Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống ngô nếp trồng vụ đông 2011 tại phường đồng xuân phúc yên vĩnh phúc

Chính vì vậy, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống ngô nếp trồng vụ đông 2011 tại

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2

Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Sinh viên

Trần Thị Thúy

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi khẳng định đây là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi, những kết quả trong đề tài này là hoàn toàn có thật, các số liệu đều thu đƣợc trong quá trình nghiên cứu, không phải của tác giả khác Đề tài này không trùng với công trình nghiên cứu của các tác giả khác

Sinh viên

Trần Thị Thúy

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2

2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô trên thế giới và Việt Nam

1.2 Nguồn gốc, phân loại và đặc tính của cây ngô nếp

1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô nếp trên thế giới và Việt

Nam

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

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

3.2 Đặc điểm hình thái của các giống ngô nếp lai

3.3 Một số đặc trưng hình thái bắp của các giống ngô nếp lai

3.4 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1990 - 2010 10

3.1 Thời gian sinh trưởng của các giống ngô nếp lai 26

3.2 Đặc trưng hình thái cây của các giống ngô nếp lai 29

3.3 Một số đặc trưng hình thái bắp của các giống ngô nếp lai 31

Cây ngô có tên khoa học là Zeamays Linneaeus thuộc chi Maydea họ hòa thảo Gramineae (hoặc Poacea) Theo Vavilop (1926) và những nhà khoa học khác, ngô bắt nguồn từ Mêhico và tổ tiên hoang dại của ngô chính là teosin Các kết quả khảo cổ, sự phân bố các nòi ngô và các bằng chứng khác (nhất là cấu trúc di truyền ADN) đã chứng minh điều đó [6]

Là cây lương thực, giàu dinh dưỡng hơn lúa mì và lúa gạo, góp phần nuôi sống gần 1/3 dân số trên toàn thế giới Sản lượng sản xuất ngô ở thế giới trung bình hàng năm từ 696,2 đến 732,3 triệu tấn (năm 2005 - 2007) Sản lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hàng năm từ 82,6 đến 86,7 triệu tấn Đến năm 2007 theo USDA diện tích ngô đã vượt qua lúa gạo, với 157 triệu ha, sản lượng đạt kỷ lục với 766,2 triệu tấn (theo FAOSTAT, USDA 2008) Nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng nhanh năng suất và sản lượng ngô trên thế giới trong thời gian qua, trước hết là do đời sống kinh tế toàn cầu

có sự tăng trưởng mạnh mẽ, từ đó nhu cầu về sản phẩm ngô cũng tăng theo Nhưng quan trọng hơn là trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển khoa học công nghệ chung và trong ngành nông nghiệp nói riêng, việc ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất đã mang lại những kết quả to lớn, đảm bảo được an ninh trên toàn thế giới

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ 2 sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác Đây là cây trồng quan trọng ở cả

2

đồng bằng, trung du và miền núi nó không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là cây trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn Diện tích gieo trồng và năng suất, sản lượng ngô cũng tăng mạnh, từ hơn 200 ngàn ha với năng suất 1tấn/ha (năm 1960), đến năm

2009 đã vượt ngưỡng 1 triệu ha Năm 2010 diện tích ngô cả nước 1126,9 nghìn ha, năng suất 40,9 tạ/ha, sản lượng trên 4,6 triệu tấn [9] Đặc biệt tại một số địa phương miền núi, vùng sâu, vùng xa của các tỉnh Lai Châu, Sơn

La, Thanh Hóa, Quảng Nam, Lâm Đồng Một số đồng bào dân tộc ít người

sử dụng ngô là nguồn lương thực, thực phẩm chính, sử dụng các giống ngô địa phương và tập quán canh tác lạc hậu nên năng suất ngô ở đây chỉ đạt dưới

1 tấn/ha Sản lượng ngô trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu mà hàng năm chúng ta còn phải nhập khẩu trên dưới một triệu tấn ngô hạt (trị giá trên

500 triệu USD) để sản xuất thức ăn gia súc Hiện nay và trong những năm tới, ngô vẫn là cây ngũ cốc có vai trò quan trọng ở nước ta, khi mà đời sống con người ngày một nâng cao thì nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm ngày càng lớn Diện tích cây ngô vụ đông đang có xu hướng giảm xuống và chuyển dịch sang các cây trồng khác Để khắc phục tình trạng này chuyển sang trồng ngô quà trong đó có ngô nếp là một trong những lựa chọn hợp lý hơn cả Với ngô nếp, nhờ tinh bột có thành phần chủ yếu là Amylopectin, có giá trị dinh dưỡng cao, giàu lizin và triptophan, từ lâu nó đã là nguồn lương thực quý của đồng bào dân tộc miền núi Đông Nam Á và là nguồn nguyên liệu quý cho công nghiệp, đặc biệt công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt

Bên cạnh đó, thời gian sinh trưởng của ngô nếp ngắn nên vấn đề sức ép thời vụ được giải quyết, thị trường tiêu thụ lại sẵn có Thậm chí ngô nếp còn được coi như một trong những giải pháp cho vùng thiên tai bão lũ, hạn hán cần loại cây trồng cực ngắn này, để nhanh chóng giải quyết các khó khăn trước mắt cho bà con nông dân Với các ưu thế trên diện tích ngô nếp ngày

3

càng được tăng lên trong những năm gần đây Chính vì vậy, chúng tôi chọn

nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất của một số giống ngô nếp trồng vụ đông 2011 tại phường Đồng Xuân - Phúc Yên - Vĩnh Phúc”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích nghiên cứu

Tìm hiểu ảnh hưởng của thời vụ đến sinh trưởng phát triển và tình hình sâu bệnh hại của một số giống ngô nếp trồng trong vụ đông 2011 tại Vĩnh Phúc

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất, năng suất một số giống ngô nếp lai

- Đánh giá khả năng chống chịu của các giống theo phương pháp chuẩn

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Qua một số đặc tính sinh trưởng, phát triển của một số giống ngô nếp lai mới như thời vụ rộng, thích nghi với nhiều vùng sinh thái Có thể xác định được giống có đặc tính sinh trưởng phát triển tốt, năng suất cao thích hợp cho khảo nghiệm vào đưa vào sản xuất

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

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

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

Trong nhiều thập kỷ qua các nhà khoa học trên thế giới đã thành công trong nghiên cứu và khai thác tiềm năng của cây ngô Chính vì vậy, cây ngô phát triển không ngừng về năng suất, sản lượng và diện tích Sản lượng ngô trên thế giới năm 2007 tăng gấp đôi so với 30 năm trước đây (sản lượng 349

triệu tấn vào năm 1977)

Ngành sản xuất ngô trên thế giới liên tục tăng từ đầu thế kỷ 20 đến nay Năm 2010, diện tích ngô đã vượt qua lúa nước với 162,3 triệu ha, năng suất 5,06 tấn/ha và sản lượng đạt kỷ lục 820,6 triệu tấn Trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu So với năm 1961, năm 2010 năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm 31,6 tạ/ha (từ hơn 19,0 tạ/ha lên 50,6 tạ/ha), lúa nước tăng 24,0 tạ/ha (từ 19,0 lên 43 tạ/ha), còn lúa mì thêm 19 tạ/ha (từ 10,9 tạ/ha lên 29,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2010; USDA, 2011) [11], [12]

Theo FAO, năm 1995 sản lượng ngô thế giới là 517 triệu tấn, năm 1998

là 615 triệu tấn, năm 2000 do khí hậu khó khăn giảm xuống còn 593 triệu tấn Trong khi đó, vào năm 2003 thì IFPRI dự báo nhu cầu ngô trên thế giới năm

2020 chỉ lên đến 852 triệu tấn Năm 2007, diện tích ngô mới vượt qua lúa nước để chiếm vị trí thứ 2 sau lúa mì, nhưng từ năm 1997 sản lượng ngô đã chiếm vị trí số 1 trong ba cây lương thực quan trọng nhất của loài người Năm

2008, ngô thế giới đạt kỷ lục cả ba chỉ tiêu: diện tích 161,0 triệu ha, năng suất 51,1 tạ/ha, sản lượng 822,7 triệu tấn

Sản lượng (triệu tấn)

(Nguồn: FAOSTAT, 2010; USDA, 2011) [11], [12]

Có được những kết quả như vậy trước hết là nhờ việc ứng dụng rộng rãi thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống cây trồng, mà cây ngô được đánh giá là cây trồng thành công nhất trong việc ứng dụng ưu thế lai trong nông nghiệp Đó là sự phát triển không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác như: tăng mật độ, làm đất, bón phân hợp lý điều này cũng góp phần trong việc tăng năng suất cây ngô

Nghiên cứu và sử dụng ngô lai thì nước Mỹ là một trong những nước thành công nhất Các nhà di truyền cải lương giống đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống ngô

Đặc biệt thời gian gần đây, cùng với việc ứng dụng thành công hiện tượng ưu thế lai và chọn tạo giống theo phương pháp truyền thống thì việc ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng cũng được triển khai và đạt được những kết quả quan trọng như sử dụng chỉ thị phân tử, phân tích đa dạng di truyền, phân nhóm ưu thế lai, tạo giống chịu hạn, chuyển gen

Theo Ngô Hữu Tình thì 21% sản lượng ngô thế giới được dùng làm lương thực, 71% được dùng làm thức ăn chăn nuôi Ở các nước phát triển phần lớn sản lượng ngô được dùng cho chăn nuôi: Thái Lan 96%, Bồ Đào Nha 91%, Mỹ 76%, Trung Quốc 76%,

Trong những năm gần đây cây trồng biến đổi gen đặc biệt là cây ngô mang lại những lợi ích ổn định và bền vững kinh tế, môi trường, làm tăng sản lượng nông nghiệp, cải thiện đời sống người dân cho nên ngày nay càng được nhiều quốc gia ủng hộ và phát triển Diện tích trồng cây biến đổi gen trên toàn cầu năm 2004, có 81 triệu ha cây trồng biến đổi gen, trong đó ngô kháng sâu đục thân và kháng thuốc trừ cỏ có 19,3 triệu ha (chiếm 24%) Diện tích trồng ngô chuyển gen lớn nhất ở Mỹ, năm 2005 diện tích được trồng bằng giống được tạo ra bằng công nghệ sinh học chiếm 52%, năng suất ngô nước Mỹ đạt hơn 10 tấn/ha trên diện tích 30 triệu ha Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,5 triệu ha riêng ở Mỹ đã lên đến 29 triệu

ha chiếm 77% trong tổng số hơn 37,9 triệu ha ngô của nước này Năm 2009, diện tích đạt 134 triệu ha trên tổng số 25 quốc gia, trong đó diện tích trồng ngô biến đổi gen đạt 42,0 triệu ha trên tổng số 16 quốc gia và nước Mỹ có năng suất ngô đạt hơn 10,34 tấn/ha trên diện tích 32,21 triệu ha (USDA, 2009) Từ năm 1996 - 2009, diện tích trồng ngô biến đổi gen trên toàn thế

7

giới liên tục gia tăng và đạt 26,4% trong năm 2009 Ngoài Mỹ, nhiều nước Nam Mỹ đặc biệt là Braxin, Achentina cũng có diện tích trồng ngô biến đổi gen lớn; Châu Á thì có Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin đang trồng ngô biến đổi gen; Châu Âu thì có Tây Ban Nha, Sovakia,

Trung Quốc là nước có diện tích ngô đứng thứ 2 thế giới và là quốc gia sản xuất ngô lai số một Châu Á Diện tích năm 2007 là 26,97% triệu ha trong

đó hơn 90% diện tích trồng bằng giống ngô lai Năng suất ngô bình quân của Trung Quốc đã tăng từ 5,09 tấn/ha năm 2006 - 2007 lên 5.18 tấn/ha năm 2007

- 2008 Năm 2009, Trung Quốc đã cấp giấy an toàn sinh học cho giống ngô phytase là cây trồng biến đổi gen được phát triển trong nước Ngô phytase giúp cho lợn hấp thu được nhiều photpho hơn, giúp chúng lớn nhanh đồng thời giảm lượng photpho còn tồn tại trong chất thải của động vật Ngô phytase

có tiềm năng đem lại lợi ích trực tiếp cho 100 triệu hộ dân ở Trung Quốc với 92,8% diện tích trồng các giống tạo ra bằng công nghệ sinh học Ở khu vực Đông Nam Á, Thái Lan là một trong những nước đầu tư đáng kể cho chương trình sản xuất ngô khá sớm song gần đây đã chững lại

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến nhiên liệu ethanol đang phát triển rất mạnh và ngô được coi là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất ethanol đang có xu hướng tăng Theo bộ nông nghiệp Mỹ năm 2005-2006 dùng 40,6 triệu tấn, năm 2006 - 2007 sử dụng 50,4 triệu tấn

và dự tính năm 2007-2008 sử dụng 81,3 triệu tấn, và dự báo đến năm 2012 sẽ dùng khoảng 190,2 triệu tấn cho việc chế biến ethanol (FAOSTAT, 2008) Như vậy, nhu cầu tiêu thụ ngô trên thế giới đang tăng với tốc độ khá cao, điều này sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến lượng ngô xuất khẩu và nhu cầu lương thực của thế giới

8

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

Cây ngô được đưa vào Việt Nam từ cuối thế kỷ 17 (Ngô Hữu Tình, 1997) [6] và đã trở thành cây lương thực quan trọng đứng thứ 2 sau lúa nước Song với nền canh tác quảng canh và chủ yếu dùng ngô đá và ngô nếp địa phương, năng suất thấp nên đầu những năm 1980 vẫn chỉ đạt khoảng 1,1 tấn/ha Thông qua sự hợp tác của CIMMYT, Việt Nam đã chọn tạo và đưa vào sản xuất một loạt giống thụ phấn tự do như VM1, HSB1, TH2A, TSB1, TSB2, MSB49, Q2, CV1 đã đưa năng suất trung bình của nước ta lên 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 1990 Nghề trồng ngô ở nước ta thực sự có bước đột phá khi chương trình phát triển ngô lai thành công

Trong giai đoạn 1991- 1995: nghiên cứu lai tạo, chọn lọc bộ giống ngô mới có thời gian sinh trưởng khác nhau, thích hợp với cơ cấu mùa vụ, các vùng sinh thái trong nước, chống chịu các điều kiện bất thuận, có năng suất cao phẩm chất tốt Giai đoạn này chủ yếu là các giống ngô lai không quy ước: LS-3, LS-5, LS-6, LS-7, LS-8 Bộ giống lai này gồm những giống chín sớm, chín trung bình, chín muộn, cho năng suất từ 3 - S7 tấn/ha và đã được mở rộng trên phạm vi toàn quốc Mỗi năm diện tích gieo trồng ngô tăng trên 800

ha, làm tăng năng suất trên 1 tấn/ha so với giống thụ phấn tự do (Viện nghiên cứu ngô, 1992) [10]

Tiếp đến là những thành công trong công tác nghiên cứu giống lai quy ước, trong một thời gian ngắn các nhà nghiên cứu ngô đã tạo ra hàng loạt các giống tốt cho năng suất cao từ 7 - 10 tấn/ha như LVN10, LVN4, LVN17, LVN25, LVN99 các giống này không thua kém các giống của công ty nước ngoài về năng suất và chất lượng

Năng suất ngô ở Việt Nam những năm 1960 - 1970 đạt 0,8 - 1 tấn/ha, với diện tích chưa đến 300 nghìn ha đến đầu những năm 1980 năng suất cũng chỉ khoảng 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 tấn là do vẫn trồng các giống

9

ngô địa phương năng suất thấp với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ những năm

1980 nhờ hợp tác với trung tâm cải tạo ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,55 tấn/ha vào năm 1990 Ngành sản xuất ngô ở nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ những năm 1990 đến nay do không ngừng mở rộng diện tích trồng ngô, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác đáp ứng nhu cầu của giống mới Năm 1991, diện tích trồng ngô chỉ chiếm chưa đến 1% trong 430 nghìn ha ngô thì năm 2005, giống ngô đã chiếm khoảng 90% diện tích trong hơn 1 triệu ha ngô của cả nước, trong đó giống được cung cấp do các cơ quan nghiên cứu trong nước chọn tạo và sản xuất chiếm khoảng 50 - 55%, còn lại là của các công ty giống nước ngoài

Năm 2010, diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Việt Nam đạt khá cao: diện tích trồng ngô là 1.126.900 ha, năng suất 40,9 tạ/ha, sản lượng 4.606.800 tấn (Tổng cục thống kê, 2011) [9] Mặc dù vậy, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu ngô do nhu cầu dùng ngô để chế biến thức ăn chăn nuôi tăng mạnh trong những năm gần đây

Các giông ngô lai có tiềm năng năng suất cao và đang được phát triển ở những vùng ngô trọng điểm, vùng thâm canh, tưới tiêu chủ động, những vùng đất phì nhiêu như: Đồng bằng Sông Hồng, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Đồng Bằng Sông Cửu Long

Hiện nay thị phần giống ngô lai của Việt Nam chiếm khoảng 60% chủ yếu là giống ngô lai đơn, áp dụng vào sản xuất ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước Các giống dài ngày như: LVN10, HQ2000, LVN98 Các giống trung ngày như: LVN4, LVN12, LVN17, VN8960 Các giống ngắn ngày như: LVN9, LVN20, LVN24, LVN25, V98-1, T9 (Nguyễn Thị Nhài, 2005) [4]

Sản lượng (nghìn tấn)

tỷ lệ 2 bắp trên cây cao, màu hạt đẹp thời gian sinh trưởng ngắn, một số giống

có năng suất cao, chịu hạn tốt, chống chịu sâu bệnh khá, thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau như VN8690, LCH9, LVN14, LVN99, LVN61, LVN66, LVN146 (công nhận tạm thời), LVN 154

Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học tuy mới chỉ bắt đầu khoảng 10 năm trở lại đây nhưng đã thu được kết quả bước đầu đáng khích lệ

Từ năm 1995, viện di truyền nông nghiệp đã có các nghiên cứu về đơn bội ngô, tiếp theo đó là kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và tạo được một số dòng có triển vọng như C156N, C7N, V27, V164, C152N Phần lớn các dòng thuần ở

11

viện đã được phân nhóm ưu thế lai, giúp định hướng chọn tạo giống lai có hiệu quả nhanh

Như vậy, việc kết hợp giữa phương pháp chọn tạo giống truyền thống

và công nghệ sinh học bước đầu đã thu được một số kết quả có ý nghĩa và đây

là một trong những điều kiện góp phần đưa năng suất ngô nước ta lên trung bình 5,5 đến 6,0 tấn/ha vào năm 2020

2.2 Nguồn gốc, phân loại và đặc tính của cây ngô nếp

Porcher Michel H và cộng sự cho biết ngô nếp đã được phát hiện ở

Trung Quốc từ năm 1909, cây này biểu hiện tình trạng khác thường Các nhà

tạo giống ở Mỹ một thời gian dài sử dụng các tính trạng này là chỉ thị những gen ẩn trong các quá trình chọn tạo giống ngô Năm 1922 các nhà nghiên cứu

đã phát hiện nội nhũ của ngô nếp chỉ chứa amylopectin và không có amylose, ngược lại ngô thường có chứa cả hai Đến tận đại chiến thế giới thứ II nguồn amylopectin chính là từ sắn nhưng khi người nhật cung cấp các dòng ngô nếp

thì amylopectin được sử dụng từ ngô nếp

Những nghiên cứu gần đây đã có những phát hiện về nguồn gốc cây ngô như Rong - linwang, Adrian stec, Jody Hey, Lewis Lukens và John Doebly, 1999 cho rằng ngô được thuần hóa từ loài cỏ mexican hoang dại teosinte (Zeamays ssp Parviglumis hoặc ssp mexicana) Những bằng chứng khảo cổ học chứng minh rằng thời gian thuần hóa ngô vào khoảng 5000 đến

10000 năm trước đây, mặc dù nguồn gốc gần đây của ngô từ teosinte điển hình có nhánh cờ dài trên đỉnh bông cờ trong khi ngô có nhánh cờ ngắn bằng bắp Phân tích di truyền nhận thấy rằng teosinte branched 1 (tb1) như một gen tương hợp rộng điều khiển sự khác biệt này

Các nhà giả thuyết cho rằng ngô nếp có nguồn gốc Đông Nam Á mà Trung Quốc, Miến Điện, Philippin là quê hương đầu tiên của nó Nhưng sau

đó người ta thấy rằng đó là kết quả của một số đột biến thông thường của các

12

giống ngô răng ngựa biểu hiện gen Wx xảy ra đột biến trong điều kiện trồng trọt không bình thường tạo thành gen lặn Wx, chúng có thể xuất hiện ở các vùng khác nhau trên trái đất (Grebense 1954, dẫn theo Nguyễn Thị Lâm 1997) [3]

Theo Jame L.Brewbaker (Brewbaker, 1998), quá trình chọn lọc tự nhiên đã xảy ra những đột biến Trong đó có đột biến 2 là waxy 1 (tinh bột của hạt có cấu tạo bởi amylopectin) ở Châu Á, từ đột biến này chọn lọc ra được những giống có vỏ mềm

Ngô là cây lương thực (Zea mays ssp.) được sử dụng nhiều hình thức vời một số nhóm chính quan trọng là:

- Ngô bột - Zea mays subsp Amylacea sturt

- Ngô nổ - Zea mays subsp Everta sturt

- Ngô răng ngựa - Zea mays subsp Indenata sturt

- Ngô đá - Zea mays subsp Indurata sturt

- Ngô đường - Zea mays subsp Saccharata sturt

- Ngô nếp - Zea mays subsp Ceratina Kuleshov

- Ngô vỏ - Zea mays var Tunicata Larranxaga ex A St Hil

Ngô nếp (Zea mays subsp ceratina Kuleshov) là một trong những loài phụ chính của loài Zea mays Ngô nếp là một dạng của ngô tẻ do biến đổi tinh bột mà thành Tinh bột của ngô nếp chứa gần như 100% amylopectin ngô thường chỉ chứa 75% amilopectin và 25% amiloza

Amylopectin là dạng tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân nhánh dựa trên liên kết α 1-4 và α 1-6, ngược lại amiloza có cấu trúc phân tử gluco không phân nhánh Khi cho tinh bột ngô nếp vào dung dịch KI thì nó chuyển sang màu cà phê đỏ còn tinh bột của ngô thường thì chuyển sang màu tím

Người ta cho rằng năng suất ngô nếp ưu thế lai cũng như ngô có chất lượng protein cao có năng suất giảm đi so với bình thường Nhưng những

13

giống nếp lai và các giống nếp thường khi nấu chín có độ dẻo, mùi vị thơm ngon, giá trị dinh dưỡng cao Chính vì vậy, ngày nay ngô nếp góp phần không nhỏ trong đời sống con người, nó được sử dụng làm lương thực và thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm Một số nước Châu Á đang sử dụng thông dụng như: Hàn Quốc, Philippin, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam và nhiều quốc gia khác

Tuy vậy, việc trồng ngô nếp không đơn giản như trồng ngô tẻ Trong những năm gần đây khi nghiên cứu về đặc điểm nông sinh học và kỹ thuật canh tác của ngô nếp trường đại học Pennsylvania State University nghiên cứu kỹ thuật trồng ngô nếp cho rằng: trồng ngô có tinh bột hoàn toàn là không

dễ dàng vì gen sáp là gen lặn Như vậy, việc trồng ngô nếp phải cách ly với ngô thường ít nhất 20 năm Nếu trồng lẫn một số cây ngô thường trên khu ruộng hoặc khu sản xuất có thể làm thay đổi ngay cả cách ly tốt và trong chọn lọc hạt hoặc hạt ngô nếp đã thay đổi do trôi dạt di truyền Chất lượng của ngô nếp cao hơn hạt ngô thường như Callins cho biết cao hơn khoảng 16%, độ ẩm hạt ngô nếp cao hơn xấp xỉ 1% nhưng khá biến động như Gallais nghiên cứu

độ ẩm hạt tinh bột ngô nếp cao hơn ngô thường 2 - 3%

1.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô nếp trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô nếp trên thế giới

Sự xuất hiện phát sinh của ngô nếp bình thường như những thực vật khác trên trái đất như lúa nếp, kê và lúa mì là kết quả của chọn lọc nhân tạo với mục đích làm lương thực, đặc biệt với người dân Châu Á các giống cây ngũ có có nội nhũ sáp được tiêu dùng và sử dụng đặc thù Nội nhũ sáp đầu tiên có thể xảy ra do trôi dạt di truyền, gen nội nhũ sáp có tần suất thấp ở Châu Mỹ nhưng có tần suất cao ở Châu Á

Những nghiên cứu di truyền của cây ngô nếp làm cơ sở chọn giống cũng đã được nhiều nghiên cứu quan tâm Sprague thí nghiệm 20 cây ngô nếp

14

đại diện cho một giống thụ phấn tự do để chứng minh sự trôi dạt di truyền Một ví dụ rõ nét là trôi dạt di truyền của các giống ngô ở Châu Mỹ là không nhận thấy, những điểm sáp được tìm ra ở những giống thường như ngô đá ở Nam Mỹ

Những năm 1940 Anderson and Cutler đã nhận thấy mức độ quan trọng của đa dang di truyền của ngô và xác định các loại như một nhóm bao gồm những cá thể có những đặc điểm chung mới được xếp vào một nhóm Các đặc điểm hình thái phản ánh mối quan hệ di truyền và được sử dụng để phân loại loại ngô ở Mêxico, Trung Mỹ, Nam Mỹ và Hoa Kỳ Cơ sở này được chứng minh thêm bằng di truyền phân tử và hiện nay có 42 loài Ở Mỹ rất nhiều giống ngô thụ phấn tự do ưu thế lai được trồng trước khi có các giống ngô ưu thế lai và chúng đã cung cấp nguồn gen để tạo giống ngô ưu thế lai hiện nay

và hầu hết các khu vực trên thế giới Đáng tiếc là hầu hết các giống ngô thụ phấn tự do vùng Bắc Mỹ đã bị mất

Ngô nếp được trồng nhiều nhất ở Mỹ, nhưng phần lớn diện tích được trồng phần lớn ở miền trung Illois và Indian phía bắc của Iowa Diện tích ngô nếp hàng năm của Mỹ khoảng 29000 ha, chủ yếu diện tích này là trồng ngô nếp vàng, nhưng gần đây có một số diện tích nhỏ được trồng bằng nếp trắng

Ở các nước phát triển như Mỹ việc chọn tạo giống ngô nếp tập trung chọn tạo giống ngô nếp ưu thế lai, năm 2003 có 12 công ty hạt giống chào bán các tổ hợp ngô nếp ưu thế lai được kinh doanh trên thị trường Trong tương lai nước Mỹ có xu hướng trồng ngô nếp rộng rãi đồng thời để các nhà chế biến chấp nhận giống ngô nếp không biến đổi gen (non - GMO) để xuất khẩu sang Châu Âu

Để tạo dòng ngô nếp người ta thường dùng vật liệu ban đầu từ các nguồn ngô nếp đột biến tự nhiên hay nhân tạo như donnor Ngoài ra, các nhà khoa học cũng rất quan tâm đến nguồn gen cây ngô địa phương trong đó có

15

nguồn gen ngô nếp phục vụ tạo giống Từ nguồn vật liệu ban đầu, thông qua

tự phối và chọn lọc cá thể, dựa vào nội nhũ và các đặc tính nông sinh học khác để tạo ra dòng nếp thuần Để tạo các đồng đẳng ngô nếp từ nguồn ngô thường, người ta cho lai ngô nếp và ngô thường sau đó tiến hành lai lại và kiểm tra bằng phân tích hạt qua phản ứng với dung dịch KI Bằng cách này, các nhà khoa học đã tạo ra khá nhiều dòng và giống nếp lai mới Chúng được trồng cách ly với các loại ngô khác để đảm bảo chất lượng (Theo Tomob)

Người ta cho rằng ngô nếp ưu thế lai cũng như ngô chất lượng protein cao, năng suất giảm đi so với ngô ưu thế lai thường và giả thuyết cho rằng tích lũy mật độ hạt tinh bột thấp, nội nhũ mềm và khối lượng hạt thấp hơn Năm 1990 mục tiêu chương trình tạo giống ngô nếp ưu thế lai và ngô có chất lượng protein của Argentina được bắt đầu và sau đó một vài dòng thuần được phát triển và thử khả năng phối hợp giữa các dòng tự phối tốt nhất và vụ ngô năm 2001/2002 một số tổ hợp lai được thử nghiệm Số tổ hợp phân thành ba nhóm:

- Ngô nếp ưu thế lai

- Ngô chất lượng protein cao

- Tổ hợp lai kép cải thiện tinh bột của ngô chất lượng protein

Những thử nghiệm mới đã được thực hiện ở nhiều điểm đã nhận được những kết quả ngạc nhiên với những lai đơn mới trên cơ sở lựa chọn dòng bố

mẹ tự phối thuần như trên dã cho năng suất cao, cải thiện tinh bột, chất lượng protein và thích nghi tốt

Mặc dù đã trải qua thời gian rất dài nhưng việc sản xuất ngô nếp thương mại vẫn gặp rất nhiều vấn đề: thiếu những dạng đối chứng cho những dạng ngô đặc biệt tiềm năng cho năng suất cao của các giống ngô nếp lai nhìn chung là thấp hơn so với ngô tẻ, biến động tùy thuộc vào đất trồng, trung bình đạt từ 65 - 75% so với ngô tẻ thường

20 tấn/ha; giống nếp lai đơn màu tím Jinkenou 218 đạt 12 tấn bắp tươi/ha

Ngô nếp được dùng vào các mục đích như ăn tươi, đóng hộp, chế biến tinh bột Nhìn chung có hai cách sử dụng chính là làm thực phẩm và chế biến tinh bột Ở Mỹ và các nước phát triển phần lớn ngô nếp được sử dụng để chế biến tinh bột, dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, làm keo dán, chất hồ dính, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, lên men sản xuất cồn, chế biến xiro

Nhờ những tính chất đặc biệt mà hiện nay con người sử dụng ngày càng nhiều và phạm vi sử dụng tinh bột ngô nếp ngày càng được mở rộng Tinh bột ngô nếp còn được dùng như một dạng sữa, ngô làm đồ gia vị cho món salad

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô nếp ở Việt Nam

Thời gian gần đây, các nhà tạo giống việt nam bắt đầu chuyển hướng sang tạp giống nếp lai và đã tạo được một vài giống nếp lai không quy ước có triển vọng như MX4, MX2 của công ty cổ phần giống cây trồng miền Nam, Bạch ngọc của công ty Lương Nông Ngoài ra, một số giống nếp lai quy ước được trồng ở các tỉnh phía Nam, phần lớn có nguồn gốc từ Đài Loan, Thái Lan và một số công ty giống quốc tế Đồng thời viện nghiên cứu ngô đã thu thập nguyên liệu và tạo ra hàng loạt các dòng thuần ngô nếp phục vụ chương trình chọn tạo giống ngô nếp lai Hàng loạt các tổ hợp nếp lai mới có triển vọng đã được tạo ra và đang được thí nghiệm ở nhiều vùng sinh thái ở miền Bắc

17

Theo các nghiên cứu phân loại ngô địa phương ở Việt Nam tập trung chủ yếu vào hai loài phụ chính là đá rắn và ngô nếp Ngô nếp được phân bố ở khắp các vùng trong cả nước, với nhiều dạng màu khác nhau: trắng, vàng, tím, nâu, đỏ Hiện nay, tại viện nghiên cứu ngô đã thu thập được và lưu giữ

148 mẫu ngô nếp địa phương Trong đó 111 nguồn nếp trắng, 15 nguồn nếp vàng, 22 nguồn nếp tím, nâu, đỏ (Nguyễn Thị Nhài, 2005) [4]

Việt Nam cũng như các nước trên thế giới, những nghiên cứu chủ yếu vẫn là ngô tẻ, các nghiên cứu về ngô nếp rất hạn chế Cho tới nay, chỉ có một

số công trình được công bố:

Viện khoa học kỹ thuật Việt Nam dùng phương pháp chọn lọc chu kỳ

từ tổ hợp lai giữa hai giống nếp tổng hợp nhập nội từ Philippin đã tạo ra giống nếp trắng ngắn ngày S - 2, năng suất trung bình 20 - 26 tạ/ha, được công nhận năm 1989

Tác giả Ngô Hữu Tình và Nguyễn Thị Lưu [7] đã chọn thành công giống nếp trắng tổng hợp được công nhận giống quốc gia năm 1989, giống này có thời gian thích ứng rộng, được trồng khá phổ biến ở miền Bắc

Các tác giả Ngô Hữu Đống, Phan Đức Trực, Nguyễn Văn Cương ở viện di truyền nông nghiệp và Ngô Hữu Tình ở viện nghiên cứu ngô đã gây đột biến bằng tia gama, kết hợp với xử lý Diethyoulphat ở ngô nếp thu được một số dòng biến dị có các đặc tính nông sinh học quý so với giống ban đầu (Nguyễn Hữu Đống và cộng sự, 1997) [1]

Tác giả Phan Xuân Hào và cộng sự đã chọn tạo thành công giống ngô nếp trắng VN2, được công nhận giống quốc gia năm 1997 VN2 được chọn tạo từ các giống ngô nếp ngắn ngày, năng suất khá, chất lượng tốt, có nguồn gốc khác nhau: nếp Tây Ninh, nếp Quảng Nam - Đà Nẵng, nếp Thanh Sơn - Phú Thọ và nếp S - 2 từ Philippin Đây là giống ngắn ngày, chất lượng dinh dưỡng cao, khả năng thích ứng rộng, năng suất bình quân đạt 30 tạ/ha [2]

18

Công trình của Nguyễn Thị Lâm và Trần Hồng Uy [3] tiến hành phân loài phụ cho 72 giống ngô nếp địa phương Trong đó 48 mẫu nếp trắng, 8 mẫu nếp vàng, 16 mẫu nếp tím Kết quả cho thấy, biến chủng nếp tím có thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và số lá lớn hơn cả

Theo điều tra của trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng trung ương thì diện tích ngô nếp nước ta chiếm gần 10% diện tích trồng ngô cả nước Diện tích ngô nếp tiếp tục tăng, đặc biệt cả vùng ven đô thị Nguyên nhân chính trước hết là do các giống ngô nếp đáp ứng được nhu cầu luân canh tăng

vụ trong cơ cấu nông nghiệp hiện nay, nhưng quan trọng hơn là đáp ứng nhu cầu xã hội ngày một tăng đối với sản phẩm này

Ở các vùng núi và vùng sâu vùng xa, người dân sử dụng ngô nếp là nguồn lương thực chính dưới dạng xôi ngô hoặc dùng tươi như nướng, luộc hầu hết các địa phương khác ngô nếp được xem như thực phẩm làm quà và chế biến đơn giản

Những năm gần đây, đời sống được cải thiện, nhu cầu của người dân ngày một đa dạng Các loại ngô thực phẩm được sử dụng ngày một nhiều, không những làm lương thực mà còn được chế biến thành các món ăn ưa thích; ngô chiên, súp ngô, snack ngô, ngô bao tử, chế biến tinh bột

19

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Gồm 4 giống ngô do Viện nghiên cứu ngô Trung ương cung cấp: NL1, NL5, NL9 và giống Wax44 (giống đối chứng) được gieo trồng trên địa bàn phường Đồng Xuân - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

Giống ngô nếp lai W44 được công nhận chính thức từ năm 2006 và được bảo hộ bản quyền từ năm 2008 [13]

- Chủ bảo hộ: Công ty TNHH Sygenta Việt Nam

- Những đặc tính chủ yếu:

Wax44 có thời gian sinh trưởng ngắn 58 - 66 ngày, có độ đồng đều rất cao, cây cao 2 - 2,2m, thân mập, sinh trưởng khỏe, chiều cao đóng bắp 65 -75cm, chiều dài bắp 15 - 18cm, trọng lượng trung bình 300 - 350 g/bắp, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất thuận tốt, khả năng phục hồi sau ngập úng rất nhanh, bị nhiễm bệnh đốm lá, ít bị khô vằn, thối thân, cháy lá, gỉ sét

- Hướng sử dụng và yêu cầu kỹ thuật:

Có thể trồng được nhiều vụ trong năm trên chất đất chủ động tưới tiêu Nhược điểm của Wax44 là nếu thu già thì ăn hơi rắn, vì thế cần chú ý thu hoạch khi râu ngô chuyển sang thâm râu nhưng vẫn còn tươi Tùy điều kiện thời tiết, mùa vụ để tiến hành thu hoạch khi ngô phun râu được 16 - 20 ngày

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Địa điểm tại phường Đồng Xuân - Phúc Yên - Vĩnh Phúc

2.2.2 Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu ở vụ ngô đông từ tháng 9/2011 - 1/2012