Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp ngô lai triển vọng năm 2009 2010 tại trường đại học nông lâm thái nguyên

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NCKH CẤP BỘ
Tên đề tài: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp ngô lai
triển vọng năm 2009 - 2010 tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên
Mã số: B2009 – TN03 – 20
Cơ quan chủ trì: Đại học Nông lâm Thái Nguyên
Cơ quan và cá nhân phối hợp
1. Viện nghiên cứu ngô
2. PGS.TS. Luân Thị Đẹp – Khoa Nông học, Đại học Nông lâm Thái Nguyên
3. TS. Trần Trung Kiên - Khoa Nông học, Đại học Nông lâm Thái Nguyên
1.Mục tiêu
Chọn ra được 1 - 2 tổ hợp lai có đặc điểm nông sinh học tốt phục vụ cho sản xuất
ngô ở tỉnh Thái Nguyên.
2. Nội dung chính
- Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các THL tạo ra bằng phương pháp
lai đỉnh.
- Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các THL tạo ra bằng phương pháp lai
luân giao.
- Đánh giá khả năng kết hợp ở tính trạng năng suất của các dòng
3. Kết quả đạt được
Thí nghiệm nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của 20 tổ hợp lai đỉnh trong
vụ Xuân năm 2009 và 15 tổ hợp lai luân giao trong vụ Thu 2009, Vụ Xuân và vụ
Thu năm 2010 tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên. Kết quả của thí nghiệm cho
thấy:
- Thông qua lai đỉnh đã lựa chọn ra được 6 dòng có khả năng kết hợp chung
cao là IL2, IL3, IL5, IL6, IL8, IL11 dùng làm vật liệu để lai luân phiên.
- Thông qua lai luân giao đã xác định được 2 dòng ngô tự phối IL3, IL6 có
khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu tạo
giống ngô lai cho tỉnh Thái Nguyên.
- Trong 15 THL triển vọng nghiên cứu tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã
xác định được 1 THL IL3 x IL6 thích ứng với điều kiện sinh thái, có thời gian sinh
trưởng ở vụ Xuân là 110 ngày, TB 2 vụ Thu là 98 ngày tương đương với LVN4 và

LVN99, khả năng chống đổ gãy tốt và chống chịu khá với một số loại sâu bệnh hại
ngô chính. Năng suất thực thu vụ Xuân 2010 đạt 76,81 tạ/ha tương đương giống
LVN4 và bằng 111,9% năng suất giống LVN99 (66,27 tạ/ha); năng suất vụ Thu
2009 đạt 75,55 tạ/ha bằng 118,6% năng suất LVN4 (63,71 tạ/ha) và bằng 116,6%
năng suất LVN99 (64,77 tạ/ha); năng suất vụ Thu 2010 đạt 73,34 tạ/ha bằng
113,7% năng suất LVN4 (64,5 tạ/ha) và bằng 111,5% năng suất LVN99 (65,8
tạ/ha).


SUMMARY
Project title: Studies on agro-biological characteristics of some potential hybrid
maize cultivars in Thai Nguyen in 2009-2010
Project code: B2009 – TN03 – 20
Implementing Institution: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
Coordinating institutions & individuals:
4. National Maize Research Institution
5. Assoc. Prof. Dr. Luan Thi Dep, Faculty of Agronomy, Thai Nguyen University of
Agricultural and Forestry.
6. Dr. Tran Trung Kien, Faculty of Agronomy, Thai Nguyen University of Agricultural
and Forestry.
1. Objective:To select 1 - 2 hybrid combinations with good agro-biological
characteristics for corn production in Thai Nguyen.
2. Main research contents:
- Studies on the agro-biological characteristics of some hybrid cultivars by top
crossing.
- Research on agro-biological characteristics of the hybrid combinations produced by
diallel crosses.
- Evaluation of combining abilities shown in yield characteristics of the selected lines.
3. Results obtained
The results of the studies on agro-biological characteristics of 20 top-crossed hybrid

combinations in spring 2009 and 15 diallel-crossed hybrid cultivars in the fall 2010 at
Thai Nguyen University of Agriculture & Forestry showed that:
Six lines produced by top crossing were selected with high general combining
abilities, namely IL2, IL3, IL5, IL6, IL8, IL11. These will be used as materials for diallel
crosses.
Two inbred lines (IL3 and IL6) produced by diallel crossing were selected owing to
their high general and specific combining abilities which will be used as materials for
production of seed maize in Thai Nguyen.
Among 15 promising hybrid combinations studied at Thai Nguyen University of
Agriculture & Forestry, the combination of IL3 x IL6 was identified as suitable with
ecological condition of Thai Nguyen. This line had a growth period of 110 days in spring
season. The average growth period in autumn season was 98 days, which is similar to
those of LVN4 and LVN99. It also had a good resistance to wind and pests. The actual
productivity in spring 2010 obtained 7.68 tons/ha, equivalent to that of LVN4 variety,
and 111.9% of LVN99 (6.63 tons/ha). The productivity in autumn season 2009 gained
7.56 tons/ha, which was equivalent to 118.6% of LVN4 (6.37 tons/ha) and 116.6% of
LVN99 (6.48 tons/ha). Productivity of autumn season 2010 was 7.33 tons/ha, equivalent
to 113.7% of LVN4 (6.45 tons/ha) and 111.5% of LVN99 (6.58 tons/ha).


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô có tên khoa học Zea mays L. và có nguồn gốc từ Mêhicô. Ngô
là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp toàn cầu, góp
phần nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới.
Năm 2009, diện tích trồng ngô thế thế giới đạt 159,31 triệu ha, năng suất
trung bình đạt 5,12 tấn/ha và tổng sản lượng đạt 817,11 triệu tấn. Trong đó, Mỹ
là nước có diện tích lớn nhất với 32,21 triệu ha, năng suất đạt 10,34 tấn/ha và sản

lượng đạt 333,01 triệu tấn với 100% diện tích được trồng giống ngô lai; Đứng
thứ hai là Trung Quốc với diện tích đạt 30,47 triệu ha, năng suất 5,35 tấn/ha với
sản lượng 163,12 triệu tấn (FAOSTAT, 2010) [32]. So với năm 2008 sản lượng
ngô của Mỹ tăng 8,4%, ở Trung Quốc sản lượng giảm 1,8%.
Nhu cầu ngô thế giới được Viện Nghiên cứu chính sách Lương thực Thế
giới (IFPRI, 2003) [41] dự báo là 852 triệu tấn vào năm 2020, tăng 45% so với
năm 1997, chủ yếu tăng cao ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông
Nam Á nhu cầu tăng 70% so với năm 1997 (CIMMYT, 2008) [25]. Theo dự
báo của FAO (FAOSTAT, 2007) [30] nhu cầu ngô thế giới sẽ là 1 tỷ tấn vào
năm 2030, 80% nhu cầu ngô thế giới tăng so với 1997 (266 triệu tấn), tập trung
ở các nước đang phát triển và chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công
nghiệp. Các nước đang phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện
tích ngô hầu như không tăng (James, 2010) [43].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa, một số
tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng có diện tích ngô lớn hơn diện tích trồng lúa. Ví
dụ: Tại Hà Giang diện tích ngô là 46.400 ha trong khi diện tích lúa là 36.600
ha (2008); tương tự Cao Bằng có diện tích ngô là 38.400 ha trong khi diện
tích lúa chỉ có 31.200 ha nghĩa là ở Hà Giang và Cao Bằng, ngô dường như là


