so sánh một giống ngô lai mới vụ thu đông năm 2012 và vụ xuân năm 2013 tại huyện bắc mê, tỉnh hà giang

Trong những năm qua, do tập tục canh tác của đồng bào trong huyện chưa đầu tư tiến bộ khoa học vào sản xuất, chưa mạnh dạn đưa các giống ngô lai vào trồng mới, do vậy năng suất của ngô t

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ XUÂN NAM

SO SÁNH MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI MỚI

VỤ THU ĐÔNG NĂM 2012 VÀ VỤ XUÂN NĂM 2013

TẠI HUYỆN BẮC MÊ, TỈNH HÀ GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - NĂM 2013

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGÔ XUÂN NAM

SO SÁNH MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI MỚI

VỤ THU ĐÔNG NĂM 2012 VÀ VỤ XUÂN NĂM 2013

TẠI HUYỆN BẮC MÊ, TỈNH HÀ GIANG

Chuyên ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Mã số: 60 62 01 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Viết Hưng

THÁI NGUYÊN - NĂM 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chƣa từng đƣợc sử dụng để bảo vệ bất cứ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Ngô Xuân Nam

LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình học tập và nghiên cứu đề tài, tôi đã hoàn thành bản luận văn nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới các thầy giáo, cô giáo trong Phòng quản lý Sau Đại học; Khoa Nông Học, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Nguyễn Viết Hưng

đã luôn quan tâm giúp đỡ nhiệt tình, trách nhiệm và công tâm trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn

Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi tới các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình sự biết ơn sâu sắc và xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi sự sơ xuất mong các thầy,

cô, các đồng nghiệp tham gia góp ý kiến./

Thái Nguyên, ngày tháng 12 năm 2013

Tác giả

Ngô Xuân Nam

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ix

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 3

3 Yêu cầu của đề tài 4

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 6

1.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 9

1.2.3 Tình hình sản xuất ngô vùng Trung du, miền núi phía Bắc 11

1.2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Hà Giang 13

1.2.5 Tình hình sản xuất ngô ở huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang 16

1.3 Tình hình nghiên cứu về giống ngô trên thế giới và Việt Nam 17

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 17

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 20

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Vật liệu nghiên cứu 23

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 24

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 24

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 24

2.2.3 Nội dung nghiên cứu 24

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

2.3.2 Quy trình kỹ thuật 25

2.3.3 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 26

2.3.4 Xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai ưu tú 30

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 31

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống ngô lai 32

3.1.1 Giai đoạn nảy mầm và mọc (VE) 33

3.1.2 Giai đoạn từ gieo đến trỗ cờ 34

3.1.3 Giai đoạn tung phấn, phun râu 36

3.1.4 Giai đoạn chín sinh lý (TGST) 37

3.2 Một số đặc điểm hình thái của các giống ngô lai 39

3.2.1 Chiều cao cây 39

3.2.2 Chiều cao đóng bắp 40

3.2.3 Tỷ lệ cao bắp/cao cây 41

3.2.4 Số lá trên cây 41

3.2.5 Chỉ số diện tích lá 43

3.3 Khả năng chống chịu của các giống ngô lai 44

3.3.1 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống ngô lai 44

3.3.2 Khả năng chống đổ của các giống ngô lai 48

3.4 Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống ngô lai 49

3.4.1 Trạng thái cây 50

3.4.2 Trạng thái bắp 51

3.4.3 Độ bao bắp 51

3.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của của các giống ngô lai 52

3.5.1 Số bắp trên cây 52

3.5.2 Chiều dài bắp 53

3.5.3 Đường kính bắp 54

3.5.4 Số hàng trên bắp 54

3.5.5 Số hạt trên hàng 55

3.5.6 Khối lượng 1000 hạt 56

3.6 Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu 57

3.6.1 Năng suất lý thuyết 57

3.6.2 Năng suất thực thu 58

3.6.3 Hiệu quả kinh tế của các giống ngô lai tham gia thí nghiệm 60

3.7 Kết quả mô hình trình diễn 66

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 70

PHỤ LỤC 75

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

QCVN 01-56-2011 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Khảo nghiệm

giá trị canh tác và sử dụng của giống ngô

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012 6

Bảng 1.2 Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2012 7

Bảng 1.3 Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020 8

Bảng 1.4 Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn (1995 - 2012) 10

Bảng 1.5 Tình hình sản xuất ngô vùng Trung du, miền núi phía Bắc (1995-2012) 13

Bảng 1.6 Sản xuất ngô ở Hà Giang giai đoạn 2006 - 2012 14

Bảng 1.7 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô các huyện trong tỉnh từ năm 2010 - 2012 15

Bảng 1.8 Sản xuất ngô ở Bắc Mê giai đoạn 2006 - 2012 16

Bảng 3.1 Theo dõi, thời gian mọc, tỷ lệ nảy mầm của các giống ngô lai ở vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân năm 2013 33

Bảng 3.2 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống ngô lai ở vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân năm 2013 35

Bảng 3.3 Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các giống ngô lai ở vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân năm 2013 39

Bảng 3.4 Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô lai ở vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân 2013 42

Bảng 3.5 Mức độ nhiễm sâu bệnh của các giống ngô lai thí nghiệm vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân 2013 45

Bảng 3.6 Tỷ lệ đổ rễ và gãy thân của của các giống ngô lai ở vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân 2013 48

Bảng 3.7 Trạng thái cây, độ bao bắp và trạng thái bắp của các giống ngô vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân 2013 50

Bảng 3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô lai vụ Thu Đông 2012 53

Bảng 3.9 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô lai vụ

Xuân 2013 55 Bảng 3.10 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống

ngô lai thí nghiệm 58 Bảng 3.11 Hiệu Quả kinh tế của các giống ngô tham gia thí nghiệm

vụ Thu Đông năm 2012 60 Bảng 3.12 Hiệu Quả kinh tế của các giống ngô tham gia thí nghiệm

vụ Xuân năm 2013 63 Bảng 3.13 Giống, địa điểm và quy mô mô hình trình diễn giống ngô

ưu tú vụ Xuân 2013 tại huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang 66 Bảng 3.14 Thời gian sinh trưởng và năng suất của giống ngô ưu tú vụ

Xuân 2013 tại Bắc Mê, Hà Giang 67 Bảng 3.15 Kết quả đánh giá của nông dân đối với các giống ngô ưu tú

vụ Xuân 2013 68 Bảng 3.16 Phân tích kinh tế mô hình trình diễn ngô tại Bắc Mê 69

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu của các giống

tham gia thí nghiệm vụ Thu Đông năm 2012 60 Biểu đồ 3.2 Năng suất lý thuyết, năng suất thực thu của các giống

tham gia thí nghiệm vụ Xuân năm 2013 60 Biểu đồ 3.3 Hiệu quả kinh tế của các giống ngô tham gia thí nghiệm

vụ Thu đông 2012 62 Biểu đồ 3.4 Hiệu quả kinh tế của các giống ngô tham gia thí nghiệm

vụ Xuân 2013 65

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

Cây ngô (Zea mays L) là cây lương thực được phát hiện cách đây 7000

năm tại Mêxicô và Pêru Từ đó đến nay, cây ngô đã nuôi dưỡng 1/3 dân số thế giới và được coi là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều dân tộc như Mêxicô,

Ấn Độ, Philippin và một số nước Châu Phi khác Có tới 90% sản lượng ngô của Ấn Độ và 66% ở Philippin được dùng làm lương thực cho con người Ngay như ở nước ta nhiều vùng như Tây Bắc, Đông Bắc và Tây Nguyên người dân

đã dùng ngô làm lương thực chính Ngoài việc cung cấp lương thực nuôi sống con người, cây ngô còn là thức ăn cho gia súc, hiện nay ngô là nguồn thức ăn chủ lực để chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa cho con người

Những năm gần đây ngô còn là cây có giá trị thực phẩm cao như: ngô nếp, ngô đường, ngô rau và là nguồn nguyên liệu lớn cho ngành công nghiệp chế biến Từ ngô có thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: Rượu, cồn, nước hoa Giá trị sản lượng ngô rất lớn đã tạo ra 670 mặt hàng khác nhau của ngành lương thực thực phẩm, công nghiệp nhẹ và dược Theo Đại học tổng hợp Iowa (IFPRI 2006 - 2007) [16], để hạn chế khai thác dầu mỏ - nguồn tài nguyên không tái tạo được đang cạn dần, ngô được dùng làm nguyên liệu chế biến ethanol, thay thế một phần nhiên liệu xăng dầu chạy ô tô tại Mỹ, Braxin, Trung Quốc

Ở Việt Nam, trong khoảng thời gian 15 năm gần đây tỷ lệ diện tích trồng ngô lai tăng lên hơn 95%, một tốc độ phát triển rất nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới Ngô lai đã làm thay đổi tận gốc rễ những tập quán canh tác lạc hậu, góp phần đưa nghề trồng ngô nước ta đứng trong hàng ngũ những nước tiên tiến về sản xuất ngô ở Châu Á (Trần Hồng Uy, 2001) [11] Năm 1995, diện tích trồng ngô ở nước ta đạt 556,8 nghìn ha, năng suất 21,3 tạ/ha và sản lượng 1.184,3 nghìn tấn, thì đến năm 2012 diện tích trồng ngô đạt 1.118,3 nghìn ha,

năng suất 43,0 tạ/ha, sản lượng 4.803,6 nghìn tấn (Tổng cục thống kê,2013 )[9]

Hiện nay phần lớn ngô được sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi, chiếm khoảng 80% sản lượng ngô, một phần ngô được dùng làm lương thực chính cho một số đồng bào dân tộc thiểu số miền núi, đặc biệt những vùng khó khăn, vùng không

có điều kiện trồng lúa nước Nhu cầu sử dụng ngô ở nước ta rất lớn và ngày càng tăng, theo tính toán của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, lượng ngô cần sử dụng vào năm 2020 của cả nước đạt là 8 - 9 triệu tấn/năm Do vậy, Nhà nước ta đã có chiến lược phát triển ngô trên phạm vi cả nước

Ở vùng trung du miền núi phía bắc, ngô là cây lương thực chính chỉ đứng sau cây lúa Năm 1995, diện tích ngô là 211,3 nghìn ha, năng suất 15,8 tạ/ha, sản lượng 333,5 nghìn tấn, 2012 diện tích ngô là 466,8 nghìn ha, năng suất 36,3 tạ/ha, sản lượng 1.696,2 nghìn tấn Năng suất ngô của vùng Trung du

và miền núi phía Bắc chỉ bằng 84,41% năng suất ngô trung bình so với bình quân cả nước, (Tổng cục Thống kê, 2013)[9] Việc mở rộng diện tích được tưới chủ động cho cây trồng ở vùng núi cao là vấn đề khó khăn vì địa hình canh tác trên nền đất dốc, nương rẫy và sườn núi, nguồn nước tưới ở xa; nông dân nghèo thiếu vốn đầu tư; chi phí xây dựng công trình tưới nước lớn hơn nhiều so với vùng đồng bằng Như vậy, chủ yếu diện tích ngô trong vùng được trồng ở vùng cao nhờ nước trời, chỉ có một phần nhỏ diện tích ở vùng thấp là có tưới Vì vậy, giải pháp tối ưu cho việc nâng cao năng suất và sản lượng ngô ở vùng này là sử dụng các giống ngô lai chịu hạn và áp dụng các biện pháp kỹ thuật mới Do đó, cần phải chọn tạo được những giống ngô cho năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng Để tìm ra được những giống ngô ưu việt nhất đưa vào sản xuất đại trà, cần tiến hành quá trình nghiên cứu, đánh giá, loại bỏ những giống không phù hợp, giúp cho quá trình đánh giá

và chọn tạo giống đạt hiệu quả cao nhất

Tại Hà Giang ngô là cây trồng cung cấp nguồn thức ăn phục vụ cho con người và ngành chăn nuôi, đối với các huyện vùng cao núi đá, vùng sâu, vùng xa của tỉnh ngô là nguồn lương thực chính cung cấp lương thực cho đồng bào các dân tộc H’Mông, Dao, Pu Péo chủ yếu ở các huyện vùng cao như: Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh; Bắc Mê và huyện Quản Bạ Mặt khác, Hà Giang là một tỉnh vùng cao biên giới với địa hình đa phần là đồi núi rất phức tạp, việc cung cấp nước cho sản xuất lúa rất khó khăn Do vậy, việc phát triển sản xuất ngô chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp Năm 2006 tổng diện tích ngô cả năm của tỉnh

là 43.269,8 ha, năng suất bình quân 20,9 tạ/ha và sản lượng đạt 90.689,6 tấn; năm

2011 tổng diện tích ngô cả năm của tỉnh là 49.941,9 ha, năng suất bình quân 31,3 tạ/ha và sản lượng đạt 156.459,4 tấn; Năm 2012 tổng diện tích ngô cả năm của tỉnh

là 52.508,6 ha, năng suất bình quân 32,1 tạ/ha và sản lượng đạt 168.706,0tấn

(nguồn: Niên giám thống kê Hà Giang năm 2012) [5]

Đối với huyện Bắc Mê là một huyện vùng sâu, vùng xa của tỉnh, là vùng núi đất, trong phát triển kinh tế huyện luôn quân tâm chú trọng phát triển nông, lâm nghiệp cả về diện tích, năng suất, sản lượng, trong đó có cây ngô Trong những năm qua, do tập tục canh tác của đồng bào trong huyện chưa đầu tư tiến

bộ khoa học vào sản xuất, chưa mạnh dạn đưa các giống ngô lai vào trồng mới,

do vậy năng suất của ngô tại huyện thấp bởi vì nhân dân hầu như sử dụng các loại giống ngô ở địa phương có năng suất thấp, nhiều chủng loại giống khác nhau, cho nên không tạo được bước đột phá nhiều trong sản xuất nông, lâm nghiệp Chính vì vậy, việc chọn giống có tiềm năng năng suất để đưa vào sản xuất, những giống ngô lai mới có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt cho năng suất và chất lượng cao là rất cần thiết và có giá trị thực tiễn, đáp ứng yêu cầu trước mắt cũng như lâu dài đối với hướng đi phát triển nông nghiệp của huyện

Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “So sánh một số giống ngô lai mới vụ Thu Đông năm 2012 và vụ Xuân năm 2013 tại huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang”

2 Mục tiêu của đề tài

Lựa chọn được giống ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất cao và ổn định, thích nghi với điều kiện sinh thái của huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang

3 Yêu cầu của đề tài

- Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng của các giống ngô lai trong điều kiện vụ Thu Đông 2012 và vụ Xuân 2013 tại huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang

- Nghiên cứu các đặc điểm hình thái của các giống thí nghiệm

- Nghiên cứu một số đặc tính chống chịu của các giống ngô lai thí nghiệm (chống chịu sâu bệnh, chống đổ gãy…)

- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô lai tham gia thí nghiệm

- So sánh và sơ bộ kết luận về khả năng thích ứng của các giống Chọn được giống ưu tú để đưa vào sản xuất

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Đề tài góp phần chuyển đổi cơ cấu giống cây trồng, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất ngô, khai thác tiềm năng đất đai, góp phần xoá đói giảm nghèo, tăng thu nhập cho các hộ nông dân sản xuất ngô của huyện Bắc Mê, tỉnh

Hà Giang và vùng miền núi

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Trong sản xuất nông nghiệp, giống là tư liệu để duy trì và phát triển sản xuất Giống có vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất và sản lượng cây trồng Muốn có những giống ngô mới năng suất, chất lượng cao, khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh cần nghiên cứu lai tạo và chọn lọc một cách kỹ lưỡng, xác định vùng thích nghi của các giống mới trước khi đưa vào sản xuất trên diện rộng Vì thế các giống mới cần được khảo nghiệm trước khi đưa ra sản xuất, để đánh giá đầy đủ, khách quan khả năng thích nghi của giống với vùng sinh thái cũng như khả năng sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu với những điều kiện bất lợi khác

Ngày nay sản xuất ngô muốn phát triển theo hướng hàng hoá với sản lượng cao, quy mô lớn nhằm phục vụ nhu cầu thị trường, cần phải có các biện pháp hữu hiệu như thay thế các giống ngô cũ năng suất thấp bằng các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt Đặc biệt là ở các tỉnh miền núi sử dụng giống có khả năng chịu hạn, chịu rét tốt, năng suất cao vừa phát huy hiệu quả kinh tế của giống vừa góp phần xoá đói giảm nghèo cho đồng bào các dân tộc

Trong quá trình so sánh giống sẽ loại được các giống có những yếu điểm

về các đặc tính nông sinh học như: Thời gian sinh trưởng quá dài, cây quá cao, chống đổ kém và dễ nhiễm sâu bệnh … Chọn lựa theo kiểu hình sẽ loại bỏ được những đặc tính không mong muốn, tuy nhiên để có kết quả tin cậy phải thực hiện thí nghiệm ở nhiều thời vụ

Các kết quả nghiên cứu về thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu, năng suất của các giống ngô lai làm thí nghiệm là cơ sở lựa chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng

1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Hiện nay ngô là cây lương thực đứng thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và lúa nước với tổng diện tích 176,99 triệu ha, năng suất 49,44 tạ/ha và sản lượng 875,09 triệu tấn (FAOSTAT, 2013) [12] Trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất đã làm tăng năng suất và sản lượng ngô lên đáng kể

Bảng 1.1 Sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2012

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

triệu ha), năng suất năm 1961 là 19,40 tạ/ha, đến năm 2012 đạt 49,44 tạ/ha; sản lượng tăng từ 205,00 triệu tấn (1961) lên 875,09 triệu tấn (2012)

Có được kết quả trên, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác Đặc biệt, từ năm 1996 đến nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống ngô lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước

Hiện nay, tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới cũng đã

có nhiều thay đổi, thể hiện cụ thể qua bảng 1.2

Bảng 1.2 Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2012

(triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

Nguồn: Số liệu thống kê của FAOSTAT, 2013[12]

Qua số liệu bảng 1.2 cho thấy, phần lớn các nước phát triển năng suất ngô tăng không đáng kể nhưng năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến Kết quả

đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất, ở Mỹ chỉ còn

sử dụng 48% giống ngô được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% bằng

công nghệ sinh học Do vậy mà năng suất, sản lượng ngô của Mỹ đạt cao nhất, sau đó đến Trung Quốc, Brazil, Ấn Độ,

Theo FAO, việc sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới đang có sự mất cân đối giữa cung và cầu dẫn đến tình trạng các nước nhập khẩu ngô tăng dần, các nước xuất khẩu ngô giảm dần từ nay đến những năm đầu thế kỷ XXI Xuất khẩu ngô đã đem lại nguồn lợi lớn cho các nước lớn sản xuất ngô như Mỹ, Trung Quốc, Achentina, Hungari,…

Trung Quốc được xem là cường quốc đứng thứ hai trên thế giới, sau Mỹ,

và đứng thứ nhất trong khu vực Châu Á trong lĩnh vực sản xuất ngô lai với tốc

độ tăng trưởng ngày càng tăng Hiện nay, Mỹ và Trung Quốc là hai quốc gia có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với

, Đức, Hy Lạp, Israel, mặc dù năng suất ngô cao nhưng sản lượng vẫn còn thấp do diện tích trồng ngô chưa được mở rộng

- Theo số liệu của FAO, năm 2012 diện tích trồng ngô trên thế giới đạt trên 176,99 triệu ha, năng suất bình quân 49,44 tạ/ha và sản lượng đạt 875,09 triệu tấn, trong khi đó sản lượng lúa mì đạt khoảng 690 triệu tấn và sản lượng luá nước chỉ mới đạt khoảng trên 685 triệu tấn (FAOSTAT, 2013)[12] Nhu cầu ngô tăng do dân số phát triển nhanh, thu nhập bình quân đầu người được cải thiện nên việc tiêu thụ thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh, dẫn đến lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng Thách thức đặt ra là 80% nhu cầu ngô trên thế giới tăng (266 triệu tấn) lại tập trung ở các nước đang phát triển, trong khi đó chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công nghiệp có thể xuất sang các nước này Vì vậy, các nước đang phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu như không tăng (IRRI, 2003)[15]

Bảng 1.3 Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020

(triệu tấn) (triệu tấn) Năm 2020 % thay đổi

sự tăng thêm 85,3% vào năm 2020 Sở dĩ nhu cầu ngô tăng mạnh ở các nước này là do dân số tăng, thu nhập bình quân đầu người tăng, dẫn đến nhu cầu về lương thực, thực phẩm tăng mạnh, từ đó đòi hỏi khối lượng ngô rất lớn để phát triển chăn nuôi

