Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ)

Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ) Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước (LA tiến sĩ)

LƯU THỊ THANH THẤT

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ LAI CHỊU HẠN

VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO GIỐNG NGÔ LAI MỚI TẠI TỈNH BÌNH PHƯỚC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2017

LƯU THỊ THANH THẤT

NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ LAI CHỊU HẠN

VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO GIỐNG NGÔ LAI MỚI TẠI TỈNH BÌNH PHƯỚC

Ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 62.62.01.10

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Người hướng dẫn khoa học: 1 TS LÊ QUÝ KHA

2 TS PHAN THỊ VÂN

THÁI NGUYÊN - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả các kết quả nghiên cứu và thực nghiệm trong luận án này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Lưu Thị Thanh Thất

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước”, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các cấp lãnh đạo, quý

thầy cô hướng dẫn và các bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến:

- TS Lê Quý Kha - Phó Viện trưởng, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông

nghiệp miền Nam

- TS Phan Thị Vân - Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên

Là hai thầy cô hướng dẫn khoa học giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án tại Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên

- Xin chân thành cảm ơn quý Ban lãnh đạo, tập thể giáo viên khoa Nông học, trường Cao đẳng Công nghiệp cao su đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận án

- Chân thành cảm ơn các em sinh viên lớp CĐ10TT, CĐ11CT, CĐ12 CT, CĐ13 CT, CĐ14 CT và CĐ15CT đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Đào tạo - Đại học Thái Nguyên, Phòng Đào tạo (Bộ phận Sau đại học) - Trường Đại học Nông Lâm và quý thầy cô, các nhà khoa học, các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã động viên cổ vũ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu

Thái Nguyên - 2017

Tác giả luận án

Lưu Thị Thanh Thất

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ xi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Yêu cầu của đề tài 3

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 4

5 Những đóng góp mới của luận án 4

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

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

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam 9

1.2.3 Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Nam bộ và Bình Phước 11

1.3 Những thành tựu trong chọn tạo giống ngô ở Việt Nam 16

1.4 Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô 18

1.4.1 Khả năng thích nghi và chống chịu hạn của cây trồng 18

1.4.2 Tác hại của hạn đối với cây ngô 19

1.4.3 Một số chỉ tiêu liên quan đến chịu hạn ở cây ngô 22

1.4.4 Một số nghiên cứu về hạn đối với cây ngô 23

1.5 Tính ổn định năng suất của giống cây trồng 26

1.6 Kết quả nghiên về cứu mật độ, khoảng cách trồng ngô trên thế giới và Việt Nam 27

1.6.1 Kết quả nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trên thế giới 27

1.6.2 Kết quả nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô ở Việt Nam 29

1.7 Một số kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới và Việt Nam 33

1.7.1 Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới 33

1.7.2 Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô ở Việt Nam 38

1.7.3 Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trong điều kiện khô hạn 42

Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

2.1 Vật liệu nghiên cứu 46

2.2 Nội dung nghiên cứu 48

2.3 Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi 48

2.3.1 Nội dung 1: Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống và tổ hợp lai thí nghiệm 48

2.3.2 Nội dung 2: Đánh giá đặc điểm nông học và tính ổn định năng suất của các giống và tổ hợp lai thí nghiệm 53

2.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu xác định khoảng cách và liều lượng đạm thích hợp cho giống lai đã tuyển chọn 57

2.3.4 Nội dung 4: Xây dựng mô hình trình diễn 60

2.4 Quy trình chăm sóc áp dụng trong các thí nghiệm đồng ruộng 60

2.5 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 61

2.6 Phương pháp xử lý số liệu 62

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63

3.1 Kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống, THL 63

3.1.1 Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống, THL ở thời kỳ cây con 63

3.1.2 Khả năng chịu hạn của giống, THL trong điều kiện tưới và điều kiện gây hạn 68

3.2 Kết quả tuyển chọn giống ngô lai tại tỉnh Bình Phước 86

3.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống, THL 86

3.2.2 Đặc điểm hình thái của các giống, THL thí nghiệm 88

3.2.3 Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú 92

3.2.4 Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp 94

3.2.5 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống, THL 95

3.3 Đánh giá mức độ ổn định năng suất của các giống, THL 102

3.4 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống ngô LCH9 105

3.4.1 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến các giai đoạn

sinh trưởng của giống LCH9 tại Đồng Xoài 105

3.4.2 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến đặc điểm hình thái của giống LCH9 tại Đồng Xoài 108

3.4.3 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống LCH9 112

3.5 Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú tại huyện Đồng Phú và thị xã Đồng Xoài - tỉnh Bình Phước 127

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 129

1 Kết luận 129

2 Đề nghị 129

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 130

TÀI LIỆU THAM KHẢO 131

PHỤ LỤC

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 ASI : Anthesis silking Interval- chênh lệch thời gian tung phấn -

phun râu

4 CIMMYT Centro International De Mejoramiento de Maíz y Trigo

Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa mì Quốc tế

7 FAOSTAT : Food anh Agriculture Organization Corporate statisticad

database - Dữ liệu thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc

12 IGC : International Grains Council - Hội đồng ngũ cốc quốc tế

13 LSD : Least Significant Difference - Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa

14 M 1000 hạt : Khối lượng 1000 hạt

18 RCBD : Randommized Complete Block Design - khối đầy đủ

ngẫu nhiên

22 USDA : United Stated Degartment of Agriculture - Bộ Nông

nghiệp Mỹ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới (2011- 2016) 6

Bảng 1.2.Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2011 - 2016 9

Bảng 1.3 Tình hình nhập khẩu ngô ở Việt Nam năm 2013-2015 10

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô của các tỉnh Đông Nam Bộ năm 2015 11

Bảng 1.5: Lượng mưa trong các tháng 5,6,10,11 tại Bình Phước 13

Bảng 1.6 Tình hình sản xuất ngô ở Bình Phước giai đoạn 2007 - 2016 15

Bảng 1.7 Ảnh hưởng của quá trình bốc hơi nước đến năng suất ngô 21

Bảng 1.8 Lượng phân N, P, K bón cho ngô tẻ 41

Bảng 2.1 Nguồn gốc vật liệu tham gia thí nghiệm 46

Bảng 3.1 Tỷ lệ nảy mầm và phát triển của mầm ở các giống, THL thí nghiệm trong dung dịch polyethylen glycol 20% 64

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của hạn đến khả năng tích luỹ vật chất khô ở rễ của các giống, THL thí nghiệm 66

Bảng 3.3 Tỷ lệ cây héo, cây phục hồi và chỉ số hạn tương đối của các giống, THL thí nghiệm 67

Bảng 3.4 Các giai đoạn phát dục chính của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài 69

Bảng 3.5 Các giai đoạn phát dục chính của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Phú 69

Bảng 3.6 Chiều cao cây của các giống, THL thí nghiệm trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 71

Bảng 3.7 Chiều cao đóng bắp của các giống, THL thí nghiệm trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 73 Bảng 3.8 Số lá/cây của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 74

Bảng 3.9 Số bắp/cây của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 75

Bảng 3.10 Chiều dài bắp của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013-2014 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 76

Bảng 3.11 Đường kính bắp của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ

Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 77 Bảng 3.12 Số hàng trên bắp của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ

Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 79 Bảng 3.13 Số hạt trên hàng của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn vụ

Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 80 Bảng 3.14 Khối lượng 1000 hạt của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây hạn

vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 81 Bảng 3.15 Suy giảm năng suất thực thu và chỉ số hạn của các giống, THL trong điều

kiện tưới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 84 Bảng 3.16 Thời gian sinh trưởng của các giống, THL vụ Hè Thu, Thu Đông

2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 87 Bảng 3.17 Chiều cao cây của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè

Thu và Thu Đông 2013 88 Bảng 3.18 Chiều cao đóng bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú

vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 90 Bảng 3.19 Số lá trên cây của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè

Thu và Thu Đông 2013 91 Bảng 3.20 Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của các giống, THL tại Đồng Xoài, Đồng Phú

vụ Hè thu và Thu đông 2013 93 Bảng 3.21 Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống, THL trong

vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 94 Bảng 3.22 Chiều dài bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè

Thu và Thu Đông 2013 96 Bảng 3.23 Đường kính bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ

Hè Thu và Thu Đông 2013 97 Bảng 3.24 Đặc điểm hình thái bắp của các giống, THL trong vụ Hè Thu và Thu

Đông năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 98 Bảng 3.25 Khối lượng 1000 hạt của các giống, THL trong vụ Hè Thu và Thu

Đông 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phù - Bình Phước 100

Bảng 3.26 Năng suất thực thu của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú

vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 101 Bảng 3.27 Năng suất thực thu của các giống, THL qua các điểm khảo nghiệm tại

Bình Phước 103 Bảng 3.28 Kết quả phân tích ổn định năng suất của 13 giống, THL qua 5 điểm khảo

nghiệm tại Bình Phước, vụ Hè Thu 2013 104 Bảng 3.29 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến các giai đoạn

sinh trưởng của giống ngô LCH 9 trong vụ Hè Thu 2014 tại Đồng Xoài 106 Bảng 3.30 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến thời gian sinh

trưởng của giống ngô LCH 9 trong vụ Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 107 Bảng 3.31: Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến đặc điểm

hình thái của giống LCH 9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 108 Bảng 3.32: Ảnh hưởng tương tác giữa khoảng cách trồng và liều lượng đạm đền đặc

điểm hình thái của giống LCH9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 109 Bảng 3.33: Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến số bắp trên

cây, chiều dài, đường kính bắp của giống LCH 9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 112 Bảng 3.34: Ảnh hưởng tương tác giữa khoảng cách trồng và liều lượng đạm đền

số bắp trên cây, chiều dài và đường kính bắp của giống LCH9 tại Đồng Xoài 113 Bảng 3.35: Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến số hàng trên

bắp, số hạt trên hàng và khối lượng 1000 hạt của giống LCH 9 vụ Hè Thu

và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 116 Bảng 3.36: Ảnh hưởng tương tác giữa khoảng cách trồng và liều lượng đạm đền

số hàng/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt của giống LCH9 tại Đồng Xoài 117 Bảng 3.37: Ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến năng suất

thực thu của giống LCH 9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 121

Bảng 3.38: Ảnh hưởng tương tác giữa khoảng cách cây (C) và liều lượng đạm (N) đền

năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 124 Bảng 3.39: Ảnh hưởng tương tác giữa khoảng cách trồng và liều lượng đạm đền

năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 125 Bảng 3.40 Năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông năm

2015 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 127 Bảng 3.41 Hiệu quả kinh tế của mô hình trồng giống LCH9, CP888 trong vụ Hè

Thu và Thu Đông năm 2015 tại Đồng Xoài và Đồng Phú 128

DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Hình 3.1 Sự phát triển mầm, rễ của các giống LCH9, VS71B, VS26 trong dung

dịch PEG 20% 65 Biểu đồ 3.1 Năng suất thực thu của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây

hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài 82 Biểu đồ 3.2 Năng suất thực thu của các giống, THL trong điều kiện tưới và gây

hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Phú 83Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng của tương tác giữa khoảng cách hàng (H) với khoảng

cách cây (C) đến năng suất của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài 122Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng của tương tác giữa khoảng cách hàng (H) với liều lượng

đạm (N) đến năng suất của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông

2014 tại Đồng Xoài 123

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cây ngô (Zea may L.) là một trong những cây ngũ cốc quan trọng cung cấp

lương thực cho người và thức ăn cho gia súc Ngô là nguyên liệu cho các nhà máy chế biến lương thực - thực phẩm - dược phẩm và năng lượng sinh học Ngô là mặt hàng nông sản xuất khẩu thu về ngoại tệ cho nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ

Với giá trị kinh tế cao và khả năng thích ứng rộng, cây ngô đã được trồng ở hầu hết các vùng trên thế giới Năm 2014, diện tích trồng ngô trên thế giới đạt 183,32 triệu

ha, năng suất trung bình đạt 55,7 tạ/ha, tổng sản lượng đạt 1021,62 triệu tấn Trong đó,

Mỹ là nước có diện tích lớn nhất với 33,7 triệu ha, năng suất bình quân đạt 100,73 tạ/ha và sản lượng đạt 361,09 triệu tấn chiếm 35,34% tổng sản lượng ngô toàn thế giới (FAO, 2015)[145]

Ở nước ta những năm gần đây, sản xuất ngô đã có nhiều thay đổi Việc sử dụng các giống ngô lai trong sản xuất, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến đã góp phần nâng cao năng suất và sản lượng ngô Tuy nhiên năng suất ngô trung bình ở nước ta vẫn còn thấp so với trung bình trên thế giới và trong khu vực Năm 2014 năng suất ngô của Việt Nam đạt 44,1 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2016) [153] chỉ bằng 71,8% năng suất ngô của Trung Quốc, 43,78 % của Mỹ và 79,17 % năng suất trung bình của thế giới (FAO, 2015) [145] Theo chiến lược của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam cần đạt 8 -

9 triệu tấn/năm để đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nước và từng bước tham gia xuất khẩu Để sản xuất ngô của Việt Nam theo kịp các nước trong khu vực và đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước cần phát triển sản xuất ngô theo 2 hướng: mở rộng diện tích và tăng năng suất Tuy nhiên mở rộng diện tích trồng ngô là bài toán rất khó khăn do diện tích sản xuất nông nghiệp hạn chế và phải cạnh tranh với nhiều loại cây trồng khác, cho nên để tăng sản lượng phương án tối ưu là tăng năng suất Trong giải pháp tăng năng suất thì giống được coi là hướng đột phá có ý nghĩa quyết định

Bình Phước là một trong các tỉnh ở miền Đông Nam Bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam cùng với các tỉnh: Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Bình Dương, Tây Ninh, Long An, Tiền Giang, là cửa ngõ của vùng với Tây Nguyên và Đông Bắc Campuchia

Sản xuất ngô ở Bình Phước, năm 2014 đạt diện tích là 4.900 ha, năng suất 36,1 tạ/ha và sản lượng 17.700 tấn (Tổng cục thống kê, 2016)[153] Nếu so với năng suất ngô trung bình của cả nước (44,1 tạ/ha) hay năng suất ngô trung bình của vùng Đông Nam Bộ (59,5 tạ/ha) thì năng suất ngô của tỉnh Bình Phước trong năm 2014 đều thấp hơn rất nhiều (bằng 81,86% so với năng suất chung của cả nước và chỉ bằng 60,67 % năng suất ngô trung bình của vùng Đông Nam Bộ)

Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bình Phước (2015) [24],

cơ cấu giống ngô tại tỉnh Bình Phước còn hạn chế, các giống ngô đang được trồng phổ biến là LVN10, CP 888, VL 222, R49 những giống này hầu hết là những giống cũ, năng suất thấp, khả năng chịu hạn kém Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh giống

có vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất Ngô Hữu Tình (2003)[31] đã khẳng định giống tốt có thể cải thiện năng suất từ 20 - 25%, đồng thời kết quả nghiên cứu của Trường Đại học Minnesota (2012) [158] cho thấy giống có thể góp phần làm tăng năng suất ngô

từ 37 – 64%

Do nằm trong vùng mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo gió mùa, nên khí hậu của Bình Phước khá phức tạp, được chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 - 11, chiếm 85-90% tổng lượng mưa cả năm, tháng

có lượng mưa lớn nhất 376 mm (tháng 7) Lượng mưa bình quân hàng năm biến động

từ 2045 - 2325 mm Mùa khô từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 10 - 15% tổng lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa ít nhất là tháng 1- 3 Tại Bình Phước ngô được trồng hai vụ chính là vụ Hè Thu và Thu Đông Mặc dù được trồng trong điều kiện mùa mưa, tuy nhiên trong quá trình sinh trưởng, cây ngô vẫn có thể gặp phải những giai đoạn hạn cục bộ làm ảnh hưởng đến năng suất như vụ

Hè Thu thường gặp hạn ở giai đoạn nảy mầm và phát triển của cây con làm giảm tỷ lệ nảy mầm và giảm chiều cao cây do giảm chiều dài của lóng Vụ Thu Đông hạn thường

ảnh hưởng đến giai đoạn trỗ cờ do vậy sẽ ảnh hưởng nhiều đến quá trình thụ phấn, thụ tinh, do đó sẽ ảnh hưởng đến năng suất

Đối với kỹ thuật canh tác trong sản xuất ngô tại Bình Phước, mật độ trồng được khuyến cáo cho tất cả các loại giống là 5,7 vạn cây/ha (70 x 25 cm) Nhưng thực tế, mỗi giống có đặc điểm hình thái khác nhau và xu hướng của các nhà chọn giống hiện nay là chọn giống có thế lá đứng, do đó việc nghiên cứu tăng mật độ trồng là một trong những biện pháp góp phần nâng cao năng suất ngô

Đối với chế độ bón phân, mức phân bón cho ngô đang được khuyến cáo trên các loại đất tại tỉnh Bình Phước là 150-170 kg N; 80-90 kg P2O5; 90 kg K2O trên ha (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2011)[6] Tuy nhiên trong thực tế, lượng phân bón cho ngô còn thấp hơn so với khuyến cáo, đặc biệt là phân đạm nên đã hạn chế rất nhiều đến năng suất ngô

Hiện nay, nhu cầu sử dụng ngô làm lương thực và phục vụ chăn nuôi ở Bình Phước rất lớn nên việc tuyển chọn ra những giống ngô mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu hạn và ổn định năng suất là hướng ưu tiên hàng đầu trong việc nghiên cứu tuyển chọn giống ngô ở tỉnh Bình Phước

Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước”

đã được thực hiện

2 Mục đích nghiên cứu

Tuyển chọn được giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn định, khả năng chịu hạn tốt và xác định được khoảng cách trồng, liều lượng đạm thích hợp cho giống mới phù hợp với điều kiện sản xuất tại tỉnh Bình Phước

3 Yêu cầu của đề tài

- Nghiên cứu khả năng chống chịu hạn của các giố ng và tổ hợp ngô lai thí nghiệm

- Đánh giá khả năng sinh trưởng - phát triển và tính ổn định năng suất của các giống và tổ hợp ngô lai thí nghiệm tại Bình Phước

- Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách trồng và liều lượng đạm đến sinh trưởng, phát triển và của giống tuyển chọn được

- Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của giống ưu tú với kỹ thuật đã nghiên cứu trong mô hình trình diễn tại Bình Phước

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

5 Những đóng góp mới của luận án

Đã xác định được hai giống LCH9 và AG89-TB15 có năng suất cao, chịu hạn tốt phục vụ cho sản xuất ngô của tỉnh Bình Phước

Đã xác định được mật độ trồng và tổ hợp phân bón thích hợp cho giống LCH9 để phát triển ra sản xuất tại tỉnh Bình Phước

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hóa nên diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp vì vậy tăng sản lượng cây trồng theo hướng mở rộng diện tích trồng là điều rất khó khăn Do đó, giải pháp phát triển sản xuất ngô theo hướng sử dụng giống có năng suất ngô cao, ổn định là giải pháp được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu

Hạn là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng rất lớn đến năng suất ngô Hạn ở bất cứ giai đoạn sinh trưởng nào của cây ngô cũng có thể gây ảnh hưởng đến năng suất, tuy nhiên nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh giai đoạn cây con và giai đoạn trỗ là hai giai đoạn cây ngô mẫn cảm nhất với hạn, trong đó một lượng lớn năng suất giảm là do ngô gặp hạn trong giai đoạn trỗ và thậm chí trong thời kỳ trỗ nếu hạn xảy ra nghiêm trọng ngô có thể không cho thu hoạch (Westgate and Boyer, 1986; Denmead and Shaw, 1960)[135][75] Chính vì vậy để chọn được các giống có khả năng chịu hạn, hai giai đoạn được quan tâm trong quá trình nghiên cứu là giai đoạn cây con và giai đoạn trỗ Ở Bình Phước, thời gian từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau là giai đoạn có lượng mưa ít nhất trong năm Do đó, để đánh giá được phản ứng của các giống, THL thí nghiệm với điều kiện hạn, nghiên cứu được thực hiện

ở vụ Đông Xuân

Giống cây trồng có quan hệ mật thiết với môi trường sống Giống chỉ có thể phát huy được tính ưu việt trong điều kiện trồng trọt phù hợp Chính vì vậy, trước khi đưa giống vào sản xuất tại một vùng nào đó cần phải tiến hành khảo nghiệm ở các mùa vụ khác nhau Ngoài ra, để phát huy được tiềm năng năng suất của giống phải yêu cầu những biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp Trong các biện pháp kỹ thuật canh tác, mật độ và phân bón là hai yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất của giống Mật độ trồng liên quan đến khoảng cách hàng và khoảng cách cây, lựa chọn được khoảng cách hàng, khoảng cách cây hợp lý sẽ giúp cho quá trình quang hợp của cây diễn ra thuận

lợi hơn Trong các yếu tố dinh dưỡng, đạm là nguyên tố ảnh hưởng rất lớn đến năng suất ngô, đặc biệt trên đất nghèo đạm Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng giữa mật độ trồng và lượng phân bón cần thiết cho quá trình sinh trưởng – phát triển của cây ngô

có sự tương tác với nhau, khi mật độ trồng tăng thì nhu cầu dinh dưỡng của quần thể cũng tăng Tuy nhiên mối quan hệ này chỉ đạt đỉnh cao ở một giới hạn nhất định tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác Vì vậy nghiên cứu tương tác giữa khoảng cách trồng và liều lượng đạm cho giống mới trước khi phát triển ra sản xuất là điều rất cần thiết Để đảm bảo độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu, thí nghiệm được thực hiện ở nhiều vụ và các địa điểm khác nhau

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

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới

* Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay, nhất là trong hơn 40 năm gần đây Ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu do được ứng dụng rộng rãi công nghệ trong chọn tạo giống, kỹ thuật nông học tiên tiến và những thành tựu của các ngành khoa học khác như công nghệ sinh học, công nghệ chế biến và bảo quản, cơ khí hoá, công nghệ tin học vào sản xuất

Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới (2011- 2016)

(Triệu ha)

Năng suất (Tạ/ha)

Sản lượng (Triệu tấn)

Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới nhìn chung có sự tăng trưởng không ngừng từ năm 2011 đến nay So với năm 2011, năm 2016 diện tích đạt 177,61 triệu ha (tăng 3,01 %), năng suất đạt 54,1 tạ/ha (tăng 4,81 %) và sản lượng đạt 960,73 triệu tấn (tăng 7,59 %) Dự kiến năm 2050, sản lượng ngô sẽ đạt 1.343 triệu tấn, diện tích thu hoạch đạt 156 triệu ha và năng suất là 86 tạ/ha (Deepak

K Ray và cộng sự, 2013)[74]

Có thể nói, thành tựu có ý nghĩa quyết định đến sự gia tăng sản lượng ngô trên thế giới là việc lai tạo và sử dụng giống ngô lai Ngô lai là một trong những thành tựu tạo giống cây trồng lớn nhất của loài người, đóng góp vào việc giải quyết nạn đói ở các nước đang phát triển vùng châu Á, châu Phi và châu Mỹ La Tinh (Nguyễn Thế Hùng, 2002)[14]

Nếu xét về sản lượng, Mỹ là nước có sản lượng ngô đạt cao nhất thế giới Năm

2016, sản lượng ngô của Mỹ là 345,51 triệu tấn, chiếm 35,96 % tổng sản lượng của thế giới, năng suất trung bình đạt 105,7 tạ/ha, gấp 1.95 lần năng suất trung bình của thế giới Trung Quốc là nước có diện tích trồng ngô đứng đầu thế giới, năm 2016 diện tích trồng ngô của Trung Quốc là 38,12 triệu ha, chiếm 21,46 % diện tích trồng ngô toàn thế giới (USDA, 2016)[161] Theo Family Corn Farmers (2013) [83] năng suất ngô của Mỹ có thể tăng thêm 40% trước năm 2020 và đạt khoảng 190 tạ/ha vào năm 2030 Tuy nhiên nếu xét về năng suất thì Isarel là quốc gia có năng suất ngô cao nhất thế giới đạt 340,98 tạ/ha, cao gấp 6,12 lần so với năng suất trung bình của thế giới (FAO, 2015)[145]

* Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới

Tổng sản lượng ngô tiêu thụ nội địa trên thế giới rất lớn, trung bình hàng năm đều trên 700 triệu tấn Năm 2011, lượng ngô tiêu thụ ở Mỹ chiếm 85% tổng sản lượng ngô sản xuất trong nước và chiếm 34,45% lượng ngô tiêu thụ nội địa của thế giới Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA, 2014)[160] trong niên vụ 2014/15, nhu cầu tiêu thụ nội địa của ngô trên thế giới có thể lên đến 967,52 triệu tấn, Mỹ là nước có nhu cầu tiêu thụ nội địa lớn nhất (296,81 triệu tấn) chiếm 30,68% nhu cầu tiêu thụ nội địa toàn thế giới

Theo USDA & ProExporter Network (2014) [159], tổng sản lượng ngô tại Mỹ trong năm 2013 - 2014 được báo cáo là 330,6 triệu tấn, trong đó 27,3% sản lượng dùng để sản xuất ethanol và những sản phẩm khác

Theo IGC (2016)[147], ước trong niên vụ 2016/17, tính đến 26/5 thì sản lượng ngô thế giới đạt 1003 triệu tấn, tồn kho từ niên vụ trước là 205 triệu tấn, trong đó dùng cho buôn bán là 129 triệu tấn, và dùng cho tiêu thụ là 1003 triệu tấn

Theo dự báo của công ty Monsanto, vào năm 2030 nhu cầu ngô thế giới tăng 81% so với năm 2000 (từ 608 triệu tấn lên 1.098 triệu tấn (Monsanto, 2007)[107] Trong mùa vụ 2014/15, tổng lượng ngô nhập khẩu của châu Phi đạt 17 triệu tấn, tăng khoảng 300 nghìn tấn so với năm trước, tăng nhiều nhất ở Ai Cập và Ma-rốc, trong khi đó ở Kenya và Zimbabwe lượng ngô nhập khẩu giảm Tại khu vực châu Mỹ La-tinh và vùng Ca-ri-bê, Mê-xi-cô là nước nhập khẩu ngô lớn thứ hai trên thế giới chỉ sau Nhật Bản Năm 2014, Mê-xi-cô nhập khẩu khoảng 11 triệu tấn ngô, tăng 500 nghìn tấn so với năm 2013 (Cục xúc tiến thương mại, 2014) [141]

Lượng ngô xuất khẩu trên thế giới trung bình hàng năm khoảng trên 100 triệu tấn Trong đó, lượng ngô xuất khẩu của Mỹ niên vụ 2014/15 chiếm 37,38% tổng sản lượng xuất khẩu của thế giới, các nước còn lại chiếm 62,62 % (USDA, 2014)[160] Braxin là nước đứng thứ 3 trên thế giới về sản xuất ngô với diện tích gieo trồng đạt 15,12 triệu ha, sản lượng hơn 82 triệu tấn Sản phẩm ngô chủ yếu đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa dùng chế biến làm thực ăn chăn nuôi Dự báo vào năm 2019/2020, sản lượng ngô của Braxin tăng lên tới 70,12 triệu tấn/ năm và tiêu dùng nội địa đạt khoảng 56,20 triệu tấn, xuất khẩu đạt khoảng từ 12,6 tới 19 triệu tấn/năm Hơn chục năm gần đây Braxin là một trong số các nước hàng đầu về sản xuất và xuất khẩu ngô Trong 11 tháng đầu năm 2014, Braxin xuất khẩu 17,2 triệu tấn ngô, giảm 26,7% so với cùng kỳ năm 2013 do hạn hán kéo dài Thị trường xuất khẩu ngô chủ yếu của Braxin là Iran chiếm 26,5%, tiếp theo là Việt Nam, Hàn Quốc, Ai Cập, Indonexia, Đài Loan, Malaixia, Nhật Bản, Maroc, Tiểu Vương quốc Ả Rập Trong năm 2014, Braxin xuất khẩu sang Việt Nam 2,957 triệu tấn đạt giá trị 725,5 triệu USD (Bộ Công thương, 2015)[139]

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam

* Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Sản xuất ngô của Việt Nam thực sự phát triển từ năm 1990, khi ngô lai được đưa vào sản xuất Việt Nam đã trở thành một trong những nước phát triển ngô lai nhanh nhất ở khu vực Đông Nam Á Năm 2014, năng suất ngô của Việt Nam đạt 44,1 tạ/ha, tương đương năng suất ngô trung bình của cả khu vực Đông Nam Á (42,3 tạ/ha), diện tích là 1,2 triệu ha chiếm 12,4% tổng diện tích toàn khu vực Đông Nam Á và sản lượng là 5,2 triệu tấn chiếm xấp xỉ 13% tổng sản lượng cả khu vực (Tổng cục thống

kê, 2016; FAO, 2015)[153][145]

So với năm 1990, diện tích ngô năm 2016 đã tăng 3,01 lần; năng suất tăng 2,96 lần; sản lượng tăng 8,91 lần Tuy vậy, năng suất ngô của Việt Nam năm 2016 (46,0 tạ/ha) vẫn thấp hơn năng suất trung bình thế giới (54,1 tạ/ha)

Bảng 1.2.Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2011 - 2016

(1.000 ha)

Năng suất ( Tạ/ha)

Sản lượng (1.000 tấn)

(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2016; Cục xúc tiến thương mại, 2016) [153][143]

* Tình hình tiêu thụ ngô ở Việt Nam

Ở nước ta, ngô là một trong những cây trồng quan trọng góp phần đảm bảo an ninh lương thực và là nguồn thức ăn chủ yếu phục vụ cho chăn nuôi Năm 2013, giá trị nhập khẩu ngô là 0,67 tỷ USD đạt 0,5% trong tỷ trọng nhập khẩu hàng hóa của Việt

Nam, tăng 34,4% so với năm 2012 Năm 2014, lượng ngô nhập khẩu là 4,79 triệu tấn, tổng giá trị nhập khẩu là 1,22 tỉ USD, tăng 80,8% so với năm 2013 (Tổng cục hải quan, 2014; 2015) [154][155] Sản lượng ngô nhập khẩu của Việt Nam trong mùa vụ 2014/15 ước tăng từ 3,5 triệu tấn lên 4,9 triệu tấn, chủ yếu là do giá ngô tại thị trường Nam Mỹ sụt giảm mạnh Trong mùa vụ 2015/16, Việt Nam sẽ tăng lượng ngô nhập khẩu từ 3 triệu tấn lên 7,3 triệu tấn cũng với lí do trên Sản lượng ngô nhập khẩu mùa

vụ 2016/17 được dự báo sẽ ở mức 6 triệu tấn Trong mùa vụ 2014/15, Việt Nam xuất khẩu sang Trung Quốc khoảng 500.000 tấn ngô Sản lượng ngô Việt Nam xuất sang Trung Quốc thông qua đường biên mậu trong hai mùa vụ 2015/16 và 2016/17 vẫn sẽ giữ vững ở mức 500.000 tấn (Cục xúc tiến thương mại, 2016)[144]

Theo Hiệp hội thức ăn chăn nuôi, trong năm 2013 các doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi nhập khẩu ngô tăng mạnh khiến cho giá ngô trong nước giảm xuống Ngô nhập khẩu được ưa chuộng hơn vì được sấy khô đến mức tối ưu, độ ẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 14-15%, còn ngô sản xuất trong nước thường được các doanh nghiệp thu mua ngay khi thu hoạch với độ ẩm thường là 23-25%, các doanh nghiệp sau khi thu mua về phải bỏ chi phí sấy khô Ngoài ra, công ty chế biến thức ăn chăn nuôi lớn không thể mua ngô trực tiếp từ nông dân, vì không có nhân lực để thu gom từ từng hộ (Viện Khoa học nông nghiệp miền Nam, 2014) [157]

Bảng 1.3 Tình hình nhập khẩu ngô ở Việt Nam năm 2013-2015

Nước

Tháng 5/2013 đến tháng 4/2014

Từ tháng 5/2014 đến tháng 2/2015

Sản lượng ngô nhập khẩu vào Việt Nam chủ yếu từ các nước Ấn Độ, Braxin, Achentina và Hoa Kỳ, trong đó đứng đầu là Braxin trong cả hai niên vụ (927,68 nghìn tấn - niên vụ 2013/14 và 744,16 nghìn tấn - niên vụ 2014/15) (Bảng 1.3)

Tính đến giữa tháng 5 năm 2016, nhập khẩu ngô ở nước ta đã là 2.719,42 tấn với giá trị 535,57 triệu USD (Tổng cục hải quan, 2016)[156] Trong những năm tới, sản xuất ngô ở Việt Nam cần chú trọng rất nhiều vào công tác chọn tạo giống mới và ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật vào trong quá trình sản xuất để nâng cao năng suất đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước

1.2.3 Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Nam bộ và Bình Phước

1.2.3.1 Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Nam Bộ

Đông Nam Bộ là một trong sáu vùng sản xuất ngô chính của cả nước Điều kiện

tự nhiên của Đông Nam Bộ rất thích hợp cho việc trồng ngô : khí hậu ôn hòa , nhiệt độ bình quân hàng năm 25 - 26 °C, lượng mưa cả năm tương đối lớn 1.500 mm - 2.700

mm, ít chịu ảnh hưởng của thiên tai , có hai mùa rõ rệt: mùa khô (tháng 12 - 4) và mùa mưa (tháng 5 - 11); đất đai rộng lớn, có độ phì cao Với diện tích ngô năm 2015 khoảng 79.300 ha (chiếm 6,72 % diện tích trồng ngô trong cả nước ), năng suất đạt 61,7 tạ/ha đứng thứ nhất cả nước, sản lượng đạt 488,9 nghìn tấn (bảng 1.4)

Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô của các tỉnh Đông Nam Bộ năm 2015

(1.000 ha)

Năng suất (Tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Đồng Nai là tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất trong khu vực: 52,2 nghìn ha, Vũng Tàu với diện tích trồng là 15,7 nghìn ha

Đồng Nai cũng là tỉnh có năng suất ngô đạt cao nhất trong khu vực (70,3 tạ/ha), cao hơn năng suất trung bình của cả khu vực 13,94 % và cao hơn năng suất trung bình của cả nước 56,92 % Đây cũng là tỉnh có sản lượng cao nhất (366,9 nghìn tấn), chiếm 75,05% tổng sản lượng toàn khu vực

1.2.3.2 Tình hình sản xuất ngô ở Bình Phước

* Điều kiện thời tiết – khí hậu ở Bình Phước

Bình Phước là một tỉnh nằm trong khu vực Đông Nam Bộ, có tổng diện tích tự nhiên là 6.855,99 km2, có 7 nhóm đất chính với 13 loại đất Theo phân loại, đất chất lượng cao trở lên có 420.213 ha, chiếm 61,17% tổng diện tích đất tự nhiên, đất có chất lượng trung bình là 252.066 ha, chiếm 36,78% diện tích đất tự nhiên và đất có chất lượng kém, hoặc cần đầu tư chỉ có 7.884 ha, chiếm1,15% tổng diện tích đất nông nghiệp Bình Phước nằm trong vùng mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo gió mùa, có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Nhiệt độ bình quân trong năm cao đều

và ổn định từ 25,8 °C - 26,2 °C, Nhiệt độ bình quân thấp nhất 21,5 – 22 °C Nhiệt độ bình quân cao nhất từ 31,7 - 32,2 °C Nhìn chung sự thay đổi nhiệt độ qua các tháng không lớn, song chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm thì khá lớn, khoảng 7 đến 9 °C nhất là vào các tháng mùa khô Nhiệt độ cao nhất vào các tháng 3,4,5 (từ 37-37,2 °C) và thấp nhất vào tháng 12 là 19 °C Lượng mưa bình quân hàng năm biến động từ 2.045 – 2.325 mm Mùa mưa diễn ra từ tháng 5 - 11, chiếm 85 - 90% tổng lượng mưa cả năm, tháng có lượng mưa lớn nhất 376 mm (tháng 7) Mùa khô từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 10 - 15% tổng lượng mưa cả năm (Bộ kế hoạch và đầu tư, 2016)[140]

Trong những năm qua, diễn biến thời tiết rất phức tạp, hạn hán thường xuyên xảy

ra trên khắp cả nước Tại Bình Phước, hạn cục bộ cũng thường xuyên xảy ra, do đó ảnh hưởng đến năng suất của cây trồng ở nhưng nơi hoàn toàn nhờ nước trời Khi theo dõi

diễn biến lượng mưa ở hai thời điểm giao giữa mùa mưa và mùa khô là tháng 5,6; 9, 10

từ năm 2011 – 2015 cho thấy diễn biến lượng mưa ở hai thời điểm này rất phức tạp

Bảng 1.5: Lượng mưa trong các tháng 5,6,10,11 tại Bình Phước

Kết quả theo dõi của Trạm khí tượng thủy văn Đồng Xoài từ năm 2011 – 2015 được thể hiện ở Bảng 1.5 và Phụ lục 2 cho thấy:

Trong tháng 5, mặc dù tổng lượng mưa trong tháng cao (134,6 -311,9 mm) nhưng phân bố không đều, nhìn chung từ đầu tháng cho đến ngày 27 số ngày có lượng mưa ít và không mưa chiếm đa số Năm 2011, số ngày có lượng mưa vừa là 5 ngày (lượng mưa từ 18,0 – 48,9 mm), năm 2012 là 3 ngày (từ 19,4 – 29,5 mm), năm 2013 là

4 ngày (từ 16,4 – 62 mm), năm 2014 là 6 ngày (19,1 – 57,6 mm), năm 2015 là 3 ngày (25,3 – 42 mm), số ngày còn lại trong tháng đều có lượng mưa rất ít hoặc không mưa Lượng mưa trong tháng 6 biến động từ 198,9 – 473,1 mm Mưa trong tháng cũng phân bố không đều theo ngày Trong năm 2012, số ngày mưa ít và không mưa kéo dài liên tục trong 19 ngày (từ ngày mùng 8 đến ngày 26), năm 2013 là 10 ngày (từ ngày mùng 1 đến ngày mùng 10), năm 2014 là 10 ngày (từ mùng 3 đến ngày 13), năm 2015,

số ngày không mưa và mưa it liên tục trong vòng 19 ngày (từ ngày 18/5 đến ngày 5/6) Với diễn biến thời tiết trong tháng 5,6 như vậy sẽ ảnh hưởng rất lớn đến giai đoạn cây con của ngô sản xuất trong vụ Hè Thu tại Bình Phước

Trong giai đoạn 5 năm (2011-2015) chỉ có năm 2014, lượng mưa trong tháng 10,

11 là phân bố tương đối đều, ít xảy ra hạn cục bộ Các năm còn lại đều có những thời

kỳ hạn cục bộ kéo dài Năm 2011, số ngày hạn liên tục kéo dài nhất trong tháng 10,11

là 12 ngày (từ 25/10 đến 7/11), năm 2012 là 22 ngày (từ 13/10 đến 4/11), năm 2013 là

16 ngày (từ ngày 22/10 đến ngày 7/11) và 2015 là 18 ngày (từ ngày 13/10 đến ngày 31/10) Với thời điểm diễn ra hạn cục bộ trong tháng 10, 11 như vậy sẽ trùng với giai đoạn trỗ của cây ngô trồng trong vụ Thu Đông tại Bình Phước

Trước những diễn biến phức tạp của thời tiết, Ủy ban nhân dân tỉnh Bình Phước

đã ban hành Quyết định số: 1485/QĐ-UBND ngày 26/7/2012 về việc phê duyệt kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu của tỉnh Bình Phước giai đoạn 2012 –

2020 trong đó nêu rõ một trong những nhiệm vụ quan trọng là phải Lai tạo được các giống cây trồng, vật nuôi có khả năng chịu hạn, chịu ngập, có sức đề kháng cao với sâu bệnh, đồng thời cho năng suất và sản lượng cao, ổn định (Ủy ban nhân dân tỉnh Bình Phước, 2012)[41]

Như vậy mặc dù thời vụ trồng ngô chủ yếu ở Bình Phước là Hè Thu và Thu Đông (chỉ yếu trong giai đoạn mùa mưa) nhưng do tác động của biến đổi khí hậu nên hạn hán cục bộ rất hay xảy ra Vì vậy tuyển chọn giống có năng suất cao, ổn định, khả năng chịu hạn tốt là phù hợp với thực tế cũng như chủ trương của tỉnh đã đề ra

* Tình hình sản xuất ngô tại Bình Phước

Trong những năm qua, nhìn chung diện tích sản xuất ngô tại Bình Phước có xu hướng giảm (do quá trình đô thị hóa tăng) nhưng do tiếp thu, ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên năng suất ngô của Bình Phước đã được cải thiện đáng kể, vì vậy ít có sự biến động về sản lượng

Năm 2015, năng suất tăng 6,0 tạ/ha so với năm 2007 Tuy nhiên do việc quan tâm đầu tư thâm canh cho cây ngô chưa được chú trọng, thường xảy ra hạn cục bộ, cơ cấu giống còn nghèo, mật độ trồng và lượng phân bón chưa phù hợp nên năng suất của Bình Phước chưa cao, đạt 38,2 tạ/ha (năm 2015), chỉ bằng 85,27 % năng suất ngô trung bình của cả nước và bằng 61,91% năng suất ngô trung bình của khu vực

Bảng 1.6 Tình hình sản xuất ngô ở Bình Phước giai đoạn 2007 - 2016

(1.000 ha)

Năng suất (Tạ/ha)

Sản lượng (1.000 tấn)

Tại Bình Phước, vụ Đông Xuân, do lượng mưa rất nhỏ nên diện tích gieo trồng ngô không đáng kể, tập trung chủ yếu trên đất ruộng lúa bỏ hóa và những khu vực chủ động được nước tưới (năm 2014 là 11,44 %; năm 2015 là 11,62% so với diện tích gieo trồng cả năm) Vụ Hè Thu và Thu Đông là hai vụ có lượng mưa tập trung lớn trong năm, chính vì vậy ở hai vụ này diện tích trồng ngô chiếm tỷ lệ lớn nhất (năm 2014 là 88,56% và năm 2015 là 88,38%)

Định hướng phát triển ngành nông nghiệp của tỉnh Bình Phước là mở rộng các vùng sản xuất ngô hàng hóa, thay đổi cơ cấu giống đưa các giống ngô mới có năng

suất cao vào sản xuất kết hợp các biện pháp canh tác để tăng sản lượng Tuy nhiên quá trình phát triển ngô tại Bình Phước gặp một số khó khăn sau:

Thứ nhất, cơ cấu bộ giống hầu hết là giống cũ hoặc giống nhập nội (LVN10, CP888) nên năng suất thấp;

Thứ hai, đầu tư thâm canh của người dân thấp, ít chú trọng tới thâm canh ngô; Thứ ba, ngô được trồng chủ yếu trên đất đồi, khô hạn thường xảy ra, đặc biệt là hạn giai đoạn trỗ nên ảnh hưởng đến năng suất;

Từ những thực trạng sản xuất ngô và điều kiện tự nhiên, khí hậu của Bình Phước, cần lựa chọn các giống có những đặc điểm sau:

- Có khả năng chịu hạn có thể sinh trưởng phát triển tốt trong điều kiện hạn cục bộ;

- Thời gian sinh trưởng ngắn chủ động hơn trong điều chỉnh mùa vụ và kết thúc chu kỳ sinh trưởng sớm trước khi xảy ra hạn;

- Tiềm năng năng suất cao, ổn định

1.3 Những thành tựu trong chọn tạo giống ngô ở Việt Nam

Năng suất ngô của Việt Nam ngày càng được cải thiện do sự phát triển vượt bậc

về khoa học kỹ thuật, đặc biệt là việc sử dụng giống ngô lai trong sản xuất Sản xuất ngô ở nước ta thực sự có bước đột phá khi chương trình phát triển giống ngô lai thành công (Viện Nghiên cứu Ngô, 1997)[39]

- Giai đoạn từ 1991-1995: Giai đoạn này chủ yếu là lai tạo các giống ngô lai

không qui ước: LS3, LS5, LS6, LS7, LS8, gồm những giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, cho năng suất từ 30 - 70 tạ/ha và đã được mở rộng trên phạm vi toàn quốc Mỗi năm diện tích gieo trồng ngô lai tăng trên 8000 ha, làm tăng năng suất trên 10 tạ/ha so với giống thụ phấn tự do

- Giai đoạn từ 1996 - 2002: Nhờ chính sách đổi mới, được sự quan tâm đầu tư

đúng mức của nhà nước và sự phát huy nội lực cao độ của những người làm công tác chọn tạo giống ngô, công tác chọn giống đã chú trọng đến việc tạo dòng thuần để tạo

ra giống lai quy ước Vì vậy chương trình phát triển giống ngô lai ở Việt Nam đã thu được những kết quả quan trọng, một số giống ngô lai có năng suất cao và thời gian sinh trưởng khác nhau đã được áp dụng vào sản xuất ở tất cả các vùng sinh thái trong

cả nước như LVN4, LVN17, LVN20, LVN25, Cùng với việc chọn tạo giống mới thì công nghệ sản xuất hạt giống lai ngày càng được hoàn thiện, đã tạo cho giống lai của Việt Nam có chất lượng không thua kém các công ty nước ngoài nhưng giá rẻ hơn

- Giai đoạn từ 2003 đến nay: Thông qua dự án “Phát triển giống ngô chịu hạn nhằm cải thiện thu nhập cho nông dân vùng Đông Nam châu Á”(AMNET), chúng

ta đã thu thập được một số nguồn nguyên liệu mới từ CIMMYT và các nước trong khu vực phục vụ cho công tác tạo giống ngô lai Nhiều giống lai có thời gian sinh trưởng khác nhau được chọn tạo bằng phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học đã được áp dụng vào sản xuất ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước Nhờ nguồn nguyên liệu tạo dòng khá phong phú và được thử nghiệm trong nhiều điều kiện sinh thái mùa vụ khác nhau nên các giống ngô lai mới tạo ra có nhiều ưu thế như: chịu hạn, chống đổ, ít nhiễm sâu bệnh, chất lượng tốt, mẫu mã đẹp Điển hình

là các giống LVN98, LVN145 có tỷ lệ 2 bắp/cây cao, màu hạt đẹp, thời gian sinh trưởng ngắn; một số giống cho năng suất cao, chịu hạn tốt, chống chịu sâu bệnh khá, thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau như VN8960, LCH9, LVN14, LVN99, LVN61, LVN66, LVN146 (công nhận chính thức năm 2014), LVN154 (công nhận sản xuất thử),…

Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học tuy chỉ mới bắt đầu khoảng 10 năm trở lại đây nhưng đã thu được kết quả bước đầu đáng khích lệ Viện Nghiên cứu ngô đã hoàn thiện kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và tạo được một số dòng có triển vọng như C156N, C7N, V27, V152, V164, C152N, Việc dùng chỉ thị phân tử trong phân tích đa dạng di truyền trong tập đoàn dòng và một số quần thể đã được Viện triển khai trong thời gian qua Phần lớn các dòng thuần ở Viện đã được phân nhóm ưu thế lai, giúp định hướng chọn tạo giống lai có hiệu quả

Việc kết hợp giữa phương pháp chọn tạo giống truyền thống và công nghệ sinh học bước đầu đã thu được một số kết quả có ý nghĩa và đây là một trong những điều kiện góp phần đưa năng suất ngô trung bình của nước ta lên 55 đến 60 tạ/ha vào năm 2020

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

1.4.1 Khả năng thích nghi và chống chịu hạn của cây trồng

Theo Hoàng Minh Tấn và cộng sự (2006)[26], để thích nghi và chống chịu với điều kiện khô hạn, thực vật có một số đặc tính sau:

Tránh hạn: những thực vật này thường sống ở những sa mạc khô hạn, có thời gian mưa rất ngắn trong năm Hạt của chúng nảy mầm ngay khi bắt đầu có mưa, đất còn ẩm, sau đó, chúng sinh trưởng và phát triển rất nhanh chóng, hình thành hạt rồi chết trước khi mùa khô đến

