Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai phù hợp cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc

Việt Nam là một trong những quốc gia bị ảnh hư ng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu [64], hầu hết các giống ngô đang được sử dụng trong sản xuất có thời gian sinh trư ng dài, trồng ngô c

pHƯƠNBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học

1 PGS.TS Trịnh Khắc Quang

2 TS Bùi Mạnh Cường

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học

1 PGS.TS Trịnh Khắc Quang

2 TS Bùi Mạnh Cường

HÀ NỘI, 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự chỉ dẫn của các Thầy hướng dẫn và sự giúp đỡ của đồng nghiệp Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực, các thông tin trích dẫn đều được ghi rõ nguồn gốc

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu đã công bố trong luận án

Tác giả

Hà Tấn Thụ

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận án tiến sỹ của mình, tôi luôn nhận được sự ủng

hộ và giúp đỡ của các cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Trịnh Khắc Quang và TS Bùi Mạnh Cường đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Ngô, tập thể cán bộ Bộ môn Công nghệ Sinh học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Ban Đào tạo Sau đại học, Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi và quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình học tập của mình

Nhân dịp này tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là gia đình vợ con

đã luôn động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Tác giả

Hà Tấn Thụ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH xi

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xiii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3

5 Những đóng góp mới của đề tài 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 5

1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 5

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 5

1.1.2 Tình hình sản xuất ngô i t N m 6

1.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội và tình hình sản xuất ngô tại các tỉnh vùng Đông Bắc 9

1.2.1 i m inh tế, x hội 9

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô 9

1.3 Cơ cấu cây trồng, thời vụ và nhu cầu giống ngô ngắn ngày các tỉnh vùng Đông Bắc 10

1.3.1 Cơ ấu ây trồng và thời vụ 10

1.3.2 Công tá huy n ổi ơ ấu ây trồng 11

1.3.3 Nhu ầu về sử dụng giống ngô ó thời gi n sinh trư ng ngắn 13

1.4 Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai chín sớm 14

1.4.1 Cơ s ho họ về tính hín sớm 14

1.4.2 Những nghiên ứu về phân nhóm thời gi n sinh trư ng ngô 15

1.4.3 Tình hình nghiên ứu, sử dụng giống ngô l i ngắn ngày trên thế giới 17

1.4.4 Tình hình nghiên ứu và sử dụng giống ngô l i ngắn ngày i t N m 20

1.4.5 i trò ủ giống hín sớm trong sản xuất nông nghi p 23

1.5 Cơ s di truyền và chương trình chọn tạo giống ngô 25

1.5.1 dạng di truyền và nguồn gen ây ngô 25

1.5.2 Chọn lọ nguồn vật li u tạo dòng 26

1.5.3 Một số phương pháp tạo dòng thuần 26

1.5.3.1 Phương pháp tự phối (Self-polination) 27

1.5.3.2 Phương pháp ận phối (Fullsib ho H lfsib) 27

1.5.3.3 Phương pháp l i tr lại (B ross) 28

1.5.3.4 Phương pháp tạo dòng ơn bội ép (Doubled H ploid) 29

1.5.4 Khả năng ết hợp và ánh giá hả năng ết hợp 30

1.5.4.1 Khả năng ết hợp (KNKH) 30

1.5.4.2 ánh giá hả năng ết hợp 32

1.5.4.3 Gi i oạn thử và họn ây thử 32

1.5.4.4 Phương pháp l i ỉnh (Top ross) 33

1.5.4 5 Phương pháp luân gi o (di llel) 34

1.5.4.6 ánh giá tương tá i u gen với môi trường và hả năng ết hợp bằng GGE Biplot 35

1.5 5 Chọn tạo giống ngô bằng phương pháp họn lọ truyền thống ết hợp ứng dụng ông ngh sinh họ .37

1.5.5.1 Ứng dụng hỉ thị phân tử trong họn tạo giống ngô hống hịu với iều i n bất thuận 37

1.5.5.2 Ứng dụng hỉ thị phân tử trong ánh giá dạng di truyền và dự oán nhóm ưu thế l i ngô 39

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.1 Vật liệu nghiên cứu 42

2.2 Thời gian và địa điểm nghiêncứu ……….42

2.2.1 Thời gi n nghiên ứu 45

2.2.2 ị i m nghiên ứu 45

2.3 Nội dung nghiên cứu 45

2.4 Phương pháp nghiên cứu 46

2.4 1 Phương pháp ánh giá tính ủ á dòng ngô thuần 46

2.4 1.1 Phương pháp ánh giá tính nông sinh họ , hả năng hống hịu và năng suất ủ á dòng ngô thuần trên ồng ruộng 46 2.4 1.2 Phương pháp ánh giá hả năng hịu hạn ủ á dòng ngô trong iều i n nhà lưới 47 2.4 2 Phương pháp ánh giá dạng di truyền á dòng thuần 47 2.4 2.1 Phương pháp ánh giá dạng di truyền á dòng thuần bằng hỉ thị phân tử 47 2.4 2.2 Phương pháp ánh giá dạng di truyền á dòng thuần bằng phân nhóm di truyền 47 2.4 3 Phương pháp ánh giá hả năng ết hợp ủ á dòng bằng l i ỉnh 47 2.4 4 Phương pháp so sánh, hảo sát á tổ hợp l i tri n vọng tại Hà Nội và một số tỉnh vùng ông Bắc 48 2.4 4.1 Phương pháp so sánh, hảo sát á tổ hợp l i tri n vọng tại Hà Nội 48 2.4 4.2 Phương pháp so sánh, hảo sát á tổ hợp l i tri n vọng tại một số tỉnh vùng ông Bắ .48 2.4 4.3 Phương pháp hảo nghi m giống ngô l i N1519 tại một số tỉnh vùng ông

Bắ .48 2.4 5 Xá ịnh mật ộ, hoảng á h và liều lượng phân bón thí h hợp ho giống ngô N1519 tại một số tỉnh vùng ông Bắ .49 2.4 6 Phương pháp phát tri n giống ngô l i N1519 phù hợp ông tá huy n ổi ơ

ấu ấy trồng vùng ông Bắ .50 2.4 6.1 Mô hình trình di n ượ thự hi n tại tỉnh Bắ Cạn trong vụ Xuân và ông

2018 50

2.4.6.2 Nghiên ứu, ánh giá về tình hình huy n ổi ơ ấu ây trồng á tỉnh vùng ông Bắ .51 2.4 6.3 Nghiên ứu ánh giá về ơ ấu ây trồng hi n n y 51 2.4 6.4 ề xuất ơ ấu mù vụ theo hướng sử dụng giống ngô l i N1519 ho vùng ông Bắ .51

2.5 Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp đo đếm 512.6 Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm 54

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

3.1 Đánh giá đặc tính của các dòng ngô thuần qua khảo nghiệm 55

3.1.1 ánh giá i m nông sinh họ , hả năng hống hịu và năng suất ủ á d òng ngô thuần trên ồng ruộng 55

3.1.1.1 Thời gi n sinh trư ng và i m hình thái ủ á dòng 55

3.1.1.2 ánh giá, phân loại á dòng thuần dự vào TGST và một số hỉ tiêu hình thái 58

3.1.1.3 Tỷ l nhi m sâu b nh và hả năng hống ổ, gẫy 62

3.1.1.4 Các y ếu tố ấu thành năng suất và năng suất 64

3.1.2 Phương pháp ánh giá hả năng hịu hạn ủ á ủ á dòng ngô trong iều i n nhà lưới 69

3.2 Kết quả đánh giá đa dạng di truyền các dòng thuần 70

3.2.1 ánh giá ộ thuần di truyền ủ á dòng thuần bằng hỉ thị phân tử 70

3.2.2 Kết quả ánh giá dạng di truyền bằng phân nhóm di truyền 73

3.3 Kết quả đánh giá khả năng kết hợp về năng suất của các dòng bằng phương pháp lai đỉnh 75

3.4 So sánh khảo sát các tổ hợp lai triển vọng tại Hà Nội và vùng Đông Bắc 77

3.4.1 ánh giá so sánh á tổ hợp l i ỉnh tại n Phượng - Hà Nội 77

3.4.1.1 ánh giá thời gi n sinh trư ng và một số i m nông sinh họ ủ á tổ hợp l i ỉnh 77

3.4.1.2 ánh giá mứ ộ nhi m sâu b nh hại và hả năng hịu hạn ủ á tổ hợp l i ỉnh 81

3.4.1.3 ánh giá á yếu tố ấu thành năng suất và năng suất ủ á tổ hợp l i ỉnh 84

3.4.2 Khảo sát sơ bộ á THL tri n vọng tại á tỉnh vùng ông Bắ .87

3.4.2.1 Thời gi n sinh trư ng ủ á THL trong vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh vùng ông Bắ 88

3.4.2.2 ánh giá một số i m nông họ ủ á THL tri n vọng tại 3 tỉnh vùng ông Bắ .90

3.4.2.3 ánh giá mứ ộ nhi m sâu b nh và hả năng hống ổ, g y ủ á THL 94

3.4.2.4 Cá yếu tố ấu thành năng suất và năng suất ủ á THL 98

3.4.2.5 ánh giá ưu thế l i về thời gi n sinh trư ng và năng suất ủ á THL tri n vọng 102

3.4.2.6 Tổng hợp một số hỉ tiêu theo dõi ủ 3 tổ hợp l i tri n vọng tại vùng ông Bắ 104

3.5 Khảo nghiệm giống ngô VN1519 107

3.5.1 Xá ịnh mật ộ hoảng á h và lượng phân bón thí h hợp ho giống ngô l i N1519 tại vùng ông Bắ 107

3.5.1.1 Ảnh hư ng ủ phân bón và mật ộ hoảng á h trồng ến thời gi n sinh trư ng ủ giống ngô l i N1519 107

3.5.1.2 Ảnh hư ng ủ phân bón và mật ộ hoảng á h trồng ến hả năng hống hịu ủ giống ngô l i N1519 107

3.5.1.3 Ảnh hư ng ủ phân bón và mật ộ hoảng á h trồng ến năng suất thự thu ủ giống ngô l i N1519 108

