Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm, lân, kali đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất lượng protein cao có triển vọng tại Thái Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
-----------***------------

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
-----------***------------

Trần Trung Kiên

Trần Trung Kiên

Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm, lân, kali đến sinh
trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất

Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm, lân, kali đến sinh

lượng protein cao có triển vọng tại Thái Nguyên

trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất
lượng protein cao có triển vọng tại Thái Nguyên

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 62.62.01.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Phan Xuân Hào

Viện Nghiên cứu Ngô
2. TS. Đỗ Tuấn Khiêm
Sở KH&CN Bắc Kạn

Thái Nguyên - 2009

Thái Nguyên - 2009

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



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




i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là
hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác. Mọi thông tin trích dẫn trong luận án
được chỉ rõ nguồn gốc.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN

Trần Trung Kiên

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



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




ii

iii

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC
Trang

Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự
quan tâm giúp đỡ của Ban Sau đại học, Viện Khoa học Sự sống - Đại học Thái

Trang phụ bìa

Nguyên; Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, Khoa Nông học, Trung tâm Thực hành

Lời cam đoan .................................................................................................................................................................................................................... i

Thực nghiệm, Bộ môn Cây trồng, Bộ môn Sinh lý Sinh hóa-Di truyền Giống - Khoa

Lời cảm ơn ..........................................................................................................................................................................................................................ii

Nông học, cùng các thầy cô giáo, các đồng nghiệp và sinh viên của Trường ĐH
Nông Lâm Thái Nguyên. Đồng thời, tôi cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của

Mục lục .................................................................................................................................................................................................................................. iii

Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Viện Nghiên cứu Ngô. Tôi xin trân trọng cảm ơn tới

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ..................................................................................................................... viii

những sự quan tâm giúp đỡ quý báu đó.

Danh mục các bảng

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới 2 thầy hướng dẫn khoa học:
1. TS. Phan Xuân Hào, Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngô.
2. TS. Đỗ Tuấn Khiêm, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Kạn.
Hai thầy đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài và giúp đỡ tôi hoàn thành
luận án này.

........................................................................................................................................................................................

ix

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ......................................................................................................................................................xiv
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài ......................................................................................................................................................................................... 3

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ của các thầy cô: GS.TS. Ngô Hữu Tình,

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................................................................... 4

TS. Mai Xuân Triệu, TS. Lương Văn Vàng - Viện Nghiên cứu Ngô; TS. Bùi Huy Hiền -

3.1. Ý nghĩa khoa học................................................................................................................................................................................ 4

Bộ NN&PTNT; PGS.TS. Nguyễn Văn Bộ - Viện KHNN VN; TS. Trần Thúc Sơn - Viện

3.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................................................................................................. 4

Thổ nhưỡng Nông hoá; PGS.TS. Vũ Văn Liết, PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng, PGS.TS.
Nguyễn Tất Cảnh - Trường ĐHNN Hà Nội; GS.TS. Nguyễn Thế Đặng, PGS.TS.

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................................................................................ 5

Nguyễn Ngọc Nông, PGS.TS. Đặng Văn Minh, PGS.TS. Luân Thị Đẹp, PGS.TS. Trần

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ............................................................................................................................................................. 5

Ngọc Ngoạn, PGS.TS. Nguyễn Hữu Hồng, PGS.TS. Dương Văn Sơn, PGS.TS. Trần Văn

1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam ........................................................................ 7

Phùng, TS. Phan Thị Vân - Trường ĐHNL TN. Các thầy cô đã tận tình giúp đỡ và góp

1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ............................................................................................................. 7

ý kiến cho tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Phòng NN&PTNT
huyện Yên Minh - Hà Giang; Phòng NN&PTNT huyện Hàm Yên - Tuyên Quang;

1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam .............................................................................................................. 9
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Bắc....................................................................................... 11
1.2.4. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên ............................................................................................... 13

Phòng NN&PTNT huyện Phổ Yên - Thái Nguyên.
Tôi vô cùng biết ơn sự động viên, giúp đỡ về tinh thần và vật chất của gia
đình, bạn bè trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
NGHIÊN CỨU SINH

1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM trên thế giới và ở Việt Nam........ 15
1.3.1. Lợi ích dinh dưỡng và kinh tế của ngô QPM............................................................................. 15
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM trên thế giới.................................... 17
1.3.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM ở Việt Nam ..................................... 27

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



1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và chất lượng protein ở ngô................ 30
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




iv

v

1.4. Tình hình nghiên cứu phân bón cho ngô trên thế giới và ở Việt Nam ............ 33

3.1.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô

1.4.1. Tình hình nghiên cứu phân bón cho ngô trên thế giới ................................................ 33

thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên ......... 80

1.4.2. Tình hình nghiên cứu phân bón cho ngô ở Việt Nam .................................................. 40

3.1.5. Hàm lượng protein, lysine và methionine của các giống ngô thí nghiệm. ........... 87

1.4.3. Tình hình nghiên cứu phân bón đến chất lượng ngô thường và
ngô QPM............................................................................................................................................................................................ 49
Chƣơng 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 52
2.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................................................................................................... 52
2.1.1. Thí nghiệm khảo nghiệm giống ....................................................................................................................... 52
2.1.2. Thí nghiệm phân bón ......................................................................................................................................................... 53
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................................................................................... 53
2.2.1. Địa điểm tiến hành đề tài ............................................................................................................................................ 53
2.2.2. Thời gian tiến hành đề tài ........................................................................................................................................... 54
2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................................................................................ 54
2.3.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................................................................................... 54
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................................................................. 56
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu......................................................................................................................................... 64
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................................................................ 65
3.1. Kết quả khảo nghiệm giống ngô chất lượng protein cao tại Thái Nguyên............ 65

3.1.1. Khả năng sinh trưởng và phát triển của các giống ngô chất lượng
protein cao vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái
Nguyên ...................................................................................................................................................................................................... 65
3.1.2. Khả năng chống chịu của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và
vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên....................................................................... 73
3.1.3. Trạng thái cây, độ bao bắp, trạng thái bắp của các giống ngô thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái

3.2. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng đạm đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất lượng protein
cao tại Thái Nguyên

.....................................................................................................................................................................

90

3.2.1. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến thời gian sinh trưởng qua
các thời kỳ phát dục của giống ngô QP4 và LVN10 ................................................... 91
3.2.2. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các đặc điểm hình thái của
giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................................................................................................ 93
3.2.3. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khả năng chống chịu của
giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................................................................................................ 96
3.2.4. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................. 99
3.2.5. Tương quan giữa liều lượng đạm và năng suất của giống QP4 và
LVN10 ................................................................................................................................................................................................. 104
3.2.6. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hàm lượng và chất lượng
protein của giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................................................... 106
3.2.7. Tương quan giữa liều lượng đạm và chất lượng của giống ngô
QP4 và LVN10 ........................................................................................................................................................................ 110

3.2.8. Hiệu quả kinh tế của các liều lượng đạm với giống ngô QP4 và
LVN10 ................................................................................................................................................................................................. 111
3.2.9. Hiệu quả nông học của N với giống ngô QP4 và LVN10 ................................ 113
3.2.10. Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất protein của giống
ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................................................................................... 114

Nguyên ................................................................................................................................................................................................... 78

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



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




vi

vii

3.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng lân đến sinh trưởng,

3.4.2. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến các đặc điểm hình thái của

phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất lượng protein

giống ngô QP4 và LVN10 .................................................................................................................................... 138

cao tại Thái Nguyên ..................................................................................................................................................................... 115

3.3.1. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến thời gian sinh trưởng qua các

3.4.3. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến đến khả năng chống chịu của
giống ngô QP4 và LVN10 .................................................................................................................................... 141

thời kỳ phát dục của giống ngô QP4 và LVN10............................................................... 115
3.3.2. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến các đặc điểm hình thái của

3.4.4. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến các yếu tố cấu thành năng
suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................... 143

giống ngô QP4 và LVN10 .................................................................................................................................... 117
3.3.3. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến khả năng chống chịu của

3.4.5. Tương quan giữa liều lượng kali và năng suất của giống QP4 và
LVN10 ................................................................................................................................................................................................... 147

giống ngô QP4 và LVN10 .................................................................................................................................... 120
3.3.4. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến các yếu tố cấu thành năng

3.4.6. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến hàm lượng và chất lượng
protein của giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................................................. 149

suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................... 122
3.3.5. Tương quan giữa liều lượng lân và năng suất của giống QP4 và

3.4.7. Tương quan giữa liều lượng kali và chất lượng của giống ngô
QP4 và LVN10 ........................................................................................................................................................................ 152

LVN10 ................................................................................................................................................................................................... 126

3.3.6. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến hàm lượng và chất lượng

3.4.8. Hiệu quả kinh tế của các liều lượng kali với giống ngô QP4 và
LVN10 ................................................................................................................................................................................................... 153

protein của giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................................................. 128
3.3.7. Tương quan giữa liều lượng lân và chất lượng của giống ngô

3.4.9. Hiệu quả nông học của K với giống ngô QP4 và LVN10 ................................ 155
3.4.10. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến năng suất protein của giống

QP4 và LVN10 ........................................................................................................................................................................ 131
3.3.8. Hiệu quả kinh tế của các liều lượng lân với giống ngô QP4 và

ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................................................................................... 156
3.5. Kết quả xây dựng mô hình.. .............................................................................................................................................. 160

LVN10 ................................................................................................................................................................................................... 132

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................................................................................................. 163

3.3.9. Hiệu quả nông học của P với giống ngô QP4 và LVN10 .................................. 133

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN

3.3.10. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến năng suất protein của giống

ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ ............................................................................................................................................... 165

ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................................................................................... 135

3.4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng kali đến sinh trưởng,

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................................................................. 166
PHỤ LỤC

phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất lượng protein
cao tại Thái Nguyên

...................................................................................................................................................................

136

3.4.1. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến thời gian sinh trưởng qua các
thời kỳ phát dục của giống ngô QP4 và LVN10............................................................... 136

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



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




viii

ix

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

ASI
CIMMYT

: Anthesis Silking Interval (khoảng cách tung phấn – phun râu)
: Trung tâm Cải lương Ngô và Lúa mì quốc tế

CS

: Cộng sự

CSDTL

: Chỉ số diện tích lá

CT

: Công thức

CTV

: Cộng tác viên

D. tích

: Diện tích

đ/c

: Đối chứng

ĐP

: Địa phương

HH/bắp

: Hàng hạt/bắp

HTX

: Hợp tác xã

NS

: Năng suất

Bảng 1.1.

Sản xuất ngô, lúa mì, lúa nước thế giới giai đoạn 19612007 .................................................................................................................................................................... 8

Bảng 1.2.

Sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 1961 – 2008 ........................................10

Bảng 1.3.

Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của tỉnh Thái

Nguyên giai đoạn 2000 - 2008......................................................................................14

Bảng 1.4.

Nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong giai đoạn sinh
trưởng (%). .............................................................................................................................................41

Bảng 2.1.

Nguồn gốc của các giống tham gia thí nghiệm .........................................52

Bảng 3.1a.

Thời gian sinh trưởng của các giống ngô thí nghiệm vụ
Xuân (2004 và 2005) tại Thái Nguyên ................................................................65

Bảng 3.1b.

NC
: Nghiên cứu
NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Thời gian sinh trưởng của các giống ngô thí nghiệm vụ
Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên ..................................................66

Bảng 3.2.

Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các giống ngô

NSTT

: Năng suất thực thu

NXB

: Nhà xuất bản

thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại

PC
QPM

: Phân chuồng
: Quality Protein Maize (ngô chất lượng protein cao)

Thái Nguyên .........................................................................................................................................70

SI

: Index selection (chỉ số chọn lọc)

TB

: Trung bình

TCN
TĐ.04

: Tiêu chuẩn ngành
: Vụ Thu Đông 2004

TĐ.05

: Vụ Thu Đông 2005

TGST

: Thời gian sinh trưởng

TPTD
Tr.

: Thụ phấn tự do
: Trang

X.04

: Vụ Xuân 2004

X.05

: Vụ Xuân 2005

X.06

: Vụ Xuân 2006

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

Bảng 3.3.

Số lá/cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại
Thái Nguyên .........................................................................................................................................72

Bảng 3.4.

Tỷ lệ đổ rễ và gãy thân của các giống ngô thí nghiệm vụ
Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên...............74

Bảng 3.5.

Mức độ nhiễm sâu của các giống ngô thí nghiệm vụ
Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên...............75

Bảng 3.6.

Mức độ nhiễm bệnh của các giống ngô thí nghiệm vụ
Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái Nguyên...............77



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




x
Bảng 3.7a.

xi

Trạng thái cây, độ bao bắp, trạng thái bắp của các giống

Bảng 3.15b.

ngô thí nghiệm vụ Xuân (2004 và 2005) tại Thái Nguyên .........78
Bảng 3.7b.

Trạng thái cây, độ bao bắp, trạng thái bắp của các giống

năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 101
Bảng 3.16.

ngô thí nghiệm vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái
Nguyên ........................................................................................................................................................79
Bảng 3.8a.

Bảng 3.17.

Đông 2005 ........................................................................................................................................... 107
Bảng 3.18

giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông (2004 và

LVN10
Bảng 3.19.

Hàm lượng protein, lysine và methionine của các giống

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến thời gian sinh trưởng

Bảng 3.20

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chiều cao cây và

Bảng 3.21.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số lá trên cây và chỉ

Bảng 3.22.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến đến tỷ lệ đổ rễ, gẫy

Bảng 3.23.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tỷ lệ nhiễm sâu bệnh

Bảng 3.24.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 100

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



Ảnh hưởng của liều lượng lân đến thời gian sinh trưởng
Ảnh hưởng của liều lượng lân đến chiều cao cây, chiều

Bảng 3.25.

........................................

118

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến số lá và chỉ số diện
tích lá của giống ngô QP4 và LVN10

của giống ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................98
Bảng 3.15a.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất protein của

cao đóng bắp của giống ngô QP4 và LVN10

thân của giống ngô QP4 và LVN10 ........................................................................97
Bảng 3.14.

Hiệu quả nông học của N qua các liều lượng đạm đến

qua các thời kỳ phát dục của giống ngô QP4 và LVN10 ........ 116

số diện tích lá của giống ngô QP4 và LVN10 ............................................95
Bảng 3.13.

Hiệu quả kinh tế của liều lượng đạm đến giống ngô QP4

giống ngô QP4 và LVN10 (TB 3 vụ) ................................................................ 114

chiều cao đóng bắp của giống QP4 và LVN10 .........................................94
Bảng 3.12.

111

giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................................................. 113

qua các thời kỳ phát dục của giống ngô QP4 và LVN10 ............92
Bảng 3.11.

...................................................................................................................................................

và LVN10 (trung bình 3 vụ) ......................................................................................... 112

2004 .................................................................................................................................................................88
Bảng 3.10.

Mô hình phân tích tương quan giữa liều lượng đạm với
hàm lượng và chất lượng protein của giống ngô QP4 và

ngô thí nghiệm vụ Xuân (2004 và 2005) và Thu Đông

105

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hàm lượng protein,

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các

2005) ..............................................................................................................................................................83
Bảng 3.9.

.......

lysine và methionine của các giống ngô vụ Xuân và Thu

giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông (2004 và
Bảng 3.8b.

Sử dụng mô hình phân tích tương quan để dự đoán năng
suất giống ngô QP4 và LVN10 dựa trên liều lượng đạm

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các

2005). ............................................................................................................................................................82

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các yếu tố cấu thành

.............................................................

119

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến tỷ lệ đổ rễ, gãy thân
của giống ngô QP4 và LVN10 ................................................................................. 120

Bảng 3.26.

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến tỷ lệ bị nhiễm sâu đục
thân và bệnh khô vằn của giống ngô QP4 và LVN10 .................. 121

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

xii
Bảng 3.27a.

xiii

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến các yếu tố cấu thành

Bảng 3.38.

năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 123
Bảng 3.27b.

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến các yếu tố cấu thành

thân và bệnh khô vằn của giống ngô QP4 và LVN10 .................. 142
Bảng 3.39a.

năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 124
Bảng 3.28

Sử dụng mô hình phân tích tương quan để dự đoán năng

Bảng 3.39b.

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến hàm lượng protein,

Bảng 3.40
Bảng 3.41.

lysine và methionine của các giống ngô thí nghiệm vụ

hàm lượng và chất lượng protein của giống ngô QP4 và

Xuân và Thu Đông 2005 ................................................................................................... 150
Bảng 3.42

hàm lượng và chất lượng protein của giống ngô QP4 và

và LVN10 (trung bình 3 vụ) ......................................................................................... 132

LVN10 ..................................................................................................................................................... 152

Hiệu quả nông học của P qua các liều lượng lân đến

Bảng 3.43.

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến năng suất protein của

Bảng 3.44.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến thời gian sinh trưởng

Bảng 3.45.

Bảng 3.36.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến chiều cao cây và

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến năng suất protein của
giống ngô QP4 và LVN10 (TB 3 vụ) ................................................................ 156

Bảng 3.46.

Ảnh hưởng của mức 240N so với 0N; 160P2O5 - 0P2O5;

chiều cao đóng bắp của giống ngô QP4 và LVN10 ........................ 139

160K2O - 0K2O ở một số chỉ tiêu chính đối với giống

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến số lá và chỉ số diện

ngô QP4 và LVN10 (trung bình ba vụ) .......................................................... 157

tích lá của giống ngô QP4 và LVN10
Bảng 3.37.

Hiệu quả nông học của K qua các liều lượng kali đến
giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................................................. 155

của giống ngô QP4 và LVN10 ................................................................................. 137
Bảng 3.35.

Hiệu quả kinh tế của liều lượng kali đến giống ngô QP4
và LVN10 (trung bình 3 vụ) ....................................................................................... .153

giống ngô QP4 và LVN10 (TB 3 vụ) ................................................................ 136

Bảng 3.34.

Mô hình phân tích tương quan giữa liều lượng kali với

Hiệu quả kinh tế của liều lượng lân đến giống ngô QP4

giống ngô QP4 và LVN10 ............................................................................................. 134
Bảng 3.33.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến hàm lượng protein,

Mô hình phân tích tương quan giữa liều lượng lân với

LVN10 ........................................................................................... 131

Bảng 3.32.

Sử dụng mô hình phân tích tương quan để dự đoán năng
suất giống ngô QP4 và LVN10 dựa trên liều lượng kali ......... 147

Xuân và Thu Đông 2005 ................................................................................................... 129

Bảng 3.31.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 145

lysine và methionine của các giống ngô thí nghiệm vụ
Bảng 3.30.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến các yếu tố cấu thành
năng suất và năng suất của giống ngô QP4 và LVN10 ............... 144

suất giống ngô QP4 và LVN10 dựa trên liều lượng lân ........... 126
Bảng 3.29.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến tỷ lệ bị nhiễm sâu đục

.............................................................

140

Bảng 3.47.

Ảnh hưởng của liều lượng kali đến tỷ lệ đổ rễ, gãy thân
của giống ngô QP4 và LVN10 ................................................................................. 141

So sánh các chỉ tiêu năng suất và chất lượng của ba tổ
hợp đã chọn từ 3 thí nghiệm phân đạm, lân, kali ............................... 159

Bảng 3.48.

Một số đặc điểm sinh trưởng phát triển và năng suất của
giống ngô QP4 vụ Xuân 2006 tại Hà Giang ........................................... 161

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



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

xiv

xv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Biểu đồ 3.15. Đồ thị năng suất LVN10 theo các liều lượng kali .............................. 148
Trang

Biểu đồ 3.1.

Năng suất thực thu của các giống ngô thí nghiệm trung

lysine và methionine của giống ngô QP4 và LVN10 (TB

bình vụ Xuân và vụ Thu Đông (2004 và 2005) tại Thái

2 vụ)................................................................................................................................................................................ 151

Nguyên ...........................................................................................................................................................................86
Biểu đồ 3.2.

Biểu đồ 3.17. Hiệu quả kinh tế qua liều lượng kali của giống ngô QP4
và LVN10 (trung bình ba vụ) ............................................................................................... 154

Hàm lượng protein, lysine và methionine của các giống

ngô thí nghiệm tại Thái Nguyên (trung bình 3 vụ) ................................89

Biểu đồ 3.3.

Biểu đồ 3.16. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến hàm lượng protein,

Biểu đồ 3.18. Ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali đến năng
suất giống ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................... 158

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất của giống
QP4 và LVN10 (trung bình 3 vụ) .................................................................................. 103

Biểu đồ 3.19. Ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali đến hàm

Biểu đồ 3.4.

Đồ thị năng suất QP4 theo các liều lượng đạm ....................................... 105

lượng protein (Pr), lysine (Lys) và methionine (Met) của

Biểu đồ 3.5.

Đồ thị năng suất LVN10 theo các liều lượng đạm ............................ 105

giống ngô QP4 và LVN10 ......................................................................................................... 158

Biểu đồ 3.6.

Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến hàm lượng protein,
lysine và methionine của giống ngô QP4 và LVN10 (TB

2 vụ)................................................................................................................................................................................ 109

Biểu đồ 3.7.

Hiệu quả kinh tế của liều lượng đạm đến giống ngô QP4
và LVN10 (trung bình 3 vụ) ................................................................................................... 112

Biểu đồ 3.8.

Ảnh hưởng của liều lượng lân đến năng suất của giống
QP4 và LVN10 (trung bình 3 vụ) .................................................................................. 126

Biểu đồ 3.9.

Đồ thị năng suất QP4 theo các liều lượng lân

.........................................

127

Biểu đồ 3.10. Đồ thị năng suất LVN10 theo các liều lượng lân ................................ 127
Biểu đồ 3.11. Ảnh hưởng của liều lượng lân đến hàm lượng protein,
lysine và methionine của giống ngô QP4 và LVN10 (TB
2 vụ)

.............................................................................................................................................................................

130

Biểu đồ 3.12. Hiệu quả kinh tế của liều lượng lân đến giống ngô QP4

và LVN10 (trung bình 3 vụ). ................................................................................................. 133
Biểu đồ 3.13. Ảnh hưởng của liều lượng kali đến năng suất của giống
ngô QP4 và LVN10 (trung bình ba vụ) ............................................................... 146
Biểu đồ 3.14. Đồ thị năng suất QP4 theo các liều lượng kali ......................................... 148
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



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




1

2
những năm sau 1990, sản xuất ngô nước ta đã đạt được những thành tựu đáng

MỞ ĐẦU

ghi nhận. Năm 2008 là năm đạt diện tích (1125,9 nghìn ha), năng suất
(40,2 tạ/ha) và sản lượng (4531,2 nghìn tấn) cao nhất từ trước đến nay. So với

1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây cốc quan trọng cung cấp

năm 1990, diện tích và năng suất tăng 2,6 lần, còn sản lượng tăng 7 lần (Tổng

lương thực cho con người và thức ăn cho vật nuôi. Ngô còn là nguồn nguyên

cục Thống kê, 2009) [45]. Đạt được những kết quả trên là nhờ sự định hướng

liệu cho ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm - dược phẩm và công

đúng đắn và đầu tư cao độ của Nhà nước đối với ngành ngô, cũng như sự nỗ

nghiệp nhẹ. Hiện nay, ngô đang được quan tâm đặc biệt với vai trò là nguồn

lực vượt bậc của những người làm công tác nghiên cứu và khuyến nông đối

nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học.

với cây ngô. Đó cũng là kết quả từ sự giúp đỡ có hiệu quả của các tổ chức

Với ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế, cùng với tính thích ứng rộng

quốc tế, trong đó có CIMMYT. Chương trình phát triển ngô QPM đã được

và tiềm năng năng suất cao, cây ngô được hầu hết các quốc gia trên thế giới

CIMMYT tạo mọi điều kiện để Việt Nam tiếp nhận được những kết quả mới

gieo trồng (166 nước) và diện tích ngày càng mở rộng. Năm 2007, sản xuất

nhất. Viện Nghiên cứu Ngô đã nghiên cứu lai tạo, thử nghiệm một số giống

ngô thế giới đạt kỷ lục cả 3 chỉ tiêu: Diện tích 158,0 triệu ha (chỉ sau lúa mì -

ngô lai QPM và thành công bước đầu tạo ra được giống ngô lai HQ2000.

214,2 triệu ha, vượt qua lúa nước - 155,8 triệu ha), năng suất 50,1 tạ/ha (lúa

Giống HQ2000 là sản phẩm khởi đầu của chương trình tạo giống ngô QPM ở

nước 42,3 tạ/ha, lúa mì 28,3 tạ/ha) và sản lượng 791,8 triệu tấn - chiếm gần

nước ta. Để đáp ứng nhu cầu đa dạng của sản xuất ở các vùng miền khác nhau

40% trong tổng sản lượng 3 cây lương thực hàng đầu trên thế giới (lúa nước:

trong cả nước, cần thiết phải chọn tạo ra được nhiều giống ngô QPM mới,

659,6 triệu tấn, lúa mì: 606 triệu tấn) (FAOSTAT, 2009) [67].

trong đó có giống ngô QPM thụ phấn tự do (TPTD) cho vùng Trung du và

Hạn chế về mặt dinh dưỡng của ngô là một số axit amin không thay thế

miền núi phía Bắc.

như lysine, triptophan, methionine có hàm lượng thấp. Cải thiện chất lượng

Mặc dầu đã đạt được những thành tựu quan trọng, nhưng sản lượng ngô

protein ở ngô là một trong những hướng được đầu tư nghiên cứu nhiều của các

nước ta vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước ngày một tăng

nhà chọn tạo giống trên thế giới. Với sự nỗ lực của các nhà khoa học ở Trung

nhanh. Hiện nay, nước ta phải nhập khoảng 600.000 – 800.000 tấn/năm để

tâm Cải lương Ngô và Lúa mì quốc tế (CIMMYT), các giống ngô chất lượng

làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi. Để đáp ứng nhu cầu về ngô, có

protein cao (QPM - Quality Protein Maize) với nội nhũ cứng có năng suất và

thể giải quyết bằng hai hướng: Một là mở rộng diện tích và đầu tư thâm canh

các đặc tính nông sinh học tương đương nhưng hàm lượng các axit amin

các giống ngô lai có năng suất cao; hai là tăng diện tích các giống ngô có hàm

không thay thế cao gấp đôi ngô thường đã được tạo ra và đang trở thành một

lượng và chất lượng protein cao (QPM).

xu hướng chính trong chọn tạo giống ngô của thế giới hiện nay.

Thái Nguyên là một tỉnh đại diện cho vùng Trung du và miền núi phía

Ở Việt Nam, ngô tuy chỉ chiếm 12,9% diện tích cây lương thực có hạt,

Bắc có điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội còn nhiều khó khăn. Nhiều vùng

nhưng có ý nghĩa quan trọng thứ hai sau cây lúa. Gần 30 năm qua, nhất là từ

sản xuất ngô đã trồng bằng các giống ngô lai, nhưng do điều kiện đất đai,

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

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






3

4

nước tưới, khả năng đầu tư, trình độ của người dân chưa đáp ứng được yêu

- Xác định được ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali đến năng

cầu thâm canh nên hiệu quả của các giống ngô lai không cao. Trong những

suất, hàm lượng và chất lượng protein đối với giống ngô QPM TPTD so sánh

điều kiện như vậy, các giống ngô TPTD cải tiến sẽ phù hợp hơn. Đặc biệt là

với giống ngô lai thường.

các giống ngô QPM TPTD sẽ rất có ý nghĩa khi mà một bộ phận đáng kể

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

đồng bào dân tộc thiểu số đang sử dụng ngô làm lương thực chính. Tuy nhiên,

3.1. Ý nghĩa khoa học

cho đến nay các giống ngô QPM TPTD thích hợp cho vùng miền núi phía Bắc

- Đề tài đã bổ sung thêm dữ liệu khoa học về các giống ngô QPM TPTD
ở điều kiện miền núi phía Bắc.

là chưa có.
Điều kiện môi trường và các biện pháp kỹ thuật canh tác khác nhau ảnh

- Đề tài đã xác định được ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali

hưởng đến năng suất ngô nhưng có làm thay đổi hàm lượng và chất lượng

đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô QPM TPTD so sánh với giống

protein (các axit amin không thay thế) của giống ngô QPM hay không. Yếu tố

ngô lai thường.

phân bón có góp phần cải thiện chất lượng protein của giống ngô QPM và ngô

- Đề tài đã xác định được ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali

thường hay không. Đây là những vấn đề chưa được nghiên cứu sâu trên thế

đến hàm lượng và chất lượng protein của giống ngô QPM TPTD so sánh với

giới cũng như ở Việt Nam. Đã có nhiều nghiên cứu về phân bón trên ngô

giống ngô lai thường.

thường ở nước ta và trên ngô QPM cũng mới chỉ bắt đầu. Cho đến nay,

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

nghiên cứu xác định ảnh hưởng của các liều lượng đạm, lân, kali qua các mùa

- Đề tài đã chọn được một giống ngô QPM TPTD có khả năng sinh

vụ khác nhau đến năng suất hạt, hàm lượng và chất lượng protein của giống

trưởng, phát triển tốt, cho năng suất cao và ổn định, có hàm lượng và chất

ngô QPM TPTD so sánh với ngô lai thường chưa có kết quả được công bố

lượng protein cao, thích nghi với điều kiện Thái Nguyên và miền núi

trên thế giới và ở Việt Nam.

phía Bắc.

Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành

- Đề tài đã xác định được công thức phân bón thích hợp cho giống ngô

nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm, lân, kali

QPM TPTD QP4 và giống ngô lai thường LVN10 trồng tại Thái Nguyên và

đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của giống ngô chất

miền núi phía Bắc.

lượng protein cao có triển vọng tại Thái Nguyên".
2. Mục tiêu của đề tài
- Xác định được giống ngô QPM TPTD triển vọng cho tỉnh Thái Nguyên
cũng như các tỉnh miền núi phía Bắc.
- Xác định lượng phân đạm, lân và kali tối ưu cho giống ngô QPM TPTD
triển vọng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



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




5

6
Do chất lượng protein ở ngô không cao vì hàm lượng một số axit amin

Chƣơng 1

không thay thế như lysine, triptophan, methionine thấp nên việc sử dụng ngô

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

nhiều có ảnh hưởng đến dinh dưỡng cho người và vật nuôi. Trước thực tế đó,
các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu chọn tạo ra các giống ngô QPM

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Với vai trò làm lương thực cho người (17%), thức ăn cho chăn nuôi

với hàm lượng protein cao hơn và đặc biệt có hàm lượng lysine, triptophan,

(gần 70%) và làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm, dược

methionine gấp đôi ngô thường. Hiện nay có nhiều giống ngô lai QPM đã

phẩm và công nghiệp nhẹ khác (khoảng 10%) (Ngô Hữu Tình, 2009) [42],

được đưa vào sản xuất, còn giống TPTD QPM ít hơn. Giống lai QPM có năng

ngô đã được hầu hết các quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới gieo trồng và

suất cao chủ yếu phù hợp cho các vùng trồng ngô thâm canh, còn đối với các
vùng đồi núi còn nhiều hạn chế về cơ sở hạ tầng, kỹ thuật canh tác, giống ngô

liên tục mở rộng sản xuất.
Tất cả các nước trồng ngô nói chung đều ăn ngô với các mức độ khác

TPTD QPM khả thi hơn.

nhau. Toàn thế giới (giai đoạn 1995 - 1997) sử dụng 17% sản lượng ngô làm

Miền núi phía Bắc nước ta là vùng khó khăn về điều kiện tự nhiên, kinh

lương thực cho người, trong đó ở các nước đang phát triển là 30%, các nước

tế - xã hội. Người dân vùng này còn rất nghèo, thiếu vốn đầu tư cho sản xuất

phát triển khoảng 4%. Các nước ở Trung Mỹ, Nam Á và châu Phi sử dụng

nông nghiệp. Ở một số vùng khó khăn những người dân nghèo đói vẫn phải

ngô làm lương thực chính. Các nước Đông Nam Phi sử dụng 72% sản lượng

sử dụng ngô làm lương thực và một số đồng bào dân tộc có tập quán sử dụng

ngô làm lương thực cho người, Tây Trung Phi 66%, Bắc Phi 45%, Tây Á

ngô làm lương thực chính từ lâu đời. Vì vậy, việc sử dụng giống ngô QPM là

23%, Nam Á 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương 43%, Đông Á 12%,

một nhu cầu thiết thực và cấp bách, góp phần giảm chi phí đầu tư cho sản

Trung Mỹ và vùng Caribe 56%, Nam Mỹ 9%, Đông Âu và Liên Xô cũ 7%,

xuất, đồng thời đạt được năng suất và chất lượng protein cao, đem lại hiệu

Tây Âu, Bắc Mỹ và các nước phát triển khác 4% (Ngô Hữu Tình, 2009) [42].

quả kinh tế, đặc biệt có thể giảm tỷ lệ suy dinh dưỡng cho người dân miền

Vì vậy, ngô là một cây trồng rất quan trọng đảm bảo an ninh lương thực trên

núi, đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao chất lượng dinh dưỡng trong thức
ăn chăn nuôi, đẩy mạnh công cuộc xoá đói giảm nghèo, phát triển kinh tế - xã

phạm vi toàn thế giới.
Việt Nam là quốc gia có truyền thống lúa nước lâu đời, lương thực chính

hội nông thôn miền núi.

là gạo, song người dân cũng rất thích ăn ngô dưới dạng ngô luộc, ngô nướng,

Đất canh tác ở vùng miền núi rất ít, vì vậy việc mở rộng diện tích trồng

ngô rang, bỏng ngô. Trước kia còn nghèo đói và do mất mùa, nông dân vẫn

ngô là rất khó khăn đồng thời việc tăng năng suất ngô gặp trở ngại do dinh

thường ăn ngô dưới dạng độn với cơm hoặc ngô bung. Hiện nay, đồng bào

dưỡng đất ở vùng này nghèo kiệt và khả năng thâm canh đầu tư của người dân

một số dân tộc thiểu số vùng cao như H'mông, Dao... vẫn ăn ngô như nguồn

thấp. Cho nên việc sử dụng giống ngô TPTD QPM vừa cho năng suất cao vừa

lương thực chính theo truyền thống và vì điều kiện kinh tế còn nghèo dưới

đạt chất lượng protein cao là rất phù hợp và hiệu quả.

dạng mèn mén.

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



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




7

8

Hiện nay, việc nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh, môi

Bảng 1.1. Sản xuất ngô, lúa mì, lúa nƣớc thế giới giai đoạn 1961-2007

trường canh tác đến chất lượng của ngô QPM trên thế giới còn rất ít. Ở Việt
Nam, nghiên cứu về vấn đề này mới chỉ bắt đầu. Vấn đề được đặt ra là giống
ngô QPM có chất lượng protein cao nhưng liệu nó có thay đổi chất lượng ở
những điều kiện ngoại cảnh, môi trường canh tác khác nhau không. Liệu
trong cùng một điều kiện môi trường canh tác giống nhau, sự thay đổi về chất

Ngô
Năm

D. tích
(triệu
ha)

Lúa mì
Sản

NS

lƣợng

(tạ/ha)

(triệu
tấn)

D. tích
(triệu
ha)

Lúa nƣớc
Sản

NS

lƣợng

(tạ/ha)

(triệu
tấn)

D. tích
(triệu

ha)

Sản
NS

lƣợng

(tạ/ha)

(triệu
tấn)

1961 104,8

19,0

204,2 200,9

11,0

219,2 115,3

19,0

215,3

nước ta đến nay những nghiên cứu về phân bón ảnh hưởng đến năng suất thì

2004 145,0

49,0

714,8 217,2

29,0

625,1 150,6

40,0

595,8

nhiều nhưng chưa có nghiên cứu nào về ảnh hưởng của phân đạm, lân, kali

2005 145,6

48,0

696,3 218,5

28,0

621,5 152,6

41,0

622,1

đến năng suất và chất lượng protein của giống ngô TPTD QPM và so sánh với

2006 148,6

47,0

704,2 212,3

28,0

593,2 153,0

41,0

622,2

giống ngô lai thường.

2007 158,0

50,1

791,8 214,2

28,3

606,0 155,8

42,3

659,6

lượng protein của giống ngô QPM so với ngô thường có khác nhau không. Ở

Xuất phát những cơ sở khoa học trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện
đề tài này.
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến trên thế giới, không cây nào sánh
kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai.

Nguồn: FAOSTAT, 2009 [67]
Kết quả trên có được, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế
lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ
thuật canh tác. Đặc biệt, từ 10 năm nay cùng với những thành tựu trong chọn
tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học thì

Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về

việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác đã góp phần đưa sản lượng ngô

các lĩnh vực di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện

thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước. Những thành tựu mà ngành ngô thế

khí hoá và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất.

giới đạt được trong những năm gần đây có thể nói là đã vượt ngoài mọi dự

Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Theo

đoán lạc quan nhất. Năm 1995, sản lượng ngô thế giới là 517 triệu tấn, năm

số liệu của Tổ chức Nông - Lương Liên Hợp Quốc (FAO), năm 2007 diện tích

1998 đã đạt 615 triệu tấn, năm 2000 do điều kiện khí hậu khó khăn giảm

ngô đã vượt qua lúa nước, với 158,0 triệu ha, năng suất 50,1 tấn/ha và sản

xuống còn 593 triệu tấn, vậy mà vào năm 2007 đã đạt tới 792 triệu tấn. Tức là

lượng đạt kỷ lục 791,8 triệu tấn. Trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc

chỉ sau có 12 năm, sản lượng ngô thế giới đã tăng thêm hơn 50%. Riêng 7

độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. So với

năm gần đây đã tăng thêm gần 300 triệu tấn. Và giá ngô thế giới vẫn ở mức

năm 1961, năm 2007 năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm hơn 31,1

cao. Trong khi đó, vào năm 2003, Viện Nghiên cứu Chương trình lương thực

tạ/ha (từ 19 lên 50,1 tạ/ha), lúa nước tăng hơn 23,3 tạ/ha (từ 19 lên 42,3 tạ/ha),

thế giới (IFPRI) dự báo nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 chỉ lên đến

còn lúa mì thêm 17,3 tạ/ha (từ 11 lên 28,3 tạ/ha) (FAOSTAT, 2009) [67].

852 triệu tấn (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2009) [42].

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

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






9

10

Dân số thế giới ngày càng tăng nhanh, trong khi đó diện tích đất canh tác

Cùng với sự tiến bộ của toàn thế giới, việc phát triển sản xuất ngô ở Việt

ngày càng thu hẹp do sa mạc hóa và xu thế đô thị hóa. Nền nông nghiệp thế

Nam trong vài thập kỷ cuối thế kỷ 20 cũng đã thu được những kết quả quan

giới ngày nay luôn phải trả lời làm thế nào để giải quyết đủ năng lượng cho 8

trọng. Đạt được thành tựu lớn trong sản xuất ngô ở nước ta trong những năm

tỷ người vào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030. Để giải quyết được câu

gần đây là nhờ có những chính sách khuyến khích của Đảng và Nhà nước

hỏi này, ngoài biện pháp phát triển nền nông nghiệp nói chung thì phải nhanh

trong việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, kỹ

chóng chọn ra những giống cây trồng trong đó có các giống ngô năng suất

thuật canh tác vào sản xuất nên cây ngô đã có những bước tiến mạnh về diện

cao, ổn định có khả năng chống chịu tốt với điều kiện khí hậu ngày càng biến

tích, năng suất và sản lượng.

đổi phức tạp. Một trong những thành tựu quan trọng trong chọn tạo giống sinh

Năng suất ngô Việt Nam đến cuối những năm 1970 chỉ đạt 10 tạ/ha do

vật nói chung và cây ngô nói riêng là việc nghiên cứu thành công và phát triển

trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những

nhanh giống biến đổi gen. Với cây ngô, chỉ sau 12 năm áp dụng, năm 2008,

năm 1980, nhờ hợp tác với CIMMYT, nhiều giống ngô cải tiến đã được trồng

diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 37,3 triệu ha, riêng ở Mỹ

ở nước ta, góp phần đưa năng suất lên gần 15 tạ/ha vào đầu những năm 1990.

đã lên đến 30 triệu ha, chiếm 85% trong tổng số 35,2 triệu ha ngô của nước

Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt

này (GMO-COMPASS, 2009) [68]. Nhờ chuyển gen kháng thuốc trừ cỏ và

là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc mở rộng giống lai và cải

kháng sâu đục thân, việc sản xuất ngô được thuận tiện hơn, giảm thuốc bảo vệ

thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Năm 1991, diện tích trồng giống lai

thực vật từ đó giảm sự ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế. Những

chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2007 giống lai đã chiếm

nghiên cứu về chuyển gen chịu hạn, chịu rét, chịu chua, chịu mặn, chịu đất

khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha. Năm 1994, sản lượng ngô Việt Nam

nghèo đạm và kháng một số bệnh do virut ở ngô cũng đã những kết quả bước

vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 vượt ngưỡng 2 triệu tấn và năm 2008 có

đầu. Khi những nghiên cứu trên được ứng dụng vào thực tiễn sẽ góp phần

diện tích, năng suất và sản lượng cao nhất từ trước đến nay: Diện tích 1.125,9

khai thác tối đa tiềm năng năng suất ở ngô. Điều đó sẽ có một ý nghĩa vô cùng

nghìn ha, năng suất 40,2 tạ/ha, sản lượng vượt ngưỡng 4 triệu tấn - 4,5 triệu

lớn đối với ngành sản xuất ngô thế giới, đặc biệt ở các nước đang phát triển

tấn (Tổng cục Thống kê, 2009) [45].

việc sản xuất ngô phụ thuộc chủ yếu vào thiên nhiên, trong đó có Việt Nam.

Bảng 1.2. Sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 1961 – 2008

1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Năm

Ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa ở nước ta. Ngô được

Chỉ tiêu

1961

1975

1990

1994

2000

2005

2007

2008

229,20 267,0

432,0

534,6

730,2 1052,6 1096,1 1125,9

đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình, 2009) [42]. Do

Diện tích (1000 ha)

có vai trò quan trọng đối với kinh tế xã hội cộng với điều kiện khí hậu nhiệt

Sản lượng (1000 tấn) 260,10 280,60 671,0 1143,9 2005,9 3787,1 4303,2 4531,2

đới gió mùa nên ngô đã nhanh chóng được mở rộng, trồng khắp các vùng

Năng suất (tạ/ha)

11,4

10,5

15,5

miền cả nước.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21,4

27,5

36,0

39,3

40,2

Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2009 [45]


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




11

12

Năm 1961, năng suất ngô nước ta bằng 60% trung bình thế giới (11,4/ 19

mùa nhờ nước trời - bỏ hoá vụ Xuân (Tổng cục Thống kê, 2009) [45]. Đây là

tạ/ha). Suốt gần 20 năm sau đó, trong khi năng suất ngô thế giới tăng liên tục

quỹ đất cần được khai thác để trồng ngô vụ Xuân bằng giống ngắn ngày

thì năng suất của ta lại giảm, và vào năm 1979 chỉ còn bằng 29% so với trung

chịu hạn.

bình thế giới (9,9/33,9 tạ/ha). Mặc dầu là cây lương thực thứ hai sau lúa nước,

Nhìn chung, vụ ngô chính trong vùng là vụ Xuân Hè, gieo cuối tháng 2

song do truyền thống lúa nước, cây ngô không được chú trọng nên chưa phát

hoặc đầu tháng 3 và thu hoạch vào cuối tháng 6 hoặc đầu tháng 7. Vụ ngô này

huy hết tiềm năng ở Việt Nam.

chiếm 65 – 70% tổng diện tích gieo trồng ngô. Ngô Thu Đông trong vùng

Từ năm 1980 đến nay, năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc

được gieo vào cuối tháng 7 hoặc đầu tháng 8 và thu hoạch vào tháng 11

độ cao hơn trung bình của thế giới. Năm 1980, bằng 34% so với trung bình

chiếm 10 – 15%. Ngoài hai vụ trên thì còn vụ ngô Đông được trồng sau khi

thế giới (11/32 tạ/ha); năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2000 bằng

thu hoạch lúa mùa sớm. Diện tích trồng ngô vụ này chiếm khoảng 15 – 20%

65,5% (27,5/42 tạ/ha); năm 2005 bằng 75% (36/48 tạ/ha) và năm 2007 đã đạt

(được trồng nhiều ở các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang, Phú Thọ)

78,4% (39,3/50,1 tạ/ha).

Ba tỉnh Hà Giang, Cao Bằng và Lào Cai có diện tích ngô lớn hơn diện

Cây ngô có khả năng thích ứng rộng, có thể được trồng nhiều vụ trong

tích lúa. Tại Hà Giang, năm 2008 diện tích ngô là 46,4 nghìn ha trong khi

năm và trồng ở hầu hết các địa phương trong cả nước. Tiềm năng phát triển

diện tích lúa là 36,7 nghìn ha; tương tự Cao Bằng có diện tích ngô là 38,4

cây ngô ở nước ta là rất lớn cả về diện tích và thâm canh tăng năng suất.

nghìn ha trong khi diện tích lúa chỉ có 31,2 nghìn ha; Lào Cai có diện tích ngô

Các giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao đã và đang được phát triển
ở những vùng ngô trọng điểm, vùng thâm canh, có thuỷ lợi, những vùng đất

là 28,8 nghìn ha, diện tích lúa là 28,5 nghìn ha (Tổng cục Thống kê, 2009)
[45]. Nghĩa là ở ba tỉnh này, ngô là cây trồng quan trọng số một.

tốt như: Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ,

Khác với cây lúa, cây ngô có thể phát triển ở cả những vùng đất có độ

Tây Nguyên để đạt năng suất cao. Tuy nhiên, ở các tỉnh miền núi, những

dốc 15 – 20% nên nó có vị trí quan trọng, góp phần tích cực thay đổi cơ cấu

vùng khó khăn, canh tác chủ yếu nhờ nước trời, đất xấu, đầu tư thấp thì giống

cây trồng trên đất dốc, thay thế nhanh chóng diện tích trồng cây lúa nương và

ngô thụ phấn tự do chiến ưu thế và chiếm một diện tích khá lớn.

cây sắn trong sản xuất nông nghiệp.
Ngô là cây trồng truyền thống của đồng bào các dân tộc miền núi, mặt

1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Bắc
Đông Bắc là vùng núi và trung du, nó được phân cách với vùng Tây Bắc

khác do dễ trồng, dễ bảo quản và tiêu thụ hơn các cây trồng khác nên diện

bởi dãy Hoàng Liên Sơn, bao gồm 10 tỉnh (Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn,

tích ngô vùng Đông Bắc tăng dần hàng năm (diện tích ngô năm 2000 là 160

Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Bắc Giang, Phú Thọ).

nghìn ha, năm 2008 là 243,9 nghìn ha). Diện tích ngô tăng chủ yếu do tăng vụ

Ở vùng Đông Bắc, ngô là cây lương thực chính chỉ đứng sau cây lúa.

trên đất một vụ lúa mùa (ruộng bậc thang) và tăng diện tích trồng ngô vụ 2.

Năm 2008, diện tích lúa là 498,4 nghìn ha, diện tích ngô là 243,9 nghìn ha.

Do sử dụng giống ngô lai và tăng đầu tư phân bón đã giúp năng suất ngô tăng

Trong vùng có khoảng 115 nghìn ha ruộng bậc thang hàng năm trồng 1 vụ lúa

và lợi nhuận của nông dân trồng ngô tăng dần (năng suất ngô năm 2000 là

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

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






13

14

24,9 tạ/ha, năm 2008 là 34,3 tạ/ha). Sản lượng ngô trong vùng cũng tăng dần

(ngô bị ngập lụt trong vụ Đông) nên năng suất giảm hơn so với năm 2007 (đạt

hàng năm, năm 2000 đạt 412,6 nghìn tấn, năm 2008 đạt 798 nghìn tấn. Tỉnh

41,1 tạ/ha). Sản lượng ngô năm 2008 đạt cao nhất từ trước đến nay (84,7

Lạng Sơn có năng suất ngô đạt cao nhất 46 tạ/ha (năm 2008). Hà Giang là

nghìn tấn). Điều này chứng tỏ ở tỉnh Thái Nguyên, cây ngô đã được Đảng và

tỉnh có sản lượng ngô lớn nhất trong vùng, đạt 112,9 nghìn tấn (năm 2008)

Chính quyền địa phương chú trọng đầu tư phát triển. Và đạt được thành tựu

(Tổng cục Thống kê, 2009) [45].

như vậy là nhờ áp dụng tốt các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất

Việc mở rộng diện tích được tưới chủ động cho cây trồng ở vùng núi cao

ngô như giống mới, kỹ thuật canh tác. Tuy nhiên, sản xuất ngô ở tỉnh cần

là vấn đề khó khăn vì địa hình canh tác trên nền đất dốc, nương rẫy và sườn

được đầu tư phát triển nhiều hơn nữa như tăng vụ, mở rộng diện tích, sử dụng

núi, nguồn nước tưới ở xa; nông dân nghèo thiếu vốn đầu tư; chi phí xây dựng

giống mới, giống TPTD QPM, thâm canh tăng năng suất nhằm khai thác tối

công trình tưới nước lớn hơn nhiều so với vùng đồng bằng. Như vậy, chủ yếu

đa tiềm năng sẵn có của tỉnh.

diện tích ngô trong vùng được trồng ở vùng cao nhờ nước trời, chỉ có một

Bảng 1.3. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô của tỉnh Thái Nguyên

phần nhỏ diện tích ở vùng thấp là có tưới. Vì vậy, giải pháp tối ưu cho việc

giai đoạn 2000 - 2008

nâng cao năng suất và sản lượng ngô ở vùng này là sử dụng các giống ngô
chịu hạn, các giống ngô TPTD QPM và áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới,

Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(1000 ha )

( tạ/ha)

(1000 tấn )

trong đó có kỹ thuật bón phân.

