Nghiên Cứu Khả Năng Sinh Trưởng, Phát Triển Và Khả Năng Chịu Hạn Của Một Số Giống Ngô Lai Tại Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên

Việc sử dụng ưu thế lai trong chọn tạo ngô đã tạo ra bước nhảy vọt về năng suất, đồng thời với việc sử dụng những thành tựu của nhiều ngành khoa học về di truyền học, chọn giống, công ng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN

-

ĐINH CÔNG PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ KHẢ NĂNG CHỊU HẠN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÁI NGUYÊN

LU Ậ N V Ă N TH Ạ C S Ĩ KHOA H Ọ C NÔNG NGHI Ệ P

Khoa Nông học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

THÁI NGUYÊN - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng dược công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Các tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được nêu rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Đinh Công Phương

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của

cô giáo hướng dẫn, cơ quan chủ quản, các cá nhân

Tôi đặc biệt trân trọng cảm ơn: Tiến sỹ Phan Thị Vân, Trưởng Bộ môn

Cây Lương thực – Cây Công nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Đào tạo Sau Đại học, khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, những người đã truyền thụ cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trường

Tôi xin cảm ơn các em sinh viên ngành trồng trọt K38, K39 đã tham gia thực hiện, nghiên cứu cùng với tôi trên đồng ruộng

Và cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người luôn quan tâm giúp đỡ trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu vừa qua

MỤC LỤC

PHẦN 1: Mở đầu……….…….1

1.1 Đặt vấn đề……… 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài……….… 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

PHẦN 2: Tổng quan tài liệu 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.2.Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô trên thế giới 5

2.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam 9

2.4 Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên 17

2.5 Tính chịu hạn ở thực vật 18

2.5.1 Khái niệm tính chịu hạn 18

2.5.2 Nguyên nhân gây hạn 19

2.5.3 Cơ chế chịu hạn ở thực vật 19

2.6 Một số kết quả nghiên cứu về tính chống chịu hạn ở thực vật 21

2.6.1 Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng phát triển và năng suất cây trồng 21

2.6.2 Các tính trạng sinh lý được sử dụng để đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng 21

2.6.2.1 Hiệu quả sử dụng nước (TE) 22

2.6.2.2 Sử dụng luật thẩm thấu trong quá trình chọn tạo giống chịu hạn ở cây ngũ cốc 25

2.6.2.3 Các kết quả nghiên cứu về khả năng giữ nước của lá 29

2.6.2.4 Những khó khăn trong việc chọn tạo giống cây trồng chịu hạn khi sử dụng các đặc tính sinh lý 30

2.6.3 Sự biến đổi thành phần sinh hoá liên quan đến khả năng chịu hạn 31

2.6.4 Một số đặc tính hình thái liên quan đến khả năng chịu hạn của cây trồng 32

2.6.5 Chọn lọc giống chịu hạn căn cứ vào đặc tính sinh trưởng phát triển 32

2.7 Kết quả nghiên cứu về tính chịu hạn của cây ngô 34

2.7.1 Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cây ngô 34

2.7.2 Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô 36

2.7.3 Chiến lược chọn tạo giống ngô cho điều kiện môi trường hạn 39

PHẦN 3: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 42

3.1 Đối tượng nghiên cứu 42

3.2 Nội dung nghiên cứu 43

3.3 Phương pháp nghiên cứu 43

3.3.1 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai tham gia thí nghiệm 43

3.3.1.1 Phương pháp đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở giai đoạn cây con 43

3.3.1.2 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai trong thí nghiệm ở thời kỳ cây trỗ cờ bằng phương pháp xác định khả năng giữ nước 49

3.3.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới nước và không tưới nước………45

3.3.2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu………45

3.3.2.2 Phương pháp tiến hành……….45

3.3.2.3 Quy trình kỹ thuật trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm………… 46

3.3.2.4 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi 47

3.3.3 Xây dựng mô hình trình diễn các giống ngô lai triển vọng……… 51

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 51

PHẦN 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận……….… 52

4.1 Diễn biến thời tiết khí hậu của Thái Nguyên năm 2009 – 2010……… 52

4.2 Kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống ngô trong thí nghiệm 55

4.2.1 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm ở thời kỳ cây con 55

4.2.2 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai trong thí nghiệm ở

thời kỳ cây trỗ cờ bằng phương pháp xác định khả năng giữ nước 57

4.3 Kết quả nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển và năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới…………59

4.3.1 Kết quả theo dõi các giai đoạn phát dục chính của các giống ngô trong điều kiện tưới và không tưới……….59

4.3.1.1 Giai đoạn trỗ cờ, tung phấn, phun râu 61

4.2.1.2 Giai đoạn chín sinh lý 63

4.3.2.Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và ra lá của các giống ngô trong điều kiện tưới và không tưới 64

4.3.2.1 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây 64

4.3.2.2 Tốc độ ra lá……… 67

4.3.3 Kết quả theo dõi một số đặc điểm hình thái của các giống ngô trong điều kiện tưới và không tưới……….68

4.3.3.1 Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp……… 68

4.3.3.2 Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới 72

4.3.4 Khả năng chống chịu của các giống ngô trong điều kiện tưới và không tưới 76

4.3.4.1 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống ngô thí nghiệm 76

4.3.4.2 Khả năng chống đổ của các giống tham gia thí nghiệm 79

4.3.5 Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các giống ngô tham gia thí nghiệm 81

4.3.5.1 Trạng thái cây 81

4.3.5.2 Trạng thái bắp……… 83

4.3.5.3 Độ bao bắp……… 83

4.3.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất……… 83

4.3.6.1 Các yếu tố cấu thành năng suất……….86

4.3.6.2 Năng suất của các giống ngô thí nghiệm……… 90

4.4 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú……… 94

PHẦN 5: Kết luận và đề nghị 97

1 Kết luận 97

2 Đề nghị 98

Tài liệu tham khảo 99

DANH MỤC BẢNG BIỂU

2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961-2010 5

2.2 Tình hình sản xuất ngô ở một số vùng trên thế giới năm

2008-2009

6

2.3 Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020 8

2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1995 - 2009 10

2.5 Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên từ 1996 – 2009 17

3.1 Nguồn gốc các giống ngô lai tham gia thí nghiệm 42

4.1 Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2009 – 2010 tại Thái Nguyên 53

4.2 Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí

nghiệm

56

4.3 Khả năng giữ nước của các giống ngô trong thí nghiệm 58

4.4 Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các giống ngô trong

4.5 Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm

trong điều kiện tưới và không tưới

65

4.6 Tốc độ ra lá của các giống ngô trong điều kiện tưới và không

tưới

67

4.7 Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí

nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới

69

4.8 Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí

nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới

73

4.9 Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của các giống ngô thí nghiệm trong

4.10 Tỷ lệ gãy thân, đổ rễ của các giống ngô thí nghiệm trong điều

kiện tưới và không tưới

80

4.11 Trạng thái cây, trạng thái bắp độ bao bắp của các giống ngô

thí nghiệm trong điều kiện tưới và không tưới

82

4.12 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm

trong điều kiện tưới

84

4.13 Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm

trong điều kiện không tưới

85

4.14 Năng suất của các giống ngô thí nghiệm trong điều kiện tưới

và không tưới

91

4.15 Kết quả đánh giá đối với giống ngô lai có triển vọng 95

4.16 Kết quả đánh giá của nông dân đối với giống ngô có triển

vọng

96

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

4.1 Thời gian sinh trưởng của các giống ngô trong điều kiện

4.2 Chiều cao cây của các giống ngô thí nghiệm trong điều

4.3 Chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí nghiệm trong

4.4 Số lá trên cây của các giống ngô thí nghiệm trong điều

4.5 Năng suất lý thuyết của các giống ngô thí nghiệm trong

4.6 Năng suất thực thu của các giống ngô thí nghiệm trong

KOT : Không tưới

KNGN : Khả năng giữ nước

NSKT : Năng suất kinh tế

NSSVH: Năng suất sinh vật học

NSTT : Năng suất thực thu

TC : Trỗ cờ

TF : Tung phấn

TGST : Thời gian sinh trưởng

ABA : Abscisic acid

ASI : Anthesis Silking Interval (khoảng cách tung phấn, phun râu

HI : Harvest index (hệ số thu hoạch)

IWC : Initial water content (lượng nước ban đầu)

MPa : Mega Pascal (đơn vị đo áp suất)

RWL : Rate of water loss (tỷ lệ mất nước)

SLA : Specific leaf area (tỷ trọng diện tích lá)