3.5.2 Kết quả hảo nghi m về giá trị nh tá , giá trị sử dụng ủ giống ngô N1519 109

3.6 Kết quả phát triển giống ngô lai VN1519 phù hợp công tác chuyển đổi cơ cấu cấy trồng vùng Đông Bắc 111

3.6.1 Mô hình trình di n ượ thự hi n tại tỉnh Bắ Cạn trong vụ Xuân và ông 2018 111

3.6.2 Nghiê n ứu ánh giá về tình hình huy n ổi và ơ ấu thời vụ ho vùng ông Bắ 114

3.6.3 Nghiên ứu ánh giá về ơ ấu ây trồng tại á tỉnh ông Bắ hi n n y 115

3.6.4 ề xuất ơ ấu mù vụ theo hướng sử dụng giống ngô l i N1519 ho vùng ông Bắ 116

4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 117

4.1 Kết luận: 117

4.2 Kiến nghị 118

DANH MỤC CÔNG TRÌNH, BÀI BÁO 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

PHỤ LỤC 128

DANH MỤC BẢNG

TT ảng Tên ảng Trang

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Việt Nam 7

Bảng 1.2 Diện tích theo vùng trên cả nước từ năm 2014 - 2018 8

Bảng 1.3 Diễn biến diện tích Ngô của vùng Đông Bắc (2010 - 2018) 10

Bảng 1.4 Chỉ số đánh giá thời gian sinh trư ng theo thang điểm FAO 15

Bảng 1.5 Phân nhóm giống dựa theo các bộ phận của cây ngô 16

Bảng 1.6 Lượng nhiệt của một số nhóm ngô trên các vĩ độ khác nhau 16

Bảng 1.7 Phân nhóm giống ngô lai theo thời gian sinh trư ng 17

Bảng 2.1 Danh sách các dòng ngô tham gia thí nghiệm 42

Bảng 2.2 Các mồi SSR trong thí nghiệm phân tích đa dạng di truyền 43

Bảng 2.3 Mật độ và khoảng cách trồng 49

Bảng 3.1 Thời gian sinh trư ng và đặc điểm hình thái của các dòng trong vụ Thu 2014 tại Đan Phượng, Hà Nội 57

Bảng 3.2 Đánh giá, phân loại dòng thuần theo thời gian sinh trư ng và hình thái vụ Thu năm 2014 tại Đan Phượng, Hà Nội 60

Bảng 3.3 Mức độ nhiễm sâu, bệnh hại và khả năng chống chịu của các dòng ngô vụ Thu năm 2014 tại Đan Phượng, Hà Nội 63

Bảng 3.4 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất các dòng 66

Bảng 3.5 Phân loại số dòng và tỷ lệ theo nhóm các yếu tố cấu thành năng suất ngô, vụ Thu năm 2014 tại Đan Phượng, Hà Nội 68

Bảng 3.6 Đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô thuần 69

Bảng 3.7 Số Alen của 27 mồi SSR sử dụng 71

Bảng 3.7 Tỷ lệ khuyết số liệu (%M) và tỷ lệ dị hợp tử (%H) của 28 dòng ngô thuần tham gia thí nghiệm 71

Bảng 3.9 Khả năng kết hợp về năng suất của các dòng trong vụ Thu 2014 tại Đan Phượng, Hà Nội 76

Bảng 3.10 Thời gian sinh trư ng và một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai đỉnh trong vụ Thu 2015 tại Đan phượng, Hà Nội 79

Bảng 3.11: Mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chịu hạn của các tổ hợp lai vụ Thu

2015 tại Đan phượng, Hà Nội 81Bảng 3.12 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của một số tổ hợp lai đỉnh trong vụ Thu 2015 tại Đan phượng, Hà Nội 85 Bảng 3.13 Danh sách các THL có triển vọng 85 Bảng 3.14 Thời gian sinh trư ng của các THL trong vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh Đông Bắc (Bắc Kạn, Bắc Giang, Tuyên Quang) 88Bảng 3.15 Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và tỷ lệ chiều cao đóng bắp/cao cây của các tổ hợp lai vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 91Bảng 3.16: Số lá và tỷ lệ hạt /bắp của các THL trong vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 93Bảng 3.17 Mức độ nhiễm sâu bệnh hại của các THL trong vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 95 Bảng 3.18 Khả năng chống đổ gẫy của các THL vụ Thu năm 2015 tại 3 tỉnh 95 Bảng 3.19 Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL vụ Thu, năm 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 99Bảng 3.20 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL vụ Thu, năm

2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 101Bảng 3.21 Ưu thế lai chuẩn về TGST vụ Thu, năm 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 103Bảng 3.22 Ưu thế lai chuẩn về năng suất vụ Thu, năm 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 104Bảng 3.23 Tổng hợp trung bình các chỉ tiêu theo dõi của một số THL triển vọng vụ Thu 2015 tại 3 tỉnh vùng Đông Bắc 105Bảng 3.24 Xác định mật độ khoảng cách và lượng phân bón thích hợp cho giống ngô lai VN1519 tại Bắc Kạn trong vụ Xuân và Đông 2018 108Bảng 3.25 Đặc điểm nông sinh học và khả năng chống chịu của VN1519 trong khảo nghiệm cơ bản các tỉnh phía Bắc 109Bảng 3.26 Năng suất hạt của giống VN1519 trong các vụ Đông 2016, 2017 và vụ Xuân và Hè thu năm 2017 tại Bắc Giang 110Bảng 3.27 Kết quả xây dựng mô hình giống ngô VN1519 tại Bắc Cạn trong vụ Đông

2018 và Xuân 2019 111

Bảng 3.28 Hiệu quả kinh tế sản xuất ngô lai VN1519 tại Bắc Kạn 114Bảng 3.29 Diện tích chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất trồng lúa các tỉnh vùng Đông Bắc 115

DANH M ỤC HÌNH

Hình 4.1 Ảnh điện di chỉ thị SSR phi374118 trên gel acrylamide 3% của 28 dòng 743 Hình 4.2 Sơ đồ phả hệ của 28 dòng ngô thuần dựa trên 27 mồi SSR theo phương pháp phân nhóm UPGMA 74 Hình 4.3 Đo đếm các chỉ tiêu sinh trư ng, phát triển và tình hình sâu bệnh hại triển khai tại Bắc cạn (Vụ Thu năm 2015) .92Hình 4.4 Đánh giá, thu hoạch ngô triển khai tại Bắc Giang (Vụ Thu năm 2015) .92Hình 4.5 Hình ảnh bắp ngô lai VN1519 thu hoạch tại mô hình trình diễn tại Bắc Cạn Xuân 2018 112Hình 4.6 Mô hình trình diễn giống ngô lai VN1519 tại Bắc Cạn Đông 2018 113

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CIMMYT Centro Intrnacional de Mejoramiento de Maiz y Trigo - Trung

tâm cải tiến giống ngô và lúa mì quốc tế

CV

THL

Coefficient of Variation - Hệ số biến động

Tổ hợp lai GCA General Combining Ability - Khả năng kết hợp chung

Hmp Midparent Heterosis - Ưu thế lai trung bình

Hbp Heterobeltiosis - Ưu thế lai thực

NSTT Năng suất thực thu

SCA Specific Combining Ability - Khả năng kết hợp riêng

SSR Simple Sequence Repeats - Sự lặp lại trình tự đơn giản

MAS

P

Marker Assisted Selection - Chọn lọc nhờ chỉ thị phân tử Khối lượng

QTL Quantitative Trait Loci - Di truyền tính trạng số lượng

ADN Acid Deoxyribonucleic - Axít Deoxyribonucleic

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan trọng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, an ninh dinh dưỡng và phát triển kinh tế của Việt Nam trong những thập niên qua Trên cơ s sử dụng các giống ngô lai mới có năng suất cao, chống chịu tốt và ứng dụng khá đồng bộ các biện pháp canh tác ngô đã giúp phát triển sản xuất ngô của Việt Nam trong gần 30 năm qua có nhiều thành tích đáng kể như tăng về diện tích, năng suất và sản lượng Đặc biệt, trong giai đoạn từ năm 1995 đến năm 2019 về năng suất đã tăng từ 2,11 tấn/ha lên 4,85 tấn/ha và sản lượng từ 1,17 triệu tấn lên 4,85 triệu tấn trong niên vụ 2019/2020 [59] Đạt được những thành quả đó do Việt Nam có bước tiến rõ rệt trong lĩnh vực nghiên cứu, chọn tạo ra những giống có nhiều đặc tính tốt (năng suất cao, khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện bất thuận) và nghiên cứu quy trình kỹ thuật (trồng và chăm sóc); mặc dù, năng suất có tăng nhưng vẫn còn rất kiêm tốn, mới chỉ đạt khoảng 80% so với năng suất ngô trung bình của thế giới (5,77 tấn/ha) Nguyên nhân chính là do hiện nay chúng ta vẫn chưa có bộ giống ngô phong phú để người sản xuất có nhiều lựa chọn về thời gian sinh trư ng cho phù hợp với cơ cấu cây trồng, khả năng chống chịu với sâu bệnh và điều kiện bất thuận, quy mô sản xuất nhỏ nên không thuận lợi cho áp dụng cơ giới hóa, đất nghèo dinh dưỡng và biến đối khí hậu đã gây bất lợi cho sản xuất) Mặt khác, việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng của các địa phương và sự cạnh tranh từ các cây trồng khác cũng là thách thức đối với sản xuất ngô nước ta Việt Nam là một trong những quốc gia bị ảnh hư ng nặng

nề nhất của biến đổi khí hậu [64], hầu hết các giống ngô đang được sử dụng trong sản xuất có thời gian sinh trư ng dài, trồng ngô chủ yếu nhờ nước trời, chăm sóc hạn chế

là những nguyên nhân dẫn tới năng suất ngô trung bình thấp hơn khoảng 20% so với năng suất ngô trung bình của thế giới Với những khó khăn, hạn chế trong sản xuất ngô được nêu trên làm chi phí sản xuất lớn, giá thành sản xuất cao Giá ngô hạt sản xuất trong nước cao hơn giá ngô hạt nhập khẩu từ Brazil, Achentina, Mỹ, lợi nhuận từ sản xuất ngô thấp nên nên diện tích ngô có xu thế giảm dần

