Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển và chịu hạn của một số giống ngô lai tại tỉnh sơn la.pdf

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1

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



NGUYỄN ĐỨC THUẬN



NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG
NGÔ LAI TẠI TỈNH SƠN LA


CHUYÊN NGÀNH: TRỒNG TRỌT
MÃ SỐ: 60.62.01


LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS - LUÂN THỊ ĐẸP
2. TS - NGUYỄN HỮU PHÚC

Thái Nguyên, năm 2008

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-----------------------------------



NGUYỄN ĐỨC THUẬN




NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN VÀ CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG
NGÔ LAI TẠI TỈNH SƠN LA




LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, năm 2008

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố
trong một công trình nào khác.

Tác giả

Nguyễn Đức Thuận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS. Luân Thị Đẹp và TS. Nguyễn
Hữu Phúc đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Trồng Trọt, khoa Sau
Đại Hoc, Trường ĐHNL và khoa Sinh - KTNN trường ĐHSP cùng các cán bộ
Viện Nghiên cứu Ngô. Ban Giám hiệu trường THPT Thuận Châu. Sở Giáo
dục và Đào tạo Tỉnh Sơn La, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học
tập và hoàn thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp trong suốt thời gian làm luận văn.

Tác giả

Nguyễn Đức Thuận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5
Môc lôc
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................... 5
1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nƣớc ........................ 5
1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới .............................................. 5
1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam .............................................. 7
1.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Sơn La .................................................. 9
1.2. Tính chịu hạn ở thực vật ................................................................. 10
1.2.1. Khái niệm về tính chịu hạn ......................................................... 10
1.2.2. Các loại hạn ................................................................................ 10
1.2.2.1.Hạn đất ................................................................................. 10
1.2.2.2. Hạn không khí...................................................................... 10
1.2.3. Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật ............................................... 11
1.3. Tình hình nghiên cứu vê ngô chịu hạn trên thế giới và ở Việt Nam .. 13
1.3.1. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây
ngô................................................................................................................ 13
1.3.1.1. Nhu cầu nước của cây ngô ................................................... 13
1.3.1.2. Sinh trưởng của ngô khi thiếu nước ..................................... 14
1.3.1.3. Hạn ảnh hưởng đến toàn cây ngô ......................................... 15
1.3.1.4. Hạn ảnh hưởng đến năng suất ngô ở các giai đoạn sinh trưởng
khác nhau ......................................................................................... 17
1.3.2. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô .... 19
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ............................................................................................................ 26
2.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 26
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................ 26

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................ 27

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
2.3.1. Điều tra và đánh giá về điều kiện khí hậu liên quan đến sản xuất
ngô ở Sơn La ........................................................................................ 27
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ....................... 27
2.3.2.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở thời kỳ
cây con bằng phương pháp của Lê Trần Bình và Lê Thị Muội [1]. .. 27
2.3.2.2. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống cây con bằng
phương pháp xác định hàm lượng prolin........................................... 28
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng ................................ 29
2.3.3.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu của
các giống ngô lai thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới
nước ................................................................................................. 29
2.3.3.2. Xây dựng mô hình trình diễn các giống ngô lai triển vọng ... 33
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 33
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................ 34
3.1. Kết quả điều tra và đánh giá về điều kiện khí hậu liên quan đến
sản xuất ngô ở Sơn La ............................................................................ 34
Năm 2007 ................................................................................................ 36
3.2. Kết quả đánh giá về khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở thời
kỳ cây con trong phòng thí nghiệm ....................................................... 37
3.2.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm
thời kỳ cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo ................................. 37
3.2.1.1. Kết quả đánh giá tỷ lệ cây không héo của các giống ngô sau
gây hạn ............................................................................................. 38
3.2.1.2. Kết quả đánh giá khả năng phục hồi của các giống sau khi
tưới nước trở lại ................................................................................ 40
3.2.1.3. Kết quả xác định khối lượng chất khô của các giống ở thời kỳ

cây con. ............................................................................................ 40

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
3.2.1.4. Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống ngô ....................... 41
3.2.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thời kỳ cây
con bằng phương pháp xác định hàm lượng Prolin ............................... 42
3.3. Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển và
chống chịu của các giống ngô lai thí nghiệm trong điều kiện tƣới nƣớc
và không tƣới nƣớc ................................................................................ 46
3.3.1. Thời gian sinh trưởng và các thời kỳ phát dục của các giống ngô
tham gia thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới nước ..... 47
3.3.2. Đặc điểm hình thái của các giống ngô trong thí nghiệm tưới nước
và không tưới nước ............................................................................... 50
3.3.3. Kết quả đánh giá khả năng chống chịu một số sâu bệnh hại chính
và chống đổ của các giống .................................................................... 52
3.3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm
tưới nước và không tưới ....................................................................... 54
3.3.5. Năng suất của các giống trong thí nghiệm tưới nước và không tưới
............................................................................................................. 59
3.3.6. Tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất của
các giống trong điều kiện tưới nước và không tưới nước ...................... 63
3.4. Xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai triển vọng .................. 67
3.4.1. Năng suất của 3 giống ngô trồng trình diễn ................................. 67
3.5.2. Đánh giá của người dân đối với 3 giống tham gia xây dựng mô
hình trình diễn trong vụ thu – đông 2007 .............................................. 71
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 73
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ..................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 75

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
ASI : Chênh lệch thời gian phun râu và tung phấn
C. dài bắp : Chiều dài bắp
C. lệch : Chênh lệch
CLT : Chênh lệch tưới
CV : Hệ số biến động
D. bắp : Dài bắp
Đ. Kính bắp : Đường kính bắp
đc : Đối chứng
NS : Năng suất
NXB : Nhà xuất bản
LAI : Chỉ số diện tích lá
KL 1000 hạt: Khối lượng 1000 hạt
LSD
0,5
: Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,5
LSD
0,1
: Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,1
TB : Trung bình
TGST : Thời gian sinh trưởng
TN : Thí nghiệm
T. thái : Trạng thái

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
Danh môc b¶ng, h×nh

Bảng1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5 năm 2003 – 2007 ................. 5
Bảng 1.2.Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020..................................... 7
Bảng 1.3. Tình hình Sản xuất ngô ở Việt Nam 5 năm gần đây( 2003 – 2007) 7
Bảng 1.4. Sản xuất ngô ở Sơn La giai đoạn 2003 - 2007 ................................ 9
Bảng 2.1. Nguồn gốc và đặc điểm của các giống ngô lai .............................. 26
Bảng 2.2. Sơ đồ Bố trí thí nghiệm theo kiểu đối đầu .................................... 30
Bảng 3.1. Diễn biến thời tiết khí hậu Sơn La năm 2006 và năm 2007 .......... 36
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm
thời kỳ cây con ............................................................................................. 38
Bảng 3.3. Hàm lượng prolin của các giống trước và sau xử lý hạn .............. 43
Bảng 3.4. Các giai đoạn sinh trưởng của các giống ngô thí nghiệm vụ thu -
đông 2006 và 2007 ....................................................................................... 48
Bảng 3.5. Đặc điểm hình thái của các giống ngô lai thí nghiệm trong vụ thu –
đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ............................................... 50
Bảng 3.6. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ của các giống ngô thí
nghiệm vụ thu – đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ..................... 53
Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm
tưới nước vụ thu - đông 2006 và 2007((kết quả trung bình 2 vụ) ................. 55
Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô trong thí nghiệm
không tưới vụ thu - đông 2006 và 2007 ........................................................ 56

Bảng 3.9. Năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới nước
và không tưới vụ thu - đông 2006 và 2007 (kết quả trung bình 2 vụ) ............ 60
Bảng 3.10. Hệ số tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất
của các giống trong điều kiện tưới nước ....................................................... 64

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
Bảng 3.11. Hệ số tương quan giữa một số tính trạng sinh trưởng với năng suất
của các giống trong điều kiện không tưới ..................................................... 65
Bảng 3.12. Kết quả năng suất của 3 giống ngô trong thí nghiệm trồng trình
diễn tại một số nông hộ ................................................................................ 68
Bảng 3.13. Nông dân tham gia lựa chọn giống ngô mới phục vụ sản xuất 71
Hình 3.1. Các giống ngô trước khi gây hạn ở giai đoạn cây con ................... 39
Hình 3.2. Các giống ngô sau hạn 7 ngày....................................................... 39
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn khả năng chịu hạn tương đối của các giống ngô.. 42
Hình 3.4. Đồ thị so sánh sự biến động hàm prolin của các giống ở thời điểm
trước khi gây hạn và sau gây hạn 3, 5 và 7 ngày .......................................... 45
Hình 3.5. Biểu đồ về năng suất của các giống ngô trong điều kiện tưới nước
và không tưới ............................................................................................... 61
Hình 3.6. Một số giống ngô trong điều kiện tưới 62
Hình 3.7. Một số giống ngô trong điều kiện tưới 62
Hình 3.8. Kết quả năng suất các giống ngô lai trồng trình diễn tại các nông hộ . 69
Hình 3.9. Một số hình ảnh về 3 giống ngô trồng trình diễn ................................. 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea mays. L) là cây lương thực được phát hiện cách đây 7000
năm tại Mêxicô và Pêru. Từ đó đến nay, cây ngô đã nuôi dưỡng 1/3 dân số thế
giới và được coi là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều dân tộc như Mêxicô,
Ấn Độ, Philippin và một số nước Châu Phi khác. Có tới 90% sản lượng ngô
của Ấn Độ và 66% ở Philippin được dùng làm lương thực cho con người.
Ngay như ở nước ta nhiều vùng như Tây Bắc, Việt Bắc và Tây Nguyên người
dân đã dùng ngô làm lương thực chính. Ngoài việc cung cấp lương thực nuôi
sống con người, cây ngô còn là thức ăn cho gia súc, hiện nay ngô là nguồn
thức ăn chủ lực để chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa...
Những năm gần đây ngô còn là cây có giá trị thực phẩm cao như, ngô
nếp, ngô đường, ngô rau và là nguồn nguyên liệu lớn cho ngành công nghiệp
chế biến. Từ ngô có thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: Rượu, cồn,
nước hoa . . . giá trị sản lượng ngô rất lớn đã tạo ra 670 mặt hàng khác nhau
của ngành lương thực thực phẩm, công nghiệp nhẹ và dược.
Theo Đại học tổng hợp Iowa (IFPRI 2006 - 2007) [36], để hạn chế khai
thác dầu mỏ - nguồn tài nguyên không tái tạo được đang cạn dần, ngô được
dùng làm nguyên liệu chế biến ethanol, thay thế một phần nhiên liệu xăng dầu
chạy ô tô tại Mỹ, Braxin, Trung Quốc .... Riêng ở Mỹ, trong 2 năm 2005 -
2006 đã dùng đến 40,6 triệu tấn và dự kiến năm 2012 dùng đến 190,5 triệu tấn
ngô để chế biến ethanol.
Ngô còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế cao, luôn đứng đầu

trong danh sách những mặt hàng có khối lượng hàng hoá ngày càng tăng, thị
trường tiêu thụ rộng. Trong đầu thập kỷ 90, lượng ngô buôn bán trên thế giới
chiếm khoảng 75- 85 triệu tấn. Trên thế giới, ngô xếp thứ ba sau lúa mì và lúa
nước về diện tích, đứng thứ hai về sản lượng và đứng đầu về năng suất do

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
những thành tựu ứng dụng về ưu thế lai ở ngô.
Tuy nhiên, ở các tỉnh miền núi do địa hình phức tạp, giao thông đi lại
khó khăn đã gây ảnh hưởng lớn trong việc điều hoà và lưu thông lương thực
cùng với điều kiện khí hậu thời tiết khắc nghiệt, lượng mưa phân bố không
đều, do vậy hạn hán xẩy ra thường xuyên, đây là 1 yếu tố làm giảm năng suất
ngô. Ở Việt Nam, hàng năm có khoảng 25% diện tích ngô bị hạn, năm 1991
hạn làm năng suất giảm 1,4tạ/ha so với năm 1990, năm 2004 Đắc Lắc có >
28000 ha ngô bị hạn, mất trắng 60% và giảm 40% năng suất. Do đó lương
thực vẫn là nỗi lo thường nhật của đồng bào miền núi, vùng xa xôi, hẻo lánh,
việc giải quyết vấn đề lương thực tại chỗ là một nhiệm vụ cấp bách thì việc
trồng ngô là giải pháp thiết thực.
Đối với tỉnh Sơn La ngô là nguồn thức ăn phục vụ cho ngành chăn nuôi
là chủ yếu, ngoài ra còn là nguồn lương thực của đồng bào các dân tộc
H’Mông, Thái ... cho nên việc sản xuất ngô ở tỉnh chiếm vị trí quan trọng
trong nền kinh tế nông nghiệp. Sơn La trồng ngô được nhiều vụ trong năm,
trong đó vụ xuân - hè là vụ sản xuất chính. Năm 2006 tổng diện tích trồng ngô
là 82402 ha, sản lượng là 269052 tấn. Tuy nhiên ngô được trồng chủ yếu trên
đất không chủ động nước, mặc dù mùa vụ trồng ngô đã được bố trí theo sự
phân bố của lượng mưa. Nhưng do điều kiện thời tiết biến đổi thất thường,
bên cạnh đó hàng năm hạn hán thường xuyên xẩy ra ở Sơn La đã làm ảnh
hưởng đến sinh trưởng phát triển và giảm năng suất và sản lượng ngô. Vì vậy hạn
hán là yếu tố chủ yếu hạn chế sản xuất ngô của Việt Nam và đặc biệt là ở tỉnh Sơn
La.

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu
khả năng sinh trưởng, phát triển và chịu hạn của một số giống ngô lai tại
tỉnh Sơn La”


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, khả năng chịu hạn của các giống
ngô lai thí nghiệm thông qua một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh liên quan đến tính
chịu hạn
- Giới thiệu cho sản xuất một số giống ngô lai có năng suất cao và chịu
hạn tốt
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
3.1. Đối tượng nghiên cứu:
- Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn của 8 giống
ngô lai của Viện nghiên cứu ngô: LVN61, VN8960, LVN14, LVN15,
LVN37, LVN885, LVN14, CH1 trên vùng đất Sơn La.
3.2 Phạm vi nghiên cứu:
- Đề tài nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn và năng suất của 8
giống ngô lai ở thời kỳ cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo, ở 2 chế độ
tưới và không tưới.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
4.1. Ý nghĩa khoa học
Giống là nhân tố quan trọng quyết định năng suất, chất lượng sản phẩm
của ngành trồng trọt. Việc nghiên cứu, xác định các giống ngô lai có khả năng
chịu hạn, cho năng suất cao sẽ khắc phục được tình trạng suy giảm năng suất
hiện nay tại Sơn La do diễn biến thời tiết ngày càng bất lợi cho sản xuất, nhất
là hạn hán. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài, các nhà quản lý, cán bộ
kỹ thuật có cơ sở khoa học vững chắc để nghiên cứu định hướng, qui hoạch

phát triển và chỉ đạo sản xuất ngô trên địa bàn tỉnh.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác định, tuyển chọn được một số giống ngô lai tốt, có khả năng chịu
hạn, cho năng suất cao phục vụ chương trình sản xuất ngô ở Sơn La.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4
- Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng,
tăng vụ nhằm khai thác hiệu quả hơn quĩ đất, góp phần xoá đói, giảm nghèo
tăng thu nhập cho các hộ nông dân, tạo sản phẩm hàng hoá và vùng nguyên
liệu ổn định để phát triển ngành công nghiệp chế biến thức ăn gia súc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
5
CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nƣớc
1.1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Hiện nay ngô là cây lương thực đứng thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và
lúa nước với diện tích khoảng 157,00 triệu ha, sản lượng khoảng 766,20 triệu
tấn (năm 2007).
Trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật
việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất đã làm tăng năng suất và sản
lượng ngô lên đáng kể.
Bảng1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5 năm 2003 – 2007
Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
2003 114,34 44,51 642,48
2004 146,94 49,29 724,23
2005 147,02 47,07 692,02
2006 148,06 47 704,20
2007 157 49 766,2
Nguồn: (FAOSTAT, 2/2008)
Qua bảng 1.1. chúng ta thấy rằng diện tích trồng ngô trên thế giới tăng
nhanh qua các năm (năm 2003 có 114,34 triệu ha đến năm 2007 có 157 triệu

ha), sản lượng tăng từ 642,48 triệu tấn (2003) lên 766,2 triệu tấn (2007).
Theo số liệu của FAO, năm 2007 diện tích trồng ngô trên thế giới đạt
trên 157 triệu ha, năng suất bình quân 49 tạ/ha và sản lượng đạt trên 766,2
triệu tấn, trong khi đó sản lượng lúa mì đạt khoảng 580 triệu tấn và sản lượng
luá nước chỉ mới đạt khoảng trên 390 triệu tấn. Nước có diện tích trồng ngô

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
lớn nhất là Mỹ 30395 triệu ha, năng suất bình quân 100 tạ/ha; Trung Quốc
diện tích 26221 triệu ha, năng suất bình quân đạt 51,5 tạ/ha (FAOSTAT,
2/2008) [30].
Hạn hán tác động rất lớn đến những vùng trồng ngô phải phụ thuộc vào
nước trời, đặc biệt là những vùng khô hạn. Vùng cận Sahara Châu Phi hàng
năm có đến 40% diện tích ngô phải đối mặt với hạn hán, trong đó 25% diện
tích thường xuyên bị hạn hán tác động (CIMMYT, 2005) [25].
Trên thế giới hằng năm ở các vùng khó khăn có khoảng 24 triệu tấn
ngô bị tổn thất do hạn (Edmeades, 1992). Năm 1994, hiện tượng Elnino đã
gây hạn hán nghiêm trọng, diện tích ngô bị ảnh hưởng do hạn hán ở Ấn Độ là
42%, Indonesia 69%, Philippin 50%, Lào 85% ... dẫn đến năng suất ngô các
khu vực này giảm từ 15 - 17% (Reeder, 1997) [43]. Theo Dows Jones, Bộ
Nông Nghiệp Mỹ (USDA, 2007), do hạn mà sản lượng ngô thế giới 2006 -
2007 giảm mạnh so với 2004 - 2005 là 19,79 triệu tấn mặc dù diện tích tăng
2,37 triệu ha.
Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới
(IFPRI, 2003) [37], nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 lên tới 852 triệu
tấn (sản lượng năm 2005 chỉ mới đạt 705,3 triệu tấn), tăng 45% so với năm
1997, chủ yếu ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông Nam Á tăng
70% so với năm 1997. Nhu cầu ngô tăng do dân số phát triển nhanh, thu nhập
bình quân đầu người được cải thiện nên việc tiêu thụ thịt, cá, trứng, sữa tăng
mạnh, dẫn đến lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng. Thách thức đặt ra là 80%

nhu cầu ngô trên thế giới tăng (266 triệu tấn) lại tập trung ở các nước đang
phát triển, trong khi đó chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công
nghiệp có thể xuất sang các nước này. Vì vậy, các nước đang phát triển phải
tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu như không tăng (IFPRI,
2003) [37].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
Bảng 1.2.Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020
Vùng
1997
(triệu tấn)
2020
(triệu tấn)
% thay
đổi
Thế giới 586 852 45
Các nước đang phát triển 295 508 72
Đông Á 136 252 85
Mỹ Latinh 75 118 57
Cận Saha – Châu Phi 29 52 79
Tây và Bắc Phi 18 28 56
Nam Á 14 19 36
Nguồn : (IFPRI, 2003)[36 ].
Bảng 1.2 cho thấy, nhu cầu về ngô trên thế giới ngày càng tăng từ 1997
đến 2020 nhu cầu cần tăng thêm 45%, trong đó số lượng tăng nhiều ở các
nước đang phát triển (năm 1997 nhu cầu 295 triệu tấn lên 508 triệu tấn vào
năm 2020), sự thay đổi lớn nhất thuộc về các nước Đông Á với sự tăng thêm
85% vào năm 2020.
1.1.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Tại Việt Nam ngô đã được trồng khá lâu đời và nó trở thành cây lương
thực quan trọng đứng thứ hai sau cây lúa và là cây mầu số một về năng suất.
Bảng 1.3. Tình hình Sản xuất ngô ở Việt Nam 5 năm gần đây( 2003 – 2007)
Năm
Diện tích
(1000 ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(1000 tấn)
2003 912,7 34,4 3136,2
2004 990,4 34,9 3453,6
2005 1043,0 36,0 3757,0
2006 1031,6 37,0 3819,4
2007 1067,9 38,5 4107,5
(Nguồn: Tổng cục thống kê - GSO, 2007)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
Số liệu bảng 1.3 cho thấy, diện tích trồng ngô của nước ta tăng dần từ
912700 ha (năm 2003), đến năm 2007 đạt 1067,9 nghìn ha, năng suất tăng từ
34,4 tạ/ha (2003), đến đạt 38,5 tạ/ha(năm 2007). Do vậy sản lượng ngô đã
tăng từ 3136,2 nghìn tấn (2003) lên 4107,5 nghìn tấn (2007).
Mặc dù sản lượng ngô ở nước ta tăng khá nhanh, song nhu cầu nguyên
liệu để chế biến thức ăn chăn nuôi tăng với tốc độ cao hơn nên nước ta từ một
nước xuất khẩu ngô (250 nghìn tấn năm 1996) đã trở thành nước nhập khẩu
ngô kể từ năm 2005 nhập 300 nghìn tấn. Theo dự kiến, năm 2010 nước ta cần
10 - 12 triệu tấn thức ăn chăn nuôi, tức là cần khoảng 5 - 5,5 triệu tấn ngô hạt
để chế biến. Như vậy, cũng như nhiều nước đang phát triển khác (kể cả Trung
Quốc). Việt Nam đang phải nhập khẩu ngô, mặc dù năng suất ngô năm 2007

đã đạt 38,5 tạ/ha, song nếu so với năng suất trung bình của thế giới, đặc biệt là
năng suất của các nước phát triển thì năng suất ngô của Việt Nam còn rất
thấp. Một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất ngô ở Việt
Nam là do ngô chủ yếu được trồng trên đất dốc (> 60% diện tích). Sản xuất ở
những vùng này phụ thuộc chủ yếu vào nước trời, trong đó hạn hán là yếu tố
chính làm giảm năng suất ngô.
Theo TS. Phan Xuân Hào [8], sản lượng ngô nước ta thiệt hại do hạn
ước tính lên đến 30%. Số liệu thống kê cho thấy giai đoạn 1980 - 1990 có tới
10 vụ đông - xuân gieo trồng gặp hạn. Đặc biệt vào thời kỳ 1997 - 1998 có tới
56000 ha bị hạn và 1500 ha bị mất trắng. Theo Nguyễn Đình Ninh (Bộ Nông
Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2007) từ năm 1960 đến 2006 có tới 34/46
năm bị hạn. Chí phí cho giảm ảnh hưởng của hạn lên tới 38 tỷ đồng (Việt
Nam News, 2003). Nguyên nhân chính là có hơn 80% diện tích ngô Việt Nam
trồng nhiều vùng, nhiều vụ khác nhau, thường là trên đất xấu, chủ yếu dựa
vào nước trời, trong đó có hơn 60% diện tích trồng trên vùng núi cao (Phan
Xuân Hào, 2005) [8].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
1.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Sơn La
Những năm trước đây do đặc thù về điều kiện khí hậu và hạn chế việc
tưới tiêu, giao thông đi lại khó khăn cùng với tập tục canh tác lạc hậu, do vậy
việc trồng ngô chưa được chú trọng. Trong 5 năm gần đây được sự quan tâm
của Tỉnh Uỷ và UBND tỉnh trong việc phát triển sản xuất nông nghiệp, cây
ngô đã được chú trọng mở rộng diện tích đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ
thuật thâm canh tăng năng suất. Do vậy diện tích và năng suất ngô của Sơn La
đã tăng dần. Kết quả được thể hiện ở bảng 1.4.
Bảng 1.4. Sản xuất ngô ở Sơn La giai đoạn 2003 - 2007
Năm Diện tích trồng (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (Tấn)
2003 64664 30,1 200928

2004 68209 32,1 217831
2005 80903 28,2 228030
2006 82402 32,7 269052
2007 92731 33,6 311576
Nguồn: Niên giám thống kê 2007 [2].
Số liệu bảng 1.4 cho thấy, năm 2003 tổng diện tích trồng ngô của Sơn
La là 64664 ha, đến năm 2007 đạt 92731ha. Diện tích trồng ngô tập trung ở
các huyện Mộc Châu, Mai Sơn, Thuận Châu, Thị Xã, Yên Châu, Phù Yên ...
ngô được trồng trên chân đất xám bạc mầu, chân núi đá vôi.
Trong 5 năm qua năng suất ngô của Sơn La có tăng nhưng tăng chậm
và không ổn định, năm 2003 đạt 30,1 tạ/ha, đến năm 2007 năng suất tăng lên
33,6 tạ/ha, riêng năm 2005 năng suất ngô giảm chỉ đạt 28,2 tạ/ha. Nguyên
nhân giảm năng suất này là do hạn hán.
Cây ngô trong vài năm qua đã trở thành cây chủ lực giúp hơn 4000 bà
con dân tộc Xinh Mun và dân tộc Mông ở xã Chiềng On thuộc huyện Yên
Châu (Sơn La) vượt đói nghèo, đời sống từng bước vươn lên no đủ (Cây ngô

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
xóa đói giảm nghèo ở xã vùng cao biên giới Chiềng On - AGRO, 2007). Do
vậy ngô vẫn là một trong những cây lương thực quan trọng trong phát triển
sản xuất tại tỉnh Sơn La.
1.2. Tính chịu hạn ở thực vật
1.2.1. Khái niệm về tính chịu hạn
Nước là yếu tố cần thiết duy trì hoạt động sống của thực vật, tuy nhiên
nhu cầu nước của thực vật thay đổi tuỳ thuộc vào từng loài cây và từng giai
đoạn sinh trưởng. Lượng nước cung cấp cho nhu cầu của cây tuỳ thuộc vào
điều kiện môi trường, khi môi trường không cung cấp đủ nhu cầu nước cho
cây sẽ gây nên hiện tượng hạn. Trong trường hợp lượng nước có giới hạn mà
cây vẫn duy trì sự phát triển và cho năng suất ổn định thì gọi là cây chịu hạn.

Khả năng chịu hạn của thực vật là phản ứng của cây chống lại khô hạn bằng
cách giữ không để mất nước hoặc nhanh chóng bù lại sự thiếu nước thông qua
những biến đổi hình thái, duy trì áp suất thẩm thấu nội bào có tác dụng bảo vệ
hoặc duy trì sức sống của tế bào chất ngay cả khi bị mất nước cực đoan (Lê
Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998) [1].
1.2.2. Các loại hạn
1.2.2.1.Hạn đất
Do lượng nước trong đất giảm làm hệ rễ cây không thể lấy nước từ đất
vào tế bào làm cây bị héo. Hạn đất làm cho cây có triệu chứng héo từ gốc đến
ngọn, nếu cung cấp đủ nước cây có thể phục hồi trở lại (Trần Kim Đồng,
Nguyễn Quang Phổ và Đinh Thị Hoa) [7]. Theo Rubin (1978) [46], hạn đất
ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển và khả năng hút nước của hệ rễ. Hạn đất
ở giai đoạn cây con ở mức cao làm hạt không thể nẩy mầm.
1.2.2.2. Hạn không khí
Xẩy ra khi nhiệt độ không khí cao làm cho lượng nước trong không
khí giảm nhiều và đột ngột. Hạn không khí gây mất cân bằng nước trong cây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11
dẫn đến héo tạm thời từ lá ngọn đến gốc (Trần Kim Đồng, Nguyễn Quang
Phổ và Đinh Thị Hoa) [7].
Trong thực tế hạn đất và hạn không khí có thể phát sinh ở các thời kỳ
sinh trưởng khác nhau của cây nhưng cũng có khi xuất hiện cùng 1lúc, nếu
hạn đất và hạn không khí cùng xẩy ra, khi đó tác hại càng mạnh có thể dẫn
đến héo vĩnh viễn, cây không có khả năng phục hồi.
1.2.3. Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật
Cơ chế chống chịu hạn ở thực vật rất phức tạp. Hiện nay có nhiều quan
điểm khác nhau về vấn đề này. Một số tác giả cho rằng do yếu tố di truyền chi
phối trong khi một số trường phái khác thiên về đặc tính sinh lý... Theo
Paroda thì khả năng chịu hạn ở thực vật liên quan đến một số đặc trưng về

hình thái như chín sớm, mầu lá, diện tích lá, khả năng phát triển của hệ rễ, số
lượng lông hút, mầu sắc thân, độ phủ lông trên thân lá... Ngoài ra, khả năng
chịu hạn còn liên quan đến một số yếu tố sinh lý như khả năng đóng mở của
khí khổng, quá trình quang hợp, hô hấp, điều chỉnh áp suất thẩm thấu, nhiệt
độ tán cây...
Cơ chế chống chịu hạn của thực vật có mối quan hệ mật thiết với
những biến đổi về thành phần sinh hoá các chất trong tế bào như giảm tổng
hợp prôtein và các acid amin, giảm cố định CO
2
, tăng nồng độ các chất hoà
tan, tăng hàm lượng proline...
Khi gặp hạn, axit absisic (ABA) được sinh ra chủ yếu ở phần rễ rồi
chuyển hoá lên lá, gây hiện tượng héo lá, đóng khí khổng và đẩy nhanh tốc độ
già hoá bộ lá. Khi hàm lượng ABA được chuyển hoá tới hạt, làm hạt bị lép
trong quá trình đẫy hạt.
Trong điều kiện hạn nặng, tế bào không phân chia, không phát triển, thậm
chí sau đó được tưới nước trở lại, các bộ phận vẫn bị ảnh hưởng, dẫn đến bộ
lá không phát triển được, sau đó râu ngô ngừng sinh trưởng, không phun râu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12
và khi mức độ hạn trở nên nghiêm trọng bộ rễ không phát triển được.
Sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi hạn biểu hiện rất rõ ở cao lương, lúa
mì, lúa nước (tăng từ - 1 lên - 1,7 MPa) nhưng ở ngô thì tăng ít hơn từ - 0,3
lên - 0,5 MPa (Bolanos and Edmeades, 1991) [22].
Tăng tích luỹ Prolin, quan sát được trong điều kiện hạn nặng, Prolin
như một chất điều hoà áp suất thẩm thấu và như một protein bảo vệ cấu trúc
khi sức trương của cây bị giảm mạnh.
Quang oxy hoá khử diệp lục xẩy ra, trong điều kiện hạn, hệ thống
quang photphorit hoá thứ hai hoạt động mạnh dẫn đến thừa electron tự do

không liên kết, năng lượng cao năng trong lá, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá
khử diệp lục và làm mất khả năng quang hợp của lá, rõ nhất là khi hạn nặng
và nắng to làm phiến lá bị cháy.
Hoạt động của hệ enzim thường bị giảm trong điều kiện hạn. Quá trình
biến đổi đường saccroza thành tinh bột của hạt bị giảm vì hoạt hoá của enzim
biến đổi saccaroza thành đường hexoza bị trở ngại (Zinselmeier, Westgate,
1995) [51].
(Signh N.N and K.R Sarkar, 1991) [48]. Chia cơ chế chịu hạn ở thực
vật làm 3 loại:
- Tránh hạn: là khả năng của cây có thể hoàn thành chu kỳ sống của nó
trước khi sự thiếu hụt nước xuất hiện.
- Chịu hạn: là khả năng của cây có thể sống, phát triển và cho năng suất
trong điều kiện cung cấp nước hạn chế hoặc thụ động trải qua các giai đoạn
thiếu nước và tiếp tục phát triển khi điều kiện trở lại bình thường.
- Chống hạn: là khả năng của cây trồng chống lại sự thiếu hụt nước
bằng cách duy trì nước trong mô tế bào cao.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
1.3. Tình hình nghiên cứu vê ngô chịu hạn trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của
cây ngô
1.3.1.1. Nhu cầu nước của cây ngô
Ngô là cây trồng cạn quang hợp theo chu trình C
4
, có bộ rễ phát triển
rất mạnh nên có khả năng hút nước tốt và sử dụng nước hiệu quả hơn nhiều
loại cây trồng quang hợp theo chu trình C
3

. Cây ngô cần 350 - 500 lít nước để
tạo ra 1 kg hạt (tuỳ thuộc vào khí hậu và tình trạng dinh dưỡng đất) trong khi
cây C
3
như hoa hướng dương cần 700 - 800 lít nước để cho 1 kg hạt (Ruaan,
2003) [45]. Tiềm năng năng suất của ngô rất lớn, có thể đạt 12 - 15 tấn/ha
trong điều kiện có tưới, trong khi đó hoa hướng dương chỉ có thể đạt 3 - 3,5
tấn/ ha (Ruaan, 2003) [45]. Tuy nhiên, do sinh trưởng nhanh và tạo sinh khối
lớn nên ngô cần một khối lượng nước lớn. Trong chu kỳ sống, mỗi cây ngô
cần trung bình khoảng 200 - 220 lít nước (Nguyễn Đức Lương, Dương Văn
Sơn, Lương Văn Hinh, 2000) [11] và với mỗi giai đoạn phát triển thì nhu cầu
nước của ngô cũng thay đổi. Thời kỳ đầu cây phát triển chậm, tích luỹ ít chất
xanh và cũng không cần nhiều nước, hạt ngô cần hút một lượng nước bằng 40
- 44% trọng lượng hạt ban đầu và ngô mọc nhanh nhất khi có độ ẩm đất bằng
80% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng. Thời kỳ 7 - 13 lá, ngô cần 28 - 35m
3

nước/ha/ngày (Nguyễn Đức Lương, Dương Văn Sơn, Lương Văn Hinh, 2000)
[11]. Như vậy nhu cầu nước của ngô tăng dần và đạt cực đại ở thời kỳ trỗ cờ,
sau trỗ cờ, kết hạt nhu cầu nước giảm dần đến khi chín sinh lý. Nghĩa là vào
giai đoạn trước và sau trỗ 2 tuần, lá ngô không được héo và thời gian này
được gọi là giai đoạn khủng hoảng nước.
Theo công bố của công ty Monsanto (Monsanto, 2001) [39]. Nhu cầu
nước của cây ngô được tính toán dựa theo từng loại đất và khả năng giữ nước
của đất. Đất nhẹ nên tưới kịp thời khi độ ẩm đất ở 70% trong suốt thời kỳ sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14
trưởng phát triển của cây ngô. Trên đất thịt nặng cần tưới khi độ ẩm xuống
đến 30% vào thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng và 70% vào thời kỳ sinh thực và

kết hạt thì đạt được năng suất cực đại. Để ngô phát huy tiềm năng năng suất
thì cần 6 - 10 lượt tưới trong cả vụ ngô trên những diện tích thiếu ẩm. Trong
30 ngày đầu, cây ngô cần tưới nhẹ nếu đất thiếu ẩm. Khi cây cao khoảng đầu
gối đến khi chín sáp, ngô cần lượng nước tối ưu. Tần suất tưới phụ thuộc loại
đất, thời vụ gieo trồng và độ ẩm hiện tại. Khi tưới chú ý không để ngô bị úng,
đặc biệt giai đoạn 30 ngày đầu.
1.3.1.2. Sinh trưởng của ngô khi thiếu nước
Khí hậu nóng lên toàn cầu đang làm tăng tần suất hạn hán ở nhiều khu
vực trồng ngô trên thế giới và năng suất ngô sẽ bị ảnh hưởng bởi nồng độ CO
2

tăng gấp đôi (Crosson and Anderson, 1992) [26]. Thời tiết nóng hơn có thể
dẫn đến ngô vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trở nên bất dục đực (Schoper,
1987) [46]. Một nghiên cứu dựa trên mô hình mô phỏng của 18 nước
(Rosenzweig C và Allen L. H., Harper, 1995) [44]. Đã kết luận, sản lượng cây
trồng ở vùng nhiệt đới có thể bị giảm 9 - 10% so với tiềm năng do khí hậu
thay đổi trong khi ở vùng ôn đới lại có xu hướng tăng lên. Một ngày bất thuận
hạn với cây ngô là ngày mà cây héo vào sáng sớm và không thể hồi phục
được từ việc thiếu nước hôm trước.
Nhiệt độ tăng lên sẽ tác động đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng
nói chung và cây ngô nói riêng theo các chiều hướng:
- Thay đổi hiệu quả sử dụng nước: Do nhiệt độ khí quyển tăng lên, độ
ẩm tương đối (RH) sẽ giảm. Nồng độ CO
2
cao có thể gây đóng khí khổng
từng phần, giảm tính dẫn nước của thành khí khổng. Điều này có thể có ích
trong việc tíết kiệm nước và tăng hiệu quả sử dụng nước của cây. Tuy nhiên,
tốc độ thoát hơi nước chậm sẽ ảnh hưởng không tốt đến việc làm mát bề mặt
lá và đẩy nhanh quá trình già hoá của lá. Dựa trên kết quả thí nghiệm Allen đã

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15
chứng minh khi sự tăng thêm nồng độ CO
2
lên đến 800 ppm, nhiệt độ bề mặt
lá tăng thêm 4
0
C và hiệu quả sử dụng nước của cây C
4
như ngô bị giảm
(Allen, 1990) [19].
- Tăng tốc độ sinh trưởng và phát triển: Nhiệt độ khí quyển tăng sẽ đẩy
nhanh quá trình sinh trưởng phát triển của cây, làm giảm thời gian sinh trưởng
và dẫn đến làm giảm năng suất.
- Giảm tốc độ hô hấp: Do nồng độ CO
2
tăng lên, tốc độ hô hấp sẽ giảm
nhưng tốc độ quang hợp sẽ tăng. Tuy nhiên, với mô hình mô phỏng khi điều
kiện nồng độ CO
2
tăng lên gấp đôi từ 300 lên 600 ppm sẽ giúp tăng 25 - 40%
năng suất của cây C
3
như lúa mì, lúa nước (Rosenzweig C. and Allen L.H.,
Harper, 1995) [44]. Nhưng chỉ tăng 7% đối với cây C
4
như ngô. Có thể do cây
C
4
đã sẵn có cơ chế quang hợp đối với nồng độ CO

2
cao trong khi đó đối với
cây C
3
thì chưa có cơ chế đó trong hệ lục lạp. Sự tăng năng suất theo mô hình
này là do tăng diện tích lá và số hạt/cây chứ không phải tăng khối lượng hạt
hay sự thay đổi phân bố chất đồng hoá.
1.3.1.3. Hạn ảnh hưởng đến toàn cây ngô
Trong quá trình sản xuất ngô, khả năng xẩy ra hạn thường cao hơn ở
thời kỳ đầu vụ và cuối vụ dẫn đến ngô mọc kém đồng đều hoặc hạt không
nẩy mầm được làm giảm mật độ. Hạn ảnh hưởng đến năng suất hạt của ngô
thông qua tất cả các quá trình sinh trưởng của cây ngô, nhưng thời kỳ mẫn
cảm nhất là thời kỳ ra hoa và hình thành hạt. Trong thời kỳ ra hoa nếu hạn
xẩy ra nghiêm trọng ngô có thể không cho thu hoạch (Denmead and Shaw,
1960) [27].
Hạn làm giảm mạnh nhất đến quá trình sinh trưởng của lá, thân, râu, rễ,
kích thước hạt. Khi hạn lá bị già hoá, giảm mức độ che phủ đất, giảm diện
tích bộ phận hấp thu ánh sáng mặt trời.
Hạn gây đóng khí khổng, giảm quang hợp dẫn đến tế bào ở đỉnh sinh