nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng chịu hạn của một số giống ngô lai tại trường đại học nông lâm thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
BỘ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN



ĐINH CÔNG PHƯƠNG





NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ
KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN












L
L
U
U

ậ
ậ
N
N


V
V
Ă
Ă
N
N


T
T
H
H
Ạ
Ạ
C
C


S
S
Ĩ
Ĩ

N
N
Ô
Ô
N
N
G
G


N
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN



ĐINH CÔNG PHƯƠNG






Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng
chịu hạn Của một số giống ngô lai tại trường đại học nông
lâm Thái Nguyên

Chuyên ngành : Trồng trọt
Mã số : 60 62 01









L
L
U
U
Ậ
Ậ
N
N


V
V
Ă
Ă
N
N


T

T
H
H
Ạ
Ạ
C
C


S
S
Ĩ
Ĩ


K
K
H
H
O
O
A
A


H
H
Ọ
Ọ
C

C


N
N
Ô
Ô
N
N
G
G


N
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Thị Vân
Khoa Nông học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên






THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
i


LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng dược công bố trong bất
kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Các tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được nêu rõ
nguồn gốc.


Tác giả luận văn

Đinh Công Phương









Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ii
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của
cô giáo hướng dẫn, cơ quan chủ quản, các cá nhân.
Tôi đặc biệt trân trọng cảm ơn: Tiến sỹ Phan Thị Vân, Trưởng Bộ môn
Cây Lương thực – Cây Công nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy tôi trong suốt thời gian tôi
thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Đào tạo Sau
Đại học, khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, những
người đã truyền thụ cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý
báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trường.
Tôi xin cảm ơn các em sinh viên ngành trồng trọt K38, K39 đã tham
gia thực hiện, nghiên cứu cùng với tôi trên đồng ruộng.
Và cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp, những người luôn quan tâm giúp đỡ trong suốt thời gian tôi học
tập và nghiên cứu vừa qua.

Tác giả luận văn


Đinh Công Phương





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iii
MỤC LỤC
PHẦN 1: Mở đầu…………………………………………………….…….1
1.1. Đặt vấn đề…………………………………………………………… 1
1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài…………………………………….… 3
1.2.1. Mục đích 3
1.2.2. Yêu cầu 3
PHẦN 2: Tổng quan tài liệu 4
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
2.2.Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới 5
2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam 9
2.4. Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên 17
2.5. Tính chịu hạn ở thực vật 18
2.5.1. Khái niệm tính chịu hạn 18
2.5.2. Nguyên nhân gây hạn 19
2.5.3. Cơ chế chịu hạn ở thực vật 19
2.6. Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu hạn ở thực vật 21
2.6.1. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng phát triển và năng suất
cây trồng 21

2.6.2. Các tính trạng sinh lý được sử dụng để đánh giá khả năng chịu hạn của
cây trồng 21
2.6.2.1. Hiệu quả sử dụng nước (TE) 22
2.6.2.2. Sử dụng luật thẩm thấu trong quá trình chọn tạo giống chịu hạn ở cây
ngũ cốc 25
2.6.2.3. Các kết quả nghiên cứu về khả năng giữ nước của lá 29
2.6.2.4. Những khó khăn trong việc chọn tạo giống cây trồng chịu hạn khi sử
dụng các đặc tính sinh lý 30
2.6.3. Sự biến đổi thành phần sinh hoá liên quan đến khả năng chịu hạn 31
2.6.4. Một số đặc tính hình thái liên quan đến khả năng chịu hạn của cây
trồng 32

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iv
2.6.5. Chọn lọc giống chịu hạn căn cứ vào đặc tính sinh trưởng phát triển 32
2.7. Kết quả nghiên cứu về tính chịu hạn của cây ngô 34
2.7.1. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cây
ngô 34
2.7.2. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô 36
2.7.3. Chiến lược chọn tạo giống ngô cho điều kiện môi trường hạn 39
PHẦN 3: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 42
3.1. Đối tượng nghiên cứu 42
3.2. Nội dung nghiên cứu 43
3.3. Phương pháp nghiên cứu 43
3.3.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai tham gia thí
nghiệm 43
3.3.1.1. Phương pháp đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của các giống ngô
lai ở giai đoạn cây con 43
3.3.1.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai trong thí nghiệm ở
thời kỳ cây trỗ cờ bằng phương pháp xác định khả năng giữ nước 49

3.3.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu của các giống
ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới nước……………45
3.3.2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu…………………………………45
3.3.2.2. Phương pháp tiến hành…………………………………………….45
3.3.2.3. Quy trình kỹ thuật trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm………… 46
3.3.2.4. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 47
3.3.3. Xây dựng mô hình trình diễn các giống ngô lai triển vọng……… 51
3.4. Phương pháp xử lý số liệu 51
PHẦN 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận………………………….… 52
4.1. Diễn biến thời tiết khí hậu của Thái Nguyên năm 2009 – 2010…………… 52
4.2. Kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống ngô trong
thí nghiệm 55
4.2.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm ở thời kỳ cây
con 55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
v
4.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai trong thí nghiệm ở
thời kỳ cây trỗ cờ bằng phương pháp xác định khả năng giữ nước 57
4.3. Kết quả nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và năng suất
của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới…………59
4.3.1. Kết quả theo dõi các giai đoạn phát dục chính của các giống ngô trong
điều kiện tưới và không tưới……………………………………………….59
4.3.1.1. Giai đoạn trỗ cờ, tung phấn, phun râu 61
4.2.1.2. Giai đoạn chín sinh lý 63
4.3.2.Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và ra lá của các giống ngô trong điều
kiện tưới và không tưới 64
4.3.2.1. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 64
4.3.2.2. Tốc độ ra lá……………………………………………………… 67
4.3.3. Kết quả theo dõi một số đặc điểm hình thái của các giống ngô trong
điều kiện tưới và không tưới……………………………………………….68

4.3.3.1. Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp……………………………… 68
4.3.3.2. Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí nghiệm
trong điều kiện tưới và không tưới 72
4.3.4. Khả năng chống chịu của các giống ngô trong điều kiện tưới và không
tưới 76
4.3.4.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống ngô thí nghiệm 76
4.3.4.2. Khả năng chống đổ của các giống tham gia thí nghiệm 79
4.3.5. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các giống ngô tham gia
thí nghiệm 81
4.3.5.1. Trạng thái cây 81
4.3.5.2. Trạng thái bắp……………………………………………………… 83
4.3.5.3. Độ bao bắp………………………………………………………… 83
4.3.6. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suấ t ……………………… 83
4.3.6.1. Các yếu tố cấu thành năng suất…………………………………….86
4.3.6.2. Năng suất của các giống ngô thí nghiệm………………………… 90
4.4. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú………………… 94
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vi
PHẦN 5: Kết luận và đề nghị 97
1. Kết luận 97
2. Đề nghị 98
Tài liệu tham khảo 99

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng
Nội dung
Trang
2.1
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961-2010
5
2.2
Tình hình sản xuất ngô ở một số vùng trên thế giới năm

2008-2009
6
2.3
Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020
8
2.4
Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1995 - 2009
10
2.5
Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên từ 1996 – 2009
17
3.1
Nguồn gốc các giống ngô lai tham gia thí nghiệm
42
4.1
Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2009 – 2010 tại Thái Nguyên
53
4.2
Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí
nghiệm
56
4.3
Khả năng giữ nước của các giống ngô trong thí nghiệm
58
4.4
Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các giống ngô trong
điều kiện tưới và không tưới
60
4.5
Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm

trong điều kiện tưới và không tưới
65
4.6
Tốc độ ra lá của các giống ngô trong điều kiện tưới và không
tưới
67
4.7
Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí
nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới
69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
viii
4.8
Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí
nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới
73
4.9
Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của các giống ngô thí nghiệm trong
điều kiện tưới và không tưới
77
4.10
Tỷ lệ gãy thân, đổ rễ của các giống ngô thí nghiệm trong điều
kiện tưới và không tưới
80
4.11
Trạng thái cây, trạng thái bắp độ bao bắp của các giống ngô
thí nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới
82
4.12
Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm

trong điều kiện tưới
84
4.13
Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm
trong điều kiện không tưới
85
4.14
Năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới
và không tưới
91
4.15
Kết quả đánh giá đối với giống ngô lai có triển vọng
95
4.16
Kết quả đánh giá của nông dân đối với giống ngô có triển
vọng
96

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ix




DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ
Nội dung
Trang
4.1

Thời gian sinh trưởng của các giống ngô trong điều kiện
tưới và không tưới
61
4.2
Chiều cao cây của các giống ngô thí nghiệm trong điều
kiện tưới và không tưới
68
4.3
Chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí nghiệm trong
điều kiện tưới và không tưới
72
4.4
Số lá trên cây của các giống ngô thí nghiệm trong điều
kiện tưới và không tưới
74
4.5
Năng suất lý thuyết của các giống ngô thí nghiệm trong
điều kiện tưới và không tưới
92
4.6
Năng suất thực thu của các giống ngô thí nghiệm trong
điều kiện tưới và không tưới
94

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
x
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
A
o
: Ẩm độ
CCC : Chiều cao cây
CCĐB : Chiều cao đóng bắp
CD : Chiều dài
CSDTL : Chỉ số diện tích lá
CSHTĐ: Chỉ số hạn tương đối
ĐK : Đường kính
FR : Phun râu
KOT : Không tưới
KNGN : Khả năng giữ nước.
NSKT : Năng suất kinh tế
NSSVH: Năng suất sinh vật học
NSTT : Năng suất thực thu
TC : Trỗ cờ
TF : Tung phấn
TGST : Thời gian sinh trưởng
ABA : Abscisic acid
ASI : Anthesis Silking Interval (khoảng cách tung phấn, phun râu
HI : Harvest index (hệ số thu hoạch)
IWC : Initial water content (lượng nước ban đầu)
MPa : Mega Pascal (đơn vị đo áp suất)
RWL : Rate of water loss (tỷ lệ mất nước)
SLA : Specific leaf area (tỷ trọng diện tích lá)

TE : Transpiration efficiency (hiệu quả sử dụng nước)


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây ngũ cốc chính và quan trọng
của loài người, ngô là cây lương thực góp phần giải quyết lương thực cho
khoảng 6 tỷ người trên hành tinh chúng ta. Toàn thế giới sử dụng 21% sản
lượng ngô làm lương thực. Ở các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và châu Phi
người ta sử dụng ngô làm lương thực chính cho con người với phương thức
rất đa dạng tuỳ theo từng vùng địa lý và tập quán từng nơi. Các nước Đông
Nam Phi sử dụng 85% sản lượng ngô làm lương thực, Tây Phi 80%, Bắc Phi
42%, Tây Á 27%, Nam Á 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương 39%,
Đông Á 30%, Trung Mỹ và Caribe 61% Ngô là nguồn dinh dưỡng chính
của loài người, đã giúp cho loài người giải quyết nạn đói thường xuyên đe
doạ, “là cây báo hiệu sự no ấm”.
Bên cạnh giá trị làm lương thực, ngô còn là cây thức ăn gia súc quan
trọng, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp cho gia súc và gia cầm là từ ngô.
Ở các nước phát triển có nền chăn nuôi công nghiệp đã sử dụng 70 - 90% sản
lượng ngô cho chăn nuôi như Hungari 97%, Pháp 90%, Mỹ 89%, Rumani
69% Cây ngô là thức ăn xanh và ủ chua rất tốt cho chăn nuôi gia súc lớn, đặc
biệt là bò sữa.
Những năm gần đây ngô còn là cây thực phẩm được ưa chuộng. Ngô rau
(ngô bao tử - baby corn) có giá trị kinh tế hàng hoá và giá trị dinh dưỡng rất cao
so với các loại rau cao cấp khác. Ngoài ra, ngô còn là nguyên liệu của công nghiệp
chế biến thực phẩm, công nghệ y dược và công nghiệp nhẹ. Hiện nay hoạt động

sản xuất Ethanol từ nguyên liệu ngô đang phát triển mạnh và Mỹ là nước đứng
đầu trong ngành này. Nhu cầu về lương thực nói chung và ngô nói riêng đang tăng
nhanh trên toàn cầu, mậu dịch ngô thế giới tăng liên tục trong mấy năm gần đây.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2
Ở Việt Nam, cây ngô đã có mặt cách đây 300 năm, mặc dù là cây lương
thực đứng thứ 2 sau lúa nhưng thời gian đầu do không được chú trọng nên cây
ngô chưa phát huy tiềm năng của nó. Năng suất ngô Việt Nam những năm
1960 chỉ đạt trên 1 tấn/ha, với diện tích hơn 200 nghìn ha. Đến đầu những
năm 1990, nhờ hợp tác với Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế
(CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp
phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha. Tuy nhiên, sản xuất ngô nước ta chỉ
thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ những năm 1990 đến nay, đồng thời
với việc không ngừng mở rộng diện tích ngô lai, các biện pháp kỹ thuật canh
tác tiên tiến đã được áp dụng trong sản xuất. Năm 1991, diện tích trồng ngô
lai chỉ đạt 1%, nhưng năm 2007 ngô lai đã chiếm khoảng 95% tổng diện tích.
Năng suất ngô ở nước ta cũng tăng nhanh liên tục, năm 1980 năng suất ngô
nước ta chỉ bằng 34% so với năng suất trung bình thế giới nhưng năm 2007 đã
đạt 81%. Năm 2008 chúng ta đạt diện tích, năng suất và sản lượng ngô cao
nhất từ trước tới nay: diện tích là 1.125.900 ha, năng suất 40,2 tạ/ha, sản
lượng đạt 4.531.200 tấn (FAO, 2011) [36].
Hạn hán đang là vấn đề toàn cầu và nguy cơ này song hành cùng
quá trình biến đổi khí hậu. Trong sản xuất nông nghiệp, quá trình hạn xảy
ra trong thời gian canh tác có thể gây sút giảm về mặt sản lượng cho cây
trồng. Việc tìm ra các giống cây trồng có khả năng duy trì sản lượng trước
tình hình thời tiết khô hạn là hướng ưu tiên của các nhà nghiên cứu nông
nghiệp hiện nay. Những giống ngô chịu hạn mới sẽ góp phần đáng kể vào
việc phân tán rủi ro đối với vụ mùa. Nhất là khi hơn một phần tư trên tổng số
1 tỷ người dân châu Phi phụ thuộc vào ngô như là thực phẩm thiết yếu hàng

ngày.
Tổ chức Lương Nông thế giới (FAO) cảnh báo nguy cơ thiếu lương
thực ở các nước nghèo do thời tiết khô nóng làm giảm sản lượng thu hoạch và
đẩy giá lương thực tăng cao. Ở Việt Nam có đến 70% diệ n tí ch trồ ng ngô
phụ thuộc vào nước trời d ẫn đến nguy cơ bị hạn rất lớn . Vì vậy , việc tạo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

3
ra các giống ngô có khả năng duy trì năng suấ t trong điề u kiệ n khô hạn
là hướng ưu tiên hà ng đầ u của các nhà nghiên cứu ngô hiện nay.
Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng chiụ hạn
của một số giống ngô lai tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục đích
Chọn được giống có khả năng sinh trưởng , phát triển tốt và có khả
năng chị u hạ n phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên .
1.2.2. Yêu cầu
- Nghiên cứu phản ứng của một số chỉ tiêu hình thái liên quan đến tính
chịu hạn ở ngô.
- Nghiên cứu sự thay đổi một số chỉ tiêu hình thái và năng suất của các
giống thí nghiệm trong điều kiện không tưới so với điều kiện có tưới.
- Xác định các chỉ số hạn để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống
ngô thí nghiệm.
- Theo dõi một số đặc điểm nông học của giống ưu tú trong mô hình
trình diễn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

4
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Theo số liệu điều tra của CIMMYT, trên thế giới hàng năm hạn gây tổn
thất khoảng 8,8 triệu tấn ngô hạt ở vùng nhiệt đới thấp, khoảng 7,7 triệu tấn ở
vùng cận nhiệt đới và khoảng 3,9 triệu tấn ở vùng núi cao. Như vậy thế giới bị
tổn thất khoảng 20,4 triệu tấn do ngô hạn, chiếm 17% tổng sản lượng
(Edmeades, 2001) [35]. Năm 2006, sản lượng bắp của Mỹ giảm 5% là do đất
đai khô cằn. Tại Úc, nơi hạn hán triền miên từ năm 2002, lần đầu tiên trong
vòng 40 năm qua, một số nông dân không thu hoạch được hạt lúa mì nào.
Trong khi đó, do khô hạn người dân trồng bắp ở Argentina phải hoãn xuống
giống mùa vụ năm nay.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa hạn là yếu tố thường
xuyên tác động gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng, ảnh
hưởng xấu đến năng suất và phẩm chất của chúng.
Trong chọn giống ngô chịu hạn, các nhà khoa học CIMMYT coi các yếu
tố cấu thành năng suất và năng suất là các tính trạng trực tiếp, còn các tính
trạng đóng góp vào việc cải thiện năng suất như diện tích lá, số lá, tốc độ ra
lá, … được gọi là các tính trạng gián tiếp. Tính trạng gián tiếp có thể cải thiện
độ chính xác của việc xác định vật liệu cho môi trường cần chọn, thể hiện
được mức độ bất thuận mà cây trồng đang gặp phải. Tùy vào từng giai đoạn
sinh trưởng và ảnh hưởng của nó mức độ chống chịu hạn khác nhau mà người

nghiên cứu các tính trạng khác nhau: như giai đoạn cây con trước trỗ; mật độ
gieo trồng; tốc độ tăng trưởng của bộ rễ; tốc độ dài của lá; khả năng điều
chỉnh áp suất thẩm thấu. Giai đoạn trỗ cờ - kết hạt, các chỉ tiêu được nghiên
cứu như: sự trùng khớp giữa tung phấn và phun râu; số bắp/cây; tuổi thọ của
lá; mức độ héo của lá; diện tích lá tại đốt mang bắp; tỷ lệ hạt/bắp, ngoài ra
một số chỉ tiêu khác cũng được dùng để đánh giá tính chịu hạn đó là nhiệt độ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

5
bề mặt lá giảm khi hạn, tính kháng sại sự đóng khí khổng hay hàm lượng
ABA trong lá khi gặp hạn (Ludewig M và cs, 1998) [44].
2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ
GIỚI
Ngô không chỉ có vai trò là nguồn cung cấp lương thực cho con người và
làm thức ăn cho chăn nuôi mà còn có vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Bởi
vậy rất nhiều nước trên thế giới đã quan tâm và đẩy mạnh việc nghiên cứu và
phát triển sản xuất ngô. Trong những năm gần đây nhờ áp dụng những tiến bộ
khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên cây ngô đã không ngừng được nâng cao
về diện tích, năng suất cũng như sản lượng. Trên thế giới hiện nay có khoảng
75 nước trồng ngô bao gồm cả các nước công nghiệp và các nước đang phát
triển, mỗi nước trồng ít nhất 100.000 ha ngô. Trong 25 nước sản xuất ngô
hàng đầu thế giới có 8 nước phát triển, 17 nước đang phát triển. Có khoảng
200 triệu nông dân trồng ngô trên toàn cầu, 98% là nông dân ở các nước đang
phát triển, 75% số người trồng ngô ở Châu Á, khoảng từ 15 - 20% ở Châu Phi
và 5% ở Châu Mỹ La tinh.
Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2010


Chỉ tiêu

Năm
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
1961
105,5
19,0
205,0
2000
137,0
43,2
592,5
2001
137,5
44,8
615,5
2002
137,3
44,1
604,9
2003
144,7
44,6
645,2
2004
147,5
49,4

729,2
2005
147,4
48,4
713,9
2006
148,6
47,5
706,3
2007
158,6
49,7
788,1
2008
161,0
51,1
822,7
2009
159,5
51,2
817,1
2010
162,3
50,6
820,6
Nguồn: FAOSTAT, 2011 [36], USDA, 2011[55]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

6

Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô ở một số vùng trên thế giới năm 2008-2009
Chỉ tiêu

Năm

Vùng
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)

2008

2009

2008

2009

2008

2009
Thế giới
161
159,5
51,1
51,2
822,7

817,1
Châu Phi
29,2
30,3
18,2
18,7
53,2
56,7
Châu Mỹ
64,1
62,5
68,3
70,8
438,2
442,2
Châu Á
52,2
52,9
45,5
44,2
237,6
233,6
Châu Âu
15,5
13,8
60,2
60,8
93,1
84,0
Châu Đại Dương

0,1
30,3
66,5
68,7
0,6
0,6
Nguồn: FAOSTAT, 2011[36]
Trong các cây ngũ cốc thì ngô đứng thứ ba về diện tích, đứng đầu về sản
lượng và năng suất. Theo số liệu thống kê của FAO, năm 2004, năng suất ngô
trung bình của thế giới đạt 4,94 tấn/ha, sản lượng đạt 729,2 triệu tấn cao hơn so
với năng suất, sản lượng lúa mỳ và lúa nước. Năm 2007, diện tích ngô đạt 158,6
triệu ha, năng suất 4,97 tấn/ha và sản lượng là 788,1 triệu tấn, trong khi đó lúa
mỳ diện tích chỉ đạt 217,2 triệu ha, năng suất 2,8 tấn/ha và sản lượng 603,6 triệu
tấn; lúa nước diện tích thấp hơn chỉ đạt 153,7 triệu ha, năng suất 4,1 tấn/ha, sản
lượng 626,7 triệu tấn (FAOSTAT, 2011) [36]. Về mặt dinh dưỡng ngô là cây có
giá trị dinh dưỡng cao so với các cây ngũ cốc khác. Chính vì vậy ngô sớm trở
thành cây lương thực quan trọng của nhiều nước và khu vực trên thế giới.
Những năm qua, diện tích gieo trồng ngô trên toàn thế giới và các khu
vực thay đổi rất ít, do quỹ đất canh tác ngô hầu như đã được khai thác. Theo
thống kê của Bộ nông nghiệp Mỹ (2003), tỷ lệ tăng trưởng về diện tích gieo
trồng của thế giới trong 10 năm (1999 - 2000) là 0,7%, năng suất là 2,4% và
tổng sản lượng là 3,1%. Đặc biệt từ 10 năm nay, cùng với những thành tựu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

7
mới trong chọn tạo giống lai việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây
ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước.
Với 52% diện tích trồng bằng giống được tạo ra bằng công nghệ sinh học,
năng suất ngô nước Mỹ năm 2007 đạt hơn 94,8 tạ/ha. Năm 2007, diện tích
trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha, ở Mỹ diện tích này là

27,4 triệu ha, chiếm 73% diện tích chuyển gen trên thế giới (GMO,
COMPASS).
Ngày nay nhu cầu về ngô dùng là thức ăn chăn nuôi ngày càng gia tăng
đòi hỏi mức tăng sản lượng tiềm năng thu được là 35 triệu tấn ngô Bt chiếm
khoảng 15% trong tổng số 266 triệu tấn ngô, phải sản xuất thêm vào năm
2020. Vấn đề đặt ra đối với các nước đang phát triển là phải tối đa hoá sản
lượng sản xuất trong nước để đáp ứng phần lớn nhu cầu gia tăng thêm của họ
khi mà nhập khẩu dự kiến chỉ tiếp tục đáp ứng được 10% nhu cầu
(agbiotech.com.vn). Với năng suất và sản lượng đạt được ngô Bt đã khẳng
định được hiệu quả và có khả ngăng đem lại lợi ích cao. Hiện nay ở các nước
Đông Âu, công nghệ này đang vấp phải một số vấn đề mang tính chính trị có
liên quan tới việc chấp nhận công nghệ hay không trong khi đó ở các nước
Châu Á đặc biệt là các nước đang phát triển và kém phát triển công nghệ này
còn rất mới mẻ. Tuy nhiên có thể nói ngô Bt là cơ hội duy nhất và là động lực
để các nước đang phát triển tiêu thụ ngô chính thông qua, áp dụng và thu lợi
từ những lợi ích to lớn và đa dạng của nó. Ngô Bt là thực phẩm và thức ăn gia
súc an toàn hơn ngô thông thường, có thể góp phần đáng kể cho an ninh
lương thực và thức ăn gia súc, loại bỏ tình trạng nghèo đói và suy dinh dưỡng
cướp đi mạng sống của những người nghèo ở các nước đang và kém phát
triển như Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ Latinh.
Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới
(IPRI, 2003) [42], năm 2020 tổng nhu cầu ngô trên thế giới là 852 triệu tấn,
trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16%
dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Ở các nước phát triển chỉ dùng 5%
ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỉ lệ này là 22% (IPRI,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

8
2003) [42]. Năm 2020, nhu cầu ngô thế giới tăng 45% so với năm 1997, chủ
yếu tăng cao ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông Nam Á nhu cầu

tăng 70% (bảng 2.3). Sở dĩ nhu cầu ngô tăng mạnh là do dân số thế giới tăng,
thu nhập bình quân đầu người tăng, nên nhu cầu thịt, cá, trứng, sữa tăng
mạnh, dẫn đến đòi hỏi lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng. Thách thức lớn
nhất là 80% nhu cầu ngô thế giới tăng (266 triệu tấn), lại tập trung ở các nước
đang phát triển, nhưng chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công
nghiệp có thể xuất sang các nước này. Vì vậy các nước đang phát triển phải tự
đáp ứng nhu cầu của mình (IPRI, 2003) [42].
Bảng 2.3. Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020
Vùng
Năm 1997
(triệu tấn)
Năm 2020
(triệu tấn)
% thay đổi
Thế giới
586
852
45
Các nước đang phát triển
295
508
72
Đông Á
136
252
85
Nam Á
14
19
36

Cận Sahara - Châu Phi
29
52
79
Mỹ Latinh
75
118
57
Tây và Bắc Phi
18
28
56
Nguồn: IPRI, 2003 [42]
Vào những năm cuối thế kỷ 20, công tác nghiên cứu, sản xuất ngô đã
có những thành tựu đáng kể. Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ Quốc tế
(CIMMYT) được thành lập với nhiệm vụ nghiên cứu và tạo ra các giống ngô,
lúa mỳ có triển vọng để đưa vào sản xuất thay thế các giống ngô địa phương.
Trải qua hơn 40 năm hoạt động Trung tâm đã góp phần đáng kể vào việc xây
dựng, phát triển, cải thiện hàng loạt vốn gen, quần thể và các giống ngô cho
80 nước trên toàn thế giới.
Ngô lai là thành công kỳ diệu của nhân loại trong quá trình cải tạo
giống cây trồng trên cơ sở ưu thế lai. Việc sử dụng ưu thế lai trong chọn tạo
ngô đã tạo ra bước nhảy vọt về năng suất, đồng thời với việc sử dụng những
thành tựu của nhiều ngành khoa học về di truyền học, chọn giống, công nghệ
sinh học, cơ giới hoá đã được ứng dụng trong sản xuất…. Đặc biệt ngày nay
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

9
áp dụng khoa học công nghệ trong chọn tạo giống ngô đang phổ biến rộng rãi
và đã đạt được nhiều thành tựu to lớn như:

- Tạo dòng thuần bằng nuôi cấy Invitro, nuôi cấy bao phấn (Potolo,
Tone, Thomsi, 1998).
- Nuôi cấy hạt phấn tách rời noãn hoặc noãn chưa thụ tinh.
- Đa bội thể và tái sinh lưỡng bội (William, 1998).
Hiện tượng ưu thế lai đã được Koelreuter miêu tả đầu tiên vào năm
1776, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus,
Verbascum, Mirabilis và Datura với nhau. Vào năm 1877, Charles Darwin
sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã đi tới kết
luận: “ Chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9%
so với dạng ngô tự phối” (Hallauer, 1990) [39].
Không chỉ dừng lại ở việc tạo ra các giống ngô lai năng suất cao, các
nhà chọn tạo giống ngô lai tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống
QPM bằng phương pháp đánh dấu ADN cho việc chuyển gen chất lượng
protein vào giống ngô thường ưu tú. Ngô chất lượng cao đã được đưa vào sản
xuất và đem lại hiệu quả to lớn khi sử dụng làm lương thực cho con người.
Châu Á có 3 nước đang phát triển chương trình nghiên cứu và sản xuất ngô
QPM là Trung Quốc, Ấn Độ và Việt Nam (Trần Hồng Uy, 2002) [18]. Trên thế
giới Mỹ là một trong những nước đưa ngô lai vào sản xuất sớm nhất và kết hợp
với các biện pháp thâm canh tiên tiến nên năng suất cũng như sản lượng ngô của
Mỹ luôn luôn vượt xa các nước khác trên thế giới. Ở Châu Á, Triều Tiên là nước
sử dụng 100% giống ngô lai trong sản xuất, Trung Quốc 90%.
Ngô là cây điển hình nhất về sự thành công trong ứng dụng ưu thế lai -
một thành tựu khoa học nông nghiệp cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế thế
giới. Ngô lai đã làm thay đổi không những bức tranh cây ngô trong quá khứ
mà còn làm thay đổi kế hoạch của các nhà hoạch định kinh tế, kỹ thuật và
quản lý.
2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở VIỆT NAM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

10

Việt Nam là một trong những nước có truyền thống canh tác ngô lâu
đời. Và hiện nay ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa.
Bảng 2.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1995- 2009
Năm
Diện tích
(1000 ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(1000 tấn)
1995
556,8
21,1
1177,2
1996
615,2
25,0
1536,7
1997
662,9
24,9
1650,6
1998
649,7
24,8
1612,0
1999
691,8
25,3
1753,1

2000
730,2
27,5
2005,9
2001
729,5
29,6
2161,7
2002
816,4
30,8
2511,2
2003
912,7
34,4
3136,3
2004
991,1
34,6
3430,9
2005
1052,6
36,0
3787,1
2006
1033,1
37,3
3854,5
2007
1096,1

39,3
4303,2
2008
1125,9
40,2
4531,2
2009
1086,8
40,3
4381,8
Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 [15]; FAO, 2011 [36]
Ngô được trồng ở hầu hết các vùng trong cả nước trên nhiều loại đất và
địa hình khác nhau. Trong nhiều năm gần đây sản xuất ngô có sự thay đổi rất
lớn, cây ngô chuyển từ vai trò cây lương thực thành loại cây trồng chính cung
cấp thức ăn cho chăn nuôi và nguyên liệu cho chế biến. Giai đoạn 1960 –
1980 các giống ngô được sử dụng trong sản xuất là những giống ngô địa
phương năng suất thấp chất lượng cao như: ngô nếp, ngô tẻ Mèo, ngô đá Cao
Bằng…Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên diện
tích ngô thời kỳ này chưa được mở rộng, năng suất thấp. Diện tích trồng ngô
chỉ biến động từ 270.000 - 400.000 ha, năng suất chỉ đạt khoảng 0,9-1,1
tấn/ha, sản lượng không vượt quá 45 vạn tấn, có nơi ngô đã mất chỗ đứng
trong nông nghiệp do hiệu quả sản xuất ngô quá thấp chưa đáp ứng được nhu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

11
cầu lương thực cho con người, thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu cho công
nghiệp và hàng hoá xuất khẩu. Tuy nhiên khi bước vào thời kỳ mở cửa sản
xuất ngô đã có những nét khởi sắc. Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục
với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua. Năm 2002,
diện tích ngô nước ta chỉ là 816,4 nghìn ha, năng suất 30,8 tạ/ha, sản lượng

2511,2 nghìn tấn.Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã
có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay.
Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam
cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại
cây trồng khác. Năm 2008, diện tích trồng ngô của cả nước (trong đó 90%
diện tích là ngô lai) đạt 1.125.900 ha, tổng sản lượng trên 4.531.200 tấn. Năm
2009, diện tích đạt 1.086.800 ha, tổng sản lượng lên tới trên 4.381.800 tấn.
Theo giáo sư - tiến sỹ khoa học Trần Hồng Uy – nguyên Viện trưởng
Viện nghiên cứu ngô thì các tổ chức quốc tế đánh giá chương trình nghiên
cứu phát triển ngô lai nước ta phát triển nhanh nhất thế giới. Trong vòng 12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

