Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp ngô lai triển vọng năm 2009 2010 tại trường đại học nông lâm thái nguyên

- Thông qua lai luân giao đã xác định được 2 dòng ngô tự phối IL3, IL6 có khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu tạo giống ngô lai cho tỉnh Thái Ngu

Mã số: B2009 – TN03 – 20

Cơ quan chủ trì: Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Cơ quan và cá nhân phối hợp

1 Viện nghiên cứu ngô

2. PGS.TS Luân Thị Đẹp – Khoa Nông học, Đại học Nông lâm Thái Nguyên

3 TS Trần Trung Kiên - Khoa Nông học, Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Thí nghiệm nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của 20 tổ hợp lai đỉnh trong

vụ Xuân năm 2009 và 15 tổ hợp lai luân giao trong vụ Thu 2009, Vụ Xuân và vụ Thu năm 2010 tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên Kết quả của thí nghiệm cho thấy:

- Thông qua lai đỉnh đã lựa chọn ra được 6 dòng có khả năng kết hợp chung cao là IL2, IL3, IL5, IL6, IL8, IL11 dùng làm vật liệu để lai luân phiên

- Thông qua lai luân giao đã xác định được 2 dòng ngô tự phối IL3, IL6 có khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu tạo giống ngô lai cho tỉnh Thái Nguyên

- Trong 15 THL triển vọng nghiên cứu tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã xác định được 1 THL IL3 x IL6 thích ứng với điều kiện sinh thái, có thời gian sinh trưởng ở vụ Xuân là 110 ngày, TB 2 vụ Thu là 98 ngày tương đương với LVN4 và LVN99, khả năng chống đổ gãy tốt và chống chịu khá với một số loại sâu bệnh hại ngô chính Năng suất thực thu vụ Xuân 2010 đạt 76,81 tạ/ha tương đương giống LVN4 và bằng 111,9% năng suất giống LVN99 (66,27 tạ/ha); năng suất vụ Thu

2009 đạt 75,55 tạ/ha bằng 118,6% năng suất LVN4 (63,71 tạ/ha) và bằng 116,6% năng suất LVN99 (64,77 tạ/ha); năng suất vụ Thu 2010 đạt 73,34 tạ/ha bằng 113,7% năng suất LVN4 (64,5 tạ/ha) và bằng 111,5% năng suất LVN99 (65,8 tạ/ha)

Project code: B2009 – TN03 – 20

Implementing Institution: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Coordinating institutions & individuals:

4 National Maize Research Institution

5 Assoc Prof Dr Luan Thi Dep, Faculty of Agronomy, Thai Nguyen University of Agricultural and Forestry

6 Dr Tran Trung Kien, Faculty of Agronomy, Thai Nguyen University of Agricultural and Forestry

1 Objective:To select 1 - 2 hybrid combinations with good agro-biological

characteristics for corn production in Thai Nguyen

2 Main research contents:

- Studies on the agro-biological characteristics of some hybrid cultivars by top

Six lines produced by top crossing were selected with high general combining abilities, namely IL2, IL3, IL5, IL6, IL8, IL11 These will be used as materials for diallel crosses

Two inbred lines (IL3 and IL6) produced by diallel crossing were selected owing to their high general and specific combining abilities which will be used as materials for production of seed maize in Thai Nguyen

Among 15 promising hybrid combinations studied at Thai Nguyen University of Agriculture & Forestry, the combination of IL3 x IL6 was identified as suitable with ecological condition of Thai Nguyen This line had a growth period of 110 days in spring season The average growth period in autumn season was 98 days, which is similar to those of LVN4 and LVN99 It also had a good resistance to wind and pests The actual productivity in spring 2010 obtained 7.68 tons/ha, equivalent to that of LVN4 variety, and 111.9% of LVN99 (6.63 tons/ha) The productivity in autumn season 2009 gained 7.56 tons/ha, which was equivalent to 118.6% of LVN4 (6.37 tons/ha) and 116.6% of LVN99 (6.48 tons/ha) Productivity of autumn season 2010 was 7.33 tons/ha, equivalent

to 113.7% of LVN4 (6.45 tons/ha) and 111.5% of LVN99 (6.58 tons/ha)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cây ngô có tên khoa học Zea mays L và có nguồn gốc từ Mêhicô Ngô

là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp toàn cầu, góp phần nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới

Năm 2009, diện tích trồng ngô thế thế giới đạt 159,31 triệu ha, năng suất trung bình đạt 5,12 tấn/ha và tổng sản lượng đạt 817,11 triệu tấn Trong đó, Mỹ

là nước có diện tích lớn nhất với 32,21 triệu ha, năng suất đạt 10,34 tấn/ha và sản lượng đạt 333,01 triệu tấn với 100% diện tích được trồng giống ngô lai; Đứng thứ hai là Trung Quốc với diện tích đạt 30,47 triệu ha, năng suất 5,35 tấn/ha với sản lượng 163,12 triệu tấn (FAOSTAT, 2010) [32] So với năm 2008 sản lượng ngô của Mỹ tăng 8,4%, ở Trung Quốc sản lượng giảm 1,8%

Nhu cầu ngô thế giới được Viện Nghiên cứu chính sách Lương thực Thế giới (IFPRI, 2003) [41] dự báo là 852 triệu tấn vào năm 2020, 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% so với năm 1997 (CIMMYT, 2008) [25] Theo dự báo của FAO (FAOSTAT, 2007) [30] nhu cầu ngô thế giới sẽ là 1 tỷ tấn vào năm 2030, 80% nhu cầu ngô thế giới tăng so với 1997 (266 triệu tấn), tập trung

ở các nước đang phát triển và chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công nghiệp Các nước đang phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu như không tăng (James, 2010) [43]

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa, một số tỉnh như Hà Giang, Cao Bằng có diện tích ngô lớn hơn diện tích trồng lúa Ví dụ: Tại Hà Giang diện tích ngô là 46.400 ha trong khi diện tích lúa là 36.600

ha (2008); tương tự Cao Bằng có diện tích ngô là 38.400 ha trong khi diện tích lúa chỉ có 31.200 ha nghĩa là ở Hà Giang và Cao Bằng, ngô dường như là

cây trồng quan trọng số một (Tổng cục thống kê, 2009) [15] Do trồng ngô lai cho hiệu quả kinh tế lớn hơn so với trồng giống ngô thụ phấn tự do và một số cây trồng ngắn ngày khác nên chỉ trong 20 năm (1990 – 2009) tỷ lệ trồng ngô lai từ 0 % đã tăng lên hơn 90 % Đây là một tốc độ phát triển nhanh so với các nước có nghề trồng ngô trên thế giới

Những năm gần đây, sản xuất ngô ở nước ta đã có nhiều thay đổi về giống, về biện pháp kỹ thuật canh tác góp phần đưa năng suất và sản lượng ngô tăng cao Tuy nhiên, năng suất ngô trung bình của Việt Nam vẫn còn thấp

so với trung bình thế giới và khu vực, năm 2009 năng suất ngô của Việt Nam đạt 40,8 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2010) [16] bằng 76,26% so với năng suất ngô của Trung Quốc; 39,5% Mỹ và 79,7% thế giới (FAOSTAT, 2010) [32] Theo chiến lược phát triển cây ngô của Bộ Nông nghiệp và PTNT phấn đấu đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam đạt 8-9 triệu tấn nhằm đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhu cầu khác trong nước và từng bước tham gia xuất khẩu Để đáp ứng nhu cầu về ngô ngày càng cao trong những năm tới mà diện tích trồng ngô tăng chậm, nhiệm

vụ đặt ra cho các nhà chọn giống phải tạo ra những giống ngô lai phù hợp cho những vùng sinh thái khác nhau, đưa năng suất ngô của Việt Nam tiệm cận với trung bình của thế giới

Đông Bắc là vùng ngô có diện tích lớn nhất Việt Nam với diện tích trồng ngô năm 2009 là 235.200 ha nhưng năng suất lại đạt thấp hơn năng suất bình quân của cả nước, năm 2009 năng suất ngô của Đông Bắc đạt 33,1tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2010) [16] bằng 81,9 % so với cả nước (40,3 tạ/ha) và bằng 65,9 % so với thế giới (51,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2010) [32] Hàng năm diện tích trồng ngô của vùng Đông Bắc nói chung và Thái Nguyên nói riêng chủ yếu là các giống ngô lai của các công ty giống nước ngoài như Monsanto, Syngenta, CP Group, Bioseed, được nhập nội hoặc sản xuất tại Việt Nam

Các giống ngô lai được lai tạo trong nước chiếm một diện tích không đáng kể

<10% (Tổng cục thống kê, 2011) [17] Những nghiên cứu về đặc điểm nông sinh học và sinh thái cho việc phát triển ngô của tỉnh đến nay còn rất hạn chế Nhiều giống ngô lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt của các công ty trong và ngoài nước đã đưa vào sản xuất ở Thái Nguyên nhưng có một số giống chưa thích ứng với điều kiện sinh thái, cơ cấu mùa vụ của tỉnh, năng suất mới chỉ đạt được khoảng 60% tiềm năng năng suất của các giống

Chính vì những lí do trên, việc nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng thích nghi với điều kiện sinh thái Đặc biệt là giải quyết vấn đề tăng vụ/năm nhưng vẫn đảm bảo thời vụ của cây trồng tiếp theo, đồng thời tránh được hạn, rét cuối vụ Đông và đầu vụ Xuân Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ngắn ngày có thể chủ động về giống, hạn chế nhập nội giống và nguồn sâu bệnh lây lan qua hạt giống, đồng thời giảm chi phí cho người dân là vấn đề cần thiết

Xuất phát từ tình hình thực tiễn trên chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số tổ hợp ngô lai ngắn ngày năm 2009

- 2010 tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên "

2 Mục tiêu của đề tài

Chọn ra được 1 - 2 tổ hợp lai có đặc điểm nông sinh học tốt phục vụ cho sản xuất ngô ở tỉnh Thái Nguyên

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Bước đầu xác định được tính thích ứng với điều kiện sinh thái của các THL, giúp cho công tác chọn tạo giống ngô lai hiệu quả cao hơn

- Xác định được cơ sở lựa chọn vật liệu tạo giống ngô lai

- Góp phần bổ sung thêm vào tập đoàn giống ngô, chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho các tỉnh vùng Đông Bắc

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xác định được 2 dòng ngô tự phối là IL3, IL6 có khả năng kết hợp chung và phương sai khả năng kết hợp riêng cao làm vật liệu cho công tác tạo giống ngô lai

- Đề tài đã xác định được 1 THL (IL3 x IL6) có thời gian sinh trưởng trung bình sớm; khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu tốt với điều kiện bất thuận; cho năng suất cao và ổn định; thích nghi với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra đề tài nghiên cứu trên 20 THL đỉnh và 15 THL được tạo ra từ 6 dòng tự phối theo phương pháp lai luân giao

Các thí nghiệm được tiến hành tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai (Ngô Hữu Tình, 1997) [13]

Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vục di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá

và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất (Ngô Hữu Tình, 1997) [12]

Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay Năm 2009, theo USDA, diện tích ngô đã vượt qua lúa nước, với 155,7 triệu

ha, năng suất 4,19 tấn/ha và sản lượng đạt kỷ lục 805,68 triệu tấn Trong hơn

40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu So với năm 1961, năm 2009, năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm 32,9 tạ/ha (từ hơn 19 lên 51,9 tạ/ha), lúa nước tăng 24tạ/ha (từ 19 lên 43 tạ/ha), còn lúa mỳ thêm 19,1 tạ/ha (từ 10,9 lên 30,1 tạ/ha) (FAOSTAT, 2009) [31]

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, lúa nước của thế

giới giai đoạn 1961-2009

Kết quả trên có được, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp

kỹ thuật canh tác Đặc biệt, từ năm 1996 đến nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống ngô lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô

đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước Cây trồng công nghệ sinh học(CNSH) mang lại những lợi ích ổn định

và bền vững về kinh tế, môi trường, làm tăng sản lượng nông nghiệp, cải thiện đời sống người nông dân cho nên ngày càng được nhiều quốc gia ủng hộ

và phát triển Diện tích trồng trồng cây CNSH trên toàn cầu năm 2009 đạt

134 triệu ha trên tổng số 25 quốc gia, trong đó diện tích trồng ngô CNSH đạt 42,0 triệu ha trên tổng số 16 quốc gia Từ năm 1996 đến năm 2009, diện tích trồng ngô CNSH trên toàn thế giới liên tục gia tăng và đạt 26,4% trong năm

2009 (James C., 2010) [43]

Năm 2009 đánh dấu sự chuyển đổi từ thế hệ cây trồng CNSH thế hệ thứ nhất sang thế hệ thứ 2, lần đầu tiên nâng cao năng suất thu hoạch một cách thực chất trong đó đậu tương RReady2YeildTM là một trong những giống cây CNSH thế hệ mới đầu tiên Ngô SmartStax ở Mỹ và Canada, có chứa 8 gen qui định 3 tính trạng, dự đoán sẽ đạt 1,0 – 1,5 triệu ha trong năm 2010 (James C., 2010) [43]

Năm 2009, Trung Quốc đã cấp giấy an toàn sinh học cho giống ngô phytase được phát triển trong nước Ngô phytase giúp cho lợn hấp thu được nhiều photpho hơn, giúp chúng lớn nhanh đồng thời giảm lượng photpho còn tồn tại trong chất thải của động vật Ngô phytase có tiềm năng đem lại lợi ích trực tiếp cho 100 triệu hộ nông dân trồng ngô ở Trung Quốc Với 92,8 % diện tích trồng các giống được tạo ra bằng công nghệ sinh học, năng suất ngô

nước Mỹ năm 2009 đạt hơn 10,34 tấn/ha trên diện tích 32,21 triệu ha (USDA,

2009) [54]

Dân số thế giới ngày càng tăng, trong khi đó diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp do sa mạc hóa và xu thế đô thị hóa Nền nông nghiệp thế giới ngày nay luôn phải trả lời làm thế nào để giải quyết đủ năng lượng cho 8 tỷ người vào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030? Để giải quyết được câu hỏi này, ngoài biện pháp phát triển nền nông nghiệp nói chung thì cũng phải nhanh chóng chọn ra những giống cây trồng, giống ngô có năng suất cao, ổn định mang nhiều đặc tính chống chịu tốt mới đáp ứng yêu cầu của nền nông nghiệp hiện đại

Theo dự đoán của CIMMYT vào năm 2020 nhu cầu ngô ở các nước đang phát triển sẽ vượt xa nhu cầu lúa mì và lúa nước Riêng các nước châu

Á, nếu không tập trung nghiên cứu giải quyết kịp thời sẽ phải nhập 44,7 triệu tấn vào năm 2020

Bảng 1.2 Dự đoán nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020

Năm Vùng

1997 (triệu tấn)

2020 (triệu tấn)

% thay đổi so với năm 1997

1.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt trên 0,8 - 1 tấn/ha, với diện tích chưa đến 300 nghìn ha; đến đầu những năm 1980 cũng chỉ đạt 1,1 tấn/ha và sản lượng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ 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 vào đầu những năm 1990 Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo nhu cầu của giống mới Năm 1991, diện tích trồng giống ngô lai chưa đến 1% trên 430 nghìn ha trồng ngô; năm 2005, giống ngô lai đã chiếm khoảng 90% diện tích trong hơn 1 triệu ha ngô cả nước, trong đó giống do các cơ quan nghiên cứu trong nước chọn tạo và sản xuất chiếm khoảng 60%, còn lại là của các công ty hạt giống ngô lai hàng đầu thế giới

Nhờ vậy, năm 2009 chúng ta đã đạt năng suất và sản lượng khá cao: Năng suất 40,8 tạ/ha, sản lượng 4.431.800 tấn, diện tích là 1.086.000 ha (Tổng cục thống kê, 2010) [16] Tuy vậy 9 tháng đầu năm 2009, Việt Nam đã nhập hơn 0,8 triệu tấn ngô (Cục Trồng trọt, 2009) do nhu cầu dùng ngô làm thức ăn chăn nuôi tăng mạnh

Các giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao đã và đang được phát triển

ở những vùng ngô trọng điểm, vùng thâm canh, tưới tiêu chủ động, những vùng đất phì nhiêu như: Đồng bằng sông Hồng, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long

Ở Việt Nam, những năm gần đây cây ngô chuyển gen cũng đã được quan tâm và nghiên cứu chủ yếu tập trung vào gen kháng sâu đục thân và kháng thuốc trừ cỏ Năm 2010, Việt Nam đã chính thức cho công ty TNHH

Syngenta Việt Nam và công ty Monsanto Thái Lan được khảo nghiệm hạn chế, đánh giá rủi ro đối với đa dạng sinh học và môi trường của cây ngô chuyển gen (Bộ NN&PTNT, 2010) [3]

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 – 2009

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

1.1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Thái nguyên

Là một tỉnh thuộc vùng Trung du, miền núi phía Bắc, với địa hình đặc trưng đồi núi xen kẽ với ruộng thấp, chủ yếu là núi đá vôi và đồi dạng bút tháp Do vậy, nền sản xuất Nông nghiệp của Thái Nguyên nói chung và ngành sản xuất ngô nói riêng gặp rất nhiều khó khăn về thủy lợi và giao thông vận chuyển Toàn tỉnh có tổng diện tích 3.541 km2, trong đó đất canh tác Nông nghiệp chiếm 23% Cây ngô chủ yếu được trồng trên đất ruộng vụ Đông và trên đất đồi dốc Xuân Hè Trước năm 1995, chủ yếu vẫn trồng các

giống thụ phấn tự do, giống địa phương có năng suất thấp Cùng với sự chuyển biến của đất nước, Thái Nguyên cũng mạnh dạn thay đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là thay thế các giống thụ phấn tự do bằng các giống ngô lai có năng suất cao như LVN4, LVN99, C919, NK47, NK54, DK9901, DK9955… Do đó cho đến nay, diện tích và năng suất không ngừng tăng lên Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên được thể hiện qua bảng 1.4

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2001 - 2010

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

ngô của tỉnh đạt cao nhất từ trước đến nay (42,2 tạ/ha) và sản lượng cũng đạt cao nhất từ trước đến nay (75,44 nghìn tấn) Điều này chứng tỏ ở tỉnh Thái Nguyên, cây ngô đã được Đảng và chính quyền địa phương chú trọng phát triển và đạt được những tiến bộ như vậy là nhờ áp dụng tốt các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất như giống mới, kỹ thuật canh tác Tuy nhiên, sản xuất ngô ở tỉnh cần được đầu tư phát triển nhiều hơn nữa như tăng vụ, mở rộng diện tích, bổ sung nhiều giống mới có năng suất cao thích nghi với điều kiện sinh thái vào tập đoàn giống ngô, thâm canh tăng năng suất nhằm khai thác tối đa tiềm năng sẵn có của tỉnh

1.2 Nguồn gốc địa lý và điều kiện ngoại cảnh cho sinh trưởng phát triển của cây ngô

1.2.1 Nguồn gốc địa lý và vùng thích nghi của cây ngô

Với những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng, Vavilov (1926) đã chứng minh miền Trung Nam Mexico là trung tâm phát sinh thứ nhất và vùng núi Andet thuộc Peru là trung tâm phát sinh thứ hai, nơi mà cây ngô đã trải qua quá trình tiến hoá nhanh chóng (Vavilov, 1926) [55] Nhận định này của ông đã được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat, 1977) [33] Đặc biệt Harsberger năm 1893 đã kết luận ngô bắt nguồn từ Mexico và từ một cây hoang dại của miền Trung Mexico trên độ cao 1500m của vùng bán khô hạn

có mưa trong mùa hè khoảng 350mm (Wilkes, 1988) [56] Vào năm 1948 người ta đã tìm thấy hoá thạch của phấn ngô được khai quật ở Bellas Artes- Mexico, điều này đã khẳng định những nhận định của Vavilov là đúng đắn

Từ đây, bằng nhiều con đường ngô đã lan truyền ra hầu hết các nước thuộc Châu Mỹ, lên phía Bắc, sang phía Tây của Hoa Kỳ và vượt đại dương đến các đảo thuộc vịnh Caribe Dưới sự tác động mạnh mẽ của con người trong công tác cải tạo giống, cây ngô đã nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh

thái khác nhau và đã hình thành một vùng “vành đai ngô” nổi tiếng của Mỹ với các giống ngô lai đầu tiên

Từ Peru cây ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador, Columbia và nhiều vùng thuộc Brazin Cây ngô được đưa vào Châu Âu từ sau chuyến thám hiểm của Colombus năm 1493 Ở đây người ta đã nhanh chóng nhận ra giá trị lương thực của nó, nên cây ngô đã được trồng rộng rãi và nhanh chóng được lan truyền ra các nước trong châu lục Vào khoảng năm

1521 cây ngô được đưa vào trồng ở Ấn Độ, Indonesia và năm 1575 ngô được

du nhập vào Trung Quốc

Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt Nam cuối thế kỷ 17 (thời Khang Hy) do ông Trần Thế Vinh đi sứ ở Trung Quốc mang

về, được trồng đầu tiên ở Sơn Tây và gọi là “ngô” Nhờ những đặc điểm quý, cây ngô sớm được người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là một trong các cây lương thực chính chỉ sau lúa nước về mặt diện tích nhưng lại là cây màu số một cho năng suất và giá trị kinh tế cao nhất

Vùng sinh thái thích nghi của cây ngô rất rộng, từ 58 vĩ độ Bắc đến 43

vĩ độ Nam; ở Bắc bán cầu, ngô được trồng ở Đan Mạch đến vĩ độ 55-56, ở Liên Xô cũ và Canada ngô được trồng ở vĩ độ 58; ở Nam bán cầu, ngô được

trồng ở Newzealand đến vĩ độ 42-43 (Humlam John, 1942 theo Necula GH.et al., 1957)

Theo các nhà khoa học CIMMYT trên thế giới có 4 vùng sinh thái ngô chính:

- Ôn đới

- Cận nhiệt đới

- Nhiệt đới cao (trên 2000 m so với mặt biển)

- Nhiệt đới thấp (thấp hơn 2000 m)

Việt Nam nằm trong vùng sinh thái nhiệt đới thấp Các bộ giống từ vùng nhiệt đới thấp biểu hiện sự thích ứng hơn cả thông qua khả năng chống chịu và năng suất, kể cả vùng cao nguyên phía bắc hay vụ Đông ở đồng bằng Bắc Bộ (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14]

Cây ngô có sự biến đổi sâu sắc để thích nghi với môi trường sinh thái

Ví dụ ở vùng thung lũng Mêhicô đến Equado có loại ngô cao 3-4 m, 30-40 lá, thời gian sinh trưởng 10 tháng Vùng sa mạc Sahara, châu Phi, tồn tại loại ngô chịu hạn ngắn ngày, thời gian sinh trưởng 70–80 ngày, cao 1-1,5 m (Mangelsdof P., 1953) [44]; (Trần Hồng Uy, 1985) [20] Sự khác biệt địa lý,

cụ thể là môi trường sống khác nhau dẫn đến sự biến đổi sâu sắc về mặt di truyền, dẫn đến sự hình thành các quần thể ngô ở các vùng khác nhau

Sự khác biệt giữa các quần thể ngô, biểu hiện qua các tính trạng số lượng của kiểu hình, chịu sự chi phối mạnh không những của kiểu gen, môi trường mà còn phụ thuộc vào tương tác của kiểu gen và môi trường Mô hình di truyền cơ bản có thể viết:

P = G + E + GE

Trong đó P là kiểu hình, G là kiểu gen, E là tác động môi trường và

GE là tương tác của kiểu gen và môi trường (Falconer D.S., 1983) [28]; (Trần Đình Long, 1997) [9]

1.2.2 Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sinh trưởng và phát triển cây ngô

1.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Ngô là cây ưa nóng, nhu cầu nhiệt độ được thể hiện bằng tổng nhiệt độ

cao hơn nhiều cây trồng khác để hoàn thành chu kỳ sống từ gieo đến chín

Lưu Trọng Nguyên khi nghiên cứu các giống ngô của Trung Quốc đã kết luận rằng: Đối với giống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 2000-

22000C; Giống chín trung bình là 2300 - 26000C và giống chín muộn 2500 -

20080C (Lưu Trọng Nguyên, 1965) [11] Các nhà khoa học CYMMYT cho

rằng ngô phát triển tốt trong khoảng nhiệt độ ngày từ 24 - 300C; nhiệt độ >

380C ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng phát triển của cây ngô Hạt phấn của cây ngô có thể bị chết khi nhiệt độ lên tới >350C Ngược lại nhiệt độ quá thấp (<120C) cũng ảnh hưởng xấu tới quá trình sống của cây, đặc biệt vào giai đoạn nảy mầm ra hoa Nhiều tác giả ở Việt Nam như Luyện Hữu Chỉ, Trần Hồng Uy, Trương Đích, Cao Đắc Điểm, Võ Đình Long, Đỗ Hữu Quốc cũng thống nhất với quan điểm của các nhà khoa học thế giới cho rằng các giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau có tổng tích nhiệt khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống của mình (Dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14]

1.2.2.2 Nhu cầu nước của cây ngô

Ngô thuộc loại cây C4 nên sử dụng nước hiệu quả hơn nhiều các loại cây C3 Ví dụ: Để sinh sản ra 1kg ngô hạt cần 350 – 500 lít nước (tuỳ thuộc vào khí hậu đất đai) Trong khi đó ở cây C3 để có 1 kg hạt cần 700-800 lít nước như cây hướng dương (Ruaan, 2003) [48] Một số nghiên cứu khác cho thấy để sản xuất ra 1kg lúa gạo cần 2300 lít nước, để làm ra 1kg bột mì cần

1100 lít nước trong khi đó để làm ra 1 kg ngô chỉ cần 900 lít nước (Hari Srivas, 2005) [39]

Tiềm năng năng suất của cây C4 cũng lớn hơn cây C3 rất nhiều Tiềm năng năng suất của ngô lai rất cao, năng suất ngô dài ngày (tổng tích ôn

>30000C) có thể đạt 12 -15 tấn/ha trong điều kiện có tưới, nhưng với hoa hướng dương (cây C3) đạt 3-3,5 tấn đã là trường hợp khác thường (Ruaan, 2003) [48] Nhu cầu nước của cây ngô được tính toán dựa theo từng loại đất

và khả năng giữ nước của chúng Đất thuộc loại nhẹ nên tưới kịp thời khi độ

ẩm ở 70% trong suốt thời kỳ sinh trưởng của cây ngô Ở đất thịt nặng thì cần tưới nước khi ẩm độ xuống 30% vào thời kỳ sinh dưỡng và 70% vào thời kỳ sinh thực và kết hạt thì đạt được năng suất cực đại (Monsanto, 2001) [45] Nhu cầu này được thể hiện qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển khác nhau

của cây Ở thời kỳ đầu sinh trưởng cây ngô cần ít nước, sau đó tăng dần đạt cực đại vào thời kỳ trỗ cờ và nhu cầu nước giảm dần đến khi chín sinh lý

Trong giai đoạn cây con nếu thiếu nước cũng làm giảm năng suất vì bị giảm kích thước cây so với điều kiện đủ nước Một ngày bị coi là hạn đối với cây ngô khi cây ngô bị héo vào sáng sớm và không thể phục hồi được do thiếu nước từ hôm trước (Monsanto, 2001) [45]

Những nghiên cứu của Banzinger cho thấy nếu cây ngô bị hạn sẽ ảnh hưởng mạnh nhất đến sinh trưởng phát triển của lá, râu, thân, rễ và cuối cùng

là kích thước hạt Hạn làm ảnh hưởng tới quá trình phân hoá bắp và cờ dẫn tới

làm giảm năng suất (Banzinger et al., 2000) [22] Năm 1960, Denmead và

Shaw tiến hành thí nghiệm rút bớt lượng nước tới đến trạng thái héo trước trỗ

7 ngày, trong thời kỳ trỗ và sau thụ phấn 15 ngày đã kết luận: Hạn làm giảm

năng suất tương ứng là 25; 50; và 21% (Denmead et al., 1960) [27]

1.2.2.3 Ảnh hưởng của ánh sáng

Ánh sáng là một yếu tố quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của cây ngô, nó tham gia vào quá trình quang hợp, tổng hợp chất khô để sinh trưởng và tích luỹ, ánh sáng ảnh hưởng đến độ dài quá trình sinh trưởng

Theo thí nghiệm của Iakuskin (1951) tại Uruguay tiến hành nghiên cứu trên 40 giống ngô, thì một số giống không cho bắp ở điều kiện ngày dài Tuy nhiên, do tác động của quá trình cải thiện đã tạo ra một số giống ngô thích nghi cho những vùng phía Bắc với điều kiện ngày dài Viện cây trồng Leningrad đã nghiên cứu 61 thí nghiệm năm 1972, ở các vùng địa lý khác nhau đã kết luận điều kiện ngày dài không phải là một yếu tố bất lợi cho cây ngô Phản ứng với độ dài ngày còn phụ thuộc vào các giống khác nhau nhất là

về thời gian sinh trưởng (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 1997) [13]

Cường độ và chất lượng ánh sáng là yếu tố quan trọng hơn độ dài chiếu sáng Theo Sain và Kuperman các tia sáng dài vào những giờ sáng sớm và

chiều tối kìm hãm sự phát triển của thực vật, các tia sáng ngắn vào những giờ ban ngày lại xúc tiến quá trình phát triển của chúng Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trời Humlum nhận thấy rằng để

có năng suất ngô cao cần thiết các giờ chiếu sáng của mặt trời so với tổng lý thuyết là 55 – 64% vào tháng 5, 45 -54% vào tháng 6 và 55 – 74% vào tháng

7, 8 và 9 Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào các tháng 7 - 9 sẽ làm giảm năng suất ngô dưới mức trung bình (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14]

Theo kết quả nghiên cứu về quang hợp cây ngô Blagovensenskoi (1984) nhận xét: Ngô là cây lương thực quang hợp theo chu trình C4, có cường độ quang hợp cao gấp ba lần cây quang hợp theo chu trình C3 Ở cây ngô, quá trình cacboxyl hoá mạnh, có điểm bão hoà ánh sáng cao, có khả năng quang hợp cao ở điều kiện nồng độ CO2 thấp, điều này làm cho cây ngô phát triển mạnh và cho năng suất cao Ở Việt Nam, theo Nacargaele (1986), hiệu suất tích luỹ chất khô (kg/ha/ngày) của ngô ở Hà Nội là 225 vào mùa mưa, 151 vào mùa khô, ở Dầu Tiếng vào mùa mưa là 227, mùa khô là 249 Việc khám phá ra chu trình quang hợp C4, đặc biệt ở cây ngô đã đánh thức tiềm năng năng suất cao của các vùng sinh thái nông nghiệp nhiệt đới mà từ trước tới nay chưa được khai thác triệt để (Cao Đắc Điểm, 1988) [5] Với điều kiện khí hậu Việt Nam, vụ trồng ngô càng có nhiều bức xạ càng có lợi cho cây sinh trưởng và tạo năng suất Tuy nhiên, do nhanh đạt tổng tích ôn, số giờ chiếu sáng trong ngày ngắn, nên các vụ ngô của Việt Nam thường nhận được tổng bức xạ thấp hơn so với các vụ ngô vùng ôn đới Theo Đào Thế Tuấn một

vụ ngô ở miền Trung nước Nga nhận được tổng bức xạ là 6,8 tỷ kcal/ha, trong khi vụ ngô đông tại miền Bắc Việt Nam chỉ nhận được tổng bức xạ là 3,9 tỷ kcal/ha Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô của Việt Nam thấp Do vậy, cần chọn thời vụ gieo trồng làm sao để cây ngô nhận được ánh sáng nhiều nhất (Ngô Hữu Tình, 2003) [14] Qua khảo sát mối quan hệ

giữa một số chỉ tiêu chính về điều kiện khí hậu (tổng lượng mưa, tổng nhiệt

độ, tổng số giờ nắng) với năng suất ngô Vùng Đồng bằng sông Hồng, Ngô Hữu Tình và cộng sự (2001) đã xác lập được một số phương trình tương quan như sau (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [14]:

* Trong vụ ngô Thu:

- Đối với nhóm các giống ngô dài ngày:

T: là tổng nhiệt độ từ khi gieo đến chín (0C)

S: là số giờ nắng từ gieo đến chín (giờ)

1.2.2.4 Ảnh hưởng của đất đai và các chất dinh dưỡng

Cây ngô là cây quang hợp theo chu trình C4, là cây ưa nhiệt, có hệ thống rễ chùm phát triển (FAO, 1992) [29] Cây ngô hút các chất dinh dưỡng thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau Nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây ngô chủ yếu từ đất trồng

Phân đạm được coi là yếu tố tăng năng suất quan trọng và có hiệu quả cao nhất đối với cây ngô Đạm là yếu tố phân bón đầu tiên cần chú ý bón cho cây trồng vì: Cây cần với lượng nhiều mà đất không cung cấp đủ, nhất là loại đạm dễ tiêu Trong các cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng đạm tham

gia vào các thành phần axit amin, protein, các enzim, các chất kích thích sinh trưởng, chất diệp lục - chất quyết định khâu chính của quá trình quang hợp, Cây ngô được cung cấp đủ đạm sinh trưởng nhanh, lá phát triển mạnh, nâng cao khả năng tổng hợp các chất để tạo nên sinh khối lớn và sản phẩm nông nghiệp Vì vậy, đạm là yếu tố quyết định năng suất cây trồng, đặc biệt là cây ngô

Khi thiếu đạm lá sẽ không phát triển đầy đủ hoàn toàn, sự phân chia tế bào ở đỉnh sinh trưởng bị kìm hãm, giảm tốc độ ra lá, giảm diện tích lá, giảm kích thước của cây và năng suất Thiếu đạm làm chậm sinh trưởng của cả hai giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực Thiếu đạm hạn chế đến hiệu quả sử dụng bức xạ, việc cung cấp và tích luỹ đạm ở thời kỳ ra hoa có tính quyết định số lượng hạt ngô, thiếu đạm trong thời kỳ này làm giảm khả năng đồng hoá Cacbon của cây, nhất là giai đoạn ra hoa sẽ giảm

năng suất hạt (Uhart, S.A et al., 2005) [52]; (Uhart, S.A et al., 2005) [53]

Mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất hạt (IPNI, 2009) [42] Các giống ngô lai khác nhau có thể sử dụng phân đạm ở mức độ khác nhau, muốn năng suất cây trồng cao cần phải cung cấp một lượng lớn phân bón, đặc biệt

là đạm (IPNI, 2009) [42] Nhưng nếu bón thừa đạm thì thân lá mềm, sâu bệnh nhiều, thời gian sinh trưởng kéo dài, chất lượng sản phẩm giảm

Kết quả nghiên cứu cho thấy để phân đạm phát huy hiệu lực phải bón cân đối với các nguyên tố lân (P2O5) và kali (K2O) Kali là nguyên tố được xếp hàng thứ hai sau đạm (N) Kali cần thiết cho hoạt động của nguyên sinh chất, điều khiển đóng mở khí khổng, nâng cao khả năng chống chịu sâu bệnh, khô hạn và nhiệt độ thấp Kali xúc tiến quá trình quang hợp, vận chuyển các sản phẩm quang hợp tích luỹ về hạt (Afendulop, K.P.,1972) [1] Khi thiếu Kali bắp ngô sẽ nhỏ, cây dễ đổ, mép và phần cuối của phiến lá có mầu vàng hoặc vàng thẫm Trong tế bào thực vật kali phân bố không đều, nó không có

trong nhân và lục lạp Kali đòi hỏi như là một chất hoạt hoá cho hơn 60 enzim

ở mô đỉnh sinh trưởng (Sucler,1985) [51]

Lân là nguyên tố quan trọng thứ ba đứng sau đạm và kali Lân tham gia vào hợp chất Nucleotit, ADN, ARN, các hợp chất cao năng ATP, ADP Lân làm tăng sức sống và phẩm chất của hạt Lân có tác dụng giúp cho ngô tăng khả năng chống chịu với ngoại cảnh Thiếu lân quá trình hình thành bộ rễ kém, phân hóa các cơ quan của ngô bị ảnh hưởng, làm cho bắp bé, bông cờ nhỏ, ít hoa

Cây trồng đòi hỏi lượng lân khá lớn Ví dụ, để đạt 10 tấn ngô hạt /ha, mỗi vụ ngô hút 42 kg P2O5 /ha Đạm và kali là 2 yếu tố dinh dưỡng mà cây trồng hút nhiều hơn lân Lân tham gia trong nhiều chức năng của cây, đặc biệt những thành phần đòi hỏi năng lượng Năng lượng mặt trời sử dụng trong quang hợp sẽ không

hỗ trợ các chức năng thiết yếu của cây nếu lân không có mặt trong hợp chất chuyển hoá “chuỗi năng lượng” (IPNI, 2009) [42]

1.3 Khái niệm và phương pháp đánh giá khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp là một đặc điểm sinh học được truyền cho thế hệ sau qua tự phối và qua lai, đối với ngô khả năng kết hợp biểu hiện mạnh ở các

dòng tự phối hay dòng thuần

1.3.1 Khái niệm dòng tự phối

Dòng tự phối là khái niệm tương đối để chỉ những dòng ngô được tạo ra bằng phương pháp tự phối Phương pháp tạo dòng tự phối do Shull đề xuất 1908-1909 Vì ngô là cây thụ phấn chéo có kiểu gen dị hợp tử nên dòng thuần được tạo ra bằng cách tự phối cưỡng bức liên tục qua nhiều đời (Bauman L.F., 1981) [23] Khái niệm này dùng để phân biệt dòng tự phối và dòng được tạo ra bằng phương pháp fullsib (nội phối theo từng cặp) hoặc phân biệt với dòng được tạo bằng phương pháp đơn bội (phương pháp nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh)

1.3.2 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

7-9 đời tự phối, dòng đạt đến độ đồng đều cao ở các tính trạng như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, năng suất, màu và dạng hạt, và được gọi là dòng thuần Như vậy, dòng thuần có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc trưng di truyền Dòng thuần chỉ có giá trị khi có khả năng kết hợp cao, dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai (Shull, 1952) [47]; (Good, R.L., and Hallauer

A.R, 1977) [34]; (Han et al., 1991) [38]

* Phương pháp tạo dòng thuần

Phát triển dòng thuần có tiềm năng sử dụng làm bố mẹ tạo các giống lai có năng suất cao, ổn định là mục tiêu cơ bản của chương trình cải tạo cây ngô và là một công việc thường xuyên, liên tục

Dòng thuần có thể được tạo ra từ rất nhiều nguồn khác nhau: giống địa phương, giống tổng hợp, giống hỗn hợp, giống lai Có khá nhiều phương pháp tạo dòng nhưng phương pháp chuẩn là tự phối Phương pháp này được Shull áp dụng lần đầu tiên và công bố vào các năm 1909-1910 Tự phối là dạng đồng huyết hoá nhanh nhất để đạt được sự đồng hợp tử Stringield (1974) đưa ra phương pháp thụ phấn chị em thay cho tự thụ để tạo dòng rộng Ông cho rằng tự phối quá mạnh, các allen được định vị trong điều kiện đồng hợp tử quá nhanh khiến quá trình chọn lọc bằng mắt kém hiệu quả Cận huyết chị em có cường độ đồng huyết thấp hơn sẽ giữ được độ biến động lớn hơn, tạo cơ hội lớn hơn cho chọn lọc giữa và trong các thế hệ con cháu Bằng phương pháp cận huyết đồng máu (fullsib) hoặc nửa máu (halfsib) có thể tạo ra những dòng có năng suất và sức sống tốt hơn dòng tự phối nhưng thời gian đạt đến đồng hợp tử dài hơn và không tạo ra những dòng có khả năng kết hợp đột xuất cao hơn, kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003) [14] Trong những năm gần đây, một số phương pháp tạo dòng mới đã được phát triển như tạo dòng đơn bội kép bằng nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ

tinh Cho đến nay phương pháp tự phối vẫn là chủ yếu, vì tự phối tạo ra cường độ phân ly mạnh nên nhanh đạt tới kiểu gen đồng hợp tử ở nhiều tính trạng và cho dòng thuần có khả năng kết hợp cao mà các phương pháp khác không có

1.3.3 Khái niệm về khả năng kết hợp

Khả năng kết hợp (KNKH) là một thuộc tính được chế định di truyền, truyền lại thế hệ sau qua tự phối và qua lai KNKH được biểu thị trung bình của ưu thế lai, quan sát ở tất cả các cặp lai và độ lệch so với giá trị trung bình

đó Giá trị trung bình biểu thị khả năng kết hợp chung (GCA- General Combining Ability) còn độ lệch biểu thị khả năng kết hợp riêng (SCA- Specific Combining Ability) Khả năng kết hợp phụ thuộc vào kiểu gen và tương tác giữa chúng (Griffing, 1956a) [35]; (Griffing, 1956b) [36]; (Prasad

và cs ,1988) [46]

Quan hệ giữa KNKH chung và KNKH riêng thông qua tác động trội

và ức chế được xác định bằng việc tính toán các phương sai di truyền cộng,

di truyền trội và ức chế trội (Allard R W., 1960) [21]; (Darrad, L.L., and Hallauer, A.R., 1972) [26]; (Trần Đình Long và CS, 1990) [9]

Sprague và Tatum (Sprague, G.F and Tatum, L.A., 1942) [49] đã chứng minh rằng, ảnh hưởng của KNKH chung lớn hơn và quan trọng hơn đối với những dòng không được chọn lọc và ảnh hưởng của KNKH riêng quan trọng hơn ở tổ hợp lai giữa các dòng mà đã được thử trước Những dòng không được thử trước, sự khác nhau về KNKH chung lớn hơn sự khác nhau về KNKH riêng

Kết quả đánh giá KNKH của các dòng tự phối thông qua các tính trạng

ở tổ hợp lai của chúng giúp chúng ta có quyết định chính xác về việc giữ lại những dòng có KNKH cao, loại bỏ những dòng có KNKH thấp không có tác dụng khi lai cũng như sử dụng các dòng có KNKH chung và riêng cao vào các mục đích tạo giống khác (Mai Xuân Triệu, 1998) [18]

Xác định KNKH bằng lai thử là công việc đòi hỏi nhiều thời gian, tiền của

và sức lực của các nhà tạo giống (Hallauer, A R., and Miranda, J.B., 1981) [37] ; (Sprague, 1955) [50] Trần Hồng Uy cho rằng trong công tác tạo dòng tự phối, việc xác định KNKH của dòng là giai đoạn quan trọng nhất (Trần Hồng Uy, 1972) [19] Cho đến nay để xác định KNKH của dòng tự phối, phương pháp lai thử vẫn là con đường duy nhất và chắc chắn nhất Đánh giá KNKH thực chất

là xác định tác động gen Tác động gen liên quan đến KNKH chung được xác định bởi yếu tố di truyền cộng, còn KNKH riêng được xác định bởi yếu tố trội, siêu trội, ức chế và điều kiện môi trường

1.3.4 Các phương pháp đánh giá khả năng kết hợp

* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai đỉnh

Lai đỉnh (Topcross) là phương pháp lai thử để xác định KNKH của vật liệu lai tạo giống được Davis đề xuất năm 1927, Jenkin và Bruce phát triển năm 1932 Phương pháp này rất có ý nghĩa ở giai đoạn đầu của quá trình chọn lọc khi khối lượng dòng quá lớn không thể đánh giá bằng phương pháp lai luân giao Trong lai đỉnh, các dòng cần xác định KNKH được lai với cùng một dạng chung gọi là cây thử (tester) để tạo ra các tổ hợp lai thử Qua đánh giá thành tích của tổ hợp lai thử sẽ xác định được KNKH của dòng

Phương pháp lai đỉnh đã trở thành kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để đánh giá KNKH chung của vật liệu tạo giống ngô, qua lai đỉnh các nhà khoa học sẽ lựa chọn được dòng tốt loại bỏ các dòng xấu nhằm tiết kiệm thời gian, nhân lực và phương tiện thí nghiệm

Qua đánh giá KNKH bằng lai đỉnh thấy rằng, chọn dạng khởi thuỷ có KNKH chung cao để tạo dòng tự phối có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tạo giống ngô (Trương Đích, 1980) [4]

Trong lai đỉnh, chọn đúng cây thử là yếu tố quyết định sự thành công, cây thử có thể có nền di truyền rộng (giống tổng hợp, giống lai kép ) hoặc

có nền di truyền hẹp (dòng thuần, lai đơn) Để tăng độ chính xác người ta thường dùng hai hay nhiều cây thử

Theo Phan Xuân Hào (1997) [7] nên chọn cây thử theo nguyên tắc: Mỗi nhóm ưu thế lai hiện có chọn ít nhất một cây thử, và tuỳ vào giai đoạn của chương trình mà 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 nước ta nên kết hợp sử dụng hai loại cây thử: Một là cây thử có nền di truyền rộng (một quần thể cải tiến hay một giống thụ phấn tự do), một là cây thử có nền di truyền hẹp (một dòng thuần) để vừa xác định KNKH của dòng nghiên cứu, vừa tìm ra một giống lai ưu tú phục vụ sản xuất (Mai Xuân Triệu, 1998) [18]

* Đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giao

Luân giao (Diallel Cross) là phương pháp đánh giá KNKH được đề xuất bởi Sprague và Tatum (1942) [49] Năm 1947, East đã sử dụng hệ thống luân giao để xác định KNKH của các kiểu gen trong thí nghiệm chọn giống ngô lai Sau East, một số tác giả như Hayman B.I (1954) [40]; B Griffing (1956b) [36] đã sử dụng và phát triển thêm lý thuyết luân giao

Luân giao là hệ thống lai thử mà các dòng hoặc giống được lai với nhau theo tất cả các tổ hợp lai có thể, các dòng này giữ vai trò vừa là dòng đem thử vừa là cây thử Phân tích các tổ hợp luân giao được gọi là phân tích luân giao Phân tích luân giao cho thông tin về: Bản chất và giá trị thực của các tham số di truyền, khả năng kết hợp chung và riêng của các bố mẹ biểu hiện ở các con lai Trong phân tích luân giao có 2 phương pháp là phương pháp Hayman và phương pháp Griffing

+ Phương pháp Hayman: Phương pháp phân tích này giúp xác định các tham số di truyền của vật liệu bố mẹ cũng như ước đoán giá trị các tham số này ở các tổ hợp lai Tuy nhiên việc xác định các tham số di truyền nêu trên khó đạt được kết quả chính xác vì bố mẹ không hoàn toàn thoả mãn 6 điều kiện mà Hayman nêu ra

+ Phương pháp Griffing: Phương pháp phân tích của Griffing cho biết thành phần biến động do KNKH chung, KNKH riêng được qui đổi sang thành

phần biến động do hiệu quả cộng tính, hiệu quả trội và siêu trội của các gen (B.Griffing, 1956a) [35] Griffing đã nêu ra các sơ đồ lai hoàn thiện về lai luân giao và các phân tích thống kê tương ứng để đánh giá KNKH của các vật liệu

- Sơ đồ 1: Số tổ hợp lai N = n2 (n là dòng đem thử) Tất cả các dòng định thử được lai Diallel với nhau theo cả hướng lai thuận, lai nghịch và tự phối Các dòng này vừa là cây đem thử vừa là cây thử Sơ đồ này thường áp dụng cho các loại cây tự thụ Ví dụ n = 10 ta có số THL = 100

- Sơ đồ 2: Số tổ hợp lai N = n(n +1)/2 Các dòng định thử được lai với nhau ở mọi tổ hợp theo chiều thuận và tự phối Trong các dòng đem thử có dòng tiêu chuẩn được sử dụng làm đối chứng để so sánh giống sau này Ví dụ: n = 10 ta có số THL = 55

- Sơ đồ 3: Số tổ hợp lai N = n(n-1) Các dòng đem thử được lai với nhau ở các tổ hợp lai theo chiều thuận và nghịch Trường hợp này được áp dụng khi số dòng tương đối ít, cho phép đánh giá chính xác hơn các dòng bố

mẹ tham gia trong các cặp lai Ví dụ : n = 6 ta có số THL = 30

- Sơ đồ 4: Số tổ hợp lai N = n(n-1)/2 Các dòng định thử lai với nhau theo chiều thuận và không tự phối Ví dụ : n = 10 ta có số THL = 45

Trong nghiên cứu căn cứ vào mục đích và điều kiện cụ thể để chọn

sơ đồ lai cho phù hợp nhằm đạt hiệu quả cao Với mục đích xác định KNKH của các dòng, người ta thường chọn sơ đồ 4 vì khối lượng công việc là ít nhất Để nghiên cứu ảnh hưởng của các dòng mẹ đối với tổ hợp lai thì sử dụng sơ đồ 3 Muốn so sánh tổ hợp lai với bố mẹ thì dùng sơ đồ

2 Để nghiên cứu toàn diện thì dùng sơ đồ 1

Kết quả đánh giá KNKH bằng phương pháp luân giao giúp các nhà nghiên cứu có được những số liệu ở các dòng nghiên cứu, phân nhóm ưu thế lai và sử dụng chúng trong tạo giống, chọn ra những tổ hợp lai tốt phục

vụ cho sản xuất, làm cơ sở để chuẩn đoán một số tính trạng lai đơn, lai kép

ở các bước tiếp theo

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

2.1 Vật liệu, địa điểm, thời gian và điều kiện nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu

* Thí nghiệm 1: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các THL đỉnh: Gồm 20 THL đỉnh và 2 đối chứng là LVN4, LVN99

Bảng 2.1 Các THL được tạo ra bằng phương pháp lai đỉnh

Bảng 2.2 Nguồn gốc 10 dòng thuần và 2 cây thử tham gia thí nghiệm

- LVN4 là giống ngô lai đơn cải tiến giữa 2 dòng thuần DF5 và DF7 do Viện nghiên cứu ngô tạo ra, được khu vực hóa tháng 1/1998 và được công nhận giống quốc gia năm 1999 Giống LVN4 thuộc nhóm chín trung bình, ở phía Bắc vụ Xuân là 115 - 120 ngày, vụ Hè Thu 90 - 95 ngày, vụ Đông 105

115 ngày Chiều cao cây 180 - 200cm, chiều cao đóng bắp 70 - 80cm Bắp dài 17 - 21cm, đường kính bắp 4,5 - 5,0cm, có 12 - 14 hàng hạt, khối lượng

1000 hạt khoảng 290 - 325gam Hạt màu vàng, bán răng ngựa Năng suất trung bình 50 - 55 tạ/ha, thâm canh tốt có thể đạt 65 - 70 tạ/ha Giống LVN4 chịu hạn khá, chịu rét tốt và nhiễm sâu bệnh nhẹ

- LVN99 là giống lai đơn giữa dòng mẹ và bố được rút ra từ các giống

lai ưu tú nhập nội có nguồn gốc nhiệt đới, được công nhận giống quốc gia năm 2004 LVN99 thuộc nhóm có thời gian sinh trưởng trung bình sớm, thời

gian sinh trưởng ở phía Bắc vụ Xuân 115 - 120 ngày, vụ Thu 90 - 95 ngày, vụ Đông 95 - 100 ngày Chiều cao cây 200 - 210 cm, chiều cao đóng bắp 90 - 100cm, lá nhỏ, thoáng, bắp hình trụ dài 18 - 20 cm, đầu múp, kín lá bi, số hàng hạt 14 -16, hạt bán đá, sâu cay, màu vàng cam đẹp Năng suất trung bình

60 -70 tạ/ha, thâm canh có thể đạt 90 tạ/ha Giống chống sâu bệnh tốt đặc biệt với sâu đục thân và bệnh khô vằn, chống đổ tốt, chịu hạn khá Cả hai giống ngô này đang được trồng phổ biến tại các tỉnh miền núi Đông Bắc

* Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các THL luân giao: Gồm 15 THL luân giao và 2 đối chứng là LVN4, LVN99

Bảng 2.3 Các THL được tạo ra bằng phương pháp lai luân giao

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu

- Thí nghiệm so sánh các THL đỉnh và THL luân giao được tiến hành tại khu ruộng 0,76 ha trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên

2.1.3 Thời gian nghiên cứu

- Thí nghiệm 1: So sánh các THL tạo ra bằng phương pháp lai đỉnh được tiến hành vụ Xuân 2009: Gieo ngày 6/2

- Thí nghiệm 2: So sánh các THL tạo ra bằng phương pháp lai luân giao được tiến hành vụ Thu 2009; vụ Xuân và Thu 2010

+ Vụ Thu 2009: Gieo ngày 4/8

+ Vụ Xuân 2010: Gieo ngày 14/2

+ Vụ Thu 2010: Gieo ngày 10/8

2.1.4 Điều kiện đất đai

Các thí nghiệm được bố trí trên loại đất cát pha, thành phần cơ giới nhẹ

đại diện cho các tỉnh vùng núi Đông Bắc

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các THL tạo ra bằng phương pháp lai đỉnh

Khảo nghiệm so sánh đánh giá 20 THL đỉnh với đối chứng LVN4 và LVN99, tiến hành vụ Xuân 2009

2.2.2 Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các THL tạo ra bằng phương pháp lai luân giao

- Khảo nghiệm so sánh 15 THL triển vọng IL2 x IL3, IL2 x IL5, IL2 x IL6, IL2 x IL8, IL2 x IL11, IL3 x IL5, IL3 x IL6, IL3 x IL8, IL3 x IL11, IL5 x IL6, IL5

x IL8, IL5 x IL11, IL6 x IL8, IL6 x IL11, IL8 x IL11 với đối chứng LVN4 và

LVN99 Thí nghiệm được tiến hành vụ Thu 2009; vụ Xuân và Thu 2010

- Đánh giá khả năng kết hợp ở tính trạng năng suất của các dòng Trên

cơ sở đó chọn ra tổ hợp lai ưu tú

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thí nghiệm

2.3.1.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm trên đồng ruộng

Thí nghiệm đánh giá THL đỉnh và lai luân giao được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn thiện với 3 lần nhắc lại, diện tích ô là 14m2, mỗi ô gồm 4 hàng, mỗi hàng dài 5 m với khoảng cách 70 x 25 cm Mọi chỉ tiêu theo dõi đánh giá được thực hiện ở 2 hàng giữa của ô

2.3.1.2 Quy trình kỹ thuật

Tiến hành theo Quy trình Khảo nghiệm ngô Quốc tế của CIMMYT; Quy phạm khảo nghiệm giống ngô Quốc gia số 10 TCN 341 – 2006; Quy trình khảo nghiệm của Viện nghiên cứu ngô

15 cm rồi bón và lấp kín phân kết hợp vun nhẹ

* Chăm sóc:

+ Giai đoạn cây con tiến hành xới xáo, tưới nước duy trì độ ẩm đất 70 - 80% + Khi ngô được 3 - 4 lá: Xới vun nhẹ quanh gốc kết hợp bón thúc lần 1, tưới nước (để đất đủ ẩm 70 – 80%) và tỉa định cây

+ Khi ngô được 7 - 9 lá: Xới xáo diệt cỏ dại kết hợp bón thúc lần 2 tưới nước (để đất đủ ẩm 70 – 80%) và vun cao chống đổ

+ Trước trỗ 7 – 10 ngày: Bón nốt lượng phân còn lại kết hợp vun nhẹ và tưới nước (để đất đủ ẩm 70 – 80%)

Tưới nước: Phải giữ cho đất đủ ẩm (khoảng 70 – 80% độ ẩm tối đa đồng ruộng) ở 3 thời kỳ: Khi ngô 6 – 7 lá, khi ngô xoáy nõn và khi ngô thụ phấn xong – chín sữa

Chú ý: Cần tưới đồng đều, sau khi tưới hoặc khi mưa phải thoát hết nước đọng trong ruộng

* Phòng trừ sâu bệnh: Chỉ phun thuốc khi đến ngưỡng phòng trừ theo hướng dẫn chung của ngành Bảo vệ Thực vật

* Thu hoạch: Khi ngô chín sinh lý (khi chân hạt có vết đen hoặc 75% số cây

có lá bi khô) thì thu hoạch, tuy nhiên nếu thời tiết không cho phép có thể thu hoạch muộn hơn

2.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi

- Các chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm được tiến hành theo hướng dẫn, đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm so sánh giống ngô của CIMMYT (CIMMYT, 1985) [24], Viện nghiên cứu Ngô, Quy phạm khảo nghiệm giống ngô Quốc gia số 10TCN 341 – 2006 (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2006) [2]

2.3.2.1 Chỉ tiêu sinh trưởng

+ Ngày mọc: Được tính khi có 75% số cây mọc trên ô

+ Ngày tung phấn: Ghi số ngày từ khi gieo hạt đến khi có >70% số cây/ô tung phấn (khi những bao phấn ở 1/3 phía trên bông cờ tung phấn thì coi cây

đó đã tung phấn)

+ Ngày phun râu: Ghi số ngày từ khi gieo đến khi có >70% số cây trong

ô phun râu (tính những cây có râu dài 2 - 3cm)

+ Ngày chín sinh lý (TGST): Ghi số ngày từ khi gieo hạt đến khi có khoảng 70% số bắp trên ô có chấm đen ở chân hạt hoặc 75% số cây có lá bi khô

2.3.2.2 Chỉ tiêu hình thái

+ Chiều cao cây (cm): Chọn 10 cây ngẫu nhiên (trừ cây đầu hàng) đo sau

khi ngô trỗ cờ 2 tuần, đo từ gốc sát mặt đất đến điểm phân nhánh cờ đầu tiên

+ Chiều cao đóng bắp (cm): Trên 10 cây đã đo chiều cao cây, xác định chiều cao đóng bắp bằng cách đo từ gốc sát mặt đất đến đốt mang bắp trên cùng (bắp thứ nhất)

+ Số lá thật trên cây (lá): Đếm số lá trên cây, để xác định chính xác đánh dấu lá thứ 5, thứ 10

+ Diện tích lá/cây: Đo diện tích lá khi cây thụ phấn thụ tinh xong tiến hành đo chiều dài và chiều rộng của tất cả lá trên cây Sau đó áp dụng công thức tính diện tích lá của Montgomery (1960):

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

Chỉ số diện tích lá (m2 lá/m2 đất) = m2 lá/ cây x số cây/ m2 đất

+ Trạng thái cây (điểm): Đánh giá vào giai đoạn lá bi chuyển màu vàng, khi cây còn xanh và bắp đã phát triển đầy đủ Ở mỗi ô đánh giá các đặc tính như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, độ đồng đều của các cây, thiệt hại do sâu, bệnh và đổ gẫy theo thang điểm từ 1 – 5 (điểm 1: tốt, điểm 2: khá, điểm 3: trung bình, điểm 4: kém, điểm 5: rất kém)

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

+ Độ bao bắp: Đánh giá trước khi thu hoạch 1 - 3 tuần theo thang điểm: Điểm 1: Rất tốt, lá bi kín đầu bắp và vượt khỏi bắp

Điểm 2: Tốt, lá bi bao kín đầu bắp

Điểm 3: Lá bi không bao chặt đầu bắp

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

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

2.3.2.3 Chỉ tiêu chống chịu

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

và trước khi thu hoạch

+ Đổ rễ (%): Tính % số cây nghiêng 30o trở lên so với chiều thẳng đứng của cây

+ Gẫy thân (%): Tính % số cây bị gẫy ở đoạn thân phía dưới bắp

- Chỉ tiêu về chống chịu sâu bệnh:

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

Điểm 1: < 5% số cây bị sâu hại

Điểm 2: 5 - <15% số cây bị sâu hại

Điểm 3: 15 - <30% số cây bị sâu hại

Điểm 4: 30 - <50% số cây bị sâu hại

Điểm 5: >50% số cây bị sâu hại

+ Bệnh đốm lá, bệnh khô vằn, bệnh gỉ sắt: Điểm từ 1 - 5, theo dõi vào hai thời kỳ trước và sau trỗ cờ (chủ yếu là sau trỗ cờ)

Điểm 0: Không bị bệnh

Điểm 1: Rất nhẹ (1 – 10% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

Điểm 2: Nhiễm nhẹ (11 - 25% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

Điểm 3: Nhiễm vừa (26 - 50% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

Điểm 4: Nhiễm nặng (51 - 75% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

Điểm 5: Nhiễm rất nặng (> 75% diện tích lá, bẹ lá bị bệnh)

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

+ Số hạt trên hàng: Được đếm trên hàng hạt có chiều dài trung bình

+ Khối lượng 1000 hạt (gam): Ở ẩm độ 14% lấy 2 mẫu, mỗi mẫu 500 hạt, cân khối lượng của 2 mẫu, nếu khối lượng của mẫu nặng trừ đi khối lượng của mẫu nhẹ <5% so với khối lượng trung bình của 2 mẫu, ta có khối lượng 1000 hạt bằng tổng khối lượng của 2 mẫu Nếu sức chênh lệch nhau giữa hai mẫu >5% thì phải đếm hạt cân lại

+ Độ ẩm hạt khi thu hoạch (%): Tẽ hạt của 10 bắp /ô, lấy 140 gam để đo độ ẩm + Tỷ lệ hạt trên bắp khi thu hoạch (%): Mỗi ô thí nghiệm lấy trung bình

NSTT: Năng suất thực thu

Ao : Độ ẩm hạt khi thu hoạch

14: Độ ẩm tiêu chuẩn hạt

S ô: Diện tích ô thí nghiệm (m2)

P bắp tươi/ô: Khối lượng bắp tươi trên ô (kg)

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các tổ hợp lai (THL) tạo ra bằng phương pháp lai đỉnh tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên

Khi tạo dòng tự phối có rất nhiều dòng được tạo ra (từ vài trăm tới vài nghìn dòng), công việc tự phối rất lớn và phức tạp Tuy nhiên chỉ một số ít trong số các dòng tạo ra có khả năng cho ưu thế lai Vì thế việc loại bỏ sớm các dòng không có khả năng cho ưu thế lai sẽ rất có ích, vừa giảm bớt công sức vừa nâng cao hiệu quả chọn giống Phương pháp thử khả năng phối hợp cho phép loại bỏ các dòng không có khả năng cho ưu thế lai

Trên cơ sở nghiên cứu đặc điểm của các dòng, việc sử dụng phương pháp lai đỉnh để đánh giá khả năng kết hợp của các dòng đạt hiệu quả cao trong công tác tạo giống, khi mà số dòng lớn không thể tiến hành lai bằng phương pháp lai luân giao được Để thử khả năng phối hợp chung, các dòng thử đều được đem lai với một vật liệu thử theo phương pháp lai đỉnh (Top cross)

Vật liệu thử (Tester) luôn được dùng làm mẹ và được thụ phấn của dòng định thử Như vậy vừa có thể làm tự phối vừa lai thử khả năng phối hợp

dễ dàng Việc nghiên cứu về các tính trạng của các THL trong thử khả năng phối hợp có ý nghĩa quan trọng trong việc chọn ra các dòng ưu tú nhất

3.1.1 Các giai đoạn sinh trưởng và phát dục chính của các THL

Thời gian sinh trưởng là một trong những đặc tính di truyền của cây Tuy nhiên thời gian sinh trưởng cũng biến động theo mùa vụ, điều kiện ngoại cảnh cũng như điều kiện canh tác Theo dõi thời gian sinh trưởng của giống

có ý nghĩa rất quan trọng trong việc lai tạo giống, lựa chọn các giống phù hợp với điều kiện sinh thái của từng vùng, đây là cơ sở để xác định hệ thống cây trồng, bố trí thời vụ và luân canh cây trồng hợp lý, né tránh được các điều kiện ngoại cảnh bất lợi của vùng, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý cho từng giai đoạn sinh trưởng phát triển của ngô

Để hoàn thành chu kỳ sống, cây ngô phải trải qua nhiều thời kỳ sinh trưởng, phát triển tuần tự theo một trật tự nhất định, giai đoạn trước có hoàn thành tốt thì giai đoạn sau cây mới sinh trưởng phát triển tốt và có khả năng cho năng suất cao Kết quả nghiên cứu về thời gian sinh trưởng của 20 THL

được trình bày ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Các giai đoạn sinh trưởng và phát dục chính của các tổ hợp lai

đỉnh vụ Xuân năm 2009 tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên

TT THL Thời gian từ gieo đến (ngày)

Trỗ cờ Tung phấn Phun râu Chín sinh lý

3.1.1.1 Thời gian từ gieo đến trỗ cờ, tung phấn, phun râu của các THL

Thời gian từ gieo đến trỗ cờ của 20 THL trong vụ Xuân 2009 biến động

từ 71 – 75 ngày Trong đó THL CT2 x IL2 và CT2 x IL3 trỗ cờ sớm nhất (71 ngày), tương đương với đối chứng 2 (LVN99) Các THL còn lại trỗ mưộn hơn 2 đối chứng (LN4: 70 ngày, LVN99: 71 ngày)

Thời gian từ gieo đến tung phấn của các THL trong vụ Xuân 2009 biến động từ 72 - 77 ngày Trong thí nghiệm THL số 13 (CT2 x IL3) có thời gian

từ gieo đến tung phấn tương đương đối chứng 1 (LVN4: 72 ngày; THL số 12,

14, 16, 17 (CT2 x IL2, CT2 x IL4, CT2 x IL6, CT2 x IL8) bằng đối chứng 2 (LVN99: 73 ngày); các THL còn lại đều có thời gian từ gieo đến tung phấn dài hơn cả hai đối chứng

Thời gian từ gieo đến phun râu của các THL trong vụ Xuân 2009 biến động từ 73 - 78 ngày, tất cả các THL đều có thời gian từ gieo đến phun râu dài hơn đối chứng 1; các THL số 1, 8, 17 (CT1 x IL1, CT1 x IL11, CT2 x IL8) có thời gian từ gieo đến phun râu ngắn hơn đối chứng 2, các THL còn lại đều tương đương hoặc dài hơn đối chứng 2

Thời gian từ tung phấn đến phun râu của các THL biến động từ -3 đến

1 ngày Trong đó 3 THL CT1 x IL1, CT1 x IL11, CT1 x IL52 phun râu trước tung phấn từ 1 – 3 ngày; THL CT2 x IL2 phun râu muộn so với tung phấn 2 ngày Các THL còn lại thời gian này tương đương hoặc chênh lệch nhau 1 ngày, tương đối thuận lợi cho quá trình thụ phấn thụ tinh Theo

Fischer (Fischer, K.S et al., 1989) [21] tại CIMMYT; Singh va Sarkar, K.R.,

1991) [31], Subramanyam (Subramanyam M.,1992) [34] tại Ấn Độ đều cho rằng có mối tương quan trực tiếp giữa khoảng cách tung phấn - phun râu (Anthesis Silking Interval – ASI) với năng suất hạt, các kiểu gen với ASI ngắn có xu hướng ít giảm năng suất trong điều kiện hạn

3.1.1.2 Thời gian sinh trưởng của các THL

Vụ Xuân 2009 thời gian sinh trưởng của các THL biến động từ 110 -

117 ngày và đối chứng 1 là 113 ngày, đối chứng 2 là 111 ngày Trong đó THL

số 6 (CT1 x IL6) có thời gian sinh trưởng ngắn nhất (110 ngày), ngắn hơn so với đối chứng 1 là 1 ngày và đối chứng 2 là 3 ngày; 3 THL tương đương đối chứng 1 và ngắn hơn đối chứng 2; tổ hợp lai CT1x IL5, CT2 x IL1, CT2 x IL2 có thời gian sinh trưởng dài nhất (117 ngày), dài hơn đối chứng 1 là 6 ngày và đối chứng 2 là 4 ngày

Như vậy, các THL đỉnh tham gia thí nghiệm trong vụ Xuân 2009 tại

Đại học Nông lâm Thái Nguyên đều có thời gian sinh trưởng trung bình

3.1.2 Một số đặc điểm hình thái của các THL

Kết quả nghiên cứu về đặc điểm hình thái của các THL trong vụ Xuân

2009 tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên được trình bày ở bảng 3.2

3.1.2.1 Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL

- Chiều cao cây của các THL vụ Xuân 2009 dao động từ 259,9 - 289,7

cm Các tổ hợp lai số 1, 3, 12 (CT1 x IL1, CT1 x IL3, CT2 x IL2) có chiều cao cây tương đương với đối chứng 1 và đối chứng 2 (LVN4: 266,8cm, LVN99: 253,9cm); các tổ hợp lai còn lại đều có chiều cao tương đương hoặc cao hơn đối chứng 1 và cao hơn hẳn đối chứng 2 ở mức độ tin cậy 95%

- Chiều cao đóng bắp của các tổ hợp lai biến động từ 97,0 - 147,6cm và đối chứng 1 là 86,5 cm, đối chứng 2 là 109,1 cm Tổ hợp lai CT2 x IL1, CT2

x IL2, CT2 x IL4 có chiều cao đóng bắp tương đương đối chứng 1 và đối chứng 2, các tổ hợp lại còn lại đều tương đương hoặc cao hơn đối chứng ở mức độ tin cậy 95% Phần lớn các THL có tỷ lệ chiều cao đóng bắp /chiều cao cây khoảng 50%, đây là một đặc tính tốt của giống

3.1.2.2 Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các THL

- Số lá/cây của các THL dao động từ 18,2 – 22,0 lá Trong đó, 3 THL CT2 x IL1, CT2 x IL2, CT2 x IL52 có số lá ít nhất (18,2 – 18,9 lá), tương đương đối chứng 1 (LVN4: 18,6 lá), ít hơn đối chứng 2 (LVN99: 19 lá) Các THL còn lại có số lá nhiều hơn đối chứng 1, tương đương hoặc nhiều hơn đối chứng 2 ở mức độ tin cậy 95%

- Chỉ số diện tích lá của các THL chênh lệch tương đối lớn từ 3,2 – 4,7

m2 lá/ m2 m2 lá/ m2 Trong đó, 3 THL CT1 x IL8, CT1 x IL11, CT2 x IL6 có chỉ số diện tích lá biến động từ 4,0 – 4,2 m2lá/m2đất, cao hơn đối chứng 1 (LVN4: 3,4 m2 lá/m2 đất) và tương đương đối chứng 2 (LVN99: 3,7 m2 lá/m2

đất); 7 THL là CT1 x IL6, CT1 x IL52, CT1 x IL60, CT2 x IL5, CT2 x IL8, CT2 x IL11, CT2 x IL60 có chỉ số diện tích lá biến động từ 4,3 – 4,7 m2 lá/m2

đất, cao hơn cả 2 đối chứng Các THL còn lại có chỉ số diện tích lá tương đương đối chứng 1 và đối chứng 2

Bảng 3.2 Một số đặc điểm hình thái của các tổ hợp lai đỉnh

vụ Xuân năm 2009 tại Đại học Nông lâm Thái Nguyên

cây (cm)

Chiều cao đóng bắp (cm)

Số lá/cây (lá)

CSDTL (m 2 lá/m 2 đất)