Cở sở khoa học và tổng quan tài liệu
Vai trò của cây ngô trong nền kinh tế
Ngô là một loại cây lương thực thiết yếu trong nền kinh tế toàn cầu, nổi bật với sự đa dạng di truyền và khả năng thích nghi với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau Hiện nay, ngô được trồng rộng rãi trên hầu hết các châu lục, đóng vai trò quan trọng trong cung cấp thực phẩm cho nhân loại.
Ngô là nguồn lương thực quan trọng, nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới, với mức độ sử dụng khác nhau ở các quốc gia trồng ngô Từ năm 2000 đến 2007, khoảng 15% sản lượng ngô toàn cầu được dùng làm thực phẩm cho con người, trong đó Trung Mỹ, Tây Phi và Nam Á coi ngô là lương thực chính Tại châu Phi, 77,8% sản lượng ngô được sử dụng cho thực phẩm, trong khi Đông Phi đạt 92%, Tây Phi 60%, Nam Á 42,6%, Đông Nam Á 34,8% và Trung Mỹ 66,3% Các nước Đông Nam Á như Indonesia và Malaysia cũng tiêu thụ nhiều ngô làm lương thực, trong khi Việt Nam sử dụng trung bình 21% sản lượng ngô hàng năm cho con người.
Ngô là thành phần quan trọng trong thức ăn chăn nuôi, chiếm khoảng 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp Trên thế giới, 71% sản lượng ngô được sử dụng cho chăn nuôi, với tỷ lệ cao ở các nước phát triển như Mỹ (76%), Bồ Đào Nha (91%), Italia (93%), Croatia (95%), Trung Quốc (76%) và Thái Lan (96%) (Ngô Hữu Tình, 1997).
Ngô là nguyên liệu quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm, được sử dụng để sản xuất cồn xăng sinh học, rượu, bia, tinh bột và bánh kẹo Từ ngô, có khoảng 760 sản phẩm đa dạng được tạo ra, phục vụ cho các ngành công nghiệp chế biến, thực phẩm, dược phẩm, lương thực và công nghiệp nhẹ (Ngô Hữu Tình, 1997).
Ngô được xem là cây thực phẩm có giá trị cao, với bắp ngô non chứa nhiều chất dinh dưỡng và vitamin, thường được sử dụng như rau sạch cao cấp như ngô rau, ngô nếp và ngô đường Ngô rau, với hàm lượng dinh dưỡng phong phú, đang phát triển mạnh mẽ tại các quốc gia như Thái Lan và Đài Loan Bên cạnh đó, ngô đường và ngô nếp cũng được ưa chuộng để chế biến thành các món ăn tươi ngon như luộc, nướng hoặc đóng hộp, mang lại giá trị tiêu dùng và xuất khẩu cao.
Cây ngô đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa sử dụng đất và chuyển đổi cơ cấu cây trồng tại Việt Nam Được khuyến cáo là cây trồng thay thế cho diện tích lúa kém hiệu quả, ngô giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và tăng thu nhập cho nông dân, đặc biệt ở đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh miền núi phía Bắc Tăng năng suất và sản lượng ngô trong nước sẽ giảm lượng ngô nhập khẩu, tiết kiệm ngoại tệ cho ngân sách nhà nước, từ đó hỗ trợ phát triển các lĩnh vực khác trong nền kinh tế đang phát triển.
Cây ngô đóng vai trò quan trọng trong việc xóa đói giảm nghèo và nâng cao thu nhập cho nông dân Với giá trị sử dụng và kinh tế cao, cây ngô có tiềm năng lớn về năng suất, giúp tăng sản lượng lương thực và cải thiện đời sống của người nông dân, từ đó góp phần vào mục tiêu xã hội hóa và giảm nghèo bền vững.
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
2.2.1 Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô lai trên thế giới
Cây ngô đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sản xuất ngô từ đầu thế kỷ Sự quan tâm và phát triển ngành ngô ngày càng gia tăng, phản ánh nhu cầu ngày càng cao về nguồn thực phẩm này.
20 Những năm gần đây diện tích trồng ngô trên toàn thế giới không tăng mạnh do diện tích canh tác có giới hạn, tuy nhiên sản lượng ngô vẫn có xu hướng tăng là do năng suất ngô ngày càng được cải thiện nhờ áp dụng các giống ngô lai vào sản xuất Năm 2009, diện tích trồng ngô thế giới đạt khoảng 158,74 triệu ha, năng suất bình quân 51,7 tạ/ha, sản lượng 820,2 triệu tấn và năm 2014 diện tích trồng ngô là 183,32 triệu ha, năng suất đạt 56,6 tạ/ha, sản lượng 1.038,28 triệu tấn Qua bảng 1.1 cho thấy, so với năm 2005 thì năm 2014 năng suất ngô đã tăng lên khoảng 17,43% , trong khi diện tích tăng 23,53% và sản lượng là 43,47% (FAOSTAT, 2016)
Mỹ là cường quốc hàng đầu thế giới về sản xuất ngô, đứng thứ hai về diện tích trồng với 33,64 triệu ha và năng suất đạt 10,73 tấn/ha vào năm 2014 Trong khi đó, Trung Quốc và Brazil lần lượt có diện tích trồng ngô là 35,98 triệu ha và 15,43 triệu ha Sự chênh lệch năng suất ngô giữa các quốc gia là rất lớn, với Israel dẫn đầu đạt 25,56 tấn/ha, trong khi Botswana và Cape Verde có năng suất thấp nhất chỉ đạt 0,13 tấn/ha và 0,19 tấn/ha Những thành tựu này có sự đóng góp quan trọng của các nhà khoa học nông nghiệp toàn cầu, nhờ vào việc nghiên cứu và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, tạo ra giống mới và áp dụng kỹ thuật canh tác hiện đại, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.
Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới 2005-2014
Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng
Hình 2.1 Biểu đồ diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới giai đoạn 2005 - 2014
2.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô lai ở Việt Nam
Việt Nam sở hữu điều kiện tự nhiên lý tưởng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô Trên toàn quốc, có 8 vùng trồng ngô chủ yếu, mỗi vùng đều đóng vai trò quan trọng trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp.
Những nghiên cứu về chọn tạo giống ngô ở nước ta bắt đầu từ những năm
Từ những năm 60 của thế kỷ trước, Việt Nam đã đạt được thành công trong việc cải tạo giống ngô địa phương và phát triển giống thụ phấn tự do Bắt đầu từ năm 1990, nhờ vào chính sách khuyến khích của nhà nước và những tiến bộ khoa học kỹ thuật, đặc biệt là việc áp dụng giống ngô lai và kỹ thuật canh tác hiện đại, diện tích, năng suất và tổng sản lượng ngô quốc gia đã tăng trưởng mạnh mẽ Tỷ lệ tăng trưởng bình quân hàng năm về diện tích đạt 7,5%, năng suất 6,7% và sản lượng 24,5% Các nhà chọn tạo giống ngô Việt Nam đã chú trọng vào việc tạo dòng thuần và phát triển giống ngô lai, cho ra đời nhiều giống ngô lai năng suất cao như LVN4, LVN10, LVN25, phục vụ cho các vùng sinh thái và thời vụ khác nhau Chương trình phát triển cây ngô của Việt Nam được FAO và CIMMYT đánh giá là một trong ba chương trình ngô lai mạnh nhất ở Châu Á, cùng với Trung Quốc và Thái Lan, và có tốc độ phát triển nhanh nhất thế giới.
Từ năm 1991, diện tích trồng giống ngô lai tại Việt Nam chỉ chiếm dưới 1% trong tổng số hơn 447 nghìn hecta, với năng suất đạt 15,0 tạ/ha và sản lượng 672 nghìn tấn Tuy nhiên, trong những năm gần đây, sản xuất ngô đã có sự tăng trưởng mạnh mẽ về diện tích, năng suất và sản lượng Giai đoạn 2000-2010, diện tích trồng ngô tăng trưởng 5,4%/năm, năng suất đạt 4,8%/năm và sản lượng tăng 12,9%/năm Từ năm 2006, Việt Nam đã gia nhập nhóm 20 quốc gia có sản lượng ngô hạt cao nhất thế giới Đến năm 2015, diện tích trồng ngô đã đạt 1.179 nghìn ha, trong đó khoảng 95% là giống ngô lai, góp phần nâng năng suất trung bình toàn quốc lên 4,48 tấn/ha và tổng sản lượng đạt 5.281 nghìn tấn.
Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Việt Nam từ 1961-2017
Diện tích trồng giống lai
Nguồn: Bộ NN và PTNT (2016); Niên giám thống kê (2015)
Cây ngô đã có những đóng góp quan trọng cho sự phát triển nông nghiệp Việt Nam từ năm 1961 đến 2017, nhờ vào những tiến bộ về giống và kỹ thuật canh tác Trong hệ thống cơ cấu cây trồng, ngô giữ vị trí quan trọng, xuất hiện trên nhiều loại đất như đất bỏ hóa, đất lúa và đất bãi ven sông Cây ngô không chỉ tham gia vào các công thức xen canh và gối vụ mà còn giúp xóa bỏ chế độ canh tác lúa đơn điệu, cải thiện hệ sinh thái nông nghiệp Sự hình thành vụ ngô Đông trên đất hai vụ lúa ở miền Bắc đã khẳng định vai trò thiết yếu của cây ngô trong nền nông nghiệp Việt Nam.
Năng suất ngô trung bình của Việt Nam năm 2014 đạt 4,41 tấn/ha, thấp hơn mức trung bình toàn cầu là 5,66 tấn/ha Nguyên nhân chủ yếu là do hơn 80% diện tích trồng ngô phụ thuộc vào nguồn nước tự nhiên, trong đó 60% được trồng trên đất dốc Bên cạnh đó, ngô được trồng trên nhiều vùng và loại đất khác nhau, bao gồm cả đất xấu và nghèo dinh dưỡng Thời tiết nhiệt đới cũng gây ra nhiều biến động về nhiệt độ, lượng mưa, gió bão và số giờ nắng Hơn nữa, trình độ canh tác và khả năng đầu tư thâm canh ngô của nông dân giữa các vùng miền còn chênh lệch lớn và chưa đạt yêu cầu cao.
Diện tích trồng ngô năm 2016 ước đạt 1,3 triệu ha, cao hơn so với năm
Năm 2015, chính sách chuyển đổi sang trồng ngô tại các vùng trồng lúa có hiệu quả kinh tế thấp đã mang lại thành công, với năng suất ngô trung bình năm 2016 ước đạt khoảng 4,6 tấn/ha (www.Vietrade.gov.vn/home.htm, 2016) Thành quả này là nhờ sự quan tâm của Đảng, Chính phủ và Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, khi họ nhận thấy vai trò quan trọng của cây ngô trong nền kinh tế và kịp thời đưa ra các chính sách, chương trình khuyến khích nghiên cứu khoa học kỹ thuật và mở rộng sản xuất Các nhà khoa học cũng đã nhanh chóng áp dụng những tiến bộ kỹ thuật, đặc biệt là các giống ngô mới, vào sản xuất.
Tháng 3 năm 2015, Cục trồng trọt, Bộ NN & PTNT đã cho phép sản xuất thương mại ba giống ngô biến đổi gen Đây là bước cuối cùng trong quá trình phê duyệt quyết định thương mại hóa ngô sử dụng công nghệ sinh học của Việt Nam Cũng trong tháng 4 năm 2015, việc chấp thuận giống ngô biến đổi gen đã giúp Việt Nam trở thành quốc gia thứ 29 trên thế giới thương mại hóa cây trồng sử dụng công nghệ sinh học.
Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sinh trưởng phát triển cây ngô
2.3.1 Vùng sinh thái thích nghi
Ngô, có nguồn gốc từ Trung Mỹ, đã nhanh chóng thích nghi với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau trên toàn cầu, từ Bắc bán cầu đến Nam bán cầu Cây ngô có khả năng phát triển ở độ cao từ 0 đến 3.900 mét so với mặt nước biển, cho thấy tính linh hoạt của nó trong nông nghiệp Theo các nhà khoa học từ CIMMYT, cây ngô được phân chia thành 4 vùng sinh thái khác nhau.
- Nhiệt đới cao (độ cao trên 2000m so với mặt nước biển)
Việt Nam thuộc khu vực sinh thái nhiệt đới thấp, nơi các bộ giống thể hiện khả năng thích ứng vượt trội thông qua khả năng chống chịu và năng suất cao Điều này đặc biệt rõ nét ở các vùng cao nguyên phía Bắc và trong vụ Đông tại Đồng bằng Bắc Bộ.
Dựa vào điều kiện đất đai, khí hậu, Việt Nam được chia thánh 8 vùng trồng ngô chính như sau (Ngô Hữu Tình, 2003)
1 Vùng Đông Bắc: ở độ cao 300-900 m so với mặt nước biển Vụ chính là vụ Xuân, gieo vào tháng 2, tháng 3
2 Vùng Tây Bắc: ở độ cao từ 600-1000 m Vụ chính Hè Thu gieo trong tháng 4, đầu tháng 5
3 Vùng Đồng bằng sông Hồng: độ cao 0-200 m Các vụ chính là Vụ Xuân gieo trong tháng 2 Vụ Thu gieo trong tháng 8 và vụ Đông gieo cuối tháng 9, đầu tháng 10
4 Vùng Bắc Trung Bộ: độ cao 0-200 m Vụ chính là vụ Xuân gieo tháng
1, tháng 2; vụ Đông gieo tháng 10
5 Vùng Tây Nguyên: độ cao 400-900 m Vụ chính Hè Thu gieo vào tháng
6 Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ: độ cao 0-400 m Vụ chính Hè Thu gieo vào tháng 4; vụ Đông Xuân gieo trong tháng 11, tháng 12
7 Vùng Đông Nam Bộ: độ cao 0-400 m Vụ chính Hè Thu gieo vào cuối tháng 4; vụ Đông Xuân gieo trong tháng 11; đầu tháng 12
8 Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long Độ cao 0-10 m Vụ chính là ngô Đông Xuân gieo vào tháng 11, tháng 12
2.3.2 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự sinh trưởng phát triển cây ngô a Nhu cầu nhiệt độ
Ngô là cây trồng ưa nhiệt, đòi hỏi tổng nhiệt độ cao hơn nhiều so với các loại cây khác để hoàn thành chu kỳ sống từ gieo hạt đến thu hoạch Theo Velican, cây ngô cần tổng nhiệt độ dao động từ 1.700 đến 3.700 độ C để phát triển tối ưu.
Trọng Nguyên đã nghiên cứu các giống ngô của Trung Quốc và kết luận rằng giống chín sớm yêu cầu tổng tích nhiệt từ 2000-2200 °C, giống chín trung bình từ 2300-2600 °C, và giống chín muộn từ 2500-2800 °C Các nhà khoa học CIMMYT cho rằng ngô phát triển tốt nhất trong khoảng nhiệt độ 24-30 °C Nhiệt độ vượt quá 38 °C có thể gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô, trong khi ở 45 °C, hạt phấn và râu ngô có nguy cơ bị chết Ngược lại, nhiệt độ quá thấp (< 0 °C) cũng có thể gây hại cho cây.
Nhiệt độ 12 độ C có tác động tiêu cực đến sự phát triển của cây, đặc biệt trong giai đoạn nảy mầm và ra hoa Nhiều tác giả tại Việt Nam, như Luyện Hữu Chỉ và Trần Hồng, đã nghiên cứu về vấn đề này.
Uy, Cao Đắc Điểm, Trần Hữu Miện, Võ Đình Long và Đỗ Hữu Quốc thống nhất với các nhà khoa học quốc tế rằng các giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau sẽ có nhu cầu tổng tích nhiệt khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống Nhu cầu nước và độ ẩm của cây ngô cũng là yếu tố quan trọng cần được xem xét.
Nước là yếu tố môi trường quan trọng cho sự sống của cây ngô, với nhu cầu nước lên tới 349 kg để sản xuất 1 kg chất khô Ở những vùng nóng, nhu cầu nước càng cao, đặc biệt trong giai đoạn phát triển Mỗi cây ngô cần khoảng 200-220 lít nước để hoàn thành chu kỳ sống Trong giai đoạn 7-13 lá, cây cần 28-35 m³ nước/ha/ngày, và trong thời kỳ xoáy nõn, trỗ cờ, nhu cầu tăng lên 65-70 m³ nước/ha/ngày Cây ngô rất nhạy cảm với độ ẩm cao trong giai đoạn đầu, chỉ cần ngập nước 1-2 ngày cũng có thể chết Độ ẩm không khí 71-85% và độ ẩm đất 61-85% là mức tối ưu cho cây ngô trong giai đoạn hình thành năng suất Ánh sáng cũng rất quan trọng cho sự phát triển của cây ngô, với khả năng quang hợp cao gấp ba lần cây quang hợp theo chu trình C3 Điều này giúp cây ngô phát triển mạnh và đạt năng suất cao Tuy nhiên, tổng bức xạ và số giờ chiếu sáng ở Việt Nam thường thấp hơn so với các vùng trồng ngô ôn đới, ảnh hưởng đến năng suất Do đó, việc lựa chọn thời vụ gieo trồng thích hợp là cần thiết để cây ngô nhận được lượng ánh sáng tối ưu.
Dòng thuần, vật liệu tạo dòng thuần, các phương pháp đánh giá dòng thuần
2.4.1 Dòng thuần, ứng dụng trong chọn tạo giống
Dòng thuần là khái niệm chỉ các dòng tự phối đạt độ đồng hợp tử và ổn định ở nhiều tính trạng Đối với ngô, sau 6-8 đời tự phối, các dòng sẽ có độ đồng đều cao về chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất, màu sắc và dạng hạt, và được gọi là “dòng thuần”.
Trong quá trình tạo giống ngô lai, dòng thuần đóng vai trò quan trọng, vì để phát triển giống ngô lai chất lượng, cần có các dòng bố mẹ có năng suất cao và khả năng chống chịu tốt Những dòng này phải được kết hợp một cách ổn định qua nhiều vụ mùa và các vùng sinh thái khác nhau (Duvick D N, 2001).
Việc chọn tạo dòng thuần có tiềm năng làm bố mẹ cho các giống lai ngô năng suất cao, ổn định và thích nghi với các vùng sinh thái khác nhau là một nhiệm vụ quan trọng Đây cũng là mục tiêu cơ bản của chương trình tạo giống ngô lai năng suất cao.
2.4.2 Vật liệu tạo dòng thuần
Sự phát triển của các giống ngô lai đã dẫn đến những thay đổi cơ bản trong vật liệu chọn tạo dòng Trước những năm 1960, vật liệu tạo dòng chủ yếu là các giống thụ phấn tự do địa phương, nhưng từ giai đoạn 1960 trở đi, đã có sự chuyển biến rõ rệt trong việc sử dụng các giống ngô mới.
Trong những năm 1980, vật liệu tạo dòng chủ yếu bao gồm các quần thể thụ phấn tự do cải tiến và một phần là các giống tổng hợp Đến thập niên 80 và những năm đầu thập niên 90, vật liệu tạo dòng tiếp tục được phát triển với sự kết hợp của quần thể giống thụ phấn tự do cải tiến, giống tổng hợp và các tổ hợp lai kép.
Kể từ cuối thập niên 90, vật liệu chính được sử dụng trong việc tạo dòng chủ yếu là các quần thể giống tổng hợp ưu tú, cùng với các tổ hợp lai đơn và lai kép (Duwick, 2001).
Hiệu quả trong việc tạo dòng từ các nguồn nguyên liệu khác nhau phụ thuộc vào tiềm năng của nguồn nguyên liệu và phương pháp mà các nhà tạo giống áp dụng Tuy nhiên, việc tạo dòng thuần từ giống thụ phấn tự do thường cho kết quả thấp, với phần lớn dòng tạo ra có sức sống và năng suất giảm Hiện nay, xu hướng là sử dụng nguồn nguyên liệu đã qua cải tạo chọn lọc, cùng với các giống ngô lai thương mại có khả năng tự phối cao và khả năng tạo dòng thuần tốt hơn.
Theo Vasal (1999), nguồn nguyên liệu chọn tạo dòng cần sở hữu những đặc tính quan trọng như khả năng kết hợp với các nguồn khác, chịu được áp lực tự phối, có ưu thế lai cao, khả năng tạo ra nhiều dòng tốt và nhiều đặc tính nông sinh học mong muốn.
Theo Ngô Hữu Tình và Phan Xuân Hào (2005), một trong những tiến bộ quan trọng trong chương trình phát triển ngô ở Việt Nam là việc lựa chọn nguồn nguyên liệu ban đầu phù hợp, nhằm tạo ra các dòng thuần và giống ngô lai ưu tú.
Tại Việt Nam, sự phát triển của cây ngô đã trải qua những thay đổi đáng kể nhờ việc sử dụng vật liệu tạo dòng thuần và các giống ngô được cải tiến di truyền Những cải tiến này đã dẫn đến sự ra đời của nhiều dòng ngô thế hệ mới, có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt hơn với điều kiện môi trường và khả năng thích ứng rộng rãi.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có nhiều giống ngô lai từ các công ty trong và ngoài nước như NK4300, NK67, NK7328 của Syngenta; DK9901, DK9955, DK8868 của Monsanto; CP999, CP888, CP501 của Công ty CP; và LVN10, LVN99, LVN61, LVN8960, LVN885 của Viện Nghiên cứu Ngô Những giống ngô lai này đang được khai thác để tạo ra các dòng thuần tốt, phục vụ cho các chương trình phát triển giống ngô lai.
2.4.3 Các phương pháp tạo dòng thuần
Đến nay, nhiều phương pháp tạo dòng thuần đã được nghiên cứu và ứng dụng bởi các nhà tạo giống, cơ quan nghiên cứu và công ty trong và ngoài nước Tại Viện Nghiên cứu Ngô, các phương pháp này đã được áp dụng trong nhiều chương trình chọn tạo giống qua các thời kỳ Mỗi phương pháp tạo dòng đều có những ưu và nhược điểm riêng, do đó, việc áp dụng linh hoạt các phương pháp này cho từng thế hệ là cần thiết để đạt được dòng thuần theo mục tiêu mong muốn Trong cuốn sách “Chọn lọc và lai tạo giống ngô” của tác giả Ngô Hữu Tình (2009), một số phương pháp tạo dòng thuần đã được tổng hợp và trình bày.
- Phương pháp tạo dòng thuần bằng tự phối (Selfing)
- Tạo dòng thuần bằng phương pháp thụ phấn chị em (Fullsib)
- Tạo dòng thuần bằng phương pháp thuần hoá tích hợp (Additivo - cumulative Inbreeding)
- Chọn tạo dòng tương đồng
- Tạo dòng thuần bằng phương pháp lai trở lại (Backcross)
- Tạo dòng đơn bội kép bằng nuôi cấy bao phấn và noãn chưa thụ tinh (in vitro)
- Tạo dòng đơn bội kép bằng cây kích tạo đơn bội (in vivo)
Trong nghiên cứu của luận văn này, tác giả đã áp dụng hai phương pháp tạo dòng thuần là tự phối và kích tạo đơn bội Đây là những phương pháp phổ biến đang được Viện nghiên cứu và áp dụng hiện nay.
* Phương pháp tạo dòng thuần bằng tự phối (Selfing)
Phương pháp tự phối, được nghiên cứu từ năm 1904 và công bố vào năm 1908, là quá trình thụ phấn cưỡng bức ở cây giao phấn, giúp đạt được đồng hợp tử cao nhanh chóng qua các thế hệ Việc gieo trồng các nguồn vật liệu tốt ở các bãi cách ly và chọn lọc bắp chất lượng theo kiểu bắp/hàng cho phép tạo dòng thuần hiệu quả Ưu điểm của phương pháp này là khả năng đạt độ đồng hợp tử cao ở các thế hệ tiếp theo, nhưng nhược điểm là tự phối liên tục có thể dẫn đến suy giảm sức sống và năng suất của cây.
* Phương pháp tạo dòng bằng cây kích tạo đơn bội (in vivo)
Cây kích tạo đơn bội được mô tả lần đầu bởi Stadler và Randolph vào năm 1929 Hai thập kỷ sau, Chase phát hiện hạt đơn bội với tần suất thấp khoảng 1/1.000 trong các nguồn vật liệu ngô tại Mỹ, nhận thấy tiềm năng lớn cho di truyền và chọn tạo giống ngô Ông đã dành nhiều thời gian nghiên cứu và phát triển lĩnh vực này để ứng dụng vào công tác nghiên cứu di truyền và chọn tạo giống ngô.
Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu
Bảng 3.1 Danh sách 15 dòng thuần và 2 cây thử tham gia thí nghiệm Stt Tên dòng Nguồn gốc dòng Thế hệ Phương pháp tạo dòng
1 D1 NK4300 (Syngenta) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
2 D2 NK67 (Syngenta) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
3 D3 NK67 (Syngenta) S2 Kích tạo đơn bội
4 D4 DK9955 - Mosanto >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
5 D5 DK9955 - Mosanto >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
6 D6 DK9955 (Mosanto) S2 Kích tạo đơn bội
7 D7 NK7328 - Syngenta >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
8 D8 NK7328 - Syngenta >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
9 D9 NK7328 - Syngenta S2 Kích tạo đơn bội
10 D10 NK7328 - Syngenta >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
11 D11 NK7328 - Syngenta S2 Kích tạo đơn bội
12 D12 DK9901 - Mosanto >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
13 D13 DK9901 - Mosanto S2 Kích tạo đơn bội
14 D14 30Y87 (Pioneer) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
15 D15 30Y87 (Pioneer) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
16 CT1 (đ/c) D3105M(Pioneer) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
17 CT2 (đ/c) TRD9491 (Mosanto) >S10 Tự phối kết hợp Fullsib
Nghiên cứu này sử dụng 15 dòng thuần được phát triển từ 6 giống ngô lai thương mại của 3 công ty đa quốc gia, trong đó có 10 dòng được tạo ra bằng phương pháp tự phối và 5 dòng bằng phương pháp kích tạo đơn bội Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng bao gồm 2 dòng đối chứng: D3105M, dòng mẹ của giống ngô lai đơn LVN66, và TRD 9491, dòng mẹ của giống lai LVN102 (PSC102) từ Viện Nghiên cứu Ngô.
Đánh giá tổ hợp lai từ 15 dòng ngô thuần được thực hiện bằng phương pháp lai đỉnh Các dòng ngô thuần, mã từ D1 đến D15, được lai với hai cây thử D3105M và TRD9491, tạo ra các giống lai đơn LVN66 và LVN102 (PSC102) với khả năng kết hợp chung cao.
Bảng 3.2 Danh sách các dòng tham gia sơ đồ lai đỉnh
Stt Dòng Dòng x Cây thử 1 (D3105M) Dòng x Cây thử 2 (TRD9491)
Địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô và khảo sát các tổ hợp lai đã được thực hiện tại khu ruộng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu Ngô, tọa lạc tại thị trấn Phùng, huyện Đan Phượng, Hà Nội.
- Tổ hợp lai triển vọng được khảo nghiệm tác giả tại khu thí nghiệm Ba Vì – Hà Nội của Công ty CP giống cây trồng Trung ương.
Nội dung nghiên cứu
Bài viết đánh giá các đặc điểm nông sinh học chính của 15 dòng thuần trong thí nghiệm, bao gồm đặc điểm hình thái, thời gian sinh trưởng, năng suất và khả năng chống chịu Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu quả và tiềm năng sản xuất của từng dòng giống, từ đó giúp nông dân lựa chọn giống cây trồng phù hợp với điều kiện canh tác.
Khảo sát 30 tổ hợp lai tạo từ 15 dòng nghiên cứu cho thấy năng suất hạt của con lai có thể đánh giá được khả năng di truyền (KNKH) của các dòng bố mẹ.
- Khảo nghiệm tác giả tổ hợp lai triển vọng được lựa chọn.
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm trên đồng ruộng
Thí nghiệm được thiết kế theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn thiện (RCBD) với 3 lần nhắc lại, trong đó mỗi dòng trồng gồm 4 hàng, mỗi hàng dài 5m Khoảng cách gieo được bố trí là 60cm x 25cm với 1 cây/hốc.
Thí nghiệm khảo sát THL được thực hiện theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn thiện với 3 lần nhắc lại Mỗi công thức gieo được bố trí thành 4 hàng, mỗi hàng dài 5m và có khoảng cách gieo là 70cm x 25cm với 1 cây/hốc.
- Các tổ hợp lai đỉnh được tạo ra bằng cách lấy phấn của cây thử lai với các dòng cần thử
Thí nghiệm khảo nghiệm tác giả được thực hiện theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 03 lần nhắc lại Mỗi công thức gieo được bố trí 4 hàng, mỗi hàng dài 5m, với khoảng cách gieo là 70cm x 25cm và 1 cây/hốc.
- Phân bón cho 1ha: 2.500kg phân vi sinh + 140kg N + 80 kg P2O5 + 60 kg K2O
+ Bón lót: Toàn bộ phân vi sinh + phân lân
+ Bón thúc: Chia làm 3 lần
Lần1: Khi ngô được 3 - 5 lá, bón 1/3 lượng phân đạm + 1/2 lượng phân kali, kết hợp xới phá váng, xới cỏ, tỉa định cây trước khi bón
Lần 2: Khi ngô 7 - 9 lá, bón 1/3 lượng phân đạm + 1/2 lượng phân kali kết hợp xới cỏ, vun cao
Lần 3: trước trỗ 10-15 ngày, bón 1/3 lượng phân đạm còn lại
- Tưới và tiêu nước chủ động, đảm bảo độ ẩm đất từ 70 – 80
- Phát hiện và có biện pháp phòng trừ sâu, bệnh hại kịp thời
3.4.3 Các chỉ tiêu đánh giá, theo dõi
Theo hướng dẫn khảo sát, so sánh, khảo nghiệm các giống ngô lai và Quy chuẩn khảo kiểm nghiệm giống ngô QCVN 01-56:2011/BNNPTNT
- Ngày tung phấn: Theo dõi khi có trên 50% số cây/ô tung phấn
- Ngày phun râu: Theo dõi khi có trên 50% số cây/ô phun râu
- Ngày chín sinh lý: Theo dõi khi có trên 50% số bắp/ô có xuất hiện điểm đen ở chân hạt
Chỉ tiêu hình thái cây
- Chiều cao cây cuối cùng (cm): Tính từ gốc sát mặt đất đến điểm bắt đầu phân nhánh bông cờ Chọn 10 cây/ô đo liên tục trừ cây đầu hàng
- Chiều cao đóng bắp (cm): Tính từ sát mặt đất đến đốt mang bắp hữu hiệu trên cùng
- Số lá: Đếm tất cả các lá thật và lá dưới bông cờ, để đếm chính xác, các lá thứ 5 và thứ 10 được đánh dấu
- Chiều dài cờ: (chiều dài trục chính) (cm): Đo từ đốt có nhánh cờ đầu tiên đến mút bông cờ
- Số nhánh cờ (số nhánh cấp I): Tính số nhánh từ trục chính
- Màu cờ: Xác định màu sắc mày hoa lúc đang tung phấn
- Màu râu: Xác định màu sắc của râu lúc râu dài 3 – 4cm
Khả năng chống chịu sâu bệnh
Sâu đục thân được đánh giá theo thang điểm từ 1 đến 5, trong đó điểm 1 tương ứng với 35% số cây bị sâu.
Bệnh đốm lá và bệnh khô vằn được đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5 Cụ thể, điểm 0 được cho khi không có cây nào bị bệnh, điểm 1 khi có từ 1-10% số cây bị bệnh, điểm 2 cho 11-25% số cây bị bệnh, điểm 3 cho 26-50% số cây bị bệnh, điểm 4 cho 51-75% số cây bị bệnh, và điểm 5 khi số cây bị bệnh vượt quá 75%.
- Đỗ rễ: Đếm những cây bị nghiêng > so với chiều thẳng đứng của cây, tỷ lệ % cây bị đổ rễ/ô trước khi thu hoạch
Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
- Chiều dài bắp hữu hiệu (cm): Được đo từ phần có hàng hạt trung bình
- Đường kính bắp (cm): Đo giữa bắp
- Số hàng hạt/bắp: Đếm số hàng hạt trên bắp
- Số hạt/bắp: Đếm theo hàng hạt có chiều dài trung bình trên bắp
+ Năng suất thực thu(NSTT) (tạ/ha): Được tính theo công thức sau:
Trong nghiên cứu này, các ký hiệu quan trọng được sử dụng bao gồm: FW đại diện cho trọng lượng ô (kg), MC thể hiện ẩm độ hạt khi thu hoạch, RC là ẩm độ tiêu chuẩn với giá trị 14%, S là điện tích ô thí nghiệm, P1 là khối lượng mẫu (g) và P2 là khối lượng lõi.
- Đánh giá ƯTL: Omarov 1975 (dẫn theo Trần Duy Quý, 1994) đã đưa ra các công thức tính ƯTL như sau:
+ Ưu thế lai thực HBP (%): Là giá trị một tính trạng nào đó của con lai F1 so với giá trị của bố (mẹ) tốt nhất (BP)
Ưu thế lai chuẩn (Standard heterosis – Hs) đề cập đến giá trị của một tính trạng ở con lai F1 so với giá trị của giống thương mại đại trà, được sử dụng làm giống đối chứng Điều này cho thấy sự cải thiện đáng kể trong các đặc tính di truyền của con lai so với giống gốc, góp phần nâng cao hiệu suất sản xuất trong nông nghiệp.
Trong đó: + Hs là ưu thế lai chuẩn;
+ F1 là giá trị con lại F1; + S là giá trị giống đối chứng
+ Ưu thế lai trung bình: Giá trị một tính trạng nào đó của con lai (F1) so với giá trị trung bình của bố mẹ (MP)
Khả năng kết hợp năng suất của dòng giống được xác định thông qua phương pháp lai đỉnh Dữ liệu được thu thập từ tài liệu "Các phương pháp lai thử và phân tích KNKH trong các thí nghiệm về ưu thế lai" của Ngô Hữu Tình và Nguyễn Đình Hiền (1996).
3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu
- Các tham số thống kê cơ bản như : Mean, SD, CV%, LSD được tính toán trên phần mềm Excel 2010 và IRRISTAT 5.0
Bài viết này tập trung vào việc xác định khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng của 15 dòng cây trồng dựa trên chỉ tiêu năng suất Phân tích được thực hiện thông qua chương trình phân tích phương sai Topcross (Ver 2.0) do Nguyễn Đình Hiền phát triển vào năm 1995, nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về di truyền và năng suất của các dòng cây.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết quả đánh giá đặc điểm nông sinh học của 15 dòng ngô
Trong quá trình chọn tạo giống ngô lai, đánh giá dòng là bước quan trọng và thường xuyên được các nhà nghiên cứu chú trọng Việc này giúp loại bỏ các dòng kém chất lượng và lựa chọn những dòng ưu tú với các đặc tính nông sinh học quý giá, phù hợp với định hướng nghiên cứu Một số tính trạng quan trọng được xem xét bao gồm năng suất, thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái và khả năng chống chịu.
4.1.1 Thời gian sinh trưởng và đặc điểm hình thái của 15 dòng ngô
Thời gian sinh trưởng của 15 dòng ngô được nghiên cứu là yếu tố quan trọng trong việc phát triển giống ngô lai ngắn ngày, giúp chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tăng vụ và ứng phó với điều kiện bất lợi Việc đánh giá thời gian sinh trưởng cho phép phân loại các dòng ngô thành nhóm chín sớm, trung bình và chín muộn, từ đó xây dựng sơ đồ lai hợp lý nhằm đảm bảo sự đồng bộ trong quá trình tung phấn và phun râu.
Trong sản xuất hạt giống ngô lai F1, thời gian sinh trưởng của dòng ngô bố mẹ đóng vai trò quan trọng, giúp xác định thời điểm trồng ngô bố mẹ phù hợp Việc đồng bộ hóa thời gian tung phấn của ngô bố và phun râu của ngô mẹ sẽ nâng cao tỷ lệ kết hạt và tăng năng suất hạt lai F1.
Kết quả theo dõi được trình bày ở bảng 4.1 cho thấy:
Thời gian từ gieo đến tung phấn của các dòng tham gia thí nghiệm dao động từ 61 đến 68 ngày trong vụ Xuân Dòng D5 có thời gian ngắn nhất là 61 ngày, sớm hơn 6 ngày so với dòng đối chứng đ/c1 và 5 ngày so với đ/c2 Ngược lại, dòng D6 có thời gian từ gieo đến tung phấn muộn nhất, đạt 68 ngày, tương đương với dòng đối chứng D3105M và dài hơn dòng đối chứng TRD9491 hai ngày.
Bảng 4.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô thí nghiệm vụ Xuân 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô
Thời gian từ gieo đến các giai đoạn (ngày)
Chênh lệch tung phấn phun râu (ngày)
Màu râu Màu cờ Tung phấn
Thời gian từ gieo đến phun râu của các dòng nghiên cứu dao động từ 61 đến 69 ngày Trong đó, dòng D5 là dòng sớm nhất với thời gian chỉ 61 ngày, nhanh hơn dòng đ/c 1 là 9 ngày và đ/c 2 là 8 ngày Ngược lại, dòng D15 có thời gian từ gieo đến phun râu muộn nhất, đạt 69 ngày.
Chênh lệch thời gian tung phấn phun râu của các dòng thí nghiệm và hai dòng đối chứng dao động từ -3 đến 3 ngày, trong đó dòng D4 và D5 có sự trùng khớp, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thụ phấn, thụ tinh và kết hạt Ngược lại, dòng D1 và TRD9491 có chênh lệch lớn nhất với thời gian tương ứng là 3 và -3 ngày Vì vậy, khi duy trì nguồn và tiến hành lai tạo, cần ưu tiên thụ phấn cho những dòng có chênh lệch trước để đảm bảo râu không bị khô, đủ phấn và nâng cao độ kết hạt của bắp.
+ Thời gian từ gieo đến chín sinh lý của các dòng nghiên cứu biến động từ
Các dòng nghiên cứu có thời gian sinh trưởng từ 114 đến 121 ngày, trong đó có 4 dòng thời gian sinh trưởng ngắn hơn 2 dòng đối chứng Dòng D5 có thời gian sinh trưởng ngắn nhất là 114 ngày, sớm hơn dòng đối chứng D1 là 6 ngày và D2 là 2 ngày Ngược lại, dòng D15 có thời gian sinh trưởng dài nhất đạt 121 ngày, muộn hơn hai dòng đối chứng D3105M và TRD9491 lần lượt 1 và 5 ngày.
- Đặc điểm bông cờ của 15 dòng ngô nghiên cứu:
Chiều dài bông cờ của các dòng tham gia thí nghiệm dao động từ 18,4 đến 29,7 cm, trong đó dòng D9 có chiều dài lớn nhất (29,7 cm) và dòng D14 có chiều dài thấp nhất (18,4 cm) Chiều dài bông cờ lớn hơn không chỉ cho thấy khả năng sản xuất phấn nhiều hơn mà còn là một tiêu chí quan trọng trong việc lựa chọn dòng bố cho công tác chọn tạo giống và sản xuất hạt giống F1.
Số nhánh cờ là một chỉ tiêu quan trọng trong việc lựa chọn dòng bố cho các thí nghiệm lai và sản xuất hạt F1, cùng với chiều dài bông cờ Tuy nhiên, số lượng và chiều dài bông cờ không hoàn toàn quyết định khả năng cho phấn của mỗi dòng Trong các thí nghiệm, số nhánh cờ dao động từ 5,2 đến 10,5 nhánh, với dòng D5 có số nhánh cờ cao nhất là 10,5 nhánh và dòng D10 có số nhánh cờ thấp nhất là 5,2 nhánh.
Màu râu là một đặc điểm quan trọng giúp nhận diện và đánh giá các dòng trong nghiên cứu Trong thí nghiệm với 15 dòng, màu sắc râu cho thấy sự đa dạng rõ rệt, bao gồm 3 dòng có râu màu đỏ, 1 dòng có râu màu hồng và 11 dòng có râu màu trắng.
Tương tự như tính trạng màu râu, màu cờ cũng được sử dụng để nhận biết các dòng trong nghiên cứu Trong thí nghiệm, màu cờ của các dòng chủ yếu tập trung ở hai màu trắng và tím.
Bảng 4.2 Đặc điểm hình thái bông cờ của 15 dòng ngô thí nghiệm vụ
Xuân 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô
TT Tên dòng Chiều dài bông cờ (cm)
Số nhánh cờ (nhánh) Màu râu Màu cờ
Các dòng được tạo ra bằng phương pháp kích tạo đơn bội không có sự khác biệt lớn về các tính trạng màu râu và màu cờ so với dòng tự phối kết hợp với fullsib Tuy nhiên, theo dõi 10 cây/dòng cho thấy rằng các dòng kích tạo đơn bội có thời gian tung phấn, phun râu và chín sinh lý tập trung và đều hơn so với dòng truyền thống.
Đặc điểm hình thái của 15 dòng ngô được nghiên cứu nhằm đánh giá tình hình sinh trưởng và phát triển của từng dòng, từ đó xác định chất lượng và năng suất Kết quả đánh giá này được trình bày chi tiết trong bảng 4.3, cho thấy sự ảnh hưởng quan trọng của đặc điểm hình thái đến năng suất ngô.
Bảng 4 3 Đặc điểm hình thái của 15 dòng ngô thí nghiệm vụ Xuân 2015 tại
TT Tên dòng Chiều cao cây Chiều cao đóng bắp Số lá cm CV% cm CV% Lá
Chiều cao cây của các dòng dao động từ 121,8 cm đến 175,0 cm, trong đó dòng D11 có chiều cao thấp nhất và dòng D7 cao nhất Chiều cao của dòng bố mẹ rất quan trọng trong sản xuất hạt lai F1, đặc biệt ở những vùng sản xuất quy mô lớn, nơi không thể thụ phấn bằng tay Để quá trình thụ phấn nhờ gió đạt hiệu quả cao, dòng bố cần cao hơn dòng mẹ.
Chiều cao đóng bắp là yếu tố quan trọng trong việc chọn tạo giống ngô chống đổ, vì các giống ngô lai có chiều cao đóng bắp lớn thường dễ bị nghiêng và đổ gẫy khi gặp thời tiết xấu Ngược lại, chiều cao đóng bắp quá thấp có thể làm tăng nguy cơ nhiễm bệnh nấm từ đất Trong quá trình thụ phấn, các giống ngô có chiều cao đóng bắp cao thường thuận lợi hơn so với những giống có chiều cao thấp Kết quả thí nghiệm cho thấy chiều cao đóng bắp của các dòng ngô dao động từ 35,6 cm đến 68,2 cm, với dòng D7 có chiều cao đóng bắp cao nhất, vượt trội hơn hai dòng đối chứng, trong khi dòng D11 có chiều cao đóng bắp thấp nhất chỉ đạt 35,6 cm.
Kết quả khảo sát đánh giá các tổ hợp lai đỉnh trong vụ thu 2015
4.2.1 Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai đỉnh trong vụ Thu 2015
Thời gian từ gieo đến tung phấn của 30 THL từ 15 dòng thí nghiệm với 2 cây thử theo phương pháp lai đỉnh dao động từ 54 đến 59 ngày, trong khi thời gian từ gieo đến phun râu là 54 đến 60 ngày Các THL tham gia thí nghiệm có sự chênh lệch về thời gian tung phấn và phun râu từ -2 đến 2 ngày Đáng chú ý, có 5/30 THL có thời gian tung phấn 54 ngày, ngắn hơn 1 ngày so với giống đối chứng LVN61 và 3 ngày so với giống NK67 Ngoài ra, 12/30 THL có thời gian tung phấn tương đương với đối chứng LVN61 và ngắn hơn giống NK67.
Bảng 4.6 Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai đỉnh vụ Thu 2015 tại
Thời gian từ gieo đến các giai đoạn
Tung phấn Phun râu Chín sinh lý
Tổ hợp lai D8 x TRD9491 có thời gian phun râu sớm nhất là 54 ngày, sớm hơn LVN61 hai ngày và NK4300 bốn ngày Ngược lại, hai tổ hợp lai D4 x TRD9491 và D14 x D3105M có thời gian phun râu muộn nhất là 60 ngày, muộn hơn LVN61 bốn ngày và NK67 hai ngày Theo bảng 4.6, thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai dao động từ 110 đến 118 ngày, trong đó tổ hợp lai D5 x D3105M có thời gian sinh trưởng ngắn nhất là 110 ngày, ngắn hơn NK67 và LVN61 lần lượt 8 ngày và 4 ngày Tổ hợp lai D15 x D3105M dài hơn LVN61 bốn ngày và tương đương với NK67.
Theo đánh giá, các tổ hợp lai có dòng đơn bội kép từ cây kích tạo đơn bội (D3, D6, D9, D11, D13) cho thấy số cá thể tung phấn, phun râu và chín sinh lý tập trung hơn so với các tổ hợp lai từ dòng tự phối kết hợp với 02 cây thử Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể giữa chỉ tiêu chênh lệch tung phấn và phun râu của hai nhóm dòng.
Theo bảng 4.7, chiều cao cây của các tổ hợp lai dao động từ 172,3 cm đến 215,3 cm Tổ hợp lai D11 x TRD9491 có chiều cao thấp nhất là 172,3 cm, trong khi tổ hợp lai D4 x TRD9491 đạt chiều cao cao nhất là 215,3 cm, vượt trội hơn cả hai giống đối chứng.
Chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai biến động từ 76,5 cm đến 118,3 cm Tổ hợp lai D2 x TRD9491 có chiều cao thấp nhất là 76,5 cm, thấp hơn cả hai giống đối chứng Ngược lại, tổ hợp lai D7 x TRD9491 đạt chiều cao cao nhất là 118,3 cm, vượt trội hơn so với hai giống đối chứng.
Bảng 4.7 Đặc điểm hình thái các tổ hợp lai đỉnh vụ Thu 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô
TT THL Chiều cao cây Chiều cao đóng bắp Chiều dài cờ Số nhánh cờ Số cm CV% cm CV% cm CV% TB CV% lá
+ Chiều dài bông cờ và số nhánh cờ:
Chiều dài bông cờ và số nhánh cờ của các tổ hợp lai dao động từ 33,3 đến 42,6 cm và 12,5 đến 14,5 nhánh Hầu hết các tổ hợp lai trong thí nghiệm đều có bông cờ lớn, khả năng cho phấn dồi dào và thời gian cho phấn kéo dài.
+ Số lá của các tổ hợp lai:
Theo quan sát các tổ hợp lai, số lượng lá dao động từ 17,1 đến 19,6 lá Các tổ hợp lai này có bộ lá xanh tươi cho đến thời điểm thu hoạch, với dạng cây gọn gàng và bộ lá thoáng.
Các tổ hợp lai được đánh giá trong thí nghiệm cho thấy độ đồng đều cao về các chỉ tiêu hình thái Đặc biệt, hai tổ hợp lai từ dòng đơn bội kép và cây thử D3105M cùng TRD9491 có độ đồng đều vượt trội hơn so với hai giống đối chứng và các tổ hợp lai khác, cụ thể là D9 x D3105M và D9 x TRD9491, với chỉ số CV% ở các chỉ tiêu thấp hơn so với hai giống đối chứng.
4.2.3 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng, chiều cao cây giữa dòng bố mẹ và tổ hợp lai
Thời gian sinh trưởng của giống ngô là yếu tố quan trọng mà các nhà chọn tạo giống chú trọng trong các chương trình phát triển giống ngô lai ngắn ngày, nhằm tối ưu hóa luân canh, tăng vụ và ứng phó với điều kiện bất thuận.
Đánh giá ƯTL trung bình HMP và ƯTL chuẩn về thời gian sinh trưởng của 30 tổ hợp lai đỉnh cho thấy hầu hết các tổ hợp lai có thời gian sinh trưởng ngắn hơn so với bố mẹ, với giá trị ƯTL trung bình HMP âm dao động từ -5,98 đến -0,43, tương đương với thời gian giảm từ 1 đến 8 ngày.
So với giống NK67, hầu hết các tổ hợp lai đều có thời gian sinh trưởng ngắn hơn từ 1 đến 8 ngày Đặc biệt, tổ hợp lai D5 x D3105M có thời gian sinh trưởng ngắn hơn tới 8 ngày so với giống NK67.
Các tổ hợp lai từ lai đỉnh thường có chiều cao cây cao hơn so với cây bố, mẹ, được thể hiện qua giá trị HBP Tuy nhiên, hầu hết các tổ hợp lai lại có chiều cao cây trung bình thấp hơn giống NK67.
Bảng 4.8 Ưu thế lai về thời gian sinh trưởng và chiều cao cây của dòng bố mẹ và con lai vụ Thu 2015 tại Viện nghiên cứu Ngô
Thời gian sinh trưởng Chiều cao cây
TB (ngày) Ưu thế lai (%) TB
4.2.4 Một số đặc điểm chống chịu của các tổ hợp lai đỉnh
Kết quả đánh giá các đặc điểm chống chịu của các tổ hợp lai được trình bày trong bảng 4.9 cho thấy hầu hết các tổ hợp lai và giống đối chứng LVN61 đều có khả năng chống chịu tốt.
Trong nghiên cứu về bệnh đốm lá, có 23/30 tổ hợp lai bị nhiễm bệnh ở mức nhẹ, tương đương với hai giống đối chứng LVN61 và NK67, trong khi 7/30 tổ hợp lai bị nhiễm nặng hơn Đối với bệnh khô vằn, 10/30 tổ hợp lai không bị nhiễm, 15/30 tổ hợp lai bị nhiễm ở mức nhẹ, tương đương với LVN61 và NK67, và 5/30 tổ hợp lai bị nhiễm ở mức nặng hơn so với hai giống đối chứng.
Hầu hết các tổ hợp lai đều bị nhiễm sâu đục thân với mức điểm từ 1 đến 2, trong đó có 24/30 tổ hợp lai bị nhiễm nhẹ ở mức điểm 1, và 6/30 tổ hợp lai bị nhiễm ở mức điểm 2, nặng hơn so với hai giống đối chứng.
Kết quả khảo nghiệm tác giả
Tổ hợp lai VN558 (D8 x D3105M) và VN577 (D9 x TRD949) đã được khảo nghiệm bởi tác giả cùng Công ty CP Giống cây trồng Trung Ương tại khu đất thí nghiệm ở Ba Vì, Hà Nội Kết quả khảo nghiệm được trình bày chi tiết trong các bảng 4.16, 4.17, 4.18, 4.19 và 4.20.
Kết quả từ bảng 4.16 cho thấy hai tổ hợp lai VN577 và VN558 có thời gian tung phấn phun râu tương đương với giống đối chứng NK6654, đồng thời thời gian này cũng ngắn hơn.
Tổ hợp lai VN577 có thời gian sinh trưởng ngắn hơn giống DK9901 2 ngày, với mức chênh lệch giữa thời gian tung phấn và phun râu ngắn hơn 1 ngày so với 3 giống còn lại Đặc biệt, cả hai tổ hợp lai VN577 và VN558 đều có thời gian sinh trưởng ngắn hơn so với hai giống đối chứng, lần lượt là 8 và 9 ngày.
Bảng 4.16 Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai vụ Xuân 2016 tại Ba Vì –Hà Nội
Thời gian từ gieo đến các giai đoạn (ngày) Chênh lệch
Bảng 4.17 Đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai vụ Xuân 2016 tại Ba Vì – Hà Nội
Chiều cao đóng bắp (cm)
5) Độ hở lá bi điểm (1-5)
Ghi chú: Trạng thái cây, bắp: 1- tốt 5 – rất kém; Độ kín lá bi: 1 – rất kín 5 – rất hở
Tổ hợp lai VN577 và VN558 có chiều cao cây và chiều cao đóng bắp vượt trội hơn giống đối chứng NK6654 Đặc biệt, tổ hợp lai VN577 có chiều cao cây và chiều cao đóng bắp tương đương với giống DK9901.
Tổ hợp lai VN577 có trạng thái cây kém hơn so với giống đối chứng, trong khi tổ hợp lai VN558 cho thấy trạng thái cây tương đương với hai giống đối chứng.
Trạng thái bắp của hai tổ hợp lai VN577 và VN558 được đánh giá cao hơn giống DK9901 và tương đương với giống NK6654 Cả bốn giống trong thí nghiệm đều có độ hở lá bi đạt mức điểm 2.
Số lá của tổ hợp lai VN577 thấp nhất ở mức 19,6 lá/cây, giống DK9901 có số lá trên cây nhiều nhất (21,7 lá/cây)
Bảng 4.18 Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai vụ Xuân 2016 tại Ba Vì – Hà Nội
Số HH/bắp Số hạt/hàng
Tổ hợp lai VN558 nổi bật với chiều dài bắp cao nhất, vượt trội hơn hai giống đối chứng DK9901 và NK6654 Trong khi đó, tổ hợp VN577 có chiều dài bắp tương đương với giống NK6654 và dài hơn giống DK9901 VN558 cũng đạt được đường kính bắp, số hàng hạt/bắp và số hạt/hàng cao nhất trong thí nghiệm, tuy nhiên, tỷ lệ hạt/bắp của tổ hợp này lại thấp hơn so với hai giống đối chứng DK9901 và NK6654.
Tổ hợp lai VN558 có trọng lượng trung bình bắp cao nhất so với hai giống đối chứng, mặc dù P1000 bắp của nó lại thấp hơn Trong khi đó, giống VN577 nổi bật với dạng hạt bán đá màu cam đẹp và P1000 hạt lớn nhất đạt 309,6 g, vượt trội hơn hai giống đối chứng.
Qua kết quả bảng 4.19 cho thấy hai tổ hợp lai tham gia khảo nghiệm có năng suất vượt hơn so với giống DK9901 và NK6654 ở mức tin cậy ≥95%
Bảng 4.19 Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai vụ Xuân 2016 tại Ba Vì – Hà Nội
TT Giống Ptb bắp (g) P1000 hạt (g) Ẩm độ (%) NSTT(tạ/ha)
Theo bảng số liệu 4.20, các giống khảo nghiệm đều chịu mức độ nhiễm nhẹ từ sâu đục thân, sâu đục bắp và bệnh khô vằn Tuy nhiên, tất cả các giống thí nghiệm không bị ảnh hưởng bởi rệp cờ và bệnh đốm lá.
Bảng 4.20 Mức độ nhiễm sâu bệnh hai chính của các tổ hợp lai vụ Xuân 2016 tại Ba Vì – Hà Nội
TT Giống Đục thân điểm (1-5) Đục bắp điểm (1-5)
Khô vằn điểm (1-5) Đốm lá điểm (1-5)
Ghi chú: Mức độ sâu bệnh hại: 0 – Không nhiễm; 1 – nhiễm rất nhẹ; 5 – nhiễm rất nặng
Tóm lại: Qua kết quả khảo nghiệm tác giả hai tổ hợp lai triển vọng tại
Kết quả thí nghiệm tại Ba Vì – Hà Nội cho thấy, hai tổ hợp lai có năng suất vượt trội so với hai giống đối chứng với mức độ tin cậy cao Ngoài ra, hai tổ hợp này còn thể hiện khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, cùng với màu sắc và hình thái bắp đẹp, hứa hẹn có tiềm năng thương mại cao.