nghiên cứu khả năng kết hợp và ưu thế lai của một số dòng ngô triển vọng, phục vụ chọn, tạo giống ngô năng suất cao cho vùng miền núi phía bắc

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌCVIỆNNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM
------------------*------------------

NGUYỄN THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KẾT HỢP
VÀ ƯU THẾ LAI CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ
TRIỂN VỌNG, PHỤC VỤ CHỌN, TẠO GIỐNG NGÔ
NĂNG SUẤT CAO CHO VÙNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2015


BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
HỌCVIỆNNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM VIỆNKHOAHỌCNÔNGNGHIỆPVIỆTNAM
------------------*------------------

NGUYỄN THỊ HIỀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KẾT HỢP
VÀ ƯU THẾ LAI CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ
TRIỂN VỌNG, PHỤC VỤ CHỌN, TẠO GIỐNG NGÔ
NĂNG SUẤT CAO CHO VÙNG MIỀN NÚI PHÍA BẮC
Chuyên nghành: Di truyền và Chọn giống cây trồng
Mã số: 60620111

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:

TS. Vương Huy Minh

HÀ NỘI – 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn tôi luôn nhận
được sự giúp đỡ của cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình.
Trước tiên, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo Viện Khoa
học Nông nghiệp Việt Nam, Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Ban Đào tạo Sau
đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi và
giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo, BM cây thức ăn
chăn nuôi và toàn thể cán bộ công nhân viên Viện Nghiên cứu Ngô đã tạo
điều kiện thuận lợi và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Vương Huy Minh đã tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành
luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình và những người thân đã động
viên, giúp đỡ về tinh thần để tôi hoàn thành luận văn.

Hà nội, ngày

tháng

năm 2015

Tác giả

Nguyễn Thị Hiền

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

Page i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự
chỉ bảo của thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của bạn bè, đồng nghiệp. Các số
liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực, các thông
tin trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu đã công bố trong luận văn.
Tác giả

Nguyễn Thị Hiền

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

Page ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT .............................................................. v
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH .................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

CHƯƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................. 5
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ
GIỚI ............................................................................................................ 5
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở VIỆT NAM .... 7
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở MIỀN NÚI
PHÍA BẮC .................................................................................................. 8
1.4. VẬT LIỆU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI ...................................... 10
1.4.1. Nguồn gen và tăng cường nguồn gen trong chọn tạo giống ngô .......... 10
1.4.2. Nguồn vật liệu chọn tạo dòng thuần ngô ............................................... 11
1.4.3. Nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu tạo dòng ở một số nước
trên thế giới ..................................................................................................... 13
1.4.4. Chọn tạo giống ngô cho vùng miền núi phía Bắc ................................. 15
1.5. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI.................................................... 18
1.5.1. Ưu thế lai (ƯTL) và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô ..................... 18
1.5.2. Dòng thuần và phương pháp tạo dòng thuần......................................... 21
1.5.3. Khả năng kết hợp (KNKH) và đánh giá khả năng kết hợp................... 23
1.5.4. Đánh giá dòng về các đặc tính nông sinh học ....................................... 25
CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.. 27
2.1. Vật liệu:.............................................................................................. 27
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page iii


2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 29
2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 30
2.4. Thời gian và địa điểm ......................................................................... 35
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................... 36
3.1. KẾT QUẢ THU THẬP VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC DÒNG ...................... 36
3.1.1. Thời gian sinh trưởng của các dòng....................................................... 36

3.1.2. Đặc điểm hình thái của các dòng ........................................................... 38
3.1.3. Đặc tính chống chịu của các dòng ......................................................... 41
3.1.4. Đặc điểm hình thái bắp của các dòng .................................................... 44
3.1.5. Năng suất của các dòng .......................................................................... 47
3.2. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CÁC TỔ HỢP LAI ĐỈNH (TOPCROSS) ..... 49
3.2.1. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai (THL).................................... 50
3.2.2. Đặc điểm hình thái của các THL ........................................................... 52
3.2.3. Đặc tính chống chịu của các THL.......................................................... 54
3.2.4. Đặc điểm hình thái bắp........................................................................... 56
3.2.5. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL......................... 59
3.2.6. Năng suất của các tổ hợp lai vụ Thu 2014 và Xuân 2015..................... 62
3.3. Ưu thế lai về năng suất của các tổ hợp lai ........................................... 63
3.4. KHẢ NĂNG KẾT HỢP (KNKH) CỦA CÁC DÒNG ........................ 65
3.5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TẠI MỘT SỐ VÙNG SINH THÁI ......... 67
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 72
PHỤ LỤC

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

Page iv


DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
ADN
BĐ
Bộ NN và PTNT
BRN
CB

CC
CV
CYMMYT
Đ
Đ/C
H/B
HBP
HMP
HS
KL
KNKH
LSD0,05
NS
TB
TGST
THL
TT
RFLP
P.1000 hạt
QTL
ƯTL

Giải thích
Axit Deoxyribonucleic
Bán đá
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Bán răng ngựa
Cao bắp
Cao cây
Hệ số biến động (Coefficients of Variation)

Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ quốc tế (Centro
Internacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo)
Đá
Đối chứng
Hạt/bắp
Ưu thế lai thực
Ưu thế lai trung bình
Ưu thế lai chuẩn
Khối lượng
Khả năng kết hợp
Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05 (Least
significant difference)
Năng suất
Trung bình
Thời gian sinh trưởng
Tổ hợp lai
Thứ tự
Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn (Restriction Flagment
Length Polymorphims)
Khối lượng 1000 hạt
Gen quy định tính trạng số lượng (Quantitative trait loci)
Ưu thế lai

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

Page v


DANH MỤC BẢNG
TT bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1. Sản xuất ngô thế giới giai đoạn 1961 – 2013 .................................. 6
Bảng 1.2. Sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn năm 1975 - 2014 ........................ 7
Bảng 2.1. Các vật liệu sử dụng trong thí nghiệm đánh giá dòng vụ Xuân 2014 .. 27
Bảng 2.2. Các vật liệu sử dụng trong thí nghiệm khảo sát THL tại Đan
Phượng và tại Thái Nguyên vụ Xuân 2015 ................................. 29
Bảng 3.1. Thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của các dòng vụ Xuân
2014 tại Đan Phượng .................................................................. 37
Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái của các dòng vụ Xuân 2014 tại Đan Phượng.. 39
Bảng 3.3. Đặc tính chống chịu của các dòng vụ Xuân 2014 tại Đan
Phượng ....................................................................................... 43
Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái bắp của các dòng Xuân 2014 tại Đan
Phượng ....................................................................................... 44
Bảng 3.5. Năng suất của các dòng vụ Xuân 2014 tại Đan Phượng................ 48
Bảng 3.6. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ Thu 2014 và Xuân
2015 tại Đan Phượng .................................................................. 51
Bảng 3.7. Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai vụ Thu 2014 và Xuân
2015 tại Đan Phượng .................................................................. 53
Bảng 3.8. Khả năng chống chịu của các THL vụ Thu 2014 và Xuân 2015
tại Đan Phượng ........................................................................... 55
Bảng 3.9. Đặc điểm hình thái bắp của các THL vụ Thu 2015 và Xuân
2015 tại Đan Phượng .................................................................. 57
Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL vụ T 2014 và X
2015 tại Đan Phượng .................................................................. 61
Bảng 3.11. Năng suất của các THL vụ Thu 2014 và Xuân 2015 tại Đan
Phượng ....................................................................................... 62

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

Page vi


Bảng 3.12. ƯTL Trung bình H(MP), ƯTL thực H(BP), ƯTL chuẩn H(HS) về
năng suất của các THL đỉnh trong vụ Thu 2014 và Xuân 2015
tại Đan Phượng ........................................................................... 64
Bảng 3.13. Giá trị trung bình của các dòng với các cây thử vụ Thu 2014
và Xuân 2015 tại Đan Phượng .................................................... 66
Bảng 3.14. Kết quả so sánh THL tại Đan Phượng – Hà Nội vụ Xuân 2015 .. 68
Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm tại Thái Nguyên, Xuân 2015 ........................ 69

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

Page vii


DANH MỤC HÌNH
TT hình

Tên hình

Trang

Hình 3.1. Một số hình ảnh về hình thái của các dòng Xuân 2014 tại Đan Phượng .. 40
Hình 3.2. Một số hình ảnh bắp của các dòng vụ Xuân 2014 tại Đan Phượng.... 46
Hình 3.3. Hình thái cây và bắp THL của một số dòng triển vọng với 2 cây thử. ..... 59
Hình 3.4. Tổ hợp lai H411 x H54 (H115) tại Đan Phượng – Hà Nội ............ 67
Hình 3.5. Tổ hợp lai H411 x H54 (H115), Yên Châu – Sơn La, tháng 7/2015 .. 70

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

Page viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo số liệu của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Thế giới (FAO)
năm 2013, sản xuất ngô thế giới đạt diện tích kỷ lục với 184,2 triệu ha, năng
suất 55,2 tạ/ha và sản lượng 1.016,7 triệu tấn. Như vậy, ngô đã chiếm đến hơn
41% tổng sản lượng của 3 cây trồng chính của nhân loại, cao hơn lúa nước
đến 36% và lúa mỳ đến 43%, mặc dù đến cuối những năm 1990, sản lượng 3
cây trồng này vẫn còn tương đương nhau (FAO, 2013) [16]. Điều đó nói lên ý
nghĩa của cây ngô đối với đời sống con người hiện nay, đồng thời cũng cho
thấy những đóng góp của khoa học công nghệ đối với cây trồng này.
Ở Việt Nam, ngô là cây màu - lương thực có ý nghĩa quan trọng thứ hai
sau lúa nước.
Năng suất ngô nước ta đến cuối những năm 1970 chỉ đạt 1,0 tấn/ha do
vẫn trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Ngành ngô
nước ta thực sự có những bước tiến quan trọng là từ đầu những năm 1990 đến
nay, khi giống ngô lai được phát triển ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện
pháp kỹ thuật canh tác. Nhờ vậy, so với năm 1991, năm mới bắt đầu trồng
giống lai, thì diện tích tăng 2,6 lần nhưng sản lượng tăng đến gần 8 lần, nhờ
năng suất tăng gần 3 lần. Năm 2014, sản xuất ngô cả nước đạt diện tích
1,1775 triệu ha, năng suất 44,1 tạ/ha và sản lượng là 5,192 triệu tấn (Tổng cục
thống kê, 2014) [7]. Là năm có diện tích và sản lượng cao nhất từ trước tới
nay. Những kết quả đạt được có sự đóng góp rất lớn từ các giống ngô lai do
Việt Nam chọn tạo.
Mặc dù sản lượng ngô tăng liên tục nhưng vẫn chưa đáp ứng được nhu

cầu tiêu dùng trong nước. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2013, nước ta nhập
2,19 triệu tấn ngô, năm 2014 là 4,79 triệu tấn với giá trị trên 1,2 tỷ USD.
Trong 10 tháng đầu năm 2015, khối lượng ngô nhập khẩu đã đạt con số kỷ lục
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 1


5,72 triệu tấn, với giá trị 1,26 tỷ USD. Mặc dầu từ năm 2013, sản lượng ngô
nước ta đã vượt trên 5 triệu tấn (Tổng cục thống kê, 2014) [7].
Trung du và miền núi phía Bắc là vùng sản xuất ngô lớn nhất của Việt
Nam. Năm 2014, diện tích ngô của vùng này là 514,7 ha, chiếm trên 44%
diện tích cây trồng này của cả nước. Điều đáng nói là, trong khi các vùng
khác diện tích cây ngô giảm hàng năm, thì vùng này vẫn tăng liên tục.
Ở vùng miền núi phía Bắc, ngô là cây lương thực chính của nhiều đồng
bào dân tộc. Ở một số tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng, Sơn La, Lai Châu... thì
ngô là cây trồng truyền thống số một. Tuy nhiên, sản xuất ngô ở vùng này còn
gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khó khăn. Sản xuất
ngô chủ yếu trên đất đồi, bãi vừa cao vừa dốc, nghèo dinh dưỡng, chủ yếu
nhờ nước trời. Đồng thời người dân chưa có điều kiện đầu tư cao về giống,
phân bón, thuốc bảo vệ thực vật. Do vậy năng suất vùng này vẫn thấp nhất,
chỉ mới bằng 83% trung bình cả nước. Chính vì vậy, việc chọn tạo các giống
ngô phù hợp với điều kiện của vùng trồng ngô lớn nhất nước này vẫn luôn là
đòi hỏi cấp bách của các nhà tạo giống. Các giống ngô cho vùng này, trước
hết yêu cầu có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu tốt với hạn, đổ gãy và
các loại sâu bệnh chính, nhằm đáp ứng yêu cầu tăng vụ hoặc sắp xếp lại mùa
vụ hợp lý hơn, né tránh thiên tai, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu
đang xảy ra ngày càng gay gắt như hiện nay, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo
vệ thực vật, giảm thất thoát do thu hoạch muộn hoặc cất giữ lâu trong điều
kiện tự nhiên. Cùng với đó là giá giống phải rẻ hơn các giống nhập ngoại và

chủ động sản xuất được hạt giống trong nước nhằm nâng cao thu nhập cho
người dân ở vùng đang gặp nhiều khó khăn này.
Trong chọn tạo giống ngô, việc tạo ra các dòng bố mẹ tốt đóng vai trò
quan trọng. Tuy nhiên, xác suất để có được dòng tốt trong quá trình chọn tạo
dòng là không cao. Có rất ít các dòng ngô thuần có khả năng kết hợp cao
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 2


được sử dụng trong sản xuất các giống lai, trong đó lại không nhiều các dòng
có các đặc tính nông học, khả năng chống chịu và năng suất tốt.
Đề tài: “Nghiên cứu khả năng kết hợp và ưu thế lai của một số dòng
ngô triển vọng, phục vụ chọn, tạo giống ngô năng suất cao cho vùng miền
núi phía Bắc” được thực hiện với mục đích lựa chọn được một số dòng tốt
phục vụ chọn tạo giống ngô cho vùng Miền núi phía Bắc.
2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
* Mục tiêu
Lựa chọn được một số dòng thuần ngô triển vọng có khả năng sinh
trưởng và phát triển tốt, ngắn ngày, có khả năng kết hợp cao phục vụ chương
trình chọn tạo giống ngô cho vùng miền núi phía Bắc, xác định được 1 – 2 tổ
hợp lai có một số đặc điểm nông sinh học phù hợp với yêu cầu về giống ngô
cho vùng miền núi.
*Yêu cầu
Đánh giá một số đặc điểm nông học chính và khả năng kết hợp của một
số dòng triển vọng phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô năng suất cao
cho vùng miền núi phía Bắc.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
Những kết quả thu được qua việc thực hiện đề tài sẽ góp phần định

hướng trong việc lựa chọn nguồn vật liệu để tạo giống cho các vùng đặc thù
khác ở nước ta.
* Ý nghĩa thực tiễn
Xác định được một số dòng có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt,
khả năng kết hợp cao bổ sung vào tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô
và lựa chọn được một số giống ngô triển vọng thích hợp với điều kiện miền

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

Page 3


núi phía Bắc sẽ góp phần nâng cao đời sống của bà con các dân tộc ở đây, qua
đó giúp bảo vệ được môi trường sinh thái tốt hơn.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: 20 dòng thuần ngô trong tập đoàn của Viện nghiên
cứu Ngô.
* Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá đặc tính nông học chính và khả năng kết
hợp (KHKH) của các dòng, khảo sát các tổ hợp lai.

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

Page 4


CHƯƠNG I
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI
Những đóng góp quan trọng của các giống ngô mới (đặc biệt là các
giống lai) đã thúc đẩy sản xuất ngô thế giới trong 100 năm qua, sự phát triển

các giống ngô và các phương pháp chọn tạo đã làm thay đổi liên tục một cách
tích cực năng suất và sản lượng ngô trên thế giới. Từ kết quả theo dõi và
thống kê cho thấy, trong khoảng thời gian 70 năm (1862 – 1930) sản xuất ngô
thế giới chủ yếu sử dụng các giống thụ phấn tự do nên năng suất ngô gần như
không tăng. Những năm 1950, các giống lai kép được đưa vào sử dụng ở hầu
hết các vùng trồng ngô chính, do vậy sản lượng ngô dần tăng lên. Những năm
1960, các giống lai đơn đã thay thế các giống lai kép, kết quả năng suất tăng
nhanh hơn (Troyer, 2006) [42] (Hình 1.1)

Hình 1.1. Năng suất ngô của Mỹ từ 1865 – 2010
Theo số liệu của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Thế giới (FAO)
năm 2013, sản xuất ngô thế giới đạt diện tích kỷ lục với 184,2 triệu ha, năng
suất 55,2 tạ/ha và sản lượng 1.016,7 triệu tấn. Trong khi đó, lúa mì có diện
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 5


tích lớn nhất trong 3 cây lương thực chính của nhân loại, với 218,4 triệu ha,
nhưng năng suất đạt thấp nhất 32,6 tạ/ha và sản lượng cũng đạt thấp nhất với
713,2 triệu tấn. Còn lúa nước có diện tích 164,7 triệu ha, năng suất đạt 45,3
tạ/ha và sản lượng đứng thứ 2 với 745,7 triệu tấn (FAO, 2013) [16]. Trong
hơn 50 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng cao nhất về năng suất
và sản lượng trong ba cây lương thực chủ yếu. Nếu như từ đầu những năm 60
đến cuối những năm 80 của thế kỷ 20, sản lượng ngô luôn thấp nhất trong 3
cây trồng chính, thì từ năm 1997, sản lượng ngô đã vươn lên đứng đầu. Và
vào năm 2013, với sản lượng vượt 1 tỷ tấn (1016,7 nghìn tấn), ngô đã chiếm
đến hơn 41% tổng sản lượng của 3 cây trồng chính, vượt qua lúa nước đến
36% và lúa mỳ đến 43%.
Bảng 1.1. Sản xuất ngô thế giới giai đoạn 1961 – 2013

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

1961

105,48

19,40

205,00

2004

147,47

49,48

729,21

2005

147,44

48,42

713,91

2006

148,61

47,53

706,31

2007

158,61

49,69

788,11

2008

162,81

50,98

830,34

2009

158,85

51,62

820,00

2010

164,30

51,80

851,17

2011

172,05

51,61

888,01

2012

176,99

49,44

875,10

2013

185,12

55,20

1.016,07

Năm

Nguồn Faostat 2013[16]

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

Page 6


1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở VIỆT NAM
Năng suất ngô Việt Nam đến cuối những năm 1970 chỉ đạt trên 10 tạ/ha
với diện tích trên 200.000 ha. Đầu những năm 1980, Việt Nam đã đưa nhiều
giống ngô cải tiến vào sản xuất, góp phần nâng cao năng suất lên gần 1,5
tấn/ha vào đầu những năm 1990.
Bảng 1.2. Sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn năm 1975 - 2014

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)

(nghìn tấn)

1975

276,6

10,4

278,4

1980

389,6

11,0

428,8

1985

392,2

14,9

584,9

1990

431,8

15,5

671,0

1995

556,8

21,3

1.184,2

2000

730,2

27,5

2.005,9

2005

1.052,6

36,0

3.787,1

2006

1.033,1

37,3

3.854,6

2007

1.096,1

39,3

4.303,2

2008

1.125,9

40,2

4.531,2

2009

1.086,8

40,8

4.431,8

2010

1.126,9

40,9

4.606,8

2011

1.112,5

43,1

4.835,7

2012

1.156,4

43,0

4.974,5

2013

1.172,6

44,3

5.194,4

2014

1.177,5

44,1

5.191,7

Năm

Nguồn: Tổng cục Thống kê 2014[7]
Sau năm 1990, sản xuất ngô của nước ta thực sự có những bước tiến
quan trọng với việc sử dụng giống ngô lai và áp dụng các biện pháp kỹ thuật
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 7


canh tác mới. Nếu như vào năm 1991, giống ngô lai ở Việt Nam chỉ mới được
sử dụng chưa đến 1% diện tích, từ năm 2008 giống lai chiếm trên 95% trong
tổng số hơn 1 triệu ha. Năm 2014, diện tích ngô nước ta đạt 1.177,5 ha, năng

suất 4,41 tấn/ha và sản lượng là 5,19 triệu tấn. Là năm có diện tích và sản
lượng cao nhất từ trước tới nay (Tổng cục thống kê, 2014) [7]. So với năm
1990, khi chưa trồng giống lai, thì diện tích tăng 2,6 lần nhưng sản lượng tăng
đến gần 8 lần nhờ năng suất tăng gần 3 lần. Kết quả trên có được là nhờ ứng
dụng nhanh các thành tựu trong chọn giống ưu thế lai (ƯTL) và các biện pháp
canh tác phù hợp. Hàng loạt các vật liệu mới được thu thập và sử dụng để tạo
ra các dòng thuần ưu tú, các giống lai đa dạng về thời gian sinh trưởng, khả
năng thích ứng, năng suất khá đã được chọn tạo và đưa vào sản xuất. Tuy
nhiên, sản xuất ngô ở nước ta cũng như trên thế giới đang đứng trước những
thách thức to lớn do sự biến đổi khí hậu gây ra. Chính vì vậy, việc tạo ra các
vật liệu với các khả năng đặc biệt như chịu môi trường bất thuận (hạn, chua,
mặn, úng, rét, nhiệt độ cao...), đồng thời có khả năng kết hợp cao,… nhằm tạo
ra các giống có năng suất cao ổn định đang được các chương trình chọn tạo
giống ngô trên thế giới quan tâm.
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở MIỀN NÚI
PHÍA BẮC
Trung du miền núi phía Bắc bao gồm 14 tỉnh bao gồm:
- Vùng Tây Bắc bao gồm 4 tỉnh: Hòa Bình, Sơn La, Điện Biên và Lai Châu.
- Vùng Đông Bắc bao gồm 10 tỉnh: Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Tuyên
Quang, Lào Cai, Yên Bái, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Phú Thọ và Bắc Giang.
Đây là vùng sản xuất ngô lớn nhất của Việt Nam. Năm 2014, diện tích
ngô của vùng này là 514,7 ha, chiếm trên 44% diện tích cây trồng này của cả
nước, nhưng sản lượng chỉ chiếm 36% (1891,0 nghìn tấn), do năng suất cho

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

Page 8


thấp nhất nước, với 36,7 tạ/ha, bằng 83% trung bình cả nước (Tổng cục thống

kê, 2014) [7].
Ở vùng miền núi phía Bắc, ngô còn là cây lương thực chính của nhiều
đồng bào dân tộc. Ở một số tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng, Sơn La, Lai
Châu... thì ngô dường như là cây trồng truyền thống số một. Ngô dùng làm
lương thực chủ yếu cho đồng bào các dân tộc H’Mông, Dao, Tày, Nùng...
mặc dù sản lượng lúa ở vùng này cũng tăng lên đáng kể nhưng một lượng lớn
ngô ở đây vẫn được sử dụng làm lương thực và trong chăn nuôi. Tuy nhiên,
sản xuất ngô ở vùng này còn gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên, kinh
tế - xã hội khó khăn. Sản xuất ngô chủ yếu trên đất đồi, bãi vừa cao vừa dốc,
đất nghèo dinh dưỡng không chủ động được nước tưới, chủ yếu nhờ nước trời
nên canh tác gặp nhiều khó khăn, đồng thời người dân chưa có điều kiện đầu
tư cao về giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật. Nông dân vùng núi cao
trồng ngô theo phương thức quảng canh, đầu tư phân bón và dựa vào Chính
phủ trợ giá hoặc cho vay, hơn nữa sản xuất ngô ở đây còn gặp nhiều khó khăn
trong việc bảo quản, chế biến ngô thương phẩm.
Diện tích ngô tăng chủ yếu do tăng vụ trên đất một vụ lúa mùa (ruộng bậc
thang) và tăng diện tích trồng ngô vụ 2, ruộng một vụ, soi bãi… Từ những cơ sở
khoa học đó, Bộ NN và PTNT đã khuyến cáo các địa phương cần chuyển đổi
quyết liệt và mạnh mẽ hơn nữa một phần diện tích lúa không đủ nước tưới sang
các cây trồng cạn, tiết kiệm nước nhưng vẫn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Việc mở rộng diện tích được tưới chủ động cho cây trồng ở vùng núi
cao là vấn đề khó khăn vì địa hình canh tác trên nền đất dốc, nương rẫy và
sườn núi, nguồn nước tưới ở xa, nông dân nghèo thiếu vốn đầu tư, chi phí xây
dựng công trình tưới nước lớn hơn nhiều so với vùng đồng bằng. Như vậy,
chủ yếu diện tích ngô trong vùng được trồng ở vùng cao nhờ nước trời, chỉ có
một phần nhỏ diện tích ở vùng thấp là có tưới. Vì vậy, giải pháp tối ưu cho
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 9

việc nâng cao năng suất và sản lượng ngô ở vùng này là sử dụng các giống
ngô chịu hạn và áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới.
Đặc biệt một thách thức lớn đang được đặt ra cho ngành sản xuất ngô
thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đó là tình trạng thay đổi khí hậu
toàn cầu: thiên tai, lũ lụt, hạn hán… xảy ra với mức độ ngày càng nghiêm
trọng hơn. Trong khi thế giới lại đang đứng trước nguy cơ bùng nổ dân số,
nhu cầu lương thực ngày càng tăng cao. Riêng với Việt Nam, một vấn đề
đáng được quan tâm và chú trọng trong thời gian tới đó là công tác giống và
cải thiện các biện pháp kỹ thuật sao cho phù hợp như: mật độ, khoảng cách,
phân bón, thời vụ, phòng trừ sâu bệnh hại và bảo quản sau thu hoạch.
Năng suất ngô của vùng này thấp là do một trong những nguyên nhân sau:
- Thiếu bộ giống ngô thích hợp với điều kiện của vùng, đặc biệt là các
giống ngô chịu hạn, chống đổ, chất lượng hạt tốt.
- Thiếu các biện pháp kỹ thuật đồng bộ về canh tác ngô, đặc biệt bón
phân khoa học trên đất đồi dốc.
- Khó áp dụng cơ giới hóa trong quá trình sản xuất.
Vì vậy, việc nghiên cứu chọn các giống ngô chịu hạn, năng suất cao
thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai cho vùng là cần thiết nhằm hạn chế
một trong các nguyên nhân nêu trên.
1.4. VẬT LIỆU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI
1.4.1. Nguồn gen và tăng cường nguồn gen trong chọn tạo giống ngô
Sự tăng trưởng ấn tượng của nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới là
kết quả của sự kết hợp cải tạo nguồn gen trong giống lai, cải thiện sản xuất và
quản lý nông nghiệp. (Rusell, 1991) [32] đánh giá, 60% sự tiến bộ của giống
là nhờ cải thiện nguồn gen, (Duvick, 1992) [14] cũng đánh giá rằng sự tiến bộ
của nguồn gen đóng góp tới 50% tổng thành tựu vượt trội năng suất ngô.

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

Page 10


Có nhiều giai đoạn khác nhau trong chọn tạo giống ngô: Thu thập,
tuyển chọn, đánh giá và phát triển nguồn gen trước khi đưa vào chương trình
chọn giống (prebreeding); cải thiện di truyền của gen, phát triển và thử
nghiệm các dòng bố mẹ để sử dụng trong giống lai. Mỗi giai đoạn không trực
tiếp góp phần vào phát triển các dòng bố mẹ, nhưng có thể gián tiếp góp phần
phát triển dòng tự phối.
Sự phát triển của các giống thụ phấn tự do là một đóng góp quan trọng
cho sự thành công của chương trình chọn tạo dòng thuần. (Wallace và Brown,
1988) [44], và (Troyer, 2006) [42] đã mô tả phương pháp và vật liệu sử dụng
để phát triển các giống bản địa Leaming, Reid yellow Dent, Lancaster Sure
Crop, Krug, Minnesota 13.v.v. tất cả đều đóng góp hữu ích trong tạo các dòng
bố mẹ của các giống lai kép đầu tiên.
Các nhà chọn giống ngô (1920 - 1950) đã sử dụng rộng rãi mẫu các
giống thụ phấn tự do tốt để tạo các dòng bố mẹ (WF9, L317, I205, C103, 3811, Hy, 187-2, Tr, 461.v.v.) các dòng mới tạo ra đã được sử dụng tạo ra các
giống lai kép, lai ba trong giai đoạn này (Crabb, 1947) [13].
Nhận thức được tầm quan trọng của đa dạng nguồn gen trong chọn tạo
giống ngô, ngoài sử dụng các nguồn bản địa, các nhà chọn tạo còn sử dụng
các vật liệu thu thập được từ các vùng địa lý khác nhau trên thế giới. Những
quan tâm đặc biệt đến tiềm năng của nguồn gen ngoại lai trong chọn tạo giống
ngô đã được nghiên cứu cho các mục tiêu và lợi ích khác nhau. Lonnquist
tổng quát là: nguồn gen nhập nội bao gồm tất cả các nguồn gen (thích nghi và
không thích nghi) có thể sử dụng trực tiếp cho chương trình chọn giống
(Lonnquist, 1974) [29].
1.4.2. Nguồn vật liệu chọn tạo dòng thuần ngô
Nền tảng của công tác chọn tạo giống cây trồng là vật liệu khởi đầu,
hiệu quả của quá trình chọn lọc và lai tạo càng cao khi vật liệu khởi đầu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 11


phong phú, ở cây ngô có nhiều dạng vật liệu hơn so với loại cây trồng khác và
độ biến động di truyền cũng lớn hơn (Ngô Hữu Tình, 1999) [3].
Nghiên cứu nguồn vật liệu chọn tạo giống ngô lai, các nhà khoa học
(Vasal và Srinivasan, 1999) [43] đã đưa ra khái niệm chung như sau: Nguồn
vật liệu tạo ra các thế hệ con cháu có khả năng chịu được áp lực tự phối, có khả
năng kết hợp tốt, có ưu thế lai cao với các nguồn khác và tổ hợp lai của nó với
ít nhất một hay nhiều quần thể có tiềm năng năng suất cao, đặc điểm cây thích
hợp, có gen tốt chống chịu sâu bệnh, có đặc tính tốt về phấn hoa và hạt thì được
coi là nguồn vật liệu phù hợp cho tạo dòng và giống lai.
Đến nay, các nhà nghiên cứu đều thống nhất rằng, nguồn vật liệu cho tạo
dòng ngô rất đa dạng và phong phú, việc phân loại giúp cho các nhà tạo giống
hiểu biết sâu hơn về vai trò và tiềm năng của mỗi nguồn vật liệu, từ đó có sự
lựa chọn thích hợp cho việc tạo dòng đạt hiệu quả. Qua các thời kỳ, các nguồn
vật liệu mới và tốt hơn được tạo ra, chúng được xác định và mô tả tất cả các
đặc tính, những thông tin về nguồn nguyên liệu sẽ được các nhà chọn giống
quan tâm sử dụng.
Vai trò và hiệu quả trong tạo dòng của các loại vật liệu khác nhau tuỳ thuộc
vào tiềm năng của nguồn vật liệu và phương pháp tạo dòng mà nhà tạo giống đã
áp dụng. Nhận thức về tầm quan trọng của nguồn vật liệu trong tạo dòng của các
nhà tạo giống ở từng thời kỳ, các nhà tạo giống đã đạt được những kết quả khác
nhau khi sử dụng nguồn vật liệu trong quá trình tạo dòng thuần và giống lai.
- Nguồn vật liệu để tạo dòng thuần thay đổi mạnh trong suốt hơn 80
năm qua, những nghiên cứu tạo dòng ban đầu được thực hiện với giống thụ
phấn tự do. Tuy nhiên, kết quả tạo dòng thuần từ các giống địa phương còn
rất hạn chế, phần lớn các giống địa phương có năng suất thấp và sức sống suy
giảm mạnh do áp lực tự phối, khả năng kết hợp thấp (Hallauer, 1990b) [19].

Do vậy, các giống địa phương ít được sử dụng để tạo dòng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 12


- Giống tổng hợp được tạo từ 4 - 16 dòng ưu tú được coi là nguồn vật
liệu tốt để tạo dòng thuần và có tầm quan trọng.
- Nguồn vật liệu tạo ra từ các phép lai trở lại (backcross) được sử
dụng trong trường hợp đặc biệt, tuy không được đánh giá cao như nguồn vật
liệu lai đơn và tổ hợp lai dòng chị em nhưng nguồn lai trở lại đang được
quan tâm.
- Các giống lai thương mại, nhất là lai đơn là nguồn vật liệu được quan
tâm hơn vì thành tích cao trong tạo dòng. Các nhà khoa học đã nêu lên cơ sở
khoa học của việc sử dụng giống lai đơn làm vật liệu tốt cho tạo dòng, đó là:
Giống lai đơn được tạo nên từ các dòng thuần tốt, có khả năng kết hợp cao, đã
qua cải tạo và chọn lọc nên có khả năng chịu áp lực tự phối và khả năng tạo ra
dòng tốt cao hơn (Bauman, 1981) [9].
Hiện nay, hầu như tất cả nguồn vật liệu cho tạo dòng là các tổ hợp lai
của các dòng ưu tú (dưới dạng F2, Backcross, giống tổng hợp được tạo từ các
dòng ưu tú có quan hệ họ hàng hoặc không có quan hệ họ hàng nhưng cùng
một nhóm ưu thế lai), mỗi dạng vật liệu đều đã được sử dụng thành công,
nhưng dạng F2, backcross và các tổ hợp lai là nguồn vật liệu được sử dụng
phổ biến và hiệu quả hơn (Hallauer, 1990b) [19].
1.4.3. Nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu tạo dòng ở một số nước trên thế giới
Theo (Rinke, 1979) [31], trước đây ở Mỹ, dòng tự phối được tạo ra từ
các giống địa phương, sau này dòng tự phối được tạo ra từ các cặp lai và quần
thể cải tiến nhờ phương pháp chọn lọc phả hệ. Phương pháp này làm nền di
truyền bị hẹp đi và những giống lai ít dòng (2 dòng) được tạo ra và sử dụng
trong sản xuất.

Điều tra về nguồn vật liệu cho tạo dòng thuần ngô ở Trung Quốc (Peng
Zebin, 1993) [30] cho thấy: có 51,21% số dòng được tạo ra từ lai đơn, thành
tích này ở các nguồn khác như: lai trở lại, lai kép, giống thụ phấn tự do mỗi
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 13


loại dưới 3%; giống tổng hợp, giống hỗn hợp và quần thể cải tiến đóng góp
15%; lai ba đóng góp 10,44%. So sánh kết quả tạo dòng từ năm 1983 đến năm
1992 cho thấy, thành tích tạo dòng thuần từ lai đơn và lai ba tăng rất nhanh,
các nguồn khác giảm mạnh.
Ở Việt Nam, từ những năm 80 và nhất là những năm đầu thập kỷ 90,
các nhà tạo giống ngô Việt Nam đã bắt đầu tạo dòng từ những giống tổng
hợp, giống hỗn hợp cải thiện, từ những cặp lai tự tạo và những giống lai nhập
nội. Chúng ta đã thực hiện tạo dòng từ các giống tổng hợp, hỗn hợp cải thiện
như Q2, TSB1, SB 2649, các quần thể và các cặp lai tự tạo khác, đặc biệt có
các nguồn gen từ Đông Âu, Trung Quốc và Ấn Độ. Các nhà tạo giống cũng
đã tận dụng khai thác các quần thể nhập nội từ CIMMYT, đặc biệt từ những
quần thể thích ứng với điều kiện Việt Nam và nằm trong các cặp ưu thế lai đã
được khẳng định như: QT24, QT36, QT28, SW1, QT31, Pool26… Từ giữa
những năm 1990 Việt Nam cũng đã tập trung nỗ lực vào việc tạo dòng thuần
từ các giống lai đơn nhập nội tốt như DK888, DK999, P3012, Cargill-117,
Pacific- 351, Pacific-9901, CGX-04466 là các giống lai của các tập đoàn
Monsanto, Syngenta, Dupont, Bioseed, Pacific…
Kết quả cho thấy, tạo dòng từ các giống địa phương và các quần thể
còn rất hạn chế do phần lớn các giống địa phương và quần thể có năng suất
thấp, không chịu được áp lực tự phối, khả năng kết hợp thấp, trong khi đó tạo
dòng thuần từ các giống lai nhập nội và các tổ hợp lai triển vọng đạt kết quả
cao hơn. Phần lớn các dòng tốt đã tham gia vào các giống lai được tạo từ các

nguồn nguyên liệu này (Ngô Hữu Tình, 1999) [3].
Từ năm 2000 trở lại đây, với việc hội nhập quốc tế, hầu hết các Công ty
hạt giống lớn của thế giới đã có mặt ở Việt Nam, cùng với sự cạnh tranh thì
một số lượng lớn các giống lai thương mại tốt nhất của họ đã trở thành nguồn
vật liệu tạo dòng thuần đa dạng và quan trọng cho các nhà chọn giống trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp

Page 14


nước. Từ đó, hàng loạt các giống lai mới đã được tạo ra đã và đang phục vụ
cho sản xuất cho nhiều vùng trồng ngô trên cả nước và các nước lân cận, các
giống đó là LVN99, LVN61, LVN66, LVN145, LVN45, LVN885, LVN14,
LVN98, LVN37, LVN154,…
1.4.4. Chọn tạo giống ngô cho vùng miền núi phía Bắc
Trong sản xuất nông nghiệp, giống có vai trò rất quan trọng góp phần
nâng cao năng suất và sản lượng cây trồng. Khả năng thích ứng của giống với
các điều kiện sinh thái rất khác nhau, Vì vậy, muốn phát huy hiệu quả tối đa
của giống, cần tiến hành nghiên cứu và đánh giá khả năng thích ứng cũng như
tiềm năng năng suất của các giống mới trước khi đưa ra sản xuất đại trà, từ đó
tìm ra những giống thích hợp nhất đối với từng vùng sinh thái. Ngày nay, sản
xuất ngô muốn phát triển theo hướng hàng hoá với sản lượng cao, quy mô lớn
nhằm phục vụ nhu cầu thị trường, cần phải có các biện pháp hữu hiệu như
thay thế các giống cũ, năng suất thấp bằng các giống mới năng suất cao,
chống chịu tốt. Đặc biệt là ở các tỉnh miền núi phía Bắc, sử dụng giống có khả
năng chống chịu tốt, cho năng suất cao sẽ góp phần phát huy hiệu quả kinh tế
của giống, đồng thời góp phần xoá đói giảm nghèo cho đồng bào các dân tộc
thiểu số. Trong công tác chọn tạo giống cây trồng nói chung và cây ngô nói
riêng, việc tạo ra những dòng, giống có khả năng chống chịu với điều kiện
ngoại cảnh bất thuận là cần thiết. Sau khi chọn tạo ra bất kỳ một dòng, giống

mới nào thì công việc khảo nghiệm và đánh giá các đặc tính nông sinh học
của các giống mới đó được xem là một khâu quan trọng trước khi đưa vào sản
xuất đại trà. Việc đánh giá biểu hiện của một số giống thường bắt đầu từ việc
đánh giá các đặc tính sinh học, đánh giá sự sinh trưởng, phát triển, tiềm năng
năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh và các điều kiện bất lợi, phân tích
mối tương quan giữa một số chỉ tiêu đến năng suất cây trồng.

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

Page 15