Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai triển vọng tại huyện bắc sơn, tỉnh lạng sơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.44 MB, 134 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
VI ĐÌNH THIỆN
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI
TRIỂN VỌNG TẠI HUYỆN BẮC SƠN,
TỈNH LẠNG SƠN
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 60.62.01.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC CÂY TRỒNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Thị Nguyên
CHỮ KÝ PHÒNG ĐÀO TẠO
CHỮ KÝ KHOA CHUYÊN MÔN
CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Thái Nguyên - 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong một công
trình nào khác.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả
Vi Đình Thiện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
ii
LỜI CẢM ƠN
Bằng tình cảm và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:
- Phòng Đào tạo, Khoa Nông học Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên,
các thầy cô giáo đã tham gia quản lý, công tác, giảng dạy, các cán bộ Viện nghiên
cứu ngô đã cung cấp vật liệu nghiên cứu, hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu
học tập khóa học Thạc sĩ K21 tại trường.
- TS. Dương Thị Nguyên, giảng viên Khoa Nông học - Trường Đại học
Nông lâm Thái nguyên, người đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo tận tình, giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài và hoàn
thành luận văn.
- Huyện ủy, Ủy ban nhân dân huyện Bắc Sơn đã tạo điều kiện cho tôi được
tham gia khóa học để nâng cao trình độ chuyên môn. Cảm ơn chính quyền địa
phương nơi thực hiện đề tài, các cơ quan chuyên môn của huyện Bắc Sơn đã tạo
điều kiện cung cấp thông tin, số liệu và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài
nghiên cứu.
- Bạn bè đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã động viên,
khích lệ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được tham gia học tập, nghiên cứu và
hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả
Vi Đình Thiện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iii
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1
2. Mục đích yêu cầu của đề tài................................................................................. 2
2.1. Mục đích .......................................................................................................... 2
2.2. Yêu cầu ............................................................................................................ 3
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................. 3
3.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................. 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................ 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU....................................................................... 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 4
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên Thế giới và Việt Nam ............................................ 4
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ............................................................... 4
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ............................................................... 9
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở tỉnh Lạng Sơn ....................................................... 10
1.3. Tình hình nghiên cứu về giống ngô trên thế giới và Việt Nam ........................ 13
1.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới ............................... 13
1.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô tại Việt Nam .............................. 16
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 24
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................................. 24
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 24
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 24
2.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu .................................................... 24
2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu............................................................. 25
2.3.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 25
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 25
2.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 30
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 31
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
iv
3.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai triển vọng
trong vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn ............ 31
3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng và phát dục chính của các tổ hợp
lai trong thí nghiệm.............................................................................................. 31
3.1.2. Một số đặc điểm hình thái, sinh lý của các tổ hợp lai thí nghiệm .................. 37
3.1.3. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ che kín bắp của các tổ hợp lai thí nghiệm 43
3.2. Khả năng chống chịu của các tổ hợp lai thí nghiệm ........................................ 46
3.2.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các tổ hợp lai trong thí nghiệm .............. 47
3.2.2. Đánh giá khả năng chống đổ của các tổ hợp lai thí nghiệm .......................... 53
3.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai thí nghiệm ..... 55
3.3.1. Số bắp trên cây ............................................................................................ 57
3.3.2. Chiều dài bắp ............................................................................................... 57
3.3.3. Đường kính bắp ........................................................................................... 58
3.3.4. Số hàng hạt trên bắp .................................................................................... 58
3.3.5. Số hạt trên hàng ........................................................................................... 59
3.3.6. Khối lượng 1000 hạt .................................................................................... 60
3.3.7. Năng suất thực thu (NSTT) .......................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 63
1. Kết luận ............................................................................................................. 63
2. Đề nghị .............................................................................................................. 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 64
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
v
NHỮNG CỤM TỪ, CHỮ VIẾT TẮT
CV:
Hệ số biến động
CCC:
Chiều cao cây
CCĐB:
Chiều cao đóng bắp
CIMMYT:
Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế
CT:
Công thức
Đ/c:
Đối chứng
ĐK:
Đường kính
FAO:
Tổ chức nông lương thế giới
KL1000 hạt:
Khối lượng 1000 hạt
LAI:
Chỉ số diện tích lá
LSD0,05:
Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,5
NS:
Năng suất
NSTT:
Năng suất thực thu
NXB:
Nhà xuất bản
QCVN:
Quy chuẩn Việt Nam
TB:
Trung bình
TGST:
Thời gian sinh trưởng
TT:
Trạng thái
THL:
Tổ hợp lai
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vi
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2004 - 2013............................... 6
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô của các châu lục và thế giới năm 2013 ........................ 7
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nước tiêu biểu
trên thế giới năm 2013 ...................................................................................................... 8
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2004 - 2013 .............................. 9
Bảng 1.5. Tình hình sản xuất ngô tại Lạng Sơn năm 2006 - 2013 .................................. 11
Bảng 1.6. Tình hình sản xuất ngô tại huyện Bắc Sơn,
tỉnh Lạng Sơn 2006 - 2014 ............................................................................................. 12
Bảng 2.1. Tên và nguồn gốc của các tổ hợp ngô lai........................................................ 24
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn ................ 32
Bảng 3.2. Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn ................ 37
Bảng 3.3. Số lá trên cây, chỉ số diện tích lá của các tổ hợp lai thí nghiệm
vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn............................. 40
Bảng 3.4. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các tổ hợp lai thí nghiệm
vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn............................. 44
Bảng 3.5. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai thí nghiệm
vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn............................. 47
Bảng 3.6. Khả năng chống đổ của các tổ hợp lai thí nghiệm
vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn............................. 54
Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn tỉnh Lạng Sơn................. 56
Bảng 3.8. Năng suất thực thu của các tổ hợp lai
thí nghiệm vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại tỉnh Lạng Sơn..................................... 61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây ngũ cốc quan trọng cung cấp
lương thực cho loài người, đứng thứ ba sau lúa mì và lúa gạo. Là cây lương thực,
góp phần nuôi sống gần 1/3 dân số trên toàn thế giới, trong đó các nước ở Trung
Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi ngô được sử dụng làm lương thực chính. Trên thế giới
sản lượng ngô làm lương thực chiếm 17%, trong đó ở các nước đang phát triển sản
lượng chiếm 30%, các nước phát triển chiếm 4% (Ngô Hữu Tình, 2003) [16]. Do có
tính đa dạng sinh học và khả năng thích ứng cao, hiệu suất quang hợp lớn và có
tiềm năng năng suất cao nên ngô là cây trồng được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia
trên thế giới. Ngoài việc sử dụng ngô làm lương thực cho người và thức ăn cho chăn
nuôi, ngô còn là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến, làm hàng
hóa xuất khẩu.
Tại một số nước phát triển trên thế giới còn dùng ngô để chế biến nhiên liệu
sinh học (ethanol) thay thế một phần nguồn năng lượng không tái tạo trên trái đất.
Ngoài việc sử dụng làm lương thực, thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu cho các
ngành công nghiệp chế biến, ngô còn được dùng làm thực phẩm, hiện nay nghề
trồng ngô rau ngày càng được phát triển ở nhiều nước như: Thái Lan, Đài Loan…
Do có vai trò quan trọng trong nền kinh tế nên sản xuất ngô trên thế giới phát triển
mạnh cả về diện tích, năng suất và sản lượng.
Sản xuất ngô trên thế giới có sự phát triển mạnh, vượt bậc vào đầu thế kỷ XX
là nhờ có việc áp dụng các thành quả nghiên cứu chọn tạo giống, đặc biệt các nhà
khoa học đã ứng dụng ưu thế lai để lai tạo ra các giống ngô lai có năng suất cao, khả
năng chống chịu tốt tạo ra bước nhảy vọt về năng suất và sản lượng, đáp ứng được
nhu cầu lương thực ngày càng tăng trên thế giới. Năm 2013, diện tích ngô trên thế
giới là 184,2 triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha, sản lượng 1.016,7 triệu tấn; so với năm
2010 diện tăng 13,5%, sản lượng tăng 23,6% (FAOSTAT, 2015) [29].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực chính đứng hàng thứ hai sau lúa đem lại
năng suất cao và ổn định. Diện tích gieo trồng, năng suất và sản lượng ngô cũng
tăng mạnh từ hơn 912,7 nghìn ha, với năng suất 34,4 tạ/ha, sản lượng 3.136,3 (năm
2003), đến năm 2013 diện tích ngô cả nước đã đạt 1.172,6 nghìn ha, năng suất 44,3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2
tạ/ha và sản lượng đạt 5.193,5 tấn (FAO, 2003). Với đặc tính thích ứng cao, sống
được trong nhiều vùng sinh thái, kể cả trong điều kiện đất đai nghèo dinh dưỡng,
khí hậu khắc nghiệt và trình độ canh tác hạn chế, cây ngô thích hợp với điều kiện
canh tác trên đất dốc và các vùng đồi núi, vùng sâu vùng xa của nước ta hiện nay,
đặc biệt tại một số địa phương miền núi vùng sâu, vùng xa của các tỉnh Lai Châu,
Sơn La, Thanh Hóa, Quảng Nam, Lâm Đồng…
Hiện nay, năng suất ngô của Việt Nam còn thấp so với trung bình của thế
giới và một số quốc gia. Theo số liệu thống kê của Tổ chức nông lương thế giới
(FAO, 2013), năm 2013 năng suất ngô của Việt Nam bằng 80,3% năng suất trung
bình của thế giới, bằng 71,7% năng suất trung bình của Trung Quốc và bằng 44,4%
năng suất trung bình của Mỹ. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến thực trạng trên nhưng
trong đó, một nguyên nhân rất quan trọng đó là trong sản xuất chưa có bộ giống tốt,
các biện pháp kỹ thuật áp dụng trên đồng ruộng chưa khoa học, hợp lý, việc sản
xuất ngô chủ yếu được trồng tại các khu vực có điều kiện khó khăn, trình độ canh
tác của người dân bị chi phối bởi tập quán canh tác lạc hậu, việc ứng dụng tiến bộ
khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả sản xuất
ngô ở Việt Nam cần thay đổi cơ cấu giống và tăng cường ứng dụng các tiến bộ khoa
học kỹ thuật vào sản xuất, trong đó giống là yếu tố quan trọng tạo nên năng suất và
chất lượng của cây trồng. Với những thành tựu nghiên cứu chọn tạo giống, các nhà
khoa học nước ta đã chọn tạo ra rất nhiều giống ngô có ưu điểm như: Năng suất cao,
chất lượng tốt, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận. Tuy nhiên, giống chỉ phát huy
được hết mọi tiềm năng khi được trồng trong điều kiện sinh thái thích hợp. Vì vậy,
trước khi đưa ra sản xuất cần được đánh giá tính thích nghi, ổn định về năng suất.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài:
“Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai triển vọng
tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn”.
2. Mục đích yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Xác định được tổ hợp ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, có tiềm
năng năng suất cao, chống chịu tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái của huyện Bắc
Sơn, tỉnh Lạng Sơn, góp phần bổ sung thêm vào tập đoàn giống ngô lai, chuyển đổi
cơ cấu cây trồng của địa phương.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3
2.2. Yêu cầu
- Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai trong
điều kiện vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn.
- Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh lý; đặc tính chống chịu (chống chịu
sâu bệnh, chống đổ gẫy...).
- Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp lai
tham gia thí nghiệm.
- So sánh và sơ bộ kết luận về khả năng thích ứng của các tổ hợp lai. Chọn được
tổ hợp lai tốt có triển vọng để đưa ra sản xuất trên diện rộng tại địa phương.
3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đối với học tập: Giúp học viên củng cố kiến thức, có điều kiện tiếp cận
phương pháp nghiên cứu khoa học, áp dụng được những kiến thức lý thuyết vào
thực tiễn sản xuất.
- Đối với công tác nghiên cứu khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài cung
cấp những thông tin về khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, đặc
biệt cung cấp những thông tin về các đặc trưng, đặc tính của các tổ hợp lai tham gia
thí nghiệm trong điều kiện vụ Xuân và vụ Hè Thu năm 2014 tại huyện Bắc Sơn,
tỉnh Lạng Sơn; xác định được các tổ hợp lai có khả năng sinh trưởng phát triển tốt,
cho năng suất cao, khắc phục được tình trạng suy giảm năng suất do diễn biến thời
tiết bất lợi cho sản xuất, nhất là hạn hán. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài,
các nhà quản lý, cán bộ kỹ thuật có cơ sở khoa học để xây dựng cơ cấu giống ngô
mới có hiệu quả kinh tế cao hơn, định hướng quy hoạch phát triển và chỉ đạo sản
xuất ngô trên địa bàn.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Lựa chọn được tổ hợp ngô lai tốt, có năng suất cao, khả năng sinh trưởng, phát
triển và chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng nhằm phát triển sản
xuất ngô ở huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn, góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng, khai
thác hiệu quả quỹ đất sản xuất nông nghiệp, góp phần xoá đói, giảm nghèo tăng thu
nhập cho nông dân, tạo sản phẩm hàng hoá đáp ứng nhu cầu của thị trường.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
4
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Ngô là cây thuộc họ hòa thảo, có chu trình quang hợp C4, là cây có tiềm năng
năng suất cao không một cây ngũ cốc nào có thể sánh kịp. Để đáp ứng được yêu cầu
đó chúng ta cần các giống mới ưu việt hơn thay thế dần các giống cũ. Đặc biệt ở các
tỉnh trung du, miền núi với điều kiện tự nhiên khí hậu khắc nghiệt, điều kiện kinh tế
khó khăn, trình độ thâm canh thấp. Vì vậy, rất cần các giống có năng suất cao, khả
năng chống chịu tốt, nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất nông
nghiệp, góp phần nâng cao thu nhập, đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người
sản xuất.
Với những thành tựu nghiên cứu đạt được trong những năm gần đây của các
nhà khoa học trong nước, chúng ta đã tạo ra nhiều giống ngô lai năng suất cao, chất
lượng phù hợp với các vùng sinh thái. Các giống ngô lai của Việt Nam có khả năng
chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận tốt hơn và giá thành rẻ hơn so với các
giống được sản xuất bởi các công ty nước ngoài. Tuy có khả năng thích nghi rộng
nhưng muốn đưa vào sản xuất ở một vùng nào đó chúng ta đều phải tiến hành khảo
nghiệm, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng thích nghi của giống
với điều kiện sinh thái của vùng để tránh rủi ro trong sản xuất là rất cần thiết.
Với mục đích chọn được giống ngô lai mới để bổ sung vào cơ cấu giống của
tỉnh Lạng Sơn, chúng tôi đã tiến hành đề tài này. Việc đánh giá các đặc tính sinh
học, tiềm năng năng suất, khả năng chống chịu… của giống mới sẽ là cơ sở khoa
học xác định được giống phù hợp với điều kiện tự nhiên của tỉnh Lạng Sơn.
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên Thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào
sánh kịp cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai; là cây
lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Do có nền di truyền rộng và thích
ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau nên cây ngô được trồng hầu hết ở các nước
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
5
trên thế giới. Năm 2004 diện tích trồng ngô trên thế giới là 147,47 triệu ha, năng
suất 49,45 tạ/ha, sản lượng 729,21 triệu tấn; đến năm 2013 diện tích trồng ngô trên
thế giới lên đến 184,24 triệu ha tăng hơn 36 triệu ha, năng suất đạt 55,17 tạ/ha tăng
lên hơn 5 tạ/ha, sản lượng đạt 1.016,43 triệu tấn tăng 287,22 triệu tấn so với năm
2004 (FAOSTAT, 2015) [29] điều này càng khẳng định rõ thêm vai trò và vị trí
quan trọng của cây ngô trong nền kinh tế toàn cầu.
Hạt ngô có thành phần dinh dưỡng phong phú gồm protein, vitamin, khoáng
chất, chất xơ, chất béo và giàu năng lượng… vì thế ngô được sử dụng rất phổ biến
để làm thực phẩm, thức ăn gia súc, các ngành công nghiệp. Ngô được sử dụng vào
nhiều mục đích như: Làm lương thực, thực phẩm, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên
liệu cho các ngành công nghiệp chế biến... Hiện nay, ngô còn là nguồn nguyên liệu
quan trọng trong sản xuất năng lượng sinh học (ethanol), đây là giải pháp cho sự
thiếu hụt năng lượng trong tương lai. Ở Mỹ, trên 90% ethanol được sản xuất từ ngô
với hơn 2.680 nhà máy; Trung quốc đang tập trung đầu tư xây dựng nhiều cơ sở
nghiên cứu nguồn năng lượng sinh học này với mục tiêu sản xuất ethanol nhiêu liệu
nhằm giải quyết sự thiếu hụt năng lượng trong tương lai. Để cung cấp nguyên liệu
cho sản xuất ethanol, các nhà khoa học thuộc Đại học Bang Mychigan (Mỹ) đã tạo
ra một số giống ngô mới chuyên sản xuất ethanol, giống ngô mới này cho phép tạo
ra sản phẩm ethanol hiệu quả hơn, mang lại nhiều lợi nhuận hơn. Ngô là cây điển
hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vực di truyền học, chọn
giống, công nghệ sinh học, cơ giới hóa, điện khí hóa và tin học hóa... vào công tác
nghiên cứu và sản xuất do vậy diện tích, năng suất ngô liên tục tăng trong những
năm gần đây.
Diện tích ngô trên toàn thế giới 147,47 triệu ha (năm 2004), sau 4 năm con
số này đã tăng hơn 13,5 triệu ha lên 161,01 triệu ha. Năm 2009 diện tích giảm
xuống trên 4 triệu ha còn 156,93 triệu ha. Đến năm 2013 so với năm 2004 thì diện
tích trồng ngô trên thế giới tăng hơn 36 triệu ha lên 184,24 triệu ha.
Năng suất năm 2004 là 49,45 tạ/ha đến năm 2013 là 55,17 tạ/ha tăng lên hơn
5 tạ/ha. So sánh giữa sản lượng và diện tích ta thấy từ năm 2004 đến năm 2013 diện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
6
tích tăng hơn 36 triệu ha, sản lượng tăng hơn 287 triệu tấn. Năm 2013, diện tích,
năng suất và sản lượng ngô trên thế giới đều tăng so với năm 2012 khi đạt 184,24
triệu ha và 1016,43 triệu tấn. Chính từ điều này mà khẳng định thêm vai trò và vị trí
của cây ngô. Trên thế giới vẫn còn nhiều quốc gia, châu lục quan tâm đến cây ngô.
Có được kết quả trên, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai
trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh
tác. Đặc biệt, từ năm 1996 đến nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo
giống ngô lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì
việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng
ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước. Theo số liệu của CIMMYT (Trung
tâm cải tiến Lúa mạch và Ngô Quốc tế) mức tăng trưởng bình quân hàng năm
của cây ngô trên thế giới về mặt diện tích là 0,7%, năng suất là 2,4% và sản
lượng là 3,1%.
Bảng 1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2004 - 2013
Chỉ tiêu
Diện tích
Năng suất
Sản lượng
(triệu ha)
(tạ/ha)
(triệu tấn)
2004
147,47
49,45
729,21
2005
147,44
48,42
713,91
2006
148,61
47,53
706,31
2007
158,60
49,63
788,11
2008
161,01
51,09
822,71
2009
156,93
50,04
790,18
2010
162,32
51,55
820,62
2011
170,39
51,84
883,46
2012
177,39
49,16
872,06
2013
184,2
55,17
1.016,7
Năm
(Nguồn: FAOSTAT, 2015) [29].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
7
Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô của các châu lục và thế giới năm 2013
Diện tích (triệu ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lượng (triệu tấn)
Châu Á
59,3
51,2
304,3
Châu Mỹ
70,7
73,9
522,6
Châu Âu
19,0
61,9
117,4
Châu Phi
35,0
20,4
71,6
Khu vực
(Nguồn: FAOSTAT, 2015)[29]
Qua bảng 1.2 cho thấy, Châu Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngô lớn nhất
thế giới với 70,7 triệu ha, đồng thời đây cũng là châu lục có năng suất và sản lượng
ngô cao nhất. Năm 2013 năng suất ngô đạt 73,9 tạ/ha, năng suất bình quân của thế
giới chỉ bằng 74,73% năng suất của châu lục này. Sản lượng đạt 522,6 triệu tấn chiếm
hơn 51% sản lượng ngô toàn thế giới. Sau Châu Mỹ là Châu Á có diện tích trồng ngô
lớn thứ 2 với 59,3 triệu ha, nhưng năng suất của khu vực này chỉ đạt 51,2 tạ/ha, thấp
hơn so với năng suất trung bình của thế giới, sản lượng của Châu Á cũng đứng thứ 2
sau Châu Mỹ. Châu Âu đứng thứ 2 trên thế giới về năng suất đạt 61,9 tạ/ha nhưng
đây lại là khu vực có diện tích trồng ngô thấp nhất (chỉ 19,0 triệu ha), Châu Phi có
diện tích đứng thứ 3 trên thế giới nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 35,0 tạ/ha
thấp hơn gần 3 lần so với năng suất bình quân của thế giới, do đó sản lượng ngô của
khu vực này cũng thấp nhất. Nguyên nhân của sự phát triển không đồng đều giữa các
châu lục trên thế giới là do sự khác nhau rất lớn về trình độ khoa học kỹ thuật, điều
kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế, chính trị... Ở châu Mỹ có trình độ khoa học phát triển
cao trong khi Châu Phi nền kinh tế kém phát triển cộng thêm tình hình chính trị
không ổn định đã làm cho sản xuất nông nghiệp ở khu vực này tụt hậu so với nhiều
khu vực trên thế giới.
Trong công tác cải tạo giống trên cơ sở ưu thế lai, ngô lai là một thành công
kỳ diệu của nhân loại. Nhờ sử dụng giống ngô lai và kỹ thuật trồng trọt tiên tiến mà
năng suất ngô trên thế giới đã tăng 1,07 lần trong vòng 03 năm (2011-2013) nhất là
các nước có điều kiện thâm canh như Mỹ, Trung Quốc, Brazil. Trong sản xuất ngô
việc sử dụng giống tiến bộ và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
8
trồng trọt ở các châu lục, các quốc gia có sự khác nhau kèm theo điều kiện tự nhiên
khắc nghiệt đã tạo ra sự chênh lệch lớn về diện tích, năng suất và sản lượng giữa
các châu lục và giữa các quốc gia khác nhau, thể hiện qua bảng 1.3.
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nước tiêu biểu
trên thế giới năm 2013
Diện tích (triệu ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lượng (triệu tấn)
Mỹ
35,5
99,7
353,7
Trung Quốc
35,2
61,8
217,7
Brazil
15,3
52,6
80,5
Isarel
0,033
256
0,11
Đức
0,50
88,2
4,38
Nước
(Nguồn: FAOSTAT, năm 2015) [29]
Qua bảng 1.3 cho thấy, Mỹ là một nước sản xuất ngô lớn nhất thế giới, theo
(Rinke.E, 1979) [33] việc sử dụng các giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930.
Hiện nay, 100% diện tích ngô của Mỹ được trồng các giống ngô lai, trong đó hơn
90% là giống ngô lai đơn (Ngô Hữu Tình, 2009) [17]. Nhiều thí nghiệm ở Mỹ về
các giống ngô lai đơn đã cho năng suất đạt 250 tạ/ha/vụ, mức độ tăng năng suất ngô
ở Mỹ trong giai đoạn 1930-1986 là 103 kg/ha/năm, trong đó sự đóng góp cải tiến di
truyền là 63 kg/ha/năm. Trong thời gian gần đây, phần lớn các nước phát triển năng
suất ngô tăng không đáng kể thì năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến. Mỹ là nước
có diện tích và sản lượng ngô lớn nhất thế giới với diện tích 35,5 triệu ha, sản lượng
đạt 353,7 triệu tấn chiếm 34,8% sản lượng ngô thế giới, kết quả đó có được là nhờ
ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất. Theo Minh Tang Chang và cộng sự
(Minh Tang Chang et al, 2005) [32] cho biết ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô được sử
dụng được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% bằng công nghệ sinh học.
Trung Quốc là nước có diện tích trồng ngô lớn thứ 2 trên thế giới với 35,2
triệu ha đạt sản lượng 217,8 triệu tấn chiếm 25% tổng sản lượng ngô của thế giới.
Mặc dù có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, diện tích trồng ngô nhỏ (0,033 triệu ha)
nhưng với trình độ khoa học cao, đầu tư lớn nên Isarel có năng suất ngô cao nhất
thế giới đạt 256 tạ/ha cao hơn gấp 5,2 lần so với bình quân năng suất ngô thế giới
(năm 2013), kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
9
Trong sản xuất ngô trên thế giới hiện nay có sự khác biệt lớn về năng suất
giữa các nước phát triển và đang phát triển, nguyên nhân chính dẫn đến sự chênh
lệch này đó là tỷ lệ sử dụng giống ngô lai khác nhau trong sản xuất, khả năng đầu tư
và trình độ thâm canh của người sản xuất.
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Ở Việt Nam, sản lượng lương thực luôn là một nhiệm vụ quan trọng trước
mắt và lâu dài, được ưu tiên hàng đầu trong chiến lược sản xuất nông nghiệp. Với
điều kiện tự nhiên phong phú, cây ngô sinh trưởng phát triển và phổ biến khắp các
vùng trên cả nước. Lịch sử trồng ngô của nước ta qua các thời kỳ là một quá trình
phát triển không đồng đều và bền vững thậm chí có giai đoạn rất trì trệ và không
tương xứng với tiềm năng sẵn có của cây ngô và điều kiện tự nhiên của nước ta.
Thế nhưng, trong những năm gần đây do giá trị kinh tế và nhu cầu về cây ngô trong
nước cũng như thế giới có xu hướng tăng lên, sản xuất ngô tại Việt Nam đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm của Đảng và Nhà nước nên diện tích, năng suất và sản
lượng ngô trong nước cũng có những bước tiến đáng kể.
Bảng 1.4: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2004 - 2013
Chỉ tiêu
Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(nghìn tấn)
2004
991,1
34,6
3.430,9
2005
1.052,6
36,2
3.787,1
2006
1.033,1
37,3
3.854,5
2007
1.096,1
39,3
4.303,2
2008
1.140,2
40,2
4.573,1
2009
1.086,8
40,8
4.431,8
2010
1.126,9
40,9
4.606,3
2011
1.081,0
46,8
4.684,3
2012
1.118,2
42,9
4.803,2
2013
1.172,6
44,3
5.193,5
Năm
(Nguồn: FAOSTAT, 2015) [29]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
10
Số liệu bảng 1.4 cho thấy sản xuất ngô của nước ta tăng nhanh về diện tích,
năng suất, sản lượng trong giai đoạn 2004 - 2013. Năm 2004, cả nước trồng được
991,1 nghìn ha, năm 2013 là 1.172,6 nghìn ha, tăng hơn 181,5 nghìn ha so với năm
2004. Việc tăng cường sử dụng giống ngô lai cho năng suất cao kết hợp với các
biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến, áp dụng những thành tựu khoa học đang khiến
cho năng suất ngô liên tục tăng trong giai đoạn 2004 - 2013 (từ 34,6 tạ/ha lên 44,3
tạ/ha); Sản lượng ngô năm 2013 đã tăng so với năm 2012 lên mức 5.193,5 nghìn
tấn. Tuy diện tích năng suất và sản lượng ngô của chúng ta đều tăng nhanh nhưng
so với bình quân chung của thế giới và khu vực thì năng suất ngô của nước ta còn
rất thấp (năm 2011 năng suất ngô của Việt Nam 46,8 tạ/ha, bằng 90,27% năng suất
bình quân của thế giới, nhưng đến năm 2013 năng suất ngô giảm nhẹ xuống còn
44,3 tạ/ha). Điều này đặt ra cho ngành sản suất ngô Việt Nam những thách thức và
khó khăn to lớn, đặc biệt là trong xu thế hội nhập và phát triển như hiện nay. Đòi
hỏi đội ngũ chuyên môn cũng như các nhà khoa học trong cả nước tiếp tục nỗ lực,
nghiên cứu ra những giống ngô và biện pháp kỹ thuật canh tác hiệu quả để nâng cao
năng suất và chất lượng của sản xuất ngô ở Việt Nam góp phần vào sự phát triển
của ngành nông nghiệp Việt Nam.
Trong 20 năm qua năng suất ngô nước ta tăng liên tục so với năng suất trung
bình thế giới: Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế
giới, năm 1990 bằng 42%, năm 2000 bằng 59%, đến năm 2013 đã bằng 80,3%. Mặc
dù năng suất ngô của nước ta tăng liên tục nhưng so sánh với năng suất bình quân
của thế giới và khu vực cho thấy năng suất ngô của nước ta chỉ bằng 80,3% năng
suất bình quân của thế giới, 71,7% năng suất bình quân của Trung Quốc (Tổng cục
thống kê, 2013) [24]. Năng suất ngô được cải thiện là nhờ ứng dụng ưu thế lai trong
quá trình chọn tạo giống. Năm 2013, diện tích trồng ngô lai chiếm 90% diện tích
ngô của cả nước, một số tỉnh diện tích trồng ngô lai đạt 100% như Đồng Nai, Trà
Vinh, Sơn La…
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở tỉnh Lạng Sơn
Lạng Sơn là tỉnh thuộc vùng miền núi phía bắc, với diện tích tự nhiên
8.320,75 km2, đất đai chủ yếu là đất đồi núi chiếm (80,9 % tổng diện tích tự nhiên),
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
11
đất sản xuất nông nghiệp 108.691,59 ha chiếm diện 13,06 % diện tích tự nhiên toàn
tỉnh. Với đặc điểm địa hình phức tạp, đất đồi núi có độ dốc lớn gây cản trở lớn trong
việc sản xuất ngô của tỉnh. Đại đa số các huyện còn nghèo, cơ sở vật chất, trình độ
thâm canh còn thấp, hệ thống thủy lợi chưa đáp ứng được nhu cầu tưới tiêu cho sản
xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất ngô nói riêng nên sản xuất ngô của tỉnh còn
gặp nhiều hạn chế. Tuy nhiên, do cây ngô có một vị thế quan trọng trong nền kinh
tế nên tỉnh đã rất chú trọng đưa ra những giải pháp khắc phục khó khăn, đưa các
giống ngô lai năng xuất cao vào sản xuất và áp dụng các biện pháp kỹ thuật, thâm
canh. Vì vậy, bước đầu đã đạt được những kết quả nhất định.
Bảng 1.5. Tình hình sản xuất ngô tại Lạng Sơn
năm 2006 - 2013
Năm
Diện tích (nghìn ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lượng(tấn)
2006
17.687,0
39,66
70.155,0
2007
19.121,0
46,54
88.981,0
2008
20.730,0
45,93
95.211,0
2009
20.245,0
46,13
93.398,0
2010
20.228,0
48,06
97.219,0
2011
20.876,0
48,26
100.745,0
2012
21.790,0
47,64
103.799,0
2013
21.978,0
47,94
105.367,0
2014
21.562,0
45,66
98.444,0
(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Lạng Sơn, 2014)[14]
Qua bảng 1.6 cho thấy từ năm 2006 đến năm 2013 diện tích, năng suất, sản
lượng ngô của tỉnh Lạng Sơn tăng lên đáng kể. Diện tích trong giai đoạn này tăng
khá mạnh từ 17.687,0 nghìn ha lên 21.978,0 nghìn ha. Nhìn chung, năng suất ngô
của tỉnh trong 8 năm gần đây đều tăng, năng suất năm 2013 tăng 1,2 lần so với năm
2006. Sản lượng ngô tăng từ 70.155,0 tấn năm 2006 lên 105.367,0 tấn năm 2013,
tăng 1,5 lần so với năm 2006. Từ kết quả thống kê cho thấy trong những năm tiếp
theo diện tích trồng ngô và năng suất ngô của tỉnh tiếp tục có xu hướng tăng. Cây
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
12
ngô đã trở thành cây trồng góp phần xóa đói, giảm nghèo, tăng thu nhập cho người
dân, đặc biệt là đối với đồng bào các dân tộc thiểu số, vùng sâu, vùng xã của tỉnh.
* Tình hình sản xuất ngô tại huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn
Bảng 1.6. Tình hình sản xuất ngô tại huyện Bắc Sơn
tỉnh Lạng Sơn 2006 - 2014
Năm
Diện tích (ha)
Năng suất (tạ/ha)
Sản lượng (tấn)
2006
2.992,70
37,75
11.298,00
2007
3.410,77
43,36
14.789,00
2008
3.735,61
43,75
16.343,58
2009
3.797,34
45,76
17.377,57
2010
3.665,31
47,32
17.345,69
2011
4.036,04
46,22
18.653,28
2012
4.120,80
46,96
19.350,11
2013
4.150,31
45,85
19.027,30
2014
4.174,65
41,98
17.524,06
(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Lạng Sơn 2014)[14]
Bắc Sơn là một huyện miền núi vùng cao nằm ở phía Tây Nam của tỉnh Lạng
Sơn, với diện tích tự nhiên 69.942,56 ha chiếm 8,4% tổng diện tích của tỉnh. Qua
bảng số liệu 1.4 ta thấy diện tích sản xuất ngô của huyện tăng dần theo các năm,
năm 2006 diện tích ngô là 2.992,70, đến năm 2012 đạt 4.120,80 ha; năng suất tăng
dần từ 37,75 tạ/ha năm 2006 lên 49,96 tạ/ha năm 2012 cao hơn năng suất trung bình
của tỉnh; sản lượng ngô tăng dần từ 11.298,00 tấn năm 2006 lên 19.350,11 tấn năm
2012. Năm 2013, 2014, diện tích ngô trên địa bàn huyện Bắc Sơn không ngừng tăng
lên nhưng năng suất, sản lượng giảm, nguyên nhân trong 2 năm 2013, 2014 trên địa
bàn phải hứng chịu nhiều đợt nắng hạn và mưa lũ lớn dẫn đến nhiều diện tích sản
xuất ngô trên địa bàn huyện bị mất trắng. Việc tăng diện tích sản xuất ngô trên địa
bàn huyện đã giải quyết tốt được nhu cầu làm thức ăn chăn nuôi và một phần làm
lương thực cho đồng bào dân tộc thiểu số, tại một số vùng sản xuất của huyện cây
ngô đã trở thành hàng hóa tăng thu nhập cho người nông dân.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
13
1.3. Tình hình nghiên cứu về giống ngô trên thế giới và Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới
Ngô là món ăn vật chất và tinh thần của các bộ tộc da đỏ Châu Mỹ, ngô
được gắn bó chặt chẽ với cuộc sống của người bản xứ Châu Mỹ, nó được suy tôn
như bậc thần thánh, được cúng tế trước khi gieo trồng và sau khi thu hoạch. Những
nghiên cứu của Vavilop (1926) đã cho thấy Mêxicô và Pêru là trung tâm phát sinh
và đa dạng di truyền của cây ngô. Ở châu Mỹ cây ngô đã được các bộ tộc da đỏ
trồng rộng rãi ở khắp châu lục và để nuôi sống họ (Columbus, 1492). Năm 1494,
cây ngô được đưa về Tây Ban Nha và bắt đầu mang lại nền văn minh cho Châu Âu.
Thế kỷ 16, 17 người da trắng tiếp nhận cây ngô từ người da đỏ, tuy nhiên phải đến
thế kỷ XVIII, sau khi Columbus mang cây ngô về Châu Âu, hơn 2 thế kỷ loài người
mới có những phát hiện khoa học đầu tiên đó là phát hiện về giới tính của cây ngô.
Vào năm 1716, Cottin Mather là người đầu tiên nghiên cứu thí nghiệm về giới tính
của ngô, ông đã quan sát thấy sự thụ phấn chéo ở ngô tại Massachusetts. Tám năm
sau Mather, Paul Dudly đã đưa ra nhận xét về giới tính của ngô, ông cho rằng gió đã
giúp ngô thực hiện quá trình thụ phấn, mặc dù quan điểm của ông không theo quan
điểm hiện đại, nhưng đó là những khởi đầu cho công tác nghiên cứu cây ngô.
Năm 1760, nhà bác học người Nga (Koelreuter) đã quan sát và mô tả hiện
tượng ưu thế lai thông qua việc lai giữa các chi Nicotinana tabacum và N.robusa.
Năm 1766 Koelreuter lần đầu tiên mô tả hiện tượng tăng sức sống của con lai ở ngô,
khi tiến hành lai các cây trồng thuộc Nicotinana, Dianthus, Verbarcum, Mirabilis và
Datura với nhau, đây là cơ sở để Charles Darwin quan sát thấy hiện tượng ưu thế lai
ở ngô vào năm 1871. Ông nhận thấy những cây giao phối phát triển chiều cao hơn
các cây tự phối 20% (Ngô Hữu Tình, 2009) [17].
Vào nửa cuối thế kỷ 19, các phương pháp cải tạo ngô mang tính chất khoa
học, công trình cải tạo giống ngô đã được Beal thực hiện vào năm 1877, ông đã thấy
sự khác biệt về năng suất giống lai so với giống bố mẹ, năng suất của con lai vượt
năng suất của bố mẹ từ 25% (Ngô Hữu Tình, 2009) [17]. Năm 1877, Charles
Darwwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã đi tới
kết luận: “Chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so
với dạng ngô tự phối” (Hallauer và Miranda, 1986.[31].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
14
Để tạo ra các dòng thuần, G.H.Shull (1904) đã tiến hành tự phối cưỡng bức ở
ngô, ông nhận thấy tự phối dẫn đến suy giảm kích thước của cây, giảm sức sống và
năng suất. Ông bắt đầu tiến hành lai đơn giữa một số dòng và thấy rằng năng suất
và sức sống ở giống lai tăng lên đáng kể. Năm 1909, G.H.Shull đã công bố các
giống lai đơn (single cross) cho năng suất cao hẳn so với các giống ngô khác thời
gian đó. Xuất phát từ thế hệ con của một bắp duy nhất thuộc giống răng ngựa trồng
từ Kansas, Shull đã phân nhóm theo kiểu hàng trên bắp, ông nhận thấy bố mẹ nhiều
hàng hạt thì thế hệ con cũng sẽ nhiều hàng hạt hơn so với bố mẹ có số hàng hạt
ít. Các nghiên cứu của Shull từ năm 1904-1912 đã khẳng định tự phối dẫn đến
suy giảm kích thước, sức sống và năng suất của cây ngô (Ngô Hữu Tình và cs,
1997) [18].
Vào những năm 60 của thế kỷ 20 các nhà khoa học nghiên cứu ngô trên thế
giới đã phát triển được nhiều dòng thuần ưu tú, tạo cơ hội cho việc sử dụng giống
lai đơn vào sản xuất thay thế cho lai kép vì lai đơn đồng đều hơn và cho năng suất
cao hơn lai kép. Chỉ trong vòng 10 năm lai kép đã bị thay thế gần như hoàn toàn bởi
lai đơn và lai đơn cải tiến.
Tiến bộ khoa học về ngô lai được phổ biến và mở rộng nhanh chóng ở Mỹ và
các nước tiên tiến khác. Năm 1963 ngô lai ở vùng vành đai ngô ở Mỹ chưa đầy 1%
nhưng sau 10 năm đã đạt 78%, đến năm 1965 toàn bộ 100% diện tích ngô vùng
vành đai và 95% diện tích ngô toàn nước Mỹ đã trồng ngô lai. Nhờ thay thế các
giống thụ phấn tự do bằng giống ngô lai mà năng suất ngô của Mỹ năm 1981 đã đạt
68,8 tạ/ha tăng 4,6 lần so với năm 1933.
Ngày nay các nhà khoa học Hoa Kỳ như Sprague, Duvick, Hallauer đã có
nhiều thành tích được cả thế giới ghi nhận. Hallauer đã tạo và chuyển giao hơn 30
dòng thuần và dòng thuần của Hallauer được sử dụng nhiều nhất trong các giống lai
thương mại ở phía Bắc vùng vanh đai ngô Hoa Kỳ, ở vùng ôn đới Châu Âu và
Trung Quốc.
Năm 1966, trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) được
thành lập tại Mexico, Trung tâm đã đưa ra giải pháp là tạo giống ngô thụ phấn tự do
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
15
(OPV), làm bước chuyển tiếp ngô địa phương và ngô lai. CIMMYT đã xây dựng,
cải thiện và phát triển khối lượng lớn nguồn nguyên liệu, vốn gen, các giống thí
nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nước trên thế giới. Các nguồn nguyên liệu mà
chương trình CIMMYT cung cấp cho các nước là cơ sở cho chương trình tạo dòng
và giống lai. Theo điều tra của Bauman năm 1981, ở Mỹ các nhà tạo giống đã sử
dụng 15% quần thể có nguồn di truyền rộng, 16% từ quần thể có nguồn di truyền
hẹp, 14% từ quần thể của các dòng ưu tú, 39% từ tổ hợp lai của các dòng ưu tú và
17% từ quần thể hồi giao để tạo dòng (Bauman Loyal, 1981) [28].
Bên cạnh việc nghiên cứu tạo giống ngô có năng suất cao các chuyên gia
chọn tạo giống tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượng
Protein cao QPM (Quality protein Maize). Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt
là hàm lượng Triptophan (0,11%), Lysine (0,475%), Protein (11%) cao hơn rất
nhiều so với ngô thường (Ngô thường tỷ lệ 0,05%; 0,225% và 9,0%). Từ năm 1997,
ngô QPM đã được chuyển giao đến hàng triệu người nông dân và những người tiêu
dùng, đem lại hiệu quả lớn khi sử dụng làm lương thực, thức ăn chăn nuôi, góp
phần tích cực vào việc xóa đói giảm nghèo cho các nước đang phát triển. Có thể nói
ngô lai là một trong những thành tựu khoa học nông nghiệp cực kỳ quan trọng trong
nền kinh tế thế giới. Ngô lai là “một cuộc cách mạng xanh” của nửa thế kỷ 20, tạo
ra bước nhảy vọt về sản lượng lương thực, sang thế kỷ 21 ngô sẽ là cây lương thực
đầy triển vọng trong chiến lược sản xuất lương thực và thực phẩm.
Vấn đề cải tạo giống cây trồng dựa trên kỹ thuật nuôi cấy các bộ phận cây đã
được đề cập đến cách đây 3 thế kỷ. Công trình nghiên cứu nuôi cấy mô đầu tiên là
của Haberlant (1902), ông cho rằng tế bào là một nhân tố không thể thiếu của cơ
thể, nó có thể cung cấp những thông tin về mối tương tác, quan hệ giữa chúng cũng
như bổ sung những nhân tố ảnh hưởng tới sự hình thành cơ thể đa bào nhưng
nghiên cứu của ông chỉ dừng lại ở cơ sở lý luận. Năm 1922, Kotte và các sinh viên
của Haberlant ở Đức đã công bố những thành công trong nuôi cấy mô đỉnh chồi
nhưng việc lựa chọn các bộ phận của cây và kỹ thuật nuôi cấy mô phụ thuộc vào đối
tượng mục đích của các nhà nghiên cứu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
16
Việc ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại vào công tác chọn tạo giống ngô
của các nhà khoa học trên thế giới đã gặt hái được những thành công lớn đó là tạo
dòng thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn. Thụ tinh trong ống nghiệm đã
thành công trong việc khôi phục nguồn gen tự nhiên. Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy
bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần invitro có nhiều
triển vọng.
Hiện nay đã có hơn 29 quốc gia trên thế giới với 14 triệu nông hộ trồng cây
biến đổi gen với diện tích 130 triệu ha, nhờ sử dụng các cây trồng biến đổi gen, thế
giới đã cắt giảm khoảng 0,39 triệu tấn thuốc trừ sâu và giảm khoảng 17,1% các chất
độc hại phát thải ra môi trường liên quan đến sử dụng thuốc bảo vệ thực vật
(Graham Brookes, 2011) [30]. Công nghệ sinh học hiện đại được áp dụng vào công
tác chọn giống ngô nên các giống ngô mới ngày càng được trồng rộng rãi và phổ
biến. Gần 80% diện tích trồng ngô trên thế giới hiện nay được trồng giống ngô cải
tiến. Ngô biến đổi gen được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại lợi ích
ổn định, đã đóng góp một sản lượng ngô đáng kể làm lương thực, nhiên liệu sinh
học và thức ăn gia súc ở Mỹ. Đặc biệt ở giai đoạn hiện nay khi điện tích canh tác bị
thu hẹp, việc sử dụng ngô biến đổi gen sẽ góp phần đáp ứng nhu cầu ngô toàn cầu.
Graham Brookes (2011) [30] cho rằng nếu không sử dụng giống ngô biến đổi gen
thì diện tích trồng ngô trên thế giới phải tăng thêm 5,63 triệu ha mới đáp ứng được
nhu cầu của xã hội, đây là bài toán khó khăn cho các nhà khoa học và nhà quản lý.
Ngô là loại cây trồng đầy triển vọng của loài người trong thế kỷ 21. Hiện
nay, công tác nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai trên thế giới vẫn đang được chú
ý phát triển để tạo ra những giống ngô có những đặc điểm mong muốn đáp ứng nhu
cầu ngày càng cao của con người.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô tại Việt Nam
Ở Việt Nam ngô là cây trồng nhập nội nên nguồn gen hạn hẹp, công tác
nghiên cứu về ngô ở nước ta cũng chậm hơn so với các nước trên thế giới. Giai
đoạn 1955 - 1970 các nhà khoa học cũng đã điều tra về thành phần loài và giống
ngô địa phương. Các chuyên gia Việt Nam trong một thời gian dài đã nỗ lực thu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
17
thập nguồn vật liệu khởi đầu trong nước, hợp tác với trung tâm cải tạo giống ngô và
lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) trong việc thu thập đánh giá, phân loại nguồn nguyên
liệu cũng như đào tạo cán bộ chuyên môn lĩnh vực nghiên cứu ngô, đặt nền tảng cho
mọi hoạt động nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ sản xuất ngô ở Việt Nam.
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam có điều kiện tự nhiên
thuận lợi cho cây ngô sinh trưởng và phát triển. Trên cả nước có 8 vùng trồng ngô
chính, mỗi vùng với những đặc trưng riêng về vị trí cây ngô trong hệ thống trồng
trọt, thời vụ và khả năng kinh tế cho sản xuất ngô, nhưng tựu chung ở Việt Nam cây
ngô giữ vị trí là cây màu số một và là cây lương thực thứ hai sau cây lúa. Song với
nền canh tác quảng canh chủ yếu là trồng các giống có dạng hạt đá và ngô địa
phương năng suất thấp nên đến đầu những năm 1980 - 1990, thông qua sự hợp tác
với CIMMYT, Việt Nam đã chọn tạo và đưa vào sản xuất một bộ giống ngô thụ
phấn tự do cải tiến như VM1, HSB1, MSB2649, TSB2, TSB1, còn ngô lai vẫn chưa
được ứng dụng trong sản xuất. Nguyên nhân ngô lai không phát triển sớm hơn là:
- Giá thành hạt giống cao, sản xuất không chấp nhận.
- Điều kiện đầu tư thâm canh trong sản xuất thấp, ngô lai không thể phát huy
được ưu thế của nó.
- Thiếu cơ sở vật chất, thiếu vốn cho sản xuất hạt giống.
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 lượng
Protein cao và thu được kết quả như sau: Thí nghiệm ở vụ Xuân và vụ Thu Đông
2002 cho kết quả 2 giống QP2 và QP3 khá đồng đều và ổn định qua 2 vụ, có thời
gian sinh trưởng ngắn, có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, có năng suất thực thu
tương đương với 2 giống đối chứng (Q2 và HQ2000). Đặc biệt, hai giống này có
hàm lượng Protein đạt 11,1 và 11,4% tương đương HQ2000 (11,3%) và cao hơn
hẳn Q2 (8,2%); hàm lượng Lysine/Protein đạt 4,1 và 4,3% cao hơn hẳn hai đối
chứng (2,6 và 3,9%) (Phan Xuân Hào, Trần Trung Kiên, 2004) [5].
Kết quả khảo nghiệm 6 giống QPM với 2 đối chứng Q2 (giống ngô thường)
và HQ2000 (giống QPM) tại Thái Nguyên trong vụ Xuân và Thu Đông (20042005) đã chọn lọc được giống QP4 khá đồng đều và ổn định qua 4 vụ thí nghiệm,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
18
có thời gian sinh trưởng trung bình, thấp cây, chống chịu sâu bệnh khá, cho năng
suất ổn định và cao tương đương đối chứng Q2 và HQ2000 (đạt 53,7 tạ/ha trong vụ
Xuân và 63,3 tạ/ha trong vụ Thu Đông). Đặc biệt, hàm lượng Protein đạt 11,06%
tương đương HQ2000 (11,05%) và cao hơn hẳn Q2 (8,65%). Hàm lượng Lysine trong
Protein đạt 3,89% cao hơn so với Q2 và tương đương HQ2000 (2,50 và 3,89);
Methionine trong Protein đạt 3,00% cao hơn so với Q2 và tương đương với HQ2000
(1,92 và 3,01%) (Phan Xuân Hào và cs, 2008) [4].
Kết quả so sánh 6 giống ngô TPTD QPM với 2 đối chứng là Q2 (giống TPTD
thường) và HQ2000 (giống lai QPM) vụ Thu Đông 2004 tại Thái Nguyên đã chọn
được giống QP4 có độ đồng đều tốt, thời gian sinh trưởng trung bình, thấp cây, chống
chịu bệnh khá, chịu hạn tốt, cho năng suất tương đương cả 2 đối chứng (đạt 67,3 tạ/ha).
Đặc biệt, QP4 có hàm lượng Protein đạt 10,76% tương đương HQ2000 (10,88%) và
cao hẳn hơn Q2 (8,29%). QP4 có hàm lượng Lysine/Protein đạt 3,77%,
Methionine/Protein đạt 2,89% tương đương HQ2000 (3,84%, 2,96%) và cao hơn Q2
(2,71%, 1,98%) (Đỗ Tuấn Khiêm, Trần Trung Kiên, 2005) [7].
Theo tác giả Trần Trung Kiên và cs, (2013), kết quả khảo nghiệm 3 giống ngô
lai nhập nội từ Trung Quốc với giống đối chứng NK4300 trong vụ Xuân và Đông năm
2011, vụ Xuân 2012 tại một số tỉnh Trung du và miền núi phía Bắc đã chọn được giống
GY135 có năng suất đạt cao nhất và khá ổn định ở cả 2 thời vụ (82,7 tạ/ha vụ Xuân
2011 và 67,8 tạ/ha vụ Đông 2011). Khảo nghiệm sản xuất tại 6 điểm ở 4 tỉnh Thái
Nguyên, Bắc Kạn, Tuyên Quang và Yên Bái trong vụ Đông 2011 và vụ Xuân 2012
cho thấy giống GY135 đạt năng suất 61,7 tạ/ha (vụ Đông 2011) và đạt từ 57,8 - 73,4
tạ/ha (vụ Xuân 2012) cao hơn đối chứng NK4300 từ 101,1 - 105,5%. Giống GY135
được người dân lựa chọn để mở rộng diện tích gieo trồng ở các vụ sau (Trần Trung
Kiên và cs, 2013) [8].
Giai đoạn 2011 - 2013 đã có 14 giống ngô được công nhận, trong đó có 04
giống được công nhận chính thức là LVN146, LVN66, LVN092, SB099; 10 giống
được công nhận sản xuất thử: LVN154, LVN111, LVN81, LVN102, VS36, LVN152,
LVN62, Nếp lai số 5, Nếp lai số 9 và Đường lai 20. Đặc điểm chung về các giống mới
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