TE : Transpiration efficiency (hiệu quả sử dụng nước)

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây ngũ cốc chính và quan trọng

của loài người, ngô là cây lương thực góp phần giải quyết lương thực cho khoảng 6 tỷ người trên hành tinh chúng ta Toàn thế giới sử dụng 21% sản lượng ngô làm lương thực Ở các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và châu Phi người ta sử dụng ngô làm lương thực chính cho con người với phương thức rất đa dạng tuỳ theo từng vùng địa lý và tập quán từng nơi Các nước Đông Nam Phi sử dụng 85% sản lượng ngô làm lương thực, Tây Phi 80%, Bắc Phi 42%, Tây Á 27%, Nam Á 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương 39%, Đông Á 30%, Trung Mỹ và Caribe 61% Ngô là nguồn dinh dưỡng chính của loài người, đã giúp cho loài người giải quyết nạn đói thường xuyên đe doạ, “là cây báo hiệu sự no ấm”

Bên cạnh giá trị làm lương thực, ngô còn là cây thức ăn gia súc quan trọng, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp cho gia súc và gia cầm là từ ngô

Ở các nước phát triển có nền chăn nuôi công nghiệp đã sử dụng 70 - 90% sản lượng ngô cho chăn nuôi như Hungari 97%, Pháp 90%, Mỹ 89%, Rumani 69% Cây ngô là thức ăn xanh và ủ chua rất tốt cho chăn nuôi gia súc lớn, đặc biệt là bò sữa

Những năm gần đây ngô còn là cây thực phẩm được ưa chuộng Ngô rau (ngô bao tử - baby corn) có giá trị kinh tế hàng hoá và giá trị dinh dưỡng rất cao

so với các loại rau cao cấp khác Ngoài ra, ngô còn là nguyên liệu của công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghệ y dược và công nghiệp nhẹ Hiện nay hoạt động

sản xuất Ethanol từ nguyên liệu ngô đang phát triển mạnh và Mỹ là nước đứng

đầu trong ngành này Nhu cầu về lương thực nói chung và ngô nói riêng đang tăng nhanh trên toàn cầu, mậu dịch ngô thế giới tăng liên tục trong mấy năm gần đây

Ở Việt Nam, cây ngô đã có mặt cách đây 300 năm, mặc dù là cây lương thực đứng thứ 2 sau lúa nhưng thời gian đầu do không được chú trọng nên cây ngô chưa phát huy tiềm năng của nó Năng suất ngô Việt Nam những năm

1960 chỉ đạt trên 1 tấn/ha, với diện tích hơn 200 nghìn ha Đến đầu những năm 1990, nhờ hợp tác với Trung tâm cải tạo giống 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 1,5 tấn/ha Tuy nhiên, sản xuất ngô nước ta chỉ thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ những năm 1990 đến nay, đồng thời với việc không ngừng mở rộng diện tích ngô lai, các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến đã được áp dụng trong sản xuất Năm 1991, diện tích trồng ngô lai chỉ đạt 1%, nhưng năm 2007 ngô lai đã chiếm khoảng 95% tổng diện tích Năng suất ngô ở nước ta cũng tăng nhanh liên tục, năm 1980 năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với năng suất trung bình thế giới nhưng năm 2007 đã đạt 81% Năm 2008 chúng ta đạt diện tích, năng suất và sản lượng ngô cao nhất từ trước tới nay: diện tích là 1.125.900 ha, năng suất 40,2 tạ/ha, sản lượng đạt 4.531.200 tấn (FAO, 2011) [36]

Hạn hán đang là vấn đề toàn cầu và nguy cơ này song hành cùng quá trình biến đổi khí hậu Trong sản xuất nông nghiệp, quá trình hạn xảy

ra trong thời gian canh tác có thể gây sút giảm về mặt sản lượng cho cây trồng Việc tìm ra các giống cây trồng có khả năng duy trì sản lượng trước tình hình thời tiết khô hạn là hướng ưu tiên của các nhà nghiên cứu nông nghiệp hiện nay Những giống ngô chịu hạn mới sẽ góp phần đáng kể vào việc phân tán rủi ro đối với vụ mùa Nhất là khi hơn một phần tư trên tổng số

1 tỷ người dân châu Phi phụ thuộc vào ngô như là thực phẩm thiết yếu hàng ngày

Tổ chức Lương Nông thế giới (FAO) cảnh báo nguy cơ thiếu lương thực ở các nước nghèo do thời tiết khô nóng làm giảm sản lượng thu hoạch và đẩy giá lương thực tăng cao Ở Việt Nam có đến 70% diện tích trồng ngô phụ thuộc vào nước trời dẫn đến nguy cơ bị hạn rất lớn Vì vậy, việc tạo

ra các giống ngô có khả năng duy trì năng suất trong điều kiện khô hạn

là hướng ưu tiên hàng đầu của các nhà nghiên cứu ngô hiện nay

Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi đã tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng chiụ hạn của một số giống ngô lai tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Theo số liệu điều tra của CIMMYT, trên thế giới hàng năm hạn gây tổn thất khoảng 8,8 triệu tấn ngô hạt ở vùng nhiệt đới thấp, khoảng 7,7 triệu tấn ở vùng cận nhiệt đới và khoảng 3,9 triệu tấn ở vùng núi cao Như vậy thế giới bị tổn thất khoảng 20,4 triệu tấn do ngô hạn, chiếm 17% tổng sản lượng (Edmeades, 2001) [35] Năm 2006, sản lượng bắp của Mỹ giảm 5% là do đất đai khô cằn Tại Úc, nơi hạn hán triền miên từ năm 2002, lần đầu tiên trong vòng 40 năm qua, một số nông dân không thu hoạch được hạt lúa mì nào Trong khi đó, do khô hạn người dân trồng bắp ở Argentina phải hoãn xuống giống mùa vụ năm nay

Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa hạn là yếu tố thường xuyên tác động gây ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng, ảnh hưởng xấu đến năng suất và phẩm chất của chúng

Trong chọn giống ngô chịu hạn, các nhà khoa học CIMMYT coi các yếu

tố cấu thành năng suất và năng suất là các tính trạng trực tiếp, còn các tính trạng đóng góp vào việc cải thiện năng suất như diện tích lá, số lá, tốc độ ra

lá, … được gọi là các tính trạng gián tiếp Tính trạng gián tiếp có thể cải thiện

độ chính xác của việc xác định vật liệu cho môi trường cần chọn, thể hiện được mức độ bất thuận mà cây trồng đang gặp phải Tùy vào từng giai đoạn sinh trưởng và ảnh hưởng của nó mức độ chống chịu hạn khác nhau mà người nghiên cứu các tính trạng khác nhau: như giai đoạn cây con trước trỗ; mật độ gieo trồng; tốc độ tăng trưởng của bộ rễ; tốc độ dài của lá; khả năng điều chỉnh áp suất thẩm thấu Giai đoạn trỗ cờ - kết hạt, các chỉ tiêu được nghiên cứu như: sự trùng khớp giữa tung phấn và phun râu; số bắp/cây; tuổi thọ của lá; mức độ héo của lá; diện tích lá tại đốt mang bắp; tỷ lệ hạt/bắp, ngoài ra một số chỉ tiêu khác cũng được dùng để đánh giá tính chịu hạn đó là nhiệt độ

bề mặt lá giảm khi hạn, tính kháng sại sự đóng khí khổng hay hàm lượng ABA trong lá khi gặp hạn (Ludewig M và cs, 1998) [44]

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

Ngô không chỉ có vai trò là nguồn cung cấp lương thực cho con người và làm thức ăn cho chăn nuôi mà còn có vai trò quan trọng trong nền kinh tế Bởi vậy rất nhiều nước trên thế giới đã quan tâm và đẩy mạnh việc nghiên cứu và phát triển sản xuất ngô Trong những năm gần đây nhờ áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên cây ngô đã không ngừng được nâng cao

về diện tích, năng suất cũng như sản lượng Trên thế giới hiện nay có khoảng

75 nước trồng ngô bao gồm cả các nước công nghiệp và các nước đang phát triển, mỗi nước trồng ít nhất 100.000 ha ngô Trong 25 nước sản xuất ngô hàng đầu thế giới có 8 nước phát triển, 17 nước đang phát triển Có khoảng

200 triệu nông dân trồng ngô trên toàn cầu, 98% là nông dân ở các nước đang phát triển, 75% số người trồng ngô ở Châu Á, khoảng từ 15 - 20% ở Châu Phi

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở một số vùng trên thế giới năm 2008-2009 Chỉ tiêu

Năm

Vùng

Diện tích (triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

mỳ diện tích chỉ đạt 217,2 triệu ha, năng suất 2,8 tấn/ha và sản lượng 603,6 triệu tấn; lúa nước diện tích thấp hơn chỉ đạt 153,7 triệu ha, năng suất 4,1 tấn/ha, sản lượng 626,7 triệu tấn (FAOSTAT, 2011) [36] Về mặt dinh dưỡng ngô là cây có giá trị dinh dưỡng cao so với các cây ngũ cốc khác Chính vì vậy ngô sớm trở thành cây lương thực quan trọng của nhiều nước và khu vực trên thế giới

Những năm qua, diện tích gieo trồng ngô trên toàn thế giới và các khu vực thay đổi rất ít, do quỹ đất canh tác ngô hầu như đã được khai thác Theo thống kê của Bộ nông nghiệp Mỹ (2003), tỷ lệ tăng trưởng về diện tích gieo trồng của thế giới trong 10 năm (1999 - 2000) là 0,7%, năng suất là 2,4% và tổng sản lượng là 3,1% Đặc biệt từ 10 năm nay, cùng với những thành tựu

mới trong chọn tạo giống lai việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước Với 52% diện tích trồng bằng giống được tạo ra bằng công nghệ sinh học, năng suất ngô nước Mỹ năm 2007 đạt hơn 94,8 tạ/ha Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha, ở Mỹ diện tích này là 27,4 triệu ha, chiếm 73% diện tích chuyển gen trên thế giới (GMO, COMPASS).

Ngày nay nhu cầu về ngô dùng là thức ăn chăn nuôi ngày càng gia tăng đòi hỏi mức tăng sản lượng tiềm năng thu được là 35 triệu tấn ngô Bt chiếm khoảng 15% trong tổng số 266 triệu tấn ngô, phải sản xuất thêm vào năm

2020 Vấn đề đặt ra đối với các nước đang phát triển là phải tối đa hoá sản lượng sản xuất trong nước để đáp ứng phần lớn nhu cầu gia tăng thêm của họ khi mà nhập khẩu dự kiến chỉ tiếp tục đáp ứng được 10% nhu cầu (agbiotech.com.vn) Với năng suất và sản lượng đạt được ngô Bt đã khẳng định được hiệu quả và có khả ngăng đem lại lợi ích cao Hiện nay ở các nước Đông Âu, công nghệ này đang vấp phải một số vấn đề mang tính chính trị có liên quan tới việc chấp nhận công nghệ hay không trong khi đó ở các nước Châu Á đặc biệt là các nước đang phát triển và kém phát triển công nghệ này còn rất mới mẻ Tuy nhiên có thể nói ngô Bt là cơ hội duy nhất và là động lực

để các nước đang phát triển tiêu thụ ngô chính thông qua, áp dụng và thu lợi

từ những lợi ích to lớn và đa dạng của nó Ngô Bt là thực phẩm và thức ăn gia súc an toàn hơn ngô thông thường, có thể góp phần đáng kể cho an ninh lương thực và thức ăn gia súc, loại bỏ tình trạng nghèo đói và suy dinh dưỡng cướp đi mạng sống của những người nghèo ở các nước đang và kém phát triển như Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ Latinh

Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới (IPRI, 2003) [42], năm 2020 tổng nhu cầu ngô trên thế giới là 852 triệu tấn, trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp Ở các nước phát triển chỉ dùng 5% ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỉ lệ này là 22% (IPRI, 2003) [42] Năm 2020, nhu cầu ngô thế giới tăng 45% so với năm 1997, chủ

yếu tăng cao ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông Nam Á nhu cầu tăng 70% (bảng 2.3) Sở dĩ nhu cầu ngô tăng mạnh là do dân số thế giới tăng, thu nhập bình quân đầu người tăng, nên nhu cầu thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh, dẫn đến đòi hỏi lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng Thách thức lớn nhất là 80% nhu cầu ngô thế giới tăng (266 triệu tấn), lại tập trung ở các nước đang phát triển, nhưng 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 (IPRI, 2003) [42]

Bảng 2.3 Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020

Vào những năm cuối thế kỷ 20, công tác nghiên cứu, sản xuất ngô đã

có những thành tựu đáng kể Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) được thành lập với nhiệm vụ nghiên cứu và tạo ra các giống ngô, lúa mỳ có triển vọng để đưa vào sản xuất thay thế các giống ngô địa phương Trải qua hơn 40 năm hoạt động Trung tâm đã góp phần đáng kể vào việc xây dựng, phát triển, cải thiện hàng loạt vốn gen, quần thể và các giống ngô cho

80 nước trên toàn thế giới

Ngô lai là thành công kỳ diệu của nhân loại trong quá trình cải tạo giống cây trồng trên cơ sở ưu thế lai Việc sử dụng ưu thế lai trong chọn tạo ngô đã tạo ra bước nhảy vọt về năng suất, đồng thời với việc sử dụng những thành tựu của nhiều ngành khoa học về di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá đã được ứng dụng trong sản xuất… Đặc biệt ngày nay

áp dụng khoa học công nghệ trong chọn tạo giống ngô đang phổ biến rộng rãi

và đã đạt được nhiều thành tựu to lớn như:

- Tạo dòng thuần bằng nuôi cấy Invitro, nuôi cấy bao phấn (Potolo, Tone, Thomsi, 1998)

- Nuôi cấy hạt phấn tách rời noãn hoặc noãn chưa thụ tinh

- Đa bội thể và tái sinh lưỡng bội (William, 1998)

Hiện tượng ưu thế lai đã được Koelreuter miêu tả đầu tiên vào năm

1776, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis và Datura với nhau 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, 1990) [39]

Không chỉ dừng lại ở việc tạo ra các giống ngô lai năng suất cao, các nhà chọn tạo giống ngô lai tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống QPM bằng phương pháp đánh dấu ADN cho việc chuyển gen chất lượng protein vào giống ngô thường ưu tú Ngô chất lượng cao đã được đưa vào sản xuất và đem lại hiệu quả to lớn khi sử dụng làm lương thực cho con người Châu Á có 3 nước đang phát triển chương trình nghiên cứu và sản xuất ngô QPM là Trung Quốc, Ấn Độ và Việt Nam (Trần Hồng Uy, 2002) [18] Trên thế giới Mỹ là một trong những nước đưa ngô lai vào sản xuất sớm nhất và kết hợp với các biện pháp thâm canh tiên tiến nên năng suất cũng như sản lượng ngô của

Mỹ luôn luôn vượt xa các nước khác trên thế giới Ở Châu Á, Triều Tiên là nước

sử dụng 100% giống ngô lai trong sản xuất, Trung Quốc 90%

Ngô là cây điển hình nhất về sự thành công trong ứng dụng ưu thế lai - một thành tựu khoa học nông nghiệp cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế thế giới Ngô lai đã làm thay đổi không những bức tranh cây ngô trong quá khứ

mà còn làm thay đổi kế hoạch của các nhà hoạch định kinh tế, kỹ thuật và quản lý

2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT NGÔ Ở VIỆT NAM

Việt Nam là một trong những nước có truyền thống canh tác ngô lâu đời Và hiện nay ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa

Bảng 2.4 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1995- 2009

Năm Diện tích

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 [15]; FAO, 2011 [36]

Ngô được trồng ở hầu hết các vùng trong cả nước trên nhiều loại đất và địa hình khác nhau Trong nhiều năm gần đây sản xuất ngô có sự thay đổi rất lớn, cây ngô chuyển từ vai trò cây lương thực thành loại cây trồng chính cung cấp thức ăn cho chăn nuôi và nguyên liệu cho chế biến Giai đoạn 1960 –

1980 các giống ngô được sử dụng trong sản xuất là những giống ngô địa phương năng suất thấp chất lượng cao như: ngô nếp, ngô tẻ Mèo, ngô đá Cao Bằng…Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên diện tích ngô thời kỳ này chưa được mở rộng, năng suất thấp Diện tích trồng ngô chỉ biến động từ 270.000 - 400.000 ha, năng suất chỉ đạt khoảng 0,9-1,1 tấn/ha, sản lượng không vượt quá 45 vạn tấn, có nơi ngô đã mất chỗ đứng trong nông nghiệp do hiệu quả sản xuất ngô quá thấp chưa đáp ứng được nhu cầu lương thực cho con người, thức ăn chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp và hàng hoá xuất khẩu Tuy nhiên khi bước vào thời kỳ mở cửa sản

xuất ngô đã có những nét khởi sắc Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua Năm 2002, diện tích ngô nước ta chỉ là 816,4 nghìn ha, năng suất 30,8 tạ/ha, sản lượng 2511,2 nghìn tấn.Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã

có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay

Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác Năm 2008, diện tích trồng ngô của cả nước (trong đó 90% diện tích là ngô lai) đạt 1.125.900 ha, tổng sản lượng trên 4.531.200 tấn Năm

2009, diện tích đạt 1.086.800 ha, tổng sản lượng lên tới trên 4.381.800 tấn

Theo giáo sư - tiến sỹ khoa học Trần Hồng Uy – nguyên Viện trưởng Viện nghiên cứu ngô thì các tổ chức quốc tế đánh giá chương trình nghiên cứu phát triển ngô lai nước ta phát triển nhanh nhất thế giới Trong vòng 12 năm qua tổng sản lượng ngô Việt Nam tăng 4 lần, năng suất bình quân tăng 2 lần, diện tích trồng ngô tăng gấp 2 lần

Theo thống kê, năm 1975 khi chưa dùng giống ngô lai, diện tích trồng ngô cả nước gần 267 nghìn ha, tổng sản lượng 280 nghìn tấn Năm 2008, chỉ tính riêng 16 tỉnh trong vùng Tây Bắc như Sơn La, Lai Châu, Điện Biên

…trên tổng diện tích hơn 1 triệu ha, đã thu hoạch tới hơn 3,7 triệu tấn ngô Để đạt được kết quả đó một phần do chính sách đầu tư đúng đắn của Nhà nước trong việc đầu tư cho nghiên cứu khoa học công nghệ, xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật Các nhà khoa học Việt Nam đã tạo ra nhiều giống ngô lai mới đưa vào sản xuất, tự túc được một phần hạt giống ngô lai, tiết kiệm nguồn ngoại tệ cho đất nước Các giống ngô lai có năng suất cao hơn các giống ngô địa phương, nếu chỉ tính lợi nhuận do mức tăng sản lượng của ngô lai đã đem lại cho quốc gia hàng nghìn tỷ đồng mỗi năm Việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trồng ngô vụ đông trên nền đất ướt đã mở ra hướng cơ cấu cây trồng mới cho khu vực đồng bằng Bắc Bộ, mỗi năm tăng khoảng 200.000 tấn ngô đáp ứng nhu cầu thức ăn cho người và chăn nuôi Nhờ quy trình sản xuất ngô đông trong hệ thống canh tác 3 vụ trên đất 2 lúa ở đồng bằng Bắc Bộ mà diện tích ngô vụ đông năm 1992 - 1993 đạt 8.500 ha và sau 4 năm đạt 117.000 ha Bên cạnh đó, các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến khác được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã tiết kiệm chi phí đầu vào và tăng thu nhập cho nông dân

Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sản xuất ngô đã đạt được kết quả đáng khích lệ Công tác chọn tạo, so sánh, khảo nghiệm được tiến hành thường xuyên kết hợp với những tiến bộ của các ngành khoa học khác như công nghệ sinh học, công nghệ thông tin,…đã tạo ra rất nhiều giống ngô có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện nước ta phục vụ cho nhu cầu sử dụng của nông dân trong cả nước Từ quỹ gen ở giai đoạn

1973 - 1990, trong những năm 1990 - 1993 đã tạo được các giống lai không quy ước như LS5, LS6, LS8…(Viện nghiên cứu ngô, 1996) [21] Một số giống ngô lai được công nhận, khu vực hoá và đưa vào sản xuất: LVN10,

CPDK-888, LVN90 và gần đây nhất là LVN145, LVN98, LVN14, NK67, NK54, NK4300, CP999…

Nhờ làm chủ được công nghệ lai tạo chúng ta đã tạo ra các giống mới cho năng suất cao, ổn định trong sản xuất với chất lượng tốt, quan trọng là giá thành chỉ bằng 1/2 - 1/3 giống của các công ty nước ngoài Như vậy sản xuất ngô Việt Nam nói chung và công tác giống nói riêng đã đang được chiếm ưu thế cạnh tranh trên thị trường

Diện tích ngô lai năm 2007 chiếm khoảng 95% tổng diện tích trồng ngô

cả nước Phương thức trồng ngô thâm canh đã thay thế dần trồng ngô quảng canh Chính yếu tố này đã tạo ra sự tăng trưởng có tính đột biến về sản lượng ngô ở các vùng trọng điểm

Mặc dù sản xuất ngô ở nước ta trong những năm gần đây được Nhà nước quan tâm đầu tư song cây ngô ở Việt Nam vẫn chưa phát huy được hết tiềm năng vốn có của nó Sản lượng ngô hàng năm có tăng nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước Hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu ngô hạt cho chăn nuôi Thực tế cho thấy mỗi năm nước ta vẫn phải bỏ ra nửa tỷ đôla để nhập khẩu ngô hạt Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cho biết diện tích trồng ngô tại Việt Nam vào khoảng 1,1 triệu

ha, năng suất bình quân chưa đến 4 tấn/vụ/ha Trong khi đó riêng nhu cầu sử dụng cho ngành chăn nuôi đã lên đến 5,5 triệu tấn Theo Tổng cục thống kê năm 2008, giá trị nhập khẩu nguyên liệu thô (ngô, đậu tương) cho sản xuất thức ăn chăn nuôi lên tới 1,3 tỷ USD Nguyên nhân chính của tình trạng này

là do sản lượng không đảm bảo, giá của ngô nhập khẩu rẻ hơn giá ngô trong nước trong khi đó theo đánh giá của các doanh nghiệp chế biến thức ăn gia súc thì ngô ngoại nhập có chất lượng cao, giá thành hợp lý Ngoài ra tình trạng ngô không ra bắp hoặc ra bắp nhưng không ra hạt đã diễn ra trong 3 năm trở lại đây Tình hình sâu bệnh trên đồng ruộng, nấm mốc, mối, mọt sau thu hoạch vẫn là vấn đề nan giải chúng ta chưa giải quyết được triệt để

Theo tổng cục Hải quan Việt Nam, trước 1996, Việt Nam là nước xuất khẩu ngô (khoảng 250.000 tấn) Từ 1997, Việt Nam trở thành nước nhập khẩu ngô (50.000 tấn năm 2001 và trên 300.000 tấn năm 2002) Giá trị nhập khẩu

là 51,6 triệu đôla (2003), 17 triệu đôla (2004) Hiện nay ngô chủ yếu được sử dụng cho thức ăn chăn nuôi với nhu cầu tăng liên tục Kế hoạch cho năm

2010 là mở rộng diện tích lên 1,2 triệu ha với năng suất trung bình 4,5 - 5,0 tấn/ha và tổng sản lượng là 5,5 - 6,0 triệu tấn Tuy nhiên với việc giá nhiên liệu tăng thì giá ngô nhập về Việt Nam tương đương giá ngô sản xuất trong nước Như vậy, nếu Việt Nam không thay đổi phương thức sản xuất, không chủ động thực hiện các biện pháp đồng bộ, chiến lược thì không chỉ lượng ngô nhập khẩu ngày càng tăng mà thậm chí còn có thể sẽ phải nhập khẩu cả lúa

Do vậy việc đưa năng suất ngô “tiến lên” là một yêu cầu cấp bách Rất nhiều biện pháp được đưa ra nhằm tăng năng suất ngô như nhóm các biện pháp canh tác tổng hợp từ làm đất, chăm sóc đến thu hoạch, bảo quản nông sản, bảo vệ thực vật, công tác giống… Hiện nay trên thế giới đã ứng dụng công nghệ chuyển gen nhằm nâng cao năng suất ngô Đây là biện pháp công nghệ sinh học hàng đầu, bởi nói như tiến sỹ Nguyễn Quốc Bình - Phó giám đốc Trung tâm Công nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh, cây ngô chuyển gen có “hàng trăm” thứ lợi Trước hết nông dân có lợi trong việc tăng năng suất do hạn chế được sâu đục thân 10%, tăng giá trị sau thu hoạch do sâu mọt 10% - 13%, tăng lợi nhuận do giảm chi phí sử dụng thuốc trừ sâu Theo ông Bùi Bá Bổng- Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đối với cây trồng biến đổi gen, cụ thể là ngô biến đổi gen so với các nước trong khu vực Việt Nam đã đi trước một bước chuẩn bị phù hợp khi đã hoàn thành bước khảo nghiệm trong ngắn hạn và chuẩn bị đưa vào khảo nghiệm dài hạn trong năm 2011 Viện Di truyền nông nghiệp, đơn vị chịu trách nhiệm khảo cứu các loại giống bắp biến đổi gen theo chỉ định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cho biết ngành nông nghiệp thế giới đã có hơn 16 năm sử dụng các

loại cây trồng biến đổi gen với gần 126 triệu héc ta trồng cây biến đổi gen Vì vậy cây trồng biến đổi gen là công nghệ an toàn để làm thực phẩm lẫn thức ăn chăn nuôi

Theo Cục trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, mỗi năm nước chỉ sản xuất từ 1,1 triệu đến 1,2 triệu tấn ngô phục vụ cho mục đích chăn nuôi, trong khi nhu cầu tiêu thụ hằng năm trên 1,5 triệu tấn Do đó, nếu ứng dụng các giống ngô biến đổi gen sẽ giúp Việt Nam không phải nhập khẩu quá nhiều bắp để làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi như thời gian qua Việt Nam có 7 giống ngô đang được Viện Di truyền nông nghiệp khảo nghiệm trước khi cho phép trồng đại trà vào năm 2011 là giống ngô MON 89034, NK603, giống MON 89034 lai với giống NK603, giống TC1507, bắp biến đổi gen Bt11, bắp biến đổi gen GA21 và giống bắp biến đổi gen Bt11

Khó khăn đối với sản xuất ngô ở Việt Nam:

- Năng suất ngô của nước ta còn thấp so với năng suất ngô trung bình của thế giới, năng suất thực tế thấp hơn nhiều so với tiềm năng, giá thành sản xuất ngô còn cao, cạnh tranh gay gắt giữa ngô và các cây trồng khác

- Khí hậu toàn cầu đang biến đổi phức tạp, đặc biệt là hạn hán, lũ lụt ngày càng nặng nề hơn, nhiều sâu bệnh hại mới xuất hiện, sản xuất ngô ở nhiều nơi đang gây nên tình trạng xói mòn, rửa trôi đất

- Các giống ngô thực sự chịu hạn và các điều kiện bất thuận khác như đất xấu, chua phèn, kháng sâu bệnh, có thời gian sinh trưởng ngắn đồng thời cho năng suất cao và ổn định… nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả canh tác cho người sản xuất vẫn chưa nhiều Đặc biệt các biện pháp kỹ thuật canh tác, mặc dù đã được cải thiện nhiều song vẫn chưa đáp ứng được đòi hỏi của giống mới Trong đó một số vấn đề đáng chú ý như khoảng cách, mật độ, phân bón, thời vụ, phòng trừ sâu bệnh và cỏ dại, bảo quản sau thu hoạch chưa được quan tâm đúng mức như với công tác chọn tạo giống (Phan Xuân Hào, 2006) [4]

Thách thức đối với sản xuất ngô ở Việt Nam

Mặc dù đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận, nhưng sản xuất ngô nước ta vẫn còn nhiều hạn chế Năng suất có sự tăng trưởng đáng kể nhưng so với thế giới năng suất ngô của Việt Nam vẫn còn thấp

Giá thành ngô cao do giá giống và vật tư cao Điều đó làm cho giá ngô trong nước luôn cao hơn so với giá ngô thế giới từ 30 - 40% Giá ngô cao cũng làm cho giá thành sản phẩm chăn nuôi của Việt Nam cao hơn các nước

và giảm khả năng cạnh tranh của sản phẩm

Mặc dù sản xuất ngô trong nước phát triển mạnh song do nhu cầu nguyên liệu để chế biến thức ăn gia súc ngày càng tăng nên hàng năm nước ta vẫn phải nhập một khối lượng đáng kể ngô làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thức ăn gia súc Năm 2007 nhập 585.221 tấn ngô hạt để làm thức ăn chăn nuôi (Tổng cục thống kê, 2009) [15]

Công nghệ sau thu hoạch chưa được quan tâm đúng mức Năng suất và hiệu quả sản xuất ngô có sự chênh lệch khá lớn giữa các vùng

Bộ giống ngô còn hạn chế, các giống ngắn ngày, chịu hạn, ít sâu bệnh, năng suất cao chất lượng tốt vẫn còn thiếu, đặc biệt là ở phía Nam

Một số biện pháp kỹ thuật canh tác như mật độ, thời vụ, phân bón vẫn chưa được nghiên cứu một cách hệ thống Quy trình canh tác giống mới vẫn còn chung chung chưa cụ thể cho từng giống, từng vùng

Chính vì vậy để phát triển sản xuất ngô ở Việt Nam phải nhanh chóng tạo ra được những giống ngô lai có năng suất cao, chất lượng tốt và quan trọng là phù hợp với điều kiện sinh thái Việt Nam Đây là vấn đề khó, đòi hỏi đầu tư nhiều công sức, tiền của, thời gian và muốn thành công phải có được những yếu tố công nghệ cao, hệ thống sản xuất hạt giống chất lượng tốt như làm khô, chế biến, đóng gói công nghiệp để đảm bảo chất lượng ngang tầm hạt giống của các công ty nước ngoài Ngoài ra phải có chiến lược để giành

lại thị trường dựa vào tiêu chí chất lượng cao, giá thành hạ

2.4 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TẠI THÁI NGUYÊN

Thái nguyên là một tỉnh miền núi Trung du Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên 356.282 km2, dân số hiện nay khoảng 1.046.000 người, chiếm 1,13% diện tích và 1,41% dân số so với cả nước Khí hậu thời tiết của Thái Nguyên diễn biến khá phức tạp, mùa mưa tập trung từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Với địa hình đồi núi phức tạp, diện tích canh tác nhỏ hẹp, đất bạc màu, điều kiện tưới tiêu còn nhiều khó khăn, diện tích trồng ngô chủ yếu trên đất hai lúa ở vụ Đông và trên đất đồi dốc ở

Sản lượng (1000 tấn)

Trước năm 1995, sản xuất ngô ở Thái Nguyên chủ yếu dùng các giống

cũ, giống địa phương có thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp Sau một thời gian với sự nỗ lực của Đảng bộ, chính quyền và nhân dân địa phương, có

sự tham gia tích cực của đội ngũ các nhà khoa học, diện tích trồng ngô lai ngày càng tăng, thay thế dần các giống ngô địa phương Đến nay, diện tích trồng ngô lai tăng mạnh, chiếm trên 90% diện tích mang lại năng suất, sản lượng vượt trội trong sản xuất

Qua số liệu bảng 2.5 cho thấy, diện tích trồng ngô trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên sau 13 năm tăng 10,1 ha (tăng gấp 2,4 lần), năng suất tăng trên 50,81% và sản lượng tăng gấp 3,6 lần Có được kết quả này là nhờ áp dụng các tiến bộ khoa học mới vào sản xuất, đặc biệt là việc sử dụng các giống ngô lai có thời gian sinh trưởng ngắn, chống chịu tốt, năng suất cao ngày càng phổ biến ở tất cả các địa phương trong tỉnh Ngoài ra, để có các giống ngô lai mới cho năng suất và sản lượng cao, phù hợp với điều kiện mỗi địa phương, tỉnh

đã đẩy mạnh công tác lai tạo và khảo nghiệm giống ngô lai mới để có thể phục vụ sản xuất theo hướng lâu dài

2.5 TÍNH CHỊU HẠN Ở THỰC VẬT

2.5.1 Khái niệm tính chịu hạn

Nước là yếu tố tối cần thiết duy trì hoạt động sống của thực vật, tuy nhiên nhu cầu nước của thực vật thay đổi tuỳ thuộc vào từng loài cây và từng giai đoạn sinh trưởng Lượng nước cung cấp cho nhu cầu của cây tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường, khi môi trường không cung cấp đủ nhu cầu nước cho cây sẽ gây nên hiện tượng hạn Trong trường hợp lượng nước có giới hạn

mà cây trồng vẫn duy trì sự phát triển và cho năng suất ổn định thì gọi là cây chịu hạn Khả năng chịu hạn của thực vật là phản ứng của cây chống lại khô hạn bằng cách giữ không để mất nước hoặc nhanh chóng bù lại sự thiếu nước thông qua những biến đổi hình thái, duy trì áp suất thẩm thấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sức sống của tế bào chất ngay cả khi bị mất nước cực đoan (Lê Trần Bình, Lê Thị Muội, 1998) [1]

Lewitt (1980) qua quá trình nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây trồng cũng cho rằng chống chịu hạn là khả năng của cây trồng có thể thoát khỏi hoặc chịu đựng được tình trạng khủng hoảng nước hoặc hạn hán Trong quá trình tiến hoá, tính chịu hạn là khả năng của thực vật có thể tồn tại và tái tạo chu kỳ sống một cách tương đối bình thường ở điều kiện lượng nước trong đất có giới hạn

2.5.2 Nguyên nhân gây hạn

* Hạn đất:

Hạn đất là do lượng nước trong đất giảm làm hệ rễ của cây không thể lấy nước từ đất vào tế bào được dẫn đến hiện tượng cây bị héo Khi bị hạn đất cây biểu hiện héo từ gốc đến ngọn, nếu cung cấp đủ nước cây có thể hồi phục lại (Trần Kim Đồng và cs, 1991) [3]

Hạn đất là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển và khả năng hút nước của hệ rễ, đặc biệt giai đoạn nảy mầm chịu ảnh hưởng rất lớn của hạn đất, hạn đất ở mức cao làm hạt không thể nảy mầm được (Fischer, 1985) [30]

* Hạn không khí

Do lượng nước trong không khí giảm nhiều và đột ngột, hạn không khí thường xảy ra khi nhiệt độ không khí cao, làm mất cân bằng nước trong cây dẫn đến cây bị héo, khi bị hạn không khí cây thường héo từ lá ngọn xuống gốc, tuy nhiên hạn không khí chỉ gây lên hiện tượng héo tạm thời (Trần Kim Đồng và cs, 1991) [3]

trốn được mùa khô hoặc tránh được hạn ở giai đoạn nhạy cảm nhất trong quá trình sinh trưởng phát triển của cây trồng

- Chịu hạn: Là khả năng của cây có thể sống, phát triển và cho năng suất trong điều kiện cung cấp nước hạn chế hoặc thụ động trải qua các giai đoạn thiếu nước và tiếp tục phát triển khi điều kiện trở lại bình thường

- Chống hạn: Là khả năng của cây trồng chống lại sự thiếu nước bằng cách duy trì nước trong mô tế bào cao Nói cách khác cây trồng vẫn sống và phát triển bình thường trong điều kiện có hạn

Từ các kết quả nghiên cứu của mình, Mc William (1989) đã đưa ra sơ

đồ mô tả sự chống chịu hạn của cây trồng như sau:

Khả năng chống chịu hạn

Tránh hạn Chịu hạn

Tránh thoát hơi nước Chịu mất nước Khả năng chịu hạn của cây liên quan tới những thay đổi sinh hoá trong tế bào, sinh tổng hợp ra các chất bảo vệ hoặc nhanh chóng bù lại lượng nước đã mất

Nhìn chung cơ chế chống chịu hạn ở thực vật rất phức tạp, có nhiều quan điểm khác nhau về khả năng này Một số tác giả cho rằng tính chịu hạn của thực vật liên quan đến di truyền, một số khác lại thiên về các đặc tính sinh lý Theo Passioura (1977) [49] khả năng chịu hạn của thực vật liên quan đến một số đặc trưng về hình thái như: Chín sớm, màu lá, diện tích lá, sự phát triển của hệ rễ, số lượng lông hút, màu sắc thân và mật độ lông bao phủ trên thân lá , ngoài ra khả năng chịu hạn còn liên quan đến sinh lý như khả năng đóng mở của khí khổng, quá trình quang hợp, hô hấp, điều chỉnh áp suất thẩm thấu, nhiệt độ tán cây và cũng có thể khả năng chịu hạn của thực vật liên quan đến sự tích luỹ proline, sự tổng hợp protein, nitrat, ABA

2.6 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH CHỐNG CHỊU HẠN

Ở THỰC VẬT

2.6.1.Ảnh hưởng của hạn đến sinh trưởng phát triển, năng suất cây trồng

Ảnh hưởng của tình trạng thiếu nước đến năng suất hạt của các cây ngũ cốc phụ thuộc vào thời gian và mức độ trầm trọng của tình trạng hạn hán Ngoài ra ảnh hưởng này còn phụ thuộc vào khả năng chịu hạn của cây trồng

và các giai đoạn sinh lý của cây trồng khi hạn hán xảy ra

Hạn hán xảy ra ở đầu vụ sẽ làm chậm quá trình nảy mầm và làm giảm

tỷ lệ nảy mầm của hạt, giảm mật độ của cây trồng Tỷ lệ nảy mầm giảm trong điều kiện thiếu nước được phát hiện là có thể di truyền tuy nhiên khả năng này khác nhau tuỳ thuộc vào từng loài và giống cây trồng (Bauman Loyal F, 1981) [26]

Giai đoạn trước khi ra hoa cây trồng thường mẫn cảm với sự khủng hoảng nước hơn tất cả các thời kỳ khác, đây là thời kỳ các tế bào của hoa phát triển mạnh tăng kích thước nhanh chóng và sự thiếu nước có thể ngăn cản quá trình lớn lên của các tế bào này (Boyer, 1996) [28]

Trong điều kiện môi trường thiếu nước, đặc biệt là giai đoạn hình thành hạt sẽ làm giảm đáng kể năng suất của cây trồng Số hạt trên cây bị ảnh hưởng rất lớn của điều kiện khô hạn ở thời kỳ trước khi ra hoa Sự ảnh hưởng này có thể do tác động đến quá trình hình thành hạt phấn và quá trình hình thành giao tử (Aspinall và cs, 1964) [24]

2.6.2 Các tính trạng sinh lý được sử dụng để đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng

Nhìn chung các tính trạng sinh lý được áp dụng trong nhiều nghiên cứu

về đặc tính chịu hạn ở cây trồng, nhưng để đảm bảo thành công trong các chương trình chọn lọc giống thì tính trạng đó phải có vai trò trong việc ổn định năng suất, dễ xác định và có tính di truyền cao

Có rất nhiều tài liệu nghiên cứu về các tính trạng liên quan đến khả năng chống chịu hạn của các cây ngũ cốc, nhưng chúng tôi chỉ tập trung xem

xét kỹ một vài tính trạng đã được báo cáo là có tương quan chặt với sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của một vài cây ngũ cốc trong điều kiện môi trường thiếu nước và chúng có thể sử dụng để chọn lọc một số lượng lớn các kiểu gen ở thời kỳ đầu trong giai đoạn phát triển của cây trồng

2.6.2.1 Hiệu quả sử dụng nước (TE)

Ở các loại cây trồng hiệu quả sử dụng nước (TE) được xác định bằng tỷ

số giữa lượng vật chất khô được tạo ra trên một đơn vị nước thoát ra từ cây Passioura (1977) [49] đã đề nghị rằng khi lượng nước rất hạn chế thì năng suất sinh vật học (NSSVH) là hàm số của lượng nước bốc hơi bởi cây trồng (T) và hiệu quả sử dụng nước đó của cây trồng (TE) Mối quan hệ đó được biểu thị qua công thức:

NSSVH = TE x T

Tuy nhiên trong sản xuất nông nghiệp mục tiêu của người trồng trọt đồng thời cũng là mục tiêu cuối cùng của các nhà nghiên cứu đó là năng suất kinh tế (NSKT), đây chính là năng suất hạt khô trên một đơn vị diện tích Giữa năng suất kinh tế và năng suất sinh vật học có mối quan hệ với nhau thông qua chỉ số thu hoạch (HI) (Trần Kim Đồng và Ctv, 1991) [3]

NSKT = NSSVH x HI

Khi nghiên cứu các phương pháp tăng năng suất cây trồng trong tạo giống, mô hình trên rất hữu hiệu bởi 2 lý do: Thứ nhất các thành tố của phương trình này hoàn toàn độc lập với nhau (Passioura, 1977) [49], vì vậy nếu hiệu quả sử dụng nước tăng lên trong quá trình tạo giống, còn các yếu tố khác ít thay đổi thì năng suất cây trồng vẫn tăng Thứ hai mô hình này hữu ích bởi nó tập trung vào các quá trình ảnh hưởng đến năng suất cây trồng trong điều kiện môi trường khô hạn (Richards, 1987) [52]

* Sự biến động của kiểu gen trong hiệu quả sử dụng nước của cây trồng

Nhiều công trình nghiên cứu đã khẳng định sự biến động về kiểu gen trong hiệu quả sử dụng nước là khác nhau giữa các loài và trong cùng một

loài cũng khác nhau Sự biến động về kiểu gen trong hiệu quả sử dụng nước trong cùng một loài xuất hiện đầu tiên trong công trình nghiên cứu của Briggs

và Shantz (1914) Các nghiên cứu gần đây đã đánh giá cao công trình của Briggs và Shantz, cũng có nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh sự biến động đáng kể về kiểu gen trong TE tồn tại ở nhiều loài như: Lúa, lúa mì, tiểu mạch, hướng dương, cà chua, ngô, đậu và lạc (Hall và cs, 1990) [39]

* Phương pháp xác định hiệu quả sử dụng nước:

Trong thực tế việc xác định TE trong chậu tiêu tốn nhiều thời gian và các giá trị có thể khác nhau phụ thuộc vào các điều kiện môi trường, xác định

TE trên đồng ruộng thậm chí còn khó khăn hơn nhiều, mặt khác các phương tiện hiện tại đang có để xác định sự thoát hơi nước chưa thực sự chính xác, vì vậy để khai thác sự biến động của TE trong các chương trình chọn tạo giống các nhà khoa học đã tìm ra các tính trạng tương quan dễ xác định như đồng vị

C13 hoặc hàm lượng khoáng trong cây

Đồng vị C13được chứng minh là có tương quan chặt chẽ với TE qua kết quả nghiên cứu của Fischer và các cộng sự (1982) [37] Ông cho rằng

có thể xác định kiểu gen trong hiệu quả sử dụng nước một cách nhanh chóng và chính xác ở các loại cây trồng thông qua đồng vị C13 Ý tưởng của Farquhar và các cộng sự được khẳng định qua thí nghiệm cho rất nhiều loại cây trồng, kết quả cho thấy:Sự khác nhau về đồng vị C13 và TE trong các kiểu gen có thể do khả năng dẫn nước của tế bào, do năng lực quang hợp của cây hoặc do cả 2 nguyên nhân trên (Hall và các cs, 1990) [39] Các nghiên cứu trên các loại đậu (Phaseolus vulgaris L.) cho thấy rằng sự biến động của đồng vị C13

là do sự khác nhau về khả năng dẫn nước của tế bào Ngược lại ở sự khác nhau về kiểu gen trong đồng vị C13 lại phần lớn do năng lực quang hợp của cây (Hubick và cs, 1986) [41], còn sự biến động trong đồng vị C13 ở lúa mì là do sự biến động của cả khả năng dẫn nước của

tế bào và năng lực quang hợp của cây

Việc sử dụng đồng vị C13 như một kỹ thuật chọn lọc TE đã được đề nghị cho nhiều loại cây trồng trong điều kiện môi trường thiếu nước Có rất nhiều ưu điểm khi sử dụng kỹ thuật này vì khi sử dụng kỹ thuật xác định đồng vị C13

không cần thiết phải xác định lượng nước sử dụng và năng suất sinh vật học, bởi cả hai chỉ tiêu này đều khó xác định chính xác và tốn nhiều thời gian để có thể đo đếm cho một lượng lớn các giống khác nhau Ngoài ra chỉ cần lấy một mẫu nhỏ vật chất khô từ lá, thân, hạt hoặc các bộ phận khác của cây là có thể xác định được đồng vị đánh dấu C13 và giá trị của nólà giá trị tổng hợp trong suốt quá trình sống của cây từ đầu cho đến tận thời điểm xác định Mặt khác có thể lấy mẫu xác định đồng vị C13 ngay thời kỳ đầu trong quá trình sinh trưởng của cây và các thông tin thu được

có thể phục vụ ngay cho quá trình lai tạo và chọn lọc Phương pháp này còn có ưu điểm là biến động thấp, hệ số biến động của đồng vị C13 là 2% Tuy nhiên hạn chế của phương pháp này là giá thành cao Song ở giai đoạn hiện nay có đủ bằng chứng để nói rằng việc sử dụng đồng vị C13 mở ra một triển vọng mới trong chọn tạo giống chịu hạn Tuy nhiên việc xác định đồng vị C13

rất phức tạp, tốn kém và không thể thực hiện khi tiến hành chọn tạo trên quần thể có quy mô lớn Vì vậy tìm kiếm các kỹ thuật thay thế cho việc sử dụng đồng vị C13 là một đòi hỏi cấp bách của các nhà chọn tạo giống Hiện nay các nhà khoa học đã tìm ra một đặc tính khác dễ xác định, rẻ tiền và hữu hiệu hơn trong việc chọn lọc TE, có thể thay thế cho đồng vị C13

, đó là xác định thành phần khoáng của cây và tỷ trọng diện tích

lá

Thành phần khoáng ở cây trồng được xác định thông qua việc đốt cháy các thành phần của cây Hàm lượng khoáng của cây có tương quan với hiệu quả sử dụng nước (TE) ở đa số các loài Mc Caig và cs (1989) [45]

đã báo cáo rằng trong tất cả các loài ông đem thử nghiệm, dù chúng được trồng trong nhà kính hay trên đồng ruộng thì hàm lượng khoáng trong cây đều có tương quan thuận với tỷ lệ thoát hơi nước Hàm lượng khoáng có

tương quan thuận với đồng vị C13 và tương quan nghịch với TE ở các cây quang hợp theo chu trình C3 Nghiên cứu của Mc Caig cho thấy lượng tro

có tương quan nghịch với TE ( r = - 0,61, P < 0,01) ở cây lúa mỳ trong điều kiện tưới tiêu đầy đủ Phương pháp xác định TE thông qua hàm lượng khoáng đơn giản, chỉ cần một cái cân chính xác và một lò nung kín Ph-ương pháp này đặc biệt có giá trị thay thế cho việc xác định đồng vị C13

khi thiếu quang phổ kế

Tỷ trọng diện tích lá (SLA) cũng đã được chỉ ra là có tương quan thuận với các bon C13, tương quan nghịch với độ dày của lá và với TE Lợi thế của việc sử dụng SLA là không cần phải nghiền lá trước khi xác định Kết quả quan sát ở nhiều thí nghiệm cho thấy ở cây lạc SLA tương quan chặt và nghịch với TE (r = 0,84, P < 0,01) Như vậy những kiểu gen quy định lá dày

sẽ có bộ phận quang hợp lớn hơn và có khả năng đồng hoá lớn hơn trên một đơn vị diện tích lá

2.6.2.2 Sử dụng luật thẩm thấu trong quá trình chọn tạo giống chịu hạn ở cây ngũ cốc

Trong giai đoạn khủng hoảng nước cây trồng tăng cường tích luỹ các dung dịch hữu cơ và vô cơ trong tế bào để duy trì áp suất trương của tế bào làm cho khí khổng mở, quá trình quang hợp, quá trình phát triển vẫn diễn ra, cây trồng chịu đựng sự mất nước ở mức thấp (Ludewig M và cs, 1998) [44] Các chất được tích luỹ trong quá trình khủng hoảng nước bao gồm: Kali, aminoacid, đường bị khử và các hợp chất amon bậc 4 (Ober E S và cs, 1994) [48] Đối với cây lúa mì trong thời gian khủng hoảng nước, các loại đường dễ tan đặc biệt là đường gluco ở lá được tăng lên và có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh khả năng thẩm thấu Ngược lại nghiên cứu của Prasatrisupab T và các cs (1990) [51] lại chỉ ra rằng sự tập trung của K+, các loại đường, CL-, P đã tạo nên sự điều chỉnh thẩm thấu Chúng tăng lên khi khủng hoảng nước tăng đối với đại mạch, nhưng chúng lại duy trì ổn định ở những dòng có khả năng chịu đựng Điều đó cho thấy rằng có thể cả dung dịch hữu cơ và vô cơ đều đóng góp vào quá trình điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi cây trồng gặp điều kiện bất lợi Những

chất tan cú vai trũ điều chỉnh khả năng thẩm thấu của cõy trồng trong điều kiện bất lợi cũng cú vai trũ trong quỏ trỡnh phục hồi của cõy

Nhờ cú khả năng điều chỉnh ỏp suất thẩm thấu mà hệ rễ của cõy trồng được duy trỡ và phỏt triển, ngoài ra cũn giỳp hệ rễ tăng cường khả năng khai thỏc và sử dụng nước được cố định ở những lớp đất sõu (Morgan và Condon, 1988) [46] Khi cõy trồng cú khả năng điều chỉnh ỏp suất thẩm thấu thỡ tỷ lệ lóo húa của bộ lỏ giảm và vỡ vậy chỉ số diện tớch lỏ được duy trỡ Chức năng của luật thẩm thấu với khả năng tồn tại của cõy trồng trong điều kiện khủng hoảng nước được mụ tả ở sơ đồ sau:

Luật thẩm thấu Duy trỡ năng lực nước

Duy trì sức trương Duy trì độ dẫn nước của lá Duy trì khả năng quang hợp

Duy trỡ sự phỏt triển của mầm Giảm lóo hoỏ lỏ Duy trỡ lượng hạt

Duy trỡ diện tớch lỏ Duy trỡ năng suất

Duy trỡ sự phỏt triển của rễ Duy trỡ việc sử dụng nước

Mụ hỡnh mụ tả mối liờn quan qua lại giữa quy luật thẩm thấu với cỏc

quỏ trỡnh chớnh của cõy trồng (Morgan, 1989)

*Kỹ thuật chọn lọc giống bằng phương pháp thẩm thấu:

Một trong những yếu tố chính gây khó khăn trong sử dụng đặc tính thẩm thấu để chọn lọc giống đó là việc kiểm tra sự khác nhau giữa các kiểu gen Cách xác định thông thường được thực hiện ở những lá bánh tẻ khi cây trồng được trồng trong điều kiện thiếu hụt về nước tăng dần Để xác định được mối quan hệ giữa khả năng thẩm thấu và hàm lượng nước tương đối thì hai chỉ tiêu này phải được xác định lặp đi lặp lại trong suốt giai đoạn khủng hoảng nước của cây Việc này đòi hỏi nhiều thời gian, cây trồng phải được trồng trong nhà kính và phải mất vài tháng để có câu trả lời Ngoài ra yêu cầu phải hiểu biết chuyên môn về sử dụng ẩm kế điện ngẫu

Năm 1990, Morgan đã phát triển một kỹ thuật sàng lọc tương đối nhanh

và phù hợp cho việc tuyển chọn các vật liệu và các dòng bố mẹ từ F4 trở đi Yêu cầu cho việc xác định chỉ cần một cái cân, một số đĩa petri, giấy thấm cho hạt nảy mầm và một môi trường có nhiệt độ ổn định Phương pháp này được tiến hành bằng cách cho hạt đã nảy mầm (lá mầm dài 1 cm), vào môi trường tạo hạn (giấy thấm dùng gieo hạt để khô dần) hoặc cũng có thể tạo hạn ngay từ khi hạt bắt đầu nảy mầm bằng cách cung cấp nước hạn chế cho giấy thấm Trong cả hai trường hợp ở trên thì sự khác nhau về kiểu gen được xác định thông qua chiều dài hoặc khối lượng tươi của lá mầm Các tham số này bao gồm cả việc kiểm tra khả năng thẩm thấu cao và khả năng thẩm thấu thấp Thử nghiệm được dựa trên mối quan hệ thuận giữa sự khác nhau về kiểu gen liên quan đến áp suất trương và sự khác nhau trong quá trình phát triển của mầm và rễ Sự khác biệt trong áp suất trương dẫn đến sự khác biệt về khả năng thẩm thấu Sự khác nhau về khả năng thẩm thấu có thể được quan sát qua toàn bộ chu kỳ sống của cây trồng (Morgan, 1988) [46]

Kỹ thuật chọn lọc của Morgan thực hiện dễ dàng, tương đối chính xác và có thể sử dụng cho chọn lọc một số lượng lớn mẫu ngay từ giai đoạn sinh trưởng đầu tiên Tuy nhiên một số khía cạnh trong nghiên cứu của ông cần có sự điều chỉnh vì những lý do sau: Morgan (1988, 1990) tạo ra điều

kiện hạn ngay từ giai đoạn hạt bắt đầu nảy mầm, vì vậy sự phát triển của lá mầm trong trường hợp này có thể không phải chỉ do mức độ thẩm thấu của

lá mầm mà còn có thể do sự khác nhau về kích thước hạt, độ dày của vỏ hạt Mặt khác điều kiện hạn nhân tạo được tạo ra khi lá mầm đã dài khoảng 1cm như Morgan đề nghị cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả vì khi thực hiện các biện pháp gây hạn hoặc khi chuyển cây con sang bản giấy thấm gây hạn làm tổn thương đến cây Ngoài ra thí nghiệm của ông được thực hiện trên đĩa Petri đường kính là 9 cm cũng không phải là điều kiện tối thích cho lá mầm phát triển vì chúng có chiều hướng bị bẻ cong dưới nắp thuỷ tinh Vì vậy tối đa hoá môi trường cho lá mầm phát triển trong giai đoạn ủ mầm có thể đánh giá chính xác sự khác biệt về độ dài của lá mầm giữa các kiểu gen khác nhau

Tỷ lệ nảy mầm giảm trong điều kiện thiếu nước được phát hiện là có thể di truyền, tuy nhiên khả năng di truyền khác nhau tuỳ thuộc vào các loài

và giống cây trồng (Haley S D, 1978) [38] Vì vậy chọn lọc các giống có tỷ lệ nảy mầm cao và cây con khoẻ có thể được coi như những điều kiện tiền đề cho sự thành công của việc thiết lập khả năng chống chịu của cây trồng trong điều kiện khắc nghiệt

Sự nảy mầm của hạt đã được thử nghiệm trong nhiều thí nghiệm khác nhau nhằm phát hiện các kiểu gen chống chịu hạn Hạt được nảy mầm trong điều kiện thấm lọc trung bình, ở đó tình trạng nước có thể được điều khiển thông qua việc xác định hàm lượng các chất tan Có nhiều kết quả trái ngược nhau trong việc sử dụng kỹ thuật này để chọn lọc các kiểu gen chống chịu hạn

ở thời kỳ nảy mầm Sự nảy mầm của hạt trong các dung dịch với áp suất thẩm thấu cao có tương quan với quá trình nảy mầm trên đồng ruộng (Schoper J B, 1986) [54]

Thử nghiệm về sự nảy mầm của hạt ở mức độ nhất định thể hiện sự tương quan đến khả năng chịu hạn của các cây ngũ cốc Các thử nghiệm này đơn giản và không tốn thời gian, vì vậy có thể sử dụng trong sàng lọc quần

thể ở giai đoạn đầu của quá trình chọn tạo giống Tính đồng nhất của hạt và

sự đa dạng về khả năng chịu hạn của các vật liệu chọn tạo là các nhân tố quan trọng quyết định sự thành công của phương pháp này

Nhìn chung năng lực thẩm thấu cao đã duy trì sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng và năng suất hạt trong điều kiện bất thuận về nước ở nhiều loại cây trồng khác nhau như lúa mì, yến mạch, đại mạch, ngô và cải Đây là cơ

sở khoa học khuyến khích các nhà tạo giống sử dụng đặc tính thẩm thấu như một chỉ tiêu để chọn lọc giống trong môi trường khô hạn Ở cây lúa mì kỹ thuật tuyển chọn đặc tính thẩm thấu ở giai đoạn nảy mầm được công nhận là

có nhiều ưu điểm trong sàng lọc quần thể khi xác định khả năng chịu hạn Hy vọng rằng với những điều chỉnh nhất định như sử dụng hạt đồng nhất, thời gian thích hợp cho gây hạn nhân tạo và điều kiện tối đa hoá cho sự phát triển của mầm sẽ làm cho việc sử dụng kỹ thuật này hiệu quả hơn

2.6 2.3 Các kết quả nghiên cứu về khả năng giữ nước của lá

Tỷ lệ mất nước (RWL) từ những lá bị cắt rời khỏi cây được đo bằng lượng nước bốc hơi qua biểu bì đã được đề nghị như một kỹ thuật tuyển chọn để phát hiện các kiểu gen chịu hạn của cây ngũ cốc trong môi trường khô hạn Lượng nước ban đầu và tỷ lệ mất nước của những lá bị cắt phụ thuộc vào các giai đoạn lấy mẫu và phụ thuộc vào từng loại cây trồng

Kết quả nghiên cứu trên các dòng lúa mỳ của Mc Caig, (1982) [45] cho thấy có mối tương quan thuận giữa sự duy trì nước và năng suất của cây, nh-ưng các nghiên cứu về mối quan hệ giữa RWL và năng suất cây trồng còn rất

ít Tuy nhiên Clarke và Smith (1986) đã phát hiện ra sự duy trì nước có tương quan nghịch với năng suất trong môi trường khô hạn nhẹ và tương quan thuận với năng suất trong điều kiện khô hạn nặng Kết luận của Clarke và Smith được củng cố thêm bằng phát hiện của Mc Caig và Romagosa, (1989) [45] các nghiên cứu trên cho thấy kiểu gen có khả năng duy trì nước cao sẽ góp phần đem lại năng suất cao trong môi trường khô hạn