1.2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Tại Việt Nam cây ngô được đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình, 1997) [7] Cây ngô đã khẳng định vị trí trong sản xuất nông nghiệp và trở thành cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau cây lúa đồng thời là cây màu số một, góp phần đáng kể trong việc giải quyết lương thực tại chỗ cho người dân Việt Nam, nhờ những đặc tính sinh học ưu việt như khả năng thích ứng rộng, chịu thâm canh, đứng đầu về năng suất, trồng được ở nhiều vùng sinh thái và ở các vụ khác nhau trong năm, từ đó diện tích trồng ngô nhanh chóng được mở rộng ra khắp cả nước, đặc biệt là các vùng Trung du và miền núi phía Bắc Trong hơn mười năm trở lại đây, những thành công trong công tác nghiên cứu và sử dụng các giống ngô lai được coi là cuộc cách mạng thực sự trong ngành sản xuất ngô ở Việt Nam Những thành tựu nghiên cứu về cây ngô đã thay đổi sâu sắc tập quán trồng

ngô ở Việt Nam và đã có những đóng góp nhất định cho mục tiêu phát triển cây ngô ở nước ta

Bảng 1.4 Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn (1995 - 2012)

Năm Diện tích (1000 ha) Năng suất

(tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Qua số liệu bảng 1.4 cho thấy, diện tích trồng ngô của nước ta tăng dần

từ 556,8 nghìn ha (năm 1995), đến năm 2012 đạt 1.118,3 nghìn ha, năng suất tăng từ 21,3 tạ/ha (năm 1995), lên 43,0 tạ/ha (năm 2012) Do vậy sản lượng ngô đã tăng từ 1.184,2 nghìn tấn (1995) lên 4.803,6 nghìn tấn (2012) Mặc dù sản lượng ngô ở nước ta tăng khá nhanh, song nhu cầu nguyên liệu để chế biến thức ăn chăn nuôi tăng với tốc độ cao hơn nên nước ta từ một nước xuất khẩu ngô (250 nghìn tấn năm 1996) đã trở thành nước nhập khẩu ngô kể từ năm

2005 nhập 300 nghìn tấn Như vậy, cũng như nhiều nước đang phát triển khác (kể cả Trung Quốc) Việt Nam đang phải nhập khẩu ngô, mặc dù năng suất ngô

năm 2008 đã đạt 40,2 tạ/ha, song nếu so với năng suất trung bình của thế giới, đặc biệt là năng suất của các nước phát triển thì năng suất ngô của Việt Nam còn rất thấp Một trong những nguyên nhân chính là do diện tích ngô Việt Nam trồng nhiều vùng, trên nhiều loại diện tích đất canh tác và thường là trồng manh mún, nhỏ lẻ, trong đó có hơn 60% diện tích trồng trên vùng núi cao (Phan Xuân Hào, 2005) [2]

1.2.3 Tình hình sản xuất ngô vùng Trung du, miền núi phía Bắc

Vùng Trung du, miền núi phía Bắc bao gồm 14 tỉnh (Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Bắc Giang, Phú Thọ, Điện Biên, Lai Châu, Sơn La), là vùng trồng ngô có diện tích lớn ở Việt Nam Tuy diện tích lớn nhưng phân bố rải rác, đất trồng ngô có địa hình phức tạp, chủ yếu là đất nương bãi, thung lũng, thềm sông suối, độ cao so với mặt nước biển thay đổi từ vài trăm mét (Thái Nguyên) đến hơn nghìn mét (cao nguyên Đồng Văn - Hà Giang) Khí hậu của vùng Trung du, miền núi phía Bắc thường khắc nghiệt, hạn và rét kéo dài, lượng mưa phân bố không đều trong năm, đã ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất ngô của cả vùng

Mặc dù sản lượng ngô của vùng Trung du, miền núi phía Bắc chiếm tới 35,31% sản lượng ngô cả nước nhưng mới chỉ cung cấp được cho nhu cầu ngô của vùng, sản xuất ngô hàng hóa chưa nhiều Phần lớn diện tích trồng ngô của vùng là trồng trên đất dốc và nhờ nước trời, đầu tư thâm canh thấp, một số tỉnh có tỷ lệ giống ngô địa phương và giống ngô thụ phấn tự

do cao, là nguyên nhân làm cho năng suất ngô đạt thấp hơn các vùng khác Các giống ngô địa phương và giống thụ phấn tự do tuy năng suất thấp nhưng lại có chất lượng và khả năng chống chịu tốt Mặt khác đồng bào miền núi vẫn canh tác theo tập quán cũ không thu hoạch ngô khi chín mà

để ngoài đồng, nên các giống ngô lai tuy có năng suất cao nhưng lại không

thích hợp với tập quán canh tác này do dễ bị sâu bệnh sau thu hoạch tấn công, gây hại Tình hình sản xuất ngô vùng Trung du, miền núi phía Bắc

đƣợc trình bày ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Tình hình sản xuất ngô vùng Trung du, miền núi phía Bắc

(1995-2012)

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Nguồn số liệu Tổng cục thống kê 2013 [9]

Số liệu bảng 1.5 cho thấy, diện tích trồng ngô của vùng trung du và miềm núi phía bắc nước ta tăng dần từ 211,3 ha (năm 1995), đến năm 2012 đạt 466,8 ha, năng suất tăng từ 15,8 tạ/ha (năm 1995), lên 36,3 tạ/ha (năm 2012)

Do vậy sản lượng ngô đã tăng từ 333,5 nghìn tấn (năm 1995) lên 1696,2 nghìn tấn (năm 2012)

1.2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Hà Giang

Cùng với sự phát triển ngô trong cả nước, tỉnh Hà Giang trong những năm trước đây do đặc thù về địa hình, điều kiện khí hậu cùng với tập tục canh tác lạc hậu, do vậy việc trồng ngô chưa được chú trọng Trong 5 năm gần đây được sự quan tâm của Tỉnh uỷ và UBND tỉnh trong việc phát triển sản xuất nông nghiệp, cây ngô đã được chú trọng mở rộng diện tích đồng thời áp dụng

các biện pháp kỹ thuật hợp lý thâm canh tăng năng suất Do vậy diện tích và năng suất ngô của Hà Giang đã tăng dần

Bảng 1.6 Sản xuất ngô ở Hà Giang giai đoạn 2006 - 2012

Năm Diện tích trồng

(ha)

Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (Tấn)

Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang, 2012 [5]

Qua số liệu bảng 1.6 cho thấy, năm 2006 tổng diện tích trồng ngô của Hà Giang là 43.269,8 ha, năng suất bình quân 20,9 tạ/ha, sản lượng 90.689,6 tấn; đến năm 2012 tổng diện tích ngô cả năm của tỉnh là 52.508,6 ha, năng suất bình quân 32,1 tạ/ha và sản lượng đạt 168.706 tấn Diện tích trồng ngô tập trung ở các huyện Mèo Vạc, Đồng Văn, Yên Minh, Quản Bạ, Vị Xuyên, Bắc Mê và Bắc Quang ngô được trồng trên chân đất xám bạc mầu, đất cát pha, chân núi

đá vôi Trong 5 năm qua năng suất ngô của Hà Giang có tăng nhưng tăng chậm

và không ổn định, năm 2006 đạt 20,9 tạ/ha, đến năm 2012 năng suất tăng lên 32,1 tạ/ha, tuy nhiên, năng xuất ngô của tỉnh Hà Giang vẫn thấp hơn nhiều so với năng suất ngô của cả nước, năng suất ngô hiện tại của tỉnh chỉ bằng 60,1% năng suất ngô của cả nước

Ngoài việc thâm canh ngô lai ở những vùng thuận lợi, cần tăng cường sử dụng các giống ngô thụ phấn tự do cải tiến ở những vùng khó khăn, nhằm tăng năng suất, sản lượng và chất lượng ngô, nâng cao hiệu quả

kinh tế, góp phần xóa đói giảm nghèo cho nông dân Đặc biệt phải tiến hành nghiên cứu các tổ hợp phân bón cho ngô lai, kết hợp nghiên cứu các phương thức trồng xen và mở rộng những nghiên cứu ra sản xuất nhằm đảm bảo nhu cầu an ninh lương thực, đồng thời nâng cao được chất lượng lương thực cho đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao, đặc biệt góp phần giảm giá thành sản phẩm ngành chăn nuôi, nâng cao hiệu quả kinh tế của tỉnh

Cụ thể, đã chuyển đổi cơ cấu giống, sử dụng các giống ngô lai năng suất cao như: LVN10, LVN11, LVN12, LVN99… ngoài ra còn một số giống ngô nhập nội như: Biôsed 9698, DK 999, DK 888, NK 4300, NK 66, C

919, DK 9901, DK 9955 các giống này đã được áp dụng và đưa vào sản xuất trên địa bàn toàn tỉnh

Bảng 1.7 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô các huyện

trong tỉnh từ năm 2010 - 2012

TT Các huyện

Diện tích (1.000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

11 H Mèo Vạc 7.489,2 7.556,0 7.757,3 27,6 29,1 30,7 20662,6 22009,2 23834,2

Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang, 2012 [5]

1.2.5 Tình hình sản xuất ngô ở huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển cây lương thực nói chung của huyện, cây ngô cũng rất được quan tâm phát triển sản xuất và đã thu được nhiều kết quả nhất định Nhờ có các thành tựu khoa học kỹ thuật mới được nông dân ứng dụng mạnh mẽ vào sản xuất ngô cho nên diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên địa bàn toàn huyện cũng đã tăng nhanh

Bảng 1.8 Sản xuất ngô ở Bắc Mê giai đoạn 2006 - 2012

Năm Diện tích trồng

(ha)

Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (Tấn)

Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hà Giang, 2012 [5]

Qua số liệu bảng 1.8 cho thấy, năm 2006 tổng diện tích trồng ngô của Bắc Mê là 3.689,7 ha, đến năm 2012 đạt 4.803,3 ha; năng suất tăng dần qua các năm năm 2006 đạt 15,0 tạ/ha, đến năm 2012 năng suất tăng lên 30,0 tạ/ha Điều này chứng tỏ trong những năm gần đây ở tỉnh Hà Giang nói chung, huyện Bắc

Mê nói riêng cây ngô đã được Đảng bộ và chính quyền huyện đặc biệt chú trọng đầu tư phát triển Đạt được những thành tựu đó chính là nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất ngô như: Sử dụng một số tập đoàn các giống mới, áp dụng kỹ thuật canh tác tốt Tuy nhiên sản xuất ngô ở huyện

Bắc Mê cần được quan tâm và đầu tư phát triển nhiều hơn, mạnh hơn nữa như: Tăng diện tích gieo trồng ngô xuống chân ruộng 1 vụ, gieo trồng ngô trên đất đồi, đất bãi ở vụ Hè Thu Sử dụng giống mới, thâm canh tăng năng suất nhằm khai thác tối đa tiềm năng đất sẵn có của huyện từ sự phát triển đó đã phần nào đảm bảo được cuộc sống cho đồng bào vùng sâu, đảm bảo được an ninh lương thực cho toàn huyện

Trong những năm gần đây huyện Bắc Mê đã chú trọng chuyển đổi cơ cấu giống, áp dụng các biện pháp luân canh, sử dụng các giống ngô lai năng suất cao như: LVN10, LVN11, LVN12, LVN99… ngoài ra còn một số giống ngô nhập nội như: Bioseed 9698, DK 999, NK 4300, NK 66, DK 9955 các giống này đã được áp dụng và đưa vào sản xuất trên địa bàn toàn huyện

1.3 Tình hình nghiên cứu về giống ngô trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Cây ngô đã được biết đến qua những nền văn minh của người da đỏ trên thế giới, hầu hết những loài phụ ngô ngày nay được biết đến như: ngô đá rắn, ngô nổ cũng đã được người da đỏ biết đến từ thời cổ đại Sau khi Columbus mang ngô về châu Âu, người châu Âu đã nhanh chóng nhận ra giá trị lương thực của cây ngô Vào thế kỷ XVI và XVII, người châu Âu đã tiếp thu cây ngô từ bộ tộc người

da đỏ nhưng chưa có cơ sở đi xa hơn so với những gì mà người da đỏ làm được Đến thế kỷ thứ XVIII, những phát hiện khoa học về cây ngô đã dần được hé mở Vào năm 1716 Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới tính

ở cây ngô, đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo ở cây ngô Tám năm sau công

bố của Mather, Paul Dadly đã đưa ra nhận xét về giới tính của cây ngô và cho rằng gió đã mang phấn ngô cho quá trình thụ tinh (Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [8] Năm 1760, nhà bác học người Nga Koelreiter đã quan sát và mô tả hiện tượng ưu thế lai qua việc lai giữa Nicotinana tabacum và N robusa Năm 1766, Koelreuter lần đầu tiên miêu tả hiện tượng tăng sức sống của con lai ở cây ngô, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis và Datura

với nhau (Stuber, 1994) [14] Đây là cơ sở để Charles Darwin quan sát thấy hiện tượng ưu thế lai ở cây ngô vào năm 1871 Việc ứng dụng ưu thế lai trong tạo giống ngô được nhà nghiên cứu W.J.Beal người Mỹ bắt đầu từ 1876, ông đã thu được các cặp lai hơn hẳn các giống bố mẹ về năng suất từ 10 - 15% Sau đó vào năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã đi tới kết luận: “Chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so với dạng ngô tự phối” (Hallauer and Miranda, 1986) [13]

Tiếp sau đó là G.H.Shull đã áp dụng sự giao phối bắt buộc ở ngô (giao phối gần hoặc cưỡng bức) để thu được dòng thuần Năm 1906 ông bắt đầu tiến hành lai đơn giữa một số dòng Rõ ràng năng suất và sức sống ở giống lai tăng lên đáng kể Cho tới 1909, G.H.Shull công bố các giống lai đơn (single cross) cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó Năm 1914, chính Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ Heterosis để chỉ ưu thế lai của các giống lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990) Ưu thế lai là hiện tượng tăng sức sống qua lai đã được chú ý nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa đưa ra được một thuyết duy nhất để giải thích hiện tượng này Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai ngày nay trên

thế giới đang tồn tại nhiều thuyết khác nhau song các thuyết Trội (Bruce, 1910; Collins, 1921; Jones, 1917) và thuyết Siêu trội (East, 1912; Hull, 1945) có lẽ

được sự ủng hộ của nhiều nhà khoa học Năm 1917, D F Jones đã đề xuất sử dụng hạt lai kép trong sản xuất để giảm giá thành hạt giống, việc áp dụng ưu thế lai vào trồng trọt và chăn nuôi được phát triển nhanh chóng

Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) được thành lập năm 1966 tại Mêxicô nhằm phát triển và nâng cao chất lượng các giống lúa

mỳ và ngô Từ khi thành lập đến nay, CIMMYT đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lượng lớn nguồn nguyên liệu, vốn gen, các giống thí nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nước trên thế giới thông qua mạng lưới khảo 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 Trung tâm này

đã nghiên cứu đưa ra giải pháp, tạo giống ngô thụ phấn tự do (OPV) làm bước chuyển tiếp giữa giống địa phương và ngô lai Các giống ngô lai ngày càng được trồng rộng rãi và phổ biến, trong đó các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhất nhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạt giống lai đơn rất cao Vì vậy, người ta tiến hành tạo các giống ngô lai 3, lai kép cho năng suất hạt giống cao, giá thành hạt giống giẻ, ưu thế lai cao (Nguyễn Thế Hùng và Phùng Quốc Tuấn, 1997) [4] Trong 30 năm hoạt động trung tâm đã đóng góp đáng kể vào việc xây dựng, phát triển và cải thiện hoạt động vốn gen, quần thể và giống ngô cho 80 quốc gia trên thế giới

Bên cạnh việc tạo ra những giống ngô lai cho năng suất cao, các nhà chọn tạo giống ngô tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượng protein cao QPM (Quality Protein Maize) Cách đây hơn 3 thế kỷ, những nghiên cứu về ngô QPM đã được tiến hành sau khi khám phá ra đột biến gen lặn Opaque 2 và gen trội không hoàn toàn Floury 2 ở ngô Những gen này quy định hàm lượng đạm và đặc biệt là hàm lượng Lisine và Trytophan, đã giải quyết đòi hỏi của thị trường ngô ngày càng cao theo hướng tăng diện tích ở mức độ nhất định đi đôi với năng suất và tăng hàm lượng, chất lượng đạm Lúc đầu, nhiều chương trình quốc gia với sự tài trợ về tài chính to lớn của nhà nước, các tổ chức quốc tế và tư nhân đã tập trung nghiên cứu giống ngô giàu đạm nội nhũ mềm (còn gọi là nội nhũ xốp) Chương trình này đã thất bại vì không nâng cao được tỷ lệ và chất lượng đạm, sâu bệnh nhiều, bắp dễ bị thối, bảo quản trong kho dễ bị sâu mọt phá hoại và hạt dễ bị mất sức nảy mầm và lâu khô Cuộc cách mạng về ngô QPM, nội nhũ cứng chính thức mới được bắt đầu cách đây 20 năm Các nhà khoa học ở Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) và một số nhà tạo giống khác đã phải tìm ra những hướng đi khác Bằng những phương pháp tạo giống đặc biệt để đạt được mục đích khắc phục những nhược điểm của các giống ngô QPM nội nhũ mềm và xác định rằng sử dụng đột biến gen Opacque 2 là có hiệu quả nhất Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượng Triptophan (0,11%), Lysine (0,475%) và Protein

(11%) cao hơn rất nhiều so với ngô thường (tỷ lệ này ở ngô thường là 0,05; 0,225 và 9,0%) Từ năm 1997, ngô QPM đã được chuyển giao đến hàng triệu người nông dân và những người tiêu dùng Ngô chất lượng protein cao đưa vào sản xuất sẽ đem lại hiệu quả lớn khi sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi và làm lương thực chống suy dinh dưỡng cho người nghèo, góp phần tích cực vào việc xóa đói giảm nghèo cho các nước đang phát triển

Những thành tựu mới đây về sinh học phân tử ở cây ngô đã giúp các nhà khoa học tạo ra những giống ngô chuyển gen Ngô biến đổi gen (BT) được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại lợi ích ổn định, đã đóng góp một sản lượng ngô đáng kể làm lương thực, nhiên liệu sinh học và thức ăn gia súc ở Mỹ Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha, riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (chiếm hơn 73% trong tổng số hơn 37,5 triệu

ha ngô của nước này) Trong những năm gần đây, ngô biến đổi gen có mức tăng đáng kể ở các thị trường truyền thống như: Mỹ, Canada, Achentina, Nam Phi, Tây Ban Nha, Philippin và Honduras Ngoài ra còn thị trường quan trọng khác gồm: Braxin, Mêxico, Ai Cập, Kenia, Nigeria và một số nước mới quan tâm, phát triển các giống ngô chuyển gen như: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan

Có thể nói rằng cây ngô sẽ là loại cây trồng đầy triển vọng của loài người trong thế kỷ 21 Hiện nay công tác nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai trên thế giới vẫn đang được chú ý phát triển để tạo ra những giống ngô mới có những đặc điểm mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người

1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Ngay từ những năm đầu của thập kỷ 90, với chính sách mở cửa, ngô lai ở Việt Nam là một trong những cây hội nhập sớm nhất Cuộc cách mạng về ngô lai

ở nước ta đã được nhà nước đặc biệt quan tâm Năng suất và sản lượng ngô ở Việt Nam đã có sự chuyển biến rõ rệt do áp dụng thành tựu về ngô lai vào sản xuất

Năm 1973 trạm nghiên cứu ngô Sông Bôi (Hoà Bình) được thành lập, đây là trạm nghiên cứu ngô quốc gia sau này Các chuyên gia Việt Nam trong một thời gian dài đã nỗ lực thu thập nguồn vật liệu khởi đầu trong nước, hợp

tác với trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) trong việc thu thập đánh giá, phân loại nguồn nguyên liệu cũng như đào tạo cán bộ chuyên môn trong lĩnh vực nghiên cứu ngô, đặt nền tảng cho mọi hoạt động nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ sản xuất ngô ở Việt Nam Quá trình nghiên cứu ngô ở Việt Nam trải qua ba giai đoạn:

- Giai đoạn ngô thụ phấn tự do: trải qua 15 - 20 năm, từ sau giải phóng miền nam đến cuối những năm 1980 Trên cơ sở tập đoàn nguyên liệu thu thập trong nước kết hợp với nguồn nhập nội chủ yếu từ CIMMYT, chúng ta đã chọn tạo và đưa ra sản xuất một loạt các giống thụ phấn tự do như TH2A, TH2B, VM1, TSB1, TSB2, MSB49 đưa năng suất ngô năm 1990 đạt 1,55 tấn/ha

- Giai đoạn chọn tạo giống lai không quy ước: Giai đoạn 1990 - 1995 giống lai không quy ước được sử dụng nhiều và mang lại hiệu quả cao cho người sản xuất Đây cũng là giai đoạn người nông dân tiếp cận làm quen dần với giống lai, tạo cơ sở cho việc phát triển ngô lai sau đó Những giống lai không quy ước được sử dụng trong sản xuất là giống LS6, LS8 thuộc loại lai đỉnh kép không những cho năng suất cao mà quá trình sản xuất hạt giống cũng dễ dàng, giá thành hạt giống rẻ Quá trình này giống như cuộc diễn tập cho các nhà tạo giống

và nông dân sản xuất ngô làm quen với công tác chọn tạo và sản xuất giống lai quy ước - những giống đòi hỏi có điều kiện sản xuất cao hơn

- Giai đoạn chọn tạo giống lai quy ước: đây thực sự là một thành công lớn trong lĩnh vực nghiên cứu nông nghiệp của Việt Nam Chỉ trong vòng 10 năm, nước ta đã tạo ra nhiều giống lai quy ước có năng suất, chất lượng không thua kém các giống lai nước ngoài Các giống lai như: LVN4, LVN12, LVN17, LVN23, LVN24, LVN25, đã góp phần quyết định đến năng suất ngô của Việt Nam trong những năm gần đây

Công tác chọn tạo giống ngô đã đi vào chiều sâu và có bài bản, nhờ vậy

mà ngày nay chúng ta đã có hàng trăm dòng ngô thuần với xuất xứ và đặc tính khác nhau Từ những dòng này, hàng chục giống ngô lai đã được tạo ra và đưa

vào sản xuất Không chỉ quan tâm đến năng suất, công tác chọn tạo giống còn quan tâm đến những chỉ tiêu khác như chọn tạo giống có chất lượng protein cao, giống chống chịu với điều kiện bất thuận

Hiện nay nhiều quốc gia trên thế giới đang rất quan tâm đầu tư vào chương trình nghiên cứu và phát triển ngô chất lượng protein cao QPM (Quality Protein Maize), trong đó có Việt Nam Viện nghiên cứu ngô đã hợp tác với CIMMYT trong chương trình nghiên cứu và phát triển ngô QPM, tháng

8 năm 2001 giống ngô lai QPM HQ2000 đã được Hội đồng Khoa học công nghệ Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cho phép khu vực hóa, có năng suất cao tương đương với ngô lai thường nhưng hàm lượng protein cao hơn ngô thường Hàm lượng protein là 11% (ngô thường là 8,5 - 9%), trong đó hàm lượng Lysine là 4,0% và Triptophan là 0,82% (ngô thường là 2,0% và 0,5%)

Hơn nữa, cùng với phương pháp chọn tạo giống truyền thống thì việc ứng dụng công nghệ sinh học để tạo các giống có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận đã đạt được kết quả, trong đó đáng chú ý nhất là cây ngô biến đổi gen kháng sâu đục thân, kháng virus, chịu thuốc trừ cỏ Tháng 3/2008 Chính phủ đã ban hành quyết định cho phép trồng thử nghiệm cây trồng chuyển gen tại nước ta Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học tuy chỉ mới bắt đầu 10 năm trở lại đây nhưng đã thu được kết quả bước đầu đáng khích lệ Viện nghiên cứu ngô đang ngày càng hoàn thiện kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và đã cho ra đời hơn 10 dòng đơn bội kép, được đánh giá là rất có triển vọng trong công tác tạo giống lai (Phan Xuân Hào, Bùi Mạnh Cường và cs, 2004) [3] đã tiến hành phân tích đa dạng di truyền tập đoàn dòng bằng kỹ thuật SSR (Ngô Thị Minh Tâm, 2004) [6] đã phối hợp chỉ thị phân tử đánh giá đặc điểm năng suất của một số tổ hợp ngô lai Trong tương lai gần, các kỹ thuật mới này sẽ ngày càng có vai trò quan trọng hơn trong việc kết hợp với phương pháp chọn tạo giống truyền thống để tạo ra những giống ngô lai tốt

Như vậy, trong hơn hai thập kỷ qua, những tiến bộ kỹ thuật mới được đưa vào sản xuất góp phần không nhỏ vào việc tăng năng suất và sản lượng ngô

nước ta Song song với việc giới thiệu giống mới là các quy trình kỹ thuật canh tác kèm theo, đã có nhiều công trình nghiên cứu về mật độ, phân bón, chế độ nước được công nhận và nhanh chóng được ứng dụng trong sản xuất

Chương 2

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu thí nghiệm gồm 7 giống, trong đó 6 giống ngô lai do Viện nghiên cứu ngô tạo ra: LVN66, TB121, LVN146, LVN81, LVN883, LVN092

và 1 giống NK4300 được chọn làm giống đối chứng

* Giống LVN66: Giống ngô lai đơn LVN66 được nghiên cứu và chọn

tạo bằng phương pháp lai đỉnh và lai luân phiên tại Viện Nghiên cứu Ngô Thời gian sinh trưởng thuộc nhóm chín trung bình, tiềm năng năng suất: 80 -

100 tạ/ha ở điều kiện thâm canh

* Giống TB121: Do Viện Nghiên cứu Ngô chọn tạo

* Giống LVN146: Do Viện Nghiên cứu Ngô chọn tạo

LVN146 có dạng hình cao cây (210 - 230 cm), đóng bắp cao (95 - 100 cm), bộ lá xanh bền, chịu thâm canh cao Năng suất trung bình của LVN146 tại điểm khảo nghiệm đạt 11,3 tấn/ha

* Giống ngô LVN81: Do Viện Nghiên cứu Ngô chọn tạo

Có thời gian sinh trưởng từ 90 -110 ngày Cây sinh trưởng khỏe, bộ lá gọn,

độ đồng đều cao; có dạng màu vàng cam đậm, bắp dài (18,1 cm), hạt chắc, mẩy Năng suất trung bình đạt trên 63 tạ/ha

* Giống LVN883: Do Viện Nghiên cứu Ngô chọn tạo

Giống có thời gian sinh trưởng vụ Xuân 95-110 ngày, vụ Hè Thu 90-95 ngày, chịu được mật độ gieo trồng cao, bộ lá thoáng, bắp to, lá bi bao kín, hạt màu vàng cam đẹp, gieo trồng được tất cả các vụ trong năm, đặc biệt thích hợp với vụ 2 ở các tỉnh miền núi phía Bắc và vụ Đông muộn vùng đồng bằng

* Giống LVN092: LVN092 được tạo ra từ tổ hợp lai C502N x C152N, thời

gian sinh trưởng thuộc nhóm chín trung bình, tiềm năng năng suất: 80-100 tạ/ha; Khả năng thích ứng rộng: có thể trồng được tất cả các vụ và vùng sinh thái trên

cả nước

* Giống NK4300: Do Công ty Syngenta Việt Nam nhập từ Thái Lan

NK4300 được tạo ra từ tổ hợp lai NP5069/NP5088 Thời gian sinh trưởng phía Bắc 105-110 ngày Chiều cao cây từ 185 - 210 cm, chiều cao đóng bắp 80-100

cm, cứng cây, chiều dài bắp 14,5-16,5 cm, 14-16 hàng hạt, tỷ lệ hạt/bắp 80%, khối lượng 1000 hạt 280-300 gram Năng suất trung bình 50 - 60 tạ/ha

76-2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Thí nghiệm so sánh giống ngô lai được thực hiện tại xã Lạc Nông, huyện Bắc Mê, tỉnh Hà Giang

2.2.2 Thời gian nghiên cứu

- Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Thu Đông năm 2012 và vụ Xuân năm 2013

- Vụ Thu Đông gieo ngày 15/8/2012, vụ Xuân gieo ngày 13/3/2013

2.2.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô lai thí nghiệm

- Xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD - Randomized Complete Block Design) với 3 lần nhắc lại Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 14m2

(dài 5 m, rộng 2,8 m), tổng diện tích đất thí nghiệm là 700 m2 (bao gồm cả rãnh và hàng rào bảo vệ), khoảng cách giữa các khối 1m Mỗi

giống gieo 4 hàng/ô, hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm (mật độ 5,7 vạn cây/ha), gieo 2 hạt trên hốc và tỉa để một cây trên hốc Các chỉ tiêu theo dõi được thực hiện ở 2 hàng giữa của ô Trên khối các công thức thí nghiệm được gieo liên tiếp nhau

và Phát triển Nông thôn [1]

* Làm đất: Đất được cày bừa kỹ, nhặt sạch cỏ dại và sau đó chia ô theo kích thước của ô thí nghiệm

+ Theo dõi, phòng trừ sâu bệnh, tiến hành diệt trừ khi sâu bệnh phát triển

rộ trên đồng ruộng

- Thu hoạch: Khi thân lá và lá bi chuyển sang màu vàng, chân hạt hình thành sẹo đen

2.3.3 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi

Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi các thí nghiệm được tiến hành theo về Khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống ngô (QCVN 01-56-2011) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn [1]

* Chỉ tiêu sinh trưởng

- Ngày gieo (ngày): Ngày bắt đầu gieo hạt

- Ngày mọc (ngày): Đƣợc tính khi có trên 50% số cây trên ô có bao lá mầm lên khỏi mặt đất (mũi trông) Quan sát toàn bộ cây/ô

- Ngày trỗ cờ (ngày): Ghi số ngày từ khi gieo hạt đến khi có >50% số cây/ô trỗ cờ (xuất hiện nhánh cuối cùng của bông cờ) Quan sát và đếm 10 cây

ở 2 hàng giữa mỗi ô

- Ngày tung phấn (ngày): Ghi số ngày từ khi gieo hạt đến khi có >50%

số cây/ô tung phấn (khi những bao phấn ở 1/3 phía trên bông cờ tung phấn thì coi cây đó đã tung phấn) Quan sát và đếm 10 cây ở 2 hàng giữa mỗi ô

- Ngày phun râu (ngày): Ghi số ngày từ khi gieo đến khi có >50% số cây trong ô phun râu (tính những cây có râu dài 2 - 3cm) Quan sát và đếm 10 cây ở

2 hàng giữa mỗi ô

- Ngày chín sinh lý (TGST) (ngày): Ghi số ngày từ khi gieo hạt đến khi

có khoảng 75% số bắp trên ô có chấm đen ở chân hạt Quan sát và đếm 10 cây

ở 2 hàng giữa mỗi ô

Diện tích lá (m2) = Chiều dài x chiều rộng x 0,75 Chỉ số diện tích lá (m2

lá/m2 đất) = m2 lá/ cây x số cây/m2 đất

- Trạng thái cây (điểm): Đánh giá vào giai đoạn lá bi chuyển màu vàng, khi cây còn xanh và bắp đã phát triển đầy đủ Ở mỗi ô đánh giá các đặc tính nhƣ chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, độ đồng đều của các cây, thiệt hại do

sâu, bệnh và đổ gẫy theo thang điểm từ 1 - 5 (điểm 1: tốt, điểm 2: khá, điểm 3: trung bình, điểm 4: kém, điểm 5: rất kém)

- Trạng thái bắp (điểm): Sau khi thu hoạch và trước khi lấy mẫu, cho điểm dựa vào các đặc tính như thiệt hại do sâu bệnh, kích thước bắp, màu dạng hạt và độ đồng đều của bắp theo thang điểm từ 1 - 5 (điểm 1: tốt, điểm 2: khá, điểm 3: trung bình, điểm 4: kém, điểm 5: rất kém)

- Độ bao bắp: Quan sát đánh giá 10 bắp của cây trên 2 hàng giữa ô Đánh giá theo thang điểm

Điểm 1: Rất tốt, lá bi kín đầu bắp và vượt khỏi bắp

Điểm 2: Tốt, lá bi bao kín đầu bắp

Điểm 3: Lá bi không bao chặt đầu bắp

Điểm 4: Hở hạt, lá bi không che kín bắp, để hở đầu bắp

Điểm 5: Hoàn toàn không chấp nhận, hở đầu bắp nhiều

* Chỉ tiêu chống chịu

- Chỉ tiêu về chống đổ: Theo dõi tất cả các lần nhắc lại sau các đợt gió to

và trước khi thu hoạch

+ Đổ rễ (%): Tính % số cây nghiêng 300

trở lên so với chiều thẳng đứng của cây

+ Gẫy thân (điểm): Đếm số cây bị gẫy ở đoạn thân phía dưới bắp

Điểm 1: < 5% cây gãy Điểm 2: 5 - 15% cây gãy Điểm 3: 15 - 30% cây gãy Điểm 4: 30 - 50% cây gãy Điểm 5: > 50% cây gãy

- Chỉ tiêu về chống chịu sâu bệnh:

+ Sâu đục thân (điểm): Ghi số cây bị hại/tổng số cây trên ô (chủ yếu là đục dưới bắp) đánh giá mức độ bị sâu đục thân hại theo thang điểm từ 1 - 5

Điểm 1: < 5% số cây, bắp bị sâu hại Điểm 2: 5 - < 15% số cây, bắp bị sâu hại Điểm 3: 15 - < 25% số cây, bắp bị sâu hại Điểm 4: 25 - < 35% số cây, bắp bị sâu hại Điểm 5: 35 - < 50% số cây, bắp bị sâu hại + Bệnh khô vằn (%):

Tỷ lệ cây bị bệnh (%) = (Số cây bị bệnh/tổng số cây điều tra) x 100 + Bệnh đốm lá: Điểm từ 1 - 5, theo dõi vào thời kỳ chín sữa và chín sáp

ở hai hàng giữa môi ô trên 3 lần nhắc lại

Điểm 0: Không bị bệnh Điểm 1: Rất nhẹ (1 - 10% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh) Điểm 2: Nhiễm nhẹ (11 - 25% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh) Điểm 3: Nhiễm vừa (26 - 50% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh) Điểm 4: Nhiễm nặng (51 - 75% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh) Điểm 5: Nhiễm rất nặng (> 75% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

* Chỉ tiêu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

- Chiều dài bắp (cm): Đo từ đáy bắp đến mút bắp của 30 cây mẫu lúc thu hoạch, đo trên bắp thứ nhất của 30 cây mẫu

- Đường kính bắp (cm): Đo ở giữa bắp của 30 cây mẫu, đo trên bắp thứ nhất của 30 cây mẫu

- Số bắp/cây: Tổng số bắp hữu hiệu/tổng số cây hữu hiệu trên ô Đếm số bắp và số cây trong ô lúc thu hoạch

- Số hàng/bắp: Một hàng được tính khi có > 5 hạt Đếm số hàng ở giữa bắp, chỉ đếm bắp thứ nhất của cây mẫu

- Hạt/hàng: Được đếm trên hàng hạt có chiều dài trung bình của bắp của

30 cây mẫu Chỉ đếm bắp thứ nhất của cây mẫu

- Khối lượng 1000 hạt (g): Đếm 2 mẫu, mỗi mẫu 500 hạt sau đó cân khối lượng của 2 mẫu, nếu khối lượng của mẫu nặng trừ đi khối lượng của mẫu nhẹ