đánh giá khả năng sinh trưởng,phát triển của một số tổ hợp ngô lai và biện pháp kỹ thuật cho tổ hợp lai triển vọng phục vụ sản xuất ngô vùng đông bắc

0

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN



DƯƠNG THỊ NGUYÊN



ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI
VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CHO TỔ HỢP LAI TRIỂN
VỌNG PHỤC VỤ SẢN XUẤT NGÔ VÙNG ĐÔNG BẮC


Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT
Mã số: 62 62 01 01


LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP



Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Luân Thị Đẹp
2. TS. Mai Xuân Triệu

THÁI NGUYÊN - 2011


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận án là trung thực và chưa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác. Mọi trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả

Dương Thị Nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án tôi luôn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của nhiều cá
nhân và cơ quan nghiên cứu trong nước. Trước hết tôi xin chân thành cám ơn
PGS.TS. Luân Thị Đẹp, TS. Mai Xuân Triệu, với cương vị là người hướng dẫn
khoa học, đã có nhiều đóng góp trong nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên,
Khoa sau Đại học, Khoa Nông học, Trung tâm Thực hành Thực nghiệm đã tạo điều
kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo khoa Nông học, Bộ
môn Sinh lý sinh hóa - Giống Di truyền và các em sinh viên các khóa 37, 38, 39
Khoa Nông học Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Tôi xin cảm ơn Phòng Nông nghiệp các huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên;

huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang; huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn; huyện Lâm Thao,
tỉnh Phú Thọ đã giúp đỡ tôi địa bàn tốt để tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu.

Thái Nguyên, ngày 8/12/2011
Nghiên cứu sinh


Dương Thị Nguyên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
MỤC LỤC

Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Tài liệu tham khảo vii
Phụ lục vii
Danh mục các chữ viết tắt viii
Danh mục các bảng ix
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu của đề tài 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 5
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 6

1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 6
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 8
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô vùng Đông Bắc 9
1.3. Ưu thế lai và giống ngô lai 11
1.3.1. Khái niệm ưu thế lai 11
1.3.2. Phân loại giống ngô lai 12
1.3.2.1. Giống lai không qui ước (Non- conventional hybrid) 12
1.3.2.2. Giống ngô lai qui ước (Conventional hybrid) 13
1.3.3. Khái niệm và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp 14
1.3.3.1. Khái niệm dòng tự phối 14
1.3.3.2. Khái niệm dòng thuần 14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
1.3.3.3. Khái niệm về khả năng kết hợp 15
1.3.3.4. Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp 16
1.3.4. Những tiến bộ trong chọn tạo giống ngô ở Việt Nam 19
1.4. Tình hình nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trên thế giới
và Việt Nam 21
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trên thế giới 21
1.4.2. Tình hình nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô ở Việt Nam 23
1.5. Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo trồng ngô trên thế giới và Việt Nam 25
1.5.1. Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo trồng ngô trên thế giới 25
1.5.2. Tình hình nghiên cứu về thời vụ gieo trồng ngô ở Việt Nam 32
Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36
2.1. Vật liệu nghiên cứu 36
2.2. Nội dung nghiên cứu 36
2.2.1. Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học của các THL tạo ra bằng
phương pháp luân giao trong điều kiện sinh thái vùng Đông Bắc 36
2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ khoảng cách đến sinh trưởng -

phát triển và năng suất của giống ngô lai NL36 (tên gọi mới của THL
IL3 x IL6) trong điều kiện sinh thái vùng Đông Bắc 37
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng - phát
triển và năng suất của giống ngô lai NL36 trong điều kiện sinh thái
vùng Đông Bắc 37
2.2.4. Xây dựng mô hình trình diễn cho giống ngô lai NL36 tại vùng Đông Bắc 37
2.3. Phương pháp nghiên cứu 37
2.3.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu một số đặc điểm nông sinh học của 15
THL tạo ra bằng phương pháp luân giao tại trường Đại học Nông
lâm Thái Nguyên và huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ 37
2.3.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ khoảng cách đến
sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống ngô lai NL36 tại một
số tỉnh vùng Đông Bắc 39
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
2.3.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh
trưởng, phát triển và năng suất của giống ngô lai NL36 tại một số
tỉnh vùng Đông Bắc 40
2.3.4. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 40
2.3.5. Xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai NL36 tại vùng Đông Bắc 44
2.4. Phương pháp xử lý số liệu 44
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45
3.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai (THL)
tạo ra bằng phương pháp luân giao tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 45
3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng và phát dục chính của các THL luân giao vụ
Xuân 2009 và vụ Thu 2008, 2009 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 45
3.1.1.1. Thời gian từ gieo đến trỗ cờ của các THL luân giao 45
3.1.1.2. Thời gian từ gieo đến tung phấn của các THL luân giao 47
3.1.1.3. Thời gian từ gieo đến phun râu của các THL luân giao 48

3.1.1.4. Thời gian sinh trưởng (TGST) của các THL luân giao 49
3.1.2. Một số đặc điểm hình thái của các THL luân giao vụ Xuân 2009 và
vụ Thu 2008, 2009 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 50
3.1.2.1. Chiều cao cây của các THL luân giao 50
3.1.2.2. Chiều cao đóng bắp của các THL luân giao 53
3.1.2.3. Số lá/cây của các THL luân giao 53
3.1.2.4. Chỉ số diện tích lá (CSDTL) của các THL luân giao 54
3.1.3. Khả năng chống chịu của các THL luân giao vụ Xuân 2009 và Thu
2008, 2009 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 54
3.1.3.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các THL luân giao 57
3.1.3.2. Khả năng chống đổ rễ, gãy thân của các THL luân giao 58
3.1.4. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các THL luân giao
vụ Xuân 2009 và vụ Thu 2008, 2009 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 59
3.1.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL luân giao
vụ Xuân 2009 và vụ Thu 2008, 2009 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
3.1.5.1. Chiều dài bắp 61
3.1.5.2. Đường kính bắp 62
3.1.5.3. Số hàng hạt/bắp 62
3.1.5.4. Số hạt/hàng 63
3.1.5.5. Khối lượng 1000 hạt 63
3.1.5.6. Năng suất thực thu của các THL luân giao 66
3.1.6. Kết quả đánh giá khả năng kết hợp (KNKH) tính trạng năng suất của các
dòng tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 68
3.2. Kết quả nghiên cứu về mật độ khoảng cách trồng cho giống NL36 tại
một số tỉnh vùng Đông Bắc 71
3.2.1. Ảnh hưởng của mật độ khoảng cách gieo trồng đến các giai đoạn
sinh trưởng chính của giống ngô lai NL36 72

3.2.2. Một số đặc điểm hình thái của giống NL36 73
3.2.3. Khả năng chống chịu của giống NL36 75
3.2.4. Các yếu tố cấu thành năng suất của giống NL36 78
3.2.5. Năng suất thực thu của giống NL36 vụ Xuân và vụ Thu năm 2010
tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 81
3.3. Kết quả nghiên cứu về thời vụ gieo trồng cho giống NL36 vụ Xuân và
vụ Thu năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 84
3.3.1. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến các thời kỳ sinh trưởng và
phát dục chính của giống NL36 vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại
một số tỉnh vùng Đông Bắc 84
3.3.2. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến đặc điểm hình thái của
giống ngô lai NL36 vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại một số
tỉnh vùng Đông Bắc 86
3.3.3. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và đổ
gãy của giống ngô lai NL36 89
3.3.4. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến các yếu tố cấu thành năng
suất của giống ngô lai NL36 92
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
3.3.5. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất thực thu của giống ngô
lai NL36 trong vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại một số tỉnh
vùng Đông Bắc 94
3.4. Kết quả xây dựng mô hình tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 96
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 101
1. Kết luận 101
2. Đề nghị 101
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ
TÀI ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Chữ được viết tắt
CCC Chiều cao cây
CCĐB Chiều cao đóng bắp
CIMMYT International Maize and Wheat improvement centre
(Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế)
cs Cộng sự
CSDTL Chỉ số diện tích lá
CV Coefficient of variation
(Hệ số biến động)
FAO Food Agriculture Oganization
(Tổ chức Nông Lương thực)
GCA General Combining Ability
(Khả năng kết hợp chung)
KL1000 Khối lượng 1000 hạt
LAI Leaf area index (chỉ số diện tích lá)
LSD Leat significant difference (sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa)
NL36 Nông lâm 36
NSTT Năng suất thực thu
PTNT Phát triển nông thôn
RCBD Randomized Complete Block Design
(Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh)
THL Tổ hợp lai
TGST Thời gian sinh trưởng
SCA Specific Combining Ability

(Khả năng kết hợp riêng)
USDA United State Department of Agriculture
(Bộ Nông nghiệp Mỹ)



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ix
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế giới
giai đoạn 1961 - 2010 6
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 - 2010 9
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô vùng Đông Bắc từ 2008 - 2010 10
Bảng 2.1. Các THL được tạo ra bằng phương pháp lai luân giao 36
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng của các THL luân giao tại trường Đại
học Nông lâm Thái Nguyên 46
Bảng 3.2. Các giai đoạn sinh trưởng của các THL luân giao tại huyện Lâm
Thao, tỉnh Phú Thọ 47
Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái của các THL luân giao tại trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên 51
Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái của các THL luân giao tại huyện Lâm Thao,
tỉnh Phú Thọ 52
Bảng 3.5. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và đổ gãy của các THL luân giao tại Đại học
Nông lâm Thái Nguyên 55
Bảng 3.6. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và đổ gãy của các THL luân giao tại huyện
Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ 56
Bảng 3.7. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các THL luân giao
tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên 60

Bảng 3.8. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các THL luân giao
tại huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ 61
Bảng 3.9. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của các THL
luân giao tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên 64
Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu của các
THL luân giao tại huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ 65
Bảng 3.11. Giá trị khả năng kết hợp chung (
ĝi
), riêng (ŝij) và phương sai
KNKH riêng (

σ
2
sij ) về tính trạng năng suất tại trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên 69
Bảng 3.12. Giá trị khả năng kết hợp chung (ĝi), riêng (ŝij) và phương sai
KNKH riêng (

σ
2
sij) về tính trạng năng suất tại huyện Lâm Thao,
tỉnh Phú Thọ 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

x
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của mật độ khoảng cách trồng đến các giai đoạn sinh
trưởng của giống NL36 năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 72
Bảng 3.14. Đặc điểm hình thái của giống NL36 với mật độ khoảng cách khác
nhau năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 74
Bảng 3.15. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và đổ gãy của giống NL36 với mật độ

khoảng cách khác nhau năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 77
Bảng 3.16. Các yếu tố cấu thành năng suất của giống NL36 với mật độ
khoảng cách khác nhau năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 80
Bảng 3.17. Năng suất thực thu của giống NL36 với mật độ khoảng cách khác
nhau năm 2010 tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 83
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến các giai đoạn sinh trưởng
của giống NL36 trong vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại một số
tỉnh vùng Đông Bắc 85
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến đặc điểm hình thái của
giống ngô lai NL36 trong vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại một số
tỉnh Đông Bắc 87
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và đổ gãy
của giống NL36 90
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến các yếu tố cấu thành năng
suất của giống ngô lai NL36 trong vụ Xuân và vụ Thu năm 2010
tại một số tỉnh vùng Đông Bắc 93
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của thời vụ gieo trồng đến năng suất thực thu của giống
ngô lai NL36 trong vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại một số tỉnh
vùng Đông Bắc 94
Bảng 3.23. Đặc điểm hình thái, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
của giống NL36 tại huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên 97
Bảng 3.24. Đặc điểm hình thái, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
của giống lai NL36

tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang 98
Bảng 3.25. Đặc điểm hình thái, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
của giống lai NL36

tại huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn 99

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea may L.) là một trong những cây cốc quan trọng nhất cung cấp
lương thực cho loài người và thức ăn cho gia súc. Ngô là nguyên liệu cho các nhà
máy chế biến lương thực - thực phẩm - dược phẩm và là nguyên liệu lý tưởng để tạo
ra năng lượng sinh học. Ngô là mặt hàng nông sản xuất khẩu thu về ngoại tệ cho
nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ.
Với giá trị kinh tế cao và khả năng thích ứng rộng, cây ngô đã được trồng ở
hầu hết các vùng trên trái đất. Năm 2010, diện tích trồng ngô trên thế giới đạt 162,32
triệu ha, năng suất trung bình đạt 5,06 tấn/ha, tổng sản lượng đạt 820,62 triệu tấn.
Trong đó, Mỹ là nước có diện tích lớn nhất với 32,45 triệu ha, năng suất đạt 9,59 tấn/ha,
sản lượng đạt 316,17 triệu tấn, đứng thứ hai là Trung Quốc với diện tích 32,45 triệu ha,
năng suất 5,33 tấn/ha và sản lượng 173,0 triệu tấn (USDA, 2011) [112].
Nhu cầu ngô của thế giới được dự báo là sẽ là 852 triệu tấn vào năm 2020
(IFPRI, 2003) [76], tăng 45% so với năm 1997, riêng Đông Nam Á nhu cầu tăng
70% so với năm 1997 (CIMMYT, 2008) [62] và sẽ là 1 tỷ tấn vào năm 2020. Hơn
80% nhu cầu ngô của thế giới tăng tập trung ở các nước đang phát triển và chỉ
khoảng 10% từ các nước công nghiệp (FAOSTAT, 2007) [107]. Các nước đang
phát triển sẽ phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu như không
tăng (James, 2010) [77].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa. Tại một số tỉnh
miền núi phía bắc như Sơn La, Hà Giang, Cao Bằng và Lào Cai ngô là cây lương
thực số 1 (Năm 2010 Sơn La có diện tích trồng lúa là 42.400 ha và ngô là 132.700 ha;
Hà Giang diện tích trồng lúa là 36.500 ha và ngô là 47.600 ha; Cao Bằng diện tích
trồng lúa là 30.400 ha, ngô là 38.400 ha; Lào Cai diện tích trồng lúa là 29.900 ha, ngô
là 31.100 ha) (Tổng cục thống kê, 2011) [34]. Do ưu thế của các giống ngô lai về
năng suất và hiệu quả kinh tế cao nên từ năm 1990 Việt Nam bắt đầu trồng các giống

ngô lai và phát triển liên tục cho đến ngày nay. Năm 2010 diện tích ngô lai đã chiếm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
hơn 90% diện tích trồng ngô cả nước. Đây là một tốc độ phát triển nhanh so với các
nước có nghề trồng ngô trên thế giới.
Những năm gần đây, sản xuất ngô ở nước ta đã có nhiều thay đổi. Việc sử
dụng các giống ngô lai trong sản xuất, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật
canh tác tiên tiến đã góp phần đưa năng suất và sản lượng ngô tăng cao. Tuy nhiên
năng suất ngô trung bình ở nước ta vẫn còn thấp so với trung bình trên thế giới và
trong khu vực. Năm 2010 năng suất ngô của Việt Nam đạt 40,9 tạ/ha (Tổng cục
thống kê, 2011) [34] chỉ bằng 81,3% năng suất ngô của Trung Quốc, 42,6% của Mỹ
và 80,8% năng suất trung bình của thế giới (FAOSTAT, 2011) [109]. Theo chiến
lược của Bộ Nông nghiệp & PTNT đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam cần
đạt 8 - 9 triệu tấn/năm để đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nước
và từng bước tham gia xuất khẩu.
Trong các vùng sinh thái nông nghiệp của Việt Nam, Đông Bắc là vùng có
diện tích trồng ngô lớn nhất Việt Nam (năm 2010 là 196.200 ha chiếm 17,41% diện
tích trồng ngô cả nước) nhưng năng suất bình quân vùng này đạt thấp (34,23 tạ/ha)
bằng 83,7% năng suất bình quân chung của cả nước (Tổng cục thống kê, 2011)
[34]. Sản xuất ngô vùng Đông Bắc gặp khá nhiều khó khăn, vì phần lớn diện tích
ngô được trồng trên đất dốc, phụ thuộc chủ yếu vào nước trời, đầu tư thâm canh
thấp, một số tỉnh sử dụng giống địa phương và giống thụ phấn tự do còn cao (35 -
55%) đây là nguyên nhân làm cho năng suất ngô thấp hơn một số vùng sinh thái
khác (Sở NN & PTNT Hà Giang, 2011; Sở NN & PTNT Cao Bằng, 2011) [19],
[20]. Những nghiên cứu về các yếu tố sinh học, sinh thái, biện pháp kỹ thuật canh
tác cho việc phát triển ngô ở vùng Đông Bắc đến nay còn ít và rất tản mạn, không
có hệ thống, ít được ứng dụng vào thực tiễn sản suất. Công tác khuyến nông,
chuyển giao tiến bộ kỹ thuật về giống mới và các biện pháp canh tác thiếu đồng bộ,
chưa thật phù hợp với điều kiện sinh thái và kinh tế của vùng, dẫn đến hiệu quả

chưa cao.
Để đáp ứng nhu cầu về ngô ngày càng tăng của vùng và các vùng khác trong
cả nước và tiến tới cho xuất khẩu, cần thiết phải đưa thêm vào sản xuất các giống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
ngô lai mới có năng suất cao, có thời gian sinh trưởng trung bình sớm để phù hợp
với điều kiện sinh thái và cơ cấu mùa vụ của vùng Đông Bắc. Đồng thời cần nghiên
cứu và áp dụng những biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến như thời vụ, mật độ gieo
trồng, phân bón và phòng trừ sâu bệnh… Trong đó việc xác định thời vụ gieo trồng
thích hợp, tránh được hạn đầu vụ Xuân, rét và hạn cuối vụ Thu; xác định được mật
độ và khoảng cách gieo trồng phù hợp là vấn đề cần thiết, ít chi phí đầu tư, dễ được
người dân chấp nhận và có tính khả thi cao. Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên tôi
tiến hành đề tài “Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp
ngô lai và biện pháp kỹ thuật cho tổ hợp lai triển vọng phục vụ sản xuất ngô
vùng Đông Bắc” là có tính cấp thiết và thời sự, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn
nhằm đưa giống ngô lai mới của Việt Nam kết hợp với một số biện pháp kỹ thuật
canh tác phù hợp có tính khả thi vào sản xuất, góp phần nâng cao năng suất và hiệu
quả sản xuất ngô vùng Đông Bắc.
2. Mục tiêu của đề tài
1. Xác định được THL ưu tú có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, cho
năng suất cao và ổn định, thích nghi với điều kiện sinh thái vùng Đông Bắc.
2. Xác định được một số biện pháp kỹ thuật canh tác như: Mật độ khoảng cách
và thời vụ gieo trồng cho THL được lựa chọn ở một số tỉnh vùng Đông Bắc.
3. Xây dựng mô hình trình diễn THL ưu tú với biện pháp kỹ thuật phù hợp, nhằm
giới thiệu cho người trồng ngô, nâng cao hiệu quả kinh tế sản xuất ngô.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho công tác chọn tạo giống ngô lai đạt hiệu
quả cao hơn.

- Bổ sung thêm dữ liệu khoa học về các giống ngô lai và một số biện pháp kỹ
thuật canh tác phù hợp với điều kiện sinh thái vùng Đông Bắc.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Xác định được 2 dòng ngô thuần là IL3 và IL6 có khả năng kết hợp chung
và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu tạo giống ngô lai cho vùng
Đông Bắc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
- Xác định được THL IL3 x IL6, bước đầu đặt tên là Nông Lâm 36 (NL36)
có thời gian sinh trưởng trung bình sớm; có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt; khả
năng chống chịu với một số loại sâu bệnh hại ngô chính khá; chống đổ gãy tốt; cho
năng suất cao và ổn định; thích nghi với điều kiện sinh thái vùng Đông Bắc.
- Xác định được mật độ 7 vạn cây/ha với khoảng cách 50 x 28 cm và thời vụ
gieo trồng trong vụ Xuân là từ đầu đến cuối tháng 2 dương lịch; vụ Thu từ đầu đến
trung tuần tháng 8 dương lịch phù hợp cho giống NL36 ở các tỉnh vùng núi Đông Bắc.
- Góp phần bổ sung thêm vào tập đoàn giống ngô lai, chuyển đổi cơ cấu cây
trồng cho các tỉnh vùng Đông Bắc.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của 15
THL được tạo ra từ 6 dòng thuần theo phương pháp luân giao tại trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên, huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ.
- Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống NL36 thực hiện
tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên; huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn; huyện
Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang.
- Xây dựng mô hình trình diễn giống NL36 được thực hiện tại huyện Võ Nhai
tỉnh Thái Nguyên; huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn; huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang.
- Thời gian nghiên cứu: Từ vụ Thu 2008 đến vụ Xuân 2011.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Cây ngô có những đóng góp to lớn cho con người, bởi cây ngô cũng được
con người chọn làm đối tượng và đầu tư nghiên cứu toàn diện, đặc biệt về di truyền,
chọn tạo giống và các biện pháp thâm canh. Đầu thế kỷ 20 đánh dấu một bước
ngoặt lịch sử trong nghề trồng ngô với sự xuất hiện của ngô lai - một tiến bộ kỹ
thuật thành công nhất trong việc ứng dụng thuyết ưu thế lai vào sản xuất. Các nhà
khoa học đã thành công trong việc lai tạo ra những giống ngô lai mới có năng suất
cao, chất lượng tốt. Đặc biệt là những giống ngô lai mới có khả năng chống chịu tốt
với điều kiện ngoại cảnh bất thuận như hạn, rét, mật độ dày, thiếu đạm, sâu bệnh…
Tuy nhiên việc tăng cường khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận
thông qua quá trình lai tạo là một vấn đề không dễ dàng vì phải thay đổi đặc điểm
sinh lý, sinh hóa cũng như đặc điểm hình thái liên quan đến khả năng chống chịu
của cây. Ở Việt Nam cũng như các nước đang phát triển đánh giá khả năng cho
năng suất, khả năng chống chịu của các vật liệu tạo giống và các giống mới chủ yếu
theo phương pháp truyền thống, phương pháp này tuy tốn nhiều thời gian nhưng
không đòi hỏi chi phí lớn mà vẫn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Đông Bắc là vùng có diện tích trồng ngô lớn nhất Việt Nam nhưng năng suất
bình quân lại đạt thấp hơn năng suất bình quân chung của cả nước. Hiện nay, một số
tỉnh sử dụng giống địa phương và giống thụ phấn tự do còn cao. Các giống ngô lai
được trồng nhiều ở vùng này lại chủ yếu là các giống ngô lai của các công ty giống
nước ngoài như Monsanto, Syngenta, Bioseed được nhập nội hoặc sản xuất tại
Việt Nam và không phải tất cả các giống nhập nội đều có khả năng thích ứng tốt với
điều kiện sinh thái của Việt Nam. Tuy nhiên, các giống ngô lai được tạo ra trong
nước chiếm diện tích không đáng kể (< 10%). Vì vậy, việc lai tạo và khảo sát tổ hợp
lai ngay tại một số tỉnh vùng Đông Bắc nhằm chọn ra những giống ngô lai có năng
suất cao và thích ứng với điều kiện sinh thái của vùng là yêu cầu thiết thực và cấp
bách nhằm phát triển sản xuất ngô vùng Đông Bắc. Đồng thời cần nghiên cứu các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
biện pháp kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt là cần nghiên cứu xác định thời vụ và mật độ
khoảng cách gieo trồng phù hợp với điều kiện đất đai và truyền thống canh tác của
vùng là vấn đề cần thiết có tính khả thi cao vì hai biện này đơn giản dễ thực hiện,
chi phí thấp phù hợp với điều kiện kinh tế của bà con nông dân miền núi mà vẫn
cho năng suất cao nên dễ dàng được họ chấp nhận.
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào có thể
sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai
(Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [32].
Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các
lĩnh vực di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá và
tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất (Ngô Hữu Tình, 1997) [31]. Do vậy
diện tích, năng suất ngô liên tục tăng trong những năm gần đây.
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của
thế giới giai đoạn 1961 - 2010
Năm
Ngô Lúa mì Lúa nước
D.tích
(triệu
ha)
N.suất
(tấn/ha)

Sản
lượng
(triệu

tấn)
D.tích
(triệu
ha)
N.suất
(tấn/ha)

Sản
lượng
(triệu
tấn)
D.tích
(triệu
ha)
N.suất
(tấn/ha)

Sản
lượng
(triệu
tấn)
1961
104,8 1,9 204,2 200,9 1,1 219,2 115,3 1,9 215,3
2004
145,0 4,9 714,8 217,2 2,9 625,1 150,6 4,0 595,8
2005
145,6 4,8 696,3 218,5 2,8 621,5 152,6 4,1 622,1
2006
148,6 4,7 704,2 212,3 2,8 593,2 153,0 4,1 622,2
2007

159,9 4,95 791,6 217,9 2,8 609,7 154,7 4,2 646,7
2008
156,4 5,03 787,3 224,9 3,03 682,2 155,7 4,3 661,7
2009
155,7 5,19 809,0 225,6 3,01 679,9 155,1 4,3 659,1
2010
162,3 5,06 820,6 222,39

2,91 648,21 158,32

4,3 680,7
Nguồn: FAOSTAT, 2010; USDA, 2011 [108][112]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
Ngành sản xuất ngô trên thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Năm
2010, diện tích ngô đã vượt qua lúa nước, với 162,3 triệu ha, năng suất 5,06 tấn/ha và
sản lượng đạt kỷ lục 820,6 triệu tấn. Trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc
độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. So với năm
1961, năm 2010, năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm 31,6 tạ/ha (từ hơn
19,0 tạ/ha lên 50,6 tạ/ha), lúa nước tăng 24 tạ/ha (từ 19,0 lên 43 tạ/ha), còn lúa mỳ
thêm 19 tạ/ha (từ 10,9 lên 29,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2010; USDA, 2011) [108], [112].
Có được kết quả trên, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai
trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh
tác. Đặc biệt, từ năm 1996 đến nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo
giống ngô lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì
việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng
ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước.
Trong những năm gần đây cây trồng biến đổi gen đặc biệt là cây ngô đã mang
lại những lợi ích ổn định và bền vững về kinh tế, môi trường, làm tăng sản lượng

nông nghiệp, cải thiện đời sống người nông dân cho nên ngày càng được nhiều quốc
gia ủng hộ và phát triển. Diện tích trồng cây biến đổi gen trên toàn cầu năm 2009
đạt 134 triệu ha trên tổng số 25 quốc gia, trong đó diện tích trồng ngô biến đổi gen
đạt 42,0 triệu ha trên tổng số 16 quốc gia. Từ năm 1996 đến năm 2009, diện tích
trồng ngô biến đổi gen trên toàn thế giới liên tục gia tăng và đạt 26,4% trong năm
2009 (James, 2010) [77].
Năm 2009 đánh dấu sự chuyển đổi từ thế hệ cây trồng biến đổi gen thế hệ thứ
nhất sang thế hệ thứ 2, lần đầu tiên nâng cao năng suất thu hoạch một cách thực
chất trong đó đậu tương RReady2 Yield
TM
là một trong những giống cây trồng biến
đổi gen thế hệ mới đầu tiên. Ngô SmartStax ở Mỹ và Canada có chứa 8 gen qui định
3 tính trạng, dự đoán sẽ đạt 1,0 - 1,5 triệu ha trong năm 2010 (James, 2010) [77].
Năm 2009, Trung Quốc đã cấp giấy an toàn sinh học cho giống ngô phytase
được phát triển trong nước. Ngô phytase giúp cho lợn hấp thu được nhiều photpho
hơn, giúp chúng lớn nhanh đồng thời giảm lượng photpho còn tồn tại trong chất thải
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
của động vật. Ngô phytase có tiềm năng đem lại lợi ích trực tiếp cho 100 triệu hộ
nông dân trồng ngô ở Trung Quốc. Với 92,8% diện tích trồng các giống được tạo ra
bằng công nghệ sinh học, năng suất ngô nước Mỹ năm 2009 đạt hơn 10,34 tấn/ha
trên diện tích 32,21 triệu ha (USDA, 2009) [111].
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 - 1970 đạt 0,8 - 1,0 tấn/ha, với diện
tích chưa đến 300 nghìn ha; đến đầu những năm 1980 năng suất cũng chỉ đạt khoảng
1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 tấn, do vẫn trồng các giống ngô địa phương năng
suất thấp với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải
tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào
trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,55 tấn/ha vào năm 1990. Ngành sản

xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến
nay do không ngừng mở rộng diện tích trồng giống ngô lai trong sản xuất, đồng thời
cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác đáp ứng theo nhu cầu của giống mới. Năm
1991, diện tích trồng giống ngô lai chỉ chiếm chưa đến 1% trong 430 nghìn ha ngô thì
năm 2005, giống ngô lai đã chiếm khoảng 90% diện tích trong hơn 1 triệu ha ngô của
cả nước, trong đó giống được cung cấp do các cơ quan nghiên cứu trong nước chọn tạo
và sản xuất chiếm khoảng 50 - 55%, còn lại là của các công ty hạt giống ngô lai hàng
đầu thế giới. Một số giống ngô lai được dùng chủ yếu ở vùng núi hiện nay như LVN99,
LVN4, LVN61, DK888, DK999, B9698, NK54, NK4300, NK66, NK67, VN8960
Năm 2010 diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đạt khá cao: Diện
tích trồng ngô là 1.126.900 ha, năng suất 40,9 tạ/ha, sản lượng 4.606.800 tấn (Tổng cục
thống kê, 2011) [34]. Mặc dù thế Việt Nam vẫn phải nhập khẩu ngô do nhu cầu dùng
ngô để chế biến thức ăn chăn nuôi tăng mạnh trong những năm gần đây.
Các giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao đã và đang được phát triển ở
những vùng ngô trọng điểm, vùng thâm canh, tưới tiêu chủ động, những vùng đất
phì nhiêu như: Đồng bằng sông Hồng, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Đồng bằng
sông Cửu Long.
Ở Việt Nam, những năm gần đây cây ngô chuyển gen cũng đã được quan tâm
và nghiên cứu, chủ yếu tập trung vào gen kháng sâu đục thân và kháng thuốc trừ cỏ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
Năm 2010, Việt Nam đã chính thức cho phép công ty TNHH Syngenta Việt Nam và
công ty Monsanto Thái Lan được khảo nghiệm hạn chế, đánh giá rủi ro đối với đa dạng
sinh học và môi trường của cây ngô chuyển gen (Bộ Nông nghiệp & PTNT, 2010) [2].
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 - 2010
Năm
Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất

(tạ/ha)
Sản lượng
(nghìn tấn)
1975 267,6 10,42 278,4
1980 389,6 11,00 428,8
1985

392,2

14,90

584,9

1990 431,8 15,50 671,0
1995 556,8 21,30 1.184,2
2000 730,2 27,50 2.005,9
2005

1.052,6

36,00

3.787,1

2006 1.033,1 37,30 3.854,6
2007 1.096,1 39,30 4.303,2
2008 1.125,9 40,20 4.531,2
2009 1.086,8 40,80 4.431,8
2010 1.126,9 40,90 4.606,8
Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 [34]

1.2.3. Tình hình sản xuất ngô vùng Đông Bắc
Vùng Đông Bắc bao gồm 9 tỉnh (Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Tuyên Quang,
Thái Nguyên, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang và Phú Thọ), là vùng trồng ngô có
diện tích lớn nhất Việt Nam. Diện tích trồng ngô năm 2010 của vùng Đông Bắc là
196.200 ha, tuy diện tích lớn nhưng phân bố rải rác, đất trồng ngô có địa hình phức
tạp, chủ yếu là đất phiêng bãi, thung lũng, thềm sông suối, độ cao so với mặt nước
biển thay đổi từ vài trăm mét (Lạng Sơn) đến hơn nghìn mét (cao nguyên Đồng Văn
- Hà Giang). Khí hậu của vùng Đông Bắc thường khắc nghiệt, hạn và rét kéo dài,
lượng mưa không phân bố đều trong năm, đã ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất
ngô của vùng.
Mặc dù sản lượng ngô của vùng Đông Bắc chiếm tới 15,3% sản lượng ngô
cả nước nhưng mới chỉ cung cấp được cho nhu cầu ngô của vùng, sản xuất ngô
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
hàng hóa chưa nhiều. Phần lớn diện tích trồng ngô của vùng là trồng trên đất dốc và
nhờ nước trời, đầu tư thâm canh thấp, một số tỉnh tỷ lệ giống địa phương và giống
thụ phấn tự do chiếm 35 - 55%, là nguyên nhân làm cho năng suất ngô đạt thấp hơn
các vùng khác. Các giống ngô địa phương và giống thụ phấn tự do tuy năng suất
thấp nhưng lại có chất lượng và khả năng chống chịu tốt. Mặt khác đồng bào miền
núi vẫn canh tác theo tập quán cũ không thu hoạch ngô khi chín mà để “treo đèn”
ngoài đồng, nên các giống ngô lai tuy có năng suất cao nhưng lại không thích hợp
với tập quán canh tác này do dễ bị sâu bệnh sau thu hoạch tấn công, gây hại. Tình
hình sản xuất ngô của các tỉnh vùng Đông Bắc được trình bày ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô vùng Đông Bắc từ 2008 - 2010
TT Tỉnh
Diện tích
(1.000 ha)
Năng suất
(tạ/ha)

Sản lượng
(nghìn tấn)
2008

2009

2010

2008

2009

2010

2008

2009

2010

1 Hà Giang 46,4 46,8 47,6 24,1 25,9 28,0 111,8

121,2

133,3

2 Cao Bằng 38,4 37,2 38,4 29,3 29,8 29,6 112,5

110,9

113,7

3 Bắc Kạn 16,7 16,0 15,9 35,0 34,9 36,7 58,5 55,8 58,4
4 Tuyên Quang 16,2 14,8 16,6 41,2 42,3 42,3 66,7 62,6 70,2
5 Thái Nguyên 20,6 17,4 17,9 41,1 38,6 42,1 84,7 67,2 75,4
6 Lạng Sơn 20,7 20,2 20,2 45,8 46,0 47,9 94,8 92,9 96,8
7 Quảng Ninh 6,8 6,3 6,6 35,0 36,7 36,4 23,8 23,1 24,0
8 Bắc Giang 15,6 12,0 12,3 32,7 34,1 36,5 51,0 40,9 44,9
9 Phú Thọ 23,1 16,4 20,7 38,7 38,7 43,7 89,4 63,5 90,5
Vùng Đông Bắc
204,5

187,1

196,2

32,29

32,70

34,32

693,2

638,1

707,0

Nguồn: Số liệu 2008 - 2009 của Tổng cục Thống kê, 2011[34]; số liệu 2010
của Sở Nông nghiệp & PTNT các tỉnh miền núi Đông Bắc [19], [20], [21], [22],

[23], [24], [25], [26], [27].
Hà Giang và Cao Bằng là hai tỉnh có diện tích và sản lượng ngô lớn nhất của
vùng Đông Bắc, với diện tích trồng ngô năm 2010 tương ứng là 47.600 ha và
38.400 ha, sản lượng đạt 133.300 và 113.700 tấn. Năng suất ngô của Hà Giang và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
Cao Bằng vẫn còn thấp, do diện tích trồng các giống ngô thụ phấn tự do còn chiếm
tỷ lệ lớn trong sản xuất. Diện tích trồng ngô lai của hai tỉnh này chỉ đạt 44,26 và
65,8% (Sở NN & PTNT Hà Giang, 2011; Sở NN & PTNT Cao Bằng, 2011) [19],
[20]. Tại vùng Đông Bắc các tỉnh đạt năng suất ngô cao là những tỉnh có diện tích
trồng ngô lai trên 95% như Tuyên Quang, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Phú Thọ (Sở
NN & PTNT Tuyên Quang, 2011, Sở NN & PTNT Thái Nguyên, 2011 Sở NN &
PTNT Lạng Sơn, 2011, Sở NN & PTNT Phú Thọ, 2011) [22], [23], [24], [27]. Tuy
nhiên các tỉnh này lại ít có khả năng mở rộng diện tích, do đó sản xuất ngô của vùng
Đông Bắc đã và đang phát triển chậm hơn so với các vùng ngô khác.
1.3. Ưu thế lai và giống ngô lai
1.3.1. Khái niệm ưu thế lai
Charles Darwin trong tác phẩm “Tác động của giao phối và tự phối trong thế
giới thực vật” lần đầu tiên (1876) đã đưa ra lý thuyết về ưu thế lai. Qua nghiên cứu
những cá thể giao phối và tự phối ở các loài khác nhau như ngô và đậu đỗ, ông nhận
thấy sự hơn hẳn của cây giao phối so với cây tự phối về chiều cao cây, tốc độ nảy
mầm của hạt, số quả, sức chịu đựng và năng suất. Qua kiểm chứng các nhà khoa
học đều nhất quán 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
chúng (Taktajan, 1977) [28].
Nhà khoa học đi tiên phong trong lĩnh vực chọn tạo giống ngô lai qui ước là
G.H. Shull. Năm 1904 Shull tiến hành tự phối cưỡng bức ở ngô để thu được các dòng
thuần và đã tạo ra những giống ngô lai đơn từ những dòng thuần này. Ông là người
đầu tiên công bố về năng suất cao hơn hẳn của các giống ngô lai đơn so với các giống

ngô khác thời bấy giờ. Những công trình nghiên cứu về ngô lai Shull công bố vào
năm 1908 và 1909 đã đánh dấu sự bắt đầu thực sự của chương trình chọn tạo giống
ngô lai. Thuật ngữ “heterosis” để chỉ ưu thế lai được Shull sử dụng lần đầu tiên vào
năm 1914 trong các tài liệu khoa học (Sprague, 1953) [100]. Ngày nay ưu thế lai
được nghiên cứu khá chi tiết từ khái niệm, đến giả thuyết giải thích hiện tượng, đánh
giá và duy trì ưu thế lai cũng như việc áp dụng ưu thế lai trong sản xuất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
1.3.2. Phân loại giống ngô lai
Giống ngô lai là kết quả việc ứng dụng ưu thế lai trong tạo giống ngô. Ngô
lai có một số đặc điểm chính như sau: Hiệu ứng trội và siêu trội được sử dụng trong
quá trình tạo giống, giống có nền di truyền hẹp, thường thích ứng hẹp, đòi hỏi thâm
canh cao, độ đồng đều tốt, năng suất cao. Để có hạt giống ngô lai F1 chất lượng cao
phải có hệ thống sản xuất và chế biến hạt giống hoàn thiện, hạt giống chỉ sử dụng
được một đời F1, giá giống đắt.
Có nhiều dạng giống lai có thể tạo ra được ở ngô. Dòng tự phối cũng như các
nguồn không phải là dòng tự phối có thể được dùng để tạo giống lai. Tuy nhiên,
giống lai được tạo ra từ dòng tự phối chiếm ưu thế hơn trong tạo giống ngô lai. Năm
1981, qua đánh giá tiềm năng năng suất và việc sản xuất dễ dàng nên CIMMYT đã
đưa các nguồn không phải dòng thuần vào tạo giống lai cho các nước có chương
trình tạo giống lai kém phát triển và giới thiệu thuật ngữ về giống lai không qui ước
(Vasal và Srinivasan, 1992) [104].
1.3.2.1. Giống lai không qui ước (Non- conventional hybrid)
Là giống lai có ít nhất một thành phần bố mẹ không phải là dòng thuần
(Vasal và Srinivasan, 1992) [104]. Ưu thế lớn của thể loại giống này là việc sử dụng
bố mẹ không thuần nên dễ dàng cho sản xuất F1 với giá rẻ, giảm được nhiều bước
sản xuất giống bố mẹ, phù hợp với điều kiện của phần lớn các nước đang phát triển.
Theo Viện Nghiên Cứu Ngô (1992), Viện Nghiên cứu Ngô (1996) [40], [41], giống
lai không qui ước được tạo bởi:

- Giống x Giống: Giống lai giữa giống
- Dòng x Giống (lai đỉnh)
- Gia đình x Gia đình
- Lai đơn x Giống (lai đỉnh kép)
Giống lai giữa giống được tạo bởi việc lai giữa hai giống, để hiệu quả hơn có
thể áp dụng một số cải tiến như sử dụng chu kỳ chọn lọc cuối cùng của giống để tạo
cặp lai, hoặc sử dụng các giống thí nghiệm, các giống tổng hợp cho mục đích này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
Giống lai đỉnh hay giống lai giữa dòng thuần và giống: Thể loại này có ưu
điểm là có thể phát hiện ngay cặp lai tốt trong quá trình đánh giá khả năng kết hợp
(KNKH) của các dòng thuần. Kiểu lai này có nhiều cải tiến để nâng cao hiệu quả và
năng suất giống lai. Như thành phần giống trong sơ đồ lai có thể thay bằng một
nguồn có nền di truyền hẹp hơn như giống thí nghiệm, giống tổng hợp hoặc một gia
đình. Từ đó giống lai đỉnh có thể là giữa dòng thuần x giống; dòng thuần x giống thí
nghiệm; dòng thuần x giống tổng hợp; dòng thuần x gia đình.
Giống lai giữa các gia đình: Đây là bước chuyển tiếp từ việc gieo trồng giống
ngô thụ phấn tự do sang giống lai qui ước. Ưu điểm chính của giống này là sử dụng
bố mẹ không thuần nên dễ sản xuất và giảm giá thành hạt giống. Giống lai không
qui ước có độ dị hợp tử cao hơn nên có thể thích ứng hơn, ít bị tổn hại do sâu bệnh.
Một số nước đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc, Braxin, Mêhicô và Việt Nam,
đã sử dụng có hiệu quả loại giống lai này (Trần Hồng Uy, 1985) [38]. Trong tương
lai khi đã có đủ điều kiện kinh tế kỹ thuật có lẽ vai trò giống lai không qui ước sẽ bị
thu hẹp và được thay thế bằng giống lai qui ước.
1.3.2.2. Giống ngô lai qui ước (Conventional hybrid)
Là giống lai giữa các dòng thuần, loại giống lai phụ thuộc vào số dòng thuần
tham gia. Theo Allard (1960), Hallauer (1981), CIMMYT (1990) [48], [71], [61] đã
chia giống lai qui ước thành các loại:
- Lai đơn (A x B)

- Lai ba [(A x B) x C]
- Lai kép [(A x B) x (C x D)]
Trong đó A, B, C, D là những dòng tự phối.
Những chương trình tạo giống tiên tiến đều phát triển theo trình tự từ lai kép,
lai ba, lai đơn cải tiến rồi lai đơn. Lai đơn là giống lai có nhiều đặc tính tốt hơn và
có năng suất cao nhất trong các loại giống lai. Chỉ có lai đơn có kiểu gen F1 là đồng
nhất trong khi tất cả các giống lai khác có thế hệ F1 là không đồng nhất. Tính không
đồng nhất tăng lên khi số lượng dòng tham gia vào thành phần bố mẹ tăng lên. Vì
thế giống lai đơn hấp dẫn nhất về kiểu hình và hình dạng hạt đồng đều. Tuy nhiên,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
lai đơn thiếu sự ổn định ở cá thể (Allard, 1960) [48]. Nhược điểm chính của lai đơn
là dòng thuần bố mẹ có sức sống yếu và năng suất thấp. Một khi trở ngại này vượt
qua được thì giống lai đơn đương nhiên sẽ được chọn là mục tiêu mà các chương
trình tạo giống mong muốn đạt tới.
1.3.3. Khái niệm và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp là một đặc điểm sinh học được truyền cho thế hệ sau qua
tự phối và qua lai, đối với ngô khả năng kết hợp biểu hiện mạnh ở các dòng tự phối
hay dòng thuần.
1.3.3.1. Khái niệm dòng tự phối
Dòng tự phối là khái niệm tương đối để chỉ những dòng ngô được tạo ra
bằng phương pháp tự phối. Phương pháp tạo dòng tự phối do Shull đề xuất 1908 -
1909. Vì ngô là cây thụ phấn chéo có kiểu gen dị hợp tử nên dòng thuần được tạo ra
bằng cách tự phối cưỡng bức liên tục qua nhiều đời (Bauman, 1981) [57]. Khái
niệm này dùng để phân biệt dòng tự phối và dòng được tạo ra bằng phương pháp
fullsib (nội phối theo từng cặp) hoặc phân biệt với dòng được tạo bằng phương pháp
đơn bội (phương pháp nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh).
1.3.3.2. Khái niệm dòng thuần
Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt đến độ đồng

hợp tử cao và ổn định ở nhiều tính trạng. Đối với ngô, thường sau 7 - 9 đời tự phối,
dòng đạt đến độ đồng đều cao ở các tính trạng như chiều cao cây, chiều cao đóng
bắp, năng suất, màu và dạng hạt và được gọi là dòng thuần. Như vậy, dòng thuần
có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc trưng di truyền. Dòng thuần chỉ
có giá trị khi có khả năng kết hợp cao, dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai (Shull,
1952; Good và cs, 1997; Han và cs, 1991) [98], [68], [73].
* Phương pháp tạo dòng thuần:
Phát triển dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ tạo các giống lai có
năng suất cao, ổn định là mục tiêu cơ bản của chương trình cải tạo cây ngô và là
một công việc thường xuyên, liên tục.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên