(Luận văn thạc sĩ) - Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

HỒNG THỊ THỊNH

ĐÁNH GIÁ 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

THÁI NGUYÊN - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

HỒNG THỊ THỊNH

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN
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 - 2015

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu khoa học do tơi
trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Minh Quân. Số liệu và kết
quả nghiên trong luận văn này là trung thực, chưa từng sử dụng trong một
luận văn nào ở trong và ngồi nước.
Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này
đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Hoàng Thị Thịnh


ii
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hồn thành luận văn, tơi ln
nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các Thầy, Cô giáo hướng dẫn, các tổ chức
và cá nhân. Nhân dịp này tôi xin trân thành bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới:
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn
TS. Trần Minh Quân, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện
giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài cũng như trong q trình hồn
thiện luận văn này. Xin chân thành cám ơn TS. Phan Thị Vân đã có những
góp ý, tư vấn và hỗ trợ trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài.
Tơi xin trân thành cảm ơn sự quan tâm của Ban giám hiệu Trường Đại
học Nông Lâm Thái Ngun, Phịng Đào tạo, Khoa nơng học - Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong q trình học tập.
Trân trọng cảm ơn Tỉnh Ủy Lai Châu, Ban dân tộc tỉnh Lai Châu và các

cơ quan đoàn thể đã tạo điều kiện cho tơi cơ hội học tập để nâng cao trình độ
chuyên môn.
Cảm ơn các em sinh viên K43 Khoa Nông học - Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã hợp tác cùng tơi trong q trình thực hiện đề tài.
Tơi xin trân trọng cảm ơn sự động viên, giúp đỡ của bạn bè và đồng nghiệp.
Gia đình và bạn bè, những người luôn hỗ trợ, giúp đỡ và ủng hộ tơi
trong suốt q trình thời gian học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Hoàng Thị Thịnh


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
MỤC LỤC ....................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ......................................................................... 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................... 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 5
1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu ngơ trên thế giới .................... 6
1.2.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới. ...................................................... 6
1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngơ trên thế giới ........................................................ 9

1.2.3. Tình hình nghiên cứu ngơ trên thế giới................................................. 11
1.3. Tình hình sản xuất, nghiên cứu và tiêu thụ ngơ tại Việt Nam ................. 15
1.3.1. Tình hình sản xuất ngơ tại Việt Nam .................................................... 15
1.3.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam ........................ 19
1.4. Tình hình sản xuất ngơ tại Thái Ngun .................................................. 24
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 28
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 28
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 28
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 28
2.2.2. Thời gian nghiên cứu 2 vụ .................................................................... 29
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 29


iv
2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 29
2.4.2. Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm...................................... 30
2.4.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi................................................... 31
2.5. Xử lý số liệu ............................................................................................. 36
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 37
3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngơ lai thí
nghiệm vụ thu Đơng 2014 và vụ Xuân 2015 tại tỉnh Thái Nguyên .............. 37
3.1.1. Giai đoạn trỗ cờ, tung phấn ................................................................... 38
3.1.2. Giai đoạn phun râu ................................................................................ 39
3.1.3. Giai đoạn chín sinh lý ........................................................................... 40
3.2. Một số đặc điểm hình thái, sinh lý của các THL thí nghiệm vụ thu
Đơng 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ............................................... 41
3.2.1. Chiều cao cây ........................................................................................ 41
3.2.2. Chiều cao đóng bắp ............................................................................... 42
3.2.3. Tỷ lệ chiều cao đóng bắp ...................................................................... 43

3.2.4. Số lá trên cây ......................................................................................... 43
3.2.5. Chỉ số diện tích lá.................................................................................. 45
3.2.6. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ che kín bao bắp các THL vụ
thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ......................................... 46
3.2.7. Trạng thái cây ........................................................................................ 46
3.2.8. Trạng thái bắp ....................................................................................... 47
3.2.9. Độ che kín bao bắp ................................................................................ 48
3.3. Khả năng chống chịu của các THL thí nghiệm........................................ 48
3.3.1. Đặc điểm hình gốc và số rễ chân kiềng của các THL thí nghiệm ........ 48
3.3.2. Khả năng chống chịu sâu, bệnh ............................................................ 50
3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL tham gia thí nghiệm vụ
thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ......................................... 53
3.4.1. Số bắp trên cây ...................................................................................... 54


v
3.4.2. Chiều dài bắp......................................................................................... 55
3.4.3. Đường kính bắp .................................................................................... 55
3.4.4. Số hàng hạt trên bắp .............................................................................. 56
3.4.5. Số hạt trên hàng ..................................................................................... 56
3.4.6. Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 57
3.4.7. Năng suất lý thuyết................................................................................ 58
3.4.8. Năng suất thực thu (tạ/ha) ..................................................................... 59
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................... 60
1. Kết luận ....................................................................................................... 60
2. Đề nghị ........................................................................................................ 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 61
PHẦN PHỤ LỤC ...................................................................................................... 64

vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CIMMYT :

Trung tâm cải tạo giống ngơ và lúa mì thế giới

CSDTL

:

Chỉ số diện tích lá

CV

:

Hệ số biến động

đ/c

:

Đối chứng

G - CSL

:

Gieo đến chín sinh lý

G - PR

:

Gieo đến phun râu

G - TC

:

Gieo đến trỗ cờ

G - TP

:

Gieo đến tung phấn

KL

:

Khối lượng

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 xuất

THL

:

Tổ hợp lai

TP - PR

:

Tung phấn đến phun râu

TPTD

:

Thụ phấn tự do

Ve

:

Thời kì nảy mầm

Vt

:

Thời kì trỗ cờ


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới giai đoạn 2003-2013 .............. 6
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngơ ở một số châu lục năm 2013 ....................... 7
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngơ của một số nước năm 2013 ......................... 8

Bảng 1.4. Dự báo như cầu ngô trên thế giới đến năm 2020 ........................... 10
Bảng 1.5. Tình sản xuất ngơ của Việt Nam giai đoạn 2003 - 2013 ................ 16
Bảng 1.6. Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ ở các vùng trồng ngơ
chính của Việt Năm năm 2013 ....................................................... 17
Bảng 1.7. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2003-2013 ........ 25
Bảng 1.8: Cơ cấu giống ngô của tỉnh Thái Nguyên năm 2014 ....................... 26
Bảng 2.1. Các tổ hợp ngô lai tham gia thí nghiệm và đối chứng.................... 28
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai tham
gia thí nghiệm vụ thu thu Đơng 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái
Nguyên ............................................................................................ 38
Bảng 3.2. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL tham gia
thí nghiệm vụ thu Đơng năm 2014 và vụ Xn năm 2015 tại
Thái Nguyên.................................................................................... 42
Bảng 3.3. Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các Tổ hợp lai vụ thu
Đông 2014 và vụ Xuân năm 2015 tại Thái Nguyên ....................... 44
Bảng 3.4: Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao che kín bắp các tổ hợp
lai thí nghiệm vụ thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái
Nguyên ............................................................................................ 46
Bảng 3.5. Đường kính gốc và số rễ chân kiềng của các THL thí nghiệm
vụ thu Đơng 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên .................... 49
Bảng 3.6: Mức độ nhiễm sâu bệnh của các Tổ hợp lai vụ thu Đông 2014
và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên .................................................. 50


viii
Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các Tổ hợp lai vụ thu Đông
2014 tại Thái Nguyên...................................................................... 53
Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL vụ Xuân 2015 tại
Thái Nguyên.................................................................................... 54
Bảng 3.9: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các Tổ hợp lai

vụ thu Đông 2014 và vụ Xuân năm 2015 tại Thái Nguyên ............ 58


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngơ (Zea mays L.) thuộc chi Maydeae, họ hịa thảo Gramineae, có
nguồn gốc từ Trung Mỹ. Ngô là cây lương thực quan trọng trên tồn thế giới,
đã ni sống gần 1/3 dân số trên tồn cầu. Chính vì tầm quan trọng của nó
nên cây ngơ đã được tồn thế giới gieo trồng và hình thành 4 vùng sinh thái
cây ngơ chính là vùng ôn đới, vùng nhiệt đới, vùng nhiệt đới cao và vùng
nhiệt đới thấp (Ngơ Hữu Tình, 1997) [16].
Ngơ là nguồn lương thực cho nhiều dân tộc trên thế giới. Ở một số
nước như: Mexico, Ấn Độ, Philippin và một số nước Châu Phi người ta dùng
ngô làm lương thực chính. Có tới 90% sản lượng ngơ ở Ấn Độ, 66% ở
Philippin… được dùng làm lương thực cho con người. Ngơ là nguồn dinh
dưỡng chính của lồi người, đã giúp cho lồi người giải quyết nạn đói thường
xun đe dọa. Ngồi việc làm lương thực thì ngơ cịn sử dụng để làm thức ăn
cho gia súc quan trọng nhất hiện nay. Thực tiễn cho thấy, ở các nước phát
triển có nền chăn ni cơng nghiệp lớn, thì ngơ là loại thức ăn lý tưởng cho
nhiều loại gia súc, gia cầm, là nguồn thức ăn chủ lực để chăn nuôi. Thân lá
ngơ có thể cho trâu bị ăn tươi, sau thu hoạch có thể ủ chua làm thức ăn cho
gia súc rất tốt.
Ngồi ra, trong tình hình hiện nay khi mà nguồn năng lượng dầu mỏ,
than đá đang dần cạn kiệt, với khoa học công nghệ phát triển, con người đã
tạo ra được nhiên liệu sinh học - Ethanol từ ngô để thay thế. Đây cũng là một
lý do quan trọng để phát triển và mở rộng diện tích trồng ngơ.
Diện tích, năng suất và sản lượng ngơ liên tục tăng, năm 1980 diện tích
trồng ngơ chỉ khoảng 125,8 triệu ha với năng suất 31,5 tạ/ha đạt tổng sản
lượng là 396,96 triệu tấn năm 2013 diện tích ngơ tăng lên đáng kể đạt 184,2

triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha và sản lượng đạt 1016,4 triệu tấn (FAOSTAT,


2
2015) [27]. Để có được những thành tựu như vậy bên cạnh việc áp dụng các
biện pháp kĩ thuật trên đồng ruộng thì việc đầu tư nghiên cứu chọn lọc, lai tạo
giống luôn là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong giai đoạn hiện nay, sản
xuất ngô trên thế giới chỉ thực sự phát triển khi áp dụng các tiến bộ kỹ thuật
vào sản xuất trong đó có việc gieo trồng các giống ngô lai.
Ở Việt Nam, cây ngô đã có mặt cách đây khoảng 300 năm, mặc dù là
cây lương thực đứng thứ 2 sau lúa nhưng thời gian đầu do không được chú
trọng nên cây ngô chưa phát huy tiềm năng của nó. Cây ngơ được trồng trong
điều kiện sinh thái rất khác nhau, được trồng hầu hết trong các vùng và các vụ
tùy thuộc vào tác động đồng thời của chế độ nhiệt, lượng mưa và phương tiện
tưới tiêu sẵn có. Đối với vùng núi phía Bắc và Tây Ngun, cây ngơ là cây
lương thực chính của đồng bào các dân tộc. Ngô đi vào bữa ăn người Việt
dưới nhiều dạng: Cơm ngô xay, ngô bung với đậu đỗ, bột bánh ngô, xôi ngô,
ngô luộc, bỏng ngô (Nguyễn Đức Lương, 2000 ) [11].
Tuy nhiên ngành sản xuất ngơ của thế giới nói chung và Việt Nam nói
riêng đang đứng trước những thách thức mới như sự biến đổi phức tạp khí hậu
tồn cầu, hạn hán, lũ lụt ngày càng tăng, xuất hiện nhiều sâu dịch bệnh mới,
sức ép của dân số. Theo dự tính đến năm 2020 diện tích đất nơng nghiệp của cả
nước là 26,732 nghìn ha. Thực tiễn đòi hỏi là phải tăng nhanh năng suất cây
trồng, góp phần giữ vững an ninh lương thực quốc gia, đảm bảo phát triển cân
đối bền vững công - nông nghiệp Việt Nam. Để giải quyết vấn đề đó ngồi việc
áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật tiên tiến phù hợp thì cơng tác chọn tạo
giống phải được đẩy mạnh hơn nữa. Chọn tạo ra các giống ngô lai năng suất
cao, chất lượng tốt, ổn định, thời gian sinh trưởng ngắn, có khả năng chống
chịu tốt và phù hợp với các vùng sinh thái, đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
Thái Nguyên là một tỉnh nằm ở khu vực trung du và miền núi phía Bắc

Việt Nam, có điều kiện đất đai, khí hậu tiêu biểu đại diện cho vùng. Đây cũng


3
là nơi có hoạt động sản xuất nơng nghiệp phát triển trong đó ngơ được xem là
một trong những cây trồng chính góp phần thúc đẩy sản xuất phát triển, ổn
định và nâng cao đời sống cho người dân.
Xuất phát từ những yêu cầu và cơ sớ thực tiễn nêu trên chúng tôi tiến
hành đề tài: "Đánh giá khả sinh trưởng, phát triển một số tổ hợp ngô lai
mới tại Thái Nguyên”.
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu
của các tổ hợp tham gia thí nghiệm làm cơ sở để chọn được giống thích hợp
cho vụ Đông và vụ Xuân tại Thái Nguyên cũng như các tỉnh thuộc khu vực
miền núi phía Bắc.
2.2. Yêu cầu
- Theo dõi và đánh các giai đoạn sinh trưởng, phát triển và các đặc điểm
hình thái và sinh lý, tính chống chịu của các tổ hợp ngô lai trong điều kiện vụ
Đông năm 2014 và vụ Xuân năm 2015 tại Thái Nguyên.
- Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất; so sánh và sơ
bộ kết luận về khả năng thích ứng của các tổ hợp lai. Từ đó chọn được tổ hợp
lai có triển vọng để khảo nghiệm sản xuất.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết luận của đề tài là cơ sở quan trọng để chọn được các tổ hợp lai ưu
tú. Là cơ sở lựa chọn ra những giống thích hợp bổ sung vào cơ cấu giống ngô
trong sản xuất vụ Đông và vụ Xuân tại Thái Nguyên cũng như tại khu vực
miền núi phía Bắc nước ta.

4
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Giúp học viên củng cố kiến thức thực hành bố trí thí nghiệm đồng
ruộng và kĩ thuật chăm sóc cây trồng.
Giúp học viên nắm được cách thu thập, xử lí số liệu, trình bày báo cáo
của một đề tài tốt nghiệp.
Góp phần bổ sung được giống có năng suất cao, tính chống chịu tốt vào
tập đồn giống ngô phục vụ sản xuất ngô tại tỉnh Thái Nguyên.


5
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp giống là yếu tố quan trọng quyết định đến
năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của từng đối tượng cây trồng. Vì
vậy, để phát triển sản xuất nông nghiệp cần phải chú trọng công tác chọn tạo
giống. Đối với sản xuất ngô, muốn phát triển theo hướng hàng hoá với sản
lượng cao, quy mô lớn nhằm phục vụ nhu cầu thị trường, cần phải có các biện
pháp tổng thể, hữu hiệu trong đó việc thay thế dần các giống ngơ cũ năng suất
thấp bằng các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt là hướng đi đang
được các nhà khoa học quan tâm. Đặc biệt là đối với ở các tỉnh miền núi phía
Bắc việc sử dụng các giống có khả năng chống chịu tốt, năng suất cao sẽ vừa
phát huy hiệu quả kinh tế của giống vừa góp phần xóa đói giảm nghèo cho
đồng bao các dân tộc.
Kết quả nghiên cứu trong thời gian gần đây cho thấy Việt Nam đã tạo
ra nhiều giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với các vùng sinh
thái. Các giống ngơ lai của Việt Nam có khả năng chống chịu với điều kiện
ngoại cảnh bất thuận tốt hơn và giá thành rẻ hơn so với các giống được sản

xuất bởi các cơng ty nước ngồi. Tuy nhiên, các giống mới trước khi đưa ra
sản xuất, cần được đánh giá đầy đủ, khách quan về khả năng thích nghi của
từng giống với từng vùng sinh thái khác nhau, cũng như đánh giá khả năng
sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu với những điều kiện bất lợi khác.
Trong quá trình khảo nghiệm, so sánh giống sẽ loại được các giống có
những yếu điểm về các đặc tính nơng sinh học như: thời gian sinh trưởng quá
dài, cây quá cao, chống đổ kém và dễ nhiễm sâu bệnh … Chọn lựa theo kiểu
hình sẽ loại bỏ được những đặc tính khơng mong muốn, tuy nhiên để có kết
quả tin cậy phải thực hiện thí nghiệm ở nhiều thời vụ. Trên cơ sở đó lựa chọn


6
được những giống tốt, phù hợp với từng vùng sinh thái để bổ sung vào cơ cấu
giống ngô của địa phương.
1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu ngơ trên thế giới
1.2.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới.
Ngơ là cây trồng có khả năng thích nghi rộng nên phân bố khắp nơi
0

trên thế giới, trải rộng hơn 90 vĩ tuyến: từ dưới 40 N (lục địa châu Úc, Nam
0

châu Phi, Chi Lê ,…) lên gần đến 55 B (bờ biển Ban Tích, trung lưu sơng
Vơnga,…), từ độ cao 1-2 mét đến gần 4.000m so với mặt nước biển (Nguyễn
Đức Lương và cs, 2000)[11].
Sản xuất ngô trên thế giới phát triển liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay,
nhờ ứng dụng rộng rãi công nghệ ưu thế lai, kỹ thuật nông học tiên tiến và
những thành tựu của các ngành khoa học khác như công nghệ sinh học, cơng
nghệ chế biến và bảo quản, cơ khí hố, cơng nghệ tin học,…vào sản xuất.
Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngơ trên thế giới giai đoạn 2003-2013

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

2003

144,67

44,60

645,23

2004

147,47

49,48

729,21

2005

147,53

48,37

713,62

2006

148,96

48,09

706,84

2007

158,31

49,90

789,93

2008

162,87

50,98

830,26

2009

158,84

51,63

820,15

2010

163,82

51,87

849,79

2011

171,78

51,55

885,29

2012

177,00

49,44

875,10

2013

184,19

55,20

1016,73

Năm

(Nguồn: Số liệu thống kê của FAOSTAT, 2015[27])


7
Số liệu thống kê của FAOSTAT (2015) [27] cho thấy giai đoạn
2003-2013 sản xuất ngô trên thế giới đều tăng về diện tích, năng suất và sản
lượng. Từ năm 2003 đến 2013 diện tích trồng ngơ tăng từ 144,67 triệu ha lên
đến 184,19 triệu ha tăng 27,31%, năng suất tăng từ 44,60 tạ/ha lên tới 55,20
tạ/ha tăng 26,76%, sản lượng tăng từ 645,23 triệu tấn lên đến 1016,73 triệu
tấn tăng 57,57%.
Kết quả trên có được trước hết là nhờ ứng dụng những thành tựu mới
trong chọn tạo giống đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật
canh tác. Hiện nay vị trí của cây ngơ đã được khẳng định ở nhiều vùng, nhiều
quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên do sự khác nhau về điều kiện tự nhiên, khí
hậu và kỹ thuật canh tác nên sản xuất ngơ có sự khác biệt lớn giữa các
vùng, các châu lục.
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngơ ở một số châu lục năm 2013
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

Châu Á

60,38

50,53

305,12

Châu Âu

19,07

62,35

118,92

Châu Mỹ

70,67

73,92

522,36

Châu Phi

34,90

20,34

70,99

Thế giới

185,122

54,99

1.018,12

Khu vực

(Nguồn: Số liệu thống kê của FAOSTAT, 2015[27])
Châu Mỹ và Châu Á là nơi có diện tích trồng ngơ tập trung lớn nhất
chiếm 70,79% diện tích trồng ngơ của tồn thế giới. Châu Mỹ là châu lục có
diện tích, sản lượng và năng suất cao nhất thế giới: năm 2013 năng suất đạt
73,92 tạ/ha, cao hơn 34,42% so với năng suất trung bình của thế giới, sản
lượng đạt 522,36 triệu tấn chiếm 51,31% sản lượng ngơ tồn thế giới. Châu
Âu và Châu Mỹ tập trung chủ yếu là các nước phát triển, do có trình độ khoa

8
học kỹ thuật cao, có khả năng đầu tư thâm canh nên năng suất cao hơn năng
suất trung bình của thế giới và cao hơn các nước đang phát triển.
Châu Á có diện tích trồng ngơ là 60,38 triệu ha. Năng suất đạt 50,53
tạ/ha. Sản lượng đạt 305,12 triệu tấn.
Châu Phi có năng suất thấp hơn so với năng suất trung bình của thế giới.
Châu Phi năm 2013 năng suất đạt 20,34 tạ/ha, bằng 36,99% năng suất trung
bình của thế giới. Năng suất ngơ tại đây cịn thấp là do trình độ về khoa học kỹ
thuật kém phát triển cơng thêm tình hình kinh tế, chính trị an ninh khơng được
đảm bảo đã làm cho khu vực này tụt hậu so với các khu vực khác trên thế giới.
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngơ của một số nước năm 2013

Mỹ

Diện tích
(triệu ha)
35,47

Năng suất
(tạ/ha)
99,69

Sản lượng
(triệu tấn)
353,69

Trung Quốc

35,26

61,75

217,73

Brazil

15,31

52,58

80,53

Ấn Độ

9,00

24,51

23,29

Mêxicơ

7,09

31,94

22,66

Israel

0,04

225,55

0,11

Nước

(Nguồn: Số liệu thống kê của FAOSTAT, 2015 [27])
Mỹ là cường quốc số một về sản xuất ngô trên thế giới là Mỹ. Năm
2013, diện tích trồng ngơ của Mỹ là 35,47 triệu ha, năng suất bình quân đạt
99,69 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 353,69 triệu tấn chiếm 34,78% sản lượng
ngơ tồn thế giới. Theo Rinke.E (1979) [30] việc sử dụng các giống ngô lai
ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930. Từ những năm 1990, 100% diện tích ngơ của Mỹ
đã trồng các giống ngơ lai trong đó hơn 90% là giống ngơ lai đơn. Ngồi ra
một trong những lý do năng suất ngô ở Mỹ tăng cao là nhờ việc áp dụng ngô
chuyển gen vào sản xuất.


9
Ở Châu Á, Trung Quốc là nước đứng đầu trong sản xuất ngơ. Diện tích
trồng ngơ của Trung Quốc năm 2013 chỉ ít hơn Mỹ 0,21 triệu ha. Nhưng sản
lượng ngô của Trung Quốc chỉ bằng 61,55% sản lượng ngô của Mỹ do năng
suất ngô của Trung Quốc thấp, năng suất ngô của Trung Quốc đạt 61,75 tạ/ha,
bằng 61,94% năng suất ngô của Mỹ.
Nước luôn đạt năng suất ngô cao nhất trên thế giới là Israel (225,55
tạ/ha), tuy nhiên diện tích trồng ngơ của Israel khơng đáng kể (0,03 triệu ha).
1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngơ trên thế giới

Ngơ là cây trồng có vai trị quan trọng đối với tất cả các quốc gia trên
thế giới vì góp phần giải quyết nhu cầu lương thực cho hơn 6 tỷ người trên
hành tinh và là nguồn thức ăn chủ lực cho chăn ni. Chính vì vậy nhu cầu sử
dụng ngơ ngày càng tăng. Theo báo cáo của Ủy ban ngũ cốc Quốc tế, năm
2010 lượng ngô tiêu thụ trên thị trường thế giới là 86 triệu tấn, năm 2011 là
93 triệu tấn, tăng 8,1% so với năm 2010. Sự gia tăng này một phần xuất phát
từ nhu cầu của các nhà sản xuất ethanol và si-rơ ngơ. Si-rơ ngơ có hàm lượng
fructose (HFCS) cao, đây là một loại chất làm ngọt có chứa hàm lượng calorie
lớn, được sử dụng trong các thực phẩm chế biến sẵn (Bloomberg, 2012) [1].
Hiện nay nhu cầu nhiên liệu sinh học ngày càng gia tăng ở các nước
phát triển, đặc biệt là ở Bắc Mỹ. Theo số liệu mới nhất của Liên minh nhiên
liệu tái tạo toàn cầu (GRFA), sản lượng ethanol thế giới năm 2010 tăng 17%
và tăng thêm 15% năm 2011. Theo USDA, năm 2002 - 2003, Mỹ đã dùng
25,2 triệu tấn ngô để chế biến ethanol, năm 2005 - 2006 dùng 40,6 triệu tấn và
năm 2012 dùng 190,5 triệu tấn. Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) cho biết
doanh số bán hàng của ethanol tại Mỹ năm 2010 là 13 tỷ gallon, năm 2011
tăng lên đạt 14 tỷ gallon (tương đương với 54,3 tỷ lít) (Cục xúc tiến thương
mại, 2013)[2].


10
Một yếu tố nữa tác động đến tiêu thụ ngô là do nhu cầu về thức ăn chăn
nuôi tại các nền kinh tế mới nổi tăng mạnh. Theo nghiên cứu của
Euromonitor, tổng doanh số mặt hàng thịt tươi sống của Trung Quốc dự kiến
tăng 3,5 triệu tấn. Theo dự báo của IGC, sản lương ngô tồn kho niên vụ
2010/2011 giảm 22% so với cùng kỳ niên vụ trước do nhu cầu tiêu thụ tăng,
đặc biệt ở các nền kinh tế mới nổi ở Châu Á Thái Bình Dương.
Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình Lương thực thế giới
(IRRI, 2003) [8] vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô thế giới là 852 triệu tấn,
trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16%

dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Ở các nước phát triển chỉ dùng 5%
ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỷ lệ này là 22%, dự
báo nhu cầu ngơ trên thế giới năm 2020 được trình bày ở bảng 1.4:
Bảng 1.4. Dự báo như cầu ngô trên thế giới đến năm 2020
Năm 1997

Năm 2020

(triệu tấn)

(triệu tấn)

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 - Châu Phi

29

52

79

Mỹ La Tinh

75

118

57

Tây và Bắc Phi

18

28

56

Vùng

% thay đổi

(Nguồn: IRRI 2003) [8]
Như vậy đến năm 2020, nhu cầu ngô thế giới tăng 45% so với nhu
cầu năm 1997, Các nước đang phát triển có nhu câu ngơ tăng từ 295 triệu tấn
đến 508 triệu tấn tẳng 72%, khu vực có nhu cầu ngô tăng mạnh nhất là khu
vực Đông Á tăng 85,2% so với năm 1997.


11
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ngơ trên thế giới
Ngơ là cây trồng đã tồn tại trên trái đất và gắn bó chặt chẽ với cuộc
sống của người bản xứ châu Mỹ hàng nghàn năm nay, nhưng phải đến thế kỷ
XVIII, khi Columbus mang cây ngô về châu Âu hơn 2 thế kỷ, lồi người mới
có những phát hiện khoa học quan trọng về cây ngô. Phát hiện đầu tiên là của
Cottin Matther (năm 1716) về giới tính của ngơ. Ơng đã quan sát thấy sự thụ
phấn chéo ở cây ngô tại Massachusettes.
Tám năm sau Matther, Paul Dudly đã đưa ra nhận xét về giới tính của
ngơ và cho rằng gió đã giúp ngơ thực hiện q trình thụ phấn.
John Lorain (1812) là người đầu tiên tiến hành tạp giao ở ngơ với mục

đích nâng cao năng suất hạt, ơng đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn các lồi ngơ
khác nhau như ngươi da đỏ đã sẽ làm 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, từ các thí nghiệm trong nhà kính ơng nhận thấy những cây
giao phối phát triển cao hơn cây tự phối 20% (Ngơ Hữu Tình, 1997) [17].
Cuối thế kỷ 19, các phương pháp cải tạo ngơ đã mang tính chất khoa
học chứ không trông chờ vào sự may rủi. Cơng trình cải tạo giống ngơ đã
được Wiliam Janes Beal thực hiện lần đầu tiên vào năm 1877, ông đã thấy sự
khác biệt về năng suất giống lai so với giống bố mẹ. Năng suất của con lai
vượt năng suất của giống bố mẹ là 25% (Ngơ Hữu Tình, 2009) [19].
Sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngơ tự thụ và giao phối,
Charles Darwin (năm 1877) cũng kết luận: “Chiều cao cây ở dạng ngô giao
phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so với dạng ngơ tự phối” (Hallauer,
Miranda, 1986) [28].
Với tư duy để tạo ra con lai có ưu thế hơn bố mẹ phải có các dòng
thuần làm vật liệu khởi đầu nên Shull (năm 1904) đã áp dụng tự phối
cưỡng bức ở ngô để tạo ra các dịng thuần. Ơng bắt đầu tiến hành lai đơn


12
giữa một số dòng và thấy rằng năng suất và sức sống ở giống lai tăng lên
đáng kể. Năm 1909, G.H.Shull đã công bố các giống lai đơn (single cross)
cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó. Năm
1914, chính Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ “Heterosis” để chỉ
ưu thế lai của các giống lai dị hợp tử, những công trình nghiên cứu về ngơ
lai của Shull đã đánh dấu sự bắt đầu của chương trình chọn tạo giống ngơ
(Hallauer, 1988) [29].
Cùng với q trình phát triển dịng thuần và các giống lai ưu tú các
nhà khoa học nghiên cứu ngơ cịn nghiên cứu cải tạo chất lượng đạm ở ngơ.
Các giống ngơ 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%) Ngô QPM được đưa vào sản
xuất đã đem lại hiệu quả vô cùng to lớn khi làm thức ăn chăn nuôi và làm
lương thực cho con người. Ở Châu Á, có ba nước có chương trình phát
triển ngơ QPM là Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam (Trần Hồng Uy và cs,
2002)[22]
Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai ngày nay trên thế giới đang
tồn tại nhiều thuyết khác nhau song các thuyết trội (Bruce, 1910; Collins,
1921; Jones, 1917) và thuyết siêu trội (East, 1912; Hull, 1945) nhận được sự
ủng hộ của nhiều nhà khoa học. Mặc dù có nhiều quan điểm khác nhau nhưng
các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng tổ hợp 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) [13].
Qua quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đều nhận thấy các dòng đều
sinh trưởng, phát triển kém, năng suất thấp nhưng cặp lai giữa hai dịng khơng
họ hàng lại sinh trưởng khỏe và năng suất cao. Vì vậy, Jones đã nghiên cứu và
phát triển kỹ thuật mới để ngơ lai có thể áp dụng được vào sản xuất. Đầu năm


13
1917, Jones đã đề xuất sử dụng hạt lai kép trong sản xuất, đây là một bước
ngoặt quan trọng trong công cuộc cải tạo giống ngô tạo điều kiện cho cây ngơ
phát triển mạnh ở Mỹ và các nước có kỹ thuật trồng ngô tiên tiến. Năm 1933,
ngô lai ở vùng vành đai ngô ở Mỹ chỉ chưa đầy 1%, nhưng 10 năm sau đã đạt
78%. Đến năm 1965, 100% diện tích ngơ vùng vành đai và 95% diện tích ngơ
tồn nước Mỹ đã trồng ngơ lai.
Trong các nhà khoa học nghiên cứu về ngơ, Hallauer là người có nhiều
thành tích nhất và được cả thế giới ghi nhận. Ơng đã tạo và chuyển giao hơn
30 dòng thuần, các dòng thuần này được sử dụng trong các giống lai thương
mại ở phía Bắc vùng vành đai ngơ Hoa Kỳ, ở vùng ơn đới Châu Âu và Trung

Quốc (Ngơ Hữu Tình, 2003) [18]. Chỉ trong vòng 10 năm lai kép đã bị thay
thế gần như hoàn toàn bởi lai đơn và lai đơn cải tiến.
Sự phát triển của cây ngô ngày càng mạnh mẽ, chính vì vậy để đáp ứng
u cầu của sản xuất, năm 1966, Trung tâm cải tạo giống ngơ và lúa mì Quốc
tế (CIMMYT) được thành lập tại Mêxico. Trong 30 năm hoạt động Trung tâm
đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lượng lớn nguồn nguyên liệu, vốn
gen, các giống thí nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nước trên thế giới
thông qua mạng lưới khảo nghiệm giống Quốc tế. Các nguồn nguyên liệu mà
chương trình ngô CIMMYT cung cấp cho các nước là cơ sở cho chương trình
tạo dịng và giống lai.
Ngơ lai là một thành tựu khoa học cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế thế
giới. Có thể nói ngơ lai là “cuộc cách mạng xanh” của nửa đầu thế kỷ 20 đã làm
tăng sản lượng ngũ cốc một cách rõ rệt. Ngô lai đã tạo ra bước nhảy vọt về sản
lượng lương thực, thế kỷ 21 ngô sẽ là cây lương thực đầy triển vọng trong chiến
lược sản xuất lương thực và thực phẩm (Ngơ Hữu Tình, 2009) [19].
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


14
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 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) [26] 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 dịng. Các giống ngơ lai đơn có ưu thế lai cao nhất
nhưng do q 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) [7].
Ngày nay cùng 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 cơng 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. Ngồi ra, các kỹ thuật ni cây bao phấn invitro trong tạo dịng
thuần, thụ tinh ống nghiệm để khơi phục nguồn gen tự nhiên, kỹ thuật chuyển
gen, sử dụng súng bắn gen, ứng dụng các kỹ thuật cao để phân tích da dạng di
truyền, phân nhóm ưu thế lai.., đang được các nhà khoa học sử dụng rộng rãi
trong nghiên cứu. Các kỹ thuật này đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn
trong cải tạo giống cây trồng nói chung và cây ngơ nói riêng, góp phần đảm
bảo an ninh lương thực cho loài người trong thế kỷ XXI. 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 ngơ đáng kể làm nhiên liệu sinh học và thức ăn gia súc ở Mỹ.


15
Năm 2007, diện tích trồng ngơ chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha;
riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (Phan Xuân Hào và cộng sự, 2008) [6].
Có thể nói ngơ là loại cây trồng đầy triển vọng của loài người trong thế
kỷ 21. Hiện nay công tác nghiên cứu và chọn tạo giống ngô trên thế giới vẫn
đang được chú ý phát triển để tạo ra những giống ngơ mới có những đặc điểm
mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.
1.3. Tình hình sản xuất, nghiên cứu và tiêu thụ ngơ tại Việt Nam
1.3.1. Tình hình sản xuất ngơ tại Việt Nam
Ở nước ta ngô là cây trồng nhập nội và mới được đưa vào trồng khoảng
hơn 300 năm nhưng đã nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng

quan trọng trong hệ thống cây lương thực của Việt Nam. Do có khả năng
thích ứng rộng với các điều kiện sinh thái khác nhau, bên cạnh đó điều kiện ở
nước ta rất thuận lợi cho cây ngô sinh trưởng và phát triển, nên cây ngô đã
được mở rộng ra sản xuất và khẳng định được vị trí của mình trong sản xuất
nông nghiệp. Cây ngô đã trở thành cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa,
đồng thời là cây màu số một, góp phần đáng kể trong việc giải quyết lương
thực tại chỗ cho người dân Việt Nam. Tình hình sản xuất ngô ở nước ta qua
các giai đoạn lịch sử phát triển khơng đồng đều. Q trình phát triển của cây
ngô ở Việt Nam được chia thành ba giai đoạn chính, đó là:
Giai đoạn từ 1960 - 1980: Giai đoạn này chủ yếu sử dụng các giống
ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu nên năng suất và sản lượng ngô
rất thấp. Theo thống kê năng suất ngô ở Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt
trên 10 tạ/ha, với diện tích hơn 200 nghìn ha; đến đầu những năm 1980, năng
suất cũng chỉ đạt 11 tạ/ha và sản lượng hơn 400 nghìn tấn.
Giai đoạn từ 1981 - 1992: diện tích tăng chậm, năng suất ngơ tăng
khơng đáng kể, từ 11 tạ/ha (1980) lên 15 tạ/ha (1992), bình quân mỗi năm
tăng 3,5%. Mặc dù giai đoạn này đã sử dụng các giống thụ phấn tự do nhưng
chủ yếu là giống tổng hợp, hỗn hợp nên năng suất vẫn còn thấp.