(LUẬN văn THẠC sĩ) so sánh một số tổ hợp ngô nếp lai mới chọn tạo tại huyện lâm thao, tỉnh phú thọ

Tuy nhiên để có giống ngô cho năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng trong giai đoạn hiện nay thì các nhà khoa học cần tập trung nghiên cứu khả năng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Việt Long

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Đào

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc ới PGS TS Nguyễn Việt Long, Giảng viên Khoa Nông học, Học viện nông nghiệp Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn cây lương thực, Khoa Nông học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, cán bộ viên chức phòng Nghiên cứu và phát triển công nghệ cây trồng Học viện Nông Nghiệp Việt Nam

đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Trung tâm GDNN – GDTX Lâm Thao đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Đào

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Danh mục chữ viết tắt viii

Trích yếu luận văn ix

Thesis absttract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Giả thuyết khoa học 3

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.4 Phạm vi nghiên cứu 3

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

Phần 2 Tổng quan tài liệu 4

2.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới và ở Việt Nam 4

2.1.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới 4

2.1.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô ở Việt Nam 6

2.2 Tình hình sản xuất ngô và nhu cầu ngô nếp ở phú thọ 9

2.3 Các giống ngô lai 11

2.3.1 Giống ngô lai không quy ước 11

2.3.2 Giống ngô lai quy ước 12

2.4 Ngô nếp, nguồn gốc, phân loại và đặc tính 13

2.4.1 Nguồn gốc 13

2.4.2 Các loại ngô nếp 13

2.5 Phát triển dòng thuần 14

2.6 Nghiên cứu cải thiện chất lượng của ngô nếp 15

2.6.1 Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng gen ngô đường 15

2.6.2 Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng cách tăng hàm lượng protein 16

2.6.3 Cải thiện tính trạng vỏ mỏng để nâng cao chất lượng ngô nếp 17

2.6.4 Màu sắc hạt ảnh hưởng đến chất lượng của ngô nếp 18

2.7 Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới và ở Việt Nam 19

2.7.1 Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới 19

2.7.2 Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam 21

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 26

3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 26

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu: 26

3.1.3 Thời gian nghiên cứu 26

3.2 Vật liệu nghiện cứu 26

3.3 Nội dung nghiên cứu 26

3.4 Phương pháp nghiên cứu 27

3.4.1 Thiết kế thí nghiệm 27

3.4.2 Điều kiện thí nghiệm 27

3.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi 28

3.5 Hiệu quả kinh tế 31

3.6 Phương pháp xử lý số liệu 31

Phần 4 Kết quả và thảo luận 32

4.1 Diễn biến thời tiết - khí hậu trong thời gian thí nghiệm 32

4.1.1 Nhiệt độ 32

4.1.2 Độ ẩm không khí 33

4.1.3 Lượng mưa 33

4.2 Đặc điểm sinh trưởng của các tổ hợp lai và các giống ngô thí nghiệm vụ xuân và vụ đông 2016 tại Phú Thọ 34

4.2.1 Giai đoạn từ gieo đến trỗ cờ 35

4.2.2 Giai đoạn gieo đến tung phấn - phun râu 37

4.2.3 Chênh lệch thời gian tung phấn – phun râu 37

4.2.4 Giai đoạn chín hoàn toàn 38

4.3 Đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai và các giống tham gia thí nghiệm vụ xuân và vụ đông năm 2016 39

4.3.1 Chiều cao cây của các giống thí nghiệm 39

4.3.2 Chiều cao đóng bắp 40

4.3.3 Đường kính thân 41

4.3.4 Số lá 41

4.3.5 Đặc điểm màu sắc hình thái 42

4.4 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá 45

4.4.1 Diện tích lá 47

4.4.2 Chỉ số diện tích lá 47

4.5 Khả năng chống chịu sâu, bệnh và khả năng chống đổ của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm 48

4.5.1 Khả năng chống chịu sâu, bệnh 48

4.5.2 Khả năng chống đổ 50

4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 52

4.6.1 Số bắp hữu hiệu trên cây 54

4.6.2 Chiều dài bắp 54

4.6.3 Đường kính bắp 54

4.6.4 Số hàng trên bắp 55

4.6.5 Số hạt/hàng 55

4.6.6 Khối lượng 1000 hạt 56

4.7 Năng suất của các giống ngô thí nghiệm 56

4.7.1 Năng suất bắp tươi 56

4.7.2 Năng suất lý thuyết (NSLT) 58

4.7.3 Năng suất thực thu (NSTT) 59

4.8 Một số chỉ tiêu chất lượng 60

4.9 Hiệu quả kinh tế 61

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 63

5.1 Kết luận 63

5.2 Kiến nghị 63

Tài liệu tham khảo 65

Phụ lục 69

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế giới giai

đoạn 1961 – 2014 4 Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, của Việt Nam giai đoạn 1961 –

2014 7 Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô của Phú Thọtừ năm 2005 – 2014 10 Bảng 3.1 Nguồn gốc các THL và giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và vụ Đông

tại Lâm Thao, Phú Thọ năm 2016 26 Bảng 4.1 Diễn biến thời tiết năm 2016 tại Phú Thọ 33 Bảng 4.2 Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp lai và các giống ngô thí nghiệm

vụ Xuân và vụ Đông 2016 tại Phú Thọ 36 Bảng 4.3 Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai và các giống ngô thí

nghiệm vụ Xuân và vụ Đông 2016 tại Phú Thọ 39 Bảng 4.4 Số lá của các tổ hợp lai và các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông

2016 tại Phú Thọ 42 Bảng 4.5 Đặc điểm màu sắc hình thái của tổ hợp lai và các giống ngô nếp vụ

Xuân , vụ Đông năm 2016 44 Bảng 4.6 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các tổ hợp lai ngô nếp tham gia

thí nghiệm vụ Xuân và vụ Đông năm 2016 tại Phú Thọ 46 Bảng 4.7 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các tổ hợp lai và các giống ngô thí

nghiệm vụ Xuân và vụ Đông 2016 tại Phú Thọ 49 Bảng 4.8 Khả năng chống đổ của các tổ hợp lai và các giống tham gia thí

nghiệm vụ Xuân và vụ Đông năm 2016 tại Phú Thọ 51 Bảng 4.9 Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai ngô nếp thí nghiệm

vụ Xuân, vụ Đông năm 2016 tại Phú Thọ 53 Bảng 4.10 Năng suất bắp tươi của các tổ hợp lai thí nghiệm 57 Bảng 4.11 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ hợp lai và các

giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và vụ Đông 2016 tại Phú Thọ 59 Bảng 4.12 Một số chỉ tiêu chất lượng của các tổ hợp lai ngô nếp trong vụ Xuân

và vụ Đông 2016 tại Phú Thọ 60 Bảng 4.13 Hoạch toán kinh tế cho 1 ha thu tươi 61

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới 1961 - 2014 5

Hình 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Việt Nam 1961 - 2014 7

Hình 2.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Phú Thọ 2005 - 2014 10

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 27

Hình 4.1 Năng suất bắp tươi của các tổ hợp lai và các giống tham gia thí nghiệm vụ Xuân và vụ Đông năm 2016 tạ phú thọ 58

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Đào

Tên luận văn: “So sánh một số tổ hợp ngô nếp lai mới chọn tạo tại huyện Lâm Thao, Tỉnh Phú Thọ”

Phương pháp nghiên cứu:

- Vật liệu nghiên cứu gồm 10 tổ hợp lai và 2 giống đối chứng

- Thí nghiệm được bố trí vào vụ Xuân và vụ Đông 2016 Thí nghiệmđánh giá tổ hợp lai ngô nếp mới về thời gian sinh trưởng, phát triển, một số đặc điểm nông sinh học, chống chịu, yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng trong thí nghiệm đồng ruộng Kết quả chính và kết luận:

Trong 10 tổ hợp lai tham gia thí nghiệm có 3 tổ hợp laicó triển vọng là:THL4, THL7, THL8

-Các tổ hợp lai có thời gian sinh trưởng cả 2 vụ từ 92-95 ngày, chiều cao cây lần lượt là THL4 (197,5- 235,2 cm), THL7 (222,6- 254,7 cm), THL8 (199,3- 236,6 cm)

- Ba tổ hợp lai có năng suất cao nhất là THL4, THL7, THL8, năng suất bắp tươi lần lượt là THL4 (70,8 – 74,9 tạ/ha), THL7 (71,2 – 75,3 tạ/ha), THL8 (70,9 – 75,0 tạ/ha) Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu lần lượt là THL4 (55,9 – 61,3 tạ/ha), THL7 (57,5 – 61,5 tạ/ha), THL8 (56,0 – 60,9 tạ/ha)

THESIS ABSTTRACT

Master candidate: Nguyen Thi Đao

Thesis title: "Evaluation newly bred hybrid waxy maizes in Lam Thao District, Phu Tho Province"

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture Research Objectives:

- Identification of agronomic traits and yields of new hybrid maizes squirrels participating in experiments to select promising hybrids for further testing and production

Materials and Methods:

- The study material consisted of 10 crosses and 2 control varieties

- The experiment was conducted in the spring and winter seasons in 2016 at Lam Thao, Phu Tho The experiment evaluated new hybrid combinations for growth, development, some agronomical characteristics, tolerance, yield components and quality in field experiments

Main findings and conclusions:

- Of the 10 hybrid combinations, three are promising: THL4, THL7, THL8

- The promising hybrids show short time from growing to harvest in two experimetns (92 to 95 days), the height of hybrids are as follow: THL4 (from 197,5 to 235,2 cm), THL7 (from 222,6 to 254,7 cm), THL8 (from 199,3 to 236,6 cm) Yield of three promising hybrids were: THL4 (70,8 to 74,9 quintals/hectare), THL7 (71,2 to 75,3 quintals/hectare), THL8 (70,9 to 75,0 quintals/hectare)

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lương thực chính có năng suất cao, có giá trị kinh tế lớn và chiếm một vị trí quan trọng trong thực tiễn cuộc sống của con người

Cây ngô đảm bảo an ninh lương thực cho nhiều quốc gia trên thế giới Giai đoạn 1995-1997 sản lượng ngô làm lương thực chiếm 17%, thức ăn cho chăn nuôi 66%, nguyên liệu cho công nghiệp 5%,xuất khẩu > 10% (Ngô Hữu Tình, 2003) Ngô cung cấp lương thực cho 1/3 dân số thế giới, các nước như: Ấn

Độ, Philippin, Mêxico và một số nước ở Châu Phi đã dùng ngô làm lương thực chính, có tới 90% sản lượng ngô của Ấn Độ, 66% của Philippin dùng làm lương thực cho con người (Dương Văn Sơn và cs., 1997)

Ngoài ra, ngô còn được sử dụng làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm sản xuất rượu, cồn, tinh bột, bánh kẹo Người ta đã sản xuất khoảng 670 mặt hàng từ ngô để phục vụ các ngành kinh tế khác nhau Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, ngô còn là nguồn nguyên liệu quan trọng để chế biến Ethanol một nguồn nhiên liệu sinh học thay thế các nguồn nhiên liệu tự nhiên như: Dầu mỏ, than đá đang dần bị cạn kiệt Sử dụng Ethanol làm giảm ô nhiễm môi trường vì có lượng khí thải CO2 thấp hơn xe chạy xăng gần một nửa

Đầu thế kỷ XX, thế giới biết đến ngô lai bởi nó là một thành tựu cực kỳ quan trọng trong nông nghiệp, nhờ ứng dụng thành công ưu thế lai mà các giống ngô lai lần lượt được ra đời, tạo ra bước nhảy vọt về năng suất và sản lượng, góp phần cung cấp lương thực cho nhân loại trên toàn cầu Tuy nhiên để có giống ngô cho năng suất cao, chất lượng tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng trong giai đoạn hiện nay thì các nhà khoa học cần tập trung nghiên cứu khả năng chống chịu của các giống ngô lai với các điều kiện bất thuận của ngoại cảnh như chịu hạn, rét…

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa và đã được mở rộng diện tích, chuyển đổi cơ cấu giống, thâm canh và áp dụng các tiến

bộ kỹ thuật trong canh tác để cải thiện năng suất.Trong những năm gần đây, khi

mà đời sống ngày một nâng cao thì nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm càng lớn Người ta sử dụng ngô bào tử làm rau cao cấp, các loại ngô nếp, ngô đường,

được dùng làm quà ăn tươi, chết biến thành các món ăn được nhiều người ưa chuộng như ngô chiên, súp ngô, snack ngô hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu, việc xuất khẩu các loại ngô thực phẩm mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các nước Thái Lan, Đài Loan Ngoài ra ngô còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa Tại các nước phát triển, tỉ lệ ngô làm thức ăn cho chăn nuôi chiếm trên 70%

Tuy nhiên, năng suất ngô nước ta còn thấp là do ngô được trồng chủ yếu ở các vùng khó khăn Các tỉnh miền núi diện tích ngô tương đối lớn chiếm khoảng 34,8% diện tích ngô của cả nước, nhưng lại gặp điều kiện bất thuận của yếu tố ngoại cảnh như khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, hạn hán, còn sử dụng các giống cũ, lẫn tạp, thoái hoá… Vì vậy, để sản xuất ngô của Việt Nam theo kịp các nước trong khu vực cần phải thay đổi cơ cấu giống và tăng cường đầu tư thâm canh Giống là yếu tố hàng đầu trong các yếu tố để tạo nên năng suất, chất lượng của cây trồng Hiện nay hàng năm, hàng vụ có rất nhiều giống mới được tạo chọn tạo

ra có nhiều ưu điểm như: năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu với điều kiện bất thuận tốt Tuy nhiên việc xác định tiềm năng năng suất, tính ổn định, khả năng thích ứng của các giống đặc biệt là những giống ngô mới với điều kiện sinh thái, tập quán canh tác của từng vùng, từng địa phương là vô cùng cần thiết

Với ngô nếp, có tinh bột thành phần chủ yếu là Amylopectin, có giá trị dinh dưỡng cao, giàu Lizin và Tripophan, từ lâu nó là nguồn lương thực quý của đồng bào dân tộc miền núi ở Đông Nam Á và là nguyên liệu quý cho công nghiệp, đặt biệt là công nghiệp thực phẩm Tuy nhiên, bộ giống ngô nếp có năng suất và chất lượng cao cung cấp cho sản xuất ở nước ta hiện nay còn nhiều hạn chế Những giống ngô nếp địa phương có chất lượng tốt, phù hợp với người tiêu dùng nhưng năng suất lại thấp.Một số giống nếp lai đơn được tạo ra,qua thí nghiệm được đánh giá là các giống có triển vọng.Tuy nhiên, số lượng giống chưa đáp ứng đủ nhu cầu trồng của nông dân Theo dự báo, diện tích trồng ngô nếp ở Việt Nam trong những năm tới sẽ tiếp tục tăng mạnh, nhu cầu sử dụng ngô nếp cũng ngày càng tăng Vậy nên việc tiếp tục chọn tạo ra những giống ngô nếp lai có giá trị và năng suất cao bổ sung vào bộ giống quốc gia là một đòi hỏi rất cần thiết

Xuất phát từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “So sánh một số tổ hợp ngô nếp lai mới chọn tạo tại huyện Lâm Thao, Tỉnh Phú Thọ”

1.2 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Từ việc đánh giá những đặc điểm nông sinh học và năng suất của 10 tổ hợp lai để thấy được các tổ hợp lại đều có triển vọng đưa vào sản xuất Trong đó các tổ hợp lai THL3, THL4, THL6, THL7, THL8 sẽ có năng suất vượt trội hơn hẳn các tổ hợp lai còn lại

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Trên cơ sở đánh giá những đặc điểm nông sinh học và năng suất của 10

tổ hợp ngô nếp lai mới tham gia thí nghiệm để lựa chọn được những THL có triển vọng và tiếp tục thử nghiệm đưa vào sản xuất

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: 10 tổ hợp ngô nếp lai do phòng nghiên cứu và phát triển công nghệ cây trồng, Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam chọn tạo

- Địa điểm nghiên cứu: Huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ

- Thời vụ nghiên cứu: Vụ Xuân năm 2016, vụ Đông năm 2016

1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Đề tài nghiên cứu góp phần làm phong phú thêm cơ sở dữ liệu cho công tác chọn tạo giống ngô nếp hiệu quả cao

- Xác định được những tổ hợp ngô nếp lai có triển vọng đưa vào sản xuất

và phục vụ công tác nghiên cứu

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU NGÔ TRÊN THẾ GIỚI

VÀ Ở VIỆT NAM

2.1.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới

Qua hơn 7000 năm phát triển từ cây hoang dại, trong điều kiện chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo, năng suất ngô hạt bình quân trên thế giới cho đến đầu thế kỷ 20 mới chỉ chưa đến 20 tạ/ha, nhưng đến năm 2004 đã đạt 49,9 tạ/ha (FAOSTAT, 2004) Từ năm 2007 đến năm 2014 diện tích ngô đã vượt qua lúa nước Năm 2014 với 184,8 triệu ha, năng suất 56,2 tạ/ha, sản lượng đạt 1037,8 triệu tấn Với lúa nước năm 1961 có diện tích là 115,26 triệu ha, năng suất 18,7 tạ/ha và sản lượng là 215,27 triệu tấn; năm 2013 diện tích là 162,7 triệu ha, năng suất 45,6 tạ/ha, sản lượng 741,5 triệu tấn Còn lúa mỳ, năm 1961 có diện tích là 200,88 triệu ha, năng suất 10,9 tạ/ha, sản lượng 219,22 triệu tấn và năm 2013 diện tích là 220,4 triệu ha, năng suất đạt 33,1 tạ/ha, sản lượng 729,1 triệu tấn (FAOSTAT, 2017) Sở dĩ năng suất ngô tăng nhanh là do việc phát hiện ra ưu thế lai trong chọn tạo giống cây trồng mà ngô là đối tượng thành công điển hình trong số các cây trồng lương thực, đồng thời không ngừng cải thiện biện pháp kỹ thuật canh tác Tình hình sản xuất ngô của thế giới được thể hiện qua bảng 2.1

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế giới

Sản lượng (triệu tấn)

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Diện tích (triệuha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Hình 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới 1961 - 2014

Có thể nói việc chọn ra giống cây trồng mới như giống thụ phấn tự do cải tiến và giống lai, đồng thời với việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học

kỹ thuật mới, đã dần dần thay thế các giống cũ trong sản xuất từ nửa cuối thế kỷ trước đến nay, làm thay đổi căn bản ngành sản xuất ngô trên thế giới Ngô lai tạo

ra bước nhảy vọt về năng suất, song lúc đầu nó chỉ phát huy hiệu quả ở Mỹ và các nước có nền công nghiệp phát triển Còn đối với các nước đang phát triển ngô lai không phát huy tác dụng cho đến những năm 80 của thế kỷ trước

Hiện nay, Mỹ là nước có diện tích và sản lượng ngô lớn nhất thế giới và 100% diện tích được trồng bằng giống ngô lai Năm 2013 năng suất ngô trung bình của Mỹ là 77,442 tạ/ha, sản lượng 273,832 triệu tấn, trên diện tích là 35,36 triệu ha (FAOSTAT, 2017), và là nước có năng suất xếp vào hàng cao nhất trên thế giới Thời gian gần đây, trong khi phần lớn các nước phát triển tăng không đáng kể, thì năng suất ngô ở Mỹ lại có sự tăng đột biến Kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học Trung Quốc là nước có diện tích ngô đứng thứ hai trên thế giới Năng suất bình quân ngô của Trung Quốc đã tăng từ 51,5 tạ/ha (năm 2004) lên 58,6 tạ/ha (năm 2013), sảng lượng ngô đạt 20,5 triệu tấn, về diện tích ngô đạt 35,04 triệu ha.(FAOSTAT, 2017)

Công tác nghiên cứu lai tạo giống ngô hiện nay đang có bước chuyển biến mới, đó là ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo dòng thuần Những năm gần đây, việc nghiên cứu chọn ra những dòng đơn bội kép (Double haploid), bằng nuôi cấy invitro đã giúp cho công việc chọn tạo dòng thuần một cách nhanh chóng, tiết kiệm được hơn nửa thời gian so với việc tạo dòng bằng các phương pháp thông

Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn)

thường Tạo dòng thuần bằng phương pháp invitro có thể dựa vào kỹ thuật nuôi cấy một trong ba bộ phận sinh sản của ngô là bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh Gần đây, người ta đã nghiên cứu thành công phương pháp mới tạo dòng thuần bằng dùng dòng kích tạo đơn bội Các ứng dụng công nghệ gen phát triển mạnh từ đầu những năm 90 tới nay và đang ra tăng nhanh chóng Năm 2006 diện tích trồng cây biến đổi gen là 102 triệu héc-ta; năm 2007 tăng lên 114 triệu ha cây trồng biến đổi gen, trong đó ngô kháng sâu đục thân và kháng thuốc trừ cỏ có 19,3 triệu ha (chiếm 24%) (Nguồn: TTXVN, 4/2008) Diện tích ngô biến đổi gen lớn nhất ở Mỹ, chiếm đến 52% tổng diện tích ngô (Ming – Tang Chang và cs, 2005) Ở Đông Nam Á, Philipin cũng đã sử dụng ngô chuyển gen từ mấy năm gần đây Theo Vũ Đức Quang và cs, hiện nay ở Việt Nam cũng đã trồng ngô, lúa và bông biến đổi gen ở một số địa phương (Vũ Đức Quang và cs., 2005)

Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lượng lớn nguồn nguyên liệu, vốn gen, các quần thể và giống thí nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nước trên thế giới thông qua mạng lưới thí nghiệm giống Quốc tế Các nguồn nguyên liệu mà chương trình ngô CIMMYT cung cấp cho các nước là cơ sở cho chương trình tạo dòng và giống lai (Ngô Hữu Tình và cs., 1999) Năm 1985, chương trình ngô lai của CIMMYT được tiến hành với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ chọn tạo giống lai, tích luỹ và công bố KNKH và các nhóm ưu thế lai của các vật liệu nhiệt đới và cận nhiệt đới mà CIMMYT đã có, đồng thời tiến hành tạo dòng thuần Gần đây, CIMMYT đẩy mạnh chương trình tạo giống ngô chất lượng Prôtêin cao và đã đạt được những kết quả quan trọng

2.1.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô ở Việt Nam

Ngô được đưa vào trồng ở nước ta từ cuối thế kỷ 17 (Ngô Hữu Tình và cs., 1999), đã trở thành cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa nước Song, với nền canh tác quảng canh và chủ yếu dùng giống ngô đá và ngô nếp địa phương, nên năng suất thấp Những năm trước đây do chưa được quan tâm, chú trọng phát triển nên cây ngô chưa phát huy được tiềm năng của nó Theo thống kê năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 đến 1975 chỉ đạt 1,0 tấn/ha, sản lượng 280 nghìn tấn Đến đầu những năm 1980, năng suất cũng chỉ đạt 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400 nghìn tấn, sản xuất ngô ở thời kỳ này phát triển chậm là do sử dụng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ giữa những năm 1980, nhờ sự hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô

cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 1990 Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, do không ngừng mở rộng diện tích trồng giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1961 đến 2014 được thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, của Việt Nam

giai đoạn 1961 – 2014 Năm Diện tích

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Trong giai đoạn 1990 – 2014 sản xuất ngô ở Việt Nam đã có chuyển biến

rõ rệt về diện tích, năng suất, sản lượng Qua bảng 2.2 cho thấy năm 1990, diện tích trồng ngô ở nước ta là 432.000 ha Năm 2014 diện tích đạt 1.177.500 ha.Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua Năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2000 bằng 60% (25/42 tạ/ha); năm 2005 bằng 73% (36/49 tạ/ha) và năm 2013 đã đạt 80,4% (44,4/55,2 tạ/ha) Năm 1990, sản lượng ngô Việt Nam đạt 0,67 triệu tấn, năm 2000 vượt ngưỡng 2 triệu tấn và năm 2014 chúng ta đạt diện tích, năng suất, sản lượng lớn nhất từ trước tới nay: Diện tích là 1.177.500 ha, năng suất 44,1 tạ/ha, sản lượng vượt ngưỡng 5 triệu tấn – 5.191.700 tấn Để đạt được thành quả

đó trong thời gian qua là nhờ những tiến bộ và việc chọn được nguồn nguyên liệu ban đầu phù hợp cho việc tạo dòng thuần là các giống lai ưu tú của chương trình phát triển giống ngô lai ở Việt Nam (Ngô Hữu Tình và Phan Xuân Hào, 2005)

Có thể nói tốc độ phát triển ngô lai ở Việt Nam rất nhanh so với lịch sử phát triển ngô lai thế giới Đây là bước tiến vượt bậc so với một số nước trong vùng, kết quả này đã được CIMMIT và nhiều nước đánh giá cao

Tuy nhiên ngành sản xuất ngô ở nước ta thực sự đã có bước tiến nhảy vọt

là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới Các giống lai không quy ước: LS3, LS5, LS6, LS7, LS8, Nhờ việc sản xuất giống dễ dàng, giá giống rẻ, con lai có năng suất cao và thích ứng rộng, các giống lai không quy ước đã được người trồng ngô chấp nhận và nhanh chóng mở rộng diện tích Đây cũng là bước chuyển tiếp quan trọng từ giống lai không quy ước sang giống lai quy ước Nhờ chính sách đổi mới, sự quan tâm đầu tư đúng mức của nhà nước và sự phát huy nội lực cao độ của người làm công tác chọn tạo giống ngô, chương trình phát triển ngô lai ở Việt Nam đã thu được những kết quả quan trọng Một loạt giống lai có TGST khác nhau được chọn tạo bằng phương pháp truyền thống và đã áp dụng vào tất cả các vùng sinh thái của Việt Nam: Các giống dài ngày như LVN10, HQ2000, T6, LVN98 , các giống trung ngày như: LVN4, LVN12, LVN17, LVN22, VN8960, MB069 , Các giống ngắn ngày: LVN9, LVN20, LVN24, LVN25, LVN99 ngoài ra các giống của các Công ty giống cây trồng nước ngoài cũng được đưa vào trồng ở nước ta góp phần quan trọng trong việc phát triển ngô lai trong thời gian qua

Như vậy để đưa nghề sản xuất ngô ở Việt Nam theo kịp với các nước

trong khu vực và đạt năng suất trung bình của thế giới chúng ta không còn con đường nào khác là không ngừng mở rộng diện tích trồng ngô lai một cách hợp lý

và tăng cường đầu tư thâm canh.“Ngô lai là nguồn động lực mới, một nhân tố mới, một định hướng chiến lược trong chương trình nghiên cứu và phát triển ngô

ở Việt Nam”

Chương trình ngô lai Việt Nam chỉ là khởi đầu mà không có kết thúc bởi

lẽ sản xuất thì luôn đòi hỏi những giống lai có thế hệ mới tốt hơn với năng suất cao, chất lượng tốt để đáp ứng lương thực cho người và thức ăn cho gia súc đảm bảo an ninh lương thực của quốc gia

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đơn bội ngô đã bắt đầu tại Viện Di Truyền Nông nghiệp Việt Nam từ năm 1995 Viện đã xây dựng hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy bao phấn ngô để tạo dòng đồng hợp tử phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần có nhiều triển vọng, phương pháp này cho kết quả khá

ổn định và có hiệu quả, tuy nhiên còn phụ thuộc vào từng giống, Viện Di Truyền Nông nghiệp đã phát triển các phương pháp khác để tạo dòng thuần, như phương pháp nuôi cấy noãn chưa thụ tinh và dùng dòng kích tạo đơn bội (Lê Huy Hàm

và cs., 2005)

2.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ VÀ NHU CẦU NGÔ NẾP Ở PHÚ THỌ

Phú Thọlà một tỉnh nằm ở khu vực Trung du miền núi phía Bắc, khí hậu thời tiết khá phức tạp: mùa mưa tập trung từ tháng 4 đến tháng 10 còn mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau nên vào mùa khô vẫn thường xẩy ra tình trạng thiếu nước Nhìn chung điều kiện tự nhiên còn nhiều khó khăn cho sản xuất nông nghiệp

Mặc dù là một tỉnh có các khu công nghiệp tương đối phát triển nhưng số dân làm nông nghiệp vẫn chiếm tỉ lệ khá cao, tập trung ở các huyện miền núi như: Thanh Sơn, Tân Sơn, Yên Lập, Cẩm Khê… cây trồng chủ yếu là chè, lúa và ngô Theo thống kê thì tỉ lệ các hộ nghèo chiếm tỷ lệ khá cao

Vì vậy chú trọng phát triển nông nghiệp để nâng cao đời sống cho bà con nông dân là việc làm rất cần thiết Đối với trồng trọt, trong những năm gần đây tỉnh cũng đã đẩy mạnh công tác giống, đặc biệt là các giống ngô lai mới và một

số giống ngô nếp có năng suất cao đã được nhân rộng ở các huyện như: Lâm Thao, Phù Ninh, Hạ Hòa Kết quả thu được là diện tích, năng suất và sản lượng ngô của tỉnh đã tăng lên đáng kể

Số liệu về tình hình sản xuất ngô của Phú Thọ được thể hiện trong bảng 2.3 Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô của Phú Thọtừ năm 2005 – 2014

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Hình 2.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Phú Thọ 2005 - 2014

Qua bảng 2.2 cho ta thấy sản xuất ngô ở Phú Thọ cũng đạt được những tiến bộ đáng kể Diện tích năm 2005 đạt 20,3 nghìn ha đến năm 2008 tăng lên đạt 23,1 nghìn ha, tuy nhiên năm 2009 diện tích trồng ngô của Phú Thọ lại giảm xuống còn 16,4 nghìn ha, đến năm 2014 diện tích trồng ngô lại tăng đạt 18,7 nghìn ha Năng suất ngô tăng lên đáng kể năm 2005 năng suất đạt 36,8 tạ/ha,

Diện tích (1000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn)

năm 2014 năng suất đạt 45,8 tạ/ha sau 10 năm năng suất tăng 9 tạ/ha Sản lượng ngô Có thể nói việc sử dụng các giống ngô mới đồng thời với việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học mới đã làm tăng năng suất cây ngô lên đáng kể Về sản lượng ngô của Phú Thọ cũng không ngừng được tăng lên từ 74,8 nghìn tấn (năm 2005) lên 85,6 nghìn tấn (năm 2014) Điều này chứng tỏ cây ngô ở Phú Thọ ngày càng được chú trọng và phát huy tiềm năng vốn có của nó trong sản xuất nông nghiệp, có được những thành tựu này là nhờ áp dụng những tiến bộ mới vào sản xuất, đặc biệt do mở rộng diện tích ngô lai Song Phú Thọ cần giữ vững và phát huy hơn nữa để không ngừng nâng cao năng suất, sản lượng ngô đặc biệt là các huyện miền núi vùng đồng bào dân tộc

Hiện nay ở Phú Thọ nhu cầu sử dụng ngô nếp để ăn tươi ngày càng cao như:Được dùng để làm quà ăn tươi (luộc, nướng), chế biến thành các món ăn được nhiều người ưa chuộng như ngô chiên, snack ngô, xôi ngô, bắp rang Đây cũng là một sản phẩm ăn uống lạnh mạnh nên được người dân sử dụng nhiều Ngoài sản phẩm chính, thân lá cây ngô cũng được sử dụng làm nguồn thức ăn xanh cho gia súc Vì vậy, trong những năm gần đây ngô nếp được chú trọng sản xuất nhiều hơn và sản xuất theo hướng hàng hóa, nhất là trong vụ Đông đã mạng lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân Nên việc đưa các giống ngô nếp mới vào thử nghiệm ở Phú Thọ có ý nghĩa rất lớn đối với từng địa phương nhằm tìm

ra được giống ngô phù hợp với điều kiện khí hậu ở Phú Thọ và mang lại hiệu quả lớn nhất cho người nông dân

2.3 CÁC GIỐNG NGÔ LAI

Trước những năm1990, nước ta chỉ gieo trồng những giống ngô thụ phấn

tự do, các giống ngô lai tuy đã được nghiên cứu nhưng diện tích trong sản 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 tăng từ 0% (1990) lên 75% năm 2004 (Phạm Thị Tài và Trương Đích, 2005) và đạt 95% năm 2009 Ngô lai là thành tựu nông nghiệp quan trọng của loài người trong thế kỷ XX, là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống Ngô lai được chia làm

2 nhóm: Ngô lai không quy ước và ngô lai quy ước

2.3.1 Giống ngô lai không quy ước

Ngô lai không quy ước (Non – conventional Hybrid): Là giống ngô lai trong đó có ít nhất một thành phần bố hoặc mẹ không phải là dòng thuần

Các giống lai không quy ước được chia thành 4 nhóm chính:

- Giống lai giữa giống (Intervarietal Hybrid ): Khả năng lai giữa các giống thường cho năng suất cao hơn từ 15 – 18% so với giống thụ phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng

- Giống lai đỉnh (Topcross hybrids): Là giống lai giữa dòng thuần và giống Các tổ hợp lai đỉnh có khả năng cho năng suất cao hơn 25 – 30% so với giống thụ phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng

- Giống lai giữa các gia đình (Interfamily Hybrid): Là lai giữa hai gia đình rút ra từ một quần thể hoặc hai quẩn thể khác nhau

- Giống lai đỉnh kép (Double topcross Hybrid): Là giống lai giữa một lai đơn với một giống Tổ hợp lai đỉnh kép cho năng suất cao hơn 20 – 30% so với giống thụ phấn tự do có cùng thời gian sinh trưởng

Nói chung giống ngô lai không quy ước đang được mở rộng ở các nước phát triển vì nó cho ƯTL và hiệu quả kinh tế cao nhất Chúng có ưu điểm là có nền di truyền rộng, khả năng chống chịu tốt, năng suất cao hơn các giống thụ phấn tự do, giá thành thấp

2.3.2 Giống ngô lai quy ước

- Giống lai quy ước (Conventional Hybrid): Là giống lai giữa các dòng thuần Dựa vào số dòng thuần tham gia tạo giống, giống lai quy ước được phân thành:

Lai đơn – (AxB) Trong đó A, B là dòng thuần

Lai đơn cải tiến – (A×A’) ×B hoặc (A×A’) ×(B×B’) Trong đó A, B là dòng thuần; A’, B’ là các dòng chị em

Lai ba – (A×B) ×C Trong đó A, B, C là các dòng thuần

Lai ba cải tiến – (A×B) ×(C×C’) với A, B, C, C’ là các dòng thuần; C, C’

là dòng chị em

Lai kép – (A×B) ×(C×D) Trong đó A, B, C, D là các dòng thuần

Các giống ngô lai quy ước cho năng suất cao từ 8 – 14 tấn/ha, độ đồng đều cao, cây sinh trưởng mạnh, có ưu thế lai cao Giống ngô lai quy ước yêu cầu thâm canh cao mới phát huy hết tiềm năng của giống

Gần đây các nghiên cứu phát triển giống ngô của Việt Nam cũng đạt được những thành tựu đáng trân trọng Chỉ trong vòng 10 năm, Viện Nghiên cứu Ngô đã lai tạo được 6 giống ngô lai không quy ước (LS 3, LS 4, LS 5, LS 6, LS 7, LS 8)

và 17 giống ngô lai quy ước chất lượng cao Giống chín sớm có LVN1, LVN-5, LVN20, LVN-25, G-5449 (G49), G5445 (G45) LVN-24, LVN-9, LVN-99, giống chín muộn như LVN-4, LVN-17, LVN-12, P-11, P-60; giống chín muộn có LVN-

10, CPDK-888, QH-2000, LVN-98… có năng suất từ 5 – 12 tấn/ha Những giống ngô này đã được công nhận là giống ngô quốc gia và đưa vào sản xuất đại trà, vì

có nhiều đặc tính ưu việt, như thời gian sinh trưởng đa dạng (sớm, trung bình và muộn) thích hợp với từng loại đất canh tác và các điều kiện đặc thù của từng vùng sinh thái, giá bán chỉ bằng 1/2 - 2/3 giá của các giống ngô nhập ngoại

2.4 NGÔ NẾP, NGUỒN GỐC, PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH

2.4.1 Nguồn gốc

Ngô nếp là một trong những loài phụ chính của loài Zea mays L Hạt ngô nếp nhìn bề ngoài tương tự với ngô đá, nhưng bề mặt bóng hơn Lớp ngoài cùng của mặt cắt nội nhũ không có lớp sừng như ở ngô tẻ, có tính chất quang học giống như lớp sáp Do vậy, ngô nếp còn có tên gọi khác là ngô sáp Ngô nếp là dạng ngô

tẻ do biến đổi tinh bột mà thành Tinh bột của ngô nếp chứa gần như 100% amylopectin, trong khi ngô thường chỉ chứa 75% amylopectin và 25% amyloza Amylopectin là dạng của tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân nhánh dựa trên liên kết α.1-4 và α.1-6, ngược lại amyloza có cấu trúc phân tử gluco không phân nhánh trọng lượng phân tử của chúng từ 1 đến 3 triệu Đặc tính của ngô nếp được quy định bởi đơn gen lặn đó là gen wx Gen wx là gen lấn át gen khác để tạo tinh bột dạng nhỏ (Thompson, 2005) Theo Fergason (1994) ; Garwood and Creech(1972); Hallauer(1994), thì gen wx nằm ở locus 5S- 56 có biểu hiện của gen opaque, do vậy hạt ngô nếp cũng giàu lyzin, triptophan và protein

Có giả thuyết cho rằng, ngô nếp có nguồn gốc ở Đông Nam Á mà Trung Quốc, Miến Điện, Philippin là quê hương đầu tiên của nó Nhưng sau đó người ta thấy rằng đó là kết quả của một đột biến thông thường của các giống ngô răng ngựa biểu hiện gen Wx và gắn liền với các điều kiện trồng trọt không bình thường đột biến thành gen lặn wx, chúng có thể xuất hiện ở các vùng khác nhau của trái đất (Nguyễn Thị Lâm, 1997)

2.4.2 Các loại ngô nếp

Cho tới nay có một đặng trưng ở cây ngô nói chung, nếu dựa vào qúa trình sản xuất hạt giống thì ngô được phân thành 2 kiểu: giống thụ phấn tự do và giống lai Cả hai kiểu giống này hiện đang được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới

Tuy nhiên ở mỗi nước, mỗi giai đoạn khác nhau thì vai trò và ảnh hưởng của hai kiểu giống này khác nhau Hiện nay các nước phát triển chủ yếu sử dụng giống lai (ở Mỹ gần 100% diện tihcs ngô được trồng bằng giống ngô lai), còn các nước đang phát triển thì đồng thời sử dụng cả hai loại với tỷ lệ tùy thuộc vào điều kiện

tự nhiên, tiềm năng kinh tế, khoa học kỹ thuật và trình độ dân trí

2.5 PHÁT TRIỂN DÒNG THUẦN

Nghiên cứu và công bố của George Harrison Shull về phương pháp phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô xuất bản tháng 5 năm 1909 đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn phát triển dòng thuần và thúc đẩy tạo giống ngô ưu thế lai, ông viết trong những năm qua tôi đã mô tả một loạt các thí nghiệm với ngô

Ấn Độ và đi đến kết luận: thông thường một ruộng ngô thế hệ các cá thể nói chung tạo ra từ một sự lai rất phức tạp; sự suy thoái là do kết quả của tự thụ phấn Ông đưa ra phương pháp phát triển dòng thuần trong tạo giống ngô Diện thích năng suất và sản lượng ngô ưu thế lai tăng nhanh sau năm 1908 và 1909, khi George Harrison Shull nhà chọn giống người Mỹ công bố một công trình với tiêu

đề “Sự tổ hợp của một ruộng ngô” Những nghiên cứu của ông đã tạo ra sự khởi đầu khai thác ưu thế lai ở cây trồng, thực sự đay là một bước nhày vĩ đại của di truyền học (Brewbaker, 1998) Nghiên cứu của Shull, 1909 đã chỉ ra rằng những dòng ngô thuần suy giảm năng suất và quần thể lai rất đồng nhất Phương pháp của ông đưa ra đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn của chương trình chọn tạo giống ngô ưu thế lai (Shull, 1909)

Từ năm 1991 đến năm 2011 Trung tâm Cải tiến Ngô và Lúa mì Quốc tế (CIMMYT) đã phát triển một số dòng thuần rất lớn 539 dòng, trong đó thành công nhất là: CML144, CML159, CML161, CML163, CML176, CML197, CML202, CML206, CML216, CML247, CML251, CML254, CML264, CML287, CML311, CML312, CML376, CML387, CML395, CML444 Các dòng có khả năng kết hợp tốt, khă năng chống chịu điều kiện bất thuận, chống bệnh được phát triển thành công

Kyuet al(2010) đã nghiên cứu đa dạng di truyền của 84 dòng thuần ngô nếp của Hàn Quốc sử dụng 50 chỉ thị phân tử SSR Kết quả thu được tổng số 269 allele tại tất cả các lucus và trung bình 5,38 allel/lucus, giá trị đa dạng gen trong phạm vi 0.383 đến 0.923 và 84 dòng thuần ngô nếp phân thành 2 nhóm di truyền, nhóm 1:33 dòng và nhóm 2 là 52 dòng Hầu hết các dòng này không có mối liên

hệ rõ ràng với nguồn, phả hệ và vùng địa lý Phân tích các dòng thuần ngô nếp

thu thập ở Hàn Quốc và Trung Quốc tại 50 locus SSR biểu hiện đa dạng gen cao (0.638) Thông tin thu được từ nghiên cứu rất hữu ích cho chương trình tạo giống ngô nếp lai ở Hàn Quốc (Kyu và et al., 2010)

Jian – donget al (2012) đánh giá nhận biết 157 dòng thuần ngô nhận biết dòng thuần mang gen Wx, wx – D7 và wx – D10 phục vụ chương trình chọn giống ngô nếp lai chất lượng ở Trung Quốc Thông tin đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các dòng thuần ưu tú rất cần thiết đối với một chương trình cải tiến giống ngô

2.6 NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG CỦA NGÔ NẾP

2.6.1 Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng gen ngô đường

Các nhà chọn giống đã cải thiện được chất lượng ngô đường thành công qua chọn tạo các tính trạng có khả năng di truyền cao theo quy luật Menden Những lý thuyết này cũng có thể được áp dụng để cải thiện chất lượng ngô nếp Việc kết hợp tính trạng ngọt vào hạt ngô nếp đã không thành công do ảnh hưởng

ức chế của gen quy định tính ngọt lên gen quy định tính dẻo của ngô nếp Tuy nhiên, có thể kết hợp tính ngọt vào một bắp ngô nếp thế hệ F2 Trong hầu hết các

đề tài chọn giống chỉ một hoặc hai gen quy định tính ngọt được sử dụng và độ ngọt đạt được thấp hơn ngô ngọt thông thường Kết hợp gen su, sh2 và bt vào cá thể ngô nếp lai ngược có thể thu được bắp ngô nếp lai có độ ngọt tăng và cải thiện chất lượng về độ mịn trong một bắp từ đó đa dạng hóa sản phẩm ngô nếp (Creech, 1968; Simila et al.,2009)

Lertrat and Thongnarin (2008) ở trường Đại học Khon Kaen, Thái Lan đã tiến hành thí nghiệm để liên kết những gen trên vào thể nếp lai trở lại Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào một hoặc hai gen đơn quy định độ ngọt được biết đến trước đó Các giống có chứa các gen này có hàm lượng đường khác nhau và cũng khác với giống có chứa them các liên kết thông thường quy định độ ngọt Simila và et al (2009) đã nghiên cứu tính trạng chất lượng thông qua thống kê đặc điểm thế hệ để xác định các gen ảnh hưởng đến hàm lượng đường (sucrose, glucose, fructose và đường tổng số) của hai tổ hợp ngô nếp lai (101su x 101bt và 101su x 216 sh2) Hàm lượng đường trong hạt được xác định ở thời điểm 21 ngày sau thụ phấn Các số liệu được xử lý thống kê sinh hoc để xác định các gen ảnh hưởng Tính trội lặn của các gen ảnh hưởng giải thích hầu hết sự di truyền hàm lượng đường, đường tổng số ở tất cả các tổ hợp lai Gen có ảnh hưởng trội không hoàn toàn cho biết hàm lượng đường ở con lai

F1 không cao như bố mẹ chúng Gen có ảnh hưởng cộng luôn liên kết với gen quy định độ ngọt Kết quả cho thấy, lai ngược hoặc lai 3 là sự lựa chọn tốt nhất

để cải thiện độ ngọt cho ngô nếp và sử dụng các gen liên kết cho kết quả tốt hơn các gen đơn Đây là những thông tin rất hữu ích đối với chương trình chọn tạo giống nhằm cải thiện độ ngọt của ngô nếp

2.6.2 Cải thiện chất lượng ngô nếp bằng cách tăng hàm lượng protein

Có một số phương pháp được đưa ra để cải thiện chất lượng protein ngô nếp Nghiên cứu cải tạo chất lượng protein ngô nếp bằng dòng kích tạo đơn bội

và sử dụng chỉ thị phân tử để kiểm tra sự có mặt của gen Ngô chất lượng protein cao (QPM) cận nhiệt đới và á nhiệt đới được lai với ngô nếp địa phương Các tổ hợp lai được tạo ra mà mang đặc điểm của cả bố và mẹ chứa đồng thời 2 gen wx

và o2 sẽ được dung làm vật liệu để lai với dòng kích tạo đơn bội để tạo hạt đơn bội (hạt đơn bội đạt từ 9,6 – 13,3%) Sau đó xử lý colchicines ở giai đoạn mầm non để tạo dòng đơn bội kép Mặc dù những dòng đơn bội kép này có thời gian phun râu kéo dài và tỷ lệ tái sinh thấp (<30%) so với dòng đơn bội, nhưng đây cũng là một nghiên cứu cho thấy khả năng áp dụng kỹ thuật này đối với tổ hợp lai nếp cận nhiệt đới và á nhiệt đới vào việc cải tạo dòng thuần chọn tạo giống (Nguyễn Thị Tuyến, 2016)

Stam et al (2014) báo cáo cho rằng những dân tộc ít người ở Đông Nam

Á sử dụng ngô nếp làm lương thực hàng ngày, nhưng trong ngô nếp thiếu một số amino axit cần thiết Gần đây, nghiên cứu phối hợp các alen lặn wx và opaque2

để tăng gấp đôi chất lượng trong hạt ngô (w/o, amylopectin, protein cao), sự kết hợp này cần thực hiện lai chuyển gen vào nguồn vật liệu di truyền ngô nếp địa phương của dân tộc ít người Các tác giả sử dụng hai dòng w/o có nền di truyền của Trung Quốc và Thái Lan lai với hai giống ngô nếp địa phương Việt Nam, hai giống địa phương của dân tộc ít người có chất lượng ăn uống tốt ký hiệu là WVN

3 và WVN 10 Thu hoạch và phân tích lại thời gian thu hoạch cho ăn tươi và giai đoạn chín sữa các con cái F2 của w/o WVN 3 đồng đều bắp đã bóc lá bi như với ngô nếp lai thương mại và 40% của 10 con cái F2 với giống WVN 10 Trong tổ hợp lai WVN 3 và F2 lại trở lại với WVN3, tất cả bắp đã bóc lá bi w/o đồng đều

về chất lượng ăn uống và hàm lượng protein; nhưng năng suất bắp và hàm lượng tryptophan cao nhất ở tổ hợp lai đỉnh Các tác giả cho rằng nguồn vật liệu di truyền chất lượng cao hiện có như là một nguồn QPM của dân tộc ít người Tổ hợp lai nguồn dòng w/o hướng đến cân bằng chất lượng protein khi lai với giống

địa phương, nhưng các tổ hợp lai năng suất cao chỉ ra rằng đây là nguồn tiềm năng cho tạo giống ngô lai QPM thương mại ở Đông Nam Á (Nguyễn Thị Tuyến, 2016)

2.6.3 Cải thiện tính trạng vỏ mỏng để nâng cao chất lượng ngô nếp

Vỏ mỏng là mục tiêu chọn lọc cải tiến hạt mềm ở ngô đường (Ito and Brewbaker, 1981), khả năng nổ lớn hơn đối với ngô nổ, và tỷ lệ hạt khô Vì thế

vỏ mỏng cũng là mục tiêu chủ yếu chọn cải tiến ngô nếp ăn tươi mềm hơn Trên

cơ sở những nghiên cứu ở ngô đường lai và xác định độ dày vỏ ở ngô nếp lai trong nghiên cứu này đề xuất độ dày vỏ thích hợp cho tiêu dung ngô nếp ăn tươi

từ xấp xỉ 35µm đến 60µm Thành phần chính là chất xơ ngô, không lên men trong sản xuất ethanol truyền thống Vì vậy, hiểu biết về mối quan hệ di truyền

độ dày vỏ giữa các vùng khác nhau của hạt và đánh giá di truyền độ dày vỏ có thể giúp chương trình chọn lọc ngô nếp vỏ mỏng thiết kế để tăng hiệu xuất ethanol Độ dày vỏ biến động rất lớn từ 35µm ở ngô đường mềm đến 200µm ở ngô răng ngựa Corn Belt Có hạt hay đổi hình thái góp vào phương sai độ dày vỏ là: số lớp tế bào vỏ, độ dày khác nhau của vỏ hai mặt hạt và độ dày vách tế bào

vỏ (Ito and Brewbaker,1991)

Ngô nếp ăn tươi phổ biến ở các nước Châu Á, trong đó có Việt Nam Chọn lọc vỏ hạt mỏng để nâng cao độ mềm trong chọn tạo giống ngô nếp ăn tươi đang được các nhà tạo giống quan tâm Nghiên cứu đã đánh giá 48 dòng, giống ngô nếp địa phương để nhận biết nguồn vật liệu di truyền có tính trạng vỏ hạt mỏng phục

vụ chọn tạo giống ngô nếp chất lượng cao Thí nghiệm đồng ruộng thực hiện trong

vụ thu đông năm 2012 tại Gia Lâm, Hà Nội với 2 lần lặp lại đã xác định 48 dòng, giống có các đặc điểm nông sinh học như thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, màu sắc hạt và các đặc điểm khác phù hợp với chọn tạo giống ngô nếp Độ dày vỏ hạt của 48 dòng giống được đo bằng vi trắc kế và đã xác định được các dòng, giống có độ dày vỏ hạt biến động từ 51 đến 118 μm, trong đó có 6 dòng, giống có

độ dày vỏ hạt phù hợp theo nghiên cứu của Eunsou Choe 2010 là D27, D14, D22, D34, D35 và D36, trong đó D27 độ dày vỏ hạt là 51,6 μm Sử dụng marker phân

tử SSR nhận biết được 28 mẫu có chứa QTL điều khiển tính trạng vỏ hạt mỏng Trên cơ sở đánh giá kiểu hình và marker phân tử, đã chọn ra được 6 dòng, giống

ưu tú nhất là D14, D22, D27, D47, D36 và D44 có đặc điểm nông sinh học và vỏ hạt mỏng phù hợp để khuyến cáo cho chương trình chọn tạo giống ngô nếp ăn tươi chất lượng cao ở Việt Nam (Trần Thị Thanh Hà và cs., 2013)

2.6.4 Màu sắc hạt ảnh hưởng đến chất lượng của ngô nếp

Các tác giả đầu tư nghiên cứu cơ bản về các chất carotenoids, anthocyanins, phenolics, và chất khàng oxy hóa antioxidant của 3 dạng ngô nếp

có màu hạt khác nhau (trắng, vàng và đen) trong thời gian chín, cũng như ngô vàng thường làm đối chứng Kết quả cho thầy ngô nếp đen có chất lượng anthocyanis, phenolics và chất khàng oxy hoa antioxidant cao nhất, ngô nếp vàng liên quan đến số lượng carotenoids lớn nhất, ngô trắng có hàm lượng carotenoids, anthocyanins, phenolics và chất kháng oxy hóa thấp nhất Để mỗi loại ngô có hàm lượng carotenoids cao hơn nên tìm ở giai đoạn M2 (không có sai khác lớn giữa giai đoạn M1 và M2 ở ngô vàng) Hàm lượng anthocyanin và phenolics giảm ở ngô trắng và ngô vàng, trái ngược với ngô nếp đen trong thời gian chín Hàm lượng chất kháng oxy hoa antioxidant xác định bằng máy quét Scavenging 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), máy giảm năng lượng oxy hóa sắt (the ferric reducing antioxidant power (FRAP), và máy Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) đánh giá tăng lên với quá trình chín, nhưng không nhận biết sự sai khác giữa M2 và các giai đoạn chín của ngô vàng và ngô nếp đen Ngô trắng DPPH đầu tiên tăng sau đó giảm, trong khi xác định antioxidant bằng TEAC FRAP giảm trong quá trình chín Sự khác nhau của các thông số chỉ ra rằng các dạng ngô và thời gian thu hoạch ảnh hưởng có ý nghĩa đến đặc tính chức năng của ngô nếp (Qing – ping and Jian – guo, 2011)

Nghiên cứu đặc tính oxy hóa và chống ung thư của anthocyanin được thực hiện chủ yếu ở ngô nếp thường, tạo ra sự thu hút của thị trường thực phẩm dinh dưỡng và thực phẩm chức năng Các hạt và lõi ngô tía được sử dụng chế biến chất kháng oxy hóa và phẩm màu tuyệt vời Vì vậy chọn tạo giống ngô nếp có hàm lượng anthocyanin vô cùng quan trọng Năng suất cao vẫn là mục tiêu cơ bản của hầu hết các chương trình tạo giống ngô Kháng côn trùng, cứng cây, đồng đều, chất lượng hạt và chín sớm cũng là mục tiêu cơ bản của chương trình chọn tạo giống ngô nếp Ngày nay hầu hết các giống ngô là giống lai, nhưng những giống ngô nếp ở châu Á vẫn là giống thụ phấn tự do (OPVs) Do vậy chọn lọc cải tiến giống thụ phấn tự do là một tiền năng lớn như là nguồn vật liệu di truyền cho phát triển giống lai Giống OPVs có năng suất cao hoặc thích nghi tốt.(Nguyễn Thị Tuyến, 2016)

Nghiên cứu đánh giá và chọn lọc các dòng ngô nếp tím tự phối đời S3 đến S6 tốt nhất có năng suất hạt, năng suất bắp tươi thương phẩm, hàm lượng anthocyanin cao, chất lượng ăn uống tốt và đặc điểm nông sinh học phù hợp

Những dòng nghiên cứu phát triển từ nguồn gen trong nước và nhập nội Số liệu kiểu hình thu thập trong thí nghiệm đồng ruộng gồm các đặc điểm sinh trưởng phát triển, năng suất, yếu tố cấu thành năng suất, năng suất bắp tươi thương phẩm Phân tích hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai, độ dày vỏ hạt đo bằng vi trắc kế, hàm lượng đường bằng máy đo độ brix, đánh giá chất lượng ăn uống độ mềm, độ đậm bằng thử nếm Chọn lọc dòng ưu tú dựa trên chỉ

số chọn lọc mô hình cây lý tưởng với 12 tính trạng Kết quả đã chọn được 18 dòng ưu tú nhất cho nghiên cứu tiếp theo Các dòng này có hàm lượng anthocyanin cao từ 22,4 đến 260,10 µg/L, năng suất hạt từ 2,0 đến 3,5 t/ha và năng suất bắp tươi thương phẩm từ 3,8 đến 6,4 t/ha, chất lượng ăn uống tốt và đặc điểm nông sinh học phù hợp để tiếp tục tự phối phát triển dòng thuần cho tạo giống ngô nếp tím ưu thế lai Nghiên cứu cũng cung cấp thông tin đầu tiên về hàm lượng anthocyanin trong nguồn gen ngô nếp tím ở Việt Nam (Pham Quang Tuan và cs., 2016)

2.7 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ NẾP TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

2.7.1 Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp trên thế giới

Ngô nếp được trồng nhiều nhất ở Mỹ, nhưng phần lớn diện tích được trồng ở miền trung Illinois và Indian, phía bắc của Iowa, phía nam của Minnesota

và Nebraska (US Grains Council, 2001) Ở bang Ohio việc chọn lọc giống lai của những dạng ngô đặc biệt rất phức tạp vì thiếu những dạng ngô làm đối chứng Cả 2 dạng giống lai có hàm lượng lizin cao và ngô nếp đã được đưa ra những năm qua nhưng không có số liệu về amyloza cao và dầu cao Tiềm năng năng suất hạt của những giống lai đặc biệt này nhìn chung là thấp hơn so với ngô

tẻ Những giống nếp lai mới đã được báo cáo là có khả năng cạnh tranh hơn với giống răng ngựa về năng suất

Theo thông tin từ hội nghị ngô châu Á lần thứ 9 tại Bắc Kinh – T9/2005, Trung Quốc đã tạo ra khá nhiều giống ngô nếp lai cho năng suất cao và chất lượng tốt Ví dụ: Giống nếp lai đơn màu trắng JYF 101, cho năng suất trung bình

150 tạ bắp tươi/ha; giống nếp lai đơn màu tím Jingkenou 218, năng suất khoảng

120 tạ bắp tươi/ha; giống ngô nếp trắng Jingkenou 2000 năng suất trung bình trên

130 tạ bắp tươi/ha; giống ngô nếp lai đơn tím trắng Jingtianzihuanuo và giống ngô nếp trắng lai đơn Yahejin 2006, cho năng suất tới 200 tạ bắp tươi/ha (Beijing Maize Reseach Center, 2005)

Ngô nếp được sử dụng làm lương thực và thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm Khi nấu chín có độ dẻo, mùi vị thơm ngon Nó có giá trị dinh dưỡng cao, bởi tinh bột của nó có cấu trúc đặc biệt, dễ hấp thụ hơn so với tinh bột của ngô tẻ

Có khá nhiều báo cáo về những kết quả đạt được trong chăn nuôi cho cả động vật thường và động vật nhai lại (Fergason, 1994) Một số thử nghiệm ở Mỹ đã chỉ ra rằng, bò đực non lớn nhanh hơn khi được nuôi bằng ngô nếp (US.Grains Council) Một trong những nguyên nhân dẫn đến hiệu quả trên là do trong ngô nếp có hàm lượng các axitamin không thay thế như lyzin và triptophan cao (Grawood, 197; Brewbaker, 1998)

Ngô nếp được dùng vào các mục đích khác nhau: ăn tươi, đóng hộp, chế biến tinh bột Nhìn chung, có 2 cách sử dụng chính: Làm thực phẩm và chế biến tinh bột Ở Mỹ và các nước phát triển, phần lớn sản lượng ngô nếp được dùng để chế biến tinh bột Người ta chế biến tinh bột ngô nếp bằng cách xay ướt để dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, keo dán, chất hồ dính, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, lên men sản xuất cồn và chuyển thành đường Fructo, chế sirô Tinh bột ngô nếp còn được sử dụng như một dạng sữa ngô làm đồ gia vị cho món salad Phạm vi sử dụng tinh bột ngô nếp ngày một phát triển, nhờ những tính chất đặc biệt của nó (Brewbaker, 1998)

Tại Hội thảo làm vườn quốc tế lần thứ 27 năm 2006, các nhà khoa học Lertrat, Thongnarin đã công bố một phương pháp tiếp cận mới cải thiện chất lượng ăn uống của các giống ngô nếp địa phương Theo kktacs giả ngô nếp Waxy hoặc glutinous corn (Zea mays L Var Ceratina), là một đột biến từ ngô rau đã tìm thấy ở Trung Quốc năm 1909, nó được sản xuất thương mại ở Thái Lan và nhiều nước khác ở Châu Á Các giống ngô nếp địa phương thụ phấn tự do rất nhiều loại khác nhau về độ lớn bắp, dạng bắp, màu sắc hạt và chất lượng ăn uống Chính vì thế có thể phát triển giống ngô ưu thế lai với chất lượng tốt Một chương trình chọn giống ngô nếp ưu thế lai đã được phát triển nhằm tạo ra giống ngô nếp ưu thế lai có chất lượng tốt như chất lượng ăn uống, màu sắc hạt, kích thước bắp tại Trung tâm tạo giống cây trồng cho phat triển nông nghiệp bền vững

từ năm 2001 Các giống ngô nếp địa phương của Thái Lan và Trung Quốc cùng các giống ngô siêu ngọt của Thái Lan và Mỹ đã được sử dụng để phát triển quần thể Đã tạo dòng tự phối và khả năng kết hợp nhằm tạo giống ngô lai đơn Hai tổ hợp ngô nếp lai đơn hạt trắng và hạt hai màu đã phát triển thành giống Đây là hai giống ngô nếp lai đầu tên của kiểu glutinous corn có 75% là ngô nếp và 25%

là ngô siêu ngọt có chất lượng ăn uống tuyệt vời Các giống lai này được đua vào thương mại năm 2007

Một giống ngô nếp lai đơn là Heukjinjuchal là giống ngô nếp có màu đen (Zea mays L.) được nhóm các nhà tạo giống tại NICS chọn tạo thành công 2008 Heukjinjuchal chọn tạo bằng lai giữa 2 dòng thuần KBW24 làm mẹ và KBW2 là

bố Chiều dài bắp và đường kính bắp của Heukjinjuchal là 16,0 cm và 4,4 cm, Tỷ

lệ kết hạt trên chiều dài bắp 89%, tương đương với giống đối chứng Chalok1 Giống kháng bệnh đốm lá và chống chịu để tốt Năng suất bắp tươi tương đương đối chứng Chalok1 trong thí nghiệm vùng qua ba năm Sản xuất hạt lai F1 của giống này dễ dàng vì trùng giữa tung phấn và phun râu của bố mẹ tốt Giống phù hợp phổ biến ra sản xuất ở Hàn Quốc (Tae-wook vàet al., 2009)

2.7.2 Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô nếp ở Việt Nam

Theo các nghiên cứu phân loại ngô địa phương ở Việt Nam từ những năm

1960 cho thấy, ngô Việt Nam tập trung chủ yếu vào 2 loại phụ chính là đá rắn và nếp (Ngô Hữu Tình, 1997) Ngô nếp được phân bố ở khắp các vùng, miền trong cả nước, với nhiều dạng mày hạt khác nhau: Trắng, vàng, tím, nâu, đỏ Hiện nay ở Viện nghiên cứu Ngô, đã thu thập và lưu giữ 148 mẫu ngô nếp địa phương, trong

đó có: 111 nguồn nếp trắng, 15 nguồn nếp vàng và 22 nguồn nếp tím, nâu đỏ Diện tích trồng ngô nếp không ngừng tăng nhanh trong thời gian qua, đặc biệt là ở vùng đồng bằng ven đô thị Nguyên nhân chính trước hết do các giống ngô nếp đáp ứng được nhu cầu luân canh tăng vụ trong cơ cấu nông nghiệp hiện nay, nhưng quan trọng hơn là do nhu cầu của xã hội ngày một tăng đối với sản phẩm này

Các tác giả Nguyễn Thị Lâm và Trần Hồng Uy (1997), đã tiến hành phân loài phụ cho 72 giống ngô nếp địa phương Trong số 72 mẫu giống mà các tác giả nghiên cứu thuộc về 3 biến chủng: nếp trắng 48 mẫu, nếp vàng 8 mẫu, nếp tím 16 mẫu Kết quả cho thấy, biến chủng nếp tím có thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và số lá lớn hơn cả Tác giả Ngô Hữu Tình và Nguyễn Thị Lưu đã chọn tạo thành công giống ngô nếp trắng tổng hợp, được công nhận giống quốc gia năm 1989 Từ vốn gen gồm một tổng hợp các dòng thuần nếp trắng (làm nền) được bổ sung thêm 12 nguồn gen của các giống nếp địa phương và chọn lọc bằng phương pháp bắp trên hàng cải tiến Kết quả việc đưa thêm nguyên liệu mới vào nguồn nền nhằm làm tăng độ thích ứng nhưng không làm giảm năng suất của vốn gen Nếp Tổng hợp là giống nếp ngắn ngày,

có thời gian sinh trưởng vụ Xuân 110 - 120 ngày, vụ Hè Thu 95 - 100 ngày, Đông 105 - 115 ngày, năng suất trung bình 25 - 30 tạ/ha, có khả năng thích ứng rộng, được trồng khá phổ biến ở miền Bắc

Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam dùng phương pháp chọn lọc chu kỳ từ tổ hợp lai giữa giống ngô nếp tổng hợp Glut - 22 và Glut - 41 nhập nội từ Philippin để tạo ra giống nếp trắng S-2 Đây là giống nếp ngắn ngày, vụ Xuân 90 - 95 ngày, vụ Hè Thu 80 - 90 ngày, vụ Đông 95 - 100 ngày, năng suất trung bình 20 - 25 tạ/ha, được công nhận năm 1989 (Ngô Hữu Tình, 2003)

Từ các giống ngô nếp trắng ngắn ngày, năng suất khá, chất lượng tốt, có nguồn gốc khác nhau: Nếp Tây Ninh, Nếp Quảng Nam – Đà Nẵng, nếp Thanh Sơn, Phú Thọ và nếp S-2 từ Philippin, Phan Xuân Hào và cộng sự đã chọn tạo thành công giống ngô nếp trắng VN2 và được công nhận giống quốc gia năm

1997 Đây là giống nếp trắng ngắn ngày, có thời gian sinh trưởng vụ Xuân 100 -

105 ngày, vụ Hè 80 - 85 ngày Năng suất bình quân 30 tạ/ha, thâm canh tốt có thể đạt 40tạ/ha Ngô nếp VN2 cũng là giống có chất lượng dinh dưỡng cao Qua phân tích 43 giống ngô, trong đó có 24 giống ngô nếp tại Viện Công nghệ sau thu hoạch cho thấy, VN2 có hàm lượng protein rất cao, trên 10%, đặc biệt là hàm lượng lyzin đến 4,86%, chỉ đứng sau 2 giống opaque là sữa Dĩ An và sữa Phát Ngân (Phan xuân Hào và cs., 1997) VN2 là một trong những giống có khả năng thích ứng rộng, trồng được nhiều vùng trong cả nước (Phạm Đồng Quảng, 2000 – 2003)

Phạm Thị Rịnh và cs (2004) ở Phòng nghiên cứu Ngô Viện KHKTNN miền Nam đã tạo được giống ngô nếp dạng nù TPTD cải tiến N-1 từ 2 quần thể ngô nếp nù địa phương ở Đồng Nai và An Giang, bằng phương pháp chọn lọc bắp trên hàng cải tiến N-1 đã được công nhận giống quốc gia năm 2004 Đây là giống ngô nếp ngắn ngày, ở phía Nam từ gieo đến thu bắp tươi là 60 đến 65 ngày còn thu hạt khô là 83 - 85 ngày N-1 có tiềm năng năng suất khá cao 40 – 50 tạ hạt khô/ha Cùng với giống N-1, hiện nay các giống nếp dạng nù đang được trồng phổ biến không chỉ ở các tỉnh phía Nam mà cả ở các tỉnh phía Bắc (Phạm Đồng Quảng và cs., 2005)

Thời gian gần đây, các nhà tạo giống Việt Nam đã bắt đầu chuyển sang hướng tạo giống nếp lai và đã tạo được một vài giống nếp lai không quy ước có triển vọng như các giống lai MX2, MX4 của Công ty cổ phần giống cây trồng Miền Nam Giống MX2 do nhóm lỹ sư chọn lọc giữa hai giống ngô nếp địa

phương, MX2 được công nhận là giống quốc gia năm 2005 Giống MX4 được tạo ra từ tổ hợp lai SNC07 x SN1, trong đó SNC07 và SN1 là các giống nếp thụ phấn tự do đá được chọn lọc Bạch ngọc của công ty Lương Nông Từ vài năm nay, một số giống ngô nếp lai quy ước từ các công ty giống nước ngoài đã được trồng ở Việt Nam, chủ yếu là các tỉnh phía nam Nguồn giống nếp này phần lớn

là các giống lai từ Đài Loan, Thái Lan thông qua một số công ty giống như Nông Hữu, Thần Nông, Lương Nông, Trang Nông, Long Hoàng Gia, An Điền

Theo Phan Xuân Hào và Nguyễn Thị Nhài (2007) Từ nguồn nguyên liệu ban đầu đa dạng và phong phú về nguồn gốc địa lý và nguồn di truyền đã chọn được một số dòng nếp có triển vọng, có độ thuần khá cao, khả năng kết hợp cao

và có đặc điểm nông sinh học tốt, đa dạng về di truyền, phân thành nhiều nhóm

ưu thế lai Đã xác định được các dòng nếp có khả năng kết hợp chung cao là NH6, NH5, NH2, HN8 và NH9 Xác định 6 tổ hợp lai cho năng suất hạt khô trên

60 tạ/ha, bắp tươi trên 30 tạ/ha, trong đó có tổ hợp lai HN6 x HN8 (NL2) và HN1

x HN6 (NL1) đang được sản xuất giống để đưa ra thử nghiệm rộng

Dựa trên các đặc điểm nông sinh học và năng suất của 64 nguồn vật liệu ngô nếp có nguồn gốc từ các vùng địa lý khác nhau (miền Bắc Việt Nam, Lào) từ năm 2005 – 2008, 22 nguồn vật liệu ưu tú được tuyển chọn để đánh giá đa dạng

di truyền nhóm ưu thế lại phục vụ cho công tác tác chọn giống Kết quả phân tích

đa dạng di truyền phân nhóm ưu thế lai thấy, ở hệ số tương đồng di truyền là 0,38, các nguồn vật liệu ngô nếp chia thành 6 nhóm chính: Nhóm I chỉ có nguồn vật liệu duy nhất là W10; nhóm II chỉ có nguồn vật liệu là W16; nhóm III gồm 8nguồn vật liệu: W3, W5, W22, W21, W8, W9, W12, W18; nhóm IV gồm 4 vật liệu: W2, W15, W20, W17; nhóm V gồm 5 nguồn vật liệu: W4, W6, W7, W11, W13; nhóm VI gồm 3 nguồn vật liệu: W1, W14, W19 Kết quả đánh giá các tổ hợp lai đã kết luận được các cặp lai W1 x W16, W1 x W9, W1 x W2 có đặc điểm hình thái đẹp, năng suất, chất lượng cao Tổ hợp lai W1 x W16 có năng suất cao nhất đạt 53,33 tạ/ha, cao hơn so với đối chứng MX4 và tổ hợp lai W1 x W9 (41,0 tạ/ha), W1 x W2 (39,1 tạ/ha) có năng suất tương đương với đối chứng (41,9 tạ/ha) (Nguyễn Thế Hùng và cs., 2010)

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô nếp lai: Gồm các dòng được tạo ra từ 32 nguồn nếp địa phương và 22 giống nếp nhập nội từ Thái Lan, Trung Quốc, Lào

Đã tạo mới 30 nguồn dòng S3 - S4, 15 nguồn tái tạo, duy trì 46 nguồn dòng ≥ S6

và lai tạo được 800 tổ hợp lai Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử

với 23 mồi SSR cho thấy 25 dòng thuần được tạo ra từ các nguồn vật liệu khác nhau có sự khác biệt di truyền khá lớn 3 Kết quả đã khảo sát 968 tổ hợp lai, đã chọn được các tổ hợp lai triển vọng là:  HN40, HN36  HN31, HN35.2

HN35.1 HN33 HN34, HN35 Nếp lai số 1 được công nhận cho sản xuất thử tháng 6 năm 2009 và đã thí nghiệm DUS, kết quả có tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định cao Đã thí nghiệm cơ bản qua 3 vụ giống ngô Nếp lai số 5

và Nếp lai số 9 tại các tỉnh phía Bắc Kết quả qua 3 vụ thí nghiệm Nếp lai số 5 và Nếp lai số 9 có nhiều ưu điểm nổi trội; thời gian sinh trưởng ngắn, độ đồng đều cao, cây sinh trưởng phát triển khoẻ, năng suất cao, chất lượng ăn tươi ngon và

đã được công nhận sản xuất thử tháng 5/2012 và được chuyển nhượng bản quyền sản xuất và kinh doanh tháng 11/2012 Kết quả phân tích chất lượng: Dòng và giống ngô Nếp lai số 5 có hàm lượng amylopectin cao (95,70 - 98,50%), đạt tiêu chuẩn theo kế hoạch đề ra (amylopectin > 95%) Đã xây dựng 3 mô hình trình diễn các giống Nếp lai số 1, Nếp lai số 5 và Nếp lai số 9 Kết quả mô hình đạt chất lượng, Nếp lai số 5 và Nếp lai số 9 tại các điểm được đánh giá cao và đề nghị cho mở rộng diện tích Đã tạo được 2 giống ngô nếp lai triển vọng NL5 và NL9 (Nguyễn Thị Nhài, 2012)

Chọn tạo và phát triển các giống ngô mới có năng suất cao, chất lượng tốt

bổ sung thêm các đặc tính chống chịu hạn, chịu lạnh và kháng bệnh sẽ làm tăng tính ổn định của giống trước sự biến đổi bất lợi của thời tiết khí hậu Đánh giá và chọn lọc một số vật liệu di truyền ngô nếp là nghiên cứu cơ bản trong công tác chọn tạo giống ngô nếp chịu hạn ưu thế lai Tiến hành bốn thí nghiệm trong vụ Thu Đông 2013 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng: 1) đánh giá 15 tổ hợp lai và 6 dòng bố mẹ có nguồn gốc địa phương trong chậu vại ở giai đoạn cây con; 2 và 3) đánh giá các vật liệu ngô nếp trong điều kiện hạn và có tưới; 4) sử dụng chỉ thị phân tử SSR xác định các QTL kiểm soát năng suất dưới điều kiện hạn và chỉ số chịu hạn trên 15 tổ hợp lai cùng 6 dòng bố mẹ tự phối của chúng Kết quả đánh giá trong nhà có mái che và trên đồng ruộng đã 3 dòng tự phối và 7

tổ hợp lai có khả năng chịu hạn khá là: dòng D4, D5, D6, THL4, THL6, THL7, THL9, THL10, THL14, THL15 Sử dụng chỉ thị phân tử SSR với ba mồi (umc1862, umc2359 và nc133) đã xác định các QTL kiểm soát tính trạng Ys và TOL cùng xuất hiện trên hầu hết các vật liệu phân tích Như vậy, kết quả thí nghiệm đã xác định và chọn được 7 tổ hợp lai và 3 dòng tự phối có khả năng chịu hạn tốt nhất: THL4, THL6, THL7, THL9, THL10, THL14, THL15, dòng D4,

D5, D6 Từ khóa: Chịu hạn, dòng tự phối, ngô nếp, tổ hợp lai, QTL (Dương Thị Loan và cs., 2013)

Tháng 12/2013 giống ngô nếp lai HN90 (Công Ty cổ phần giống cây trồng trung ương) được công nhận sản xuất thử tại Miền Bắc với những ưu điểm nổi bật như: hình dạng cây đẹp, chống đổ tốt, bắp to và dài, năng suất bắp tươi khá ổn định từ 90-100tạ/ha Cũng trong tháng 12/2013, giống ngô nếp lai SSC828 (Công Ty cổ phần giống cây trồng Miền Nam) được công nhận sản xuất thử tại các tỉnh Nam Bộ và phía Bắc (Trung tâm thí nghiệm giống, sản phẩm cây trồng quốc gia, 2014)

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện tại xã Sơn Vy,huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ 3.1.3 Thời gian nghiên cứu

- Vụ Xuân năm 2016: Gieo đầu tháng 3, thu hoạch đầu tháng 6

- Vụ Đông năm 2016: Gieo giữa tháng 9, thu hoạch giữa tháng 12

3.2 VẬT LIỆU NGHIỆN CỨU

Thí nghiệm được tiến hành với 10 THL do phòng nghiên cứu và phát triển công nghệ cây trồng Học viện Nông Nghiệp Việt Nam và 02 giống đối chứng là HN88 của công ty CP Giống cây trồng trung ương, giống ngô nếp tím Fancy 111 của Cty Advanta Việt Nam

Bảng 3.1 Nguồn gốc các THL và giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và vụ Đông

tại Lâm Thao, Phú Thọ năm 2016

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các THL

2 Đánh giá khả năng chống chịu sâu, bệnh hại của các THL

3 Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL

4 Đánh giá chất lượng của các THL

5 Hiệu quả kinh tế

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Quy trình và kỹ thuật áp dụng : Theo quy trình của Viện nghiên cứu ngô Trung ương

- Loại đất thí nhiệm: Đất phù sa sông Hồng

- Khoảng cách trồng: 70 x25 cm, mật độ 57.000 cây/ha;

- Phân bón: Áp dụng theo quy trình bón phân hàng năm của địa phương + Phân chuồng: 5-10 tấn/ha

+ Phân vô cơ: 120N : 60P2O5 : 60K2O

Tương đương với lượng phân: Đạm ure: 260,8 kg/ha

Supe lân: 351.33/ha

Kaliclorua: 100kg/ ha

Lần 2: Bón với lượng là 1/3 N+1/2 K2O và bón khi cây có 7 -> 9

lá, kết hợp vun cao thành luống

Lần 3: Bón trước trỗ 10 -> 15 ngày (lúc ngô xoáy nõn), bón nốt lượng còn lại

- Chăm sóc lần 1 khi cây có 3-5 lá (bón phân, xới cỏ, vun nhẹ gốc); lần 2 khi cây có 7-9 lá (bón thúc lần 2, vun cao chống đổ), đảm bảo đủ ẩm cho cây ngô nhất là vào thời kỳ trước trỗ; đồng thời tiêu nước sau mưa, không để bị úng 3.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi

3.4.3.1 Thời gian sinh trưởng

- Thời gian từ gieo đến trỗ cờ: khi có trên 50% số cây/ô có bông cờ thoát khỏi bẹ lá trên cùng

- Thời gian từ gieo đến tung phấn: khi có 50% số cây/ô có hoa nở được 1/3 trục chính

- Thời gian từ gieo đến phun râu: ngày có  50% số cây/ô có râu nhú dài

từ 2-3cm

- Thời gian từ gieo đến thu hoạch bắp tươi: Sau phun râu 18-20 ngày, lấy

10 bắp/ô, luộc và đánh giá

- Thời gian từ gieo đến chín hoàn toàn, ngày có  70% cây có lá bi khô hoặc chân hạt có chấm đen

3.4.3.2 Đặc điểm nông sinh học

- Chiều cao cây cuối cùng: Đo từ gốc sát mặt đất đến đỉnh bông cờ của 10 cây/ô vào giai đoạn chín sữa

- Chiều cao đóng bắp: Đo từ gốc sát mặt đất đến mắt đóng bắp trên cùng (bắp thứ nhất) của 10 cây/ô vào giai đoạn chín sữa

- Số lá/cây: đếm tổng số lá trong thời gian sinh trưởng, để xác định chính xác đánh dấu các lá 3, 6, 10, của 10 cây/ô

- Đường kính thân: Đo ở lóng thứ 2 tình từ mặt đất

- Màu sắc thân, lá, cờ, bắp, lõi, hạt

3.4.3.3 Diện tích lá và chỉ số diện tích lá

- Đo diện tích lá và chỉ số diện tích lá thời kỳ 7-9 lá, thời kỳ xoắn nõn và thời kỳ chín sữa Tiến hành đo chiều dài (từ gốc lá đến chóp lá) và chiều rộng (chỗ rộng nhất của lá) của tất cả các lá còn xanh trên cây

- Diện tích lá (m2) = Dài lá x Rộng lá x 0,75

- Chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) = Diện tích lá 1 cây x số cây/m2

3.4.3.4 Khả năng chống chịu sâu, bệnh và chống đổ

- Sâu đục thân:Đếm số cây bị sâu đục thân dưới bắp (đếm số lỗ đục trên thân cây) vào thời kỳ trước và sau trỗ cờ (chủ yếu là sau trỗ) cho điểm

+ Điểm 1: < 5% số cây, số bắp bị sâu

+ Điểm 2: 5-<15% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 3: 15-<25% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 4: 25-<35% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 5: 35-<50% số cây, bắp bị sâu

- Rệp cờ: Đếm số cây bị hại/ô, chủ yếu theo dõi vào giai đoạn trỗ cờ cho điểm + Điểm 1:< 5% số cây, số bắp bị sâu

+ Điểm 2: 5-<15% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 3: 15-<25% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 4: 25-<35% số cây, bắp bị sâu

+ Điểm 5: 35-<50% số cây, bắp bị sâu

- Bệnh đốm lá: Đánh giá mức độ bị bệnh đốm lá lớn và đốm lá nhỏ theo cách cho điểm: