Đánh giá và chọn lọc các tổ hợp ngô lai từ hệ thống lai diallel phục vụ chọn tạo giống ngô nếp chịu hạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






DƯƠNG THỊ LOAN




ðÁNH GIÁ VÀ CHỌN LỌC CÁC TỔ HỢP NGÔ LAI TỪ HỆ
THỐNG LAI DIALLEL PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ
NẾP CHỊU HẠN




LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






DƯƠNG THỊ LOAN



ðÁNH GIÁ VÀ CHỌN LỌC CÁC TỔ HỢP NGÔ LAI TỪ HỆ
THỐNG LAI DIALLEL PHỤC VỤ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ
NẾP CHỊU HẠN




CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ : 60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. VŨ VĂN LIẾT





HÀ NỘI - 2014

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng:
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa
từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào khác.
Mọi sự giúp ñỡ cho công việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn
và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nôi, ngày 15 tháng 4 năm 2014
Tác giả luận văn



Dương Thị Loan

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập, rèn luyện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp,
ngoài sự nỗ lức của bản thân mình, tôi còn nhận ñược sự quan tâm giúp ñỡ chỉ bảo
tận tình của các thầy, cô giáo trong khoa Nông học Trường ðại học Nông nghiệp
Hà Nội, cùng các phòng, ban của nhà trường ñã tạo ñiều kiện thuận lợi nhất ñể tôi
hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Vũ Văn
Liết bộ môn Di Truyền – Chọn giống ñã hướng dẫn, chỉ bảo, giúp ñỡ tận tình, chu
ñáo trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Viện nghiên cứu vàPhát triển cây
trồng, Phòng Cây trồng cạn, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi và giúp ñỡ nhiệt tình trong
quá trình tôi làm luận văn.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn tới gia ñình, bạn bè và người thân ñã
giúp ñỡ, ñộng viên tôi trong trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 4 năm 2014
Học viên

Dương Thị Loan


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iii

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục bảng vii
Danh mục ñồ thị x
Danh mục hình xi
Danh mục các chữ viết tắt xii
PHẦN I MỞ ðẦU 1
1.1 ðặt vấn ñề 1
1.2 Mục ñích và yêu cầu 2
1.3 Ý nghĩa của ñề tài 3
PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 4
2.1.1 Tình hình sản xuất ngô và ngô nếp trên thế giới 4
2.1.2 Tình hình sản xuất ngô và ngô nếp ở Việt Nam 5
2.2 Tình hình hạn hán ñối với sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 6
2.2.1 Tình hình hạn hán ñối với sản xuất ngô trên thế giới 6
2.2.2 Bất thuận hạn ñối với sản xuất ngô ở Việt Nam 6
2.3 Phân loại hạn và các cơ chế chống chịu hạn ñối với cây ngô 7
2.3.1 Khái niệm về hạn 7
2.3.2 Cơ sở sinh lý của tính chịu hạn ở cây ngô 9
2.3.3 Ảnh hưởng của hạn ñối với cây ngô 10
2.4 Di truyền khả năng chịu hạn ở ngô và ngô nếp 14
2.4.1 Nghiên cứu di truyền khả năng chịu hạn ở ngô và ngô nếp dựa trên
kiểu hình 14
2.4.2 Nghiên cứu di truyền khả năng chịu hạn ở ngô và ngô nếp dựa trên chỉ
thị phân tử 16

2.5 Chọn tạo giống ngô nếp ưu thế lai 18

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page iv

2.5.1 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô 18
2.5.2 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô ưu thế lai 19
2.5.3 Nghiên cứu ñánh giá khả năng kết hợp 20
2.6 Chọn tạo giống ngô và ngô nếp chống chịu ñiều kiện bất thuận 23
2.6.1 Phát triển dòng thuần phục vụ chọn tạo giống ngô chịu hạn 23
2.6.2 Chọn tạo giống ngô ưu thế lai chịu hạn 28
2.6.3 Chọn giống ngô chịu hạn nhờ chỉ thị phân tử 31
2.7 Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô chịu hạn trên thế giới và
Việt Nam 34
2.7.1 Tình hình nghiên cứu, sử dụng giống ngô chịu hạn trên thế giới 34
2.7.2 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn ở Việt Nam 35
PHẦN III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37
3.1 Vật liệu, ñịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 37
3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 37
3.1.2 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 37
3.2 Nội dung nghiên cứu 37
3.3 Phương pháp nghiên cứu 38
3.4 Phương pháp xử lý số liệu: 45
PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 46
4.1 ðánh giá dòng bố mẹ tự phối và lai tạo con lai F1 trong vụ Xuân 2013
tại Gia Lâm, Hà Nội 46
4.1.1 Các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của các dòng bố mẹ tự phối 46
4.1.2 Một số ñặc tính nông sinh học của 6 dòng bố mẹ trong vụ Xuân 2013
tại Gia Lâm – Hà Nội 47
4.1.3 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố mẹ trong

vụ Xuân 2013 47
4.1.4 Kết quả ñánh giá chất lượng của các dòng trong thí nghiệm vụ Xuân
2013 48
4.2 ðặc ñiểm ñất và khí hậu trong giai ñoạn gây hạn nhân tạo trong nhà
có mái che vụ Thu ðông 2013 tại Gia Lâm, Hà Nội 49

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page v

4.3 Kết quả ñánh giá một số chỉ tiêu liên quan ñến khả năng chịu hạn
trong chậu vại của các THL và dòng bố mẹ thời kỳ cây con, vụ Thu
ðông 2013 49
4.4 So sánh các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của các mẫu THL và
dòng ngô nếp tham gia thí nghiệm trong ñiều kiện ñồng ruộng và nhà
có mái che 52
4.5 Khả năng chống chịu của của các mẫu giống ngô thí nghiệm ñồng
ruộng vụ Thu ðông 2013 56
4.6 Một số ñặc ñiểm hình thái của các vật liệu trong thí nghiệm ñồng
ruộng vụ Thu ðông 2013 58
4.7 ðánh giá ñiểm cuốn lá, ñộ tàn lá của các mẫu giống ngô thí nghiệm
ñồng ruộng và nhà mái che vụ Thu ðông 2013 60
4.8 So sánh chiều cao cây của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 62
4.9 So sánh các yếu tố cấu thành năng suất của các mẫu giống ngô trong
thí nghiệm ñồng ruộng và nhà mái che 63
4.9.1 So sánh chiều dài bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 64
4.9.2 So sánh ñường kính bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 65
4.9.3 So sánh số hàng hạt/bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm

ñồng ruộng và trong nhà mái che 66
4.9.4 So sánh số hạt/hàng của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 68
4.9.5 So sánh số bắp/cây của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 69
4.9.6 So sánh tỷ lệ hạt/bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 71
4.9.7 So sánh khối lượng 1000 hạt của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 72

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vi

4.9.8 So sánh năng suất và khả năng chịu hạn của các mẫu giống ngô trong
thí nghiệm ñồng ruộng và trong nhà mái che 75
4.10 ðồ thị sự tương quan giữa năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất
của các mẫu giống trong ñiều kiện ñồng ruộng và nhà mái che 78
4.11 ðánh giá ưu thế lai của các tổ hợp ngô nếp lai so với bố mẹ 82
4.12 Phân tích chọn lọc dòng và THL có khả năng chịu hạn 86
4.12.1 Phân tích chọn lọc các chỉ tiêu trên ñồng ruộng 86
4.12.2 Phân tích chọn lọc các chỉ tiêu trong nhà có mái che 87
4.13 Kết quả phân tích khả năng kết hợp của các dòng ngô nếp 92
4.13.1 Phân tích KNKH chung của sáu dòng ngô nếp 93
4.13.2 Khả năng kết hợp riêng của sáu dòng ngô nếp 94
4.14 Phân tích marker một số tính trạng quan trọng liên quan ñến chịu hạn 95
PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 99
5.1 Kết luận 99
5.2 ðề nghị 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô thế giới 4
Bảng 2: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở Việt Nam 5
Bảng 4.1: Thời gian sinh trưởng của 6 dòng bố mẹ trong thí nghiệm vụ Xuân
2013 46
Bảng 4.2: ðặc ñiểm nông sinh học của 6 dòng ngô bố mẹ trong vụ Xuân 2013 47
Bảng 4.3: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng bố mẹ
trong vụ Xuân 2013 48
Bảng 4.4: Chất lượng ăn tươi của 6 dòng bố mẹ 49
Bảng 4.5: Chỉ tiêu ñánh giá khả năng chịu hạn của các mẫu vật liệu ngô nếp
thí nghiệm trong thí nghiệm chậu vại trong vụ Thu ðông 2013 50
Bảng 4.6: So sánh các giai ñoạn sinh trưởng của các vật liệu thí nghiệm trong
nhà có mái che ở 4 thời vụ 53
Bảng 4.7: ðặc tính chống chịu sâu bệnh của các mẫu vật liệu thí nghiệm trong
vụ Thu ðông 2013 58
Bảng 4.8: Một số ñặc ñiểm hình thái của các vật liệu trong thí nghiệm ñồng
ruộng vụ Thu ðông 2013 59
Bảng 4.9: ðiểm cuốn lá, ñộ tàn lá của các mẫu giống ngô thí nghiệm ñồng
ruộng và nhà mái che vụ Xuân 2013 61
Bảng 4.10: So sánh chiều cao cây của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 63
Bảng 4.11: So sánh chiều dài bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 64
Bảng 4.12: So sánh ñường kính bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 66

Bảng 4.13: So sánh số hàng hạt/bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm
ñồng ruộng và trong nhà mái che 67

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page viii

Bảng 4.14: So sánh số hạt/hàng của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 69
Bảng 4.15: So sánh số bắp/cây của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 70
Bảng 4.16: So sánh tỷ lệ hạt/bắp của các mẫu giống ngô trong thí nghiệm ñồng
ruộng và trong nhà mái che 72
Bảng 4.17: So sánh khối lượng 1000 hạt của các mẫu giống ngô trong thí
nghiệm ñồng ruộng và trong nhà mái che 74
Bảng 4.18: So sánh năng suất và chỉ số chịu hạn của các mẫu giống ngô trong
thí nghiệm ñồng ruộng và trong nhà mái che 77
Bảng 4.19: Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất, thí nghiệm trong ñiều kiện ñồng ruộng 82
Bảng4.20: Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất, thí nghiệm trong nhà mái che thời vụ 1 83
Bảng 4.21 :Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất, thí nghiệm trong nhà mái che thời vụ 2 84
Bảng 4.22 :Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất, thí nghiệm trong nhà mái che thời vụ 3 84
Bảng 4.23:Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về năng suất và
các yếu tố cấu thành năng suất, thí nghiệm trong nhà mái che thời vụ 4 85
Bảng 4.24 :Ưu thế lai của các THL so với trung bình bố mẹ về chỉ số chịu hạn 85
Bảng 4.25: Các ñặc ñiểm và tính trạng ñưa vào chọn lọc các dòng trong thí
nghiệm ñồng ruộng 86
Bảng 4.26: Chỉ số chọn lọc và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô ñược

chọn trong thí nghiệm ñồng ruộng 87
Bảng 4.27: Các ñặc ñiểm và tính trạng ñưa vào chọn lọc các dòng trong thí
nghiệm trong nhà lưới thời vụ 1 88
Bảng 4.28: Chỉ số chọn lọc và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô ñược
chọn trong thời vụ 1 88