Trong 6 vùng sinh thái trồng ngô của cả nước, thì Đông Bắc (11 tỉnh) là vùng sản xuất ngô lớn nhất với diện tích ngô 263 nghìn ha [19] Được xác định là cây trồng quan trọng của nền kinh tế, nhưng canh tác ngô chủ yếu vẫn dựa vào giống có thời gian

sinh trường dài ngày trong điều kiện nước trời, tỷ lệ áp dụng cơ giới còn hạn chế và nguồn lực đầu tư cho sản xuất ngô thấp dẫn tới năng suất ngô trung bình của cả vùng Đông Bắc chỉ đạt 4,19 tấn/ha, thấp hơn năng suất trung bình của cả nước (4,85 tấn/ha)

và sản lượng đạt 1,06 triệu tấn [19] Để đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao năng suất và tăng sản lượng ngô của vùng Đông Bắc, giống ngô chọn tạo cho vùng này cần đáp ứng một hoặc đồng thời các yêu cầu về thời gian sinh trư ng (ngắn hơn giống đang trồng phổ biến tại địa phương) giúp giải quyết vấn đề về bố trí cơ cấu cây trồng, thời vụ hợp lý (sắp xếp lại cơ cấu cây trồng, tăng vụ), chống chịu với điều kiện bất thuận trong vụ Thu Đông (né hạn, sương muối và rét đậm cuối vụ) đồng thời trồng được trong vụ Xuân muộn, tăng diện tích trồng ngô vụ Xuân trên đất bỏ hóa

Để góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, góp phần thúc đẩy nghề trồng ngô của

vùng Đông Bắc, việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai phù hợp

cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc” là rất cần thiết

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá, tuyển chọn bộ dòng ngô thuần có đặc điểm nông sinh học tốt, phục

vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng Đông Bắc;

Chọn tạo thành công 2-3 tổ hợp lai, xác định được 1 giống ngô lai phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩ ho họ ủ ề tài:

+ Cung cấp bổ sung thêm các dẫn liệu, thông tin khoa học và khả năng ứng dụng nguồn vật liệu trong công tác chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận cho vùng Đông Bắc;

+ Trên cơ s nghiên cứu đánh giá phân loại dòng thuần đã góp phần làm phong phú thêm nguồn vật liệu ưu tú phục vụ tốt hơn cho công tác chọn tạo giống ngô lai chín sớm, năng suất cao;

+ Xác định được thời gian chênh lệch giữa tung phấn và phun râu liên quan chặt chẽ đến năng suất trong điều kiện khô hạn là cơ s khoa học quan trọng phục vụ công tác chọn, tạo giống ngô chịu hạn

- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

+ Đã nghiên cứu, đánh giá 31 dòng ngô thuần ưu tú thuộc tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô có đặc điểm nông sinh học tốt, chín trung bình sớm và có khả năng chịu hạn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc;

+ Xác định được 3 tổ hợp lai chín trung bình sớm và 1 giống ngô lai, đề xuất được

cơ cấu thời vụ hợp lý, phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho vùng Đông Bắc

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

+ 31 dòng ngô thuần ngắn ngày ưu tú trong tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô có đặc điểm nông học tốt, có năng suất cao và khả năng chịu hạn;

+ Tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng trên theo phương pháp lai đỉnh và 4 giống ngô lai thương mại được dùng làm giống đối chứng trong các thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai, khảo nghiệm, sản xuất thử tổ hợp lai với các giống đối chứng LVN99, DK9901, DK8868 và NK4300;

+ Từ tập quán canh tác của người dân và điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng của vùng, đề xuất các công thức luân canh, tăng vụ và chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp Đông Bắc

5 Những đóng góp mới của đề tài

- Về nghiên cứu, chọn tạo giống:

+ Xác định được 5 dòng có KNKHC cao về năng suất đó là: C649, C194, C252, C175 (C436A) và C91, bổ sung nguồn vật liệu ưu tú phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai;

+ Xác định được giống VN1519 chín trung bình sớm năng suất cao, ổn định và thích ứng với điều kiện vùng Đông Bắc

- Về quy trình kỹ thuật canh tác, thời vụ và cơ cấu cây trồng: Xác định được mật độ, liều lượng phân bón phù hợp với giống và cơ cấu cây trồng phục vụ chuyển đổi sử dụng giống ngô VN1519 có hiệu quả cho vùng Đông Bắc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

1.1 Tình hình s ản xuất ngô trên thế giới và Vi t Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Cây ngô (Zea mays L) là cây trồng đóng vai trò quan trọng trong chiến lược

an ninh lương thực, xóa đói, giảm nghèo và phát triển kinh tế toàn cầu, là nguyên liệu chủ yếu của ngành chăn nuôi (618 triệu tấn, chiếm 70% nguyên liệu thức ăn chăn nuôi), chế biến công nghiệp và làm nhiên liệu sinh học (295,7 triệu tấn)[45] Với sản lượng niên vụ 2017/2018 là 1.075,6 triệu tấn, vượt xa so với sản lượng lúa

mỳ (763,18 triệu tấn) và lúa nước (495,07 triệu tấn) [57], sản xuất ngô đã thực sự là một trong những ngành hàng quan trọng của nền kinh tế thế giới với tổng lượng ngô xuất khẩu lên tới 151,8 triệu tấn niên vụ 2017/2018 [45]

Theo dự báo của FAO tới năm 2050 dân số thế giới là 9,73 tỷ người, dân số gia tăng chủ yếu tập trung các nước đang phát triển, sẽ tạo nên áp lực trong sản xuất nông nghiệp nhu cầu về ngô, lúa mỳ và lúa nước hàng năm của thế giới sẽ tăng, dự kiến cần khoảng 3,3 tỷ tấn (trong đó nhu cầu về ngô sẽ tăng lên 50-60%), tăng 800 triệu tấn so với sản lượng (2,5 tỷ tấn năm 2016) Năng suất ngô trung bình của thế giới là 5,7 tấn/ha và sản lượng 1,08 tỷ tấn trong niên vụ 2017/2018 và tốc độ tăng năng suất ngô trung bình chỉ đạt gần 1,5% [38], trong khi nhu cầu sử dụng ngô hạt của thế giới trong thời gian tới cần khoảng 1,65 đến 1,98 tỷ tấn Có thể thấy tiềm năng trong cải thiện về năng suất cùng với nhu cầu sử dụng ngô hạt của thế giới vẫn rất lớn

Ngô tr thành cây trồng có diện tích sản xuất lớn nhất và tập trung chủ yếu các nước đang phát triển [48] Theo FAO (2012), gần 90% sự gia tăng sản lượng ngô hàng năm tập trung các nước đang phát triển chủ yếu để làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi, khi nhu cầu tăng từ 55% từ năm 2005 - 2007 lên đến 68% năm 2050 Vùng phụ cận Sahara (subSaharan) châu Phi và Mỹ La tinh, cũng

là vùng có nhiều tiềm năng m rộng diện tích trồng, đóng góp lớn cho sự phát triển sản xuất ngô, với mức tăng sản lượng 0,65%/năm điều kiện nhờ nước trời, 0,20%/năm điều kiện có tưới và năng suất bình quân 6,1 tấn/ha (khu vực nước

trời là 5,65 tấn/ha, tưới đủ 7,43 tấn/ha) [39]

Niên vụ 2018/2019, tổng sản lượng ngô của thế giới đạt 1.076 triệu tấn, cùng với lượng ngô còn dư từ niên vụ trước chuyển sang lên tổng nguồn cung đạt 1.379,6 triệu tấn ngô trong khi đó nhu cầu sử dụng là 1.108,7 triệu tấn, do đó có thể sẽ dẫn tới lượng ngô dư cuối vụ là 270,9 triệu tấn; Theo dự báo tổng lượng ngô của thế giới được thương mại hóa trong niên vụ này 160 triệu tấn [45]

Hoa Kỳ là quốc gia có sản lượng ngô lớn nhất thế giới (371,1 triệu tấn) và cũng là quốc gia tiêu thụ ngô lớn nhất (313,8 triệu tấn), trong đó có 37,6% sử dụng làm thức ăn chăn nuôi và 30,1% sử dụng sản xuất ethanol [57] Trung Quốc

là quốc gia sản xuất và tiêu thụ ngô lớn thứ hai trên thế giới với tổng lượng ngô tiêu thụ trong niên vụ 2017/2018 là 231,7 triệu tấn

Tổng lượng ngô nhập khẩu của toàn thế giới 151,8 triệu tấn, trong đó Achentina và Braxin là hai quốc gia nhập khẩu ngô lớn nhất trên thế giới, trong 10 tháng đầu năm 2018 lần lượt là 50,1% và 15,7% tổng giá trị nhập khẩu, tiếp theo

là Nhật Bản nhập khẩu 16,3 triệu tấn Trong số các nước nhập khẩu ngô lớn, nước nhập khẩu có khối lượng tăng mạnh nhất trong 10 tháng đầu năm 2018 là Ấn Độ (gấp 18,7 lần) và Achentina ( tăng 28,3%) Nước có thị phần nhập khẩu giảm

mạnh nhất trong 10 tháng đầu năm 2018 là Campuchia với mức giảm là 89,4% so với cùng kỳ năm 2017; các quốc gia xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới như Hoa Kỳ (61,9 triệu tấn), Brazil (31,6 triệu tấn), Argentina (25,9 triệu tấn) niên vụ 2017/2018 [45]

Dự báo từ năm 2011 đến năm 2050, nhu cầu về ngô các nước đang phát triển

sẽ tăng gấp đôi và đến năm 2025 ngô sẽ tr thành cây trồng có nhu cầu sản xuất lớn

nhất trên toàn cầu và các nước đang phát triển [33]

1.1 Tình hình sản xuất ngô i t am

Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam với diện tích 0,99 triệu ha, năng suất 4,85 tấn/ha và sản lượng đạt 4,85 triệu tấn [58], cây ngô đã góp phần đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến, dược phẩm, công nghiệp nh và thức ăn chăn nuôi

B ảng 1.1 Di n tích, năng suất và sản lượng ngô Vi t Nam Năm (nghìn ha) Di n tích Năng suất (tạ/ha) (nghìn tấn) Sản lượng

sử dụng giống có thời gian sinh trư ng dài (do sử dụng các giống ngô có thời gian sinh trường dài khoảng 130 ngày, thường chỉ bố trí được 2 vụ/ năm nên sản lượng chưa cao), phụ thuộc vào nước trời (hạn hán đầu hoặc sương muối và rét đậm cuối vụ thường xuyên xảy ra Do đó cơ cấu cây trồng thường là: Bỏ hóa vụ Xuân - Lúa Mùa - Ngô Thu Đông hoặc Đậu tương Xuân - Bỏ hóa Xuân Hè - Ngô Thu Đông) bị hạn chế b i điều kiện sinh thái nhiệt đới thấp; Khả năng đầu tư của nông dân thấp, hạ tầng kỹ thuật phục vụ canh tác ngô còn khiêm tốn; bên cạnh đó, cây ngô đang bị cạnh tranh b i nhiều đối tượng cây trồng khác có giá trị kinh tế cao hơn nên diện tích ngô đang có xu hướng giảm xuống

Số liệu tại Bảng 1.2 cung cấp thông tin về diện tích trồng ngô theo địa lý vùng miền Trung du và miền núi phía Bắc, Tây Nguyên lần lượt là hai khu vực dẫn đầu về diện tích trồng ngô trong cả nước

Diện tích gieo trồng ngô biến động, có xu hướng bị thu h p dần theo các năm

do trồng ngô gặp phải những khó khăn, hạn chế đã phân tích trên, năm 2018 diện

tích trồng ngô khoảng 1.039 nghìn ha, giảm 60 nghìn ha so với năm 2017; diện tích trồng ngô năm 2017 (1.099,5 nghìn ha) giảm 53,2 nghìn ha so với năm 2016 (1.152,7 nghìn ha)

B ảng 1.2 Di n tích theo vùng trên cả nước từ năm 2014 - 2018

biến thời tiết sau trồng khá thuận lợi nên mặc dù giảm về diện tích nhưng năng

suất và sản lượng vẫn tăng Trong đó các tỉnh phía Bắc: Diện tích gieo trồng năm

2017 đạt 994,2 nghìn ha (giảm 48,0 nghìn ha); năng suất trung bình đạt 49,2 tạ/ha (tăng 1,1 tạ/ha); sản lượng 4.909,4 nghìn tấn (tăng 2.967,8 nghìn tấn) so với cùng

kỳ năm 2016 Các tỉnh phía Nam: Diện tích trồng ngô năm 2017 đạt 105,9 nghìn

ha (giảm 4,9 nghìn ha); năng suất trung bình 60,5 tạ/ha (tăng 0,9 tạ/ha); sản lượng 643,1 nghìn tấn (giảm 31,7 nghìn tấn) so với cùng kỳ năm 2016

Nhu cầu về ngô trong nước tăng nhanh, niên vụ 2016/2017 là 12,9 triệu tấn, Việt Nam đã phải nhập khẩu 8,5 triệu tấn năm 2016/2017 [60]; Niên vụ 2019/2020, nhu cầu ngô trong nước là 15,4 triệu tấn, với chủ yếu sử dụng làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi, dẫn tới Việt Nam đã nhập khẩu 11,5 triệu tấn ngô hạt trong niên vụ 2019/2020 [59]

Trước thực trạng trên, để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô cho toàn vùng, cần xây dựng các chương trình nghiên cứu chọn tạo bộ giống theo hai hướng: Hướng thâm

canh chọn tạo giống có tiềm năng năng suất 12-14 tấn/ha và hướng không chủ động trong thâm canh, canh tác phụ thuộc vào nước trời, chọn bộ giống có khả năng chống

chịu tốt, đặc biệt là chịu nóng, hạn, năng suất 6-8 tấn/ha, thích ứng với biến đổi khí

hậu, đáp ứng được các tiêu chí của thị trường; đồng thời phải không ngừng nâng cao

chất lượng giống, quy trình canh tác, ứng dụng cơ giới hóa, tưới tiêu và chế biến sau thu hoạch, hướng tới sản xuất ngô hàng hoá, an toàn, bền vững và đa dạng

ản xuấ Bắc

Vùng Đông Bắc gồm 11 tỉnh (Phú Thọ, Bắc Giang, Quảng Ninh, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang, Tuyên Quang, Lào Cai và Yên Bái) Theo số liệu của Tổng cục Thống kê (2018) [18], tổng diện tích tự nhiên của vùng Đông Bắc là khoảng 64.056 km2 (chiếm 19,34% diện tích cả nước) có nhiều khối núi

và dãy núi đá vôi hoặc núi đất; Phía Đông thấp hơn có nhiều dãy núi hình vòng cung, phía Tây Bắc cao hơn với các khối núi đá và dãy núi đá cao; Nhiệt đới gió mùa, với 4 mùa: Xuân, Hạ, Thu, Đông trong đó có mùa đông lạnh giá và ít mưa, mùa hè nóng

ẩm mưa nhiều Do địa hình cao, phía Bắc có nhiều dãy núi dài chạy song song, nên vào mùa Đông vùng này có gió Bắc thổi mạnh và là khu vực có mùa đông lạnh nhất nước ta

Dân số vùng Đông Bắc: 15.349.100 người, chiếm 16,2% dân số cả nước (2018); trong đó tỷ lệ dân số từ 15 tuổi tr lên biết chữ là tương đối cao (92%), cao hơn vùng Tây Bắc, Tây Nguyên, nhưng thấp hơn so với trình độ trung bình của cả nước (95%) (Tổng cục Thống kê, 2017)[20]

và ngoài nước như giống ngô lai LVN10, HQ2000, LVN98, LVN17, LVN22,

LVN24, LVN25, CP888, NK54, NK67, NK66, NK4300, LVN99, V98-1, V98-2, LVN23, DK9901, DK9955,

Mặc dù là vùng sản xuất ngô tập trung, canh tác ngô chủ yếu vẫn dựa vào nước trời, nên không chủ động về nước tưới, tỷ lệ áp dụng cơ giới hạn chế và nguồn lực đầu

tư cho sản xuất ngô thấp dẫn tới năng suất ngô trung bình của cả vùng Đông Bắc chỉ đạt 4,16 tấn/ha, thấp hơn năng suất trung bình của cả nước là 4,8 tấn/ha [19]

B ảng 1.3 Diễn biến di n tích Ngô của vùng Đông Bắc (2010 - 2018)

ơn vị tính: Nghìn h

Tỉnh

Năm Quảng Ninh Lạng

Sơn Bằng Cao Kạn Bắc Nguyên Thái Yên Bái Lào Cai Giang Hà Tuyên Quang Phú Thọ Giang Bắc

1.3 Cơ cấu cây trồng, thời vụ và nhu cầu giống ngô ngắn ngày các tỉnh vùng Đông Bắc

1.3.1 Cơ cấu cây trồng và thời vụ

Trong cơ cấu cây trồng tại các tỉnh vùng Đông Bắc, được tổng hợp từ báo cáo của S Nông nghiệp và phát triển nông thôn các tỉnh, các cây trồng được phân bố theo

tỷ lệ phần trăm diện tích: cây ngô 36%, sắn 15%, lúa chỉ chiếm gần 10%, diện tích Trong những năm gần đây diện tích lúa Mùa giảm dần, được thay bằng lúa Hè Thu và lúa Đông Xuân; với nguyên nhân không chủ động nước và hiệu quả kinh tế thu được

từ trồng lúa thấp hơn một số cây trồng khác nên diện tích gieo trồng lúa có xu hướng

giảm bình quân khoảng 0,7%/năm Ở các tỉnh miền núi phía Bắc nói chung và các tỉnh vùng Đông Bắc nói riêng, diện tích trồng ngô vụ Đông trên đất hai vụ lúa (vùng chủ động tưới, chân đất thấp), diện tích ngô vụ Thu Đông (trồng tập trung chủ yếu vụ Xuân Hè, diện tích vụ Thu Đông ít hơn do gặp sương muối và hạn)

Cơ cấu thời vụ: cơ cấu cây trồng trong vùng thường có từ 2-3 vụ/ một năm, điển hình như:

1) Vụ: Xuân (Lúa) - Mùa (Lúa) - Đông (Ngô);

2) Vụ: Xuân (Ngô/Đậu tương) - Hè Thu (Ngô/Đậu Tương) - Đông (Bỏ hóa);

3) Vụ: Xuân (Ngô/Đậu tương) - Hè Thu (Bỏ hóa) - Thu Đông (Ngô/Đậu tương);

4) Vụ: Xuân (Bỏ hóa) - Mùa (Lúa) - Đông (Ngô/Đậu tương);

Diễn biến thời vụ trong năm từ các công thức trên cho thấy trong cơ cấu thời vụ được sử dụng giống ngô thường có thời gian sinh trư ng dài (TGST khoảng 130 ngày), giống lúa (TGST khoảng 120-145 ngày) và các giống ngô hoặc giống đậu tương

vụ 3 (thường có TGST khoảng 100-128 ngày), tổng thời gian của 3 vụ vượt 365 ngày nên thường sẽ phải bỏ hóa một vụ trong năm; đồng thời việc gieo trồng còn tùy thuộc vào từng chân đất, lượng mưa trong năm và điều kiện nhiệt độ để bố trí cơ cấu cây trồng một cách hợp lý (bỏ hóa vụ Xuân hay vụ Hè Thu, cũng có những năm sương muối giá rét không trồng được vụ Đông); mặt khác điều kiện thời tiết bất lợi ảnh

hư ng đến điều kiện canh tác, bộ giống chín sớm ít, chủ yếu sử dụng các giống chín muộn đến trung bình, thời gian sinh trư ng của giống dài nên đã ảnh hư ng đến cây trồng vụ sau, không có đủ thời gian để né điều kiện thời tiết bất thuận, nên người trồng ngô thường có thu nhập bấp bênh hoặc buộc phải bỏ một vụ sản xuất Việc tạo thêm được giống ngắn ngày, chín trung bình sớm bổ sung vào bộ giống ngô để sử dụng trong sản xuất sẽ giải quyết được áp lực về thời gian cho cây trồng vụ sau, tăng thêm

vụ nhưng vẫn đảm bảo được năng suất

1.3 Công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng

Sản xuất nông nghiệp khu vực đồi núi chi phối nhiều đến sản xuất nông nghiệp Việc canh tác các loại cây trồng trên đất dốc phụ thuộc rất nhiều vào lượng mưa, chất đất và các biện pháp kỹ thuật canh tác được sử dụng để chống xói mòn Vì vậy đối với vùng đất dốc người ta thường không gieo trồng độc canh một loại cây mà

thường sử dụng các biện pháp canh tác như trồng gối, trồng xen, luân canh Các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy việc lựa chọn cơ cấu cây trồng trên vùng đất dốc cần dựa trên quan điểm phát triển nông nghiệp theo hướng bền vững, trong đó luân canh là một giải pháp quan trọng Đối với khu vực miền núi phía Bắc thường chịu tác động b i nhiều yếu tố như độ dốc của đất, nhiệt độ, ẩm độ đối với sản xuất trồng trọt Chính vì vậy trong sản xuất trồng trọt để hạn chế tác động của điều kiện thời tiết như khô hạn đầu vụ không đủ nước khi gieo cấy một hay sương muối vào cuối vụ cần phải

có bộ giống cây trồng ngắn ngày (thời gian sinh trư ng ngắn) để gieo cấy sẽ có đủ thời gian để sắp sếp thời gian gieo cấy hợp lý nhất, tránh được những bất lợi trong sản xuất; việc áp dụng hợp lý các biện pháp luân canh có hiệu quả trên đất lúa đối với khu vực miền núi phía Bắc thường được canh tác 2 hoặc 3 vụ với hệ thống cây trồng là: lúa-ngô-cây trồng ngắn ngày (đậu đỗ) Trên chân đất 1 vụ lúa, thường được canh tác với

cơ cấu cây trồng là lúa luân canh với cây trồng cạn

Ở các tỉnh miền núi phía Bắc đặc biệt như các tỉnh Bắc Cạn, Bắc Giang, Tuyên Quang thuộc vùng Đông Bắc thì chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đặc biệt là đối với những diện tích đất trồng lúa một vụ, khó khăn về nước tưới tiêu việc chuyển sang trồng các loại cây màu khác là một biện pháp quan trọng để tăng hiệu quả sử dụng đất, tăng thu nhập cho người nông dân Thực hiện chủ trương xây dựng đề án chuyển đổi

cơ cấu cây trồng, vật nuôi; Nghị định số 62/2019/NĐ-CP ngày 11/7/2019 của Chính phủ sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 35/2015/NĐ-CP ngày 13/4/2015 của Chính phủ về quản lý, sử dụng đất trồng lúa cho phép chuyển đổi cơ cấu cây trồng

từ đất trồng lúa sang cây trồng cây hàng năm, trồng lúa kết hợp với nuôi trồng thủy sản hoặc chuyển sang trồng cây lâu năm, chính sách này đã thúc đẩy chuyển đổi, mang lại hiệu quả thiết thực, giúp người dân trong vùng nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống

Tại Bắc Cạn, đến năm 2018, toàn tỉnh đã thực hiện chuyển đổi được 1.386 ha đất một vụ sang cây trồng có giá trị kinh tế cao, đạt 347% kế hoạch, có nhiều diện tích đất nông nghiệp thông qua chuyển đổi đã cho thu hoạch trên 100 triệu đồng/ha Nhiều

mô hình sản xuất, thâm canh đảm bảo an toàn thực phẩm theo hướng VietGAP Có thể nói, đây là chủ trương đúng đắn của tỉnh được nhân dân đồng tình vào cuộc, mang lại hiệu quả kinh tế cao, giúp người dân thay đổi nhận thức trong phát triển sản xuất nông

nghiệp Hiện nay, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên ruộng cạn đã mang lại thu nhập cao cho người sản xuất huyện Chợ Mới với cơ cấu cây trồng chuyển đổi khá phong phú như bí xanh, dưa chuột, ớt, mía, ngô, đậu đỗ các loại Ngoài ra, mỗi năm, hàng trăm ha cây thuốc lá được trồng các xã Bình Văn, Yên Hân cho thu nhập cao và

ổn định Hầu hết các loại cây trồng đều được bà con sản xuất mang tính hàng hoá với diện tích lớn, có đầu mối tiêu thụ, thu nhập cao hơn so với trồng lúa

Việc chuyển đổi từ cây lúa sang cây trồng khác theo chủ trương của Tỉnh phù hợp với khí hậu, thổ nhưỡng từng địa phương không những cho thu nhập vượt trội mà còn giải quyết được vấn đề bỏ đất hoang, do áp lực tưới tiêu, phòng tránh sâu bệnh hại, đồng thời còn có tác dụng cải tạo đất, nâng cao năng suất cho cây trồng vụ sau Trên cơ s những kết quả đã đạt được, mục tiêu trong năm 2019, toàn tỉnh sẽ tiếp tục chuyển đổi hơn 300 ha đất một vụ sang cây trồng có giá trị kinh tế cao như rau màu, ngô nhằm từng bước tiến tới sản xuất nông nghiệp hàng hoá, sản xuất nông sản hữu cơ có chất lượng cao [23] Thực hiện Nghị định của Chính phủ về quản lý, sử dụng đất trồng lúa, tỉnh Bắc Giang là tỉnh thuộc vùng Đông Bắc cũng đã chuyển đổi tổng diện tích 2.144 ha từ đất trồng lúa sang trồng cây hàng năm và chuyển tổng diện tích 748 ha từ trồng lúa sang trồng lúa kết hợp với nuôi trồng thủy sản Cụ thể diện tích chuyển đổi từng năm là năm 2015 với là

884 ha, năm 2016 là 12.690 ha, năm 2017 là 590 ha và năm 2018 là150 ha [17]

1.3.3 hu cầu về sử dụng giống ngô có thời gian sinh trư ng ngắn

Hiện nay, Viện Nghiên cứu Ngô và Công ty giống cây trồng trong và ngoài nước đang đẩy mạnh việc nghiên cứu chọn tạo giống theo các hướng, giống có thời gian sinh trư ng dài ngày, trung ngày và ngắn ngày; các nhóm giống này đang được trồng phổ biến tại các tỉnh miền núi phía Bắc Tuy nhiên, các giống đang trồng chủ yếu

là các giống có thời gian sinh trư ng dài ngày Để phục vụ chương trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng trong sản xuất ngô vùng Đông Bắc cần phải nghiên cứu, chọn tạo theo hướng có bộ giống chín trung bình sớm (Thời gian sinh trư ng dao động từ 105-115 ngày, tùy theo từng thời vụ); nhưng vẫn phải đáp ứng được yêu cầu năng suất cao, ổn định; khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận tốt đặc biệt là chống chịu được với các điều kiện bất thuận như hạn, rét và sương muối

1.4 Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai chín sớm

1.4.1 Cơ s hoa học về tính chín sớm

Theo Olsen và cộng sự (1993)[49] tốc độ phát triển của cây ngô có liên quan đến nhiệt độ trung bình ngày và chu kỳ chiếu sáng, nhưng nhân tố ảnh hư ng chính tới quá trình sinh trư ng, phát triển của ngô là nhiệt độ

Tổng nhiệt độ mà cây ngô cần trong suốt chu trình sống từ gieo đến chín cao hơn nhiều so với các cây trồng khác Theo Ngô Hữu Tình và Cộng sự (1997) [13] cây ngô có tổng tích nhiệt cao từ 17000C đến 37000C tùy thuộc vào từng giống Các giống ngô có thời gian sinh trư ng khác nhau sẽ có nhu cầu về tổng tích nhiệt khác nhau Nhóm giống chín sớm có tổng tích nhiệt từ 20000C đến 22000C, nhóm giống chín trung bình từ 23000C đến 25000C và nhóm giống chín muộn là 26000C đến 28000C [8] Ở các giống rất muộn thường có tổng tích nhiệt từ trên 28000C đến 37000C

Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự phát triển của cây ngô có một mối quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ, chu kỳ sinh trư ng của ngô liên quan chặt với nhiệt

độ và độ dài ngày Theo Văn Tất Tuyên (1995)[24] nhiệt độ trung bình ngày luôn có tương quan thuận với một số chỉ tiêu sinh trư ng của ngô

Ngô thuộc nhóm cây trồng ngày ngắn, ánh sáng ngày ngắn thúc đẩy nhanh sự phát triển sớm của cây Các giống ngô khác nhau thường phản ứng với độ dài ngày khác nhau và chúng thể hiện rất rõ trong giai đoạn trỗ cờ đến phun râu Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, thời gian sinh trư ng của các giống ngô khác nhau phụ thuộc vào đặc tính di truyền của giống, ngoài ra nó còn phụ thuộc rất nhiều vào vùng địa

lý, số giờ chiếu sáng, cường độ chiếu sáng, nhiệt độ và tổng tích nhiệt của giống Vì vậy những giống ngô vùng nhiệt đới nếu được đưa trồng vùng ôn đới, thời gian sinh trư ng thường kéo dài ra và ngược lại, ngô từ vùng ôn đới nếu đưa trồng vào vùng nhiệt đới thời gian sinh trư ng sẽ bị rút ngắn lại [22]

Tính chín sớm ngô theo Derieux (1979)[34] là chu kỳ sinh dưỡng liên tục của cây ngay từ khi gieo hạt đến thu hoạch và nhiệt độ là nhân tố giới hạn chính trong sản xuất ngô Đặc điểm chín sớm của ngô thường được các nhà nghiên cứu

mô tả phân biệt trong khoảng thời gian từ gieo đến thu hoạch, nhưng thu hoạch là giai đoạn không có sự quang hợp và ổn định Trong thực tế theo dõi cho thấy, các

giống ngô khác nhau có giai đoạn từ gieo đến phun râu và từ phun râu đến chín rất khác nhau

Galeev (1979)[41] cho rằng, chín sớm là một đặc tính di truyền bị chi phối b i

ba giai đoạn: Gieo trồng - mọc; mọc - ra hoa và từ ra hoa - chín Dựa vào đó ông đã tiến hành phương pháp chọn lọc giống ngô chín sớm cho vùng lạnh theo các tiêu chuẩn sau: Hạt giống được gieo trong điều kiện nhiệt độ thấp Sau đó chọn những cây có khả năng mọc mầm nhanh hơn, ra hoa sớm hơn Chỉ tiêu cuối cùng chọn vào giai đoạn bắp chín theo khả năng giảm ẩm độ nhanh Phương pháp này giúp cho nhà tạo giống chọn được những giống ngô có các giai đoạn phát dục và thời gian sinh trư ng sớm khác nhau Như vậy, tính chín sớm cây ngô có thể được định nghĩa là khả năng tích nhiệt cao của cây trong suốt quá trình sống và khả năng giảm ẩm độ nhanh giai đoạn chín

Theo Derieux (1979)[34], sự can thiệp của nhà tạo giống vào thời điểm phân hóa đỉnh sinh trư ng để chọn tính chín sớm ngô thường nhanh đạt hiệu quả hơn Vì trong cùng điều kiện gieo trồng với một số lá nhất định, đỉnh sinh trư ng của ngô chín sớm thường có số lá phân hóa ít hơn sẽ thúc đẩy nhanh quá trình phát triển sớm của cây để chuyển tiếp sang giai đoạn sinh thực

Bảng 1.4 Chỉ số đánh giá thời gian sinh trư ng theo thang điểm FAO

Nhóm Khoảng chỉ số nhóm Thtrư ng (ngày) ời gian sinh Giống lai chuẩn

Căn cứ vào đánh giá về thời gian sinh trư ng theo phân loại của FAO được trình bầy tại Bảng 1.4 các giống ngô được phân làm 3 nhóm chính: Nhóm chín sớm (ngắn ngày), nhóm chín trung bình (trung ngày) và nhóm chín muộn (dài ngày) Tuy nhiên, căn cứ để phân nhóm theo thời gian sinh trư ng của cây ngô thì có nhiều quan điểm khác nhau Ở châu Âu, phân nhóm thời gian sinh trư ng theo thang điểm của FAO được sử dụng rộng rãi

Đinh Thế Lộc và cộng sự (1997) [5] đã phân nhóm thời gian sinh trư ng của ngô dựa trên các chỉ số về chiều cao cây, số đốt (lóng) và số lá

Bảng 1.5 Phân nhóm giống dựa theo các ộ phận của cây ngô

TT B ộ phận cây

Ngắn ngày Trung ngày Dài ngày

Theo các nhà nghiên cứu CIMMYT, thời gian sinh trư ng của ngô được chia làm 4 nhóm: Nhóm chín cực sớm có chỉ số từ 100 - 200 với TGST từ 80 - 85 ngày Nhóm trung bình sớm có chỉ số 201 - 500 với TGST 86 - 105 ngày Nhóm chín trung bình có chỉ số 501 - 700 với TGST 106 - 115 ngày Nhóm chín muộn có chỉ số từ 701

- 900 với TGST trên 135 ngày Badu-Apraku và cộng sự đã phân ngô thành các nhóm cực ngắn (rất sớm): TGST < 90 ngày; ngắn ngày (chín sớm): 90 - 95 ngày; trung bình:

105 - 110 ngày; chín muộn (dài ngày): 115 - 120 ngày và rất muộn: > 120 ngày [28]

Đã phân nhóm giống ngô theo lượng nhiệt từng vĩ độ trồng khác nhau

Bảng 1.6 Lượng nhi t của một số nhóm ngô trên các vĩ độ khác nhau

Lưu Trọng Nguyên khi nghiên cứu các giống ngô của Trung Quốc đã kết luận rằng: Đối với giống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 20000C - 22000C; giống chín trung bình là 23000C - 26000C và giống chín muộn 25000C - 28000C [8] Ở miền Bắc Việt Nam, tổng nhiệt độ bình quân ngày đêm cần cho sự phát dục bình thường của giống ngô chín sớm là 18000C - 20000C; giống ngô chính vụ và muộn 2300 0C - 2600

0C, trong vụ Đông Xuân miền Bắc tổng tích nhiệt lên tới 2000 0C - 3100 0C [8]

Theo quy định tại Thông tư số 48/2011/TT-BNNPTNT ngày 05 tháng 7 năm

2011 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về khảo nghiệm giống cây trồng, trong đó có Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống ngô ký hiệu QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT, theo đó thời gian sinh trư ng của các giống ngô lai được phân thành

3 nhóm và có sự khác biệt giữa các miền như sau:

Bảng 1.7: Phân nhóm giống ngô lai theo thời gian sinh trư ng

Nhóm gi ống

Vùng Phía B ắc a Tây Nguyên b Duyên h ải miền

Trung và Nam B ộ b

Chín sớm Dưới 105 ngày Dưới 95 ngày Dưới 90 ngày

Chín trung bình 105 - 120 ngày 95 - 110 ngày 90 - 100 ngày

Chín muộn Trên 120 ngày Trên 110 ngày Trên 100 ngày

(b) - Thời gian sinh trư ng của vụ Hè Thu (Vụ 1)

Độ chín sớm giữa các giống lai cần được phân lập chính xác Việc phân loại các giống ngô theo thời gian sinh trư ng có ý nghĩa rất quan trọng như xác định được các vật liệu thích hợp cho việc lai tạo giống mới, phù hợp với từng cơ cấu mùa vụ để có thể bố trí chế độ canh tác và xây dựng kế hoạch gieo trồng hợp lý với từng vùng khí hậu khác nhau

Tính chín sớm ngô đã được nhiều nhà khoa học và nhà tạo giống quan tâm, trong đó hướng nghiên cứu để chọn tạo các giống ngô lai chín sớm phục vụ sản xuất đặc biệt được chú trọng B i những giống ngô lai chín sớm thường cho năng suất cao,

ổn định hơn các giống ngô chín muộn những năm bất chợt xảy ra hạn hán sớm trong mùa khô và ít gặp rủi ro hơn trong mùa bão lũ [51]

Trong sản xuất nông nghiệp, độ dài mùa vụ luôn bị giới hạn b i lượng mưa, nhiệt độ và cơ cấu trồng trọt Vì vậy, các yếu tố môi trường, đặc điểm giống và những nhân tố ảnh hư ng khác, đều cần được tìm hiểu kỹ để điều khiển các giai đoạn sinh trư ng của cây sao cho phù hợp ngay từ khi gieo đến chín Đặc biệt những vùng khô hạn, vùng có mùa mưa lũ và những vùng có thời vụ gieo trồng ngắn, các giống ngắn ngày được trồng thường cho biên độ điều chỉnh để né tránh với điều kiện bất thuận tốt hơn so với giống dài ngày Những giống ngô ngắn ngày trồng mùa vụ gieo trồng ngắn sẽ cho năng suất cao, ổn định hơn giống dài ngày và ngược lại thời vụ dài thuận lợi, những giống ngô dài ngày thường cho năng suất cao hơn

Từ năm 2007 - 2012, với sự kết hợp của Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (IITA), Trung tâm Cải tạo ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), Viện Nghiên cứu cây có hạt (CRI), Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Selian (SARI), các công

ty giống, các nhà sản xuất hạt giống và các tổ chức khác trong Dự án ngô chịu hạn cho châu Phi tại Ghana đã chọn tạo được 12 giống ngô mới chống chịu với hạn và các điều kiện bất thuận khác Trong đó có 5 giống ngô thụ phấn tự do là giống chín sớm và rất sớm với năng suất đạt 4,6 - 5,0 tấn/ha

Banzinger và cộng sự (2000) cho rằng, những cây trồng có thời gian sinh trư ng ngắn luôn đạt hiệu quả tránh hạn cao những vùng khô hạn, vùng có mùa mưa ngắn của một số nước nhiệt đới như: Indonesia, Kenya, Mexico, Colombia… Giống chín sớm còn cho phép cây trồng tránh được giai đoạn hạn cuối vụ và có thể còn tránh được giai đoạn hạn thường xảy ra ngẫu nhiên trùng hợp vào thời kỳ trỗ cờ - phun râu trong sản xuất ngô của nhiều nước

Baffour và cộng sự (2011)[30], đã tiến hành nghiên cứu Nigeria trong 3 năm trên 90 dòng ngô chín sớm và đánh giá biểu hiện của 36 giống ngô lai trong điều kiện hạn giai đoạn phun râu và chín sữa và trong điều kiện tưới đầy đủ Kết quả cho thấy, các dòng và giống lai chín sớm không những tránh được hạn mà còn chứa gen chống chịu hạn và hàm lượng đạm thấp

Oluwaranti và cộng sự (2015) [50], khi nghiên cứu ảnh hư ng của sinh thái nông nghiệp rừng nhiệt đới Nigeria đến quá trình ra hoa của ngô đã kết luận, nhiệt

độ, thời gian chiếu sáng và lượng nhiệt là những yếu tố khí hậu chính ảnh hư ng đến quá trình tung phấn phun râu của ngô vùng này

Các quần thể gốc sau khi được cải tạo thường duy trì đầy đủ những biến động di truyền, sẽ được coi là một nguồn quỹ gen ưu tú để rút dòng cho công tác chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày

Has (2012)[43], khi đánh giá nguồn gen “Turda” phục vụ cho chương trình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chín sớm, đã kết luận việc đánh giá các nguồn gen ngô chín sớm là rất quan trọng trong chọn tạo các dòng tự phối và các giống ngô lai thương mại mới thích ứng với các vùng lạnh hơn Chọn các quần thể để sử

dụng cho việc cải tạo các giống ngô lai ưu tú, rất cần thiết trong các chương trình chọn tạo giống ngô Việc lựa chọn các giống ngô ngắn ngày rất cần thiết cho người trồng ngô những vùng nhiệt độ thấp nhưng không làm giảm năng suất

Những nguồn gen này yêu cầu thời vụ ngắn hơn so với những nguồn gen chín muộn Có sự biến động giữa các nguồn gen về thời gian sinh trư ng; hệ số biến động

là trên 5% cho hầu hết các giai đoạn sinh trư ng sinh dưỡng Hiểu biết về đa dạng nguồn gen và những mối quan hệ di truyền giữa các vật liệu là rất hữu ích trong xu thế cải tạo tính chín sớm ngô; nguồn gen có thể được quản lý dễ dàng bằng phương pháp chọn lọc chu kỳ

Di truyền tính chín sớm ngô là di truyền số lượng, các gen tương tác gen kiểu cộng tính, bao gồm ảnh hư ng của nhiều gen tác động tương đương nhau hoặc khác nhau; ưu thế lai tác động đến thời gian trỗ cờ khoảng 10% Một số nguồn gen chín sớm

có thể là giống địa phương và quần thể tổng hợp được tạo ra bằng phương pháp chọn lọc chu kỳ [44]

Khi nghiên cứu tính di truyền của khoảng cách giữa tung phấn và phun râu (ASI) thông qua phân tích trung bình thế hệ đã thấy được tác động cộng giữa các gen kiểm soát đặc tính di truyền tính trạng này Biến động di truyền cộng thể hiện

rõ rệt trong di truyền quy định thời gian phun râu Tương tác gen dạng siêu trội quy định thời gian trỗ cờ đã được phát hiện Trong khi tính trội từng phần quy định thời

gian phun râu đã được báo cáo thì chưa có nghiên cứu nào chỉ ra tương tác gen cộng đóng vài trò có ý nghĩa trong di truyền quy định thời gian trỗ cờ, phun râu và chín sinh lý [54]

Giống ngô thụ phấn tự do chín sớm TSB2 đã được chọn tạo từ quần thể chín sớm Suwan 2 lai với 6 quần thể chín sớm khác theo phương pháp các cá thể tốt được chọn từ 6 quần thể gieo thành hàng m và hàng bố là hạt trộn của các cá thể tốt chọn từ Suwan 2 để tạo thành quần thể TSB2 Sau đó quần thể TSB2 được tiếp tục chọn lọc theo phương pháp bắp/hàng cải tiến để tạo ra giống ngô thụ phấn tự do chín sớm TSB2 [21]

Từ giống ngô MSB - 2649 thấp cây, tiềm năng năng suất cao và giống lai Trung Quốc tán bó TF, Ngô Hữu Tình và cộng sự đã chọn tạo ra giống ngô lai chín sớm LVN20 bằng phương pháp rút dòng Fullsib LVN20 có thời gian sinh trư ng vụ Đông

106 - 108 ngày với năng suất các tỉnh Miền Bắc đạt 30,5 - 58,1 tạ/ha [12]

Từ tập đoàn dòng tự phối ngắn ngày, Ngô Hữu Tình và cộng sự đã chọn tạo ra giống ngô lai LVN99 có thời gian sinh trư ng ngắn, chống chịu tốt, năng suất cao Giống đang được trồng phổ biến các tỉnh phía Bắc, trong đó có các tỉnh vùng miền núi Đông Bắc Việt Nam [11]

Bằng phương pháp nội phối và tự phối truyền thống với vật liệu là giống ngô lai thương mại CP999 và Cargil777, Bùi Mạnh Cường và cộng tác viên đã chọn tạo ra giống ngô lai chín sớm LVN885 đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất[2]

Từ THL H18 ฀ H29 Trong đó, dòng m H18 được rút dòng từ giống lai NK67 theo phương pháp tự thụ kết hợp với full-sib; dòng bố H29 được rút dòng từ tổ hợp lai 30Y87 theo phương pháp tự thụ truyền thống VN636 có thời gian sinh trư ng thuộc nhóm chín trung bình sớm (95 - 105 ngày), dạng cây khỏe, bộ lá xanh bền, có khả năng thâm canh cao, chịu hạn, chịu bệnh gỉ sắt tốt, nhiễm nh khô vằn cháy lá Giống VN636 khả năng thích ứng rộng, đặc biệt phù hợp với sinh thái vùng Trung du và miền núi phía Bắc [3]

Qua phân tích hệ gen về tính trạng năng suất của 8 nhóm dòng ngô thế hệ F2:3 trong điều kiện hạn và tưới đủ: Kết quả đánh giá năng suất của 8 nhóm dòng BP gồm

790 dòng thế hệ F2:3 trên đồng ruộng trong điều kiện hạn và tưới đủ cho thấy năng suất các nhóm dòng này đạt từ 0,74 - 1,37 tấn/ha/hạn và 1,21 - 2,51 tấn/ha/tưới đủ, giảm 22,0% - 48,6 [6]

Thông qua đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của 15 dòng ngô thuần ngô đường bằng phương pháp lai đỉnh thực hiện trong vụ Thu 2017 và vụ Xuân 2018 cho thấy các dòng có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt là HD52 (16,1

- 17,7 tạ/ha), HD07 (15,8 - 16,2 tạ/ha) và HD15 (14,3 - 15,7 tạ/ha) Việc tạo tổ hợp lai giữa 15 dòng thuần với 2 cây thử được thực hiện trong vụ Thu năm 2017 Ba mươi tổ hợp lai đỉnh được khảo sát trong 2 vụ: Xuân 2018 và Thu 2018 tại Đan Phượng, Hà Nội Kết quả khảo sát cho thấy năng suất bắp tươi của tổ hợp lai HD07/HD11 đạt 171,9 - 176,5 tạ/ha, vượt 2 đối chứng là Sugar 75 và Đường lai 20 trong cả vụ Xuân

2018 và Thu 2018 Các dòng HD07, HD10, HD15 và HD19 có giá trị khả năng kết hợp chung cao, các dòng có phương sai khả năng kết hợp riêng cao là HD48, HD30, HD19 và HD37 [16]

Đánh giá khả năng kết hợp của một số dòng ngô ngắn ngày triển vọng bằng phương pháp lai đỉnh thông qua nghiên cứu đánh giá các đặc điểm nông sinh học, khả năng kết hợp của 18 dòng ngô ngắn ngày triển vọng và khảo sát 36 tổ hợp lai tạo

ra bằng phương pháp lai đỉnh với 2 cây thử T1 và T2 được thực hiện trong năm 2015 tại Viện Nghiên cứu Ngô Kết quả cho thấy các dòng ngô đều thể hiện khả năng sinh trư ng phát triển tốt, ngắn ngày (100 - 110 ngày), năng suất cao (22,7 - 43,1 tạ/ha) Qua đánh giá đã xác định được 3 dòng D4, D7 và D8 có khả năng kết hợp chung cao

về năng suất Ba tổ hợp lai D8฀T1, D4฀T2 và D7฀T2 có thời gian sinh trư ng ngắn (95 ngày), cho năng suất cao tương đương đạt 96,3 tạ/ha; 94,7 tạ/ha và 92,4 tạ/ha, cao hơn đối chứng mức có ý nghĩa và cóthể phát triển m rộng nhiều vùng trồng ngô ngắn ngày năng suất cao hiện nay [7]

Bằng phương pháp truyền thống, các dòng bố m được tạo ra bằng phương pháp tự phối từ các nguồn vật liệu được cải thiện nền di truyền trên cơ s các giống ngô thương mại Dòng m TC67 tạo dòng từ giống ngô NK67, dòng bố PC665 tạo dòng từ giống P4097 Giống ngô lai VN667 là giống chín trung bình

sớm: 96 - 106 ngày vụ Thu Đông, 110 ngày vụ Đông Xuân vùng Đông Nam bộ

và Tây Nguyên ngắn hơn đối chứng CP888 từ 4 - 5 ngày VN667 có khả năng chống chịu tốt đối với rệp cờ, thối thân, đốm lá nhỏ (điểm 1), chịu hạn, chịu rét tốt (điểm 1), nhiễm nh bệnh khô vằn, sâu đục thân, đục bắp, chống đổ khá Giống ngô lai đơn VN667 có tiềm năng năng suất cao, có thể đạt trên 100 tạ/ha Kết quả khảo nghiệm cơ bản vùng Đông Nam bộ năng suất của VN667 đạt 73,3 tạ/ha cao hơn đối chứng CP888 là 10,1%, vùng Tây Nguyên đạt 85,0 tạ/ha cao hơn đối chứng CP888 là 13,6% Trong khảo nghiệm sản xuất vùng Đông Nam bộ và Tây Nguyên năng suất trung bình của VN667 đạt 75,2 - 85,4 tạ/ha cao hơn đối chứng CP888 từ 12,4 - 13,6% Giống ngô lai VN667 là giống có triển vọng, phù hợp phát triển các vùng trồng ngô Đông Nam bộ và Tây Nguyên

Công tác nghiên cứu khoa học và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật của Viện Nghiên cứu Ngô trong giai đoạn 2015 - 2019 đã đạt được nhiều thành tựu, đặc biệt là chọn tạo giống ngô lai Các giống mới được tạo ra có sự tiến bộ về mặt chất lượng, khả năng thích ứng và khả năng chống chịu so với thế hệ giống trước

đó Trong công tác nghiên cứu, Viện đã đa dạng hóa được sản phẩm: Giống ngô nếp, ngô đường đạt được một số thành tựu về khối lượng, chất lượng và khả năng ứng dụng Ứng dụng công nghệ sinh học trong công tác chọn tạo giống ngô lai của Viện đã có những thành công nhất định, đã làm chủ được một số công nghệ mới như: Inducer, công nghệ ADN (công nghệ chuyển gen), công nghệ tế bào Giai đoạn 2015 - 2019 thị phần các giống của Viện nghiên cứu Ngô trong sản xuất chiếm 22,1%, đứng thứ 3 sau Công ty CP (25,8%) và Syngenta (26,6%)[1]

Trong vụ Xuân 2019 tại 2 huyện Đan Phượng và Ba Vì - Hà Nội đã tiến hành đánh giá khả năng sinh trư ng, phát triển, năng suất sinh khối, chất lượng của một số giống ngô lai Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RBCD) với 4 lần nhắc lại Mỗi giống ngô lai trồng 6 hàng trong một ô dài

5 m, khoảng cách giữa hai hàng là 70 cm, khoảng cách giữa hai cây là 20 cm Mức phân bón được áp dụng chung cho các thí nghiệm là 2.500 kg phân hữu cơ khoáng + 450 kg đạm Urê + 700 kg Lân Super + 200 kg Kaliclorua/ha Kết quả

cho thấy: Thời gian thu sinh khối của các giống ngô lai thí nghiệm Ba Vì - Hà Nội biến động từ 97 - 100 ngày, Đan Phượng - Hà Nội biến động từ 95 - 99 ngày Các giống ngô lai thí nghiệm đều thuộc nhóm có thời gian thu hoạch sinh khối trung ngày, phù hợp với điều kiện sinh thái và tập quán canh tác của người dân Trong vụ Xuân tại 2 huyện nghiên cứu, các giống CS71; CN18-7; VN172; CP511; NK7328 có năng suất sinh khối cao, chất lượng thức ăn xanh tốt Đây là những giống có triển vọng sử dụng làm thức ăn xanh cho đại gia súc vùng ngoại thành Hà Nội [15]

Giống chín sớm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Đó

là giải quyết vấn đề tăng vụ, hoặc sắp xếp lại cơ cấu mùa vụ hợp lý Mặt khác, giống chín sớm còn có thể né tránh được những rủi do, thiên tai, bất lợi của điều kiện thời tiết Giống ngô cho năng suất cao với thời gian sinh trư ng ngắn có ý nghĩa rất lớn vì gieo trồng được nhiều vụ trong năm và làm tăng hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích đất canh tác

Theo Badu-Apraku và cộng sự (1995) [27], năng suất ngô bị thiệt hại hàng năm do khô hạn các nước đang phát triển được ước tính khoảng 15% tổng sản lượng và tổn thất thậm chí có thể cao hơn những nơi có lượng mưa hàng năm dưới 500 mm và đất cát, đặc biệt đối với các giống không thích ứng với điều kiện vùng đó Việc phát triển các giống ngô chín sớm sẽ đảm bảo cho sản lượng ngô trong vùng tăng lên Không những thế việc áp dụng các giống ngô ngắn ngày trong sản xuất sẽ tạo ra cơ hội để nông dân vượt qua thách thức để sản xuất ngô, qua đó cải thiện an ninh lương thực [27]

Với những giống chín muộn một số vùng nhiệt đới, sản lượng ngô bị hạn chế

b i vì hạt chưa hoàn toàn chín khi thu hoạch do lượng mưa thiếu hay thừa quá trước khi hạt đạt đến độ chín hoàn toàn Những ảnh hư ng do điều kiện thời tiết này thường gặp ngô trồng vùng nhiệt đới hơn là vùng ôn đới và đây là do ảnh hư ng b i biến đổi khí hậu Trồng giống ngô ngắn ngày đang dần gia tăng các vùng nhiệt đới nhằm giảm đi những tác động thay đổi của lượng mưa

Giống ngô ngắn ngày đang được trồng rộng rãi các vùng ôn đới vào vụ có thời gian ngắn mà cây trồng dài ngày không hoàn thiện được giai đoạn hình thành hạt do tổng tích ôn không đủ Trong một nghiên cứu về sức chống chịu của ngô với nhiệt độ và ảnh hư ng của hạn, năng suất giống ngắn ngày cao hơn năng suất giống dài ngày trong mùa nóng, khô Hơn nữa, Troyer (1994) [55] còn cho rằng giống ngắn ngày sẽ cho hiệu quả cao nếu được trồng đúng thời điểm để giống có thể chín hoàn toàn hay nơi mà giống phải phát triển nhanh hơn và chín sớm hơn trong mùa

vụ ngắn [55]

Theo Widdicombe, W D., và Thelen, K (2002)[63], Nam Corn Belt, giống ngô chín muộn thường có tiềm năng năng suất cao hơn giống ngô lai chín sớm Tuy nhiên giống chín muộn khi thu hoạch thường có ẩm độ hạt cao hơn giống chín sớm khi thu hoạch và nhất là vào mùa mưa Ẩm độ cao dẫn đến làm chậm lại tiến độ thu hoạch

và làm tăng chi phí sấy chế biến Do đó, việc trồng giống ngô ngắn ngày sẽ làm giảm bớt chi phí sấy chế biến và đảm bảo đúng thời gian thu hoạch [63]

Nông dân trồng giống ngô lai chín sớm là để tăng thêm thu hoạch trước khi trồng vụ mùa chính và điều này đặc biệt quan trọng các vùng có hai mùa vụ trong năm Nông dân có thể trồng một vụ giống chín sớm vào mùa vụ ngắn tạo điều kiện cho việc gieo trồng mùa ngô chính vụ hoặc các cây trồng khác vụ chính [52]

Giống chín sớm rất lý tư ng cho trồng trái vụ các vùng lòng sông khô Zimbabwe và cũng thích hợp cho trồng xen canh do ít cạnh tranh về độ ẩm, ánh sáng và chất dinh dưỡng hơn so với các giống chín muộn

Khoảng cách giữa nhu cầu và sản lượng ngô sẽ là 5,1 x 1010 kg vào năm 2020 Tổng sản lượng ngô có thể được tăng cường bằng nhiều cách khác nhau như m rộng diện tích trồng, cải tạo đất bón phân và tối ưu hóa làm đất Tuy nhiên, một trong những cách hiệu quả và thiết thực nhất là tạo ra giống ngô năng suất và khả năng thích ứng cao Các nghiên cứu đã chứng minh rằng 52,9% năng suất ngô tăng là do giống và tỉ lệ cải thiện là 89,1 kg/ha mỗi năm

Ở Việt Nam với những vùng trồng lúa nước 2 vụ/năm có thể chuyển đổi và đưa vào sản xuất những giống ngô chín sớm 3 vụ ngô/năm Chính sách chuyển đổi giống cây trồng này sẽ góp phần không nhỏ trong việc nâng cao sản lượng lương thực phục vụ nhu cầu ngành chăn nuôi và giảm thiểu ngô nhập khẩu

1.5 Cơ s di truyền và chương trình chọn tạo giống ngô

1.5.1 Đa dạng di truyền và nguồn gen cây ngô

Ngô là cây giao phấn, thông qua các tác động của quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo đã giúp cho ngô có sự đa dạng di truyền rất rộng, tr thành một trong những cây trồng phổ biến nhất trên thế giới Cây ngô hiện được trồng tất cả các châu lục và thích ứng với hầu hết các loại hình sinh thái khí hậu, từ ôn đới, cận nhiệt đới đến nhiệt đới cao và nhiệt đới thấp

Thông qua các dẫn chứng lịch sử, các nhà khoa học đã phân nhóm ngô thành

4 nòi chính: 1) Nhóm nòi bản địa cổ đại: xuất phát từ ngô bọc nguyên thủy Mexico Các nòi nhóm này khác nhau b i sự phát triển độc lập những địa bàn

và môi trường khác nhau mặc dù có cùng tổ tiên 2) Nhóm nhập nội tiền Columbus: các nòi nhóm này được coi là nhập vào Mexico từ Trung và Nam Mỹ từ thời tiền

sử 3) Nhóm con lai tiền sử: là nhóm nòi đang tồn tại và có vai trò lớn nhất hiện nay Nhóm này bao gồm các nòi được tạo ra từ việc lai tạp giữa các nòi bản địa cổ đại với các nòi nhập nội tiền Columbus hoặc giữa 2 nhóm trên với Teosine 4) Nhóm hiện đại: bao gồm các nòi phát triển gần đây và chưa đạt đến trạng thái nòi

ổn định nhưng có các đặc điểm xác định

Hiện nay, các nhà khoa học đã thu thập và lưu giữ trên 15.000 mẫu giống ngô các địa điểm khác nhau trên toàn thế giới Tại Việt nam, có khoảng trên 3.500 mẫu giống, dòng đang được lưu giữ và bảo tồn Đây là nguồn vật liệu hữu ích cho các chương trình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai khác nhau, đặc biệt là giống chống chịu với các điều kiện bất thuận (sinh học và phi sinh học) trong giai đoạn hiện nay

Song song với việc thu thập và lưu giữ các nguồn gen, việc cải tạo nguồn gen trong giống lai kết hợp với cải thiện sản xuất và quản lý nông nghiệp đã dẫn tới sự tăng trư ng ấn tượng của nghiên cứu và sản xuất ngô hiện nay Trong những năm 1910-1950, việc phát triển nguồn gen ngô là rất hạn chế Rất nhiều nỗ lực của các nhà chọn giống nhằm m rộng và phát triển phương pháp tạo giống và tăng cường hiệu quả của các dòng thuần là bố m của các giống lai Tuy nhiên, những nỗ lực này đã bỏ qua khoảng 98% nguồn gen ngô thế giới Nhận thức được

tầm quan trọng của đa dạng nguồn gen trong chọn tạo giống ngô, các nhà tạo giống ngoài việc sử dụng các nguồn bản địa còn thu thập và sử dụng các nguồn vật liệu từ nhiều vùng địa lý khác nhau trên thế giới Tiềm năng của nguồn gen ngoại lai luôn giành được những quan tâm đặc biệt nghiên cứu cho các mục tiêu

và lợi ích khác nhau

Nguồn vật liệu kh i động có thể coi là nền tảng của bất kỳ một chương trình chọn tạo giống cây trồng nào Hiệu quả của quá trình chọn lọc và lai tạo phụ thuộc vào nguồn vật liệu kh i đầu có phong phú hay không Các nguồn vật liệu tạo ra các thế hệ con cháu có khả năng chịu được áp lực tự phối, có khả năng kết hợp tốt, có

ưu thế lai cao với các nguồn khác và tổ hợp lai của nó với ít nhất một hay nhiều quần thể có tiềm năng năng suất cao, đặc điểm cây thích hợp, có gen tốt chống chịu sâu bệnh, có đặc tính tốt về phần hoa và hạt thì được coi là nguồn vật liệu phù hợp cho tạo dòng và giống lai

Đến nay, các nhà khoa học đều thống nhất rằng, nguồn vật liệu cho tạo dòng ngô rất đa dạng và phong phú, việc phân loại giúp cho các nhà tạo giống hiểu biết sâu hơn về vai trò và tiềm năng của mỗi nguồn vật liệu, từ đó có sự lựa chọn thích hợp cho việc tạo dòng đạt hiệu quả Qua các thời kỳ, các nguồn vật liệu mới và tốt hơn đã được tạo ra, chúng được xác định và mô tả tất cả các đặc tính, những thông tin về nguồn nguyên liệu sẽ được các nhà chọn giống quan tâm sử dụng Vai trò và thành tích trong tạo dòng của các loại vật liệu khác nhau tùy thuộc vào tiềm năng của nguồn vật liệu và phương pháp tạo dòng mà nhà tạo giống đã áp dụng Một trong những tiến bộ của chương trình phát triển giống ngô lai Việt Nam trong thời gian qua là chọn lọc được nguồn vật liệu ban đầu phù hợp, đó là các giống lai thương mại Trong nghiên cứu chọn tạo giống ngô chống chịu thì việc đánh giá, sàng lọc nguồn vật liệu kh i đầu là bước không thể thiếu, nó giúp cho việc nhanh chóng lai tạo thành công các giống ngô lai như mong muốn

Chọn tạo dòng thuần là phần quan trọng nhất của các chương trình chọn tạo giống ngô lai Từ nguồn vật liệu kh i đầu, có nhiều phương pháp khác nhau để tạo và