Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN ĐOÀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG
Chuyên ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN ĐOÀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên 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. TRẦN MINH QUÂN

THÁI NGUYÊN - 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN ĐOÀN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên 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. TRẦN MINH QUÂN

THÁI NGUYÊN - 2016


ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản
thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, gia đình, các tập thể
và bạn bè đồng nghiệp.
Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Trần Minh Quân
giảng viên Khoa Nông học, với cương vị là người hướng dẫn khoa học, đã có

nhiều đóng góp trong nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, Bộ phận quản lý đào tạo sau đại học - Phòng Đào tạo, Khoa
Nông học, UBND Phường Quang Vinh - TP. Thái Nguyên, các em sinh viên
K43, K44TT ngành Khoa học cây trồng - Trường ĐHNL Thái Nguyên đã tạo
điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo
Khoa Nông học, các thầy cô giảng dạy chuyên ngành đã giúp đỡ Tôi trong 02
năm qua.
Tôi xin trân trọng cảm ơn cơ quan Trung Tâm Khuyến nông tỉnh Yên
Bái đã tạo điều kiện về thời gian để tôi hoàn thành luận văn.
Xin bày tỏ lòng biết ơn đối với bố mẹ, vợ và các anh chị em trong gia
đình đã động viên, tạo mọi điều kiện về thời gian, công sức và kinh phí để tôi
hoàn thành luận văn này.
Thái nguyên, tháng 10 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Văn Đoàn


iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................... 2
3. Yêu cầu của đề tài ......................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài .......................................................................... 2
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài........................................................................... 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.2. Nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và trong nước .......................... 4
1.2.1. Nghiên cứu ngô lai trên thế giới ............................................................. 4
1.2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam ............................. 9
1.3. Tình hình sản xuất ngô trong và ngoài nước ........................................... 14
1.3.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ..................................................... 14
1.3.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ...................................................... 17
1.3.3. Tình hình sản xuất ngô vùng trung du miền núi phía bắc..................... 18
1.3.4. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Thái Nguyên ...................................... 21
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 25
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 25
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 25
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 25


iv
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 25
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 26
2.3.1. Cách bố trí thí nghiệm ........................................................................... 26
2.3.2. Quy trình kỹ thuật ................................................................................. 27
2.3.3. Các chỉ tiêu theo dõi.............................................................................. 28
2.3.4. Chỉ tiêu sinh trưởng............................................................................... 28
2.3.5. Các chỉ tiêu về chống chịu .................................................................... 30
2.3.6. Các chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất................ 31

2.3.7. Phân tích và xử lý số liệu ...................................................................... 33
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 34
3.1. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp ngô lai trong
thí nghiệm vụ Xuân và vụ thu Đông 2015 tại tỉnh Thái Nguyên.................... 34
3.1.1. Giai đoạn trỗ cờ ..................................................................................... 35
3.1.2. Giai đoạn tung phấn, phun râu .............................................................. 36
3.1.3. Giai đoạn chín sinh lý ........................................................................... 37
3.2. Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và
vụ thu Đông 2015 tại thái nguyên ................................................................... 38
3.2.1. Chiều cao cây ........................................................................................ 38
3.2.2. Chiều cao đóng bắp ............................................................................... 39
3.2.3. Số lá trên cây ......................................................................................... 40
3.2.4. Chỉ số diện tích lá.................................................................................. 42
3.3. Khả năng chống chịu của các tổ hợp lai trong thí nghiệm vụ Xuân
năm 2015 và vụ Thu Đông 2015 ..................................................................... 42
3.3.1. Sâu đục thân .......................................................................................... 44
3.3.2. Bệnh gỉ sắt ............................................................................................. 44
3.4. Khả năng chống đổ, trạng thái cây, trạng thái bắp của các giống ngô
tham gia thí nghiệm ......................................................................................... 45
3.4.1. Tỷ lệ đổ rễ ............................................................................................. 46


v
3.4.2. Tỷ lệ gãy thân ........................................................................................ 47
3.5. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các tổ hợp lai tham
gia thí nghiệm .................................................................................................. 47
3.5.1. Trạng thái cây ........................................................................................ 48
3.5.2. Trạng thái bắp ....................................................................................... 48
3.5.3 Độ bao bắp ............................................................................................. 48
3.6. Các Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất .......................................... 49

3.6.1. Số bắp trên cây ...................................................................................... 50
3.6.2. Chiều dài bắp......................................................................................... 51
3.6.3. Đường kính bắp ..................................................................................... 51
3.6.4. Số hàng trên bắp .................................................................................... 52
3.6.5. Số hạt trên hàng ..................................................................................... 52
3.6.6. Khối lượng nghìn hạt ............................................................................ 53
3.6.7. Năng suất lý thuyết................................................................................ 53
3.6.8. Năng suất thực thu................................................................................. 54
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 56
1. Kết luận ....................................................................................................... 56
2. Đề nghị ........................................................................................................ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 57
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 61


vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CIMMYT :

Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì thế giới

CSDTL

:

Chỉ số diện tích lá

CV

:

Hệ số biến động

đ/c

:

Đối chứng

FAO

:

Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hợp Quốc

LSD

:

Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa

M1000 hạt

:

Khối lượng nghìn hạt

NSLT

:

Năng suất lý thuyết

NSTT

:

Năng suất thực thu

P

:

Xác suất

THL

:

Tổ hợp lai

ISAAA

:

International Service for the Acquisition of Agri-biotech
Applications


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả trong Luận văn hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Thái nguyên, tháng 10 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Văn Đoàn


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Tỷ lệ cơ cấu giống ngô năm 2014 tại Thái Nguyên........................ 23
Hình 3.1: Tỷ lệ chiều cao đóng bắp trên chiều cao cây của các THL thí
nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 tại Thái Nguyên.................... 40
Hình 3.2: Năng suất lý thuyết của các THL trong thí nghiệm vụ Xuân và
vụ Thu Đông năm 2015 tại Thái Nguyên ....................................... 54
Hình 3.3: Năng suất thực thu của các THL thí nghiệm trong vụ Xuân và
vụ Thu Đông năm 2015 tại Thái Nguyên ....................................... 55


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngô (Zea mays L.) vốn là cây lương thực quan trọng, là nguồn giải
quyết lương thực cho nhiều dân tộc trên trên thế giới. Đã từ lâu, cây ngô được
xếp vào trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp ở các vùng đồi hẻo lánh. Ở một
số nước như: Mêxico, Ấn Độ, Philipin và một số nước Châu Phi khác người
ta dùng ngô làm lương thực chính.

Ngô là nguồn thức ăn quan trọng nhất trong chăn nuôi hiện nay: 70%
chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc, gia cầm là từ ngô; ngô còn là
thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa.[1] Ngô
cũng là cây thực phẩm, như ngô bao tử làm rau; ngô nếp, ngô đường dùng
làm quả ăn tươi hoặc đóng hộp làm thực phẩm cao cấp. Ngô cũng là nguyên
liệu của ngành công nghiệp thực phẩm và công nghiệp nhẹ để sản xuất ra 670
mặt hàng khác nhau như rượu, cồn, tinh bột, dầu, bánh kẹo...Đặc biệt, gần
đây ngô là nguồn nguyên liệu của ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học
(nhiên liệu ethanol) thay thế các nguồn nhiên liệu tự nhiên như: dầu mỏ, than
đá đang dần bị cạn kiệt.
Trong gần 50 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng
suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Năm 2014, diện tích ngô trên
thế giới đạt 183,34 triệu ha, năng suất 55,72 tạ/ha và sản lượng 1021,61 triệu
tấn FAOSTAT 2016)[34].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa và là
nguồn thức ăn chính phục vụ cho chăn nuôi. Trong những năm qua, cây ngô
đã được mở rộng diện tích, chuyển đổi cơ cấu giống, thâm canh và áp dụng
các tiến bộ kỹ thuật trong canh tác để cải thiện năng suất. Tuy nhiên, năng
suất ngô của nước ta vẫn thấp hơn trung bình thế giới năm 2015 chỉ đạt 80,3%
năng suất trung bình (FAOSTAT, 2016)[34]. Nhu cầu ngô ở nước ta trong


2
thời gian tới là rất lớn. Theo chiến lược của Bộ Nông nghiệp & PTNT đến
năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam cần đạt 8 - 9 triệu tấn/năm để đảm bảo
cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nước và từng bước tham gia xuất
khẩu (Trần Hồng Uy 1999)[28].
Để nâng cao hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp và khai thác triệt để
tiềm năng năng suất của cây ngô, việc chọn tạo những giống ngô lai năng suất
cao, chất lượng tốt, thích ứng rộng là một nhu cầu cấp thiết. Trong công tác

chọn tạo giống ngô lai mới việc đánh giá các (THL) là giai đoạn rất quan
trọng, qua đó có thể loại bỏ những THL sinh trưởng, phát triển và chống chịu
kém để tìm ra các tổ hợp lai tốt từng bước giới thiệu cho sản xuất..
Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp
ngô lai mới tại Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Xác định được THL mới có khả năng sinh trưởng, phát triển và chống
chịu tốt tongđiều kiện sinh thái tại Thái Nguyên làm cơ sở khoa học cho quá
trình chọn tạo giống ngô mới.
3. Yêu cầu của đề tài
- Nghiên cứu đánh giá các đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các
giống ngô lai tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2015 và vụ Thu Đông 2015.
- Đánh giá khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận và một số sâu bệnh
hại chính của các giống ngô lai trong điều kiện khí hậu, đất đai tỉnh Thái Nguyên.
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để xác định được
THL có năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái từng
vùng của tỉnh Thái Nguyên


3
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học cho nhà nghiên cứu
sinh viên, học viên, cán bộ nông nghiệp tại tỉnh Thái Nguyên truy cứu và
tham khảo.
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu tìm ra được một số THL có năng suất cao, tính chống chịu
tốt bổ sung vào tập đoàn giống ngô lai phục vụ sản xuất ngô góp phần nâng
cao năng suất, sản lượng của tỉnh Thái Nguyên.

4
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp giống là một nhân tố quyết định năng suất,
chất lượng của sản phẩm, các biện pháp kỹ thuật canh tác chỉ có thể đạt được
hiệu quả cao trên cơ sở các giống tốt. Chính vì vậy, để phát triển sản xuất
nông nghiệp phải chú ý đến việc cải tạo giống.
Các nhà khoa học ước tính khoảng 35 đến 50% mức tăng năng suất
hạt của các cây lương thực trên thế giới là nhờ việc đưa vào sản xuất những
giống tốt. Phan Huy Thông (2007) [24] đã chỉ ra rằng ở Việt Nam, giống Ở
nước ta giống đã đóng góp cho sự tăng sản lượng cây trồng lên 43,68%,
trong khi đó yếu tố phân bón hóa học - thuốc bảo vệ thực vật và yếu tố thủy
lợi đóng góp với các tỷ lệ tương ứng là 32,57% và 31,97%, thấp hơn
khoảng 10% so với giống.
1.2. Nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và trong nước
1.2.1. Nghiên cứu ngô lai trên thế giới
Cây ngô đã được biết đến qua những nền văn minh của người da đỏ
trên thế giới, hầu hết những loài phụ ngô ngày nay đã được biết đến từ thời cổ
đại. Columbus là người đầu tiên mang ngô về châu Âu và từ đó giá trị lương
thực của cây ngô đã được khẳng định. Nhưng phải tới thế kỷ XVIII, tức sau
khi Columbus mang ngô về châu Âu hơn 200 năm, loài người mới có những
phát hiện quan trọng về cây ngô.
Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới tính của
cây ngô vào năm 1716, ông đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo của cây
ngô ở Masachusettes. Tám năm sau Mather, Paul Daly đã đưa ra nhận xét về


5

giới tính của cây ngô và cho rằng gió đã giúp ngô thực hiện quá trình thụ
phấn (trích theo Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [22].
Hiện tượng ưu thế lai ở cây ngô được các nhà Khoa học quan tâm từ rất
sơm. Năm 1776, Koeleviter lần đầu tiên miêu tả hiện tượng tăng sức sống của
con lai ở cây ngô, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana,
Dianthus, Vurbascum, Mirabilic và Datura với nhau (Stuber, 1994).[38] Thực
hành tạp giao đầu tiên ở ngô với mục đích nâng cao năng suất hạt được thực
hiện bởi John Lorain, năm 1812 ông đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn các loài
ngô khác nhau như người da đỏ đã làm sẽ cho năng suất ngô cao hơn. Tuy
nhiên người đầu tiên đưa ra lý thuyết về hiện tượng ưu thế lai là Charles
Darwin vào năm 1871, ông nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phấn so
với các cây tự thụ phấn về chiều cao, tốc độ nẩy mầm của hạt, số quả trên cây,
chống chịu với điều kiện bất thuận và năng suất hạt.
Quá trình nghiên cứu, ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống được
bắt đầu từ năm 1876 bởi nhà nghiên cứu người Mỹ W. J. Beal. Ông đã thu
được các cặp con lai hơn hẳn các cặp bố mẹ về năng suất từ 10 - 15%.
Người đầu tiên quan sát thấy hiện tượng ưu thế lai ở ngô là Charles
Darwin năm 1871. Năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so
sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã kết luận: “Chiều cao cây ở dạng
ngô giao phấn cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so với dạng tự phối”
(Hallauer and Miranda, 1988)[35]. Trong khi đó William James Beal đã thực
hiện lai có kiểm soát giữa các giống ngô, ông thu được năng suất cao vượt
so với bố mẹ 15%.
G.H.Shull (1904) đã tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô để thu được các
dòng thuần. Năm 1909, Shull [37] công bố các giống ngô lai đơn (single
cross) cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó.
Năm 1914, Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ Heterosis để chỉ ưu


6

thế lai của các giống lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990)[32]. Những công trình
nghiên cứu về ngô lai của Shull đã đánh dấu điểm khởi đầu cho chương trình
chọn tạo giống ngô trên thế giới. Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai
ngày nay trên thế giới đang tồn tại nhiều thuyết khác nhau và chưa có thuyết
nào giải thích được toàn diện các mặt biểu hiện của ưu thế lai, song các
thuyết Trội (Bruce, 1910; Collins, 1921; Jone, 1917) và siêu trội (East, 1912;
Hull, 1945) nhận được sự ủng hộ của nhiều nhà khoa học (trích theo Ngô
Hữu Tình, 1997) [22].
Các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức
sống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất và
phẩm chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [25].
Năm 1918, Jone đã đề xuất ứng dụng hạt lai kép trong sản xuất để giảm
giá thành hạt giống, thành công của sử dụng hạt giống ngô lai kép đã tạo điều
kiện cho cây ngô lai phát triển mạnh mẽ ở Mỹ và một số nước phát triển trên
thế giới (trích theo Ngô Hữu Tình, 1997) [22].
Năm 1966, Trung tâm cải tạo giống ngô và cải tạo lúa mỳ Quốc tế
(CIMMYT)[32] được thành lập tại Mêhicô. Nhiệm vụ của Trung tâm này là
nghiên cứu đưa ra giải pháp, tạo giống ngô thụ phấn tự do làm bước chuyển
biến giữa giống địa phương và ngô lai. Hơn 30 năm hoạt động Trung tâm đã
góp phần đáng kể vào việc xây dựng, phát triển và cải tiến hàng loạt vốn gen,
quần thể và giống ngô trên 80 quốc gia trên thế giới.
Bên cạnh việc tạo ra những ngô lai cho năng suất cao, các nhà chọn tạo
giống ngô tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượng
protein cao QPM (Quality Protein Maize). Giống ngô giàu đạm chất lượng
cao (QPM) đã được chọn tạo thành công sau khi khám phá ra đột biến gen lặn
Opaque 2 và gen trội không hoàn toàn Floury 2 ở ngô. Những gen này quy
định hàm lượng đạm, đặc biệt là hàm lượng Lizine và Tryptophan, đã giải


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản
thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, gia đình, các tập thể
và bạn bè đồng nghiệp.
Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Trần Minh Quân
giảng viên Khoa Nông học, với cương vị là người hướng dẫn khoa học, đã có
nhiều đóng góp trong nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, Bộ phận quản lý đào tạo sau đại học - Phòng Đào tạo, Khoa
Nông học, UBND Phường Quang Vinh - TP. Thái Nguyên, các em sinh viên
K43, K44TT ngành Khoa học cây trồng - Trường ĐHNL Thái Nguyên đã tạo
điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo
Khoa Nông học, các thầy cô giảng dạy chuyên ngành đã giúp đỡ Tôi trong 02
năm qua.
Tôi xin trân trọng cảm ơn cơ quan Trung Tâm Khuyến nông tỉnh Yên
Bái đã tạo điều kiện về thời gian để tôi hoàn thành luận văn.
Xin bày tỏ lòng biết ơn đối với bố mẹ, vợ và các anh chị em trong gia
đình đã động viên, tạo mọi điều kiện về thời gian, công sức và kinh phí để tôi
hoàn thành luận văn này.
Thái nguyên, tháng 10 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Văn Đoàn


8
giống lai đơn cải tiến và lai đơn, chiếm 80 - 85% tổng số giống lai trích theo
(Trần Hồng Uy, 1999)[28].

Để tạo ra các giống ngô lai tốt, các nhà khoa học Mỹ luôn quan tâm đến
vật liệu khởi đầu trong tạo giống là dòng thuần. Kết quả điều tra của Bauman
năm (1981)[31] cho thấy các nhà tạo giống ở Mỹ đã sử dụng 15% quần thể có
nguồn di truyền rộng, 16% quần thể có nền di truyền hẹp, 14% quần thể của
các dòng ưu tú, 39% tổ hợp lai của các dòng ưu tú và 17% quần thể hồi giao
để tạo dòng.
Các giống ngô lai này ngày càng được phát triển mạnh mẽ ở tất cả các
quốc gia trồng ngô. Trong đó các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhất
nhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạt
giống lai đơn rất cao. Vì vậy người ta tiến hành lai tạo các giống ngô lai 3, lai
kép cho năng suất hạt giống cao mà giá thành lại rẻ, ưu thế lai cao.
Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, công tác chọn tạo giống
cây trồng ở thế kỷ 21 đã được trợ giúp bởi nhiều kỹ thuật mới, các phương
pháp nghiên cứu sinh học hiện đại đã ra đời, nhanh chóng trở thành công cụ
hữu hiệu để cải tạo năng suất cây trồng. Những kỹ thuật mới này tập trung
chủ yếu vào hai lĩnh vực: nuôi cấy mô tế bào và kỹ thuật tái tổ hợp ADN. Hai
kỹ thuật trên đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong cải tạo giống cây
trồng, góp phần cùng nhân loại trả lời câu hỏi làm thế nào để giải quyết đủ
lương thực cho loài người ở thế kỷ XXI.
Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn invitro đã được ứng dụng vào công tác
chọn tạo dòng thuần, thụ tinh trong ống nghiệm để khôi phục nguồn gen trong
tự nhiên, sử dụng súng bắn gen và chuyển gen thông qua vi khuẩn A.
tumefaciens, ứng dụng các kỹ thuật RAPD, SSP để phân tích đa dạng di
truyền và phân nhóm ưu thế lai của giống (Bùi Mạnh Cường (2007)[4].


9
Tiến bộ kỹ thuật công nghệ sinh học hiện đại được áp dụng vào công
tác chọn tạo giống đã giúp các nhà khoa học tạo ra những giống ngô chuyển
gen. Ngô biến đổi gen được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại

lợi ích ổn định, đã đóng góp một lượng ngô đáng kể làm nhiên liệu sinh học
và thức ăn gia súc ở Mỹ. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế
giới đã đạt 35,2 triệu ha; riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (Phan Xuân Hào,
2008)[7]. Trong những năm gần đây ngô biến đổi gen có mức tăng đáng kể ở
các thị trường truyền thống như: Mỹ, Canada, Achentina, Nam Phi, Tây Ban
Nha, Philippin và Hondura. Ngoài ra còn có các thị trường quan trọng khác
mới quan tâm, phát triển các giống ngô chuyển gen như: Braxin, Mêhicô, Ai
Cập, Kenia, Nigeria Trung quốc, Ấn Độ, Thái Lan....
1.2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam
Từ những năm đầu của thập kỷ 90, chính sách mở cửa và hội nhập,
ngô lai ở Việt Nam là một trong những cây hội nhập sớm nhất. Cuộc cách
mạng về ngô lai ở nước ta được Nhà nước đặc biệt quan tâm.
Sau khi hòa bình lập lại ở miền Bắc các nhà khoa học của học Viện
Nông Lâm đã tiến hành điều tra các loài phụ và giống ngô địa phương, thu
thập mẫu giống ở hầu hết các tỉnh. Trên cơ sở những kết quả đánh giá các
giống ngô địa phương các nhà khoa học đã rút ra được các giống tốt phục vụ
sản xuất như: Gié Bắc Ninh, ngô Việt Trì, ngô Vạn Xuân... (Ngô Hữu Tình,
2009) [23].
Việt Nam tiếp cận với ngô lai không phải là muộn, ngay từ những năm 60
Học Viện Nông Lâm đã bắt đầu công tác tạo dòng thuần cho chương trình ngô
lai, nhưng do sự thay đổi tổ chức của hệ thống nghiên cứu nông nghiệp, đặc biệt
do thiếu những vật liệu di truyền phù hợp nên chương trình bị gián đoạn.
Đến năm 1973, Trạm nghiên cứu ngô Sông Bôi được thành lập, các
nhà khoa học tiến hành duy trì, đánh giá vật liệu chọn tạo dòng thuần, đồng


10
thời khảo nghiệm các giống nhập nội và đã xác định được giống lai đơn
MVSC 660 cho năng suất cao, phù hợp với điều kiện gieo trồng ở miền Bắc
(Ngô Hữu Tình, 2009) [23].

Sau ngày miền Nam hoàn toàn được giải phóng công tác nghiên cứu
ngô không còn lẻ tẻ, tự phát mà được chỉ đạo tập trung thông qua các đề tài,
dự án nhà nước. Nhưng do điều kiện chiến tranh kéo dài, mặt khác do vật liệu
khởi đầu của chúng ta còn nghèo nàn và không phù hợp, vì vậy ngô lai đã
không phát huy được vai trò của nó. Phải đến những năm đầu của thập kỷ 90
công tác chọn tạo giống ngô lai mới phát triển, góp phần đưa cây ngô nước ta
đứng vào hàng ngũ những nước nghiên cứu ngô tiên tiến ở Châu Á.
Từ năm 1990 đến nay công tác chọn tạo giống ngô ở Việt Nam đã thu
được những thành tựu to lớn, đó là:
* Chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do (TPTD)
- Giai đoạn năm 1991-1995 chọn tạo được 2 giống TPTD là Q2 và
VN1. Ba giống ngô TPTD khác được phép khu vực hóa là CV-1, MSB-49,
giống ngô đường TSB-3, giống ngô nếp mới ngắn ngày chất lượng cao như
VN-2...
Hiện nay, Viện Nghiên cứu ngô đang bảo tồn 616 mẫu giống ngô thụ
phấn tự do. Trong đó nguồn địa phương 463 giống, nguồn nhập nội 127
giống, còn lại là các quần thể tự tạo theo chương trình chọn tạo giống.
*Chọn tạo và được công nhận nhiều giống ngô lai có thời gian sinh
trưởng khác nhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước
Trong những năm 1992-1994, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo ra các
giống ngô lai không quy ước là: LS-5, LS-6, LS-8, bộ giống ngô lai này gồm
những giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, cho năng suất từ 3-7
tấn/ha, thích ứng với nhiều vùng trong cả nước, dễ sản xuất hạt giống, giá


11
giống rẻ. Đây là bước chuyển tiếp quan trọng từ giống thụ phấn tự do sang
giống lai quy ước.
Từ năm 1994 đến nay, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo được nhiều
giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao (10 - 12 tấn), có thời gian sinh

trưởng khác nhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước. Trong đó
lai tạo giống có thời gian sinh trưởng ngắn là những kết quả có ý nghĩa lớn
đối với cuộc cách mạng mùa vụ của nước ta.
- Nhóm giống dài ngày: (LVN10 được công nhận quốc gia năm 1994),
LVN98 (2002), HQ2000 (2004),…
+ Nhóm giống trung ngày: LVN12 công nhận năm 1995, LVN17
(1999), T9 (2004), VN8960( 2004), LCH 9(2004), LVN 145( 2007),…
+ Nhóm giống ngắn ngày: LVN20 công nhận năm 1998, LVN25
(2000), LVN99 (2004),V98 - 1 (2004), VN6 (2005),…
Phần lớn giống ngô mới đang được mở rộng nhanh ra sản xuất, đặc biệt
là các giống ngô LVN 99, LVN 9, VN 8960, LVN 145,...
Hiện nay nhiều tổ hợp lai có triển vọng với tiềm năng năng suất hơn 10
tấn/ha đang được sản xuất và thử nghiệm trên phạm vi cả nước như: LVN14,
LVN15, SC184, TB61, TB66, VN885, SX2017, SX2004, TT04B-1...
Nhờ nỗ lực không ngừng trong nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ kỹ
thuật trong sản xuất, đến năm 2009 giống ngô lai do Việt Nam chọn tạo đã
chiếm 65% diện tích trồng ngô của cả nước.
Cùng với việc ứng dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống, các
nhà khoa học nghiên cứu ngô ở Việt Nam bước đầu đạt được một số kết quả
trong công tác chọn giống bằng công nghệ sinh học: tạo dòng thuần từ nuôi
cấy bao phấn; dùng chỉ thị phân tử phân tích đa dạng di truyền, phân nhóm ưu
thế lai, lập bản đồ gen chịu hạn, tạo dòng kháng khô vằn, chọn các dòng ưu tú


iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................... 2
3. Yêu cầu của đề tài ......................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài .......................................................................... 2
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài........................................................................... 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.2. Nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và trong nước .......................... 4
1.2.1. Nghiên cứu ngô lai trên thế giới ............................................................. 4
1.2.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam ............................. 9
1.3. Tình hình sản xuất ngô trong và ngoài nước ........................................... 14
1.3.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ..................................................... 14
1.3.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ...................................................... 17
1.3.3. Tình hình sản xuất ngô vùng trung du miền núi phía bắc..................... 18
1.3.4. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Thái Nguyên ...................................... 21
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 25
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 25
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 25
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 25


13
Phát triển nông thôn công nhận cho phép sản xuất thử, đó là LVN111,
LVN102, LVN62 (Mai Xuân Triệu, 2013) [20].
Theo tác giả Trần Trung Kiên và cs (2013) [12], Khảo nghiệm 3 giống
ngô lai nhập nội từ Trung Quốc với giống đối chứng NK4300 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.
Năm 2013 tiến sỹ Hoàng Văn Vịnh và Phan Thị Vân (2013)[30],
nghiên cứu thí nghiệm khả năng sinh trưởng, phát triển của 8 giống ngô lai có
triển vọng được thực hiện vụ Đông 2012 và Xuân 2013 và giống đối chứng
NK4300. Kết quả cho thấy thời gian sinh trưởng của các giống thí nghiệm là
107 - 119 ngày (vụ Đông 2012) và 117 - 124 ngày (vụ Xuân 2013), phù hợp
với cơ cấu luân canh vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên. Giống KK11-6 khả
năng chống đổ kém nhất, đánh giá điểm 2 - 3. Các giống còn lại có khả năng
chống đổ tốt, đánh giá điểm 1 - 2. Giống KK11-3, KK11-11 có khả năng
chống chịu sâu đục thân rất tốt đánh giá điểm 1 tương đương với giống đối
chứng. Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm đạt 60,95 - 84,12 tạ/ha
(vụ Đông 2012) và 61,53 - 78,95 tạ/ha (vụ Xuân 2013). Giống KK11-11 năng
suất thực thu đạt 78,95 - 84,12 tạ/ha cao hơn đối chứng ở mức tin cậy 95%.
Không chỉ chú trọng công tác chọn tạo giống mới mà các nhà khoa học
còn quan tâm đến nghiên cứu cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác cho
phù hợp với yêu cầu của giống để tăng hiệu quả của quá trình sản xuất. Trong
vòng 20 năm qua các nhà khoa học đã nghiên cứu hoàn thiện và chuyển giao
thành công quy trình kỹ thuật trồng ngô trên nền đất ướt. Xây dựng qui trình
công nghệ sản xuất hạt giống ngô lai cho năng suất và hiệu quả cao. Xây
dựng được một hệ thống sản xuất ngô lai trên qui mô lớn, phạm vi toàn quốc.


14
Những thành quả mà công tác nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt
Nam đạt được đã góp phần làm thay đổi những tập quán canh tác lạc hậu và
đưa nghề trồng ngô nước ta vươn lên hàng đầu trong hàng ngũ các nước tiên

tiến trong khu vực.
1.3. Tình hình sản xuất ngô trong và ngoài nước
1.3.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, mặc dù
chỉ đứng thứ 03 về diện tích sau lúa nước và lúa mì, nhưng ngô lại dẫn đầu về
năng suất và sản lượng, là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao
nhất trong các cây lương thực chủ yếu ngô còn là cây trồng có nền di truyền
rộng nên có khả năng thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau từ 550 bắc
bán cầu đến 420 nam bán cầu, chính vì vậy ngô được trồng ở 140 nước trên
thế giới, trong đó có 38 nước là các nước phát triển còn lại là các nước đang
phát triển (Báo cáo tổng kết Số 29 của ISAAA).
Do nhận thức được vị trí và tầm quan trọng của cây ngô trong nền kinh
tế nên từ đầu thế kỷ 20 đến nay sản xuất ngô trên thế giới phát triển liên tục cả
về diện tích, năng suất và sản lượng.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 2010 - 2014
Diện tích
Năm

Sản lượng
Năng suất (tạ/ha)

(triệu ha)

(triệu tấn)

2010

164,02

51,89

851,27

2011

170,39

51,84

883,46

2012

177,39

49,16

872,06

2013

184,19

55,20

1016,73

2014

183,34

55,72

1021,61

(Nguồn: FAOSTAT,2016)[34]


15
Số liệu thống kê của FAO(2016)[34] cho thấy sản xuất ngô trên thế
giới giai đoạn 2010 - 2014 có sự tăng trưởng đáng kể về diện tích, năng suất,
sản lượng. Năm 2010 diện tích ngô của thế giới mới chỉ đạt 164,02 triệu ha,
năng suất ngô trung bình thế giới đạt 51,89 tạ/ha, sản lượng đạt 851,27 triệu
tấn, đến năm 2014 diện tích trồng ngô của thế giới đạt 183,34 triệu ha tăng
8,9%, năng suất đạt 55,72 tạ/ha tăng 9,3 % so với năm 2010, sản lượng đạt
1013,56 triệu tấn. Có được kết quả này là nhờ có cuộc cách mạng về chọn tạo
giống ngô, đặc biệt là giống ngô lai và các biện pháp kỹ thuật canh tác mới
được đưa vào áp dụng trong sản xuất ngô.
Bảng 1.2. Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2014
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

Mỹ

33,64

107,32

361,091

Trung Quốc

35,98

59,97

215,812

Brazil

15,43

51,76

79,877

Mexico

7,06

32,96

23,273

Ấn Độ

8,6

27,52

23,670

Đức

0,429

119,62

5,142

Hy Lạp

0,19

11,5

21,85

Israel

0,005

340,97

163,60

Nước

Nguồn FAOSTAT, 2016[34]
Theo FAO[34] Mỹ được coi là cường quốc số một trên thế giới và
Trung Quốc được xem là cường quốc đứng thứ hai trên thế giới. Năm 2014,
Mỹ có diện tích trồng ngô là 33,64 triệu ha, năng suất bình quân đạt 107,32