Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------------------------------------

NGUYỄN THỊ HÂN

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Thái Nguyên – 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------------------------------------------

NGUYỄN THỊ HÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG
VÀ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ
LAI MỚI TẠI THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học cây trồng
Mã số ngành: 8.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Minh Quân

Thái Nguyên – 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




i

ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa công bố trong bất kỳ công trình
nghiên cứu khoa học nào.
Các thông tin trích dẫn, tài liệu tham khảo sử dụng để hoàn thành luận
văn được chỉ rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được sự
giúp đỡ, quan tâm tận tình của cô giáo hướng dẫn, sự hợp tác của các cơ quan, đoàn thể.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, Tôi xin trân trọng cảm ơn:
Thầy giáo hướng dẫn: Tiến sỹ Trần Minh Quân, Trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, người tận tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn
thành luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn cô Phan Thị Vân, Khoa Nông học, các thầy cô giáo
Bộ phận Quản lý đào tạo Sau Đại học – Phòng Đào tạo; Khoa Nông học Trường Đại
học Nông Lâm Thái Nguyên và các cán bộ Viện nghiên cứu ngô đã cung cấp vật liệu
nghiên cứu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập.
Cảm ơn các em sinh viên K46, K47, đã hợp tác cùng tôi trong việc thu thập
các số liệu của đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp và bạn bè, những người luôn quan
tâm, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Xin trân trọng cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




iii

MỤC LỤC

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 ĐÊ TAI ........................................................ 3
5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CUA ĐÊ TAI ........................................................ 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
1.2. Sản xuất ngô trong và ngoài nước.............................................................. 5
1.2.1. Sản xuất ngô trên thế giới ....................................................................... 5
1.2.2. Sản xuất ngô ở Việt Nam ........................................................................ 7
1.2.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô tại tỉnh Thái Nguyên .................. 9
1.3. Nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và trong nước ........................ 11
1.3.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai trên thế giới ..................... 11
1.3.2. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ở Việt Nam ...................... 15
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 20
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 20
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 20
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 20
2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 20
2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 21
2.3.1. Cách bố trí thí nghiệm ........................................................................... 21
2.3.2. Quy trình kỹ thuật ................................................................................. 22
2.3.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi .............................. 232
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu.................................................................. 276

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

iv

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 28
3.1. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các THL trong thí nghiệm vụ
Xuân và vụ Thu Đông năm 2018. ................................................................... 28
3.1.1. Giai đoạn từ gieo đến trỗ cờ .................................................................. 29
3.1.2. Giai đoạn gieo đến tung phấn, phun râu ............................................... 30
3.1.3. Giai đoạn chín sinh lý (thời gian sinh trưởng) ...................................... 31
3.2. Một số chỉ tiêu hình thái, sinh lý của các THL tham gia thí nghiệm vụ Xuân
và vụThu Đông năm 2018 ............................................................................... 32
3.2.1. Chiều cao cây ........................................................................................ 34
3.2.2. Chiều cao đóng bắp ............................................................................... 35
3.2.3. Số lá trên cây ......................................................................................... 36
3.2.4. Chỉ số diện tích lá (LAI) ....................................................................... 37
3.2.5 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai tham gia
thí nghiệm......................................................................................................... 38
3.2.6. Tốc độ ra lá của các giống tham gia thí nghiệm ................................... 41
3.2.7. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các tổ hợp ngô thí nghiệm
vụ Xuân và Đông năm 2018............................................................................ 42
3.3. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai
trong thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông 2018 ........................................... 44
3.3.1. Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm............ 44
3.3.2. Khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ......................... 47
3.4. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 .................................................. 48
3.4.1. Số bắp/cây ............................................................................................. 49
3.4.2. Chiều dài bắp......................................................................................... 49

3.4.3. Đường kính bắp ..................................................................................... 50
3.4.4. Số hàng/bắp ........................................................................................... 50
3.4. 5. Số hạt/hàng ........................................................................................... 51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




v

3.4.6. Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 52
3.4.7. Năng suất lý thuyết (NSLT) .................................................................. 52
3.4.8. Năng suất thực thu (NSTT) ................................................................... 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 56
1. Kết luận ....................................................................................................... 56
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 57

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1

B/C

:

Bắp/cây

2

CD

:

Chiều dài

3

CIMMYT

:

Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế

4

CSDTL

:

Chỉ số diện tích lá

5

Đ/C

:

Đối chứng

6

ĐK

:

Đường kính

7

DTL

:

Diện tích lá

8

FAO

:

Tổ chức Nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc.

9

H/B

:

Hàng/bắp

10

H/H

:

Hạt/hàng

11

IRRI

:

Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới

12

LAI

:

Chỉ số diện tích lá

13

M1000

:

Khối lượng nghìn hạt

14

NL

:

Nhắc lại

15

NN và PTNT :

16

NSLT

:

Năng suất lý thuyết

17

NSTT

:

Năng suất thực thu

18

OPV

:

Giống ngô thụ phấn tự do

19

THL

:

Tổ hợp lai

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 10 năm 2007 – 2017 ............... 5
Bảng 1.2 Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2017 ..................... 6
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam năm 1995 – 2017................... 8
Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2007-2017 ........... 9
Bảng 2.1: Nguồn gốc của các THL tham gia thí nghiệm................................ 20
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các THL vụ Xuân và vụ
Thu Đông năm 2018........................................................................................ 29
Bảng 3.2. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL thí nghiệm vụ
Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 .................................................................... 33
Bảng 3.3. Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các THL thí nghiệm vụ Xuân
và vụ Thu Đông năm 2018 .............................................................................. 36
Bảng 3.4: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai .............. 39
tham gia thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 .............................. 39
Bảng 3.5: Tốc độ ra lá của các tổ hợp ngô lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân và
vụ Thu Đông năm 2018................................................................................... 41
Bảng 3.6. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các THL trong thí
nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 .................................................. 43
Bảng 3.7. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các THL trong thí nghiệm vụ Xuân và
vụ Thu Đông 2018 .......................................................................................... 45
Bảng 3.8 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các THL trong thí
nghiệm vụ Xuân 2018 ..................................................................................... 48
Bảng 3.9. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các THL trong thí
nghiệm vụ Thu Đông 2018 ............................................................................. 49
Bảng 3.10: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ hợp ........... 54

ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông năm 2018 ...................................... 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




viii

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ix

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1: Chiều cao cây các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông
năm 2018 ...................................................................................................................33
Hình 3.2: Chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân và vụ
Thu Đông năm 2018..................................................................................................34
Hình 3.3: Năng suất lý thuyết của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông
năm 2018 ...................................................................................................................53
Hình 3.4: Năng suất thực thu của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông
năm 2018 ...................................................................................................................55

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngô (Zea mays L.) là một loại ngũ cốc quan trọng, đứng thứ ba sau lúa
mì và lúa gạo, nhưng giàu dinh dưỡng hơn lúa mì và lúa gạo, ở một số nước
như: Mêxico, Ấn Độ, Philipin và một số nước Châu Phi khác người ta dùng
ngô làm lương thực chính (Dương Văn Sơn, Lương Văn Hinh, 1997). Ngoài ra
cây ngô còn sử dụng được để làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, làm nguyên
liệu cho công nghiệp (rượu ngô, sản xuất ethanol để chế biến xăng sinh học,
…), một số bộ phận của ngô có chưa một số chất có vai trò như một loại thuốc
chữa bệnh, làm chất đốt …
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa gạo. Diện tích,
năng suất, sản lượng ngô tăng theo từng năm, từ hơn 200 ngàn ha với năng suất
10 tạ/ha năm 1960, đến năm 2017 diện tích đã đạt 1,1 triệu ha với năng suất
46,7 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2019). Có được kết quả này là nhờ ứng dụng ưu
thế lai trong chọn tạo giống, năm 1990 các giống ngô sử dụng trong sản xuất là
giống thụ phấn tự do, diện tích ngô lai chỉ là 5ha, nhưng đến năm 2016, các
giống ngô lai đã chiếm 95% diện tích trồng ngô cả nước. Tuy nhiên, so với thế
giới thì năng suất ngô của nước ta còn khá thấp chỉ đạt 78,5% so với trung bình
thế giới (USDA, 2017). Vì vậy sản lượng ngô trong nước vẫn chưa đủ đáp ứng
nhu cầu còn phải nhập khẩu. Thực tế là, hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu
với một số lượng ngô nguyên liệu không nhỏ từ nước ngoài và ngô là một trong
10 mặt hàng nông sản nhập khẩu nhiều nhất của Việt Nam. Theo số liệu sơ bộ
của Tổng cục thống kê năm 2018, Việt Nam đã nhập khẩu ngô đạt 10,18 triệu
tấn, giá trị 2,12 tỷ USD, tăng 22,6% về khối lượng và tăng hơn 32,5% về giá
trị so với năm 2016.
Chiến lược của ngành nông nghiệp Việt Nam hướng đến năm 2020 là

sản xuất ngô trong nước để giảm dần và tiến đến thay thế lượng ngô nhập khẩu,
tuy nhiên, việc mở rộng diện tích trồng ngô rất khó khăn do diện tích sản xuất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




2

nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp, nên tăng năng suất là giải pháp chủ yếu.
Trong giải pháp tăng năng suất thì giống được coi là hướng đột phá có ý nghĩa
quyết định để nâng cao sản lượng và chất lượng nông sản.
Tỉnh Thái nguyên là một tỉnh thuộc vùng trung du miền núi Đông Bắc,
có điều kiện đất đai, khí hậu cận nhiệt đới ẩm tiêu biểu đại diện cho vùng. Đây
cũng là nơi có hoạt động sản xuất nông nghiệp phát triển trong đó ngô được
xem là một trong những cây trồng chính góp phần thúc đẩy sản xuất và nâng
cao đời sống cho người dân. UBND tỉnh Thái Nguyên đã có Phê duyệt quy
hoạch tổng thể phát triển nông nghiệp nông thôn tỉnh Thái Nguyên đến năm
2020 và định hướng đến năm 2030, xác định cây ngô là cây trọng điểm trong
chương trình phát triển cây trồng của tỉnh để góp phần nâng cao hệ số sử dụng
đất tăng thu nhập trên 1ha đất canh tác. Định hướng đến năm 2030 ổn định diện
tích trồng ngô của tỉnh là 20.000ha, trong đó diện tích ngô lai chiếm 95%
(Quyết định sô 2398-QĐ/UBND(2011). Tuy nhiên, cho đến nay sản xuất ngô
ở Thái Nguyên chưa ổn định, năng suất trung bình còn thấp so với khu vực
khác, giá thành ngô còn cao, chưa đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu cho
chế biến thức ăn chăn nuôi trong tỉnh. Do đó một yêu cầu lớn đặt ra cho ngành
sản xuất ngô là phải nghiên cứu và xác định đúng những giống ngô lai mới có
năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái
của từng vùng.

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên chúng tôi đã tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số tổ
hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Xác định, lựa chọn tổ hợp ngô lai mới có triển vọng để làm cơ sở cho quá trình
chọn tạo giống ngô lai mới phù hợp với điều kiện sinh thái tại Thái Nguyên.
3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
- Đánh giá các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các THL thí nghiệm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




3

- Đánh giá các đặc điểm hình thái và sinh lý của các THL thí nghiệm.
- Đánh giá tình hình nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của các THL
thí nghiệm.
- Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL thí
nghiệm.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để xác định được tổ hợp
ngô lai có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh
của tỉnh Thái Nguyên.
- Kết quả của đề tài là luận cứ cho nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai mới
phục vụ cho sản xuất.
5. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Góp phần vào công tác chọn tạo giống ngô lai mới có năng suất cao, tính
chống chịu tốt phục vụ sản xuất ngô tại địa phương.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Giống có vai trò rất quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, nhất là những
nước công nghiệp hóa nông nghiệp, vì 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, 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. Ở Việt Nam đã có nhiều thành tựu quan
trọng trong công tác chọn và lai tạo giống, từ năm 1981 đến 1996 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 (Phan Huy
Thông, 2007).
Chọn tạo các giống tốt, thích hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiện canh
tác là cơ sở đạt được năng suất cao, ổn định với mức chi phí sản xuất thấp nhất.
Giống đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất và sản
lượng cây trồng, nhưng để giống phát huy hiệu quả phải gieo trồng ở những
vùng có điều kiện hợp lý về khí hậu, đất đai, kinh tế xã hội. Giống cao sản của
vùng thâm canh sẽ không cho năng suất mong muốn nếu trồng ở vùng nông
nghiệp quảng canh, thậm chí hiệu quả kinh tế còn thấp hơn sử dụng giống địa
phương. Vì vậy, xác định lựa chọn giống thích hợp với mỗi vùng sinh thái, kỹ

thuật canh tác là rất cần thiết.
Do điều kiện sinh thái và trình độ canh tác của các vùng khác nhau nên
giống mới phải qua quá trình đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả
năng thích nghi, tính ổn định, độ đồng đều, ... trước khi mở rộng sản xuất.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




5

1.2. Sản xuất ngô trong và ngoài nước
1.2.1. Sản xuất ngô trên thế giới
Do xác định được tầm quan trọng của Ngô trong nền kinh tế nên nhiều
nước trên thế giới đã quan tâm chú trọng, đẩy mạnh việc phát triển sản xuất.
Từ đầu thế kỷ 20 đến nay, việc ứng dụng rộng rãi công nghệ ưu thế lai, kỹ thuật
nông học tiên tiến, công nghệ chế biến, bảo quản…..vào sản xuất nên sản xuất
Ngô trên thế giới đã tăng nhanh cả về diện tích, năng xuất và sản lượng. Ngô
còn là cây trồng có nền di truyền rộng nên có khả năng thích ứng với nhiều
vùng sinh thái khác nhau trải rộng hơn 90 vĩ tuyến: Từ dưới 400 lên gần đến
550 B, từ độ cao 1 - 2 mét đến gần 4.000m so với mặt nước biển (Nguyễn Đức
Lương và cs, 2000), 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.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 10 năm 2007 – 2017
Năm
2007
2008
2009
2010

2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017

Diện tích
Năng suất (tạ/ha)
(nghìn ha)
158390,0
49,88
162689,2
51,05
158743,2
51,67
164046,1
51,89
171376,7
51,76
179056,3
48,89
186020,6
54,71
183319,7
56,64
182490,4
55,38
187959,1

56,401
197185,9
57,547
(Nguồn: FAOSTAT,2019)

Sản lượng
(nghìn tấn)
790115,4
830611,3
820202,6
851273,7
887127,3
875490,7
1017750,9
1038281,0
1010609,4
1060107,5
1134746,6

Số liệu thống kê của FAO (2018) cho thấy sản xuất ngô trên thế giới giai
đoạn 2005 - 2014 có sự tăng trưởng đáng kể về diện tích, năng suất, sản lượng.
Năm 2005 diện tích ngô của thế giới mới chỉ đạt 148035,3 nghìn ha, năng suất
ngô trung bình thế giới đạt 48,21 tạ/ha, sản lượng đạt 713682,3 nghìn tấn, đến
năm 2017 diện tích trồng ngô của thế giới đạt 197185,9 nghìn ha; năng suất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

6

ngô trung bình thế giới đạt 57,54 tạ/ha; sản lượng đạt 1134746,6 nghìn tấn .
Như vậy năm 2017 so với năm 2005 thì diện tích tăng 33,2%; năng suất bình
quân tăng 19,3%; sản lượng tăng 58,9%. 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 2017
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tạ/ha)

( nghìn tấn)

Mỹ

33469,1

110,8

37096,0

pháp

1614,1

87,5

1412,1

Trung Quốc

42428,6

61,1

25923,4

Brazil

17393,6

42,9

9772,2

Mexico

7327,5

37,9

2776,2

Ấn Độ

9219,0

21,2

2872,0

Đức

420,0

105,3

454,8

Camerun

1243,4

18,0

224,6

Nước

Nguồn FAOSTAT, 2019
Theo FAO Mỹ được coi là cường quốc số một trên thế giới về sản lượng
ngô và Trung Quốc được xem là cường quốc đứng thứ hai trên thế giới. Năm
2017, Mỹ có diện tích trồng ngô là 33469,1 nghìn ha, năng suất bình quân đạt

110,8 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 33096,0 nghìn tấn chiếm khoảng 35,2% sản
lượng ngô toàn thế giới. Là nước đi đầu về ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo
giống, 100% diện tích trồng ngô lai, trong đó 90% diện tích trồng ngô lại đơn
(Ngô Hữu Tình và cs, 1993)
Những năm gần đây, năng suất ngô ở hầu hết các nước phát triển tăng
không đáng kể, nhưng năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến nhờ ứng dụng công
nghệ trong sản xuất. Minh-Tang Chanh và Peter (2005) cho biết ở Mỹ chỉ còn
sử dụng 48% giống ngô được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% bằng
công nghệ sinh học, do vậy mà năng suất, sản lượng ngô của Mỹ đạt cao nhất và Mỹ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




7

cũng là nước xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới. Hàng năm, lượng ngô xuất khẩu trên
thị trường thế giới khoảng 60 – 73% tổng lượng ngô thương mại thế giới.
Trung Quốc là nước đứng thứ 2 trên thế giới về sản lượng ngô. Năm 2017,
diện tích trồng ngô của Trung Quốc là 42428,6 nghìn ha, chiếm 19,85% diện
tích trồng ngô thế giới, sản lượng đạt 25923,4 nghìn tấn, chiếm khoảng 21,3%
sản lượng ngô toàn thế giới.
Sản xuất ngô trên thế giới có sự khác biệt rất lớn về năng suất giữa các
nước phát triển và các nước đang phát triển. Những nước phát triển đứng đầu
về năng suất ngô như Mỹ 110,8 tạ/ha, Pháp 87,5 tạ/ha, Đức 105,3 tạ/ha....
Trong khi đó những nước đang phát triển lại có năng suất ngô thấp như Ấn Độ
21,2 tạ/ha, Braxin 42,9tạ/ha..., nước chậm phát triển năng xuất đạt rất thấp như
Camerun đạt 18,0 tạ/ha.... (FAOSAT, 1/2019). Ở các nước phát triển 90-100%
diện tích ngô được trồng bằng các giống lai có ưu thế lai cao, trình độ thâm
canh hiện đại, trong khi đó các nước đang phát triển chủ yếu là trồng các giống

thụ phấn tự do, diện tích trồng giống ngô lai chỉ chiếm diện tích nhỏ, trình độ
thâm canh thấp nên không khai thác hết tiềm năng năng suất của giống.
Theo dự báo của công ty Monsanto, vào năm 2030 nhu cầu ngô thế giới
tăng 81 % so với năm 2000 (từ 608 triệu tấn lên 1.098 triệu tấn), nhưng 80 %
nhu cầu ngô tăng (khoảng 266 triệu tấn) tập trung chủ yếu ở các nước đang
phát triển (Bùi Mạnh Cường, 2006)
1.2.2. Sản xuất ngô ở Việt Nam
Sản xuất ngô ở Việt Nam từ những năm 90 đến nay có những bước nhảy
vượt bậc, do hiệu quả kinh tế của cây ngô mang lại, diện tích không ngừng được
mở rộng, các biện pháp thâm canh ngày càng được cải tiến, đặc biệt việc sử dụng
giống ngô lai vào sản xuất nên năng xuất, sản lượng hàng năm đều tăng, năm
2012 diện tích trồng ngô lai cả nước đã chiếm 90% diện tích trồng ngô. Một số
tỉnh có diện tích trồng ngô lai đạt 100% như Đồng Nai, Trà Vinh, Sơn La, Vĩnh
Phúc…Ở nước ta, ngô lai được đưa vào sản xuất rất muộn nhưng đã tạo ra
hàng loạt các giống ngô lai có năng suất cao, chống chịu tốt, phù hợp với điều
kiện khí hậu của từng vùng sinh thái như: LVN-10, LVN-25, LVN-17, LVN4, LVN-9, LVN-12, HQ-2000…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




8

Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam năm 1995 – 2017
Diện tích
Sản lượng
Năm
Năng suất (tạ/ha)
(nghìn ha)
(nghìn tấn)

1995

556,8

21,14

1177,2

2005

1052,6

36,0

3787,1

2006

1033,1

37,3

3854,5

2007

1096,1

39,3

4303,2

2008

1440,2

31,8

4573,1

2009

1089,2

40,1

4371,7

2010

1126,4

41,0

4606,8

2011

1121,3

43,1

4835,7

2012

1156,1

43,0

4973,5

2013

1170,3

44,3

5190.8

2014

1178,6

44,1

5202,5

2015

1164,7

45,4

5287,3

2016

1151,8

45,5

5244,2

2017

1099,9

46,7

5131,9

(Nguồn: FAOSTAT 2019)
Qua các số liệu thể hiện trên bảng ta nhận thấy:
Năm 1995 diện tích trồng ngô của nước ta chỉ có 556,8 nghìn ha năng
suất bình quân đạt 21,14 tạ/ha, sản lượng đạt 1177,2 nghìn tấn, giai đoạn
này việc trồng ngô năng suất đạt thấp vì người nông dân chủ yếu sử dụng giống
ngô địa phương và kỹ thuật canh tác còn hạn chế, nhưng đến năm 2005 diện
tích trồng ngô của nước ta đã tăng gần gấp đôi, đạt 1052,6 nghìn ha, năng suất
bình quân đạt 36,0 tạ/ha, sản lượng đạt 3787,1 nghìn tấn. Có được kết quả này

nhờ có sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, đặc biệt việc chọn tạo
và đưa các giống ngô lai có năng xuất cao vào sản xuất. Việt Nam đã đuổi kịp
các nước trong khu vực về trình độ nghiên cứu tạo giống ngô lai và đang ở giai
đoạn đầu đi vào công nghệ cao (công nghệ gen, nuôi cấy bao phấn và noãn,
Ngô Hữu Tình, 2003)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




9

Đến năm 2017 diện tích trồng ngô có xu hướng giảm do có sự cạnh tranh
với các cây trồng khác, nhưng năng xuất vẫn tăng, vì vậy sản lượng ngô cả
nước giảm không đáng kể. Tuy nhiên, sản lượng ngô của Việt Nam mới chỉ đạt
gần 50% so với mục tiêu vào năm 2020, nghĩa là sản xuất không đủ nhu cầu
(NMRI, 2009). Đây chính là cơ hội và cũng là thách thức đối với ngành sản
xuất ngô, đòi hỏi phải không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng giống …để
nâng tổng sản lượng ngô sản xuất tại Việt Nam
Năm 2018 Viện nghiên cứu ngô đã chọn tao được 02 giống ngô chịu hạn
là LVN17, LNV092; hiện nay đang nghiên cứu, khảo nghiệm và dần đưa vào
sàn xuất 2 giống ngô chống chịu sâu keo CN1912, CN191, đây là một cơ hội
mới để thúc đẩy sản xuất ngô phát triển
1.2.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô tại tỉnh Thái Nguyên
Thái Nguyên là tỉnh thuộc vùng Trung du phía Bắc, có diện tích tự nhiên
3.562,82km2, dân số 1.127.430 nghìn người. Diện tích đất tự nhiên của Thái
Nguyên chủ yếu là đồi núi (chiếm đến 85,8% tổng diện tích), đất nông nghiệp
chiếm tỷ lệ rất nhỏ chỉ 12,4 %. Tuy nhiên những diện tích đất màu mỡ, chủ động
tưới tiêu đều được sử dụng trồng lúa nước, ngô chỉ được trồng ở những khu vực
không có lợi cho việc trồng cây công nghiệp, như các khu vực đất đai cằn cỗi,

nghèo dinh dưỡng hay những vùng đất khô hạn, thiếu nước tưới tiêu hoặc trồng
xen canh với những cây trồng giá trị cao khác, do đó năng suất, sản lượng ngô
hàng năm của Thái Nguyên còn ở mức rất thấp, chưa hình thành các vùng sản
xuất.
Ở Thái Nguyên ngô lai đã chiếm gần 98% trong diện tích trồng ngô của
tỉnh. Phát triển ngô lai là kết quả nỗ lực của Đảng bộ chính quyền và nhân dân
địa phương, sự tham gia tích cực của các nhà khoa học.
Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2007-2017
Chỉ tiêu

Diện tích

Năng suất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

sản lượng




10

Năm

(nghìn ha)

(tạ/ha)

(nghìn tấn)

2007

17,8

42,0

74,8

2008

20,6

41,1

84,6

2009

17,4

39,1

68,0

2010

17,9

42,0

75,2

2011

18,6

43,3

80,6

2012

17,9

42,2

75,5

2013

19,0

42,9

81,6

2014

19,5

40,6

79,2

2015

21,0

41,9

88,0

2016

20,1

42,9

86,3

2017

17,8

44,4

79,1

Nguồn: Tổng cục thống kê, năm 2018

Số liệu bảng 1.4 cho thấy tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên trong
những năm gần đây đã đạt được những tiến bộ đáng khích lệ, đặc biệt năng suất
trung bình tăng cao nhất từ trước đến nay đạt 44,4 tạ/ha. Điều này có được là
do tỉnh Thái Nguyên có sự thay đổi đáng kể trong việc áp dụng các tiến bộ kỹ
thuật mới vào sản xuất như: sử dụng các giống mới, kỹ thuật canh tác, phòng
trừ sâu bệnh hại...đặc biệt là mở rộng diện tích sản xuất ngô lai.
Cơ cấu giống ngô ở Thái Nguyên khá phong phú, nhiều giống ngô lai tốt
đã được phát triển ra sản xuất ở như: LVN4, LVN99, LVN61, CP999, NK4300,
NK66, B06, NK4300, NK7328, NK66, HN888, LVN99, LVN164. Tuy nhiên,
cây ngô ở tỉnh Thái Nguyên vẫn chưa phát huy hết tiềm năng thế mạnh của nó,
năng suất và sản lượng còn ở mức thấp, các giống ngô có khả năng chống chịu
với điều kiện bất thuận còn hạn chế vì vậy việc phát triển các giống ngô mới
luôn được quan tâm hàng đầu trong chiến lược phát triển sản xuất ngô của tỉnh.
Mặc dù đã có những tiến bộ trong công tác nghiên cứu và đưa các giống
ngô mới có năng suất cao, chất lượng tốt vào sản xuất tại địa bàn tỉnh. Tuy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




11

nhiên ở Thái Nguyên cơ cấu giống ngô được sử dụng chủ yếu vẫn là của các
công ty nước ngoài. Giống được trồng với diện tích lớn nhất là của công ty
Syngenta chiếm 30,4% tổng diện tích trồng ngô của cả tỉnh, trong đó NK4300
được sử dụng nhiều nhất (15,7%), các giống còn lại của Syngenta chiếm 14,7%.
Nhìn chung, cơ cấu giống ngô của Thái Nguyên chủ yếu là do các công
ty nước ngoài cung ứng. Các giống ngô Việt Nam năng suất cao, có khả năng
chống chịu tốt vẫn còn rất hạn chế ở Thái Nguyên. Do đó việc chọn tạo phát

triển các giống ngô lai mới là nhiệm vụ quan trọng để cải thiện năng suất
ngô của tỉnh.
1.3. Nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và trong nước
1.3.1. Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai trên thế giới
Cây ngô là cây giao phấn đã tồn tại ở châu Mỹ hàng chục ngàn năm nay,
ngay khi Columbus mang ngô về châu Âu, giá trị lương thực của cây ngô đã
được khẳng định. Nhưng phải tới thế kỷ XVIII, loài mới có những phát hiện
quan trọng về cây ngô
Năm 1716, Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới
tính của cây ngô, đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo của cây ngô ở
Masachusettes. Tám năm sau Mather, Paul Đaly đã đưa ra nhận xét về giới tính
của cây ngô và cho rằng gió đã giúp ngô thực hiện quá trình thụ phấn (Ngô Hữu
Tình và cs, 1997).
Năm 1766, 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 Hiện tượng ưu thế lai ở cây ngô được
các nhà khoa học quan tâm từ rất sớm. 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




12

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.
Việc 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%.
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, 1986).
G.H.Shull (1904) đã tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô để thu được các
dòng thuần. Năm 1909, Shull 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 thế lai của các giống
lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990). 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 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 (Ngô Hữu Tình, 1997).
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 (Ngô Hữu Tình, 1997).
Năm 1966, Trung tâm cải tạo giống ngô và cải tạo lúa mỳ Quốc tế
(CIMMYT) 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

13

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 quyết đòi
hỏi của thị trường ngô ngày càng cao theo hướng tăng diện tích ở mức độ nhất
định đi đôi với tăng năng suất và chất lượng.
Giai đoạn đầu nhiều chương trình quốc gia, tổ chức quốc tế, cá nhân tập trung
nghiên cứu giống ngô giàu đạm nội nhũ mềm (nội nhũ xốp). Nhưng các chương
trình này đều thất bại vì không nâng cao được tỷ lệ và chất lượng đạm, sâu bệnh
nhiều, bắp dễ bị thối, bảo quản trong kho dễ bị sâu mọt phá hại và dễ bị mất sức
nảy mầm, lâu khô. Cuộc cách mạng về ngô QPM, nội nhũ cứng chính thức bắt
đầu cách đây 21 năm. Các nhà khoa học ở Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì
quốc tế (CIMMYT) và một số nhà tạo giống đã phải tìm ra những hướng đi khác.
Bằng những phương pháp tạo giống đặc biệt khắc phục những nhược điểm của
ngô QPM nội nhũ mềm và xác định đột biến gen Opaque 2 sử dụng có hiệu quả
nhất. Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượng Triptophan (0,11%),
Lysine (0,475%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so với ngô thường (tỷ lệ này
ở ngô thường là 0,05; 0,225 và 9,0%).
Cho đến nay nhiều nước trên thế giới đang tập trung nghiên cứu và ứng
dụng các giống ngô QPM như Mêhicô, Trung Quốc, Việt Nam ...
Có thể nói ngô lai đã thành công rực rỡ ở Mỹ. Các nhà di truyền, cải lương

giống ngô của Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống loại
cây trồng này. Cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc, cải lương
(Theo E.Rinke, 1979) việc sử dụng giống ngô lai ở Mỹ đã được bắt đầu từ năm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




14

1930, giống lai ba và lai kép được sử dụng đến năm 1957, sau đó giống lai đơn
cải tiến và lai đơn, chiếm 80 – 85% tổng số giống lai.
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) 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 (Nguyễn Thế Hùng,
Phùng Quốc Tuấn, 1997).
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 (Trần Thị Thêm, 2007).
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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN