định được giống
ngô phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh Trung
du và miền núi phía Bắc.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là luận cứ quan trọng cho các nghiên cứu
về sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu ở cây ngô.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài góp phần làm đa dạng tập đoàn giống ngô phù hợp với điều kiện
sinh thái tại Thái Nguyên.
5
5
6
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Trong sản xuất nông nghiệp giống là một nhân tố quyết định năng suất,
chất lượng của sản phẩm, các biện pháp kỹ thuật canh tác chỉ có thể đạt được
hiệu quả cao trên cơ sở các giống tốt. Các nhà khoa học ước tính khoảng 30
đến 50% mức tăng năng suất hạt của các cây lương thực trên thế giới là nhờ
việc đưa vào sản xuất những giống tốt. Ở nước ta, từ năm 1981 đến 1996
giống đã đóng góp cho sự tăng sản lượng cây trồng lên 43,68% trong khi đó
yếu tố phân bón hóa học - thuốc bảo vệ thực vật và yếu tố thủy lợi đóng góp
với các tỷ lệ tương ứng là 32,57% và 31,97%, thấp hơn khoảng 10% so với
giống (Phan Huy Thông, 2007) [28]. Sản xuất nông nghiệp thế giới ngày nay
luôn luôn phải trả lời câu hỏi: Làm thế nào để cung cấp đủ năng lượng cho 8
tỷ người vào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030? Để giải quyết vấn đề
này ngoài biện pháp phát triển kỹ thuật canh tác bền vững, đòi hỏi các nhà

khoa học phải nhanh chóng tạo ra những giống mới có năng suất cao, ổn định
đáp ứng được yêu cầu của một nền nông nghiệp hiện đại.
Chọn tạo các giống tốt, thích hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiện
canh tác là cơ sở đạt được năng suất cao, ổn định với mức chi phí sản xuất
thấp nhất. Giống mới đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao
năng suất và sản lượng cây trồng, nhưng để giống phát huy hiệu quả phải sử
dụng chúng hợp lý với điều kiện khí hậu, đất đai, kinh tế xã hội từng vùng.
Giống cao sản của vùng thâm canh sẽ không cho năng suất mong muốn nếu
trồng ở vùng nông nghiệp quảng canh, thậm chí hiệu quả kinh tế còn thấp hơn
sử dụng giống địa phương. Vì vậy, xác định bộ giống thích hợp với mỗi vùng
sinh thái là rất cần thiết.
6
6
7
Do điều kiện sinh thái và trình độ canh tác của các vùng khác nhau nên
giống mới phải qua quá trình đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả
năng thích nghi, tính ổn định, độ đồng đều, trước khi mở rộng sản xuất.
1.2. ƯU THẾ LAI VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ƯU THẾ LAI Ở NGÔ
1.2.1. Khái niệm ưu thế lai
Ưu thế lai là sự tăng cường về sức sống, khả năng phát triển, khả năng
thích ứng, khả năng sinh sản của con lai thế hệ thứ nhất so với bố mẹ.
Khi lai các dòng tự thụ phấn hoặc cận phối với nhau (đặc biệt là các
dòng đã đạt tới mức cận phối tối thiểu) con lai thế hệ thứ nhất luôn luôn đồng
nhất, có sức sống và năng suất cao hơn hẳn bố mẹ. Từ thế hệ thứ hai trở đi,
tính ưu việt đó giảm đi nhanh chóng và mất dần ở các thế hệ tiếp theo.
1.2.2. Phân loại ưu thế lai
Ngô lai là kết quả tác động của hiệu ứng gen trội và siêu trội. Ưu thế lai được
biểu hiện ở hầu hết các tính trạng, cụ thể như sau:
- Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời
gian sinh trưởng và phát triển như tầm vóc cây, số lá…

- Ưu thế lai về năng suất: Là biểu hiện quan trọng nhất của giống ngô lai
đối với sản xuất đại trà. Ưu thế lai về năng suất được biểu hiện qua tỷ lệ
hạt/bắp, khối lượng hạt, chiều dài bắp, số bắp/cây… Theo Richey (1927) ưu
thế lai về năng suất ở cây ngô với giống lai đơn giữa các dòng có thể đạt từ
193% - 263% so với trung bình bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985)[31].
- Ưu thế lai thích ứng: Biểu hiện thông qua khả năng chống chịu với điều
kiện bất thuận như hạn, rét, sâu bệnh…
- Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu hiện tổ hợp lai chín sớm hơn so với
trung bình bố mẹ. Nguyên nhân là do sự tăng cường hoạt động của quá trình
sinh lý, sinh hóa, trao đổi chất của tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ.
- Ưu thế lai về sinh lý, sinh hóa: Là sự tăng cường biểu hiện quá trình
trao đổi chất (Nguyễn Văn Cương, 1995) [4].
7
7
8
Ưu thế lai ở ngô thể hiện rất rõ khi lai giữa các giống và khi lai giữa các
dòng tự phối. Kết quả nghiên cứu ở nhiều nước cho thấy trong điều kiện
tương tự, ngô lai giữa các giống tăng năng suất 10-20%, giống lai giữa các
dòng thuần tăng năng suất 20-30% so với các giống địa phương tốt nhất.
Sự tăng năng suất ở thế hệ lai F1 ở ngô là 20 - 30%. Hiện tượng ưu thế lai
không nhất thiết phải biểu hiện ra đồng thời ở tất cả các tính trạng của cây lai.
Có thể ở tính trạng này ưu thế lai biểu hiện mạnh còn ở một số tính trạng khác
ưu thế lai biểu hiện yếu hoặc không có. Khi lai hai vật liệu với nhau có thể thu
được cây lai với 3 mức độ biểu hiện: Tốt hơn hẳn so với bố mẹ, đạt mức trung
bình giữa bố và mẹ, kém hơn so với bố mẹ. Theo Xôcôlốp (1995) chỉ có 37%
số tổ hợp có năng suất cao hơn bố mẹ, 46% số tổ hợp bằng mức trung gian của
bố mẹ, 17% số tổ hợp thấp hơn bố mẹ (Trần Văn Minh, 2004) [17].
1.2.3. Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai
Để sử dụng tối đa hiệu ứng ưu thế lai, cần hiểu rõ về cơ sở di truyền của
ưu thế lai. Tuy nhiên, qua nhiều năm nghiên cứu và ứng dụng vẫn chưa có

một cơ sở lý thuyết thống nhất và trọn vẹn về ưu thế lai. Hiện tại vẫn tồn tại
nhiều giả thuyết, mỗi giả thuyết chỉ giới hạn bởi những kết quả thực nghiệm
nhất định. Ưu thế lai có thể là kết quả của trội hoàn toàn và không hoàn toàn
(siêu trội), tương tác giữa các gen (ức chế), tương tác giữa tế bào chất của mẹ
và nhân của bố hoặc có thể tổ hợp tất cả các yếu tố trên.
Về bản chất, ưu thế lai là một biểu hiện phức tạp không thể giải thích
được khi dựa vào một nguyên nhân đơn lẻ nào. Hai giả thuyết quan trọng có ý
nghĩa ứng dụng thực tế nhất là giả thuyết tính trội và siêu trội. Để tạo ra giống
lai có ưu thế lai cao, nguồn bố mẹ phải đa dạng, xa nhau về di truyền và thuộc
các nhóm ưu thế lai khác nhau.
* Giả thuyết tính trội: Theo giả thuyết tính trội, ưu thế lai là kết quả tác
động và tương tác của alen trội có lợi. Dị hợp tử không cần thiết chừng nào bố
8
8
9
mẹ của con lai có tối đa số alen trội kết hợp với nhau hay bổ sung tính trội
(tác động tích lũy các gen trội có lợi).
* Giả thuyết siêu trội: Đối với giả thuyết siêu trội, dị hợp tử là cần thiết
để tạo nên ưu thế lai. Trạng thái dị hợp tử vượt hiệu ứng của gen trội; kiểu
hình của thể dị hợp tử ưu việt hơn kiểu hình thể đồng hợp tử.
Thuyết này giải thích sự suy yếu của các dòng cận phối là do tích lũy
các gen lặn cũng như gen trội ở trạng thái đồng hợp tử đều yếu hơn, kém ưu
việt hơn kiểu gen ở trạng thái dị hợp tử. Thuyết siêu trội giải thích ưu thế lai
như tích lũy các gen ở trạng thái dị hợp tử làm tăng tính trội, ảnh hưởng đến
sức sống vượt xa bất cứ tác dụng của một loại alen đồng hợp tử nào.
1.2.4. Phương pháp đánh giá ưu thế lai
Ưu thế lai ở cây trồng được biểu hiện thông qua các tính trạng, tùy thuộc
vào mục đích được sử dụng để so sánh năng suất của con lai.
- Ưu thế lai trung bình (heterosis) còn gọi là ưu thế lai giả định: Là sự
hơn hẳn của con lai so với giá trị trung bình của bố mẹ.

100
2
2
21
21
1
x
PP
PP
F
H
m
+
+
−
=
H
m
: Ưu thế lai trung bình
F1: Giá trị trung bình của tính trạng ở cây lai F1
- Ưu thế lai thực (heterobetiosis): Là sự hơn hẳn của con lai so với bố
hoặc mẹ tốt nhất ở một tính trạng nào đó.
100
1
x
P
PF
H
B
B

B
−
=
(H
B
: Ưu thế lai thực)
- Ưu thế lai chuẩn (standar heterosis): Biểu thị tính ưu việt của con lai về
một hay một số tính trạng nào đó so với giống thường dùng tốt nhất ở một
vùng nhất định.
100
1
x
S
SF
Hs
−
=
9
9
10
Hs: Ưu thế lai chuẩn
F
1
: Chỉ giá trị tính trạng cần quan tâm của con lai F
1
P
1
, P
2
: Chỉ giá trị tính trạng tương ứng của bố mẹ đem lai

P
B
: Chỉ giá trị tương ứng của bố hoặc mẹ tốt nhất
S: Chỉ giá trị tính trạng của giống chuẩn tốt nhất của vùng
- Ưu thế lai có thể có giá trị dương (F
1
tốt hơn bố hoặc mẹ, giống chuẩn), có
thể có giá trị âm (F
1
thấp hơn bố hoặc mẹ hoặc giống chuẩn về chiều cao cây,
thời gian sinh trưởng ).
Đối với cây giao phấn, ưu thế lai được tạo ra qua các tổ hợp lai từ các
dòng thuần cho nên khi đánh giá ưu thế lai chỉ cần dựa vào công thức tính của
ưu thế lai chuẩn (Trần Văn Minh, 2004) [17].
1.3. CÁC LOẠI GIỐNG NGÔ
Sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam những năm gần đây có sự thay
đổi đáng kể nhờ công tác nghiên cứu và chọn tạo giống. Theo phương pháp
chọn tạo giống, giống ngô được chia làm 2 nhóm chính là nhóm ngô thụ phấn
tự do và nhóm ngô lai.
1.3.1. Giống ngô thụ phấn tự do (Maize open pollinated variety - OPV)
Giống ngô thụ phấn tự do là những giống mà trong quá trình sản xuất hạt
giống con người không cần can thiệp vào quá trình thụ phấn, chúng được tự do
thụ phấn - thụ phấn mở (Ngô Hữu Tình, 2003) [26]. Đây là khái niệm tương đối
để phân biệt với loại giống lai. Giống thụ phấn tự do được chia làm 2 loại:
1.3.1.1. Giống địa phương (local variety)
Là những giống được trồng lâu đời ở một địa phương nhất định. Ưu
điểm của giống địa phương là có khả năng thích nghi cao, có chất lượng
tốt nhưng năng suất thấp. Ngoài việc sử dụng trong sản xuất, giống địa
phương còn là vật liệu quan trọng trong quá trình tạo giống. Phần lớn các
giống ngô được tạo ra từ vật liệu địa phương có tính thích nghi cao, cấu trúc

bắp tốt, chống chịu sâu đục thân khá.
10
10
11
Hiện nay, ở một số vùng vẫn sử dụng giống ngô địa phương, đặc biệt ở
các vùng xa xôi, hẻo lánh như miền núi phía Bắc, Tây Nguyên,….
1.3.1.2. Giống tổng hợp (Synthetic variety)
Là thế hệ tiên tiến của của giống lai nhiều dòng (thường là đòng đời
thấp) bằng thụ phấn tự do. Giống tổng hợp được sử dụng đầu tiên trong sản
xuất nhờ đề xuất của Hayse và Garber năm 1919 (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
Các tác giả này cho rằng sản xuất hạt giống ngô tổng hợp bằng cách tái hợp
nhiều dòng tự phối có ưu điểm hơn so với lai đơn, lai kép vì nông dân có thể
giữ được giống từ 2-3 vụ.
Giống tổng hợp được coi là giống ngô ưu tú của thời kì quá độ trước khi
sử dụng giống lai. Ở nước ta đã có một số giống ngô tổng hợp nổi tiếng như
giống ngô TH2A, TH nếp trắng, HSB1
Giống tổng hợp ngoài việc sử dụng trực tiếp vào sản xuất còn là nguồn
nguyên liệu tốt cho công tác rút dòng để tạo giống lai (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
1.3.1.3. Giống hỗn hợp (compsite variety)
Là thế hệ tiến triển của tổ hợp các nguồn vật liệu ưu tú có nền di truyền
khác nhau thông qua con đường tự do thụ phấn. Nguồn vật liệu này bao gồm
các giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp, giống lai kép được chọn theo một
số chỉ tiêu như năng suất hạt, thời gian sinh trưởng, dạng và màu hạt, tính
chống chịu với điều kiện ngoại cảnh (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
Mai Xuân Triệu (1998) [30] cho rằng sử dụng giống hỗn hợp vẫn có một
vài nhược điểm vì giống hỗn hợp có nền di truyền rộng nên không thể kiểm
soát được chặt chẽ khả năng kết hợp của các vật liệu tạo giống.
1.3.2. Giống ngô lai (Hybrid maize)
Trước những năm1990, nước ta chỉ gieo trồng những giống ngô thụ
phấn tự do, các giống ngô lai tuy đã được nghiên cứu nhưng diện tích trong

sản xuất không đáng kể. Những năm gần đây do hiệu quả kinh tế cao nên diện
11
11
12
tích trồng ngô lai của nước ta tăng lên rất nhanh, diện tích trồng ngô lai tăng
từ 0% (1990) lên 75% năm 2004 (Phạm Thị Tài, Trương Đích, 2005) [23] và
đạt 95% năm 2009.
Ngô lai là thành tựu nông nghiệp quan trọng của loài người trong thế kỷ
XX, là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống. Ngô lai
được chia làm 2 nhóm: Ngô lai không quy ước và ngô lai quy ước.
1.3.2.1. Giống ngô không quy ước (Nonconventional hybrid)
Giống lai không quy ước là giống lai trong đó ít nhất có một bố hoặc mẹ
không phải là dòng thuần.
Sử dụng giống ngô lai không quy ước là bước chuyển tiếp từ việc gieo
trồng giống ngô thụ phấn tự do sang giống lai quy ước. Giống lai không quy
ước có năng suất và các đặc điểm nông sinh học cao hơn giống thụ phấn tự do
nhưng thấp hơn giống lai quy ước, do đó phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ
thuật ở những vùng có điều kiện thâm canh chưa cao.
Các giống lai không quy ước có thể là:
+ Giống x giống: Là lai giữa hai giống TPTD
+ Dòng x giống (lai đỉnh): Là giống lai giữa một dòng thuần và một
giống. Các tổ hợp lai đỉnh cho năng suất cao hơn 25 - 30% so với giống thụ
phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng.
+ Lai đơn x giống (lai đỉnh kép): Là giống lai giữa một lai đơn và một
giống. Lai đỉnh kép cho năng suất cao hơn 20 -30% so với giống thụ phấn tự
do có cùng thời gian sinh trưởng,
+ Gia đình x gia đình
Ở Việt Nam giai đoạn (1990 - 1995) giống lai không quy ước được sử
dụng nhiều và mang lại hiệu quả cao cho người sản xuất. Đây là giai đoạn
người nông dân bắt đầu tiếp cận với giống lai, tạo cơ sở cho việc phát triển

ngô lai sau này. Những giống lai không quy ước được sử dụng phổ biến trong
12
12
13
giai đoạn này là: LS5, LS6, LS8 thuộc thể loại lai đỉnh kép không những
cho năng suất cao mà quá trình sản xuất hạt giống cũng dễ dàng, giá thành hạt
giống rẻ.
1.3.2.2. Giống lai quy ước (Conventional hybrid)
Là giống ngô tạo ra bằng cách lai các dòng thuần. Đây là phương thức sử
dụng có hiệu quả nhất hiện tượng ưu thế lai do lợi dụng được hiệu ứng trội và
siêu trội khi lai các dòng tự phối đời cao với nhau, hiện nay giống ngô lai quy
ước được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới đặc biệt ở Mỹ và
Châu Âu. Các giống ngô lai có đặc điểm là năng suất cao, độ đồng đều tốt. Có
nền di truyền hẹp nên khả năng thích ứng hẹp, yêu cầu thâm canh cao, cần
trồng trên đất tốt và lượng phân bón cao hơn trồng ngô thường mới phát huy
hết ưu thế về năng suất. Khả năng chịu đựng khó khăn như hạn, úng, đất xấu,
thiếu phân,… thường không bằng các giống thụ phấn tự do. Hạt giống chỉ sản
xuất 1 vụ, giá giống đắt (gấp 5 -10 lần giống TPTD). Dựa vào số dòng thuần
tham gia, giống ngô lai quy ước có các loại chính là: Lai đơn, lai đơn cải tiến,
lai ba, lai ba cải tiến, lai kép.
- Giống lai đơn (A x B): Là giống lai giữa hai dòng thuần như: LVN 10,
LVN 20, LVN23, LVN25,…
Ưu điểm: Cho năng suất cao, có thể đạt 8 - 12 tấn/ha trong điều kiện Việt
Nam, độ đồng đều cao, cây sinh trưởng mạnh.
- Giống lai ba (A x B) x C: Là giống tạo ra từ 3 dòng tự phối như:
LVN17, Pacific 60, Uniseed 38
- Giống lai kép (A x B) x (C x D): Là giống tạo ra từ 4 dòng tự phối như:
P60, Pacific 11, Bioseed 9670, Bioseed 9681, LVN12…
- Giống lai nhiều dòng (A x B) x (C x D) x E: Là giống lai 5 dòng.
Trong các giống lai quy ước, lai đơn là giống lai ưu tú nhất, thể hiện ưu

thế lai cao nhất, nhưng do giá thành sản xuất hạt giống cao nên giá giống đắt.
13
13
14
Giống lai ba và lai kép chỉ là biện pháp làm giảm giá thành hạt giống nhằm phổ
cập nhanh giống lai vào sản xuất, không có ý nghĩa lớn về mặt cải thiện tính di
truyền của giống (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
1.4. MỐI QUAN HỆ GIỮA GIỐNG VỚI ĐIỀU KIỆN SINH THÁI
1.4.1. Nhu cầu của cây ngô đối với điều kiện khí hậu
Ngô là cây trồng có nguồn gốc ở Châu Mỹ, chính vì vậy các yếu tố về
khí hậu như nhiệt độ, ánh sáng và lượng mưa ảnh hưởng rất lớn đến quá trình
sinh trưởng, phát triển của cây trên đồng ruộng.
1.4.1.1. Nhu cầu về nhiệt độ của cây ngô
Ngô là cây ưa nóng, nhu cầu về nhiệt độ được thể hiện bằng tổng nhiệt
độ cao hơn nhiều cây trồng khác để hoàn thành chu kì sống từ gieo đến chín.
Các nhà khoa học CIMMYT cho rằng ngô phát triển tốt trong khoảng nhiệt
độ ngày từ 24 - 30
0
C; nhiệt độ lớn hơn 38
0
C ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh
trưởng và phát triển của cây ngô. Nhiệt độ quá thấp(<12
0
C) cũng ảnh hưởng
xấu đến quá trình sống của cây, đặc biệt là giai đoạn nảy mầm và ra hoa.
Trong các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây ngô, giai đoạn ra hoa cây
ngô mẫn cảm nhất với yếu tố nhiệt độ. Thời kỳ này nếu gặp nhiệt độ thấp,
khoảng cách tung phấn của cây ngô tăng làm giảm quá trình thụ phấn thụ tinh
hình thành hạt, nếu nhiệt độ cao ( >35
0

C) hạt phấn và râu ngô có thể bị chết
(Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
1.4.1.2. Nhu cầu nước của cây ngô
Nước là yếu tố môi trường quan trọng đối với đời sống cây ngô, vì vậy
nhu cầu nước của cây ngô rất lớn. Ở những vùng nóng, nơi có sự bốc hơi
nước và thoát hơi nước cao, nhu cầu nước của cây ngô càng lớn. Trong quá
trình sinh trưởng và phát triển, lượng nước cây ngô cần tương đương với
lượng mưa 175mm.
14
14
15
Do sinh trưởng mạnh, tạo ra khối lượng chất xanh lớn nên cây ngô cần
lượng nước lớn hơn nhiều so với các loại cây trồng khác. Trung bình một ha
ngô từ khi gieo đến khi chín cần khoảng 3000-4000 tấn nước (Trần Văn
Minh, 2004)[17].
Kết quả nghiên cứu của Trần Hữu Miện (1987)[16] cho biết để hoàn
thành một chu kỳ sống, mỗi cây ngô cần 200-220 lít nước, thời kỳ đầu cây
phát triển chậm, tích lũy chất xanh ít nên không cần nhiều nước. Thời kỳ 7-13
lá, ngô cần 28-35m
3
nước/ha/ngày. Thời kỳ xoáy nõn, trỗ cờ, phun râu cần 65-
70 m
3
nước/ha/ngày.
Ngô là cây trồng cạn có bộ rễ phát triển mạnh nên có khả năng hút nước
rất khỏe, cho nên lượng nước cần để tạo ra một đơn vị chất khô thấp. Để hình
thành một đơn vị chất khô cây ngô cần 260 đơn vị nước ở vùng ít mưa và
349 đơn vị nước ở vùng mưa nhiều (Trần Văn Minh, 2004)[17].
Ngô thuộc loài cây C4 nên sử dụng nước hiệu quả hơn nhiều loại cây C3.
Để sản sinh ra một kg hạt cây ngô cần 350 - 500 lít nước (tuỳ thuộc vào khí hậu

và đất đai). Trong khi đó ở cây C
3
(cây hướng dương) để có một kg hạt cần 700 -
800 lít nước (Ruaan, 2003) [42]. Một số nghiên cứu khác cho thấy để sản xuất ra
một kg lúa gạo cần 2300 lít nước, để làm ra một kg bột mì cần 1100 lít nước
trong khi đó để có một kg ngô chỉ cần 900 lít nước (Hari Srinivas, 2005) [37].
Nhu cầu nước của cây ngô thay đổi theo từng loại đất. Để đạt năng suất
cực đại, trên đất có thành phần cơ giới nhẹ nên tưới kịp thời khi độ ẩm đất ở
70%, ở đất thịt nặng thì cần tưới nước khi độ ẩm xuống 30% vào thời kỳ sinh
dưỡng và 70% vào thời kỳ sinh thực (Monsanto, 2001)[40].
Cây ngô cần nước ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng, giai đoạn cây con
nếu thiếu nước cũng làm giảm năng suất. Trong giai đoạn trỗ cờ - tung phấn
nếu gặp hạn, nhiệt độ > 35
0
C, độ ẩm không khí < 70% thì hạt phấn bị chết dẫn
tới ngô không kết hạt.
15
15
16
Denmead (1960) [33] tiến hành thí nghiệm gây hạn ở 3 thời kỳ: Trước trỗ
7 ngày, thời kỳ trỗ và sau thụ phấn 15 ngày đã kết luận: Hạn ở các thời kỳ trên
đã làm giảm năng suất tương ứng là 25; 50; và 21%.
1.4.1.3. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô
Ánh sáng là một yếu tố quan trọng quyết định quá trình quang hợp, tổng
hợp và tích lũy chất khô ở cây ngô.
Cường độ và chất lượng ánh sáng là yếu tố quan trọng hơn độ dài chiếu
sáng. Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trời
Humlum nhận thấy rằng để có năng suất ngô cao các giờ chiếu sáng của mặt
trời so với tổng lý thuyết là 55 - 64% vào tháng 5, 45 - 54% vào tháng 6 và
55-74% vào tháng 7, 8 và 9. Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào các tháng 7 - 9

sẽ làm giảm năng suất ngô dưới mức trung bình (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
Kết quả nghiên cứu quang hợp ở cây ngô của Blagovensenskoi (1984)
cho biết: Cây ngô quang hợp theo chu trình c
4,
có cường độ quang hợp cao
gấp ba lần cây quang hợp theo chu trình C
3
. Ở cây ngô quá trình cacbonxyl
hoá mạnh, có điểm bão hoà ánh sáng cao, có khả năng quang hợp cao ở điều
kiện nồng độ CO
2
thấp, điều này làm cho cây ngô phát triển mạnh và cho
năng suất cao. Ở Việt Nam, theo Nacargaele (1986), hiệu suất tích luỹ chất
khô (kg/ha/ngày) của cây ngô ở Hà Nội là 225 vào mùa mưa, 151 vào mùa
khô, ở Dầu Tiếng vào mùa mưa là 227, mùa khô là 249. Việc khám phá ra chu
trình quang hợp C
4
, đặc biệt ở cây ngô đã đánh thức tiềm năng năng suất cao
của các vùng sinh thái nông nghiệp nhiệt đới mà từ trước đến nay chưa được
khai thác triệt để (Cao Đắc Điểm, 1988) [9].
Với điều kiện khí hậu của Việt Nam, vụ trồng ngô càng có nhiều bức xạ
càng có lợi cho cây sinh trưởng và tạo năng suất. Do tổng số giờ chiếu sáng
trong ngày ngắn nên các vụ ngô ở Việt Nam thường nhận được tổng lượng
bức xạ thấp hơn so với các vụ ngô ở vùng ôn đới. Theo Đào Thế Tuấn một vụ
16
16
17
ngô ở miền Đông nước Nga nhận được tổng bức xạ là 6,8 tỷ Kcal/ha, trong
khi vụ ngô Đông tại miền Bắc Việt Nam chỉ nhận được tổng lượng bức xạ là
3,9 tỷ kcal/ha. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô ở

Việt Nam thấp. Do vậy cần lựa chọn thời vụ gieo trồng phù hợp để cây ngô có
khả năng nhận được ánh sáng nhiều nhất (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
1.4.2. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa giống với điều kiện sinh thái
Điều kiện môi trường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và
năng suất của cây trồng. Kiểu hình là biểu hiện của kiểu gen trong môi trường
sống. Môi trường bao gồm đất đai, điều kiện khí hậu như nhiệt độ, ánh sáng
và lượng mưa…(Trần Đình Long, 1997) [14]. Những hiểu biết về mối quan
hệ giữa giống với điều kiện sinh thái, giúp các nhà tạo giống thành công trong
chọn tạo giống có khả năng chống chịu tốt.
Môi trường sống của cây trồng thường xuyên biến đổi, những biến đổi
của môi trường gồm biến đổi dự đoán được và không dự đoán được. Biến đổi
dự đoán được như điều kiện tưới tiêu, phân bón, sâu bệnh, còn những biến đổi
không dự đoán được là biến đổi do thời tiết. Để đối phó với những biến đổi
không dự đoán được phải tạo ra giống có tính ổn định cao bằng cách khảo
nghiệm giống ở các vùng sinh thái và xem xét mối quan hệ giữa giống với các
điều kiện môi trường.
Lưu Trọng Nguyên (1965) [18] khi nghiên cứu trên các giống ngô của
Trung Quốc đã cho thấy: Nhu cầu nhiệt độ thay đổi tùy thuộc vào giống. Đối với
giống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 2000 - 2200
0
C. Giống chín trung
bình là 2300 - 2600
0
C và giống chín muộn 2500 - 2800
0
C.
Nhu cầu nhiệt độ của cây ngô còn phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, cùng một
vĩ độ địa lý giống có thời gian sinh trưởng dài yêu cầu lượng tích nhiệt lớn
hơn giống có thời gian sinh trưởng ngắn. Ở vĩ độ địa lý lớn hơn cây ngô yêu
cầu lượng tích nhiệt cao hơn để hoàn thành chu kỳ sống (Nguyễn Thế Hùng,

2006) [12].
17
17
18
Nhiều tác giả ở Việt Nam như Luyện Hữu Chỉ, Trần Hồng Uy, Trương
Đích, Cao Đắc Điểm, Võ Đình Long, Đỗ Hữu Quốc cũng thống nhất quan
điểm với các nhà khoa học trên thế giới cho rằng các giống ngô có thời gian
sinh trưởng khác nhau có tổng tích nhiệt khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống
(Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
Ở Miền Bắc Việt Nam, tổng tích nhiệt hữu hiệu cho giống chín sớm là 1800-
2000
0
C, giống ngô chín muộn là 2300-2600
0
C (Nguyễn Thế Hùng, 2006) [12].
Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của giống. Ở vùng núi phía
Bắc Việt Nam nếu trồng ngô trong vụ Hè thu thời gian sinh trưởng của giống sẽ
ngắn hơn so với vụ Đông vùng đồng bằng Bắc bộ (Nguyễn Thế Hùng, 2006) [12].
Zubenko (1973) đã nghiên cứu nhu cầu nước của giống ngô VIR-42 và cho
biết, giống VIR-42 cần lượng nước từ mọc đến chín là 310mm, từ gieo đến 10 lá
cần 80mm, thời kỳ trỗ đến chín sáp cần 100mm (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
Thí nghiệm của Iakuskin (1951) tại Uruguay tiến hành nghiên cứu trên
40 giống ngô cho thấy: một số giống không cho bắp ở điều kiện ngày dài. Tuy
nhiên, do tác động của quá trình cải thiện đã tạo ra một số giống ngô thích
nghi cho những vùng phía Bắc với điều kiện ngày dài.
Năm 1972, Viện cây trồng Leningrad đã nghiên cứu 61 thí nghiệm ở các
vùng địa lý khác nhau và kết luận điều kiện ngày dài không phải là một yếu tố bất
lợi cho cây ngô. Phản ứng với độ dài chiếu sáng trong ngày còn phụ thuộc vào
thời gian sinh trưởng của giống (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
Qua khảo sát một số chỉ tiêu chính về điều kiện khí hậu (tổng lượng

mưa, tổng nhiệt độ, tổng số giờ nắng) với năng suất ngô vùng Đồng bằng
Sông Hồng, Ngô Hữu Tình và cộng sự đã cho thấy mối tương quan giữa các
yếu tố khí hậu ở vụ Thu với năng suất các giống ngô dài ngày là r = 0,77,
giống trung ngày r = 0,86. Vụ Xuân giữa các yếu tố khí hậu tương quan chặt
hơn với năng suất: đối với giống ngô dài ngày (r = 0,92), giống ngô trung
ngày( r = 0,87) (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].
18
18
19
Ngoài các yếu tố khí hậu chế độ dinh dưỡng cũng ảnh hưởng rất lớn
đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô. Yêu cầu dinh dưỡng của cây ngô
thay đổi tùy thuộc vào đất, giống. Những giống tiềm năng năng suất cao đòi
hỏi dinh dưỡng lớn hơn giống có năng suất thấp.
Tạ Văn Sơn (1995) nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của ngô ở vùng đồng
bằng Sông Hồng đã khuyến cáo: với các giống thụ phấn tự do lượng phân bón là
80-100kg N + 40-60 kg P
2
O
5
+ 80 kg K
2
O, còn các giống ngô lai cần bón lượng
cao hơn 160kg N + 100 kg P
2
O
5
+ 80 kg K
2
O (Ngô Hữu Tình 2003) [26].
Trên đất bạc màu ở vùng Đồng bằng và Trung du Bắc bộ, Bùi Thế

Hùng (1997) khuyến cáo lượng phân bón để cho giống LVN10 đạt năng suất
cao nhất là 120kg N + 120 kg P
2
O
5
+ 120 kg K
2
O, nhưng với giống HQ2000,
Lê Văn Hải (2002) lại cho rằng mức bón thích hợp nhất là 100kg N + 120 kg
P
2
O
5
+ 160 kg K
2
O (Ngô Hữu Tình 2003) [26].
Nhìn chung tương tác giữa kiểu gen với môi trường rất quan trọng đối
với quá trình chọn tạo giống. Để phát huy tiềm năng năng suất của giống đòi
hỏi phải có môi trường thích hợp như cung cấp đủ nhiệt độ, ánh sáng, nước,
dinh dưỡng, …Chính vì vậy cần chọn giống phù hợp với mỗi vùng sinh thái
và kết hợp chặt chẽ với kỹ thuật trồng trọt (Luyện Hữu Chỉ và cs, 1997) [7].
1.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ
1.5.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới
Cây ngô là cây giao phấn đã tồn tại ở châu Mỹ hàng chục ngàn năm
nay, ngay khi Columbus mang ngô về châu Âu, giá trị lương thực của cây ngô
đã được khẳnng định. Nhưng phải tới thế kỷ XVIII, tức sau khi Columbus
mang ngô về châu Âu hơn 2 thế kỷ, loài mới có những phát hiện quan trọng
về cây ngô.
Năm 1716, Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về
giới tính của cây ngô, đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo của cây ngô ở

19
19
20
Masachusettes. Tám năm sau Mather, Paul Đaly đã đưa ra nhận xét về giới
tính của cây ngô và cho rằng gió đã giúp ngô thực hiện quá trình thụ phấn
(Ngô Hữu Tình và cộng sự, 1997) [25].
Năm 1766, Koeleviter lần đầu tiên miêu tả hiện tượng tăng sức sống
của con lai ở cây ngô, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana,
Dianthus, Vurbascum, Mirabilic và Datura với nhau (Stuber, 1994) [43]. Hiện
tượng ưu thế lai ở cây ngô được các nhà khoa học quan tâm từ rất sớm. Thực
hành tạp giao đầu tiên ở ngô với mục đích nâng cao năng suất hạt được thực
hiện bởi John Lorain, năm 1812 ông đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn các loài
ngô khác nhau như người da đỏ đã làm sẽ cho năng suất ngô cao hơn. Tuy
nhiên người đầu tiên đưa ra lý thuyết về hiện tượng ưu thế lai là Charles
Darwin vào năm 1871, ông nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phấn so
với các cây tự thụ phấn về chiều cao, tốc độ nẩy mầm của hạt, số quả trên cây,
chống chịu với điều kiện bất thuận và năng suất hạt.
Việc nghiên cứu, ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống được bắt đầu
từ năm 1876 bởi nhà nghiên cứu người Mỹ W. J. Beal. Ông đã thu được các
cặp con lai hơn hẳn các cặp bố mẹ về năng suất từ 10 - 15%.
Năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự
thụ và giao phối đã kết luận: “Chiều cao cây ở dạng ngô giao phấn cao hơn 19%
và chín sớm hơn 9% so với dạng tự phối” (Hallauer and Miranda, 1986) [36].
G.H.Shull (1904) đã tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô để thu được các
dòng thuần. Năm 1909, Shull công bố các giống ngô lai đơn (single cross)
cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó. Năm 1914,
Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ Heterosis để chỉ ưu thế lai của
các giống lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990). Những công trình nghiên cứu về
ngô lai của Shull đã đánh dấu điểm khởi đầu cho chương trình chọn tạo giống
ngô trên thế giới. Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai ngày nay trên thế

20
20
21
giới đang tồn tại nhiều thuyết khác nhau và chưa có thuyết nào giải thích
được toàn diện các mặt biểu hiện của ưu thế lai, song các thuyết Trội (Bruce,
1910; Collins, 1921; Jone, 1917) và siêu trội (East, 1912; Hull, 1945) nhận
được sự ủng hộ của nhiều nhà khoa học (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
Các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức
sống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất và
phẩm chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [19].
Năm 1918, Jone đã đề xuất ứng dụng hạt lai kép trong sản xuất để giảm
giá thành hạt giống, thành công của sử dụng hạt giống ngô lai kép đã tạo điều
kiện cho cây ngô lai phát triển mạnh mẽ ở Mỹ và một số nước phát triển trên
thế giới (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].
Năm 1966, Trung tâm cải tạo giống ngô và cải tạo lúa mỳ Quốc tế
(CIMMYT) được thành lập tại Mêhicô. Nhiệm vụ của Trung tâm này là
nghiên cứu đưa ra giải pháp, tạo giống ngô thụ phấn tự do làm bước chuyển
biến giữa giống địa phương và ngô lai. Hơn 30 năm hoạt động Trung tâm đã
góp phần đáng kể vào việc xây dựng, phát triển và cải tiến hàng loạt vốn gen,
quần thể và giống ngô trên 80 quốc gia trên thế giới.
Bên cạnh việc tạo ra những ngô lai cho năng suất cao, các nhà chọn tạo
giống ngô tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượng
protein cao QPM (Quality Protein Maize). Giống ngô giàu đạm chất lượng
cao (QPM) đã được chọn tạo thanh công sau khi khám phá ra đột biến gen lặn
Opaque 2 và gen trội không hoàn toàn Floury 2 ở ngô. Những gen này quy
định hàm lượng đạm, đặc biệt là hàm lượng Lizine và Tryptophan, đã giải
quyết đòi hỏi của thị trường ngô ngày càng cao theo hướng tăng diện tích ở
mức độ nhất định đi đôi với tăng năng suất và chất lượng.
Giai đoạn đầu nhiều chương trình quốc gia, tổ chức quốc tế, cá nhân tập
trung nghiên cứu giống ngô giàu đạm nội nhũ mềm (nội nhũ xốp). Nhưng các

21
21
22
chương trình này đều thất bại vì không nâng cao được tỷ lệ và chất lượng đạm,
sâu bệnh nhiều, bắp dễ bị thối, bảo quản trong kho dễ bị sâu mọt phá hại và dễ bị
mất sức nảy mầm, lâu khô. Cuộc cách mạng về ngô QPM, nội nhũ cứng chính
thức bắt đầu cách đây 21 năm. Các nhà khoa học ở Trung tâm cải tạo giống ngô
và lúa mì quốc tế (CIMMYT) và một số nhà tạo giống đã phải tìm ra những
hướng đi khác. Bằng những phương pháp tạo giống đặc biệt khắc phục những
nhược điểm của ngô QPM nội nhũ mềm và xác định đột biến gen Opaque 2 sử
dụng có hiệu quả nhất. Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượng
Triptophan (0,11%), Lysine (0,475%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so với
ngô thường (tỷ lệ này ở ngô thường là 0,05; 0,225 và 9,0%).
Cho đến nay nhiều nước trên thế giới đang tập trung nghiên cứu và ứng
dụng các giống ngô QPM như Mêhicô, Trung Quốc, Việt Nam
Ngô lai là một thành tựu khoa học cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế
thế giới. Ngô lai là “cuộc cách mạng xanh” của nửa đầu thế kỷ 20 đã làm tăng
sản lượng ngũ cốc một cách rõ rệt. Ngô lai đã tạo ra bước nhảy vọt về sản
lượng trước lúa mỳ nhiệt đới hàng thập kỷ, song giai đoạn đầu nó chỉ phát
huy hiệu quả ở Mỹ và các nước phát triển.
Có thể nói ngô lai đã thành công rực rỡ ở Mỹ. Các nhà di truyền, cải
lương giống ngô của Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo
giống loại cây trồng này. Cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc,
cải lương. Theo E.Rinke (1979) việc sử dụng giống ngô lai ở Mỹ đã được bắt
đầu từ năm 1930, giống lai ba và lai kép được sử dụng đến năm 1957, sau đó
giống lai đơn cải tiến và lai đơn, chiếm 80 - 85% tổng số giống lai (Trần
Hồng Uy, 1985) [31].
Để tạo ra các giống ngô lai tốt, các nhà khoa học Mỹ luôn quan tâm đến
vật liệu khởi đầu trong tạo giống là dòng thuần. Kết quả điều tra của Bauman
năm (1981) [32] cho thấy các nhà tạo giống ở Mỹ đã sử dụng 15% quần thể

22
22
23
có nguồn di truyền rộng, 16% quần thể có nền di truyền hẹp, 14% quần thể
của các dòng ưu tú, 39% tổ hợp lai của các dòng ưu tú và 17% quần thể hồi
giao để tạo dòng.
Các giống ngô lai này ngày càng được phát triển mạnh mẽ ở tất cả các
quốc gia trồng ngô. Trong đó các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhất
nhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạt
giống lai đơn rất cao. Vì vậy người ta tiến hành lai tạo các giống ngô lai 3, lai
kép cho năng suất hạt giống cao mà giá thành lại rẻ, ưu thế lai cao (Nguyễn
Thế Hùng, Phùng Quốc Tuấn, 1997) [11].
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, công tác chọn tạo giống
cây trồng ở thế kỷ 21 đã được trợ giúp bởi nhiều kỹ thuật mới, các phương
pháp nghiên cứu sinh học hiện đại đã ra đời, nhanh chóng trở thành công cụ
hữu hiệu để cải tạo năng suất cây trồng. Những kỹ thuật mới này tập trung
chủ yếu vào hai lĩnh vực: nuôi cấy mô tế bào và kỹ thuật tái tổ hợp ADN. Hai
kỹ thuật trên đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong cải tạo giống cây
trồng, góp phần cùng nhân loại trả lời câu hỏi làm thế nào để giải quyết đủ
lương thực cho loài người ở thế kỷ 21.
Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn invitro đã được ứng dụng vào công tác chọn
tạo dòng thuần, thụ tinh trong ống nghiệm để khôi phục nguồn gen trong tự
nhiên, sử dụng súng bắn gen và chuyển gen thông qua vi khuẩn A.
tumefaciens, ứng dụng các kỹ thuật RAPD, SSP để phân tích đa dạng di
truyền và phân nhóm ưu thế lai của giống (Trần Thị Thêm, 2007) [29].
Tiến bộ kỹ thuật công nghệ sinh học hiện đại được áp dụng vào công tác
chọn tạo giống đã giúp các nhà khoa học tạo ra những giống ngô chuyển gen.
Ngô biến đổi gen được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại lợi ích
ổn định, đã đóng góp một lượng ngô đáng kể làm nhiên liệu sinh học và thức
ăn gia súc ở Mỹ. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã

23
23
24
đạt 35,2 triệu ha; riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (Phan Xuân Hào, 2008)
[10]. Trong những năm gần đây ngô biến đổi gen có mức tăng đáng kể ở các
thị trường truyền thống như: Mỹ, Canada, Achentina, Nam Phi, Tây Ban Nha,
Philippin và Hondura. Ngoài ra còn có các thị trường quan trọng khác mới
quan tâm, phát triển các giống ngô chuyển gen như: Braxin, Mêhicô, Ai Cập,
Kenia, Nigeria Trung quốc, Ấn Độ, Thái Lan
Ngô là cây trồng đầy triển vọng của loài người trong thế kỷ 21. Các nhà
khoa học trên thế giới vẫn không ngừng nghiên cứu, chọn tạo ra những giống
ngô mới ưu việt hơn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.
1.5.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam
Cây ngô được di cư vào Việt Nam từ thế kỷ thứ 17, song do chiến tranh
kéo dài nên công tác nghiên cứu bắt đầu muộn hơn so với các quốc gia khác
trên thế giới.
Những năm đầu sau khi hòa bình lập lại ở miền Bắc các nhà khoa học
của học Viện Nông Lâm đã tiến hành điều tra các loài phụ và giống ngô địa
phương, thu thập mẫu giống ở hầu hết các tỉnh. Trên cơ sở những kết quả
đánh giá các giống ngô địa phương các nhà khoa học đã rút ra được các giống
tốt phục vụ sản xuất như: Gié Bắc Ninh, ngô Việt Trì, ngô Vạn Xuân (Ngô
Hữu Tình, 2009) [27].
Việt Nam tiếp cận với ngô lai không phải là muộn, ngay từ những năm 60
Học Viện Nông Lâm đã bắt đầu công tác tạo dòng thuần cho chương trình ngô lai,
nhưng do sự thay đổi tổ chức của hệ thống nghiên cứu nông nghiệp, đặc biệt do
thiếu những vật liệu di truyền phù hợp nên chương trình bị gián đoạn.
Đến năm 1973, Trạm nghiên cứu ngô Sông Bôi được thành lập, các nhà
khoa học tiến hành duy trì, đánh giá vật liệu chọn tạo dòng thuần, đồng thời
khảo nghiệm các giống nhập nội và đã xác định được giống lai đơn MVSC
660 cho năng suất cao, phù hợp với điều kiện gieo trồng ở miền Bắc (Ngô

Hữu Tình, 2009) [27].
24
24
25
Sau ngày miền Nam hoàn toàn được giải phóng công tác nghiên cứu ngô
không còn lẻ tẻ, tự phát mà được chỉ đạo tập trung thông qua các đề tài, dự án
nhà nước. Nhưng do điều kiện chiến tranh kéo dài, mặt khác do vật liệu khởi
đầu của chúng ta còn nghèo nàn và không phù hợp, vì vậy ngô lai đã không
phát huy được vai trò của nó. Phải đến những năm đầu của thập kỷ 90 công
tác chọn tạo giống ngô lai mới phát triển, góp phần đưa cây ngô nước ta
đứng vào hàng ngũ những nước nghiên cứu ngô tiên tiến ở Châu Á.
Từ năm 1990 đến nay công tác chọn tạo giống ngô ở Việt Nam đã thu
được những thành tựu to lớn, đó là:
* Chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do (TPTD)
- Giai đoạn năm 1991-1995 chọn tạo được 2 giống TPTD là Q2 và VN1. Ba
giống ngô TPTD khác được phép khu vực hóa là CV-1, MSB-49, giống ngô
đường TSB-3, giống ngô nếp mới ngắn ngày chất lượng cao như VN-2
Hiện nay, Viện Nghiên cứu ngô đang bảo tồn 616 mẫu giống ngô thụ
phấn tự do. Trong đó nguồn địa phương 463 giống, nguồn nhập nội 127
giống, còn lại là các quần thể tự tạo theo chương trình chọn tạo giống.
*Chọn tạo và được công nhận nhiều giống ngô lai có thời gian sinh
trưởng khác nhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước
Trong những năm 1992-1994, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo ra các
giống ngô lai không quy ước là: LS-5, LS-6, LS-8, bộ giống ngô lai này gồm
những giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, cho năng suất từ 3-7
tấn/ha, thích ứng với nhiều vùng trong cả nước, dễ sản xuất hạt giống, giá
giống rẻ. Đây là bước chuyển tiếp quan trọng từ giống thụ phấn tự do sang
giống lai quy ước.
Từ năm 1994 đến nay, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo được nhiều giống
ngô lai có tiềm năng năng suất cao (10 - 12 tấn), có thời gian sinh trưởng khác

nhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước. Trong đó lai tạo giống
25
25