2

cây trồng quan trọng số một (Tổng cục thống kê, 2009) [15]. Do trồng ngô lai
cho hiệu quả kinh tế lớn hơn so với trồng giống ngô thụ phấn tự do và một số
cây trồng ngắn ngày khác nên chỉ trong 20 năm (1990 – 2009) tỷ lệ trồng ngô
lai từ 0 % đã tăng lên hơn 90 %. Đây là một tốc độ phát triển nhanh so với các
nước có nghề trồng ngô trên thế giới.
Những năm gần đây, sản xuất ngô ở nước ta đã có nhiều thay đổi về
giống, về biện pháp kỹ thuật canh tác góp phần đưa năng suất và sản lượng
ngô tăng cao. Tuy nhiên, năng suất ngô trung bình của Việt Nam vẫn còn thấp

so với trung bình thế giới và khu vực, năm 2009 năng suất ngô của Việt Nam
đạt 40,8 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2010) [16] bằng 76,26% so với năng suất
ngô của Trung Quốc; 39,5% Mỹ và 79,7% thế giới (FAOSTAT, 2010) [32].
Theo chiến lược phát triển cây ngô của Bộ Nông nghiệp và PTNT phấn đấu
đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam đạt 8-9 triệu tấn nhằm đảm bảo
cung cấp đủ nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhu cầu khác
trong nước và từng bước tham gia xuất khẩu. Để đáp ứng nhu cầu về ngô
ngày càng cao trong những năm tới mà diện tích trồng ngô tăng chậm, nhiệm
vụ đặt ra cho các nhà chọn giống phải tạo ra những giống ngô lai phù hợp
cho những vùng sinh thái khác nhau, đưa năng suất ngô của Việt Nam tiệm
cận với trung bình của thế giới.
Đông Bắc là vùng ngô có diện tích lớn nhất Việt Nam với diện tích
trồng ngô năm 2009 là 235.200 ha nhưng năng suất lại đạt thấp hơn năng suất
bình quân của cả nước, năm 2009 năng suất ngô của Đông Bắc đạt 33,1tạ/ha
(Tổng cục thống kê, 2010) [16] bằng 81,9 % so với cả nước (40,3 tạ/ha) và
bằng 65,9 % so với thế giới (51,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2010) [32]. Hàng năm
diện tích trồng ngô của vùng Đông Bắc nói chung và Thái Nguyên nói riêng
chủ yếu là các giống ngô lai của các công ty giống nước ngoài như Monsanto,
Syngenta, CP Group, Bioseed, .. được nhập nội hoặc sản xuất tại Việt Nam.


3

Các giống ngô lai được lai tạo trong nước chiếm một diện tích không đáng kể
<10% (Tổng cục thống kê, 2011) [17]. Những nghiên cứu về đặc điểm nông
sinh học và sinh thái cho việc phát triển ngô của tỉnh đến nay còn rất hạn chế.
Nhiều giống ngô lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt của các công ty
trong và ngoài nước đã đưa vào sản xuất ở Thái Nguyên nhưng có một số
giống chưa thích ứng với điều kiện sinh thái, cơ cấu mùa vụ của tỉnh, năng
suất mới chỉ đạt được khoảng 60% tiềm năng năng suất của các giống.

Chính vì những lí do trên, việc nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai
ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng thích nghi
với điều kiện sinh thái. Đặc biệt là giải quyết vấn đề tăng vụ/năm nhưng vẫn
đảm bảo thời vụ của cây trồng tiếp theo, đồng thời tránh được hạn, rét cuối vụ
Đông và đầu vụ Xuân. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày có thể
chủ động về giống, hạn chế nhập nội giống và nguồn sâu bệnh lây lan qua hạt
giống, đồng thời giảm chi phí cho người dân là vấn đề cần thiết.
Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên
cứu đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp ngô lai ngắn ngày năm 2009
- 2010 tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên ".
2. Mục tiêu của đề tài
Chọn ra được 1 - 2 tổ hợp lai có đặc điểm nông sinh học tốt phục vụ cho
sản xuất ngô ở tỉnh Thái Nguyên.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Bước đầu xác định được tính thích ứng với điều kiện sinh thái của các
THL, giúp cho công tác chọn tạo giống ngô lai hiệu quả cao hơn.
- Xác định được cơ sở lựa chọn vật liệu tạo giống ngô lai
- Góp phần bổ sung thêm vào tập đoàn giống ngô, chuyển đổi cơ cấu
cây trồng cho các tỉnh vùng Đông Bắc.


4

3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Xác định được 2 dòng ngô tự phối là IL3, IL6 có khả năng kết hợp
chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu cho công tác tạo
giống ngô lai.
- Đề tài đã xác định được 1 THL (IL3 x IL6) có thời gian sinh trưởng
trung bình sớm; khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu tốt với điều

kiện bất thuận; cho năng suất cao và ổn định; thích nghi với điều kiện sinh
thái của tỉnh Thái Nguyên.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra đề tài nghiên cứu trên 20 THL đỉnh và 15
THL được tạo ra từ 6 dòng tự phối theo phương pháp lai luân giao.
Các thí nghiệm được tiến hành tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.


5

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. 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 với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu
thế lai (Ngô Hữu Tình, 1997) [13].
Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các
lĩnh vục di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá
và tin học... vào công tác nghiên cứu và sản xuất (Ngô Hữu Tình, 1997) [12].
Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay.
Năm 2009, theo USDA, diện tích ngô đã vượt qua lúa nước, với 155,7 triệu
ha, năng suất 4,19 tấn/ha và sản lượng đạt kỷ lục 805,68 triệu tấn. Trong hơn
40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất
trong các cây lương thực chủ yếu. So với năm 1961, năm 2009, năng suất
ngô trung bình của thế giới tăng thêm 32,9 tạ/ha (từ hơn 19 lên 51,9 tạ/ha),
lúa nước tăng 24tạ/ha (từ 19 lên 43 tạ/ha), còn lúa mỳ thêm 19,1 tạ/ha (từ
10,9 lên 30,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2009) [31].
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế

giới giai đoạn 1961-2009
NGÔ
LÚA MÌ
LÚA NƯỚC
Năm D.tích N.suất Sản lượng D.tích N.suất Sản lượng D.tích N.suất Sản lượng
(triệu ha)

(tấn/ha) (triệu tấn) (triệu ha)

(tấn/ha) (triệu tấn) (triệu ha)

(tấn/ha) (triệu tấn)

1961

104,8

1,9

204,2 200,9

1,1

219,2 115,3

1,9

215,3

2004

145,0

4,9

714,8 217,2

2,9

625,1 150,6

4,0

595,8

2005

145,6

4,8

696,3 218,5

2,8

621,5 152,6

4,1

622,1

2006

148,6

4,7

704,2 212,3

2,8

593,2 153,0

4,1

622,2

2007

159,9

4,95

791,6 217,9

2,8

609,7 154,7

4,2

646,7

2008

156,4

5,03

787,3 224,9

3,03

682,2 155,7

4,3

661,7

2009

156,0

5,19

809,0 225,6

3,01

679,9 155,1

4,3

659,1

Nguồn: FAOSTAT, USDA- 2009 [31][54]


6

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 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.
Cây trồng công nghệ sinh học(CNSH) mang lại những lợi ích ổn định
và bền vững về kinh tế, môi trường, làm tăng sản lượng nông nghiệp, cải
thiện đời sống người nông dân cho nên ngày càng được nhiều quốc gia ủng hộ
và phát triển. Diện tích trồng trồng cây CNSH trên toàn cầu năm 2009 đạt
134 triệu ha trên tổng số 25 quốc gia, trong đó diện tích trồng ngô CNSH đạt
42,0 triệu ha trên tổng số 16 quốc gia. Từ năm 1996 đến năm 2009, diện tích
trồng ngô CNSH trên toàn thế giới liên tục gia tăng và đạt 26,4% trong năm
2009 (James C., 2010) [43].
Năm 2009 đánh dấu sự chuyển đổi từ thế hệ cây trồng CNSH thế hệ
thứ nhất sang thế hệ thứ 2, lần đầu tiên nâng cao năng suất thu hoạch một
cách thực chất trong đó đậu tương RReady2YeildTM là một trong những giống
cây CNSH thế hệ mới đầu tiên. Ngô SmartStax ở Mỹ và Canada, có chứa 8
gen qui định 3 tính trạng, dự đoán sẽ đạt 1,0 – 1,5 triệu ha trong năm 2010
(James C., 2010) [43].

Năm 2009, Trung Quốc đã cấp giấy an toàn sinh học cho giống ngô
phytase được phát triển trong nước. Ngô phytase giúp cho lợn hấp thu được
nhiều photpho hơn, giúp chúng lớn nhanh đồng thời giảm lượng photpho còn
tồn tại trong chất thải của động vật. Ngô phytase có tiềm năng đem lại lợi ích
trực tiếp cho 100 triệu hộ nông dân trồng ngô ở Trung Quốc. Với 92,8 % diện
tích trồng các giống được tạo ra bằng công nghệ sinh học, năng suất ngô


7

nước Mỹ năm 2009 đạt hơn 10,34 tấn/ha trên diện tích 32,21 triệu ha (USDA,
2009) [54].
Dân số thế giới ngày càng tăng, trong khi đó diện tích đất canh tác ngày
càng thu hẹp do sa mạc hóa và xu thế đô thị hóa. Nền nông nghiệp thế giới
ngày nay luôn phải trả lời làm thế nào để giải quyết đủ năng lượng cho 8 tỷ
người vào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030? Để giải quyết được câu
hỏi này, ngoài biện pháp phát triển nền nông nghiệp nói chung thì cũng phải
nhanh chóng chọn ra những giống cây trồng, giống ngô có năng suất cao, ổn
định mang nhiều đặc tính chống chịu tốt mới đáp ứng yêu cầu của nền nông
nghiệp hiện đại.
Theo dự đoán của CIMMYT vào năm 2020 nhu cầu ngô ở các nước
đang phát triển sẽ vượt xa nhu cầu lúa mì và lúa nước. Riêng các nước châu
Á, nếu không tập trung nghiên cứu giải quyết kịp thời sẽ phải nhập 44,7 triệu
tấn vào năm 2020.
Bảng 1.2. Dự đoán nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020
Năm
Vùng

1997

2020

% thay đổi so

(triệu tấn)

(triệu tấn)

với năm 1997

Thế giới

586

852

45

Các nước đang phát triển

295

508

72

Đông Á

136

252

85

Nam Á

14

19

36

Cận Sahara và châu Phi

29

52

79

Mỹ La tinh

75

118

57

Tây Á và Bắc Phi

18

28

56
(Nguồn: IRRI, 2003)


8

1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt trên 0,8 - 1 tấn/ha, với
diện tích chưa đến 300 nghìn ha; đến đầu những năm 1980 cũng chỉ đạt 1,1
tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống ngô địa phương
với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo
Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào
trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những
năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến
nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng mở
rộng giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh
tác theo nhu cầu của giống mới. Năm 1991, diện tích trồng giống ngô lai chưa
đến 1% trên 430 nghìn ha trồng ngô; năm 2005, giống ngô lai đã chiếm khoảng
90% diện tích trong hơn 1 triệu ha ngô cả nước, trong đó giống do các cơ quan
nghiên cứu trong nước chọn tạo và sản xuất chiếm khoảng 60%, còn lại là của
các công ty hạt giống ngô lai hàng đầu thế giới.
Nhờ vậy, năm 2009 chúng ta đã đạt năng suất và sản lượng khá cao:
Năng suất 40,8 tạ/ha, sản lượng 4.431.800 tấn, diện tích là 1.086.000 ha
(Tổng cục thống kê, 2010) [16]. Tuy vậy 9 tháng đầu năm 2009, Việt Nam đã
nhập hơn 0,8 triệu tấn ngô (Cục Trồng trọt, 2009) do nhu cầu dùng ngô làm
thức ăn chăn nuôi tăng mạnh.

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, tưới tiêu chủ động, những
vùng đất phì nhiêu như: Đồng bằng sông Hồng, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên,
Đồng bằng sông Cửu Long.
Ở Việt Nam, những năm gần đây cây ngô chuyển gen cũng đã được quan
tâm và nghiên cứu chủ yếu tập trung vào gen kháng sâu đục thân và kháng
thuốc trừ cỏ. Năm 2010, Việt Nam đã chính thức cho công ty TNHH


9

Syngenta Việt Nam và công ty Monsanto Thái Lan được khảo nghiệm hạn
chế, đánh giá rủi ro đối với đa dạng sinh học và môi trường của cây ngô
chuyển gen (Bộ NN&PTNT, 2010) [3].
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 – 2009
Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)

(nghìn tấn)

1975

267,6

10,42

278,4

1980

389,6

11,00

428,8

1985

392,2

14,90

584,9

1990

431,8

15,50

671,0

1995

556,8

21,30

1.184,2

2000

730,2

27,50

2.005,9

2005

1.052,6

36,00

3.787,1

2006

1.033,1

37,30

3.854,6

2007

1.096,1

39,3

4.303,2

2008

1.125,9

40,2

4.531,2

2009

1.086,8

40,8

4.431,8

Nguồn: Tổng cục thống kê, 2010 [16]
1.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Thái nguyên
Là một tỉnh thuộc vùng Trung du, miền núi phía Bắc, với địa hình

đặc trưng đồi núi xen kẽ với ruộng thấp, chủ yếu là núi đá vôi và đồi dạng
bút tháp. Do vậy, nền sản xuất Nông nghiệp của Thái Nguyên nói chung và
ngành sản xuất ngô nói riêng gặp rất nhiều khó khăn về thủy lợi và giao
thông vận chuyển. Toàn tỉnh có tổng diện tích 3.541 km2, trong đó đất canh
tác Nông nghiệp chiếm 23%. Cây ngô chủ yếu được trồng trên đất ruộng vụ
Đông và trên đất đồi dốc Xuân Hè. Trước năm 1995, chủ yếu vẫn trồng các


10

giống thụ phấn tự do, giống địa phương có năng suất thấp. Cùng với sự
chuyển biến của đất nước, Thái Nguyên cũng mạnh dạn thay đổi cơ cấu cây
trồng, áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là thay thế các
giống thụ phấn tự do bằng các giống ngô lai có năng suất cao như LVN4,
LVN99, C919, NK47, NK54, DK9901, DK9955…. Do đó cho đến nay,
diện tích và năng suất không ngừng tăng lên. Tình hình sản xuất ngô ở Thái
Nguyên được thể hiện qua bảng 1.4.
Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2001 - 2010
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)

(nghìn tấn)

2001

9,7

30,6

29,7

2002

11,6

32,8

38,0

2003

13,4

32,6

43,7

2004

15,9

34,3

54,6

2005

15,9

34,7

55,1

2006

15,3

35,2

53,9

2007

17,8

42,1

74,9

2008

20,6

41,1

84,7

2009

17,358

39,16

67,98

2010

17,888

42,2

75,44

Năm

(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011) [17]
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 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 và từ 2009 đến 2010 diện tích trồng
ngô lại giảm do một phần diện tích đất trồng trọt bị sử dụng vào mục đích
khác. Tuy nhiên năng suất ngô có xu hướng tăng dần, năm 1010 năng suất

11

ngô của tỉnh đạt cao nhất từ trước đến nay (42,2 tạ/ha) và sản lượng cũng đạt
cao nhất từ trước đến nay (75,44 nghìn tấn). Điều này chứng tỏ ở tỉnh Thái
Nguyên, cây ngô đã được Đảng và chính quyền địa phương chú trọng phát
triển và đạt được những tiến bộ như vậy là nhờ áp dụng tốt các tiến bộ khoa
học kỹ thuật mới vào sản xuất như giống mới, kỹ thuật canh tác. Tuy nhiên,
sản xuất ngô ở tỉnh cần được đầu tư phát triển nhiều hơn nữa như tăng vụ, mở
rộng diện tích, bổ sung nhiều giống mới có năng suất cao thích nghi với điều
kiện sinh thái vào tập đoàn giống ngô, thâm canh tăng năng suất nhằm khai
thác tối đa tiềm năng sẵn có của tỉnh.
1.2. Nguồn gốc địa lý và điều kiện ngoại cảnh cho sinh trưởng phát triển
của cây ngô
1.2.1. Nguồn gốc địa lý và vùng thích nghi của cây ngô
Với những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng, Vavilov (1926) đã
chứng minh miền Trung Nam Mexico là trung tâm phát sinh thứ nhất và vùng
núi Andet thuộc Peru là trung tâm phát sinh thứ hai, nơi mà cây ngô đã trải
qua quá trình tiến hoá nhanh chóng (Vavilov, 1926) [55]. Nhận định này của
ông đã được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat, 1977) [33]. Đặc biệt
Harsberger năm 1893 đã kết luận ngô bắt nguồn từ Mexico và từ một cây
hoang dại của miền Trung Mexico trên độ cao 1500m của vùng bán khô hạn
có mưa trong mùa hè khoảng 350mm (Wilkes, 1988) [56]. Vào năm 1948
người ta đã tìm thấy hoá thạch của phấn ngô được khai quật ở Bellas ArtesMexico, điều này đã khẳng định những nhận định của Vavilov là đúng đắn.
Từ đây, bằng nhiều con đường ngô đã lan truyền ra hầu hết các nước
thuộc Châu Mỹ, lên phía Bắc, sang phía Tây của Hoa Kỳ và vượt đại dương
đến các đảo thuộc vịnh Caribe. Dưới sự tác động mạnh mẽ của con người trong
công tác cải tạo giống, cây ngô đã nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh

12

thái khác nhau và đã hình thành một vùng “vành đai ngô” nổi tiếng của Mỹ với
các giống ngô lai đầu tiên.
Từ Peru cây ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador,
Columbia và nhiều vùng thuộc Brazin. Cây ngô được đưa vào Châu Âu từ sau
chuyến thám hiểm của Colombus năm 1493. Ở đây người ta đã nhanh chóng
nhận ra giá trị lương thực của nó, nên cây ngô đã được trồng rộng rãi và
nhanh chóng được lan truyền ra các nước trong châu lục. Vào khoảng năm
1521 cây ngô được đưa vào trồng ở Ấn Độ, Indonesia và năm 1575 ngô được
du nhập vào Trung Quốc.
Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt Nam cuối
thế kỷ 17 (thời Khang Hy) do ông Trần Thế Vinh đi sứ ở Trung Quốc mang
về, được trồng đầu tiên ở Sơn Tây và gọi là “ngô”. Nhờ những đặc điểm quý,
cây ngô sớm được người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là
một trong các cây lương thực chính chỉ sau lúa nước về mặt diện tích nhưng
lại là cây màu số một cho năng suất và giá trị kinh tế cao nhất.
Vùng sinh thái thích nghi của cây ngô rất rộng, từ 58 vĩ độ Bắc đến 43
vĩ độ Nam; ở Bắc bán cầu, ngô được trồng ở Đan Mạch đến vĩ độ 55-56, ở
Liên Xô cũ và Canada ngô được trồng ở vĩ độ 58; ở Nam bán cầu, ngô được
trồng ở Newzealand đến vĩ độ 42-43 (Humlam John, 1942 theo Necula GH.et
al., 1957).
Theo các nhà khoa học CIMMYT trên thế giới có 4 vùng sinh thái ngô
chính:
- Ôn đới
- Cận nhiệt đới
- Nhiệt đới cao (trên 2000 m so với mặt biển)
- Nhiệt đới thấp (thấp hơn 2000 m)

13

Việt Nam nằm trong vùng sinh thái nhiệt đới thấp. Các bộ giống từ
vùng nhiệt đới thấp biểu hiện sự thích ứng hơn cả thông qua khả năng chống
chịu và năng suất, kể cả vùng cao nguyên phía bắc hay vụ Đông ở đồng bằng
Bắc Bộ (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14].
Cây ngô có sự biến đổi sâu sắc để thích nghi với môi trường sinh thái.
Ví dụ ở vùng thung lũng Mêhicô đến Equado có loại ngô cao 3-4 m, 30-40 lá,
thời gian sinh trưởng 10 tháng. Vùng sa mạc Sahara, châu Phi, tồn tại loại ngô
chịu hạn ngắn ngày, thời gian sinh trưởng 70–80 ngày, cao 1-1,5 m..
(Mangelsdof .P., 1953) [44]; (Trần Hồng Uy, 1985) [20]. Sự khác biệt địa lý,
cụ thể là môi trường sống khác nhau dẫn đến sự biến đổi sâu sắc về mặt di
truyền, dẫn đến sự hình thành các quần thể ngô ở các vùng khác nhau.
Sự khác biệt giữa các quần thể ngô, biểu hiện qua các tính trạng số lượng
của kiểu hình, chịu sự chi phối mạnh không những của kiểu gen, môi trường mà
còn phụ thuộc vào tương tác của kiểu gen và môi trường. Mô hình di truyền cơ
bản có thể viết:
P = G + E + GE
Trong đó P là kiểu hình, G là kiểu gen, E là tác động môi trường và
GE là tương tác của kiểu gen và môi trường (Falconer D.S., 1983) [28];
(Trần Đình Long, 1997) [9].
1.2.2. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sinh trưởng và phát triển cây ngô
1.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ngô là cây ưa nóng, nhu cầu nhiệt độ được thể hiện bằng tổng nhiệt độ
cao hơn nhiều cây trồng khác để hoàn thành chu kỳ sống từ gieo đến chín.
Lưu Trọng Nguyên khi nghiên cứu các giống ngô của Trung Quốc đã
kết luận rằng: Đối với giống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 200022000C; Giống chín trung bình là 2300 - 26000C và giống chín muộn 2500 20080C (Lưu Trọng Nguyên, 1965) [11]. Các nhà khoa học CYMMYT cho


14

rằng ngô phát triển tốt trong khoảng nhiệt độ ngày từ 24 - 300C; nhiệt độ >
380C ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng phát triển của cây ngô. Hạt
phấn của cây ngô có thể bị chết khi nhiệt độ lên tới >350C. Ngược lại nhiệt độ
quá thấp (<120C) cũng ảnh hưởng xấu tới quá trình sống của cây, đặc biệt vào
giai đoạn nảy mầm ra hoa. Nhiều tác giả ở Việt Nam như Luyện Hữu Chỉ,
Trần Hồng Uy, Trương Đích, Cao Đắc Điểm, Võ Đình Long, Đỗ Hữu Quốc
cũng thống nhất với quan điểm của các nhà khoa học thế giới cho rằng các
giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau có tổng tích nhiệt khác nhau để
hoàn thành chu kỳ sống của mình (Dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14].
1.2.2.2. Nhu cầu nước của cây ngô
Ngô thuộc loại cây C4 nên sử dụng nước hiệu quả hơn nhiều các loại
cây C3. Ví dụ: Để sinh sản ra 1kg ngô hạt cần 350 – 500 lít nước (tuỳ thuộc
vào khí hậu đất đai). Trong khi đó ở cây C3 để có 1 kg hạt cần 700-800 lít
nước như cây hướng dương (Ruaan, 2003) [48]. Một số nghiên cứu khác cho
thấy để sản xuất ra 1kg lúa gạo cần 2300 lít nước, để làm ra 1kg bột mì cần
1100 lít nước trong khi đó để làm ra 1 kg ngô chỉ cần 900 lít nước (Hari
Srivas, 2005) [39].
Tiềm năng năng suất của cây C4 cũng lớn hơn cây C3 rất nhiều. Tiềm
năng năng suất của ngô lai rất cao, năng suất ngô dài ngày (tổng tích ôn
>30000C) có thể đạt 12 -15 tấn/ha trong điều kiện có tưới, nhưng với hoa
hướng dương (cây C3) đạt 3-3,5 tấn đã là trường hợp khác thường (Ruaan,
2003) [48]. Nhu cầu nước của cây ngô được tính toán dựa theo từng loại đất
và khả năng giữ nước của chúng. Đất thuộc loại nhẹ nên tưới kịp thời khi độ
ẩm ở 70% trong suốt thời kỳ sinh trưởng của cây ngô. Ở đất thịt nặng thì cần
tưới nước khi ẩm độ xuống 30% vào thời kỳ sinh dưỡng và 70% vào thời kỳ
sinh thực và kết hạt thì đạt được năng suất cực đại (Monsanto, 2001) [45].
Nhu cầu này được thể hiện qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển khác nhau

15

của cây. Ở thời kỳ đầu sinh trưởng cây ngô cần ít nước, sau đó tăng dần đạt
cực đại vào thời kỳ trỗ cờ và nhu cầu nước giảm dần đến khi chín sinh lý.
Trong giai đoạn cây con nếu thiếu nước cũng làm giảm năng suất vì bị
giảm kích thước cây so với điều kiện đủ nước. Một ngày bị coi là hạn đối với
cây ngô khi cây ngô bị héo vào sáng sớm và không thể phục hồi được do
thiếu nước từ hôm trước (Monsanto, 2001) [45].
Những nghiên cứu của Banzinger cho thấy nếu cây ngô bị hạn sẽ ảnh
hưởng mạnh nhất đến sinh trưởng phát triển của lá, râu, thân, rễ và cuối cùng
là kích thước hạt. Hạn làm ảnh hưởng tới quá trình phân hoá bắp và cờ dẫn tới
làm giảm năng suất (Banzinger et al., 2000) [22]. Năm 1960, Denmead và
Shaw tiến hành thí nghiệm rút bớt lượng nước tới đến trạng thái héo trước trỗ
7 ngày, trong thời kỳ trỗ và sau thụ phấn 15 ngày đã kết luận: Hạn làm giảm
năng suất tương ứng là 25; 50; và 21% (Denmead et al., 1960) [27].
1.2.2.3. Ảnh hưởng của ánh sáng
Ánh sáng là một yếu tố quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của
cây ngô, nó tham gia vào quá trình quang hợp, tổng hợp chất khô để sinh
trưởng và tích luỹ, ánh sáng ảnh hưởng đến độ dài quá trình sinh trưởng.
Theo thí nghiệm của Iakuskin (1951) tại Uruguay tiến hành nghiên cứu
trên 40 giống ngô, thì một số giống không cho bắp ở điều kiện ngày dài. Tuy
nhiên, do tác động của quá trình cải thiện đã tạo ra một số giống ngô thích
nghi cho những vùng phía Bắc với điều kiện ngày dài. Viện cây trồng
Leningrad đã nghiên cứu 61 thí nghiệm năm 1972, ở các vùng địa lý khác
nhau đã kết luận điều kiện ngày dài không phải là một yếu tố bất lợi cho cây
ngô. Phản ứng với độ dài ngày còn phụ thuộc vào các giống khác nhau nhất là
về thời gian sinh trưởng (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 1997) [13].
Cường độ và chất lượng ánh sáng là yếu tố quan trọng hơn độ dài chiếu
sáng. Theo Sain và Kuperman các tia sáng dài vào những giờ sáng sớm và

16

chiều tối kìm hãm sự phát triển của thực vật, các tia sáng ngắn vào những giờ
ban ngày lại xúc tiến quá trình phát triển của chúng. Khi nghiên cứu mối
tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trời Humlum nhận thấy rằng để
có năng suất ngô cao cần thiết các giờ chiếu sáng của mặt trời so với tổng lý
thuyết là 55 – 64% vào tháng 5, 45 -54% vào tháng 6 và 55 – 74% vào tháng
7, 8 và 9. Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào các tháng 7 - 9 sẽ làm giảm năng
suất ngô dưới mức trung bình (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14].
Theo kết quả nghiên cứu về quang hợp cây ngô Blagovensenskoi
(1984) nhận xét: Ngô là cây lương thực quang hợp theo chu trình C4, có
cường độ quang hợp cao gấp ba lần cây quang hợp theo chu trình C3. Ở cây
ngô, quá trình cacboxyl hoá mạnh, có điểm bão hoà ánh sáng cao, có khả
năng quang hợp cao ở điều kiện nồng độ CO2 thấp, điều này làm cho cây ngô
phát triển mạnh và cho năng suất cao. Ở Việt Nam, theo Nacargaele (1986),
hiệu suất tích luỹ chất khô (kg/ha/ngày) của ngô ở Hà Nội là 225 vào mùa
mưa, 151 vào mùa khô, ở Dầu Tiếng vào mùa mưa là 227, mùa khô là 249.
Việc khám phá ra chu trình quang hợp C4, đặc biệt ở cây ngô đã đánh thức
tiềm năng năng suất cao của các vùng sinh thái nông nghiệp nhiệt đới mà từ
trước tới nay chưa được khai thác triệt để (Cao Đắc Điểm, 1988) [5]. Với điều
kiện khí hậu Việt Nam, vụ trồng ngô càng có nhiều bức xạ càng có lợi cho
cây sinh trưởng và tạo năng suất. Tuy nhiên, do nhanh đạt tổng tích ôn, số giờ
chiếu sáng trong ngày ngắn, nên các vụ ngô của Việt Nam thường nhận được
tổng bức xạ thấp hơn so với các vụ ngô vùng ôn đới. Theo Đào Thế Tuấn một
vụ ngô ở miền Trung nước Nga nhận được tổng bức xạ là 6,8 tỷ kcal/ha, trong
khi vụ ngô đông tại miền Bắc Việt Nam chỉ nhận được tổng bức xạ là 3,9 tỷ
kcal/ha. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô của Việt
Nam thấp. Do vậy, cần chọn thời vụ gieo trồng làm sao để cây ngô nhận được
ánh sáng nhiều nhất (Ngô Hữu Tình, 2003) [14]. Qua khảo sát mối quan hệ

17

giữa một số chỉ tiêu chính về điều kiện khí hậu (tổng lượng mưa, tổng nhiệt
độ, tổng số giờ nắng) với năng suất ngô Vùng Đồng bằng sông Hồng, Ngô
Hữu Tình và cộng sự (2001) đã xác lập được một số phương trình tương quan
như sau (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14]:
* Trong vụ Xuân:
- Đối với nhóm các giống ngô dài ngày
Y = 1,68R – 0,4S + 0,08T – 404,5

r = 0,92

- Đối với nhóm các giống ngô trung ngày
Y = 0,35R – 1,18S + 0,01T – 269,9 r = 0,87
* Trong vụ ngô Thu:
- Đối với nhóm các giống ngô dài ngày:
Y = 0.01R – 0.12S + 0.004T – 21,4 r = 0.77
- Đối với nhóm các giống ngô trung ngày
Y = 0.2R + 0.23S + 0.05T – 87.6

r = 0.86

Trong đó: Y: là năng suất ngô (tạ/ha)
R: là tổng lượng mưa (mm)
T: là tổng nhiệt độ từ khi gieo đến chín (0C)
S: là số giờ nắng từ gieo đến chín (giờ).
1.2.2.4. Ảnh hưởng của đất đai và các chất dinh dưỡng
Cây ngô là cây quang hợp theo chu trình C4, là cây ưa nhiệt, có hệ

thống rễ chùm phát triển (FAO, 1992) [29]. Cây ngô hút các chất dinh dưỡng
thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau. Nguồn cung
cấp chất dinh dưỡng cho cây ngô chủ yếu từ đất trồng.
Phân đạm được coi là yếu tố tăng năng suất quan trọng và có hiệu quả
cao nhất đối với cây ngô. Đạm là yếu tố phân bón đầu tiên cần chú ý bón cho
cây trồng vì: Cây cần với lượng nhiều mà đất không cung cấp đủ, nhất là loại
đạm dễ tiêu. Trong các cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng đạm tham


18

gia vào các thành phần axit amin, protein, các enzim, các chất kích thích sinh
trưởng, chất diệp lục - chất quyết định khâu chính của quá trình quang
hợp,.... Cây ngô được cung cấp đủ đạm sinh trưởng nhanh, lá phát triển mạnh,
nâng cao khả năng tổng hợp các chất để tạo nên sinh khối lớn và sản phẩm
nông nghiệp. Vì vậy, đạm là yếu tố quyết định năng suất cây trồng, đặc biệt là
cây ngô.
Khi thiếu đạm lá sẽ không phát triển đầy đủ hoàn toàn, sự phân chia tế
bào ở đỉnh sinh trưởng bị kìm hãm, giảm tốc độ ra lá, giảm diện tích lá, giảm
kích thước của cây và năng suất. Thiếu đạm làm chậm sinh trưởng của cả hai
giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực. Thiếu đạm hạn
chế đến hiệu quả sử dụng bức xạ, việc cung cấp và tích luỹ đạm ở thời kỳ ra
hoa có tính quyết định số lượng hạt ngô, thiếu đạm trong thời kỳ này làm
giảm khả năng đồng hoá Cacbon của cây, nhất là giai đoạn ra hoa sẽ giảm
năng suất hạt (Uhart, S.A. et al., 2005) [52]; (Uhart, S.A. et al., 2005) [53].
Mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất hạt (IPNI, 2009) [42]. Các
giống ngô lai khác nhau có thể sử dụng phân đạm ở mức độ khác nhau, muốn
năng suất cây trồng cao cần phải cung cấp một lượng lớn phân bón, đặc biệt
là đạm (IPNI, 2009) [42]. Nhưng nếu bón thừa đạm thì thân lá mềm, sâu bệnh
nhiều, thời gian sinh trưởng kéo dài, chất lượng sản phẩm giảm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy để phân đạm phát huy hiệu lực phải bón
cân đối với các nguyên tố lân (P2O5) và kali (K2O). Kali là nguyên tố được
xếp hàng thứ hai sau đạm (N). Kali cần thiết cho hoạt động của nguyên sinh
chất, điều khiển đóng mở khí khổng, nâng cao khả năng chống chịu sâu bệnh,
khô hạn và nhiệt độ thấp. Kali xúc tiến quá trình quang hợp, vận chuyển các
sản phẩm quang hợp tích luỹ về hạt (Afendulop, K.P.,1972) [1]. Khi thiếu
Kali bắp ngô sẽ nhỏ, cây dễ đổ, mép và phần cuối của phiến lá có mầu vàng
hoặc vàng thẫm. Trong tế bào thực vật kali phân bố không đều, nó không có


19

trong nhân và lục lạp. Kali đòi hỏi như là một chất hoạt hoá cho hơn 60 enzim
ở mô đỉnh sinh trưởng (Sucler,1985) [51].
Lân là nguyên tố quan trọng thứ ba đứng sau đạm và kali. Lân tham gia vào
hợp chất Nucleotit, ADN, ARN, các hợp chất cao năng ATP, ADP. Lân làm
tăng sức sống và phẩm chất của hạt. Lân có tác dụng giúp cho ngô tăng khả năng
chống chịu với ngoại cảnh. Thiếu lân quá trình hình thành bộ rễ kém, phân hóa
các cơ quan của ngô bị ảnh hưởng, làm cho bắp bé, bông cờ nhỏ, ít hoa.
Cây trồng đòi hỏi lượng lân khá lớn. Ví dụ, để đạt 10 tấn ngô hạt /ha, mỗi vụ
ngô hút 42 kg P2O5 /ha. Đạm và kali là 2 yếu tố dinh dưỡng mà cây trồng hút
nhiều hơn lân. Lân tham gia trong nhiều chức năng của cây, đặc biệt những thành
phần đòi hỏi năng lượng. Năng lượng mặt trời sử dụng trong quang hợp sẽ không
hỗ trợ các chức năng thiết yếu của cây nếu lân không có mặt trong hợp chất
chuyển hoá “chuỗi năng lượng” (IPNI, 2009) [42].
1.3. Khái niệm và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp là một đặc điểm sinh học được truyền cho thế hệ sau
qua tự phối và qua lai, đối với ngô khả năng kết hợp biểu hiện mạnh ở các
dòng tự phối hay dòng thuần.
1.3.1. Khái niệm dòng tự phối

Dòng tự phối là khái niệm tương đối để chỉ những dòng ngô được tạo ra
bằng phương pháp tự phối. Phương pháp tạo dòng tự phối do Shull đề xuất
1908-1909. Vì ngô là cây thụ phấn chéo có kiểu gen dị hợp tử nên dòng thuần
được tạo ra bằng cách tự phối cưỡng bức liên tục qua nhiều đời (Bauman L.F.,
1981) [23]. Khái niệm này dùng để phân biệt dòng tự phối và dòng được tạo ra
bằng phương pháp fullsib (nội phối theo từng cặp) hoặc phân biệt với dòng được
tạo bằng phương pháp đơn bội (phương pháp nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa
thụ tinh).


20

1.3.2. Khái niệm dòng thuần
Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt đến
độ đồng hợp tử cao và ổn định ở nhiều tính trạng. Đối với ngô, thường sau 79 đời tự phối, dòng đạt đến độ đồng đều cao ở các tính trạng như chiều cao
cây, chiều cao đóng bắp, năng suất, màu và dạng hạt,... và được gọi là dòng
thuần. Như vậy, dòng thuần có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc
trưng di truyền. Dòng thuần chỉ có giá trị khi có khả năng kết hợp cao, dễ
nhân dòng và sản xuất hạt lai (Shull, 1952) [47]; (Good, R.L., and Hallauer.
A.R, 1977) [34]; (Han et al., 1991) [38].
* Phương pháp tạo dòng thuần
Phát triển dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ tạo các giống
lai có năng suất cao, ổn định là mục tiêu cơ bản của chương trình cải tạo cây
ngô và là một công việc thường xuyên, liên tục.
Dòng thuần có thể được tạo ra từ rất nhiều nguồn khác nhau: giống địa
phương, giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai...Có khá nhiều phương
pháp tạo dòng nhưng phương pháp chuẩn là tự phối. Phương pháp này được
Shull áp dụng lần đầu tiên và công bố vào các năm 1909-1910. Tự phối là
dạng đồng huyết hoá nhanh nhất để đạt được sự đồng hợp tử. Stringield
(1974) đưa ra phương pháp thụ phấn chị em thay cho tự thụ để tạo dòng rộng.

Ông cho rằng tự phối quá mạnh, các allen được định vị trong điều kiện đồng
hợp tử quá nhanh khiến quá trình chọn lọc bằng mắt kém hiệu quả. Cận huyết
chị em có cường độ đồng huyết thấp hơn sẽ giữ được độ biến động lớn hơn,
tạo cơ hội lớn hơn cho chọn lọc giữa và trong các thế hệ con cháu. Bằng
phương pháp cận huyết đồng máu (fullsib) hoặc nửa máu (halfsib) có thể tạo ra
những dòng có năng suất và sức sống tốt hơn dòng tự phối nhưng thời gian đạt
đến đồng hợp tử dài hơn và không tạo ra những dòng có khả năng kết hợp đột
xuất cao hơn, kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003) [14].
Trong những năm gần đây, một số phương pháp tạo dòng mới đã được phát
triển như tạo dòng đơn bội kép bằng nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ


21

tinh. Cho đến nay phương pháp tự phối vẫn là chủ yếu, vì tự phối tạo ra
cường độ phân ly mạnh nên nhanh đạt tới kiểu gen đồng hợp tử ở nhiều tính
trạng và cho dòng thuần có khả năng kết hợp cao mà các phương pháp khác
không có.
1.3.3. Khái niệm về khả năng kết hợp
Khả năng kết hợp (KNKH) là một thuộc tính được chế định di truyền,
truyền lại thế hệ sau qua tự phối và qua lai. KNKH được biểu thị trung bình
của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai và độ lệch so với giá trị trung bình
đó. Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (GCA- General
Combining Ability) còn độ lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng (SCASpecific Combining Ability). Khả năng kết hợp phụ thuộc vào kiểu gen và
tương tác giữa chúng (Griffing, 1956a) [35]; (Griffing, 1956b) [36]; (Prasad
và cs ,1988) [46].
Quan hệ giữa KNKH chung và KNKH riêng thông qua tác động trội
và ức chế được xác định bằng việc tính toán các phương sai di truyền cộng,
di truyền trội và ức chế trội (Allard R. W., 1960) [21]; (Darrad, L.L., and
Hallauer, A.R., 1972) [26]; (Trần Đình Long và CS, 1990) [9].

Sprague và Tatum (Sprague, G.F. and Tatum, L.A., 1942) [49] đã
chứng minh rằng, ảnh hưởng của KNKH chung lớn hơn và quan trọng hơn
đối với những dòng không được chọn lọc và ảnh hưởng của KNKH riêng
quan trọng hơn ở tổ hợp lai giữa các dòng mà đã được thử trước. Những
dòng không được thử trước, sự khác nhau về KNKH chung lớn hơn sự khác
nhau về KNKH riêng.
Kết quả đánh giá KNKH của các dòng tự phối thông qua các tính trạng
ở tổ hợp lai của chúng giúp chúng ta có quyết định chính xác về việc giữ lại
những dòng có KNKH cao, loại bỏ những dòng có KNKH thấp không có tác
dụng khi lai cũng như sử dụng các dòng có KNKH chung và riêng cao vào
các mục đích tạo giống khác (Mai Xuân Triệu, 1998) [18].


22

Xác định KNKH bằng lai thử là công việc đòi hỏi nhiều thời gian, tiền của
và sức lực của các nhà tạo giống (Hallauer, A. R., and Miranda, J.B., 1981) [37] ;
(Sprague, 1955) [50]. Trần Hồng Uy cho rằng trong công tác tạo dòng tự phối, việc
xác định KNKH của dòng là giai đoạn quan trọng nhất (Trần Hồng Uy, 1972) [19].
Cho đến nay để xác định KNKH của dòng tự phối, phương pháp lai
thử vẫn là con đường duy nhất và chắc chắn nhất. Đánh giá KNKH thực chất
là xác định tác động gen. Tác động gen liên quan đến KNKH chung được xác
định bởi yếu tố di truyền cộng, còn KNKH riêng được xác định bởi yếu tố
trội, siêu trội, ức chế và điều kiện môi trường.
1.3.4. Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp
* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh
Lai đỉnh (Topcross) là phương pháp lai thử để xác định KNKH của vật
liệu lai tạo giống được Davis đề xuất năm 1927, Jenkin và Bruce phát triển
năm 1932. Phương pháp này rất có ý nghĩa ở giai đoạn đầu của quá trình
chọn lọc khi khối lượng dòng quá lớn không thể đánh giá bằng phương pháp

lai luân giao. Trong lai đỉnh, các dòng cần xác định KNKH được lai với cùng
một dạng chung gọi là cây thử (tester) để tạo ra các tổ hợp lai thử. Qua đánh
giá thành tích của tổ hợp lai thử sẽ xác định được KNKH của dòng.
Phương pháp lai đỉnh đã trở thành kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để
đánh giá KNKH chung của vật liệu tạo giống ngô, qua lai đỉnh các nhà khoa
học sẽ lựa chọn được dòng tốt loại bỏ các dòng xấu nhằm tiết kiệm thời gian,
nhân lực và phương tiện thí nghiệm.
Qua đánh giá KNKH bằng lai đỉnh thấy rằng, chọn dạng khởi thuỷ có
KNKH chung cao để tạo dòng tự phối có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tạo
giống ngô (Trương Đích, 1980) [4].
Trong lai đỉnh, chọn đúng cây thử là yếu tố quyết định sự thành công,
cây thử có thể có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống lai kép ....) hoặc
có nền di truyền hẹp (dòng thuần, lai đơn). Để tăng độ chính xác người ta
thường dùng hai hay nhiều cây thử.


23

Theo Phan Xuân Hào (1997) [7] nên chọn cây thử theo nguyên tắc:
Mỗi nhóm ưu thế lai hiện có chọn ít nhất một cây thử, và tuỳ vào giai đoạn
của chương trình mà chọn các cây thử có nền di truyền rộng (giống tổng hợp,
giống hỗn hợp, giống lai kép) hay hẹp (dòng thuần, lai đơn). Trong điều kiện
nước ta nên kết hợp sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử có nền di truyền
rộng (một quần thể cải tiến hay một giống thụ phấn tự do), một là cây thử có
nền di truyền hẹp (một dòng thuần) để vừa xác định KNKH của dòng nghiên
cứu, vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ sản xuất (Mai Xuân Triệu, 1998)
[18].
* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giao
Luân giao (Diallel Cross) là phương pháp đánh giá KNKH được đề
xuất bởi Sprague và Tatum (1942) [49]. Năm 1947, East đã sử dụng hệ thống

luân giao để xác định KNKH của các kiểu gen trong thí nghiệm chọn giống
ngô lai. Sau East, một số tác giả như Hayman B.I. (1954) [40]; B. Griffing
(1956b) [36] đã sử dụng và phát triển thêm lý thuyết luân giao.
Luân giao là hệ thống lai thử mà các dòng hoặc giống được lai với
nhau theo tất cả các tổ hợp lai có thể, các dòng này giữ vai trò vừa là dòng
đem thử vừa là cây thử. Phân tích các tổ hợp luân giao được gọi là phân tích
luân giao. Phân tích luân giao cho thông tin về: Bản chất và giá trị thực của
các tham số di truyền, khả năng kết hợp chung và riêng của các bố mẹ biểu
hiện ở các con lai. Trong phân tích luân giao có 2 phương pháp là phương
pháp Hayman và phương pháp Griffing.
+ Phương pháp Hayman: Phương pháp phân tích này giúp xác định các
tham số di truyền của vật liệu bố mẹ cũng như ước đoán giá trị các tham số
này ở các tổ hợp lai. Tuy nhiên việc xác định các tham số di truyền nêu trên
khó đạt được kết quả chính xác vì bố mẹ không hoàn toàn thoả mãn 6 điều
kiện mà Hayman nêu ra.
+ Phương pháp Griffing: Phương pháp phân tích của Griffing cho biết
thành phần biến động do KNKH chung, KNKH riêng được qui đổi sang thành