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page ix

Bảng 4.29: Các ñặc ñiểm và tính trạng ñưa vào chọn lọc các dòng trong thí
nghiệm trong nhà lưới thời vụ 2 89
Bảng 4.30: Chỉ số chọn lọc và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô ñược
chọn trong thời vụ 2 89
Bảng 4.31: Các ñặc ñiểm và tính trạng ñưa vào chọn lọc các dòng trong thí
nghiệm trong nhà lưới thời vụ 3 90
Bảng 4.32: Chỉ số chọn lọc và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô ñược
chọn trong thời vụ 3 90
Bảng 4.33: Các ñặc ñiểm và tính trạng ñưa vào chọn lọc các dòng trong thí
nghiệm trong nhà lưới thời vụ 4 91
Bảng 4.34: Chỉ số chọn lọc và các ñặc ñiểm hình thái của các dòng ngô ñược
chọn trong thời vụ 4 91
Bảng 4.35 : Bảng phân tích phương sai I 92
Bảng 4.36 : Bảng phân tích phương sai II 92
Bảng 4.37 a: Gía trị các tổ hợp chung 93
Bảng 4.37 b: Biến ñộng của tổ hợp chung 93
Bảng 4.38: Giá trị KNKH riêng của 6 dòng ngô nếp 94
Bảng 4.39: Sự có mặt của các QTL liên quan ñến khả năng chịu hạn trong các
dòng nghiên cứu thông qua kết quả PCR sử dụng 3mồi SSR 96

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page x

DANH MỤC ðỒ THỊ


ðồ thị 1: ðồ thị biểu diễn năng suất thực thu của các THL và bố mẹ trong thí
nghiệm ñồng ruộng và nhà có mái che 76
ðồ thị 2: ðồ thị biểu diễn chỉ số chịu hạn của các THL và bố mẹ trong thí
nghiệm ñồng ruộng và nhà có mái che 78
ðồ thị 3: Tương quan giữa P1000 hạt với năng suất ñồng ruộng 79
ðồ thị 4: Tương quan giữa chiều dài bắp với năng suất ñồng ruộng 79
ðồ thị 5: Tương quan giữa chiều dài bắp với năng suất ñồng ruộng 79
ðồ thị 6: Tương quan giữa hàng hạt/bắp với năng suất ñồng ruộng 79
ðồ thị 7: Tương quan giữa số hat/hàngvới năng suất ñồng ruộng 80
ðồ thị 8: Tương quan giữa giữa tỷ lệ hạt/bắp với năng suất ñồng ruộng 80
ðồ thị 9: Tương quan giữa chỉ số chịu hạn với năng suất trong nhà lưới thời vụ I 80
ðồ thị 10: Tương quan giữa chỉ số chịu hạn với năng suất trong nhà lưới thời
vụ II 80
ðồ thị 11: Tương quan giữa chỉ số chịu hạn với năng suất trong nhà lưới thời
vụ III 81
ðồ thị 12: Tương quan giữa chỉ số chịu hạn với năng suất trong nhà lưới thời
vụ IV 81
ðồ thị 13: Tương quan giữa chênh lệch tung phấn-phun râu (ASI) với năng
suất trong nhà lưới thời vụ III 81
ðồ thị 14: Tương quan giữa chênh lệch tung phấn-phun râu (ASI) với năng
suất trong nhà lưới thời vụ IV 81

ðồ thị 4.13: KNKH chung của sáu dòng ngô nếp trong thí nghiệm vụ Thu
ðông 2013 tại Gia Lâm- Hà Nội 94


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page xi

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Ảnh hưởng của các mức ñộ hạn ñến năng suất ngô 14
Hình 4.1: Sản phẩm PCR với mồi nc133 của 21 mẫu vật liệu và 2 ñối chứng
trên gel Agarose 2%. 96
Hình 4.2: Sản phẩm PCR với mồi umc2359 của 21 mẫu vật liệu và 2 ñối
chứng trên gel Agarose 2%. 97
Hình 4.3: Sản phẩm PCR với mồi umc1862 của 21 mẫu vật liệu và 2 ñối
chứng trên gel Agarose 2%. 98



Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page xii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

THL Tổ hợp lai
STT Số thứ tự
TB Trung bình
ðR ðồng ruộng
ƯTL Ưu thế lai
ASI Chênh lệch tung phấn – phun râu

TGST Thời gian sinh trưởng
CC Chiều cao cây
CDB Chiều dài bắp
ðKB ðường kính bắp
HH/B Hàng hạt/bắp
H/H Hạt/hàng
P1000 Khối lượng nghìn hạt
NSTT Năng suất thực thu
DI Chỉ số chịu hạn
KNKH Khả năng kết hợp
GCA Khả năng kết hợp chung
SCA Khả năng kết hợp riêng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 1

PHẦN I
MỞ ðẦU

1.1. ðặt vấn ñề
Ngô (Zea may L.) là một cây lương thực, cây thức ăn gia súc và nhiên liệu sinh học
quan trọng của vùng nhiệt ñới và ôn ñới của thế giới. Các nhà khoa học của ðại học
Oregon ñánh giá rằng trong các cây trồng lấy hạt chủ yếu trên trái ñất, cây ngô là cây có
tiềm năng năng suất cao nhất và là cây trồng phổ biến rộng có thể trồng trong nhiều ñiều
kiện môi trường khác nhau, sản phẩm ñược sử dụng làm lương thực cho con người, thức
ăn gia súc và cho công nghiệp chế biến. Cây ngô ñặc biệt quan trọng với những nông dân
nghèo, vùng có nhiều khó khăn và nguồn tài nguyên hạn chế.
Theo dự ñoán của Viện Nghiên cứu Chương trình Lương thực Thế giới (IFPRI,
2003) nhu cầu ngô toàn cầu vào năm 2020 sẽ là 852 triệu tấn, tăng 45% so với năm
1997, riêng ðông Nam Á nhu cầu tăng 70% so với năm 1997 (CIMMYT, 2008). Hơn

80% nhu cầu ngô thế giới tập trung ở các nước ñang phát triển và chỉ khoảng 10% từ
các nước công nghiệp (FAOSTAT, 2007). Các nước ñang phát triển sẽ phải ñáp ứng
nhu cầu cho mình trên diện tích ngô hầu như không tăng (James, 2010).
Nhu cầu ngô của thế giới ngày càng tăng, nhưng tổn thất hạn hán ñang trở
nên nghiêm trọng hơn ở các nước ñang phát triển. Theo Nathinee Ruta (2008) ñể
tăng năng suất, chất lượng ngô, thách thức lớn nhất là các yếu tố bất thuận, trong
ñó hạn là yếu tố quan trọng thứ hai sau ñất nghèo dinh dưỡng làm giảm năng
suất ngô, ảnh hưởng của hạn nghiêm trọng hơn khi tổ hợp với yếu tố bất thuận
khác như hạn năm 2003 tổ hợp với nhiệt ñộ cao ñã làm giảm năng suất ngô của
Châu Âu khoảng 20%. Dự báo ñiều kiện thời tiết và bất thuận như vậy sẽ xảy ra
thường xuyên hàng năm trong thế kỷ này.
Hạn hán xảy ra nghiêm trọng trong những thập kỷ qua ñã ảnh hưởng nặng nề ñến năng
suất và sản lượng của các vùng trồng ngô trên thế giới. Các phương pháp nhận biết và phát
triển ngô lai chịu hạn là mục tiêu quan trọng của các nhà nghiên cứu. Những cố gắng của các
nhà tạo giống cơ bản tập trung tạo giống có năng suất ổn ñịnh khi gặp ñiều kiện bất thuận hạn,

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 2

nhận biết ñể cải tiến khả năng chịu hạn thông qua các tính trạng gián tiếp. Các tính trạng gián
tiếp có thể nhận biết ở các dòng thuần bố mẹ và khả năng di truyền của chúng cho con cái là tổ
hợp lai giữa các bố mẹ chịu hạn (Meghyn Brianne Meeks, 2010).
Mở rộng nền di truyền bằng tạo ra nguồn vật liệu di truyền chịu hạn là tiềm
năng to lớn ñể tạo ra giống ngô chịu hạn, ñặc biệt quan trọng với ñiều kiện môi
trường khắc nghiệt ở các nước ñang phát triển (Weiwei Wen, 2011). Diện tích trồng
ngô ở Việt Nam chủ yếu trên ñất dốc của vùng núi, nơi không có hệ thống tưới tiêu
do vậy canh tác ngô chủ yếu là canh tác nhờ nước trời. Những ñiều kiện canh tác
này cần thiết có giống ngô lai năng suất cao và có khả năng chịu hạn.
Mặt khác, hiện nay, nước ta mới chỉ tập trung vào hướng nghiên cứu chọn tạo
giống ngô tẻ chịu hạn, và ñối với ngô nếp chủ yếu tập trung vào hướng chọn tạo

giống ngô nếp lai năng suất, chất lượng mà chưa chú trọng ñến mục tiêu chịu hạn ở
ngô nếp.Từ thực tiễn ñó tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài “ðánh giá và chọn lọc các
tổ hợp ngô lai từ hệ thống lai diallel phục vụ chọn tạo giống ngô nếp chịu hạn”.
1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1 Mục ñích
ðánh giá khả năng chịu hạn của các dòng bố mẹ và con lai F
1
nhằm xác ñịnh
khả năng chịu hạn của bố mẹ và con lai F
1
ñịnh hướng cho công tác chọn tạo giống
ngô nếp lai có khả năng chịu hạn.
1.2.2. Yêu cầu
+ ðánh giá dòng bố mẹ và lai tạo ra các tổ hợp lai (THL) ngô nếp từ 6 dòng
bố mẹ khác nhau có nguồn gốc ñịa phương và nhập nội trong vụ Xuân 2013
+ ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học, sinh trưởng, phát triển và năng suất của
bố mẹ và tổ hợp lai trong vụ Thu ðông 2013
+ ðánh giá khả năng chịu hạn của các THL và các dòng bố mẹ dựa trên kiểu
hình và marker phân tử bằng gây hạn nhân tạo vụ Thu ðông 2013
+ Chọn lọc những THL và dòng có ñặc ñiểm nông sinh học phù hợp, năng
suất cao và có khả năng chịu hạn khuyến cáo cho các chương trình chọn tạo giống
ngô thích ứng với những vùng khó khăn về nước tưới.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 3

1.3. Ý nghĩa của ñề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác ñịnh ñược di truyền khả năng chịu hạn từ dòng bố mẹ ngô nếp cho con
lai F1 làm cơ sở khoa học ñịnh hướng phát triển dòng thuần cho chọn tạo giống ngô

nếp lai chịu hạn.
-Nghiên cứu bước ñầu ñóng góp cơ sở lý luận cho chọn tạo giống ngô nếp lai
chịu hạn ở nước ta
1.3.2. Ý nghĩa thực tiến
-Xác ñịnh và chọn lọc nguồn vật liệu có ñặc ñiểm nông sinh học phù hợp, có
khả năng chịu hạn khá góp phần tạo nguồn vật liệu có khả năng chịu hạn phục vụ
sản xuất tại những vùng canh tác nhờ nước trời.
- Tạo ra nền di truyền ña dạng trong công tác chọn tạo giống ngô nếp ưu thế lai







Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 4

PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
2.1.1. Tình hình sản xuất ngô và ngô nếp trên thế giới
Ngành sản xuất ngô trên thế giới tăng liên tục từ ñầu thế kỷ XX ñến nay, nhất là
trong hơn 10 năm gần ñây, ngô là cây trồng có tốc ñộ tăng trưởng về năng suất cao
nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Năm 1961, diện tích trồng ngô trên toàn thế
giới là 105,6 triệu hecta với năng suất bình quân là 1,9 tấn/ha ñạt tổng sản lượng 205
triệu tấn. ðến năm 2000, diện tích trồng ngô tăng 1,3 lần so với năm 1961 và lên ñến
137,0 triệu ha, năng suất bình quân 4,3 tấn/ha ñạt tổng sản lượng 592,5 triệu tấn. Diện
tích trồng ngô trên thế giới dần ñược mở rộng qua các năm kéo theo năng suất và tổng

sản lượng cũng tăng theo. ðến năm 2011, diện tích trồng ngô trên thế giới là 172,1
triệu ha (tăng 1,25 lần so với năm 2000), năng suất bình quân là 5,2 tấn/ha ñạt tổng sản
lượng 888 triệu tấn. Năm 2012, diện tích trồng ngô tăng lên 177,4 triệu ha nhưng năng
suất trung bình và tổng sản lượng lại giảm so với năm 2011.
Bảng 1: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô thế giới
Nãm
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tấn/ha)
Sản lượng (triệu
tấn)
1961 105,6 1,9 205,0
2000 137,0 4,3 592,5
2005 149,0 4,8 713,7
2010 164,3 5,2 851,2
2011 172,1 5,2 888,0
2012 177,4 4,9 872,1
Nguồn: FAOSTAT, 2012
Trong các nước trồng ngô, Mỹ luôn chiếm vị trí hàng ñầu về diện tích và sản
lượng ngô, ñồng thời cũng là một trong những nước có năng suất ngô cao nhất, năm
2009, diện tích là 32,2 triệu ha, năng suất trung bình ñạt 10,34 tấn/ha và sản lượng
ñạt 307,4 triệu tấn (USDA, 2010). Trung Quốc là nước ñứng thứ hai về diện tích

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 5

trồng ngô trên thế giới và có năng suất ngô bình quân cao hơn năng suất bình quân
thế giới.Năm 2009, diện tích trồng ngô ở Trung Quốc là 31,2 triệu ha với năng suất
5,26 tấn/ha và sản lượng là 164,1 triệu tấn.

Theo Cục xúc tiến thương mại, 2013, sản lượng ngô thế giới năm 2013 ñược
dự báo ñạt khoảng 936 triệu tấn, tăng 10% so với năm 2012.
2.1.2. Tình hình sản xuất ngô và ngô nếp ở Việt Nam
Năm 1961, diện tích ngô toàn Việt Nam chỉ có 260,2 nghìn ha, sản lượng ñạt
292,2 nghìn tấn. Từ năm 2000 trở ñi, tình hình sản xuất ngô của Việt Nam có những
bước tăng trưởng ñáng kể, năm 2000 diện tích gieo trồng là 730,2 nghìn ha, sản lượng
2.005,9 nghìn tấn; năm 2005 diện tích là 1.050,6 nghìn ha, sản lượng 3.787,1 nghìn tấn;
ñến năm 2010 diện tích là 1.126,4 nghìn ha với sản lượng là 4.606,8 nghìn tấn. Như
vậy, giai ñoạn 2000-2010, diện tích gieo trồng ngô ñã tăng lên 396,2 nghìn ha, sản
lượng tăng 2600,9 nghìn tấn. Sự tăng trưởng cả về diện tích và năng suất dẫn ñến việc
tăng trưởng mạnh mẽ về sản lượng ngô, tốc ñộ tăng trưởng sản lượng ñạt 9,08%/năm.
ðến năm 2011, 2012, diện tích ngô trên cả nước có giảm nhẹ so với năm 2010, tuy
vậy năng suất và sản lượng bình quân trên cả nước vẫn tăng.
Trong giai ñoạn phát triển mới của nền nông nghiệp, cây ngô ngày càng giữ
một vị trí quan trọng, góp phần trong công cuộc chuyển ñổi nhanh cơ cấu kinh tế
theo hướng sản xuất nông nghiệp hàng hoá, an toàn, bền vững và ña dạng hoá.
Bảng 2: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở Việt Nam
Nãm
Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(nghìn tấn)
1961 260,2 11,2 292,2
2000 730,2 27,5 2.005,9
2005 1.052,6 36,0 3.787,1
2010 1.126,4 40,9 4.606,8
2011 1.121,3 43,1 4.835,7
2012 1.118,2 43,0 4.803,2

Nguồn: FAOSTAT, 2012

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 6

2.2. Tình hình hạn hán ñối với sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
2.2.1. Tình hình hạn hán ñối với sản xuất ngô trên thế giới
Ngô ñược xem như là cây trồng xóa ñói giảm nghèo và ñảm bảo an ninh
lương thực ở Nam và ðông Nam Á, dự ñoán nhu cầu lương thực này sẽ tăng gấp
hai lần vào năm 2020 (IFPRI, 2003). Tuy nhiên, ngô ở vùng này thường ñược trồng
ở các khu vực khô hạn, vùng khó khăn về nước tưới…, Khoảng 50% diện tích ngô
ở vùng ðông Nam Á ñược báo cáo là có sản lượng ngô bị giảm ñáng kể vì khô hạn
(CIMMYT, 2005). Theo báo cáo của CIMMYT thì bất thuận phi sinh học là nguyên
nhân chính của suy giảm năng suất, trong ñó hạn là một trong những nguyên nhân
chính (Zaidi, 2000; Welcker, 2006). Năm 1992, thiệt hại do hạn gây ra khoảng 19
triệu tấn chiếm 15% tổng sản lượng ngô của thế giới (Edmeades, 1992), năm 1997
khoảng 20,4 triệu tấn ngô hạt (17% tổng sản lượng) (Edmeades và Banziger, 1997),
năm 2002 khoảng 24 triệu tấn (ICRISAT, 2002; CIMMYT, 2005). Trong 3 vùng
thường bị hạn, bao gồm Châu Phi cận Saharan, Nam Á và Châu Mĩ thì năng suất
ngô bị hạn khác nhau ñáng kể giữa các vùng này, tương ứng 1,2 tấn/ha; 2,1 tấn/ha
và 3,2 tấn/ha (S.P. Wani, T.K. Sreedevi và cộng sự, 2009).
2.2.2. Bất thuận hạn ñối với sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hạn hán xảy ra ở các vùng khác nhau với mức ñộ và thời gian
khác nhau, gây ra những thiệt hại ñáng kể ñối với kinh tế - xã hội, ñặc biệt là nguồn
nước và sản xuất nông nghiệp. Việt Nam là một trong năm quốc gia trên thế giới
chịu ảnh hưởng nặng nề nhất do biến ñổi khí hậu. Theo số liệu thống kê, trong giai
ñoạn từ 1960 ñến nay, số năm bị hạn hán là 36 năm, chiếm 75% với mức ñộ hạn
hán khác nhau (hạn vụ ðông Xuân 13 năm, vụ mùa 11 năm, vụ hè thu 12 năm).
Trong khi ñó, lũ lụt xảy ra ngày càng nghiêm trọng như trận lũ ñầu tháng 11 năm
2008 ở miền Bắc và các tỉnh Bắc Trung Bộ, tháng 10 năm 2010 ở các tỉnh Bắc

Trung Bộ. (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007).
Tuy nước ta có nguồn tài nguyên nước phong phú, nhưng 62-63% nguồn
nước lại bắt nguồn từ ngoài lãnh thổ và mùa khô kéo dài 6 – 7 tháng, làm nhiều
vùng thiếu nước nghiêm trọng (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2007; Nguyễn
Trọng Hiệu, 2006). Theo Nguyễn ðình Ninh (2007), từ năm 1960 ñến 2006, có tới

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 7

34/46 năm bị hạn (chiếm 74%), ñặc biệt những năm gần ñây tình hình hạn hán ngày
càng trầm trọng hơn. Bộ Tài Nguyên & Môi Trường (2007), cho biết tổng lượng
nước mặt của nước ta vào năm 2025 chỉ bằng khoảng 96% so với hiện nay, 50 năm
nữa sẽ bị thiếu nước trầm trọng.
Tùy từng vùng, miền, ngô ñược trồng ở các mùa vụ theo sự phân bố của
lượng mưa, nhưng hạn diễn ra khá thường xuyên do tính thất thường của chế ñộ
mưa (Trần Thục và Lê Nguyên Thục, 2006). Trong 55 năm qua, hạn trên diện rộng
vào vụ ðông Xuân chiếm 22%; vụ Hè Thu chiếm 12%, trong ñó trên 60% hạn
ðông Xuân và trên 80% hạn Hè Thu có liên quan ñến El-nino, ñặc biệt các vụ ðông
Xuân 1962-1963, 1976-1977, 1982-1983, 1997-1998 và các vụ Hè Thu 1963, 1977,
1983, và 1998 là các năm có El-nino gây hạn nặng (Nguyễn Trọng Hiệu và Phạm
Thị Thanh Hương, 2007; Trần Thục và Lê Nguyên Thục, 2006).
Ở Việt Nam có khoảng 0,3 triệu ha ngô dễ có nguy cơ thiếu nước vào thời kỳ
tung phấn phun râu, có thể bị thiệt hại tới 0,5 - 0,7 triệu tấn ngô hạt (Lê Quý Kha và
Trần Hồng Uy, 2005). Mức ñộ nghiêm trọng hơn nếu hạn kết hợp với nhiệt ñộ môi
trường vượt quá 38°C thì xảy ra hiện tượng “cháy” bông cờ. Hiện tượng này thường
xảy ra ở Việt Nam (Trần Hồng Uy, 1998).
Từ ñó ñặt ra những vấn ñề cần thiết phải giải quyết là tạo ra ñược những
giống ngô lai có khả năng chịu hạn, năng suất cao và ổn ñịnh là một trong những
vấn ñề có tính quyết ñịnh.
2.3. Phân loại hạn và các cơ chế chống chịu hạn ñối với cây ngô

2.3.1. Khái niệm về hạn
Theo khái niệm của CIMMYT (Zaidi, 2000), thực vật bị hạn khi nhu cầu
nước ñối với các bộ phận trên mặt ñất lớn hơn khả năng cung cấp nước của bộ rễ.
khi thực vật ñược nghiên cứu trong mối liên quan hữu cơ với môi trường xung quanh
bao gồm ñất - khí quyển và ñược mô tả dưới dạng một bể nước về sự cân bằng nước:
“Hạn là sự mất cân bằng nước của thực vật thể hiện trong sự liên quan hữu cơ giữa
ñất - thực vật - khí quyển”. Cây hút ñược nước dựa trên nguyên tắc bình thông nhau
giữa ñất - cây - khí quyển (SPAC), khi tồn tại ñược gradien giữa 3 thành phần trên.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 8

Vì vậy khi một trong 3 thành phần trên mất cân ñối, hạn có thể xảy ra ở mức ñộ
khác nhau ñối với các bộ phận khác nhau của cây. Nghiên cứu về nguyên nhân gây
nên hạn các tác giả ñều cho rằng việc thiếu nước mưa thường xuyên là nguyên nhân
chính gây nên hạn hán. Vấn ñề về thời gian mưa, khoảng cách thời gian giữa các lần
mưa quyết ñịnh tới tính chất của hạn cục bộ hay khốc liệt.
Hạn là một hiên tượng tự nhiên ñược coi là thiên tai, bởi nó gây thoát hơi
nước mặt lá và bốc hơi mặt ñất mạnh, phá vỡ cân bằng nước trong cây, ảnh hưởng
nghiêm trọng ñến sinh trưởng, phát triển của cây trồng (Nguyễn Trọng Hiệu, 2006;
Trần ðức Hạnh, ðoàn Văn ðiếm và cộng sự, 2006).
Một số khái niệm cụ thể về hạn dựa trên lượng mưa ñối với cây ngô ñược
nhiều nhà khoa học CIMMYT nêu như sau:
-Thiếu nước nếu lượng mưa ở vùng nhiệt ñới thấp <500mm và ở vùng cao là từ
300–350 mm (Heisey và Edmeades, 1999)
-Theo quan ñiểm cây ngô mẫn cảm với hạn: khoảng 4 tuần trong thời gian
ngô trỗ cờ kết hạt, nếu vùng nào có lượng mưa <100mm ñược coi là vùng không
phù hợp, >200mm ñược coi là vùng phù hợp và trong khoảng 100-200mm ñược coi
là vùng thiếu nước ñối với sản xuất ngô (Chapman và Barreto, 1996).
Hạn có thể làm giảm tới 65-87% năng suất cây trồng tuỳ theo loại cây, mức

ñộ hại của nó phụ thuộc vào thời gian kéo dài và cường ñộ của hạn (McLaughlin và
Boyer, 2004). Hạn trong nông nghiệp còn liên quan ñến tính mẫn cảm của cây trồng
trong các giai ñoạn phát triển khác nhau (Lê Quý Kha, 2005). Trong ñiều kiện hạn
so với bình thường, giống ngô chịu hạn có thể khắc phục ñược 15 - 25% năng suất
chênh lệch, biện pháp kỹ thuật canh tác ñóng góp 15-25%, 50-70% năng suất giảm
còn lại chỉ có thể vượt qua ñược nhờ nước tưới (Zaidi, 2000).
Tại Việt Nam, nạn tàn phá rừng do chiến tranh, do khai thác không ñược
kiểm soát trong hơn nửa thế kỷ qua cùng với sự canh tác không hợp lý trên ñất dốc
phía Bắc làm cho sông suối cháy mạnh hơn vào mùa mưa lũ nhưng lại yếu hơn vào
mùa khô dẫn ñến thiếu nguồn nước cho các sông suối và các công trình thủy nông
(Nguyễn Xuân Tiệp, 1999). Vì vậy, Việt Nam ngày càng gặp nhiều biến ñộng khí
hậu thất thường – nhiều ñợt hạn hán và lũ úng (Nguyễn Văn Viết và cs, 1999)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 9


2.3.2. Cơ sở sinh lý của tính chịu hạn ở cây ngô
Các nhà sinh lý thực vật cho rằng, trong từng loài thực vật thì biến ñộng về
ñặc tính chống chịu thiếu nước tồn tại ở các dạng: 1) Né tránh, phòng ngừa ñể
không gặp ñiều kiện bất thuận. Ví dụ bằng cách trỗ hoa sớm hơn ñể tránh hạn cuối
vụ. 2) Chịu bất thuận, tạo ñiều kiện cho cây sống chung với ñiều kiện bất thuận (Lê
Quý Kha, 2005; Phan Thị Vân, 2006). Các biến ñổi diễn ra theo 3 cơ chế sau ñây
(Blum, 1989)
+ Cây duy trì ñược trạng thái nước cao trong ñiều kiện hạn và cây trì hoãn
ñược các triệu chứng thiều nước như héo.
+ Cây duy trì ñược các hoạt ñộng sinh lý trong tình trạng thiếu nước.
+ Cây có khả năng phục hồi và hoạt ñộng trở lại sau khi vượt qua tình trạng
thiếu nước (gần như khô hạn), tức là khả năng có thể sống sót.
Quá trình cải tiến và cải thiện tính ổn ñịnh năng suất trong sản xuất ñã có

nhiều thành tựu bằng việc ñưa ra những giống có khả năng né tránh hay chống chịu
những ñiều kiện bất lợi sinh học (sâu, bệnh, cỏ dại) và phi sinh học (hạn hán, úng,
ñất chua, phèn, ñất nghèo dinh dưỡng) (Hash, 2006).
ðặc tính chống chịu hạn ở cây trồng không phải là phản ứng ñơn giản mà nó
ñược hình thành và ñiều khiển bởi một số phản ứng cấu thành và các phản ứng này
lại ảnh hưởng lẫn nhau hay ñối với các cây khác nhau thì khác nhau. Sự chống chịu
hạn của cây trồng biểu hiện có khả năng sinh trưởng phát triển bình thường dưới
ñiều kiện thiếu hụt nước (Turner, 1986)
Phản ứng sinh lý học của cây trồng trong ñiều kiện thiếu nước bao gồm: rụng
lá, giảm diện tích bề mặt lá và thúc ñẩy phát triển rễ cây. Cây trồng thường dễ bị
ảnh hưởng bởi ñiều kiện khô hạn trong giai ñoạn ra hoa và tạo hạt (giai ñoạn sinh
sản), vì chất dinh dưỡng ñang ñược ñưa xuống nuôi rễ cây. Axít abscisic (ABA)
cũng gây ra sự ñóng lỗ khí trên bề mặt lá, làm giảm lượng nước mất ñi do bốc hơi,
và làm giảm tỷ lệ quang hợp ở cây trồng. Những phản ứng này làm tăng hiệu quả sử
dụng nước ở cây trồng trong thời gian ngắn (AgBiotech Việt Nam, 21/6/2011)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 10

Phản ứng của cây trồng ñối với ñiều kiện khô hạn còn có sự tham gia của các
gen thúc ñẩy cây trồng nhận biết stress và truyền tín hiệu stress (stress signal). Một
nhóm gen mã hóa các protein bảo vệ tế bào khỏi các tác ñộng của khô hạn, nhóm
gen này bao gồm các gen quy ñịnh số lượng các chất tan phù hợp, hệ thống vận
chuyển nước bên trong cây trồng, bảo vệ và ổn ñịnh cấu trúc màng tế bào khỏi sự
khô hạn và các gốc tự do ôxy hóa (reactive oxygen species - ROS)
Nhóm gen thứ 2 cũng ñược kích hoạt trong thời kỳ khô hạn bao gồm các gen
mã hóa protein kiểm soát quá trình truyền các tín hiệu stress và kiểm soát sự bộc lộ
của gen. Cây trồng có ít nhất 4 biện pháp ñộc lập ñể ứng phó với ñiều kiện khô hạn,
do nhiều gen khác nhau quy ñịnh, tạo ra mạng lưới gen dày ñặc và phức tạp. Hai
trong số các biện pháp này phụ thuộc vào hooc-mon ABA, 2 biện pháp còn lại ñộc

lập hoàn toàn với ABA. Ngoài ra, các biện pháp này cũng giúp cây ñối phó với các
stress khác từ môi trường bên ngoài, như nhiệt ñộ quá lạnh hoặc quá nóng, ñất có ñộ
mặn cao (AgBiotech Việt Nam, 21/6/2011)
Luợng ABA có trong cây trồng làm tăng ñáng kể phản ứng của cây với ñiều
kiện môi trường khô hạn, cây ñóng các lỗ khí, làm giảm lượng nước bốc hơi khỏi lá
cây và kích hoạt các gen phản ứng với stress. Phản ứng này của cây trồng có thể ñảo
ngược lại: khi lượng nước trở nên sẵn có, luợng ABA giảm ñi, các lỗ khí lại ñược
mở trở lại. Vì thế, một mục tiêu quan trọng trong quá trình tạo ra cây trồng chịu hạn
là tăng ñộ nhạy của cây trồng ñối với ABA (AgBiotech Việt Nam, 21/6/2011).
2.3.3. Ảnh hưởng của hạn ñối với cây ngô
Cây ngô thuộc loại cây C
4
, cần 350 – 500 lít nước ñể sản sinh 1 kg hạt
(Ruaan, 2003). Những yếu tố cơ bản quyết ñịnh năng suất ngô trong ñiều kiện
hạn là: Bức xạ ánh sáng mặt trời; Hàm lượng ñạm dễ tiêu; Hàm lượng nước hữu
hiệu; Các yếu tố cấu thành năng suất; Nguồn – sức chứa (Hugh và Richard,
2003; Zaidi, 2000; Boyer và Morgan, 1991). Các nhà khoa học này có cùng kết
luận là hạn gây thiệt hại năng suất vì làm giảm diện tích quang hợp (PAR), giảm
khả năng sử dụng bức xạ mặt trời (RUE-Radiation Use Efficiency) và giảm chỉ
số thu hoạch (HI-harvest index). Trong kết quả thí nghiệm ở hai mức ñộ là hạn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp
Page 11

vừa và hạn nặng, Hugh và Richard (2003), McLaughlin và Boyer (2004) kết
luận: năng suất bị giảm tương ứng là 13 – 26% và 63 – 85%.
Hạn ảnh hưởng ñối với cây ngô ở các mức ñộ khác nhau, làm ảnh hưởng ñến
toàn cây và năng suất hạt ñược CIMMYT (Banzinger và cs, 2000) công bố như sau:
1) Hạn ảnh hưởng ñến mức ñộ toàn cây ngô
Theo Banzinger và cs (2000), nếu sự thay ñổi ở mức ñộ tế bào ñược biểu

hiện trên toàn cây, ta có thể thấy ñược các phản ứng như sau:
Hạn xảy ra ngay sau trận mưa ñầu vụ, hạt gieo xuống có thể mọc ñược
nhưng ñất ñóng váng khô dần, dẫn ñến ngô mọc kém ñồng ñều hoặc hạt không nảy
mầm ñược làm mất mật ñộ. Hạn làm giảm mạnh nhất ñến sinh trưởng của lá, tiếp
ñến là râu, thân, cuối cùng là kích thước hạt. Hạn trước trỗ lá bị già hóa, giảm mức
ñộ che phủ ñất, giảm diện tích bộ phận hấp thu ánh sáng mặt trời.
Hạn dẫn ñến tình trạng ñóng khí khổng, giảm quang hợp dẫn ñến tế bào ở
ñỉnh sinh trưởng không phân hóa, hoặc ảnh hưởng nặng ñến quá trình phân hóa bắp
và cờ dẫn tới giảm năng suất
Hạn năng trong quá trình thụ phấn – kết hạt làm giảm sự vận chuyển các chất
ñồng hóa về cơ quan sinh trưởng, giảm sự sinh trưởng của râu, gây nên tình trạng
chậm hoặc không phun râu ñược, tăng sự chênh lệch thời gian giữa tung phấn –
phun râu. Năng hơn là xảy ra tình trạng cây không bắp, bắp không hạt hoặc ít hạt.
Cấu trúc sinh sản hoa cái bị ảnh hưởng nhiều hơn là bông cờ. Trong giai ñoạn trỗ cờ
- phun râu nếu gặp hạn, nhiệt ñộ không khí > 35
0
C, ñộ ẩm không khí <70% thì hạt
phấn bị chết dẫn tới ngô không kết hạt. Hiện tượng này xảy ra nhiều lần ở Việt Nam
(Lê Qúy Kha, 2005)
Tóm lại, hạn có thể ảnh hưởng ñến mật ñộ cây nếu xảy ra ở giai ñoạn cây
con, giảm diện tích lá và tốc ñộ quang hợp ở thời kỳ trước trỗ, giảm ñộ lớn của bắp
và khả năng kết hạt nếu xảy ra trước và sau trỗ 2 tuần và giảm quang hợp – tăng tốc
ñộ già hóa bộ lá trong khi tích lũy chất khô về hạt (Banzinger và cs, 2000)
2) Hạn ảnh hưởng ñến năng suất ngô ở các giai ñoạn sinh trưởng khác nhau
Hạn có thể ảnh hưởng ñến năng suất hạt ở bất kỳ giai ñoạn nào của cây ngô.