12
năm qua tổng sản lượng ngô Việt Nam tăng 4 lần, năng suất bình quân tăng 2
lần, diện tích trồng ngô tăng gấp 2 lần.
Theo thống kê, năm 1975 khi chưa dùng giống ngô lai, diện tích trồng
ngô cả nước gần 267 nghìn ha, tổng sản lượng 280 nghìn tấn. Năm 2008, chỉ
tính riêng 16 tỉnh trong vùng Tây Bắc như Sơn La, Lai Châu, Điện Biên
…trên tổng diện tích hơn 1 triệu ha, đã thu hoạch tới hơn 3,7 triệu tấn ngô. Để
đạt được kết quả đó một phần do chính sách đầu tư đúng đắn của Nhà nước
trong việc đầu tư cho nghiên cứu khoa học công nghệ, xây dựng cơ sở vật
chất kỹ thuật. Các nhà khoa học Việt Nam đã tạo ra nhiều giống ngô lai mới
đưa vào sản xuất, tự túc được một phần hạt giống ngô lai, tiết kiệm nguồn
ngoại tệ cho đất nước. Các giống ngô lai có năng suất cao hơn các giống ngô
địa phương, nếu chỉ tính lợi nhuận do mức tăng sản lượng của ngô lai đã đem
lại cho quốc gia hàng nghìn tỷ đồng mỗi năm. Việc áp dụng các biện pháp kỹ
thuật trồng ngô vụ đông trên nền đất ướt đã mở ra hướng cơ cấu cây trồng
mới cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ, mỗi năm tăng khoảng 200.000 tấn ngô
đáp ứng nhu cầu thức ăn cho người và chăn nuôi. Nhờ quy trình sản xuất ngô
đông trong hệ thống canh tác 3 vụ trên đất 2 lúa ở đồng bằng Bắc Bộ mà diện

tích ngô vụ đông năm 1992 - 1993 đạt 8.500 ha và sau 4 năm đạt 117.000 ha.
Bên cạnh đó, các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến khác được đưa vào áp
dụng trong sản xuất đã tiết kiệm chi phí đầu vào và tăng thu nhập cho nông
dân.
Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sản xuất ngô đã đạt
được kết quả đáng khích lệ. Công tác chọn tạo, so sánh, khảo nghiệm được
tiến hành thường xuyên kết hợp với những tiến bộ của các ngành khoa học
khác như công nghệ sinh học, công nghệ thông tin,…đã tạo ra rất nhiều giống
ngô có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện nước ta phục vụ
cho nhu cầu sử dụng của nông dân trong cả nước. Từ quỹ gen ở giai đoạn
1973 - 1990, trong những năm 1990 - 1993 đã tạo được các giống lai không
quy ước như LS5, LS6, LS8…(Viện nghiên cứu ngô, 1996) [21]. Một số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

13
giống ngô lai được công nhận, khu vực hoá và đưa vào sản xuất: LVN10,
CPDK-888, LVN90 và gần đây nhất là LVN145, LVN98, LVN14, NK67,
NK54, NK4300, CP999….
Nhờ làm chủ được công nghệ lai tạo chúng ta đã tạo ra các giống mới
cho năng suất cao, ổn định trong sản xuất với chất lượng tốt, quan trọng là giá
thành chỉ bằng 1/2 - 1/3 giống của các công ty nước ngoài. Như vậy sản xuất
ngô Việt Nam nói chung và công tác giống nói riêng đã đang được chiếm ưu
thế cạnh tranh trên thị trường.
Diện tích ngô lai năm 2007 chiếm khoảng 95% tổng diện tích trồng ngô
cả nước. Phương thức trồng ngô thâm canh đã thay thế dần trồng ngô quảng
canh. Chính yếu tố này đã tạo ra sự tăng trưởng có tính đột biến về sản lượng
ngô ở các vùng trọng điểm.
Mặc dù sản xuất ngô ở nước ta trong những năm gần đây được Nhà
nước quan tâm đầu tư song cây ngô ở Việt Nam vẫn chưa phát huy được hết
tiềm năng vốn có của nó. Sản lượng ngô hàng năm có tăng nhưng vẫn chưa

đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước. Hàng năm nước ta vẫn phải nhập
khẩu ngô hạt cho chăn nuôi. Thực tế cho thấy mỗi năm nước ta vẫn phải bỏ ra
nửa tỷ đôla để nhập khẩu ngô hạt. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát
triển nông thôn cho biết diện tích trồng ngô tại Việt Nam vào khoảng 1,1 triệu
ha, năng suất bình quân chưa đến 4 tấn/vụ/ha. Trong khi đó riêng nhu cầu sử
dụng cho ngành chăn nuôi đã lên đến 5,5 triệu tấn. Theo Tổng cục thống kê
năm 2008, giá trị nhập khẩu nguyên liệu thô (ngô, đậu tương) cho sản xuất
thức ăn chăn nuôi lên tới 1,3 tỷ USD. Nguyên nhân chính của tình trạng này
là do sản lượng không đảm bảo, giá của ngô nhập khẩu rẻ hơn giá ngô trong
nước trong khi đó theo đánh giá của các doanh nghiệp chế biến thức ăn gia
súc thì ngô ngoại nhập có chất lượng cao, giá thành hợp lý. Ngoài ra tình
trạng ngô không ra bắp hoặc ra bắp nhưng không ra hạt đã diễn ra trong 3
năm trở lại đây. Tình hình sâu bệnh trên đồng ruộng, nấm mốc, mối, mọt sau
thu hoạch vẫn là vấn đề nan giải chúng ta chưa giải quyết được triệt để.