Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống ngô lai có triển vọng vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên

Rất rất hay!

TAMNET:Mạng lưới khảo nghiệm ngô vùng Châu ÁAMBIONET:Mạng lưới công nghệ sinh học cây ngô Châu ÁLAI:Chỉ số diện tích lá

NSLT:Năng suất lý thuyếtNSTT:Năng suất thực thu

OPV:Giống ngô thụ phấn tự do

WTO:Tổ chức thương mại thế giớii

DANH MỤC CÁC BẢN

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất ngô thế giới năm 1961 - 2009 26

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô của một số nước năm 2009 26

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam năm 1961 - 2010 29

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên 2001 - 2009 31

Bảng 3.1 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông năm 2010 43

Bảng 3.2 Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí nghiệm vụXuân 2010 và Đông 2010 47

Bảng 3.3 Số lá và chỉ số diện tích lá của các giống ngô tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2010 và Đông 2010 51

Bảng 3.4 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm vụ Xuân 2010 tại Thái Nguyên 54

Bảng 3.5 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm vụ Đông 2010 tại Thái Nguyên 55

Bảng 3.6 Tốc độ ra lá của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 58

Bảng 3.7 Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 60

Bảng 3.8 Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của các giống thí nghiệm vụ xuân và Đông 2010 64

Bảng 3.9 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2010 66

Bảng 3.10 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong vụ Đông 2010 67

Bảng 3.11 Năng suất của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông năm 2010 71

Bảng 3.12 Giống, địa điểm và quy mô trình diễn giống ưu tú tại Phổ Yên, Thái Nguyên 75

Bảng 3.13 Một số chỉ tiêu hình thái và năng suất của giống H09-1 và LVN99trong vụ Xuân 2011 tại Phổ Yên- Thái Nguyên 75

Bảng 3.14 Kết quả đánh giá của nông dân đối với các giống trong mô hình trình diễn vụ Xuân 2011 tại Phổ Yên - Thái Nguyên 76

ii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Biểu đồ 3.2 Chiều cao đóng bắp của các giống thí nghiệm

Biểu đồ 3.3 Năng suất lý thuyết của các giống thí nghiệm Biểu đồ 3.4 Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm

iii

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây trồng đảm bảo an ninh lương

thực cho nhiều quốc gia trên thế giới Toàn thế giới sử dụng 17% tổng sảnlượng ngô làm lương thực, các nước sử dụng ngô làm lương thực chính như:Mozambique (93% sản lượng), Kenya (91%), Congo (86%), Ethiopia (86%),Angola (84%), Indonesia(79%), Ấn Độ (77%) (Ngô Hữu Tình, 2003)[26] Không chỉ cung cấp lương thực cho con người, ngô còn là nguồn thứcăn quan trọng cho chăn nuôi, 66% sản lượng ngô của thế giới được dùng làmthức ăn cho chăn nuôi (Bùi Mạnh Cường, 2007)[5].

Ngoài ra ngô còn được sử dụng làm nguyên liệu cho các ngành côngnghiệp thực phẩm (sản xuất rượu, cồn, tinh bột, bánh kẹo…) Có khoảng 670mặt hàng được chế biến từ ngô Hàng năm ở Mỹ sử dụng 18% tổng lượng ngôđể sản xuất tinh bột, 37% sản xuất cồn, 5,8% sản xuất bánh kẹo (Nguyễn ThếHùng, 2006) [12].

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, ngô là nguồnnguyên liệu quan trọng để chế biến Ethanol một nguồn nhiên liệu sinh học thaythế các nguồn nhiên liệu tự nhiên như: Dầu mỏ, than đá đang dần bị cạn kiệt Sửdụng Ethanol làm giảm ô nhiễm môi trường vì có lượng khí thải CO2 thấp hơnxe chạy xăng gần một nửa.

Do có vai trò quan trọng trong nền kinh tế và có khả năng thích ứng rộngvới các vùng sinh thái, khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bấtthuận, sâu bệnh, có tiềm năng năng suất cao nên ngô đã được hầu hết các nướcvà lãnh thổ trên thế giới gieo trồng và phát triển không ngừng Năm 1961 diệntích trồng ngô trên thế giới chỉ đạt 105,48 triệu ha với tổng sản lượng là 205,00triệu tấn, nhưng đến năm 2009 diện tích đã đạt 159,53 triệu ha với sản lượng817,11 triệu tấn (FAO, 2011) [35].

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa và lànguồn thức ăn chính phục vụ cho chăn nuôi Trong những năm qua, cây ngôđã được mở rộng diện tích, chuyển đổi cơ cấu giống, thâm canh và áp dụngcác tiến bộ kỹ thuật trong canh tác để cải thiện năng suất

Những tiến bộ về sản xuất ngô ở Việt Nam thể hiện rất rõ trong giai đoạn20 năm thực hiện đường lối đổi mới của Đảng Trong suốt 20 năm qua (1989-2009) diện tích, năng suất, sản lượng ngô tăng liên tục với tốc độ rất cao Tỷlệ tăng trưởng hàng năm trong giai đoạn 1989-2009 về diện tích là 5,7%/năm,năng suất 7,2%/năm và sản lượng là 21,1%/năm, trong đó mức độ tăng trưởngvề năng suất cao hơn diện tích là 1,5%/năm Diện tích trồng ngô tăng chậm làdo công nghiệp phát triển, dân số tăng nhanh và do biến động bất thườngtrong thiên nhiên như hạn hán, lũ lụt

Mặc dù năng suất ngô ở nước ta đã được cải thiện nhưng vẫn còn thấp hơnrất nhiều so với thế giới Theo thống kê của FAO (2011) [35], năm 2009 năngsuất ngô của Việt Nam chỉ bằng 78,7% năng suất trung bình thế giới, 73,5%năng suất trung bình của Trung Quốc; 38,9% năng suất trung bình của Mỹ

Hiện nay nhu cầu sử dụng ngô không ngừng tăng lên do ngành chănnuôi phát triển, nhu cầu thức ăn chăn nuôi ở nước ta rất lớn khoảng 8 triệu tấn/năm Trong khi đó sản lượng ngô sản xuất trong nước mới chỉ đáp ứng một nửanhu cầu làm thức ăn cho gia súc Năm 2009 nước ta phải nhập khẩu 900.000tấn ngô hạt để làm thức ăn cho chăn nuôi (Cục Chăn nuôi, 2011) [3].

Vì vậy để đáp ứng đủ nhu cầu ngô tiêu dùng trong nước cần mở rộngdiện tích và tăng năng suất ngô Tuy nhiên việc mở rộng diện tích trồng ngôrất khó khăn do diện tích sản xuất nông nghiệp hạn chế và phải cạnh tranh vớinhiều loại cây trồng khác nên tăng năng suất là giải pháp chủ yếu Trong giảipháp tăng năng suất thì giống được coi là hướng đột phá có ý nghĩa quyếtđịnh để nâng cao sản lượng và chất lượng nông sản Giống tốt sẽ cho sảnlượng cao hơn giống bình thường từ 20 - 25% Do đó một yêu cầu lớn đặt racho ngành sản xuất ngô nước ta, đó là phải nghiên cứu và xác định đúngnhững giống ngô lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinhthái của từng vùng

Xuất phát từ yêu cầu trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của một số giống ngô laicó triển vọng vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên”.

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Xác định được giống ngô lai có triển vọng để giới thiệu cho sảnxuất tại Thái Nguyên, làm cơ sở cho quá trình chọn tạo giống ở các tỉnhTrung du và miền núi phía Bắc

3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

- Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm.- Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh lý của các giống thí nghiệm.- Theo dõi khả năng chống chịu (chống chịu sâu bệnh, chống đổ) củacác giống thí nghiệm.

- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giốngthí nghiệm.

- So sánh và sơ bộ kết luận về khả năng sinh trưởng, phát triển của cácgiống thí nghiệm, chọn giống ưu tú để khảo nghiệm sản xuất.

- Theo dõi một số đặc điểm nông học của giống có triển vọng trong thínghiệm khảo nghiệm sản xuất.

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN4.1 Ý nghĩa khoa học

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học xác định được giốngngô phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh Trungdu và miền núi phía Bắc.

- Kết quả nghiên cứu của đề tài là luận cứ quan trọng cho các nghiên cứuvề sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu ở cây ngô.

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài góp phần làm đa dạng tập đoàn giống ngô phù hợp với điều kiệnsinh thái tại Thái Nguyên.

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Trong sản xuất nông nghiệp giống là một nhân tố quyết định năng suất,chất lượng của sản phẩm, các biện pháp kỹ thuật canh tác chỉ có thể đạt đượchiệu quả cao trên cơ sở các giống tốt Các nhà khoa học ước tính khoảng 30đến 50% mức tăng năng suất hạt của các cây lương thực trên thế giới là nhờviệc đưa vào sản xuất những giống tốt Ở nước ta, từ năm 1981 đến 1996giống đã đóng góp cho sự tăng sản lượng cây trồng lên 43,68% trong khi đóyếu tố phân bón hóa học - thuốc bảo vệ thực vật và yếu tố thủy lợi đóng gópvới các tỷ lệ tương ứng là 32,57% và 31,97%, thấp hơn khoảng 10% so vớigiống (Phan Huy Thông, 2007) [28] Sản xuất nông nghiệp thế giới ngày nayluôn luôn phải trả lời câu hỏi: Làm thế nào để cung cấp đủ năng lượng cho 8tỷ người vào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030? Để giải quyết vấn đềnày ngoài biện pháp phát triển kỹ thuật canh tác bền vững, đòi hỏi các nhàkhoa học phải nhanh chóng tạo ra những giống mới có năng suất cao, ổn địnhđáp ứng được yêu cầu của một nền nông nghiệp hiện đại.

Chọn tạo các giống tốt, thích hợp với điều kiện tự nhiên và điều kiệncanh tác là cơ sở đạt được năng suất cao, ổn định với mức chi phí sản xuấtthấp nhất Giống mới đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng caonăng suất và sản lượng cây trồng, nhưng để giống phát huy hiệu quả phải sửdụng chúng hợp lý với điều kiện khí hậu, đất đai, kinh tế xã hội từng vùng.Giống cao sản của vùng thâm canh sẽ không cho năng suất mong muốn nếutrồng ở vùng nông nghiệp quảng canh, thậm chí hiệu quả kinh tế còn thấp hơnsử dụng giống địa phương Vì vậy, xác định bộ giống thích hợp với mỗi vùngsinh thái là rất cần thiết

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

1.2 ƯU THẾ LAI VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ƯU THẾ LAI Ở NGÔ1.2.1 Khái niệm ưu thế lai

Ưu thế lai là sự tăng cường về sức sống, khả năng phát triển, khả năngthích ứng, khả năng sinh sản của con lai thế hệ thứ nhất so với bố mẹ.

Khi lai các dòng tự thụ phấn hoặc cận phối với nhau (đặc biệt là cácdòng đã đạt tới mức cận phối tối thiểu) con lai thế hệ thứ nhất luôn luôn đồngnhất, có sức sống và năng suất cao hơn hẳn bố mẹ Từ thế hệ thứ hai trở đi,tính ưu việt đó giảm đi nhanh chóng và mất dần ở các thế hệ tiếp theo.

1.2.2 Phân loại ưu thế lai

Ngô lai là kết quả tác động của hiệu ứng gen trội và siêu trội Ưu thế lai đượcbiểu hiện ở hầu hết các tính trạng, cụ thể như sau:

- Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thờigian sinh trưởng và phát triển như tầm vóc cây, số lá…

- Ưu thế lai về năng suất: Là biểu hiện quan trọng nhất của giống ngô laiđối với sản xuất đại trà Ưu thế lai về năng suất được biểu hiện qua tỷ lệhạt/bắp, khối lượng hạt, chiều dài bắp, số bắp/cây… Theo Richey (1927) ưuthế lai về năng suất ở cây ngô với giống lai đơn giữa các dòng có thể đạt từ193% - 263% so với trung bình bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985)[31].

- Ưu thế lai thích ứng: Biểu hiện thông qua khả năng chống chịu với điềukiện bất thuận như hạn, rét, sâu bệnh…

- Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu hiện tổ hợp lai chín sớm hơn so vớitrung bình bố mẹ Nguyên nhân là do sự tăng cường hoạt động của quá trìnhsinh lý, sinh hóa, trao đổi chất của tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ.

- Ưu thế lai về sinh lý, sinh hóa: Là sự tăng cường biểu hiện quá trìnhtrao đổi chất (Nguyễn Văn Cương, 1995) [4].

Ưu thế lai ở ngô thể hiện rất rõ khi lai giữa các giống và khi lai giữa cácdòng tự phối Kết quả nghiên cứu ở nhiều nước cho thấy trong điều kiệntương tự, ngô lai giữa các giống tăng năng suất 10-20%, giống lai giữa cácdòng thuần tăng năng suất 20-30% so với các giống địa phương tốt nhất.

Sự tăng năng suất ở thế hệ lai F1 ở ngô là 20 - 30% Hiện tượng ưu thế laikhông nhất thiết phải biểu hiện ra đồng thời ở tất cả các tính trạng của cây lai.Có thể ở tính trạng này ưu thế lai biểu hiện mạnh còn ở một số tính trạng khácưu thế lai biểu hiện yếu hoặc không có Khi lai hai vật liệu với nhau có thể thuđược cây lai với 3 mức độ biểu hiện: Tốt hơn hẳn so với bố mẹ, đạt mức trungbình giữa bố và mẹ, kém hơn so với bố mẹ Theo Xôcôlốp (1995) chỉ có 37%số tổ hợp có năng suất cao hơn bố mẹ, 46% số tổ hợp bằng mức trung gian củabố mẹ, 17% số tổ hợp thấp hơn bố mẹ (Trần Văn Minh, 2004) [17].

1.2.3 Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai

Để sử dụng tối đa hiệu ứng ưu thế lai, cần hiểu rõ về cơ sở di truyền củaưu thế lai Tuy nhiên, qua nhiều năm nghiên cứu và ứng dụng vẫn chưa cómột cơ sở lý thuyết thống nhất và trọn vẹn về ưu thế lai Hiện tại vẫn tồn tạinhiều giả thuyết, mỗi giả thuyết chỉ giới hạn bởi những kết quả thực nghiệmnhất định Ưu thế lai có thể là kết quả của trội hoàn toàn và không hoàn toàn(siêu trội), tương tác giữa các gen (ức chế), tương tác giữa tế bào chất của mẹvà nhân của bố hoặc có thể tổ hợp tất cả các yếu tố trên

Về bản chất, ưu thế lai là một biểu hiện phức tạp không thể giải thíchđược khi dựa vào một nguyên nhân đơn lẻ nào Hai giả thuyết quan trọng có ýnghĩa ứng dụng thực tế nhất là giả thuyết tính trội và siêu trội Để tạo ra giốnglai có ưu thế lai cao, nguồn bố mẹ phải đa dạng, xa nhau về di truyền và thuộccác nhóm ưu thế lai khác nhau.

* Giả thuyết tính trội: Theo giả thuyết tính trội, ưu thế lai là kết quả tácđộng và tương tác của alen trội có lợi Dị hợp tử không cần thiết chừng nào bố

mẹ của con lai có tối đa số alen trội kết hợp với nhau hay bổ sung tính trội(tác động tích lũy các gen trội có lợi).

* Giả thuyết siêu trội: Đối với giả thuyết siêu trội, dị hợp tử là cần thiếtđể tạo nên ưu thế lai Trạng thái dị hợp tử vượt hiệu ứng của gen trội; kiểuhình của thể dị hợp tử ưu việt hơn kiểu hình thể đồng hợp tử.

Thuyết này giải thích sự suy yếu của các dòng cận phối là do tích lũycác gen lặn cũng như gen trội ở trạng thái đồng hợp tử đều yếu hơn, kém ưuviệt hơn kiểu gen ở trạng thái dị hợp tử Thuyết siêu trội giải thích ưu thế lainhư tích lũy các gen ở trạng thái dị hợp tử làm tăng tính trội, ảnh hưởng đếnsức sống vượt xa bất cứ tác dụng của một loại alen đồng hợp tử nào.

1.2.4 Phương pháp đánh giá ưu thế lai

Ưu thế lai ở cây trồng được biểu hiện thông qua các tính trạng, tùy thuộcvào mục đích được sử dụng để so sánh năng suất của con lai.

- Ưu thế lai trung bình (heterosis) còn gọi là ưu thế lai giả định: Là sựhơn hẳn của con lai so với giá trị trung bình của bố mẹ.

Hm: Ưu thế lai trung bình

F1: Giá trị trung bình của tính trạng ở cây lai F1

- Ưu thế lai thực (heterobetiosis): Là sự hơn hẳn của con lai so với bốhoặc mẹ tốt nhất ở một tính trạng nào đó.

PBx100 (HB: Ưu thế lai thực)

- Ưu thế lai chuẩn (standar heterosis): Biểu thị tính ưu việt của con lai vềmột hay một số tính trạng nào đó so với giống thường dùng tốt nhất ở mộtvùng nhất định.

Hs=F1−SSx 100

Hs: Ưu thế lai chuẩn

F1: Chỉ giá trị tính trạng cần quan tâm của con lai F1P1, P2: Chỉ giá trị tính trạng tương ứng của bố mẹ đem laiPB: Chỉ giá trị tương ứng của bố hoặc mẹ tốt nhất

S: Chỉ giá trị tính trạng của giống chuẩn tốt nhất của vùng

- Ưu thế lai có thể có giá trị dương (F1 tốt hơn bố hoặc mẹ, giống chuẩn), cóthể có giá trị âm (F1 thấp hơn bố hoặc mẹ hoặc giống chuẩn về chiều cao cây,thời gian sinh trưởng ).

Đối với cây giao phấn, ưu thế lai được tạo ra qua các tổ hợp lai từ cácdòng thuần cho nên khi đánh giá ưu thế lai chỉ cần dựa vào công thức tính củaưu thế lai chuẩn (Trần Văn Minh, 2004) [17].

1.3 CÁC LOẠI GIỐNG NGÔ

Sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam những năm gần đây có sự thayđổi đáng kể nhờ công tác nghiên cứu và chọn tạo giống Theo phương phápchọn tạo giống, giống ngô được chia làm 2 nhóm chính là nhóm ngô thụ phấntự do và nhóm ngô lai.

1.3.1 Giống ngô thụ phấn tự do (Maize open pollinated variety - OPV)

Giống ngô thụ phấn tự do là những giống mà trong quá trình sản xuất hạtgiống con người không cần can thiệp vào quá trình thụ phấn, chúng được tự dothụ phấn - thụ phấn mở (Ngô Hữu Tình, 2003) [26] Đây là khái niệm tương đốiđể phân biệt với loại giống lai Giống thụ phấn tự do được chia làm 2 loại:

1.3.1.1 Giống địa phương (local variety)

Là những giống được trồng lâu đời ở một địa phương nhất định Ưuđiểm của giống địa phương là có khả năng thích nghi cao, có chất lượngtốt nhưng năng suất thấp Ngoài việc sử dụng trong sản xuất, giống địaphương còn là vật liệu quan trọng trong quá trình tạo giống Phần lớn cácgiống ngô được tạo ra từ vật liệu địa phương có tính thích nghi cao, cấu trúcbắp tốt, chống chịu sâu đục thân khá.

Hiện nay, ở một số vùng vẫn sử dụng giống ngô địa phương, đặc biệt ởcác vùng xa xôi, hẻo lánh như miền núi phía Bắc, Tây Nguyên,…

1.3.1.2 Giống tổng hợp (Synthetic variety)

Là thế hệ tiên tiến của của giống lai nhiều dòng (thường là đòng đờithấp) bằng thụ phấn tự do Giống tổng hợp được sử dụng đầu tiên trong sảnxuất nhờ đề xuất của Hayse và Garber năm 1919 (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].Các tác giả này cho rằng sản xuất hạt giống ngô tổng hợp bằng cách tái hợpnhiều dòng tự phối có ưu điểm hơn so với lai đơn, lai kép vì nông dân có thểgiữ được giống từ 2-3 vụ

Giống tổng hợp được coi là giống ngô ưu tú của thời kì quá độ trước khisử dụng giống lai Ở nước ta đã có một số giống ngô tổng hợp nổi tiếng nhưgiống ngô TH2A, TH nếp trắng, HSB1

Giống tổng hợp ngoài việc sử dụng trực tiếp vào sản xuất còn là nguồnnguyên liệu tốt cho công tác rút dòng để tạo giống lai (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].

1.3.1.3 Giống hỗn hợp (compsite variety)

Là thế hệ tiến triển của tổ hợp các nguồn vật liệu ưu tú có nền di truyềnkhác nhau thông qua con đường tự do thụ phấn Nguồn vật liệu này bao gồmcác giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp, giống lai kép được chọn theo mộtsố chỉ tiêu như năng suất hạt, thời gian sinh trưởng, dạng và màu hạt, tínhchống chịu với điều kiện ngoại cảnh (Ngô Hữu Tình, 1997) [25]

Mai Xuân Triệu (1998) [30] cho rằng sử dụng giống hỗn hợp vẫn có mộtvài nhược điểm vì giống hỗn hợp có nền di truyền rộng nên không thể kiểmsoát được chặt chẽ khả năng kết hợp của các vật liệu tạo giống.

1.3.2 Giống ngô lai (Hybrid maize)

Trước những năm1990, nước ta chỉ gieo trồng những giống ngô thụphấn tự do, các giống ngô lai tuy đã được nghiên cứu nhưng diện tích trongsản xuất không đáng kể Những năm gần đây do hiệu quả kinh tế cao nên diện

tích trồng ngô lai của nước ta tăng lên rất nhanh, diện tích trồng ngô lai tăngtừ 0% (1990) lên 75% năm 2004 (Phạm Thị Tài, Trương Đích, 2005) [23] vàđạt 95% năm 2009.

Ngô lai là thành tựu nông nghiệp quan trọng của loài người trong thế kỷXX, là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống Ngô laiđược chia làm 2 nhóm: Ngô lai không quy ước và ngô lai quy ước.

1.3.2.1 Giống ngô không quy ước (Nonconventional hybrid)

Giống lai không quy ước là giống lai trong đó ít nhất có một bố hoặc mẹkhông phải là dòng thuần

Sử dụng giống ngô lai không quy ước là bước chuyển tiếp từ việc gieotrồng giống ngô thụ phấn tự do sang giống lai quy ước Giống lai không quyước có năng suất và các đặc điểm nông sinh học cao hơn giống thụ phấn tự donhưng thấp hơn giống lai quy ước, do đó phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹthuật ở những vùng có điều kiện thâm canh chưa cao

Các giống lai không quy ước có thể là:

+ Giống x giống: Là lai giữa hai giống TPTD

+ Dòng x giống (lai đỉnh): Là giống lai giữa một dòng thuần và mộtgiống Các tổ hợp lai đỉnh cho năng suất cao hơn 25 - 30% so với giống thụphấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng.

+ Lai đơn x giống (lai đỉnh kép): Là giống lai giữa một lai đơn và mộtgiống Lai đỉnh kép cho năng suất cao hơn 20 -30% so với giống thụ phấn tựdo có cùng thời gian sinh trưởng,

+ Gia đình x gia đình

Ở Việt Nam giai đoạn (1990 - 1995) giống lai không quy ước được sửdụng nhiều và mang lại hiệu quả cao cho người sản xuất Đây là giai đoạnngười nông dân bắt đầu tiếp cận với giống lai, tạo cơ sở cho việc phát triểnngô lai sau này Những giống lai không quy ước được sử dụng phổ biến trong

giai đoạn này là: LS5, LS6, LS8 thuộc thể loại lai đỉnh kép không nhữngcho năng suất cao mà quá trình sản xuất hạt giống cũng dễ dàng, giá thành hạtgiống rẻ

1.3.2.2 Giống lai quy ước (Conventional hybrid)

Là giống ngô tạo ra bằng cách lai các dòng thuần Đây là phương thức sửdụng có hiệu quả nhất hiện tượng ưu thế lai do lợi dụng được hiệu ứng trội vàsiêu trội khi lai các dòng tự phối đời cao với nhau, hiện nay giống ngô lai quyước được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới đặc biệt ở Mỹ vàChâu Âu Các giống ngô lai có đặc điểm là năng suất cao, độ đồng đều tốt Cónền di truyền hẹp nên khả năng thích ứng hẹp, yêu cầu thâm canh cao, cầntrồng trên đất tốt và lượng phân bón cao hơn trồng ngô thường mới phát huyhết ưu thế về năng suất Khả năng chịu đựng khó khăn như hạn, úng, đất xấu,thiếu phân,… thường không bằng các giống thụ phấn tự do Hạt giống chỉ sảnxuất 1 vụ, giá giống đắt (gấp 5 -10 lần giống TPTD) Dựa vào số dòng thuầntham gia, giống ngô lai quy ước có các loại chính là: Lai đơn, lai đơn cải tiến,lai ba, lai ba cải tiến, lai kép.

- Giống lai đơn (A x B): Là giống lai giữa hai dòng thuần như: LVN 10,

- Giống lai kép (A x B) x (C x D): Là giống tạo ra từ 4 dòng tự phối như:

P60, Pacific 11, Bioseed 9670, Bioseed 9681, LVN12…

- Giống lai nhiều dòng (A x B) x (C x D) x E: Là giống lai 5 dòng.

Trong các giống lai quy ước, lai đơn là giống lai ưu tú nhất, thể hiện ưuthế lai cao nhất, nhưng do giá thành sản xuất hạt giống cao nên giá giống đắt.

Giống lai ba và lai kép chỉ là biện pháp làm giảm giá thành hạt giống nhằm phổcập nhanh giống lai vào sản xuất, không có ý nghĩa lớn về mặt cải thiện tính di

truyền của giống (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

1.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA GIỐNG VỚI ĐIỀU KIỆN SINH THÁI1.4.1 Nhu cầu của cây ngô đối với điều kiện khí hậu

Ngô là cây trồng có nguồn gốc ở Châu Mỹ, chính vì vậy các yếu tố vềkhí hậu như nhiệt độ, ánh sáng và lượng mưa ảnh hưởng rất lớn đến quá trìnhsinh trưởng, phát triển của cây trên đồng ruộng.

1.4.1.1 Nhu cầu về nhiệt độ của cây ngô

Ngô là cây ưa nóng, nhu cầu về nhiệt độ được thể hiện bằng tổng nhiệtđộ cao hơn nhiều cây trồng khác để hoàn thành chu kì sống từ gieo đến chín.

Các nhà khoa học CIMMYT cho rằng ngô phát triển tốt trong khoảng nhiệtđộ ngày từ 24 - 300C; nhiệt độ lớn hơn 380C ảnh hưởng xấu đến quá trình sinhtrưởng và phát triển của cây ngô Nhiệt độ quá thấp(<120C) cũng ảnh hưởngxấu đến quá trình sống của cây, đặc biệt là giai đoạn nảy mầm và ra hoa.Trong các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây ngô, giai đoạn ra hoa câyngô mẫn cảm nhất với yếu tố nhiệt độ Thời kỳ này nếu gặp nhiệt độ thấp,khoảng cách tung phấn của cây ngô tăng làm giảm quá trình thụ phấn thụ tinhhình thành hạt, nếu nhiệt độ cao ( >350C) hạt phấn và râu ngô có thể bị chết(Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

1.4.1.2 Nhu cầu nước của cây ngô

Nước là yếu tố môi trường quan trọng đối với đời sống cây ngô, vì vậynhu cầu nước của cây ngô rất lớn Ở những vùng nóng, nơi có sự bốc hơinước và thoát hơi nước cao, nhu cầu nước của cây ngô càng lớn Trong quátrình sinh trưởng và phát triển, lượng nước cây ngô cần tương đương vớilượng mưa 175mm

Do sinh trưởng mạnh, tạo ra khối lượng chất xanh lớn nên cây ngô cầnlượng nước lớn hơn nhiều so với các loại cây trồng khác Trung bình một hangô từ khi gieo đến khi chín cần khoảng 3000-4000 tấn nước (Trần VănMinh, 2004)[17].

Kết quả nghiên cứu của Trần Hữu Miện (1987)[16] cho biết để hoànthành một chu kỳ sống, mỗi cây ngô cần 200-220 lít nước, thời kỳ đầu câyphát triển chậm, tích lũy chất xanh ít nên không cần nhiều nước Thời kỳ 7-13lá, ngô cần 28-35m3 nước/ha/ngày Thời kỳ xoáy nõn, trỗ cờ, phun râu cần65-70 m3 nước/ha/ngày.

Ngô là cây trồng cạn có bộ rễ phát triển mạnh nên có khả năng hút nướcrất khỏe, cho nên lượng nước cần để tạo ra một đơn vị chất khô thấp Để hìnhthành một đơn vị chất khô cây ngô cần 260 đơn vị nước ở vùng ít mưa và349 đơn vị nước ở vùng mưa nhiều (Trần Văn Minh, 2004)[17]

Ngô thuộc loài cây C4 nên sử dụng nước hiệu quả hơn nhiều loại cây C3.Để sản sinh ra một kg hạt cây ngô cần 350 - 500 lít nước (tuỳ thuộc vào khí hậuvà đất đai) Trong khi đó ở cây C3 (cây hướng dương) để có một kg hạt cần 700 -800 lít nước (Ruaan, 2003) [42] Một số nghiên cứu khác cho thấy để sản xuất ramột kg lúa gạo cần 2300 lít nước, để làm ra một kg bột mì cần 1100 lít nướctrong khi đó để có một kg ngô chỉ cần 900 lít nước (Hari Srinivas, 2005) [37].

Nhu cầu nước của cây ngô thay đổi theo từng loại đất Để đạt năng suấtcực đại, trên đất có thành phần cơ giới nhẹ nên tưới kịp thời khi độ ẩm đất ở70%, ở đất thịt nặng thì cần tưới nước khi độ ẩm xuống 30% vào thời kỳ sinhdưỡng và 70% vào thời kỳ sinh thực (Monsanto, 2001)[40]

Cây ngô cần nước ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng, giai đoạn cây connếu thiếu nước cũng làm giảm năng suất Trong giai đoạn trỗ cờ - tung phấnnếu gặp hạn, nhiệt độ > 350C, độ ẩm không khí < 70% thì hạt phấn bị chết dẫntới ngô không kết hạt

Denmead (1960) [33] tiến hành thí nghiệm gây hạn ở 3 thời kỳ: Trước trỗ7 ngày, thời kỳ trỗ và sau thụ phấn 15 ngày đã kết luận: Hạn ở các thời kỳ trênđã làm giảm năng suất tương ứng là 25; 50; và 21%.

1.4.1.3 Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô

Ánh sáng là một yếu tố quan trọng quyết định quá trình quang hợp, tổnghợp và tích lũy chất khô ở cây ngô

Cường độ và chất lượng ánh sáng là yếu tố quan trọng hơn độ dài chiếusáng Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trờiHumlum nhận thấy rằng để có năng suất ngô cao các giờ chiếu sáng của mặttrời so với tổng lý thuyết là 55 - 64% vào tháng 5, 45 - 54% vào tháng 6 và55-74% vào tháng 7, 8 và 9 Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào các tháng 7 - 9sẽ làm giảm năng suất ngô dưới mức trung bình (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

Kết quả nghiên cứu quang hợp ở cây ngô của Blagovensenskoi (1984)cho biết: Cây ngô quang hợp theo chu trình c4, có cường độ quang hợp caogấp ba lần cây quang hợp theo chu trình C3 Ở cây ngô quá trình cacbonxylhoá mạnh, có điểm bão hoà ánh sáng cao, có khả năng quang hợp cao ở điềukiện nồng độ CO2 thấp, điều này làm cho cây ngô phát triển mạnh và chonăng suất cao Ở Việt Nam, theo Nacargaele (1986), hiệu suất tích luỹ chấtkhô (kg/ha/ngày) của cây ngô ở Hà Nội là 225 vào mùa mưa, 151 vào mùakhô, ở Dầu Tiếng vào mùa mưa là 227, mùa khô là 249 Việc khám phá rachu trình quang hợp C4, đặc biệt ở cây ngô đã đánh thức tiềm năng năng suấtcao của các vùng sinh thái nông nghiệp nhiệt đới mà từ trước đến nay chưađược khai thác triệt để (Cao Đắc Điểm, 1988) [9]

Với điều kiện khí hậu của Việt Nam, vụ trồng ngô càng có nhiều bức xạcàng có lợi cho cây sinh trưởng và tạo năng suất Do tổng số giờ chiếu sángtrong ngày ngắn nên các vụ ngô ở Việt Nam thường nhận được tổng lượngbức xạ thấp hơn so với các vụ ngô ở vùng ôn đới Theo Đào Thế Tuấn một vụ

ngô ở miền Đông nước Nga nhận được tổng bức xạ là 6,8 tỷ Kcal/ha, trongkhi vụ ngô Đông tại miền Bắc Việt Nam chỉ nhận được tổng lượng bức xạ là3,9 tỷ kcal/ha Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô ởViệt Nam thấp Do vậy cần lựa chọn thời vụ gieo trồng phù hợp để cây ngô cókhả năng nhận được ánh sáng nhiều nhất (Ngô Hữu Tình, 2003) [26]

1.4.2 Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa giống với điều kiện sinh thái

Điều kiện môi trường ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng vànăng suất của cây trồng Kiểu hình là biểu hiện của kiểu gen trong môi trườngsống Môi trường bao gồm đất đai, điều kiện khí hậu như nhiệt độ, ánh sángvà lượng mưa…(Trần Đình Long, 1997) [14] Những hiểu biết về mối quanhệ giữa giống với điều kiện sinh thái, giúp các nhà tạo giống thành công trongchọn tạo giống có khả năng chống chịu tốt.

Môi trường sống của cây trồng thường xuyên biến đổi, những biến đổicủa môi trường gồm biến đổi dự đoán được và không dự đoán được Biến đổidự đoán được như điều kiện tưới tiêu, phân bón, sâu bệnh, còn những biến đổikhông dự đoán được là biến đổi do thời tiết Để đối phó với những biến đổikhông dự đoán được phải tạo ra giống có tính ổn định cao bằng cách khảonghiệm giống ở các vùng sinh thái và xem xét mối quan hệ giữa giống với cácđiều kiện môi trường.

Lưu Trọng Nguyên (1965) [18] khi nghiên cứu trên các giống ngô củaTrung Quốc đã cho thấy: Nhu cầu nhiệt độ thay đổi tùy thuộc vào giống Đối vớigiống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 2000 - 22000C Giống chín trungbình là 2300 - 26000C và giống chín muộn 2500 - 28000C.

Nhu cầu nhiệt độ của cây ngô còn phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, cùng mộtvĩ độ địa lý giống có thời gian sinh trưởng dài yêu cầu lượng tích nhiệt lớnhơn giống có thời gian sinh trưởng ngắn Ở vĩ độ địa lý lớn hơn cây ngô yêucầu lượng tích nhiệt cao hơn để hoàn thành chu kỳ sống (Nguyễn Thế Hùng,2006) [12].

Nhiều tác giả ở Việt Nam như Luyện Hữu Chỉ, Trần Hồng Uy, TrươngĐích, Cao Đắc Điểm, Võ Đình Long, Đỗ Hữu Quốc cũng thống nhất quanđiểm với các nhà khoa học trên thế giới cho rằng các giống ngô có thời giansinh trưởng khác nhau có tổng tích nhiệt khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống(Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

Ở Miền Bắc Việt Nam, tổng tích nhiệt hữu hiệu cho giống chín sớm là 2000 0C, giống ngô chín muộn là 2300-26000C (Nguyễn Thế Hùng, 2006) [12].

1800-Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của giống Ở vùng núi phíaBắc Việt Nam nếu trồng ngô trong vụ Hè thu thời gian sinh trưởng của giống sẽngắn hơn so với vụ Đông vùng đồng bằng Bắc bộ (Nguyễn Thế Hùng, 2006) [12].

Zubenko (1973) đã nghiên cứu nhu cầu nước của giống ngô VIR-42 và chobiết, giống VIR-42 cần lượng nước từ mọc đến chín là 310mm, từ gieo đến 10 lácần 80mm, thời kỳ trỗ đến chín sáp cần 100mm (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

Thí nghiệm của Iakuskin (1951) tại Uruguay tiến hành nghiên cứu trên40 giống ngô cho thấy: một số giống không cho bắp ở điều kiện ngày dài Tuynhiên, do tác động của quá trình cải thiện đã tạo ra một số giống ngô thíchnghi cho những vùng phía Bắc với điều kiện ngày dài

Năm 1972, Viện cây trồng Leningrad đã nghiên cứu 61 thí nghiệm ở cácvùng địa lý khác nhau và kết luận điều kiện ngày dài không phải là một yếu tố bấtlợi cho cây ngô Phản ứng với độ dài chiếu sáng trong ngày còn phụ thuộc vàothời gian sinh trưởng của giống (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].

Qua khảo sát một số chỉ tiêu chính về điều kiện khí hậu (tổng lượngmưa, tổng nhiệt độ, tổng số giờ nắng) với năng suất ngô vùng Đồng bằngSông Hồng, Ngô Hữu Tình và cộng sự đã cho thấy mối tương quan giữa cácyếu tố khí hậu ở vụ Thu với năng suất các giống ngô dài ngày là r = 0,77,giống trung ngày r = 0,86 Vụ Xuân giữa các yếu tố khí hậu tương quan chặthơn với năng suất: đối với giống ngô dài ngày (r = 0,92), giống ngô trungngày( r = 0,87) (Ngô Hữu Tình, 2003) [26].

Ngoài các yếu tố khí hậu chế độ dinh dưỡng cũng ảnh hưởng rất lớnđến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô Yêu cầu dinh dưỡng của cây ngôthay đổi tùy thuộc vào đất, giống Những giống tiềm năng năng suất cao đòihỏi dinh dưỡng lớn hơn giống có năng suất thấp.

Tạ Văn Sơn (1995) nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của ngô ở vùng đồngbằng Sông Hồng đã khuyến cáo: với các giống thụ phấn tự do lượng phân bón là80-100kg N + 40-60 kg P2O5 + 80 kg K2O, còn các giống ngô lai cần bón lượngcao hơn 160kg N + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O (Ngô Hữu Tình 2003) [26].

Trên đất bạc màu ở vùng Đồng bằng và Trung du Bắc bộ, Bùi ThếHùng (1997) khuyến cáo lượng phân bón để cho giống LVN10 đạt năng suấtcao nhất là 120kg N + 120 kg P2O5 + 120 kg K2O, nhưng với giống HQ2000,Lê Văn Hải (2002) lại cho rằng mức bón thích hợp nhất là 100kg N + 120 kgP2O5 + 160 kg K2O (Ngô Hữu Tình 2003) [26].

Nhìn chung tương tác giữa kiểu gen với môi trường rất quan trọng đốivới quá trình chọn tạo giống Để phát huy tiềm năng năng suất của giống đòihỏi phải có môi trường thích hợp như cung cấp đủ nhiệt độ, ánh sáng, nước,dinh dưỡng, …Chính vì vậy cần chọn giống phù hợp với mỗi vùng sinh tháivà kết hợp chặt chẽ với kỹ thuật trồng trọt (Luyện Hữu Chỉ và cs, 1997) [7].

1.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ 1.5.1 Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới

Cây ngô là cây giao phấn đã tồn tại ở châu Mỹ hàng chục ngàn nămnay, ngay khi Columbus mang ngô về châu Âu, giá trị lương thực của cây ngôđã được khẳnng định Nhưng phải tới thế kỷ XVIII, tức sau khi Columbusmang ngô về châu Âu hơn 2 thế kỷ, loài mới có những phát hiện quan trọngvề cây ngô.

Năm 1716, Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm vềgiới 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 giớitính của cây ngô và cho rằng gió đã giúp ngô thực hiện quá trình thụ phấn(Ngô Hữu Tình và cộng sự, 1997) [25].

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 (Stuber, 1994) [43].

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 đượcthực hiện bởi John Lorain, năm 1812 ông đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn cácloài 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 CharlesDarwin vào năm 1871, ông nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phấn sovới 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 đầutừ năm 1876 bởi nhà nghiên cứu người Mỹ W J Beal Ông đã thu được cáccặp 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 tựthụ 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) [36]

G.H.Shull (1904) đã tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô để thu được cácdòng 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 củacác giống lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990) Những công trình nghiên cứu vềngô lai của Shull đã đánh dấu điểm khởi đầu cho chương trình chọn tạo giốngngô 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 thíchđược 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) nhậnđược sự ủng hộ của nhiều nhà khoa học (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].

Các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng con lai có sứcsống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất vàphẩm chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [19].

Năm 1918, Jone đã đề xuất ứng dụng hạt lai kép trong sản xuất để giảmgiá thành hạt giống, thành công của sử dụng hạt giống ngô lai kép đã tạo điềukiện cho cây ngô lai phát triển mạnh mẽ ở Mỹ và một số nước phát triển trênthế giới (Ngô Hữu Tình, 1997) [25].

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 lànghiên cứu đưa ra giải pháp, tạo giống ngô thụ phấn tự do làm bước chuyểnbiến giữa giống địa phương và ngô lai Hơn 30 năm hoạt động Trung tâm đãgóp phần đáng kể vào việc xây dựng, phát triển và cải tiến hàng loạt vốn gen,quần thể và giống ngô trên 80 quốc gia trên thế giới.

Bên cạnh việc tạo ra những ngô lai cho năng suất cao, các nhà chọn tạogiống ngô tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượngprotein cao QPM (Quality Protein Maize) Giống ngô giàu đạm chất lượngcao (QPM) đã được chọn tạo thanh công sau khi khám phá ra đột biến gen lặnOpaque 2 và gen trội không hoàn toàn Floury 2 ở ngô Những gen này quyđịnh hàm lượng đạm, đặc biệt là hàm lượng Lizine và Tryptophan, đã giảiquyết đòi hỏi của thị trường ngô ngày càng cao theo hướng tăng diện tích ởmức 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 tậptrung 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 bịmất sức nảy mầm, lâu khô Cuộc cách mạng về ngô QPM, nội nhũ cứng chínhthức bắt đầu cách đây 21 năm Các nhà khoa học ở Trung tâm cải tạo giống ngôvà lúa mì quốc tế (CIMMYT) và một số nhà tạo giống đã phải tìm ra nhữnghướng đi khác Bằng những phương pháp tạo giống đặc biệt khắc phục nhữngnhược điểm của ngô QPM nội nhũ mềm và xác định đột biến gen Opaque 2 sửdụng có hiệu quả nhất Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượngTriptophan (0,11%), Lysine (0,475%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so vớingô 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 ứngdụng các giống ngô QPM như Mêhicô, Trung Quốc, Việt Nam

Ngô lai là một thành tựu khoa học cực kỳ quan trọng trong nền kinh tếthế giới Ngô lai là “cuộc cách mạng xanh” của nửa đầu thế kỷ 20 đã làm tăngsản lượng ngũ cốc một cách rõ rệt Ngô lai đã tạo ra bước nhảy vọt về sảnlượng trước lúa mỳ nhiệt đới hàng thập kỷ, song giai đoạn đầu nó chỉ pháthuy hiệu quả ở Mỹ và các nước phát triển.

Có thể nói ngô lai đã thành công rực rỡ ở Mỹ Các nhà di truyền, cảilương giống ngô của Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạogiống 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 bắtđầu từ năm 1930, giống lai ba và lai kép được sử dụng đến năm 1957, sau đógiống lai đơn cải tiến và lai đơn, chiếm 80 - 85% tổng số giống lai (TrầnHồng Uy, 1985) [31]

Để tạo ra các giống ngô lai tốt, các nhà khoa học Mỹ luôn quan tâm đếnvật liệu khởi đầu trong tạo giống là dòng thuần Kết quả điều tra của Baumannăm (1981) [32] 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 thểcủa các dòng ưu tú, 39% tổ hợp lai của các dòng ưu tú và 17% quần thể hồigiao để tạo dòng.

Các giống ngô lai này ngày càng được phát triển mạnh mẽ ở tất cả cácquốc gia trồng ngô Trong đó các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhấtnhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạtgiống lai đơn rất cao Vì vậy người ta tiến hành lai tạo các giống ngô lai 3, laikép cho năng suất hạt giống cao mà giá thành lại rẻ, ưu thế lai cao (NguyễnThế Hùng, Phùng Quốc Tuấn, 1997) [11]

Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, công tác chọn tạo giốngcây trồng ở thế kỷ 21 đã được trợ giúp bởi nhiều kỹ thuật mới, các phươngpháp nghiên cứu sinh học hiện đại đã ra đời, nhanh chóng trở thành công cụhữu hiệu để cải tạo năng suất cây trồng Những kỹ thuật mới này tập trungchủ yếu vào hai lĩnh vực: nuôi cấy mô tế bào và kỹ thuật tái tổ hợp ADN Haikỹ thuật trên đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn trong cải tạo giống câytrồng, góp phần cùng nhân loại trả lời câu hỏi làm thế nào để giải quyết đủlương thực cho loài người ở thế kỷ 21.

Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn invitro đã được ứng dụng vào công tác chọntạo 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) [29].

Tiến bộ kỹ thuật công nghệ sinh học hiện đại được áp dụng vào công tácchọn tạo giống đã giúp các nhà khoa học tạo ra những giống ngô chuyển gen.Ngô biến đổi gen được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại lợi íchổn định, đã đóng góp một lượng ngô đáng kể làm nhiên liệu sinh học và thứcăn gia súc ở Mỹ Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã

đạt 35,2 triệu ha; riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (Phan Xuân Hào, 2008)[10] Trong những năm gần đây ngô biến đổi gen có mức tăng đáng kể ở cácthị trường truyền thống như: Mỹ, Canada, Achentina, Nam Phi, Tây Ban Nha,Philippin và Hondura Ngoài ra còn có các thị trường quan trọng khác mớiquan tâm, phát triển các giống ngô chuyển gen như: Braxin, Mêhicô, Ai Cập,Kenia, Nigeria Trung quốc, Ấn Độ, Thái Lan

Ngô là cây trồng đầy triển vọng của loài người trong thế kỷ 21 Các nhàkhoa học trên thế giới vẫn không ngừng nghiên cứu, chọn tạo ra những giốngngô mới ưu việt hơn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.

1.5.2 Kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam

Cây ngô được di cư vào Việt Nam từ thế kỷ thứ 17, song do chiến tranhkéo dài nên công tác nghiên cứu bắt đầu muộn hơn so với các quốc gia kháctrên thế giới

Những năm đầu sau khi hòa bình lập lại ở miền Bắc các nhà khoa họccủa học Viện Nông Lâm đã tiến hành điều tra các loài phụ và giống ngô địaphương, thu thập mẫu giống ở hầu hết các tỉnh Trên cơ sở những kết quảđánh giá các giống ngô địa phương các nhà khoa học đã rút ra được các giốngtốt phục vụ sản xuất như: Gié Bắc Ninh, ngô Việt Trì, ngô Vạn Xuân (NgôHữu Tình, 2009) [27].

Việt Nam tiếp cận với ngô lai không phải là muộn, ngay từ những năm 60Học Viện Nông Lâm đã bắt đầu công tác tạo dòng thuần cho chương trình ngô lai,nhưng do sự thay đổi tổ chức của hệ thống nghiên cứu nông nghiệp, đặc biệt dothiếu những vật liệu di truyền phù hợp nên chương trình bị gián đoạn.

Đến năm 1973, Trạm nghiên cứu ngô Sông Bôi được thành lập, các nhàkhoa học tiến hành duy trì, đánh giá vật liệu chọn tạo dòng thuần, đồng thờikhảo nghiệm các giống nhập nội và đã xác định được giống lai đơn MVSC660 cho năng suất cao, phù hợp với điều kiện gieo trồng ở miền Bắc (NgôHữu Tình, 2009) [27].

Sau ngày miền Nam hoàn toàn được giải phóng công tác nghiên cứu ngôkhông còn lẻ tẻ, tự phát mà được chỉ đạo tập trung thông qua các đề tài, dự ánnhà nước Nhưng do điều kiện chiến tranh kéo dài, mặt khác do vật liệu khởiđầu của chúng ta còn nghèo nàn và không phù hợp, vì vậy ngô lai đã khôngphát huy được vai trò của nó Phải đến những năm đầu của thập kỷ 90 côngtác chọn tạo giống ngô lai mới phát triển, góp phần đưa cây ngô nước tađứng vào hàng ngũ những nước nghiên cứu ngô tiên tiến ở Châu Á

Từ năm 1990 đến nay công tác chọn tạo giống ngô ở Việt Nam đã thuđược những thành tựu to lớn, đó là:

* Chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do (TPTD)

- Giai đoạn năm 1991-1995 chọn tạo được 2 giống TPTD là Q2 và VN1 Bagiống ngô TPTD khác được phép khu vực hóa là CV-1, MSB-49, giống ngôđường TSB-3, giống ngô nếp mới ngắn ngày chất lượng cao như VN-2

Hiện nay, Viện Nghiên cứu ngô đang bảo tồn 616 mẫu giống ngô thụphấn tự do Trong đó nguồn địa phương 463 giống, nguồn nhập nội 127giống, còn lại là các quần thể tự tạo theo chương trình chọn tạo giống.

*Chọn tạo và được công nhận nhiều giống ngô lai có thời gian sinhtrưởng khác nhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước

Trong những năm 1992-1994, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo ra cácgiống ngô lai không quy ước là: LS-5, LS-6, LS-8, bộ giống ngô lai này gồmnhững giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, cho năng suất từ 3-7tấn/ha, thích ứng với nhiều vùng trong cả nước, dễ sản xuất hạt giống, giágiống rẻ Đây là bước chuyển tiếp quan trọng từ giống thụ phấn tự do sanggiống lai quy ước.

Từ năm 1994 đến nay, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo được nhiều giốngngô lai có tiềm năng năng suất cao (10 - 12 tấn), có thời gian sinh trưởng khácnhau phục vụ cho các vùng và mùa vụ trong cả nước Trong đó lai tạo giống

có thời gian sinh trưởng ngắn là những kết quả có ý nghĩa lớn đối với cuộccách mạng mùa vụ của nước ta.

- Nhóm giống dài ngày: (LVN10 được công nhận quốc gia năm 1994),LVN98 (2002), HQ2000 (2004),…

+ Nhóm giống trung ngày: LVN12 công nhận năm 1995, LVN17 (1999),T9 (2004), VN8960( 2004), LCH 9(2004), LVN 145( 2007),…

+ Nhóm giống ngắn ngày: LVN20 công nhận năm 1998, LVN25 (2000),LVN99 (2004),V98 - 1 (2004), VN6 (2005),…

Phần lớn giống ngô mới đang được mở rộng nhanh ra sản xuất, đặc biệtlà các giống ngô LVN 99, LVN 9, VN 8960, LVN 145,

Hiện nay nhiều tổ hợp lai có triển vọng với tiềm năng năng suất hơn 10tấn/ha đang được sản xuất và thử nghiệm trên phạm vi cả nước như: LVN14,LVN15, SC184, TB61, TB66, VN885, SX2017, SX2004, TT04B-1

Nhờ nỗ lực không ngừng trong nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ kỹthuật trong sản xuất, đến năm 2009 giống ngô lai do Việt Nam chọn tạo đãchiếm 65% diện tích trồng ngô của cả nước.

Cùng với việc ứng dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống, cácnhà khoa học nghiên cứu ngô ở Việt Nam bước đầu đạt được một số kết quảtrong công tác chọn giống bằng công nghệ sinh học: tạo dòng thuần từ nuôicấy bao phấn; dùng chỉ thị phân tử phân tích đa dạng di truyền, phân nhóm ưuthế lai, lập bản đồ gen chịu hạn, tạo dòng kháng khô vằn, chọn các dòng ưu túsử dụng trong tạo giống ngô lai có hàm lượng protein cao (PQM) thông quakỹ thuật nuôi cấy bao phấn như: C126, C130, C136, C138, C147, C155…(Bùi Mạnh Cường và cs, 2006) [5].

Thông qua việc áp dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống ngô đãxác định được 62 nguồn vật liệu có tỷ lệ tạo phôi trên 15% và tái sinh trên12% cho công tác chọn tạo dòng bằng nuôi cấy bao phấn và đã tạo ra được 114dòng bằng phương pháp này, một số dòng đã tham gia vào chương trình lai thử.

Không chỉ chú trọng công tác chọn tạo giống mới mà các nhà khoa họccòn quan tâm đến nghiên cứu cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác chophù hợp với yêu cầu của giống để tăng hiệu quả của quá trình sản xuất Trongvòng 20 năm qua các nhà khoa học đã nghiên cứu hoàn thiện và chuyển giaothành công quy trình kỹ thuật trồng ngô trên nền đất ướt Xây dựng qui trìnhcông nghệ sản xuất hạt giống ngô lai cho năng suất và hiệu quả cao Xâydựng được một hệ thống sản xuất ngô lai trên qui mô lớn, phạm vi toàn quốc.

Để có thể tiếp cận với nền khoa học hiện đại các nhà khoa học Việt Namcòn hợp tác hiệu quả với các cơ quan nghiên cứu nông nghiệp quốc tế trongvà ngoài nước: Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), mạnglưới khảo nghiệm ngô vùng Châu Á (TAMNET), mạng lưới Công nghệ sinhhọc cây ngô Châu Á (AMBIONET), tổ chức Lương thực và Nông nghiệpLiên Hợp Quốc (FAO), các chương trình ngô trong vùng, các Viện, TrườngĐại học và các cơ quan quản lý nông nghiệp trên phạm vi cả nước.

Những thành quả mà công tác nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở ViệtNam đạt được đã góp phần làm thay đổi những tập quán canh tác lạc hậu vàđưa nghề trồng ngô nước ta vươn lên hàng đầu trong hàng ngũ các nước tiêntiến trong khu vực.

1.6 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM1.6.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô là cây trồng có nền di truyền rộng nên có khả năng thích ứng với nhiềuvùng sinh thái khác nhau từ 550 bắc bán cầu đến 420 nam bán cầu, chính vì vậyngô được trồng ở 140 nước trên thế giới, trong đó có 38 nước là các nước pháttriển còn lại là các nước đang phát triển (Báo cáo tổng kết 29 của ISAAA) [1]

Do nhận thức được vị trí và tầm quan trọng của cây ngô trong nền kinhtế nên từ đầu thế kỷ 20 đến nay sản xuất ngô trên thế giới phát triển liên tục cảvề diện tích, năng suất và sản lượng

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất ngô thế giới năm 1961 - 2009Chỉ tiêu

Diện tích(triệu ha)

Năng suất(tạ/ha)

Sản lượng(triệu tấn)

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô của một số nước năm 2009Nước(triệu ha)Diện tíchNăng suất(tạ/ha)( triệu tấn)Sản lượng

Mỹ được coi là cường quốc số một về ngô Năm 2009, Mỹ có diện tíchtrồng ngô là 32,21 triệu ha, năng suất bình quân đạt 103,39 tạ/ha và tổng sảnlượng đạt 333,01 triệu tấn chiếm 40,75% sản lượng ngô toàn thế giới

Sản xuất ngô của Mỹ chiếm hơn 37,6% tổng sản lượng ngô thế giới.Theo Rinke.E (1979) [41] việc sử dụng các giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từnăm 1930 Hiện nay 100% diện tích ngô của Mỹ là trồng các giống ngô laitrong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn (Ngô Hữu Tình và cộng sự, 2009)[27] Ở Mỹ trong thí nghiệm, các giống ngô lai đơn đã cho năng suất đạt 25tấn/ha/vụ Mức độ tăng năng suất ngô ở Mỹ trong giai đoạn 1930-1986 là 103kg/ha/năm, trong đó sự đóng góp do cải tiến nền di truyền là 63 kg/ha/năm(Duvick D.N, 1990) [34].

Những năm gần đây, năng suất ngô ở hầu hết các nước phát triển tăngkhông đáng kể, nhưng năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến Kết quả đó cóđược là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất Ming Tang Changvà cộng sự (2005) [39] cho biết: Ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô được sử dụngđược chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% là bằng công nghệ sinh học.Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen ở Mỹ đạt 27,4 triệu ha chiếm 73%diện tích trồng ngô (Phan Xuân Hào, 2008) [10].

Mỹ cũng là nước xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới Năm 2009, lượng ngôxuất khẩu trên thị trường thế giới là 85 triệu tấn, trong đó Mỹ xuất khẩu 53,5triệu tấn chiếm 62,9%

Trung Quốc là nước đứng thứ 2 trên thế giới về sản xuất ngô Năm 2009,diện tích trồng ngô của Trung Quốc là 30,48 triệu ha, chiếm 19,1% diện tíchtrồng ngô thế giới, sản lượng đạt 163,12 triệu tấn, chiếm 20,0% sản lượng ngôtoàn thế giới Dự báo, sản lượng ngô năm 2010-2011 của Trung Quốc sẽ tăng7,1% so với năm 2009, diện tích ngô sẽ tăng ít, chỉ tăng khoảng 1%

Sản xuất ngô trên thế giới có sự khác biệt rất lớn về năng suất giữa cácnước phát triển và các nước đang phát triển Năng suất ngô trung bình của cácnước phát triển là 7,8 tấn/ha, cao hơn năng suất ngô trung bình của thế giới,còn các nước đang phát triển năng suất là 2,7 tấn/ha Nguyên nhân chính dẫnđến sự chênh lệch này là do sự khác biệt về khoa học kỹ thuật Ở các nước pháttriển 90-100% diện tích ngô được trồng bằng các giống lai có ưu thế lai cao,trong khi đó các nước đang phát triển chủ yếu là trồng các giống thụ phấntự do, diện tích trồng giống ngô lai chỉ chiếm 37% diện tích Ngoài ra ở cácnước đang phát triển do điều kiện kinh tế khó khăn, khả năng đầu tư thâmcanh thấp nên không khai thác hết tiềm năng năng suất của giống.

Theo dự báo của Viện nghiên cứu lương thực Thế giới (IPRI,2003) [38], vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô thế giới là 852 triệu tấn, trong đó15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làmnguyên liệu cho công nghiệp Ở các nước phát triển chỉ dùng 5% ngô làmlương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỷ lệ này là 22% So với năm1997, năm 2020 nhu cầu ngô thế giới tăng 45%, nhu cầu ngô tăng chủ yếu ởcác nước đang phát triển (72%), riêng Đông Á nhu cầu tăng 85%.

1.6.2.Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Cây ngô được du nhập vào Việt Nam vào nửa cuối thế kỷ thứ 17 Do cónhiều đặc điểm quý như thích ứng rộng, chịu thâm canh, năng suất cao nêncây ngô sớm được người Việt chấp nhận và mở rộng sản xuất, đặc biệt trênnhững vùng đất cao, không chủ động nước Tình hình sản xuất ngô ở ViệtNam được trình bày qua bảng 1.3.

Mặc dù được coi là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúanhưng sản xuất ngô trong một thời gian dài chưa được quan tâm đúng mức,nên phát triển rất chậm Năm 1961, diện tích ngô của Việt Nam chỉ đạt 260,2nghìn ha Do sử dụng các giống địa phương trong sản xuất nên năng suất rấtthấp chỉ đạt trên 11,2 tạ/ha

Mãi đến đầu thế kỷ 20, cây ngô ở nước ta mới được chú ý phát triển.Ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ đầunhững năm 1990 đến nay, do mở rộng diện tích trồng ngô lai trong sản xuất,kết hợp áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác theo nhu cầu của giống mới.Sản xuất ngô nước ta trong những năm gần đây đã có sự tăng trưởng mạnh,năng suất ngô tăng liên tục suốt 20 năm qua, với tốc độ cao hơn tốc độ tăngnăng suất của thế giới Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34,9%năng suất bình quân trên thế giới, năm 1990 bằng 42,2% nhưng đến năm 2009đã bằng 78,8% năng suất bình quân trên thế giới.

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam năm 1961 - 2010Năm(nghìn ha)Diện tíchNăng suất(tạ/ha)(nghìn tấn)Sản lượngngô lai (%)Diện tích

nhưng đến năm 2010 đã có trên 95% diện tích ngô được trồng bằng các giốnglai Có thể nói việc phát triển và sử dụng các giống ngô lai trong sản xuất ởViệt Nam là thành tựu to lớn trong sản xuất nông nghiệp, là động lực thúc đẩysản xuất ngô phát triển

Hiện nay nhu cầu ngô làm thức ăn cho chăn nuôi rất lớn, theo Hiệp hộithức ăn chăn nuôi Việt Nam, năm 2010 nước ta phải nhập 1,6 triệu tấn ngôlàm thức ăn cho chăn nuôi Đây chính là cơ hội và cũng là thách thức đối vớingành sản xuất ngô Chính vì vậy trong thời gian tới sản xuất ngô sẽ tiếp tụcphát triển để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước.

1.6.3 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên

Thái nguyên là tỉnh thuộc vùng núi Đông Bắc của Việt Nam, là cửa ngõgiao lưu kinh tế xã hội giữa vùng Trung du miền núi với vùng Đồng bằngBắc bộ Diện tích tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên là 3.562,82km2, dân số1.127.430 nghìn người (Tổng cục thống kê, 2011) [21].

Thái Nguyên có tổng diện tích đất nông nghiệp là 94.563 ha Để đảmbảo an ninh lương thực và phát triển chăn nuôi, cây ngô được coi là mộttrong những cây trồng chính trong sản xuất nông nghiệp của tỉnh.

Sản xuất Nông nghiệp của Thái Nguyên nói chung và sản xuất ngô nóiriêng gặp rất nhiều khó khăn về thủy lợi và giao thông vận chuyển Câyngô được trồng 3 vụ trong năm (vụ Đông Xuân, vụ Xuân, vụ Thu Đông) trêntất cả các loại đất: đất rẫy, gò đồi, đất phù sa ven sông

Những năm 1995 trở về trước, sản xuất ngô chủ yếu trồng các giốngthụ phấn tự do, giống địa phương có thời gian sinh trưởng dài, năng suấtthấp Cùng với sự chuyển biến của đất nước, sau một thời gian, với sự nỗlực của Đảng bộ, chính quyền và nhân dân địa phương, có sự tham gia tíchcực của đội ngũ các nhà khoa học kỹ thuật, Thái Nguyên đã mạnh dạn thayđổi cơ cấu cây trồng, áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệtlà thay thế các giống ngô địa phương bằng các giống ngô lai năng suất caonhư: LVN10, LVN11, LVN12 và một số giống ngô nhập nội như: Bioseed,9607, DK999, NK4300

Các thành tựu khoa học kỹ thuật mới đã được nông dân ứng dụng vàosản xuất nên diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở Thái Nguyên tăng nhanhtrong những năm gần đây

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên 2001 - 2009Năm(nghìn ha)Diện tíchNăng suất(tạ/ha)(nghìn tấn)Sản lượng

Chương 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Vật liệu nghiên cứu là 11 giống ngô lai triển vọng do Viện nghiên cứungô lai tạo và giống đối chứng là LVN99

- Các giống ngô có triển vọng được Viện nghiên cứu ngô chọn lọc quacác quá trình lai đỉnh và lai luân giao.

- Giống LVN99 (đối chứng): Là giống lai đơn giữa dòng mẹ và dòng bố

được rút từ các giống lai ưu tú nhập nội có nguồn gốc nhiệt đới

- Giống được công nhận giống quốc gia năm 2004 theo quyết định số2182/QĐ-BNN-KHCN ngày 29 tháng 7 năm 2004

- Giống LVN99 thuộc nhóm trung bình sớm, khả năng chống chịu sâubệnh, chịu hạn tốt, năng suất trung bình đạt 60 - 70 tạ/ha, thâm canh tốt đạttrên 90 tạ/ha.

2.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU* Địa điểm nghiên cứu

- Các thí nghiệm so sánh giống cơ bản thực hiện vụ Xuân và Đông 2010tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.

- Thí nghiệm sản xuất được thực hiện với giống ưu tú vụ Xuân 2011 tạiHuyện Phổ Yên - Thái Nguyên

* Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của một số giống ngô lai cótriển vọng năm 2010-2011 tại Thái Nguyên.

2.3 QUY TRÌNH KỸ THUẬT ÁP DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM

Quy trình trồng và chăm sóc thực hiện theo hướng dẫn của Viện nghiêncứu ngô.

* Thời vụ

+ Vụ Xuân 2010: Gieo ngày 21 tháng 02 năm 2010.+ Vụ Đông 2010: Gieo ngày 15 tháng 9 năm 2010.+ Vụ Xuân 2011: Gieo ngày 20 tháng 02 năm 2011.

* Mật độ, khoảng cách trồng

+ Mật độ: 5,7 vạn cây/ha; Khoảng cách: 70 cm x 25 cm.

* Phân bón

- Lượng bón: 10 tấn phân chuồng +150kg N+ 90kg P2O5 + 90kg K2O/ha.- Cách bón:

+ Bón lót: Toàn bộ phân chuồng và phân lân.

+ Bón thúc lần 1 khi ngô 3 - 5 lá: 1/3 lượng đạm + 1/2 lượng Kali.+ Bón thúc lần 2 khi ngô 7 - 9 lá: 1/3 lượng đạm + 1/2 lượng Kali.

+ Bón thúc lần 3: Bón trước trỗ 10 - 15 ngày (lúc ngô xoáy nõn), bón nốtlượng phân còn lại.

* Chăm sóc

- Khi ngô 3 - 5 lá: Xới xáo, bón thúc lần 1.

- Khi ngô 7 - 9 lá: Xới xáo, bón thúc lần 2 và vun cao chống đổ.- Ngô xoáy nõn (trước khi trỗ cờ từ 10-12 ngày): Bón thúc lần 3.

- Theo dõi phát hiện và phòng trừ sâu bệnh theo hướng dẫn chung của

ngành BVTV số 10 TCN 982-2006 ngày 29 tháng 12 năm 2006 của Bộ Nôngnghiệp và phát triển nông thôn.

* Thu hoạch: Thu hoạch khi ngô chín sinh lý Chân hạt có vết đen 2.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống ngô lai thamgia thí nghiệm.

- Nghiên cứu một số đặc điểm nông học chính của giống ưu tú trong môhình trình diễn.

2.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.5.1 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của các giống ngô laithí nghiệm

2.5.1.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên gồm 12 công thứcvới 3 lần nhắc lại Diện tích ô thí nghiệm: 2,8 m x 5 m = 14m2 Khoảng cáchtrồng 70 cm x 25 cm, mật 57.142 cây/ha.

Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Ghi chú:

CT1: H08-9CT2: VS09-26CT3: H08-10CT4: LS07-37CT5: H09-1CT6: VS09-32

CT7: H09-2CT8: VS10-7CT9: SB08-230CT10: BB08-1CT11: SB09-9CT12: LVN99 (đ/c)

2.5.1.2 Các chỉ tiêu và phương pháp nghiên cứu

Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi được tiến hành theoquy phạm khảo nghiệm giống ngô 10 TCN-341-2006 của Bộ Nông nghiệp vàPhát triển nông thôn [2].

* Cây theo dõi

Xác định cây theo dõi khi ngô có 3 lá Mỗi công thức theo dõi 10cây/lần nhắc lại Cây theo dõi được định vị ở hai hàng giữa, mỗi hàng 5 câyliên tiếp trừ 5 cây đầu hàng.

* Thời gian sinh trưởng phát triển

- Ngày trỗ cờ: Được tính từ khi gieo đến khi có ≥ 50% số cây trên ô xuất

hiện nhánh cuối cùng của bông cờ.

- Ngày tung phấn: Được tính từ khi gieo đến khi có ≥ 50% số cây có hoa

nở 1/3 trục chính

- Ngày phun râu: Được tính từ khi gieo đến khi có ≥ 50% số cây trên ô

có râu dài 2 - 3 cm ngoài lá bi.

- Ngày chín sinh lý: Được tính từ khi gieo đến khi có ≥ 75% cây có lá bi

khô hoặc chân hạt có chấm đen

* Chỉ tiêu hình thái

Tất cả các chỉ tiêu về hình thái đều đo đếm trên 10 cây theo dõi trên mỗilần nhắc lại

- Tốc độ tăng trưởng của cây:

Đo 10 cây/ô, đo từ sát mặt đất đến mút lá, lần 1 đo sau trồng 20 ngày, đo5 lần, các lần đo cách nhau 10 ngày.

+ Tốc độ tăng trưởng sau trồng 20 ngày:

t1 (t = 20 ngày) (cm/ngày)+ Tốc độ tăng trưởng sau 30 ngày:

+ Tốc độ tăng trưởng sau trồng 40, 50, 60 ngày tính tương tự sau trồng30 ngày:

- Chiều cao thân: Đo từ gốc sát mặt đất đến điểm phân nhánh bông cờ

đầu tiên của 30 cây mẫu vào giai đoạn chín sữa.

- Chiều cao đóng bắp: Đo từ gốc sát mặt đất đến vị trí đóng bắp trên

cùng của 30 cây mẫu vào giai đoạn chín sữa.

- Số lá/cây: Đếm tổng số lá trên cây theo phương pháp đánh dấu lá thứ

3, thứ 6, thứ 9, thứ 12.

- Chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất): Tiến hành đo chiều dài và chiều

rộng của tất cả các lá trên cây vào giai đoạn trỗ cờ, đo 10 cây theo dõi, sau đóáp dụng công thức tính của Montgemety (1906).

+ Diện tích lá (m2) = chiều dài x chiều rộng x 0,75

+ Chỉ số diện tích (m2 lá/m2 đất) = m2 lá/cây x số cây/m2 đất

- Trạng thái cây: Đánh giá trạng thái cây căn cứ vào độ đồng đều về

chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của tất cả các câytrên ô vào giai đoạn chín sáp.

Đánh giá theo thang điểm 1- 5: điểm 1 tốt, điểm 2 khá, điểm 3 trungbình, điểm 4 kém và điểm 5 rất kém.

- Trạng thái bắp: Đánh giá khi thu hoạch, trước khi lấy mẫu cho điểm

dựa vào hình dạng bắp, kích thước bắp, tình trạng sâu bệnh Đánh giá theothang điểm 1- 5: điểm 1 tốt, điểm 2 khá, điểm 3 trung bình, điểm 4 kém vàđiểm 5 rất kém.

- Độ bao bắp:

Quan sát các cây trong ô ở giai đoạn chín, đánh giá theo thang điểm từ 1- 5+ Điểm 1: Lá bi kín đầu bắp và vượt khỏi bắp

+ Điểm 2: Lá bi bao kín đầu bắp

+ Điểm 3: Lá bi bao không chặt đầu bắp

+ Điểm 4: Lá bi không che kín bắp, để hở đầu bắp+ Điểm 5: Bao bắp rất kém, đầu bắp hở nhiều

* Các chỉ tiêu chống chịu

- Chống đổ:

+ Gẫy thân: Đếm số cây bị gẫy dưới đốt mang bắp khi thu hoạch, tính tỷlệ cây bị gãy sau đó quy ra điểm.

Công thức tính tỷ lệ cây bị gãy:

Số cây bị gẫy

Tỷ lệ gẫy thân (%) = x 100 Tổng số cây điều tra

Thang điểm đánh giá:

+ Điểm 1: Tốt <5% cây gãy+ Điểm 2: Khá 5-15% cây gãy

+ Điểm 3: Trung bình >15-30% cây gãy+ Điểm 4: Kém >30-50% cây gãy

+ Điểm 5: Rất kém >50% cây gãy

+ Đổ rễ (%): Ghi số cây nghiêng góc ≥ 300 so với chiều thẳng đứng củacây sau đó tính theo công thức:

Số cây bị đổ

Tỷ lệ đổ rễ (%) = x 100 Tổng số cây điều tra

- Chỉ tiêu chống chịu sâu bệnh: Đếm các cây bị sâu bệnh trên ô vào thời

kỳ chín sáp.

+ Sâu đục thân, Chilo partellus: Đếm số cây bị sâu đục thân (đếm lỗ đục

trên thân) chủ yếu là lỗ đục dưới bắp Tính theo công thức sau Số cây bị sâu

Tỷ lệ sâu đục thân (%)= x 100 Tổng số cây điều tra

Thang điểm đánh giá:

+ Điểm 1: <5% số cây bị sâu+ Điểm 2: 5- <15% số cây bị sâu + Điểm 3: 15-<25% số cây bị sâu + Điểm 4: 25- <35% số cây bị sâu + Điểm 5: 35-<50% số cây bị sâu

+ Sâu cắn râu(%): Đếm tổng số bắp bị sâu cắn râu, tính theo công thức:

Số bắp bị sâu cắn râu