2000

10,7

28,8

30,8

1.2.4. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên

2001

9,7

30,6

29,7

Cùng với sự phát triển ngô trong cả nước, tỉnh Thái Nguyên trong những

2002

11,6

32,8

38,0

năm gần đây cũng rất quan tâm phát triển sản xuất ngô và đã thu được nhiều

2003

13,4

32,6

43,7

kết quả khả quan. Nhờ có các thành tựu khoa học kỹ thuật mới, được nông

2004

15,9

34,3

54,6

dân ứng dụng mạnh mẽ vào sản xuất ngô nên diện tích, năng suất và sản

2005

15,9

34,7

55,1

lượng ngô ở Thái Nguyên tăng nhanh trong những năm gần đây.

2006

15,3

35,2

53,9

2007

17,8

42,0

74,9

2008

20,6

41,1

84,7

Qua bảng 1.3 cho thấy: Từ năm 2000 đến 2004, diện tích ngô của tỉnh
Thái Nguyên tăng từ 10,7 nghìn ha lên 15,9 nghìn ha, năm 2005 diện tích
không tăng, đến năm 2006 thì diện tích giảm nhẹ (15,3 nghìn ha). Nhưng đến
năm 2008 diện tích trồng ngô của tỉnh tăng vọt, đạt 20,6 nghìn ha. Năng suất
ngô của tỉnh tăng đều từ năm 2000 đến năm 2006 (28,8 - 35,2 tạ/ha). Năm
2007, năng suất ngô của tỉnh đạt cao nhất từ trước đến nay, đạt 42,0 tạ/ha cao
hơn trung bình cả nước (39,3 tạ/ha). Năm 2008 do thời tiết khí hậu bất thường
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2009 [45]

Ngoài việc thâm canh ngô lai ở những vùng thuận lợi, cần tăng cường sử
dụng các giống ngô thụ phấn tự do cải tiến ở những vùng khó khăn, nhằm

tăng năng suất, sản lượng và chất lượng ngô, nâng cao hiệu quả kinh tế, góp
phần xoá đói giảm nghèo cho nông dân. Đặc biệt phải tiến hành nghiên cứu
khả năng thích ứng của các giống ngô TPTD có chất lượng protein cao và mở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




15

16

rộng các giống mới ra sản xuất nhằm đảm bảo nhu cầu lương thực, đồng thời

Sự nổi bật về ý nghĩa sinh học và dinh dưỡng của ngô QPM đã được

nâng cao được chất lượng lương thực cho đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao

chứng minh nhiều ở chuột, lợn, trẻ em ở lứa tuổi nhỏ, vị thành niên và người

và góp phần giảm giá thành sản phẩm ngành chăn nuôi, nâng cao hiệu quả

lớn. Từ kết quả nghiên cứu thí nghiệm ở lợn, Maner đã rút ra kết luận rằng chỉ

kinh tế. Ở những vùng thuận lợi trong tỉnh thì thâm canh sản xuất những

dùng ngô opaque-2 cũng cung cấp đủ protein cho lợn trong giai đoạn vỗ béo,

giống ngô lai chất lượng protein cao. Còn những vùng khó khăn, vùng cao thì

trước và trong thời kỳ có chửa. Ở Guatemala, Bressani đã chỉ ra rằng, ngô

cần tiến hành nghiên cứu thử nghiệm, xây dựng mô hình trình diễn để xác

opaque-2 đạt 90% giá trị dinh dưỡng của protein trong sữa ở trẻ nhỏ. Ở

định những giống ngô TPTD QPM thích hợp nhất. Đồng thời việc xác định

Colombia, trẻ em mắc bệnh thiếu protein trầm trọng (Kwashiorkor) được

các biện pháp kỹ thuật chính, trong đó có chế độ phân bón thích hợp cho

chữa khỏi và có lại được sức khoẻ bình thường bằng những bữa ăn mà chỉ có

giống ngô TPTD QPM triển vọng là rất cần thiết.

ngô opaque-2 là nguồn protein duy nhất (Vasal, 2001) 94.

1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Lợi ích dinh dưỡng và kinh tế của ngô QPM

Giống như trẻ em, người lớn cũng có thể có lợi rất lớn khi sử dụng QPM
do hàm lượng lysine và triptophan cao. Graham và CS đã trình bày những kết quả

Hiện nay trên hành tinh của chúng ta có hàng tỷ người đang thiếu đói:
Đói tinh bột, đói dinh dưỡng protein và vitamin. Ngô là nguồn lương thực

rất thú vị là trẻ từ tuổi thứ hai được nuôi bằng QPM – nguồn protein duy nhất
trong thành phần bữa ăn mà vẫn phát triển bình thường (Vasal, 2001) 94.

chính cho người nghèo đói. Người đã nghèo khó thường chẳng được ăn nhiều,

QPM ưu việt hơn ngô thường là có giá trị sinh học và mức sử dụng

khẩu phần ăn thường ngày của họ thiếu protein và những dinh dưỡng quan

protein thực. Bressani đã tổng kết lại những nghiên cứu ở trẻ em đã khỏi bệnh

trọng khác, ảnh hưởng tới sức khoẻ và sự phát triển. Trong vài thập kỷ gần

suy dinh dưỡng và thấy rằng QPM là nguồn protein cho những đứa trẻ đó.

đây, các nhà khoa học của CIMMYT đã tạo ra các giống ngô QPM có hình

Điều này đã dẫn đến sự cân bằng đạm và cải thiện điều kiện về sức khoẻ. Tác

dạng và mùi vị giống như ngô thường, năng suất bằng hoặc cao hơn, khả năng

giả đã đưa ra lời khuyên: QPM là giải pháp có tính thực tế đối với thức ăn

chống chịu sâu, bệnh tương đương hoặc khá hơn, đồng thời hàm lượng lysine,

được chế biến tại nhà cho trẻ mới cai sữa (Vasal, 2001) 94.

triptophan và methionine gần như gấp hai lần ngô thường, các axit amin thiết

Theo lời của Norman Borlaug – Nguyên Tổng giám đốc CIMMYT, “Tôi

yếu khác cho dinh dưỡng con người tương đương ngô thường (CIMMYT,

cho rằng đã đến lúc phải có những nỗ lực nghiêm túc để đưa ngô này vào

2001) [62].

việc sử dụng thương mại để phục vụ nhu cầu của con người”. QPM có thể

Sử dụng ngô QPM có ý nghĩa to lớn đối với dinh dưỡng con người và

đóng vai trò quan trọng hơn nhiều khi được sử dụng làm thức ăn cho động

động vật – đặc biệt là động vật dạ dày một khoang. Đối với con người, ngô

vật. Tăng cường việc sử dụng ngô làm thức ăn trong chăn nuôi trên toàn cầu

QPM đóng vai trò rất quan trọng, nhất là ở những nước đang phát triển và ở

có thể có lợi gián tiếp đối với con người và tạo nên ảnh hưởng lớn (Vasal,

những nơi sử dụng ngô làm lương thực chính.

2001) 94].

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



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

17

18

Sử dụng ngô QPM thay thế cho ngô thường làm tăng được chiều cao và

Ngày nay, ngô mang gen opaque-2 có hàm lượng protein là 11 - 13%,

trọng lượng của trẻ em: 12% (95% IC: 7 - 18%) tăng thêm trọng lượng cơ thể,

lysine/protein là 4% và triptophan/protein từ 0,8 - 0,9% trong khi ngô thường

9% (95% IC: 6 - 15%) tăng thêm chiều cao (Pixley, 2008) [80].

tương ứng là 9%, 2 - 2,2% và 0,4 - 0,5% (Vasal, 2002) [95].

Việc phát triển sản xuất các giống ngô QPM đặc biệt có ý nghĩa trong

b. Thành phần hoá sinh

việc xoá đói giảm nghèo ở những nước đang phát triển và những vùng khó

Ở hầu hết các loại ngô thương phẩm, nội nhũ chiếm 80 - 85%, còn phôi

khăn. Khi đời sống của các nước đang phát triển trong những thập kỷ tới được

chiếm khoảng 8 - 10% tổng khối lượng chất khô của hạt. Mặc dù có sự dao

cải thiện, thì nhu cầu protein động vật sẽ tăng nhanh chóng, đòi hỏi nguồn

động giữa các lớp ngô, kiểu gen và môi trường, nhưng ước tính lượng protein

nguyên liệu ngô làm thức ăn gia súc ngày một lớn.

trong nội nhũ chiếm tới 80% tổng hàm lượng protein trong hạt. Protein trong

1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM trên thế giới

nội nhũ bao gồm các dạng khác nhau. Dựa vào độ bền vững của nó mà chúng

1.3.2.1. Lịch sử phát triển ngô mang gen opaque-2 nội nhũ xốp

có thể phân loại thành albumin (tan trong nước), globulin (tan trong dung dịch

a. Khái niệm gen opaque-2

muối), zein hoặc prolamine (tan trong rượu mạnh) và glutelin (tan trong

Gen opaque-2 được phát hiện đầu tiên bởi Emerson và cộng sự (1935).

kiềm). Trong nội nhũ ngô thường, tỷ lệ trung bình của các dạng protein như

Nhưng đến năm 1963, Mertz (1964) (Đại học Tổng hợp Purdue) mới phát

sau: Albumin 3%, globulin 3%, zein 60% và glutelin 34%. Trái lại, protein

hiện ra gen đột biến opaque-2 quy định hàm lượng lysine, triptophan cao

trong phôi có nhiều albumin hơn (60% tổng protein của phôi). Dạng tan trong

trong nội nhũ ngô. Các nhà khoa học đã liên tục có sự tìm tòi các cặp alen đột

rượu chỉ chiếm một phần nhỏ (5 - 10%). Hàm lượng lysine trong prolamine

biến mới có thể quy định chất lượng protein tốt hơn, tăng hàm lượng lysine và

(zein trong ngô) thấp, chỉ khoảng 0,1g/100g protein, không đủ nuôi sống

triptophan (2 axit amin cần thiết có hàm lượng hạn chế trong protein nội nhũ

chuột. Nếu thêm vào lượng triptophan và lysine (0,5%) thì sẽ làm cho chuột

của ngô) (Vasal, 2002) [95].

sinh trưởng gần như bình thường. Tương tự, triptophan cũng chiếm tỷ lệ rất ít

Trong hơn 30 năm qua, nhiều nhà khoa học đã phát hiện ra vài gen đột
biến khác có thể thay đổi theo hướng có lợi về đặc tính protein nội nhũ của

trong zein. Lysine trong glutelin của ngô cao hơn đáng kể, chiếm khoảng 3
đến 2g/100g protein, thậm chí cao hơn (Vasal, 2001) [94].

ngô nhưng chưa tìm thấy thể đột biến nào tốt hơn opaque-2. Các đột biến khác

Dạng đột biến opaque-2 có hàm lượng lysine và triptophan tăng lên là do

như floury-2 (fl2), opaque-7 (o7), opaque-6 (o6), floury-3 (fl3), mucronate (Mc) và

sự tổng hợp zein bị ức chế. Tỷ lệ các dạng protein có mặt trong protein của

nội nhũ khuyết thiếu (De-B30). Hai thể đột biến như vậy được tìm ra bởi Nelson

ngô đột biến gen opaque-2 thay đổi thành 13,2% albumin, 3,9% globumin,

(1981) là opaque 7749 và opaque 7455 (o11). Opaque 7749 là một dạng quý vì

22,8% zein và 50,0% glutein. Vậy khi tỷ lệ zein giảm (thành phần chứa ít

lysine trong đó không cao bằng opaque-2 nhưng cao hơn một cách đáng kể so

lysine) thì tỷ lệ những thành phần khác có lysine và triptophan cao hơn được

với dạng ngô thường và tỷ lệ prolamin cao hơn (Vasal, 2002) [95].

tăng lên (Vasal, 2001) [94].

