đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô nổ mới tại gia lâm, hà nội

Nguyễn Văn Cương Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, HVNN VN, chúng tôi xin tiến hành nghiên cứu đề tài : “Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

**********************

TRẦN ÁNH NGUYỆT

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG

KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ NỔ MỚI

TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

**********************

TRẦN ÁNH NGUYỆT

ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG

KẾT HỢP CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ NỔ MỚI

TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC CÂY TRỒNG

MÃ SỐ : 60.62.01.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN VĂN CƯƠNG

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ĐOAN

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

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Trần Ánh Nguyệt

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Văn Cương

đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài và bản

luận văn Thạc sĩ nông nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn, tập thể các thầy cô Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng trong Khoa Nông học, Ban quản lý đào tạo-Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài này

Để hoàn thành được khoá học này, tôi còn nhận được sự động viên, hỗ trợ rất lớn về vật chất, về tinh thần của gia đình, bạn bè

Tôi xin trân trọng biết ơn những tình cảm cao quý đó!

Hà Nội, ngày 15 tháng 06 năm 2015

Tác giả luận văn

Trần Ánh Nguyệt

2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 3 2.1.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới 3 2.1.2 Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô ở Việt Nam 5 2.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển trên ngô nổ 6 2.2.1 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên thế giới 6 2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trong nước 10

2.3.5 Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp 15

PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu 22

4.1 Đặc điểm nông học của các dòng ngô nổ tham gia thí nghiệm vụ Thu

4.2.1 Sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai 54

4.2.4 Màu sắc thân, hình dạng thân và một số đặc trưng khác 63 4.2.5 Tổng số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá 65 4.2.6 Đặc trưng hình thái bông cờ và bắp của một số THL ngô nổ 68 4.2.7 Sâu, bệnh hại và đặc tính chống đổ gẫy của một số THL ngô nổ 71 4.2.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các THL ngô nổ 72

DANH MỤC BẢNG

2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới từ 2003 – 2013 4 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước 4 2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 2000 – 2011 6

4.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô nổ, vụ Thu Đông 2013 31 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ 34 4.3 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các dòng ngô nổ 35 4.4 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng ngô nổ 36 4.5 Tốc độ tăng trưởng số lá của các dòng ngô nổ 37 4.6 Chiều cao cây cuối cùng và chiều cao đóng bắp của các dòng 39 4.7 Các đặc điểm hình thái của các dòng ngô nổ 41 4.8 Tổng số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các dòng 42 4.9 Một số chỉ tiêu về bông cờ và bắp của các dòng ngô nổ 44 4.10 Đặc tính chống chịu của các dòng ngô nổ 48 4.11 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết của các dòng

4.12 Chỉ tiêu về độ nổ của 12 dòng ngô nổ thí nghiệm 52 4.13 Mục tiêu và cường độ chọn lọc các dòng ngô nổ thí nghiệm 53 4.14 Chỉ số chọn lọc và các đặc trưng của 5 dòng ngô nổ được chọn 54 4.13 Thời gian sinh trưởng của các THL ngô nổ 55 4.15 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các THL ngô nổ 56 4.16 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các THL ngô nổ 57 4.17 Động thái tăng trưởng số lá cây của các THL ngô nổ 59 4.18 Chiều cao cây cuối cùng và chiều cao đóng bắp của các THL 61

4.19 Các đặc điểm hình thái của các THL ngô nổ 64 4.20 Tổng số lá, diện tích lá và chỉ số diện tích lá của các THL 66 4.21 Một số chỉ tiêu về bông cờ và bắp của các THL ngô nổ 69 4.22 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết của các THL

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

4.1 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các dòng 35 4.2 Động thái tăng trưởng số lá của các dòng 37 4.3 Chỉ số diện tích lá của các dòng ngô nổ 43 4.4 Năng suất của các dòng ngô nổ thí nghiệm 51 4.5 Động thái tăng trưởng chiều cao cây của các THL 58 4.6 Chỉ số diện tích lá của các THL ngô nổ 68 4.7 Năng suất của các THL ngô nổ thí nghiệm 75 4.8 KNKH chung tính trạng năng suất của các dòng ngô nổ 78 4.9 KNKH riêng của các dòng và cây thử 79

CIMMYT : International Maize and Wheat Improvement Center

Trung tâm cải lương Ngô và Lúa mỳ Quốc tế

IFPRI : International Food Policy Research Institute

Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới LAI : Leaf Area Index - Chỉ số diện tích lá

MM : Mọc mầm

NĐ : Nhọn đầu

NSLT : Năng suất lý thuyết

NSTT : Năng suất thực thu

PHẦN I MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Cây ngô (Zea mays L.) được coi là 1 trong 5 cây lương thực quan trọng

nhất thế giới; là một trong những cây trồng quan trọng nhất ở các vùng ôn đới

ấm cũng như vùng nhiệt đới ẩm (PGS.TS.Đinh Thế Lộc, 1997)

Ngô nổ (Zea mays subsp.everta Sturt) thuộc loài Zea mays, chi Zea, họ

Poaceae (Gramineae) Ngô nổ là 1 loại ngô đặc biệt được người dân bản địa châu Mỹ phát hiện ra cách đây khoảng 1000 năm (Ziegler et al, 1994) Sản phẩm từ ngô nổ như bỏng ngô, bánh ngọt… có giá trị dinh dưỡng cao và đang rất được ưa chuộng Ở Bắc Mỹ có truyền thống làm ngô caramel, dùng ngô

nổ trong trang trí lễ hội…Ngô nổ còn được sử dụng làm vật liệu cách điện, chất dẫn dụ côn trùng, làm túi bỏng ngô, hộp ngô nổ, sản xuất đồ hộp, bánh kẹo, làm thức ăn chăn nuôi… Ngô nổ được trồng khá nhiều ở Mỹ, Brazil, Trung Quốc và các nước khác (Jose Antonio Serratos Hernández, 2009)

Ở Việt Nam ngô nổ rất hiếm xuất hiện trên đồng ruộng Việt Nam Trước đây có một số giống địa phương như: Ngô nổ Tây Nguyên (màu tím), ngô nổ Tây Nguyên (màu vàng), ngô nổ Hồng (Đăk Lak), ngô nổ Dài, ngô nổ Tím (Cao Bằng)… (Nguyễn Văn Cương, 2010) Vì thế việc trồng và chế biến các sản phẩm từ ngô nổ là một vấn đề khá mới mẻ ở Việt Nam cần được quan tâm, chú trọng phát triển Để có được điều đó cần phải thu thập, đánh giá các dòng, khả năng kết hợp của các dòng và tìm ra các tổ hợp lai tốt

Xuất phát từ những lí do trên, được sự giúp đỡ của PGS TS Nguyễn Văn Cương (Bộ môn Di truyền và chọn giống cây trồng, HVNN VN), chúng tôi xin

tiến hành nghiên cứu đề tài : “Đánh giá đặc điểm nông sinh học và khả năng kết

hợp của một số dòng ngô nổ mới tại Gia Lâm, Hà Nội”

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Đánh giá đặc điểm nông sinh học cơ bản của 12 dòng ngô nổ

Đánh giá khả năng kết hợp của các dòng ngô nổ từ đó xác định được một số dòng ngô nổ triển vọng có đặc điểm nông sinh học phù hợp, chất lượng tốt, độ nổ cao

Chọn dòng có các đặc điểm tốt giới thiệu cho các đơn vị quan tâm đến chọn tạo và phát triển giống ngô nổ

Xác định khả năng kết hợp của 10 dòng ngô với 2 dòng thử

Xác định được các dòng năng suất cao, chất lượng tốt, độ nổ cao, kết hợp tốt, tổ hợp lai triển vọng

1.3.Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu đánh giá đặc điểm nông sinh học của các dòng ngô sẽ giúp bảo tồn nguồn gen ngô nổ, đồng thời tìm ra được giống ngô nổ lai tốt đưa vào sản xuất

PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

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

Ngô hiện đang được sản xuất gần 100 triệu ha tại 125 nước đang phát triển và là một trong ba loại cây lương thực được trồng rộng rãi nhất của 75 quốc gia ( FAOSTAT 2010 ) Khoảng 67% các tổng sản lượng ngô trên thế giới đến từ các nước có thu nhập thấp và trung bình thấp; do đó, ngô đóng vai trò quan trọng trong đời sống của hàng triệu người nông dân nghèo Họ trồng ngô làm thực phẩm, thức ăn, và thu nhập Hệ thống canh tác đa dạng và chủ yếu là nhờ nước mưa chiếm khoảng 90% tổng diện tích trồng ngô

Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay, nhất là trong 40 năm gần đây, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu Năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chưa đến 2 tấn/ha Năm 1990, năng suất ngô trung bình trên thế giới là 3,6 tấn/ha và sản lượng chỉ đạt khoảng 480 triệu tấn Nhưng đến năm 2003, năng suất đạt 4,46 tấn/ha và đạt 5,3 tấn/ha vào năm

2009, Sản lượng cũng tăng tương ứng là 645,2 triệu tấn (2003) đến 1016,7 triệu tấn (năm 2013) Diện tích trồng ngô trên thế giới cũng tăng đáng kể Diện tích trồng ngô năm 2003 là 144,673 triệu ha đến vào năm 2013, diện tích trồng ngô thế giới là 184,19 triệu ha (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới từ 2003 – 2013

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước

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

2007 2009 2011 2007 2009 2011 2007 2009 2011 Americas 66,1 61,4 64,4 6,9 7,2 6,8 455 441,0 438,0

Mỹ 35,0 32,2 34,0 9,6 10,3 9,2 331,0 333,0 314,0 Trung Quốc 29,5 31,2 33,6 5,2 5,3 5,7 152,4 164,0 193,0 Braxin 13,7 13,7 13,2 3,8 3,7 4,2 52,1 50,7 55,7 Argentina 2,8 2,4 3,7 7,7 5,6 6,4 21,8 13,1 23,8 Mexico 7,3 7,2 6,1 3,2 2,8 2,9 23,5 20,2 17,6

Ấn Độ 8,1 8,4 8,8 2,3 2,1 2,5 18,9 17,3 21,8 Indonesia 3,6 4,2 3,9 3,7 4,2 4,6 13,3 17,6 17,6 Pháp 1,5 1,7 1,6 9,6 9,1 9,97 14,4 15,3 15,9 Việt Nam 1,1 1,1 1,1 3,9 4,0 4,3 4,3 4,4 4,8

Nguồn: FAOSTART, 2014

Ngô được trồng nhiều nhất ở Mỹ năng suất, sản lượng ngô đẫn đầu thế giới, diện tích ngô của Mỹ đạt 34 triệu ha, sản lượng ngô đạt 314 triệu ha năm

2011 Trung Quốc đứng thứ 2 với diện tích năm 2011 là 33, 6 triệu ha, sản lượng đạt 193 triệu tấn Một số nước có diện tích, năng suất, sản lượng cao như Braxin, Mexico, Ấn Độ,…

Ngô được đưa vào Việt Nam vào cuối thế kỷ XVII (Ngô Hữu Tình, 1997) và trở thành cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa Do điều kiện

tự nhiên thuận lợi cùng với những lợi ích mà cây ngô mang lại nên cây ngô sớm được người Việt chấp nhận và mở rộng sản xuất trên khắp các vùng miền, kể là những vùng núi và trung du không có điều kiện nước tưới

Những năm 1960 năng suất ngô của Việt Nam chỉ đạt trên 1 tấn/ha, gần bằng 60 % năng suất ngô trung bình của thế giới với diện tích hơn 200 nghìn ha

Từ đầu những năm 1990 đến nay ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt khi các giống ngô lai được mở rộng ra sản xuất và cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác, tỷ lệ diện tích trồng ngô lai là 84% (Phạm Đồng Quảng và CS, 2005; Trung tâm khuyến nông quốc gia, 2005) Diện tích, sản lượng cũng như năng suất ngô tăng nhanh qua các năm; đến năm 2012 diện tích ngô nước ta đạt 1156,6 nghìn ha, tăng mạnh so với năm 2011 là 1117,2 nghìn ha, năng suất 43 tạ/ha, sản lượng 4973,6 nghìn tấn; năm 2013 diện tích ngô nước ta 1172,5 nghìn ha tăng so với năm 2012, năng suất tăng đáng kể 44,3 tạ/ha, sản lượng đạt 5193,5 nghìn tấn (Tổng cục Thống kê, 2014); (Bảng 2.3)

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 2003 – 2014

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

2.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển trên ngô nổ

2.2.1 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trên thế giới

Ngô nổ là một trong 6 loài ngô chính, được trồng khá nhiều trên thế giới nhưng không phổ biến như các giống ngô tẻ, ngô nếp, ngô lai Ngô nổ

có những đặc điểm, tính chất khác biệt so với các giống ngô khác, là giống ngô duy nhất có thể nổ bung rất nhanh khi đem rang

Người đầu tiên phát hiện ra giống ngô này chính là những người Mỹ bản địa sinh sống ở vùng Bắc Mỹ từ 56 000 năm trước Đến thế kỉ 16 - 17, khi người Anh đặt chân đến khai phá vùng đất này, họ tìm ra những hạt ngô khô và hạt ngô đã “nổ” còn sót lại trong một hang động thuộc vùng New Mexico ngày nay Kể từ đó, bỏng ngô bắt đầu được biết đến và phát triển rộng rãi và được nghiên cứu sâu như ngày nay

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ngô nổ như: Ziegler K E và Ashman B (Khoa nông học, Đại học Tổng hợp Iowa, Mỹ) nghiên cứu về ngô

nổ và nhận thấy ngô nổ khác với tất cả các loại ngô khác về màu trắng tuyết của hạt sau khi nổ nhờ sử dụng nhiệt độ (Ziegler, 1994)

Việc sử dụng bỏng ngô là một thực phẩm ăn nhẹ đã tăng liên tục trên toàn thế giới Năng suất là đặc điểm rất quan trọng trong bỏng ngô cũng như trong các loại ngũ cốc khác Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến năng suất ngô nổ là kiểu gen (Pajic 1990; Pajic & Babic 1991) Sự khác nhau ở ngô nổ từ vùng này sang vùng khác, dựa trên điều kiện sinh thái, khả năng thích ứng của các giống cây trồng, và sở thích của người tiêu dùng (Ziegler

& Ashman 1994) Tăng năng suất trên đơn vị diện tích của ngô phụ thuộc vào mức độ sử dụng của các giống lai trong sản xuất cũng như các lựa chọn giống tốt nhất với điều kiện sinh thái cụ thể và sử dụng giống chất lượng cao (Sencar 1988)

Đặc tính chất lượng cũng rất quan trọng trong ngô đặc sản như bỏng ngô Do đó, cải thiện các đặc tính chất lượng là thường được coi là mục tiêu quan trọng nhất trong chương trình nhân giống ngô nổ (Dofing et al 1990)

Khối lượng ngô nổ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ ẩm, kiểu gen, tính chất vật lý của hạt, phương pháp nổ, nhiệt độ nổ, thu hoạch và xử lý Tuy nhiên, trong số tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng, thì độ ẩm là yếu

tố quan trọng nhất, vì nó ảnh hưởng đến tốc độ và mức độ áp lực tích tụ lượng tinh bột trong hạt (Hoseney, Zeleznak, & Abdelrahman, 1983) Cho đến nay, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện tại các khu vực có độ ẩm khác nhau và ảnh hưởng của nó đến khối lượng bỏng ngô Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cực đại khối lượng nổ được sản xuất tại độ ẩm khác nhau tăngtừ 11,0% lên 15,5% (Allred-Coyle, Toma, Reiboldt, & Thaku, 2000; Metzger, Hsu, Ziegler, & Bern, 1989; Pajic, 1990; Shimoni, Dirks, & Labuza, 2002; Song & Eckhoff, 1994)

Zhang, J H và cộng sự (Khoa cây trồng, Đại học Nông nghiệp Thượng Hải, Trung Quốc) khi nghiên cứu tính trạng số lượng trong phân loại các giống ngô nổ cho thấy chiều cao cây, khối lượng 100 hạt, năng suất hạt, tỷ lệ hạt nổ, thời gian

nổ và mức độ nổ được sử dụng để phân loại 8 giống ngô thuộc 3 nhóm phân tích Giống Guangxiban, Quảng Đông 1, Quảng Đông 2 và Quảng Đông 3 được đề nghị làm nguồn gen (vật liệu) cho chọn giống (Zhang)

Melchiorre, P (Đại học tổng hợp Buenos Aires, Argentina) đã nghiên cứu đánh giá đặc điểm và các dạng ngô nổ thực hiện trên 39 tính trạng về màu sắc, hình thái, nở hoa được nghiên cứu ở ngô nổ Italy Phương sai của mỗi tính trạng được xem xét cho thấy, chúng có thể được sử dụng cho đánh giá các mục tiêu chọn giống Phương sai về chỉ số mật độ cờ, và chiều dài giữa các nhánh cờ, là hình dạng nguyên thủy, bồi hoàn của loài Confite Morocho

từ Peru (Melchiorre)

Trong việc nghiên cứu quần thể và KNKH của ngô nổ với các dòng thuần ngô thường thuộc các nhóm di truyền khác nhau, Wang Xiaoly và cộng

sự (Đại học nông nghiệp Henan, Zhengzhou 450002, Trung Quốc) đã dùng

mô hình NC II, 6 dòng ngô nổ lai với 10 dòng và có 9 tính trạng được phân tích Kết quả cho thấy hầu hết khối lượng hạt/bắp của 60 tổ hợp ngô nổ x ngô thường đều cao hơn nhiều so với đối chứng nhưng khối lượng bỏng nổ của chúng rất thấp Vì vậy, ngô nổ lai với ngô thường không có giá trị sử dụng trực tiếp Có 6 dòng ngô nổ được xếp vào 4 nhóm di truyền với N04, N05 và N14 cùng nhóm, còn 3 dòng còn lại thuộc 3 nhóm khác (Wang XiaoLi, 1001)

Ly Y L và cộng sự (Khoa Nông học, Đại học Nông nghiệp Henan, Zhengzhou 450002, Trung Quốc) đã sử dụng phương pháp SSR marker để nghiên cứu đa dạng di truyền của các dòng ngô nổ tự phối thường Tập hợp có

56 dòng ngô nổ tự phối và 21 dòng ngô thường tự phối được chọn lọc là nhóm có ưu thế lai để đánh giá mức độ đa dạng di truyền giữa các dòng ngô

nổ tự phối và nghiên cứu quan hệ di truyền giữa chúng Kết quả cho thấy khoảng cách di truyền giữa các nhóm ưu thế lai của ngô nổ tự phối và các dòng ngô thường tự phối là khác nhau Phân tích quần thể các dòng tự phối nhận

thấy sự khác biệt giữa nguồn gen nhiệt đới và cận nhiệt đới 56 dòng ngô nổ tự phối

và 21 dòng ngô thường tự phối được chia thành 7 nhóm ưu thế lai tương ứng với kết quả nghiên cứu và chọn giống thực tế trước đây Từ kêt quả thu được cho thấy các SSR makers có thể được sử dụng để đo khoảng cách di truyền giữa các dòng ngô nổ tự phối, sắp chúng vào nhóm ưu thế lai và sử dụng cho việc nghiên cứu nguồn gen của chúng liên quan đến các dòng ngô thường tự phối

Viana, J M S và Matta, F de P khi phân tích KNKHC và KNKHR của quần thể ngô nổ, bao gồm cả bố mẹ tự phối đã phân tích hiệu quả của KNKH chung và KNKH riêng trong phân tích lai diallel của quần thể giao phấn, có cả bố mẹ tự thụ phấn cho thấy, việc phân tích sự thay đổi giá trị của quần thể do tự phối còn cho phép đánh giá trực tiếp tính trội, sự lệch trội và

sự thay đổi di truyền trong mỗi quần thể bố mẹ Phương pháp này được sử dụng để chọn lọc quần thể ngô nổ trong chương trình chọn giống quần thể và sản xuất hạt lai được Đại học liên bang Vicosa, Minas, Brazil phát triển Kết quả phân tích đã có 2 quần thể ngô nổ hạt ngọc được chọn đưa vào sản xuất Trong nghiên cứu sự liên quan giữa các tính trạng ở ngô nổ của Prodhan, H S., Rai, R (Đại học Nông nghiệp Ấn Độ) cho thấy có sự liên quan giữa khối lượng và năng suất hạt nổ của ngô nổ nghiên cứu trên 154 dạng Năng suất hạt đã liên kết chặt với trọng lượng hạt

Hadi, G (Viện hàn lâm khoa học Hunggari) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các dòng ngô nổ từ dãy núi Ander đến sự phát triển của các nguồn gen lấy hạt ở Trung Âu, cho biết các dòng ngô cổ sớm, nhiều hàng, ngô đá hạt cứng

có màu hạt nâu ở Trung Âu, và một số dòng ngô răng ngựa ở vùng Chutucuno Chico và Chutucuno Grande chịu lạnh, cảm quang ánh sáng ngày dài, bắp nhỏ, nhiều hàng, nhiều bắp, giống ngô nổ hạt cứng, màu hạt đỏ nâu đươc giới thiệu ở Hunggari và Italy Nguồn gen này có ý nghĩa cho các nước Châu Âu trong chọn giống

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ngô nổ trong nước

Ở Việt Nam, trong những năm 1990, ngô nổ được trồng khá nhiều ở vùng Tây Nguyên có màu sắc đa dạng, giòn và rất thơm ngon Số lượng giống ngô nổ không nhiều, được trồng ở một số tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên Hiện nay, ngô nổ rất hiếm thấy trên đồng ruộng Việt Nam Các nghiên cứu về ngô nổ còn rất ít, hầu như chưa có hoặc chưa được công bố chính thức, thậm chí chưa thấy tài liệu nghiên cứu chính thức về ngô nổ lai Một số tài liệu về phân loại ngô có đề cập đến ngô nổ là một trong các loài phụ song không có các kết quả về nghiên cứu ngô nổ

Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội, Viện Nghiên cứu Ngô và một

số cơ quan khác có lưu giữ một số lượng các mẫu giống nhưng không nhiều (Cục trồng trọt, 2010 ) Gần đây nhất là nghiên cứu đánh giá về sinh trưởng, phát triển và khả năng tạo bỏng của ngô nổ vụ thu đông 2009 tại vùng Gia Lâm – Hà Nội của Nguyễn Văn Cương và Nguyễn Văn Lộc (Khoa Nông học, trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội), kết quả cho thấy ngô nổ phía Bắc Việt Nam có thời gian sinh trưởng 102 – 125 ngày; chiều cao cây 123,5 – 198,5 cm;

số lá trung bình 14,4 – 18,8 lá; số bắp trên cây 1 – 2 bắp; số hàng hạt/bắp 10,0 – 16,0 hàng; số hạt/ hàng 12,4 – 32,0; năng suất của các dòng ngô nổ không cao, trong đó dòng No21 (ngô nổ Tây nguyên) có năng suất cao nhất và độ nổ tốt nhất (Nguyễn Văn Cương, Nguyễn Văn Lộc, 2010)

Trong khi nguồn giống ngô nổ đang bị mất dần, nguồn gen bị xói mòn thì hạt ngô nổ vẫn được nhập dưới dạng thực phẩm và được bán khá đắt (20000 đồng/lạng) tại các siêu thị nhưng vẫn được tiêu thụ mạnh Do đó Việt Nam cần chú trọng và có nhiều nghiên cứu hơn nữa về ngô nổ đặc biệt là về ngô nổ lai nhằm ngăn chặn xói mòn, bảo tồn và phát triển nguồn gen, từ đó góp phần làm vật liệu ban đầu cho công tác chọn tạo giống ngô nổ ở Việt Nam

Nguyễn Văn Cương, và cs (2013) nghiên cứu về sự đa dạng di truyền của 40 dòng ngô nổ được phân tích bằng 28 mồi RAPD Phân tích sản phẩm

PCR của các mồi ngẫu nhiên này cho thấy có 8 mồi cho kết quả đa hình di truyền với 157 băng/ mồi Trong đó, mồi OPB 07 cho nhiều băng nhất với số băng là 255 băng Mồi OPC-11 cho số băng thấp nhất (79 băng/ mẫu) Mồi OPM 02 cho tỷ lệ số băng đa hình là 100% và mồi OPC-11 có tỷ lệ số băng

đa hình thấp nhất là 50% Kết quả phân tích bằng phần mềm NTSYS 2.0 cho thấy mức tương đồng di truyền của các dòng ngô nổ này dao động trong khoảng 0.69 đến 0.94

2.3 Cơ sở khoa học của đề tài

2.3.1 Khái niệm dòng thuần

Dòng thuần là khái niệm tương đối để chỉ các dòng tự phối đã đạt đến

độ đồng hợp tử cao và ổn định ở nhiều tính trạng Đối với ngô thường sau 7-8 đời tự phối, dòng đạt đến độ đồng đều cao như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất, màu sắc, dạng hạt và được gọi là dòng thuần

Dòng thuần là dòng có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ ở nhiều đặc trưng

di truyền, qua nghiên cứu cho thấy chiều cao cây sẽ ổn định từ thế hệ thứ 5, năng suất ổn định từ thế hệ 20 (Nguyễn Hồng Minh, 1999) Dòng thuần được tạo ra bằng phương pháp thụ phấn cưỡng bức (Shull, 1909) Các nghiên cứu của Shull đã chỉ ra rằng: tiến hành tự thụ ở ngô để tạo dòng thuần thì xảy ra

sự suy giảm sức sống và năng suất nhưng sự suy giảm được phục hồi hoàn toàn khi lai 2 dòng với nhau, phương pháp này đã trở thành phương pháp chuẩn trong chương trình tạo giống ngô lai (Crow, 1998)

Có nhiều phương pháp tạo dòng thuần: tạo dòng thuần bằng phương pháp truyền thống ( tự phối cưỡng bức-inbreeding), phương pháp cận huyết

cả máu nửa máu hoặc sib hỗn dòng, nuôi cấy bao phấn, noãn thụ tinh

2.3.2.Khái niệm ưu thế lai

Khi nghiên cứu và so sánh sự sinh trưởng, phát triển của cây lai so với

bố mẹ có thể xảy ra 3 trường hợp: cây lai không khác gì bố mẹ hoặc chỉ khác rất ít; cây lai kém hơn bố mẹ; cây lai tốt hơn bố mẹ Trong thực tế trường hợp

Ưu thế lai là hiện tượng con lai có sức sống khỏe hơn bố mẹ, có tính chống chịu cao hơn, năng suất cao hơn, phẩm chất tốt hơn so với bố mẹ của chúng và so với đối chứng

Hiện tượng ưu thế lai tăng sức sống ở con lai đã được Koelreuter miêu tả đầu tiên vào năm 1776, khi tiến hành lai các cây thuốc lá thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis, và Datura với nhau Năm 1876, Chales Darwin – người đầu tiên đưa ra lý thuyết về ưu thế lai,, sau đó vào năm 1877 Chales Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dòng ngô tự phối và giao phối đã đi tới kết luận: chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19 % và chin sớm hơn 9 % so với dạng ngô tự phối Sau đó ông đã lai rất nhiều loài, giống cây trồng với nhau và ông đã rút ra rằng “Tự phối thường làm giảm sức sống còn giao phối thì khôi phục lại nó” (Ngô Hữu Tình và CS, 1997)

Người đầu tiên nghiên cứu ưu thế lai ở ngô là Shull Năm 1904, Shull tiến hành tự phối ở ngô để thu được các “dòng thuần” và đã tạo ra những lai đơn từ những dòng thuần này Shull là người đầu tiên đưa ra giải thích đúng đắn về hiện tượng suy giảm sức sống do tự phối và hiện tượng gia tăng sức sống của con lai

Ưu thế lai thể hiện ở tổ hợp lai trên các tính trạng có thể chia thành các dạng biểu hiện chính sau:

1 Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây Theo tác giả Kiesselback (1992) con lai F1 của ngô có độ lớn hạt tăng hơn bố mẹ 11,1%, đường kính thân tăng 48%, chiều cao cây tăng 30 – 50%, Ngoài ra diện tích lá, chiều dài bông cờ, số nhánh trên bông cờ ở các tổ hợp lai thường lớn hơn bố mẹ

2 Ưu thế lai về năng suất: Được biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt/bắp, tỷ lệ hạt/bắp, Ưu thế lai về năng suất ở các giống lai đơn giữa dòng có thể đạt 193 – 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy, 1985)

3 Ưu thế lai về tính thích ứng: Biểu hiện qua khả năng chống chịu với điều kiện môi trương bất thuận như: Sâu, bệnh, khả năng chịu han,

4 Ưu thế lai về tính chín sớm: Thể hiện thông qua con lai chín sớm hơn

bố mẹ do sự biến đổi quá trình sinh lý, sinh hóa, trao đổi trong cơ thể tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ

Ưu thế lai, được xem như là tính ưu việt của con lai F1 so với bố mẹ Trong ứng dụng sản xuất, ưu việt của con lai F1 phải đáp ứng được những đòi hỏi đặt ra của điều kiện sinh thái, canh tác xác định, khi ấy sự ưu việt của con lai F1 cần so sánh với một đối tượng chuẩn mực phù hợp Chọn giống ưu thế lai là xác định bản chất ưu thế lai, càng có được nhiều và chính xác thông tin

về tiềm năng di truyền của các tính trạng quan trọng ở bố mẹ và khả năng thể hiện chúng ở F1 càng có được sự dự đoán đáng tin cậy về ưu thế lai (Nguyễn Hồng Minh, 1999)

2.3.3 Ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất ngô

Ưu thế lai đóng vai trò to lớn trong sản xuất nói chung và trong sản xuất nông nghiệp nói riêng Công tác chọn giống ngô lai được H.Shull bắt đầu thực hiện vào năm 1909 Ưu thế lai thể hiện qua con lai F1 và biểu hiện ưu thế lai này phụ thuộc vào các dạng bố mẹ vì vậy cần có những giải pháp cụ thể cho từng giai đoạn Năm 1917 khi Jones đưa ra phương pháp sản xuất hạt lai kép nhằm hạ giá thành sản phẩm và ngay trong năm thử nghiệm đầu tiên (1920), phương pháp này đã nhanh chóng được chấp nhận Mặt khác trong các loại giống cây trồng của con người, cây ngô là cây có ưu thế lai cao nhất Các giống ngô lai đơn đầu tiên được thử nghiệm năm 1960 đã chinh phục loài người bởi năng suất cao và độ đồng đều mặc dù giá thành hạt giống rất cao Theo CIMMYT (2000), bình quân chung ngô lai trên thế giới chiếm khoảng 65% Việt Nam là quốc gia có những định hướng phát triển ngô tương đối sớm và đã đạt được những thành công bước đầu Nếu năm 1990 diện tích

ngô lai là 876.350 (tổng cục thống kê, 2006) Việt Nam trở thành quốc gia có tốc độ phát triển rất nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới

2.3.4.Khái niệm khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp (KNKH) là một thuộc tính quan trọng không chỉ ở ngô mà ở cả cây trồng khác, nó được kiểm soát di truyền có thể truyền lại qua

tự phối cũng như qua lai Thuật ngữ này lần đầu tiên được Sprague và Tatum (1942) đưa ra và sử dụng Khả năng kết hợp là thuật ngữ chung để chỉ khả năng của một dòng hay một kiểu gen có thể tạo ra thế hệ tốt nhờ lai tạo với các dòng giống khác Khả năng kết hợp phụ thuộc vào kiểu gen và tương tác giữa chúng Khả năng kết hợp là đặc tính di truyền, lai các dòng có khả năng kết hợp tốt cho giống lai tốt hơn khi lai các dòng có khả năng kết hợp yếu Sprague và Tatum cũng đưa ra hai thuật ngữ quan trọng khác là khả năng kết hợp chung và khả năng kết hợp riêng

- Khả năng kết hợp chung (General combining ability – GCA): thể hiện khả năng của dòng hoặc giống truyền các đặc tính tốt cho hầu hết các tổ hợp lai có dòng hoặc giống đó tham gia; được biểu thị bằng giá trị ưu thế lai trung bình ở tất cả các tổ hợp lai Khả năng kết hợp chung bởi yếu tố di truyền cộng của các gen trội, khá ổn định dưới tác động của môi trường

- Khả năng kết hợp riêng (Specific combining ability – SCA): của một dòng hoặc giống thể hiện trong tổ hợp lai của dòng hoặc giống đó với dòng hoặc giống khác cho ưu thế lai cao hay thấp Nó được đánh giá thông qua trị

số tính trạng cần đánh giá thu được của tổ hợp lai đó so với tổ hợp lai khác.Khả năng kết hợp riêng chủ yếu do tác động của tính trội, siêu trội, ức chế và điều kiện môi trường

Mối quan hệ giữa khả năng kết hợp riêng và khả năng kết hợp chung thông qua đồng trội và ức chế được xác định bằng việc tính toán phương sai

di truyền, di truyền trội, ức chế trội (Trần Đình Long và cộng sự, 1990)

Trong công tác chọn giống cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng, con người luôn mong muốn tìm được những kiểu gen có giá trị để tạo ra những giống ngô và nguồn tự phối tốt phục vụ cho quá trình phát triển giống ngô lai Vì vậy phương pháp đánh giá KNKH của các dòng là khâu quan trọng để tạo các giống ngô lai từ các dòng tự phối

Giữa năng suất của con lai F1 và các dòng tự phối là không tồn tại mối tương quan chặt và đáng tin cậy nên không phải bất kỳ một dòng thuần nào khi quan sát thấy tốt cũng cho rằng KNKH cao (Trần Hồng Uy, 1985) Mối tương quan của tính trạng giữa dòng thuần ngô và con lai F1 đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu; họ đã nhận thấy tính trạng khác nhau thì mối tương quan giữa dòng thuần và con lai F1 cũng khác nhau

Trong nhiều năm qua Viện Cải lương ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) đã sử dụng kêt quả của việc đánh giá khả năng kết hợp để thiết lập nhóm ưu thế lai trong các nguồn gen của Viện

2.3.5 Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp

* Phương pháp lai đinh:

Phương pháp này thường được dùng để đánh giá khả năng kết hợp chung Các dòng cần xác định khả năng kết hợp chung gọi là vật liệu thử Các dạng thử thường là các giống được xác định từ trước Yêu cầu của dạng thử là

có cơ sở di truyền động có thể là giống địa phương, các giống tổng hợp hoặc giống lai; nên dùng 2 – 3 dạng thử Các dạng thử thường làm mẹ, các dòng cần thử làm bố Như vậy vừa có thể làm tự phối, vừa lai thử khả năng kết hợp

rõ ràng

Việc chọn được những cây thử thích hợp trong tạo giống lai là rất quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến kết quả đánh giá khả năng kết hợp của các vật liệu trong lai đỉnh Theo Phan Xuân Hào (1997) nên chọn cây thử theo nguyên tắc: Mỗi nhóm ưu thế lai hiện có chọn ít nhất một cây thử, và tùy vào

giai đoạn của chương trình chọn các cây thử có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai kép) hay hẹp (dòng thuần lai đơn)

Trong điều kiện Việt Nam nên sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử có nền di truyền rộng hai là cây thử có nền di truyền hẹp để vừa xác định khả năng kết hợp của dòng nghiên cứu vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ sản xuất Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã thống nhất rằng cây thử không nên ở cùng nhóm ưu thế lai với các nguyên liệu đem thử, theo Vasal và CS (1995) cây thử là giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp giống lai hay là dòng thuần Vật liệu thử và dạng thử phải có thời gian sinh trưởng gần tương đương nhau, đặc biệt thời gian tung phấn, phun râu cùng lúc

Lai lần lượt các vật liệu thử với các dạng thử, thu được các tổ hợp lai

Vụ sau đem các tổ hợp lai đi so sánh

Cách xác định khả năng kết hợp chung: năng suất của tất cả các tổ hợp lai trong lai đỉnh được cộng lại và chia cho số tổ hợp lai để có một trị số trung bình Năng suất trung bình các tổ hợp lai của từng dòng với các dạng thử được so sánh với trị số trung bình của tất cả các tổ hợp; các dòng có năng suất trung bình cao hơn trung bình của tất cả các tổ hợp đều được coi là có khả năng kết hợp chung

Phương pháp này đơn giản, dễ làm và có tính chính xác cao khi xác định khả năng kết hợp Đây là phương pháp được áp dụng rộng rãi

* Phương pháp thụ phấn tự do có cách li

Nội dung của phương pháp này là đem các vật liệu định thử trồng trong một khu cách li và cho thụ phấn tự do Thu hoạch hạt trên vật liệu thử Các vật liệu thử cần có thời gian nở hoa tương đương nhau So sánh năng suất của các dòng đã được đã được thụ phấn, trong vụ sau ta có thể đánh giá được khả năng kết hợp chung của các vật liệu cần xác định

Cách xác định khả năng kết hợp chung: năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp lai được cộng lại để chia cho số tổ hợp lai để có một trị số trung

bình Năng suất của các tổ hợp lai của từng dòng được so sánh với trị số trung bình của tất cả các tổ hợp; các dòng có năng suất trung bình của tất cả các tổ hợp đều được coi là có khả năng kết hợp chung

Phương pháp này đơn giản, dễ làm hơn phương pháp lai đỉnh, nhưng việc đánh giá khả năng kết hợp không chính xác bằng phương pháp lai đỉnh

* Phương pháp luân giao

Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai luân giao do Sprague

và Tatum đề xướng (Sprague và Tatum,1942) Sau này được Griffing đề xuất

sử dụng 4 mô hình toán học thống kê để phân tích khả năng kết hợp của các dòng tự phối (Ngô Hữu Tình, 1995) Phương pháp này được sử dụng rộng rãi

để đánh giá khả năng kết hợp, đặc biệt là đối với ngô

Luân giao là đem các dòng định thử khả năng kết hợp lai luân phiên trực tiếp với nhau, trong lai luân giao các dòng vừa là cây thử của các dòng khác vừa là cây thử của chính nó Phương pháp lai luân giao xác định bản chất và giá trị di truyền của các tính trạng cũng như khả năng kết hợp chung

và riêng của các vật liệu tham gia

Phân tích luân giao được thể hiện theo hai phương pháp chính: phương pháp phân tích Hayman và phương pháp Griffing

2.3.6 Khảo nghiệm và đánh giá khả năng kết hợp của một số giống ngô

Trong những năm gần đây có nhiều nghiên cứu về đánh giá khả năng kết hợp, chọn tạo giống mới

Nghiên cứu của Thongnarin và CS (2006) đánh giá khả năng kết hợp các tổ hợp lai của 4 dòng tự phối làm bố (241, 246, 303, 5101) và 4 dòng tự phối làm mẹ (207,209, 216, 513) năm 2005 tại Thái Lan Kết quả có 4 dòng

có khả năng kết hợp chung cao và chất lượng tốt là 241, 303, 513 và 216 Chọn ra được các dòng tốt để làm dòng bố 241, 303, các dòng tốt để làm dòng

mẹ 216, 513

Nguyễn Việt Long, Nguyễn Thế Hùng và CS (2008), tiến hành khảo

nghiên cứu trên 28 tổ hợp lai luân giao ngô rau được tạo ra từ 8 dòng ngô nhiều bắp tại Gia Lâm, Hà Nội Kết quả nghiên cứu cho thấy có 5 tổ hợp lai

có năng suất bắp bao tử đạt trên 2 tấn/ha đồng thời có đặc tính khác phù hợp

để làm ngô rau được khuyến cáo để sản xuất trên diện tích rộng

Kết quả đánh giá đặc điểm nông học và khả năng kết hợp của một số dòng ngô có nguồn gốc địa lý khác nhau chọn tạo tại phía Bắc Việt Nam (Lưu Cao Sơn, 2009) Nghiên cứu này nhằm đánh giá những đặc điểm nông học và khả năng kết hợp của 26 dòng có nguồn gốc địa lý khác nhau để xác định những dòng tốt phục vụ cho chương trình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai Thí nghiệm đánh giá dòng tại Viện Nghiên cứu Ngô, vụ xuân và thu 2008 cho thấy: 7 dòng DQ.3 MSTo.919, 30Y.87, 30K.95, 30N.34, 30Y.87 và T8NN có nguồn gốc cận nhiệt đới được chọn tạo tại Việt Nam có khả năng sinh trưởng, chống chịu tốt, những dòng này vừa có năng suất cao và có giá trị KNKH chung khá cao, có thể tham gia vào một số THL có triển vọng Đã phát hiện được 2 tổ hợp lai T8NN/CMYT.18' (dòng cận nhiệt đới/nhiệt đới)

và 30Y.87/MSTo.919 (dòng nhiệt đới/nhiệt đới) cho năng suất cao

Trong nghiên cứu đánh giá khả năng kết hợp của Vũ Văn Liết và CS (2011) đối với 8 dòng ngô nếp tự phối chọn tạo từ các quần thể ngô nếp thuộc các nhóm dân tộc khác nhau thu được kết quả Có 3 dòng có khả năng kết hợp chung cao là D2, D3 và D5 có thể sử dụng cho các chương trình lai tạo giống ngô nếp lai đơn; có 1 tổ hợp lai D2 x D4 có năng suất cao, thời gian sinh trưởng ngắn phù hợp trồng làm ngô nếp ăn tươi

2.4 Giới thiệu chung về ngô nổ

2.4.1 Nguồn gốc và phân loại ngô nổ

Ngô nổ (Zea mays subsp.everta Sturt) thuộc loài Zea mays, chi Zea, họ Poaceae (Gramineae), tộc Poales Ngô nổ được người bản địa Châu Mỹ phát hiện ra cách đây khoảng 1000 năm

Ngô nổ được trồng khá nhiều ở Mỹ, Brazil, Trung Quốc và các nước khác Ở Việt Nam trước đây có một số giống địa phương như: Ngô nổ Tây Nguyên, ngô nổ Hồng (Đăk Lawk), ngô nổ Dài, ngô nổ Tím (Cao Bằng)… Căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các thứ như sau:

Bảng 2.4 Phân loại ngô nổ

Ngô nổ trắng Trắng Var.oryziodes Korn

Hạt nhọn trắng Trắng Var.leucomis Al

Ngô nổ ngọc châu vàng Trắng Var.gracillima Korn

Hạt tròn đầu, đỏ - Var.haematornis Al

Hạt tròn đầu, đen - Var.melanormis Korn

2.4.2 Đặc điểm và giá trị của ngô nổ

2.4.2.1 Đặc điểm

Ngô nổ là loại ngô được dùng làm thực phẩm Bắp ngô nổ thường nhỏ, hạt ngô nổ khi nó gặp nhiệt độ cao thì có thể nổ phồng rất to được gọi là bỏng Hạt ngô nổ khác với các giống ngô khác ở chỗ hạt có vỏ cứng, nội nhũ hầu như hoàn toàn là nội nhũ sừng Khi bị làm nóng, độ ẩm trong hạt gây áp lực

ép lên thành vỏ hạt, hạt nổ ra với thể tích lớn Hạt bị nổ là do lớp sừng bên ngoài hạt có chất keo dai và đàn hồi, chứa lượng protein cao, khi nhiệt độ còn trong giới hạn hạt chịu đựng được thì hạt có thể chống được áp suất hơi nước, khi vượt quá giới hạn đó thì hạt đột nhiên trương to rồi nổ ra làm nội nhũ bật

ra thành một đám bột tơi và nhanh chóng khô lại và xốp, thể tích có thể tăng

15 – 30 lần Khi hạt ngô nổ phồng to lên như vậy được gọi là bỏng ngô Bỏng

Hạt ngô nổ tương đối nhỏ và có nhiều màu sắc, hình dạng khác nhau như: màu trắng, vàng, đen, đỏ, tím, màu đỏ có sọc trắng, màu trắng có sọc đỏ hoặc sọc vàng, hoặc sọc tím… trong đó có màu trắng hoặc vàng là chủ yếu Hạt ngô nổ dạng hạt gạo, ngô hạt ngọc, có loại hạt nhọn ở đầu như hình trăng khuyết Mặc dù hạt ngô có nhiều màu sắc khác nhau nhưng khi được nổ thì thành bỏng ngô có màu trắng Chỉ có vỏ hạt ngô là giữ được màu sau khi đã nổ

Ngoài ra còn có dạng ngô nổ jargon là loại hạt khi nổ có bỏng ngô trắng sáng như tuyết, được ưa chuộng trong đời sống Loại ngô nổ "nấm"có bỏng hình tròn, sáng, vỏ mỏng ăn giòn

Có nhiều cách nổ ngô để tạo bỏng ngô: lò vi sóng, máy nổ, nổ trong chảo dầu hoặc bơ nóng Nếu số lượng ít thì có thể dùng chảo cho một ít dầu

ăn vào chảo, khi dầu sôi ta cho ngô vào nổ, hoặc có thể dùng lò vi sóng Trên thị trường người ta dùng máy để nổ ngô (Charles Creators thế kỷ 19) để làm bỏng ngô với số lượng nhiều Khi nổ ngô có thể cho thêm bơ hoặc đường vào

để tạo vị ngọt và mùi thơm cho bỏng ngô Nổ ngô ngay sau khi thu hoạch sẽ không tốt vì độ ẩm hạt còn cao sẽ nổ kém và mảnh nổ dai Do đó sau khi thu hoạch về cần phơi khô hoặc sấy cho ngô khô Độ ẩm để nổ ngô thường là 14 - 15% trọng lượng hạt ngô Nếu ngô khô quá thì tỷ lệ nổ sẽ giảm, giảm chất lượng hạt nổ Hạt không nổ do không đủ độ ẩm để tạo áp suất nổ hoặc là do

vỏ hạt bị răn thủng (Bruce Hamaker of Purdue University)

Balkan) Ngô nổ còn được sử dụng trong ngành công nghiệp điện, sản xuất túi nilon tự phân hủy, làm chất dẫn dụ côn trùng…

Ngô nổ còn dùng làm các loại thực phẩm khác như túi bỏng ngô, hộp ngô nổ, bánh kẹo, dầu ăn… làm thức ăn chăn nuôi Một số công ty (như TNHH Minh Hiếu - Hưng Yên) sản xuất ngô nổ làm thức ăn chăn nuôi với chất lượng tốt, số lượng lớn

Ngô nổ được trồng khá nhiều ở Mỹ, Brazil, Trung quốc và các nước khác Ở Mỹ, hàng năm sản xuất 498.000 tấn ngô nổ trong số đó có 103.000

tấn được nổ bán ra thị trường và có ít nhất 6 vùng ngô nổ “Thủ đô ngô nổ của thế giới” là: Valparaiso, Indiana; Van Buren, Indiana; Marion, Ohio;

Ridgway, Illinois; Schaller, Iowa; and North Loup, Nebraska

Thành phần dinh dưỡng của ngô nổ thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.5 Thành phần dinh dưỡng của 100g ngô nổ

Năng lượng 380 kcal 1600 Kj

PHẦN III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu

11 N1(2) (Cây thử 1) BRAZ BAO 39 CIMMYT, vàng nhạt

12 N23(3) (Cây thử 1) BRAZ 2774 CIMMYT, trắng

TT Cây thử 1 Cây mẹ Cây thử 2 Cây mẹ

3.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu: tại khu thí nghiệm đồng ruộng khoa Nông học – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Thời gian nghiên cứu: Vụ Thu Đông 2013 và Vụ Xuân năm 2014

3.2 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá đặc điểm nông học của các dòng ngô nổ

Lai các dòng với cây thử để tạo ra tổ hợp lai

Đánh giá các tổ hợp lai thu được

Xác định khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh và đánh giá

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá đặc điểm nông học và năng suất của các dòng và các THL

Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu trên đồng ruộng

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá đặc điểm nông học của các dòng được bố trí theo phương pháp đánh giá tập đoàn giống (thông dụng) Các công thức thí nghiệm được bố trí liền nhau và không nhắc lại

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm đánh giá các THL được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ, 3 lần nhắc lại (Phương pháp này được Khoa Nông học ĐHNN HN) áp dụng Cụ thể:

Xung quanh có trồng hàng bảo vệ

Mỗi công thức gieo 2 hàng, mỗi hàng dài 5m

Khoảng cách gieo: 70 cm x 25 cm x 1 cây / 1 hốc

Mật độ: 5.7 vạn cây / ha

- Kỹ thuật chăm sóc (theo kỹ thuật đang được sử dụng tại Khoa Nông học ĐHNN HN):

Gồm các biện pháp: làm đất, gieo hạt, làm cỏ, trồng dặm, tưới nước, vun gốc, xới xáo, phòng trừ sâu bệnh…

Làm đất tơi xốp, sạch cỏ dại…

Gieo hạt sâu từ 2 – 3 cm theo khoảng cách 70cm x 25 cm

Trồng dặm bổ sung cho những cây bị chết hoặc không phát triển được

và tỉa cây để mỗi hốc 1 cây phát triền tốt

Tưới nước đầy đủ và hợp lý: chú ý ở 2 thời kỳ thời kỳ trỗ cờ độ ẩm 80

% và thời kỳ chín sữa đạt 70 – 80%

Xới xáo, phá váng hợp lý

+ Bón phân: lượng phân bón cho 1 ha như sau:

Phân đạm: 120 kg N (260.87 kg ure)

Phân lân: 100 kg P2O5 (625 kg supe lân)

Phân kali: 80 kg K2O (133,33 kg kaliclorua)

Cách bón:

Bón lót: phân lân và phân vi sinh (thay phân chuồng)

Bón thúc: phân đạm và kali được chia đều làm 3 đợt

Đợt 1: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/2 kg K2O (66,67 kg kali), bón khi ngô được 3–5 lá, kết hợp với làm cỏ, vun gốc cho cây

Đợt 2: 1/3 N (86,67 kg ure) + 1/2kg K2O (66,67 kg kali), bón khi ngô được 7–9 lá, kết hợp với làm cỏ, vun gốc cho cây

Đợt 3: còn lại, bón trước trỗ cờ 10 - 15 ngày (giai đoạn xoắn nõn), kết hợp làm cỏ vun cao chống đổ cho cây

3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi

- Thời gian sinh trưởng (ngày): từ khi gieo đến:

Ngày mọc: từ khi gieo hạt đến khi có 50 % cây nhú lên khỏi mặt đất Ngày trỗ cờ: Khi có ≥ 70 % số cây trỗ cờ

Ngày tung phấn: ngày có ≥ 70% số cây có hoa nở được 1/3 trục chính Ngày phun râu: ngày có ≥ 70% số cây phun râu

Ngày chín sinh lý: ngày có 100% cây có lả bị khô hoặc chân hạt có điểm đen

- Các chỉ tiêu hình thái:

Chiều cao cây cây (cm): đo từ mặt đất đến điểm phân nhánh cờ đầu tiên

Độ cao đóng bắp (cm): đo từ mặt đất tới đốt đóng bắp trên cùng

Số lá: Bôi sơn để đánh dấu lá thứ 3, 5 và thứ 10

Động thái tăng trưởng chiều cao cây, 7 ngày đo một lần, đo từ mặt đất đến đỉnh lá cao nhất

Động thái tăng trưởng số lá, 7 ngày đếm 1 lần

Diện tích lá (m2) = Tổng ( dài x rộng x 0,7)

LAI (m2 lá/m2 đất) = DTL/cây x số cây/m2

- Các yếu tố cấu thành năng suất:

Chiều dài bắp: đo khoảng cách giữa hai đầu mút của hàng hạt dài nhất Chiều dài đuôi chuột: chiều dài phần đầu bắp không có hạt

Đường kính bắp (cm): đo ở giữa bắp

Số hàng hạt/bắp: Một hàng được tính khi có 50% số hạt so với hàng dài nhất

Số hạt/hàng: Được đếm theo hàng hạt ở bắp có chiều dài trung bình Khối lượng 1000 hạt (gram) ở ẩm độ 14%

Ẩm độ khi thu hoạch (%): Lấy mẫu như khi tính tỷ lệ hạt/bắp, đo bằng máy Kett–Grainer

Năng suất hạt thực thu (tạ/ha) ở ẩm độ 14%:

NSLT (tạ/ha) = [(số hạt/bắp) x (số hạt/hàng) x P1000 x tỷ lệ bắp hữu hiệu x 57000]/108

Đánh giá ưu thế lai( ưu thế lai trung bình, ưu thế lai thực, ưu thế lai chuẩn – Do chưa có giống được Nhà nước công nhận và phỏ biến nên trong trường hợp này chúng tôi lấy giá trị trung bình của tất cả các THL để so sánh cho từng tổ hợp)

- Khả năng chống chịu (theo CIMMYT.2006):

+ Sâu đục thân: cho điểm từ 1–5

Điểm 3: vết bệnh lan đén những đốt sát gốc

Điểm 4: vết bệnh lan đến bắp ( lá bi)

Điểm 5: vết bệnh lan toàn cây

+ Bệnh đốm lá: (cho điểm từ 1 đến 5 tương tự như với bệnh khô vằn)

* Đổ gẫy thân: đếm các cây bị gãy ở đoạn thân phía dưới gốc trước khi thu hoạch

Điểm 1: Tốt: <5% cây gãy

Điểm 2: Khá: 5 – 15 % cây gãy

Điểm 3: T.Bình: 15-30 % cây gãy

Điểm 5: Rất kém: 50% cây gãy

* Chống đổ:

Đổ rễ (%) được tính theo cây đổ nghiêng 1 góc >30o so với phương thẳng đứng

Đổ gẫy (%) được tính khi cây gãy ngay dưới bắp hữu hiệu

+ Độ nổ: Sử dụng phương pháp thông thường (rang ở nhiệt độ cao trên chảo

cỏ bổ sung thêm dầu thực vật), dùng ống thủy tinh để đo thể tích hạt ngô trước và sau khi nổ bỏng, tỷ lệ (%) hạt nổ = (số hạt nổ x 100)/số hạt tham gia tạo bỏng

+ Thời gian nổ (giây): tính từ khi bỏ ngô vào chảo đến khi hết nổ

- Xác định chỉ số chọn lọc, khả năng kết hợp bằng phân tích phương sai Topcross