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

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






19

20

c. Cơ sở di truyền của ngô mang gen opaque-2

1970, mặc dù sản xuất ngô opaque-2 mới bắt đầu ở những nước trên nhưng đã

Đột biến opaque-2 nằm trên nhiễm sắc thể số 7 (vị trí 16), floury-2 nằm

gặp phải những hạn chế của ngô mang gen opaque-2 so với ngô không mang

trên nhiễm sắc thể số 4 (vị trí 63), opaque-7 nằm trên nhiễm sắc thể số 10 (vị

gen opaque-2 (ngô thường) như sau: Năng suất hạt giảm 10 - 15% so với các

trí 87), floury-3 nằm trên nhiễm sắc thể số 8 (cánh dài) và De-B30 trên nhiễm

giống ngô thường cùng gốc do sự ngừng tích luỹ chất khô vào hạt sớm hơn so

sắc thể số 7 (cánh ngắn). Các dạng đột biến o2, o6, o7 và o11 chỉ gây ảnh hưởng

khoảng 7 – 10 ngày; dạng hạt khó chấp nhận: Tất cả những đột biến chất

sinh hoá đối với sự tổng hợp của zein chỉ khi thể hiện trong điều kiện đồng

lượng protein cao (bao gồm cả opaque-2) có đặc tính chung là có kiểu hình

hợp tử lặn. Đây là thuận lợi căn bản để chọn lọc các dạng ngô mang gen

hạt đục, dạng bột phấn xốp. Theo Bjarnason và Vasal (1992) [60] rất có thể

opaque ở các thế hệ tự phối cũng như backcrossing. Hai thể đột biến (fl2 và

nguyên nhân của dạng hạt xốp là do sự sắp xếp lỏng lẻo của các hạt tinh bột

fl3) trội không hoàn toàn và có biểu hiện không cố định đối với chất lượng

gây ra các khoảng trống không khí, sự phân bố khác nhau của protein và sự

protein và tính dục của hạt phụ thuộc vào sự có mặt của một hay nhiều gen

tăng các chất cơ bản không kết tinh của protein; bệnh thối bắp nặng hơn do sử

lặn trong nội nhũ tứ bội. Vì vậy, ngày nay fl2 và fl3 không được sử dụng nữa.

dụng nguồn cung cấp gen o2 dễ nhiễm bệnh thối bắp. Ngoài ra, loại ngô này

Đột biến De-B30 tác động như một gen trội về ảnh hưởng liều lượng đối với

còn bị nứt vỏ hạt và chín chậm hơn; côn trùng trong kho gây hại mạnh hơn;

tính dục và hàm lượng zein trong hạt. Trừ opaque-6 được coi là gen cấu trúc,

ẩm độ cao khi thu hoạch; nảy mầm kém ở những khu vực khí hậu lạnh, vào

các dạng khác là gen điều tiết. Tất cả những biến thể này có một đặc tính

thời điểm gieo trồng nhiệt độ thấp thì ngô mang gen opaque-2 có thể nảy

chung là thành phần prolamine thấp, nội nhũ dạng bột phấn xốp và sự thiếu

mầm kém và cây con sinh trưởng yếu; hạt dễ vỡ: Trong điều kiện nhiệt đới

hụt lượng chất khô được tạo ra, vì vậy cũng không được quan tâm hơn (Vasal,

ẩm, hạt dễ vỡ là một trong những nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ nhiễm bệnh cao

2002) [95].

(Alexander (1966) [56]; Harstead (1969) [69]; Vasal (1975) [93]; Vasal

d. Những hạn chế của giống ngô opaque-2 nội nhũ xốp

(2001) [94]; Vasal và CS (1980) [96]; Vasal và CS (1984) [97]).

Vào giai đoạn 1964 - 1970, các nhà chọn tạo giống ngô trên thế giới cố

1.3.2.2. Lịch sử phát triển ngô opaque-2 nội nhũ cứng

gắng truyền các gen đột biến opaque-2 và floury-2 vào những giống ngô có

a. Phát hiện về ngô opaque-2 nội nhũ cứng

nền di truyền rộng. Khi các gen đột biến được truyền thành công vào giống

Trong khi các vấn đề trở ngại của opaque-2 đang được tìm cách khắc

ngô nào đó thì giống đó được gọi là giống ngô opaque-2. Đầu năm 1970, các

phục, các nhà nghiên cứu ở CIMMYT thấy trong chương trình biến đổi có

giống ngô opaque-2 nội nhũ xốp đã sẵn sàng để đưa vào sản xuất thương mại

nhiều hạt ngô được sửa chữa từng phần, nghĩa là nội nhũ của một số hạt trở

tại Braxin, Columbia, Ấn độ và một số nước khác. Sau đó những nước này

nên cứng không hoàn toàn. Lúc đó ý nghĩa của các hạt kiểu như vậy chưa

cùng với Mỹ đã có xu hướng tăng trưởng trong việc sản xuất ngô opaque-2.

được hiểu rõ và hầu hết các nhà chọn giống loại bỏ. Vào năm 1969, Paez và

Tiếp đến là Nga và Hungary cũng tiến hành sản xuất ngô opaque-2 nhưng

cộng sự đã công bố tầm quan trọng của các loại hạt như vậy, John Longquist

chưa có một thống kê chính xác nào về diện tích gieo trồng. Vào giữa năm

và Asnani tách riêng gửi về phân tích nghiên cứu ảnh hưởng của việc sửa

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

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






21

22

chữa đến các đặc tính sinh hoá. Nhưng các hạt được sửa chữa như vậy lại

chọn giống phải luôn dung hoà giữa nội nhũ của hạt được sửa chữa và chất

nghèo dinh dưỡng đến 25% so với khi chưa biến đổi. Các nhà khoa học đã

lượng thay đổi đến mức nào. Trong một chu kỳ chọn lọc đầu tiên của quá

phát hiện ra một số quần thể đang chuyển đổi thành opaque-2 và các tổ hợp

trình cải tạo, lai truyền gen opaque-2, số lượng mẫu cần loại bỏ nhiều, tiếp

lai giữa những quần thể như vậy có tần số cao các hạt sửa chữa và giữ được

theo khi có sự tích luỹ các gen cải tiến có lợi thì số mẫu cần loại sẽ ít đi.

đặc tính chất lượng protein như ngô opaque-2 (Vasal, 2002) [95].

Trong quá trình chọn lọc, nhà chọn giống thu được kiểu gen mong muốn phụ

b. Khái niệm về ngô QPM

thuộc vào các vật liệu khác nhau. Sự biểu hiện kiểu hình của hệ gen biến đổi

QPM là ngô mang gen lặn opaque-2 nhưng đã được sửa chữa một số đặc

có thể bị ảnh hưởng của cây mẹ. Vì mô nội nhũ ngô ở dạng tam bội, cây mẹ

tính như sau: Nội nhũ cứng, có tính chống chịu sâu bệnh và các điều kiện bất

đóng góp 2 alen trong nội nhũ, cây bố đóng góp 1 alen, nên ta có thể chờ đợi

thuận như hạn, đổ, úng như ngô thường, phẩm chất dinh dưỡng hạt thương

cây mẹ góp phần ảnh hưởng nhiều hơn cây bố (Vasal, 2002) [95].

phẩm tốt, ít bị sâu mọt phá hại khi bảo quản và nảy mầm như ngô bình

1.3.2.3. Thực trạng về áp dụng tiến bộ kỹ thuật ngô QPM trên thế giới

thường. Việc sửa chữa này thành công nhờ sử dụng hệ gen biến đổi trong quá

Từ 1963 đến 1969, ngô mang gen opaque-2 nội nhũ xốp không mang lại

trình lai truyền opaque-2. Như vậy, ngô QPM có đầy đủ ưu điểm như ngô

hiệu quả trong sản xuất đã gây cho nhiều chương trình ngô ở các quốc gia thất

thường về năng suất và chống chịu nhưng hàm lượng protein cao hơn và chất

vọng, chán nản. Sau đó những thành công của CIMMYT trong việc phát hiện,

lượng protein, đặc biệt hàm lượng lysine và triptophan gấp đôi ngô thường.

phát triển QPM đã tái tạo lại mối quan tâm và làm sống lại những hoạt động

Có được giống ngô QPM như hiện nay là nhờ có thêm một hệ gen gọi là

tạo giống QPM ở một số nước. Có hơn 20 nước đang phát triển (Benin,

hệ gen biến đổi (modifying gene system). Hệ gen biến đổi là một loạt các gen

Braxin, Burkina Faso, Colombia, Ấn Độ, El Sanvadorr, Peru, Ethiopia,

mà bản thân chúng không quy định một tính trạng nào nhưng khi tương tác

Ghana, Guatemala, Guinea, Mali, Mehico, Nam Phi, Nicaragoa, Trung Quốc,

với gen đột biến opaque-2 thì làm thay đổi sự biểu hiện kiểu hình của đột biến

Việt Nam) phụ thuộc vào các hoạt động tạo giống QPM ở CIMMYT. Những

này. Hiệu quả của tương tác này có thể ảnh hưởng đến bất kỳ tính trạng nào

nước này đã và đang sử dụng các quần thể QPM, các dòng, các giống hỗn hợp

nhưng rõ nhất là thay đổi dạng hạt. Một số nghiên cứu đã tổng kết rằng cấu

và tổng hợp được phát triển tại CIMMYT. Thậm chí ở Mỹ, một số trường đại

trúc hạt ngô sửa chữa do hệ gen di truyền số lượng với hiệu ứng gen cộng giữ

học theo đuổi về QPM cũng đã sử dụng nguyên liệu của CIMMYT làm

vai trò quan trọng (Bjarnason, Vasal, 1992) [60].

nguyên liệu ban đầu để tăng cường việc tạo những dòng và giống lai QPM.

Theo kinh nghiệm của các nhà khoa học CIMMYT, chất lượng protein

Đặc biệt ở trường Đại học Illinois, Urbana, Texas, Công ty hạt giống lai

và sự thay đổi dạng hạt nhờ hệ gen biến đổi nhìn chung có tương quan nghịch

Crow, một số nước Braxin, Trung Quốc, Cộng hòa Nam Phi và những nước

với nhau. Tức là các hạt càng được sửa chữa nội nhũ thì chất lượng protein

khác chủ yếu sử dụng nguyên liệu QPM của CIMMYT chứ chưa nghiên cứu

càng giảm. Ta chỉ có thể chờ đợi trường hợp ngoại lệ (hạt sửa chữa nhưng

tạo nguồn nguyên liệu QPM của mình. Bên cạnh nguồn nguyên liệu ban đầu

duy trì chất lượng protein) nhờ những phân tích chất lượng mẫu. Nghĩa là nhà

(vốn gen và quần thể QPM) có sự thích nghi, thời gian sinh trưởng, màu sắc

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

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






23

24

và kết cấu hạt khác nhau, CIMMYT đã tạo ra hàng trăm giống thí nghiệm

phấn tự do QPM và một số nước đã nâng chương trình phát triển QPM thành

tổng hợp. Từ năm 1985, sự phát triển giống lai QPM đã được tiến hành và đã

chương trình trọng điểm. Năm 2000, hơn 730.000 ha ở những nước đang phát

tạo ra các giống tổng hợp, dòng tự thụ và giống lai. Nhiều tổ hợp lai đã được

triển gieo trồng QPM và tiềm năng cho việc đẩy mạnh sử dụng QPM là rất

mở rộng diện tích ở các nước khác nhau.

lớn (CIMMYT, 2001) 62].

Các nước rất quan tâm đến trồng ngô QPM. Ở Trung Mỹ thử nghiệm

Về năng suất, các giống ngô lai và ngô thụ phấn tự do QPM ưu tú đã

QPM làm thức ăn cho người và gia súc. Guatemala đã mở rộng giống TPTD

được xác định qua khảo nghiệm ở nhiều địa điểm đã được đánh giá tại 40

QPM tên là Nutricta từ Tuxpeno QPM. Chương trình quốc gia ở Guatemala

nước ở châu Phi, châu Á và châu Mỹ - La Tinh. Kết quả các giống lai QPM

và các nước Trung Mỹ khác đang đánh giá những dòng và giống lai QPM

cho năng suất cao hơn ít nhất 1 tấn/ha so với các giống ngô lai thường tốt

vàng và trắng của CIMMYT và thử nghiệm riêng ngô vàng làm thức ăn gia súc.

nhất, năng suất của các giống thụ phấn tự do QPM đã và đang được đánh giá

Một số nước ở Nam Mỹ đã được mở rộng giống QPM. Năm 1988,

là tương đương hoặc lớn hơn các giống thụ phấn tự do thường. Các chuyên

Braxin tạo ra giống thụ phấn tự do BR 451 – giống này tỏ ra thích ứng tốt với

gia CIMMYT đã và đang thiết lập hàng ngàn thí nghiệm cải tạo các giống thụ

môi trường Braxin và rất thuận lợi cho việc sản xuất ngô bột. Năm 1990,

phấn tự do QPM để khảo nghiệm và sử dụng trong tương lai. Việc chuẩn bị

1410 tấn hạt giống đã được cung cấp cho nông dân, đủ trồng cho 70.500 ha

đã được đặt ra bằng việc sử dụng những phân tử đánh dấu ADN giúp cho việc

(Magnavaca, 1992) [74]. Ở Ghana năm 1997, ba giống ngô lai QPM đã được

chuyển những gen chất lượng protein vào những giống ngô thường ưu tú. Các

công nhận là: GH-110-5, GH-2328-88. Thành công trong việc đưa ra giống

giống ngô tổng hợp QPM có những tính trạng đặc biệt đặc trưng như độ cao

của Ghana vào sản xuất đã dấy lên mối quan tâm của các nước lân cận của

đóng bắp đều và thấp, chống chịu sâu đục bắp và đổ rễ và đáng chú ý nhất là

Châu Phi như Benin, Togo và các nước miền Nam và miền Đông châu Phi.

hàm lượng tryptophan (0,11% toàn hạt), lysine (0,475% toàn hạt) và protein

Nhiệm vụ toàn cầu năm 2001 là phải thúc đẩy sản xuất loại ngô QPM ở

(11,0% toàn hạt) cao hơn rất nhiều so với hàm lượng của những chất này

Ghana và các nước Châu Phi khác. Hiện nay các nước này đang trong quá

trong ngô thường (0,05; 0,225 và 9,0%). Những đặc trưng này làm cho các

trình nhân nhanh hạt giống cho vài nghìn ha sản xuất.

giống tổng hợp QPM trở lên hấp dẫn với nông dân, sẽ giúp họ tăng năng suất

Ở châu Á, Trung Quốc có chương trình tạo giống ngô QPM mạnh nhất.

và giảm tỷ lệ suy dinh dưỡng (CIMMYT, 2001) [62].

Một số giống thụ phấn tự do và giống lai đã được tạo ra như Zhongdan 206,

Với những ưu điểm của giống QPM và với những thành tựu mà các nhà

Zhongdan 3850, Zhongdan 3710 đang được trồng ở phía Bắc. Năm 1998,

khoa học đã đạt được trong những thập kỷ qua trong nghiên cứu tạo giống

chương trình ngô ở Ấn độ đã cho ra đời giống Shaski-1 năng suất cao, dạng

QPM, ngày 12 tháng 10 năm 2000, Tổ chức lương thực thế giới đã trao giải

hạt cải tiến chấp nhận được.

thưởng cho CIMMYT và nhà tạo giống ngô Surinder Kumar Vasal, nhà hoá

Trong 2 năm 1999 - 2000, 14 nước đang phát triển đã phối hợp với

sinh ngũ cốc Evangelina của CIMMYT ghi nhận về những cống hiến của họ

CIMMYT nghiên cứu và đưa ra sản xuất rộng những giống ngô lai và ngô thụ

tại CIMMYT suốt từ năm 1970 đến những năm 80 trong việc tạo giống QPM.

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

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






25

26

Hàng năm giải thưởng được trao cho những cá nhân đã thúc đẩy sự phát triển

giống QPM opaque xốp và opaque kết cấu nội nhũ cải tiến đều quan trọng

của loài người bằng việc cải tiến số lượng, chất lượng hoặc tạo thêm nguồn

như nhau. Ở những nước ngô được trồng làm thức ăn cho chăn nuôi thì có thể

lương thực cho thế giới. Tiến sĩ Vasal tập trung vào phương pháp tạo giống

sử dụng ngô nội nhũ cứng hoặc xốp. Còn ở những nước đang phát triển, nơi

truyền thống để tuyển một loạt những gen đặc biệt, loại bỏ ảnh hưởng không

mà ngô được sử dụng chủ yếu làm lương thực cho người, thì dạng ngô đá và

mong muốn của gen opaque-2. Để khẳng định giá trị gia tăng của protein vẫn

răng ngựa cứng được ưa chuộng hơn. Vì vậy nhu cầu về ngô nội nhũ cứng

được duy trì trong quá trình lai tạo và chọn lọc, Villegas và nhóm cộng sự đã

hay xốp phụ thuộc vào mục đích sử dụng (làm lương thực, thức ăn chăn nuôi

tiến hành phân tích hàm lượng axit amin trong protein của khoảng 20.000

hoặc các mục đích công nghiệp) (Vasal, 2001) 94.

mẫu ngô hạt mỗi năm (CIMMYT, 2001) 62.

Với một số lượng lớn vật liệu QPM, CIMMYT tạo ra hàng trăm giống

Về chất lượng protein, đã phân tích các enzime trong việc tạo giống ngô

thí nghiệm tổng hợp bằng cách tái tổ hợp 10 gia đình tốt nhất được chọn lọc

QPM ở Trung Quốc, Ấn Độ và Zimbabwe cho thấy các giống lai QPM có

trên cơ sở thí nghiệm quốc tế thử nghiệm đời con cháu. Bắt đầu từ năm 1985,

hàm lượng lysine và triptophan cao hơn các giống ngô thường làm đối chứng

sự phát triển giống lai QPM đã được chú trọng và đã tạo ra được các giống

từ 70 - 100%. Vài giống ngô lai mới có chứa protein cao đến 13,5% và

tổng hợp, dòng tự thụ và giống lai. Đa số các nguồn nguyên liệu này đã được

tryptophan cao đến 4,5%. Qua vài năm thử nghiệm trên đồng ruộng cho thấy

đánh giá trong các thí nghiệm giống thí nghiệm chuẩn (EVT) hoặc thí nghiệm

sự lẫn phấn từ ngô thường sang ngô QPM là không đáng kể, chỉ ở những hàng

giống lai. Gần đây, những dòng tự thụ QPM có kí hiệu từ CML140 đến

biên của cánh đồng QPM trồng cạnh cánh đồng ngô thường chỉ bị giảm 10%.

CML194 đã được công bố và có sự thích ứng cả ở vùng nhiệt đới lẫn cận

Còn ở giữa ruộng QPM thì chất lượng protein giảm rất ít hoặc không bị giảm.

nhiệt đới. Trong những năm gần đây việc thử nghiệm những giống ngô QPM

Do vậy, khi chọn hạt giống để gieo những vụ sau thì nên chọn những ô giữa

đã được tăng cường và kết quả là đã xác định được những giống tốt nhất cho

cánh đồng (CIMMYT, 2001) 62.

một số nước đang phát triển.

Những giống QPM cả thụ phấn tự do lẫn giống lai đều có thể tạo ra cho

Hoạt động phát triển QPM đã và đang được chú trọng, quan tâm với

sản xuất thương mại trên đồng ruộng của nông dân. Sự chọn lựa các giống thụ

mức độ tăng dần ở nhiều nước trong những năm gần đây. Thành tích có thể

phấn tự do hoặc giống lai thay đổi từ nước này sang nước khác phụ thuộc một

chấp nhận được của các nguồn nguyên liệu QPM với chất lượng protein như

số yếu tố bao gồm sức mạnh của chương trình quốc gia, lực lượng con người

là một phần thưởng thúc đẩy các chương trình quốc gia thay thế ngô thường

được đào tạo và hạ tầng cơ sở của việc sản xuất hạt giống của cả tư nhân lẫn

trong nhu cầu lương thực cho con người và làm thức ăn cho chăn nuôi ở Mỹ

Nhà nước. Nhìn chung các giống lai thông dụng hơn ở các nước phát triển. Ở

và các nước sản xuất ngô khác để giảm giá thành protein động vật. Sự khích

những nước đang phát triển, gieo trồng cả giống lai lẫn giống thụ phấn tự do;

lệ sản xuất thương mại và sử dụng QPM nên được ưu tiên; ít nhất là những

riêng một số nước như Argentina, Brazil, El Salvadol, Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ,

nước mà QPM đã cho kết quả tốt (Vasal, 2001) 94.

Thái Lan, Trung Quốc và Zimbabwe hầu hết trồng giống lai. Vấn đề trồng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



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




27

28

Một số giống ngô QPM mới được đưa vào sản xuất ở châu Phi những

với ngô lai thường nhưng hàm lượng protein cao hơn ngô thường. Hàm lượng

năm gần đây: Lishe-K1, Lishe-H1, Lishe-H2 (2000); BHQP-542 Longe-5

protein là 11,0% (ngô thường 8,5 – 9,0%), trong đó lysine/protein là 4,0%,

(Nalongo) (2001), WSQ104, KH500Q, KH631Q (2005), TAN611 (2007),

triptophan/protein là 0,82% (ngô thường là 2,0% và 0,5%) (Lê Quý Kha, Trần

BHYQP-545, Pool15QPM, NASECO (2008). Một số giống ngô QPM mới

Hồng Uy, 2002) 21. Tháng 4/2004, giống HQ2000 đã được Hội đồng khoa

được đưa vào sản xuất ở các nước châu Á: IPB Var 6 của Philippin năm 2008;

học - Bộ NN&PTNT cho phép công nhận chính thức (Lê Quý Kha và CS,

Jawari Mughazi-08 của Ápganixtan - 2008; 2 OPVs của Indonesia - 2004;

2004) [22]. Vào năm 2004, diện tích sử dụng giống HQ2000 trên toàn quốc

BHM5 của Băngladet - 2007; HQPM-1 (2005), Shaktiman-3, -4 (2006),

đã lên tới hơn 10 ngàn ha. Năm 2003, giống HQ2000 đã tham gia thị trường

HQPM-5 (2007), HQPM-7 & Vivek-9 QPM (2008) của Ấn độ (Pixley, 2008) [80].

xuất khẩu Băngladet và Lào được 30 tấn.

Tại Indonesia, Giống QPM Srikandi Putih-1 cho năng suất 7,91 tấn/ha

Giống ngô HQ2000 đã được triển khai mô hình ở các vùng sinh thái

hay tăng 13,4% so với ngô thường tốt nhất (MS-2) và giống QPM Srikandi

khác nhau trên toàn quốc, thích nghi tốt, cũng như LVN10, đạt năng suất 5 -7

Kuning-1 cho năng suất 7,92 tấn/ha hay tăng 2% so với đối chứng ngô thường

tấn/ha là không khó khăn nếu áp dụng đúng quy trình kỹ thuật. Hạt ngô thịt

Bisma. Ngô trắng và Ngô vàng QPM có hàm lượng lysine 0,36% và 0,459%;

HQ2000 đã được đưa vào sử dụng thử như: Cho người ăn, làm mèn mén ở

hàm lượng tryptophan 0,071% và 0,085% (Yasin và CS, 2007) [101].

Bắc Hà – Lào Cai, chất lượng ngon (được người H'Mông chấp nhận); thử

Hai giống ngô QPM mới của Indonesia là Srikandi Kuning-1 và

nghiệm chăn nuôi lợn sữa xuất khẩu ở HTX Trung Châu – Đan Phượng – Hà

Srikandi Putih-1 có những đặc điểm sau: Giống Srikandi Kuning-1 có hàm

Nội đạt kết quả tốt; thử nghiệm chăn nuôi gà ở Trạm Thử nghiệm thức ăn gia

lượng protein là 10,38%, lysine 0,477%, triptophan 0,093%, năng suất 7,9

súc Thụy Phương – Viện Chăn nuôi; thử nghiệm chăn nuôi gà ở Lạc Thuỷ -

tấn/ha; giống Srikandi Putih-1 có hàm lượng protein là 10,44%, lysine 0,41%,

Hoà Bình; bước đầu thử nghiệm chăn nuôi bò sữa ở Trung tâm Bò sữa và

triptophan 0,087%, năng suất 8,1 tấn/ha. So sánh với giống ngô thường

Đồng cỏ Ba Vì – Hà Tây và HTX Nông nghiệp Phù Đổng – Gia Lâm – Hà

Lamuru thì số liệu tương ứng là 8,49%; 0,278%; 0,064%; 7,6 tấn/ha (Made và

Nội. Các mô hình sử dụng HQ2000 làm lương thực đã được thử nghiệm tại

CS, 2008) [73].

Lào Cai, Hà Giang, Cao Bằng đều cho thấy mèn mén bằng ngô HQ2000 có vị

1.3.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM ở Việt Nam

đậm và ngậy hơn, bột mịn – dễ ăn hơn các loại ngô lai thường khác.

Ở Việt Nam, vào năm 1989, giống ngô QPM nội nhũ cứng Pop63 đã

Trong năm 2001, Viện Nghiên cứu Ngô cũng đã xác định được 2 tổ hợp

được khu vực hoá và một số địa phương đã trồng, tuy nhiên do năng suất

lai QPM mới cho năng suất cao hơn HQ2000 đó là: CML166 x CML168 x

không cao bằng giống thường (VM1) và hạt trắng nên đã không mở rộng được.

CML172 cho năng suất vượt HQ2000 18% và tổ hợp lai CLQ6601 x

Mặc dù còn nhiều khó khăn về tài chính, cơ sở vật chất song xuất phát từ

CML172 vượt HQ2000 11% (Phan Xuân Hào, Vũ Đức Quang, 2002) [15].

những nhu cầu sử dụng và lợi ích của ngô QPM, Viện Nghiên cứu Ngô đã

Hiện nay, Viện đang gửi các giống ngô QPM đi khảo nghiệm quốc gia để

nhập nội một số nguyên liệu QPM (1998) và hợp tác với CIMMYT lai tạo

đánh giá khả năng thích ứng, sinh trưởng phát triển, chống chịu, năng suất và

thành công giống lai đơn, đặt tên là HQ2000, có năng suất cao tương đương

chất lượng của các giống ngô QPM ở nhiều địa phương, nhiều vùng trong cả nước.

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

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

29

30

Từ năm 2001 - 2005, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên phối hợp
với Viện Nghiên cứu Ngô đã tiến hành khảo nghiệm một số giống ngô chất

triển từ hai dòng ngô thuần thường (TCH1 và DF7) có năng suất và khả năng
kết hợp chung cao (Chau Ngoc Ly và CS, 2008) [61].

lượng protein cao và thu được kết quả như sau: Thí nghiệm ở vụ Xuân và vụ

Ba mươi tám dòng QPM mới phát triển, 6 dòng QPM từ CYMMYT và 1

Thu Đông 2002 cho kết quả hai giống QP2 và QP3 khá đồng đều và ổn định

dòng ngô thường (đối chứng) được đánh giá năng suất và đặc điểm nông sinh

qua hai vụ, có thời gian sinh trưởng ngắn, có khả năng chống chịu sâu bệnh

học vụ Xuân 2008 tại Đan Phượng - Hà Nội. Thông qua đánh giá và áp dụng

tốt, có năng suất thực thu tương đương với hai giống đối chứng (Q2 và

chỉ số chọn lọc (SI), 6 dòng QPM thể đơn bội kép: V62, V64, V66, V68, V72

HQ2000). Đặc biệt, hai giống này có hàm lượng protein đạt 11,1 và 11,4%

và C141 (SI = 14,34 - 17,52), 7 dòng QPM chuyển đổi theo phương pháp

tương đương HQ2000 (11,3%) và cao hơn hẳn Q2 (8,2%); hàm lượng

truyền thống: Q1, Q5, Q11, Q16, Q18, Q21, KQ1 (SI = 15,0 - 17,85),

lysine/protein đạt 4,1 và 4,3% cao hơn hẳn hai đối chứng (2,6 và 3,9%) (Phan

CML161 và CML161/422 đã được chọn. Những dòng này có khả năng chống

Xuân Hào, Trần Trung Kiên, 2004) [16].

chịu tốt với bệnh thối bắp (8,3 - 33,7%), lá xanh bền, trạng thái cây và bắp tốt

So sánh 6 giống ngô TPTD QPM với đối chứng HQ2000 vụ Xuân 2005
tại Tuyên Quang cho kết quả giống QP4 có thời gian sinh trưởng trung bình,
thấp cây, cho năng suất cao nhất (đạt 39,22 tạ/ha) nhưng thấp hơn đối chứng
(57,29 tạ/ha) (Dương Văn Sơn, 2007) [37].
Trong số 60 dòng QPM đánh giá ở vụ Thu Đông 2007 tại Đan Phượng Hà Nội chọn ra được 10 dòng (D3, D6, D8, D21, D22, D24, D42, D58 và
D59) có năng suất khá cao (23,37 - 45 tạ/ha), chống đổ, ít nhiễm bệnh ở thân
và bắp, trong đó 3 dòng đạt năng suất vượt đối chứng 2 (32,3 tạ/ha) là D2
(38,6 tạ/ha), D24 (37,6 tạ/ha), D31 (44,7 tạ/ha) (Châu Ngọc Lý và CS, 2008) [25].
90 dòng thuần QPM được phát triển từ 8 dòng ngô thường (C2, C4,

(điểm 2 - 3), năng suất từ 25,48 - 46,89 tạ/ha. Những dòng này tạo ra nhiều
giống lai nhiều triển vọng (Chau Ngoc Ly và CS, 2008) [61].
Trong điều kiện Việt Nam, chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng ngô
QPM và chọn tạo được nhiều giống ngô QPM phục vụ sản xuất. Chương trình
tạo giống và triển khai ngô QPM sẽ phát triển nhanh chóng và có hiệu quả ở
Việt Nam, vì nó là xu hướng tất yếu của khoa học công nghệ thế kỷ XXI, vì

nó có lợi cho dân và hợp lòng dân.
1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và chất lượng protein ở ngô
Tổng hợp protein liên quan chặt chẽ với việc thu nhận và tích lũy N

C135, C154, C164, C172, T2, T5) và 4 giống lai thường (SC1614, SC18161,

trong cây ngô, hai quá trình này không cùng tốc độ như nhau trong quá trình

SC7114, C919) và HQ2000 (giống lai QPM) có khả năng kết hợp chung cao

sinh trưởng phát triển của cây ngô. Tốc độ tổng hợp protein cao nhất trong

đã lai với phôi và cây trồng tái tạo phản ứng dây chuyền dòng AC24 và

cây ngô ở giai đoạn đầu cho đến khi ngô được 6 lá, protein trong mô ở giai

CML161 (QPM). Sau 4 vụ chọn lọc, sử dụng SSR primers phi057 và phi112

đoạn này đạt 24 – 25% trong tổng số chất khô. Giai đoạn tiếp theo hình thành

phát hiện ra 30 dòng thuần có gen o2o2. Bằng phương pháp chuyển đổi

mạnh nhất sinh khối chung thì hàm lượng protein giảm nhanh (còn 12%).

backerossing truyền thống với dòng CML161 và CML165 (QPM) cùng với

Giai đoạn trỗ cờ phun râu đến cuối giai đoạn sinh trưởng của cây ngô thì hàm

sự chọn lọc dưới đèn huỳnh quang, 8 dòng ngô thuần QPM mới được phát

lượng protein gần như ở mức ổn định trong khoảng 5 – 7%. Trong hạt ngô
cũng biến động tương tự như các cơ quan sinh dưỡng khác, ở giai đoạn đầu

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



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




31

32

protein 15 – 18%. Cùng với sự phát triển của hạt tăng tích lũy cacbonhydrat

- Yếu tố kỹ thuật canh tác:

thì hàm lượng protein ở giai đoạn chín hoàn toàn hạ xuống còn 8 – 9%, trong

+ Tưới nước: Tác động bằng tưới nhân tạo cung cấp nước tối ưu làm

một số giống lai còn thấp hơn (Tomov, 1984) [90].

tăng năng suất nhưng làm giảm protein trong hạt. Các nghiên cứu chỉ ra rằng

Hàm lượng protein cũng như các thành phần axit amin bị thay đổi bởi

hàm lượng protein giảm trong điều kiện có tưới mạnh hơn trong điều kiện đất

những tác động của các yếu tố di truyền, môi trường canh tác. Thường những

xấu, không đảm bảo dinh dưỡng cho cây ngô. Trong trường hợp đủ nước

thay đổi về lượng protein thì cũng thay đổi thành phần axit amin. Tác động

nhưng thiếu đạm hay dinh dưỡng nói chung thì năng suất chung có thể tăng

mạnh nhất đến hàm lượng và chất lượng ptotein của ngô là những yếu tố di

nhưng lại giảm hàm lượng protein (dẫn theo Tomov, 1984) [90].

truyền (giống), tiếp đến là yếu tố môi trường gồm khí hậu (ẩm độ, nhiệt, ánh

Trong điều kiện có tưới, hàm lượng protein trong mô giảm đồng thời

sáng) và kỹ thuật nông học (phân bón, tưới nước, mật độ). Trong nhiều

giảm hàm lượng zein (thành phần chứa ít lysine) và tăng tương đối hàm lượng

trường hợp, môi trường tương quan với giống ảnh hưởng đến hàm lượng và

albumin, globumin và glutein (có chứa nhiều lysine và triptophan). Với kết

chất lượng protein. Vì vậy, về mặt tổng hợp protein cần thiết ngô được trồng

quả đó, chất lượng protein được cải thiện. Như vậy, trong điều kiện mưa

trong điều kiện tối ưu về giống và kỹ thuật canh tác (Tomov, 1984) [90].

nhiều hoặc có tưới đầy đủ thì hàm lượng protein có thể giảm nhưng làm tăng

- Yếu tố di truyền (giống): Nhiều nghiên cứu cho thấy đồng thời với

chất lượng protein (Mertz, 1964) [76].

việc tăng hàm lượng protein thì năng suất giảm. Giống lai có năng suất cao thì

+ Mật độ: Mật độ tác động đến chất lượng protein tương tự như tưới

hàm lượng protein thấp, giảm từ 9 - 10% còn 7 - 8% so với giống gốc ban

nước, tăng mật độ làm giảm hàm lượng protein, đồng thời giảm zein và tăng

đầu. Lý do là trong các giống lai tốc độ tích luỹ cacbonhydrat nhanh hơn tích

hàm lượng albumin, globumin và glutein, tức là tăng chất lượng protein

luỹ protein. Từ đó nảy sinh ra vấn đề khó khăn, khi đưa được những giống lai

(Mertz, 1969) [75].

năng suất cao thì cũng khó nâng cao được hàm lượng lysine và triptophan,
ngay cả khi Mezt phát hiện ra gen opaque (Zuber và CS, 1980) [102].

+ Phân bón: Phân N ảnh hưởng lớn nhất đến tích lũy protein trong ngô.
Cùng với việc tăng liều lượng phân bón, đặc biệt là phân N thì sẽ giảm tỷ suất

- Yếu tố khí hậu: Ảnh hưởng cúa các giống lai khác nhau đến thay đổi

năng suất ngô trên đơn vị phân N nhưng làm tăng khối lượng protein trong hạt

hàm lượng protein phụ thuộc vào tổng lượng mưa. Những năm ít mưa thì hàm

cũng như trong tổng sinh khối nói chung, dẫn đến tăng nồng độ protein trong

lượng protein cao hơn. Yếu tố nước là tác động nghịch, cùng với tăng lượng

các mô của cây và đảm bảo tăng năng suất protein trên đơn vị diện tích gieo

mưa thì hàm lượng protein giảm. Yếu tố nhiệt độ là tác động thuận, tăng tổng

trồng (Tomov, 1984) [90].

tích ôn hữu hiệu thì hàm lượng protein tăng. Như vậy, hàm lượng protein thay

Bón N tăng làm tăng sản lượng protein, nhưng chủ yếu là tăng zein. Với

đổi khác nhau ở những điều kiện khí hậu khác nhau, protein tăng ở vùng phía

liều lượng phân bón trung bình thì không thay đổi đáng kể hàm lượng zein và

Nam, giảm ở vùng phía Bắc do lạnh hơn (Zuber và CS, 1980) [102].

vẫn đảm bảo tăng chất lượng protein. Khi bón không cân đối các loại phân,

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

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