Giảm khả năng mất nước: Để giảm quá trình thoát hơi nước khi gặp hạn các tế bào khí khổng thường có tốc độ đóng mở rất nhanh Các thực vật chống chịu hạn thường có tầng cutin dày hơn để giảm lượng nước bay hơi qua cutin, hoặc giảm sự hấp thu năng lượng ánh sang mặt trời bằng cách vận động lá theo hướng song song với tia sáng tới để nhận năng lượng ít nhất, nhất là vào ban trưa hoặc có thể cuộn lá lại hay cụp

lá xuống, giảm diện tích lá (biến thành gai) để giảm bề mặt bay hơi nước

Duy trì khả năng hấp thu nước: Các thực vật hấp thu nước mạnh thường có hệ rễ phát triển và phân bố xuống tầng sâu giúp cây lấy được nước có hiệu quả nhất trong điều kiện cung cấp nước khó khăn

Theo Paroda (1989)[116] 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, acid abscisic

Gần đây, nhờ sự phát triển của sinh học phân tử người ta đã đi sâu vào nghiên cứu bản chất của tính chống chịu hạn của thực vật Các nghiên cứu này phát hiện sự giống nhau về cơ chế chống chịu hạn ở mức độ phân tử rất rõ ràng so với sinh lý học

và hình thái học Các chỉ thị phân tử sử dụng để nghiên cứu bản chất tính chống chịu

khô hạn đều tập trung vào ba đặc tính quan trọng nhất giúp cây có khả năng chống chịu khô hạn là: (1) Khả năng ăn sâu của rễ xuống tầng đất phía dưới; (2) Khả năng điều tiết áp suất thẩm thấu giúp cây bảo vệ mô không bị tổn hại khi mất nước; (3) Khả năng kiểm soát sự mất nước qua khí khổng của lá

Abe và cộng sự (1987)[43] chỉ ra rằng Gen cystatin ở thực vật mã hóa protein

cystatin ức chế hoạt động của enzym cystein proteaza Đây là enzym có vai trò thiết

yếu trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật, sự già và chết theo chu trình của tế bào, trong sự tích lũy và huy động protein dự trữ trong hạt cũng như khả năng chống chịu với những stress của môi trường Khi stress hạn xảy ra, một số

protein bị biến tính và tổn thương, cystetin proteaza tham gia loại bỏ các protein biến tính Quá trình này có thể bị cản trở bởi các chất ức chế cystetin proteaza được gọi là cystatin Khi cây trồng gặp hạn, cystatin đóng vai trò như cơ chất để xâm nhập vào trung tâm hoạt động của cystein proteaza, ức chế khả năng hoạt động của enzym này

và làm giảm hoạt động phân giải protein Đã có nhiều công trình nghiên cứu về phân lập, biểu hiện gen cystatin từ nhiều loài cây trồng khác nhau như Gawel và Jarret (1991)[85]; Turk and Bode (1991)[132]; Oliveira và cộng sự (2003)[115] Massonneau và cộng sự (2005)[95] nghiên cứu gen cystatin về khả năng chịu lạnh và hạn của cây ngô, trong đó hai gen (CC8 và CC9) là gen liên quan đến khả năng chịu lạnh và 5 gen (CCII, CC3, CC4, CC5 và CC9) là những gen liên đến khả năng chịu hạn của cây ngô

Trong công tác chọn tạo giống cây trồng chống chịu hạn, các nhà chọn giống quan tâm nhiều đến tính chín sớm, thời gian sinh trưởng ngắn Với các giống chín sớm, có thể bố trí thời vụ để tránh được thời kỳ hạn nặng trong năm

1.4.2 Tác hại của hạn đối với cây ngô

Cũng như với các loại cây trồng khác, khi gặp hạn, cây ngô bị giảm năng suất rất lớn Hạn ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng làm cho cây thấp, lá nhỏ Hạn ở giai đoạn thụ phấn, thụ tinh làm cho bắp không kết hạt hoặc chiều dài đuôi chuột tăng lên

Chapman và Barreto (1996)[70] cho rằng có thể căn cứ vào lượng mưa để xác định điều kiện thiếu nước trong sản xuất ngô:

1).Đối với vùng nhiệt đới thấp có lượng mưa nhỏ hơn 500 mm và vùng cao có lượng mưa từ 300 - 350 mm trong cả vụ sẽ được coi là thiếu nước

2) Cây ngô mẫn cảm với hạn trong thời gian khoảng 4 tuần từ trước trỗ cờ 2 tuần đến kết hạt, vùng nào có lượng mưa nhỏ hơn 100 mm trong thời gian này được coi là vùng không phù hợp, trên 200 mm được coi là vùng phù hợp, còn trong khoảng

100 - 200 mm được coi là vùng thiếu nước đối với sản xuất ngô

Hạn là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất ngô của nhiều nước trên thế giới Sản xuất ngô ở châu Á gặp nhiều yếu tố bất thuận, trong đó hạn là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến diện tích trồng ngô trong khu vực Theo FAO (2016)[146], tổng sản lượng ngô năm 2016 của châu Á được dự báo vào khoảng 7,6 triệu tấn, giảm 29% so với năm trước và giảm 39% so với trung bình 5 năm gần đây trong đó 25 % giảm là do hạn hán gây ra bởi hiện tượng El-Nino

Cenacchi và Koo (2011)[112] khi nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn đến năng suất ngô ở tiểu vùng Saharan (châu Phi) cho thấy hạn làm giảm năng suất ngô của nhiều nước trong vùng Ở Chad, trung bình, hạn có thể làm giảm 20,7% năng suất với mức độ giảm nhiều nhất ở khu vực tiểu ẩm (24,2%), tiếp theo là bán khô hạn (22%); hiệu quả thấp nhất là ở các vùng đất khô cằn (15,8%) Đồng thời, hạn hán làm sản lượng ngô trung bình của cả nước giảm 11,3% (ở Ethiopia) và 7,9% (tại Côngô) Kết quả điều tra của PIONEER (2012)[151] cho thấy khủng hoảng nước nghiêm trọng ở giai đoạn 6 lá sẽ làm giảm 9% năng suất, giai đoạn trỗ sẽ giảm 49% và giai đoạn chín sữa là 24%

Hạn ở bất kỳ giai đoạn nào cũng ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô: Hạn ở giai đoạn mọc mầm sẽ ức chế quá trình hô hấp của hạt, làm chậm quá trình nảy mầm và làm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt, do vậy sẽ ảnh hưởng đến mật độ cây trên đơn vị diện tích (Mian và Nafziger, 1994) [101] Để đánh giá ảnh hưởng của hạn đến quá trình hình thành và phát triển các cơ quan bộ phận của cây ngô,

Khodarahmpour (2011)[133] đã tiến hành gây hạn nhân tạo bằng dung dịch polyethylene glycol (PEG) với 5 mức áp suất thẩm thấu (0; -3; -6; -9 và -12 atm) trên

7 tổ hợp lai (K18, K19, K166B, K3651/1, K47/2-2-21-2-1-1-1, A679 và K3640/5) tại trường Đại học Azad (Iran) Kết quả cho thấy trong môi trường hạn tỷ lệ nảy mầm giảm 24,2%, giảm chiều dài rễ 60%, chiều dài thân (89,8%), chiều cao cây (71,2%)

và sức sống hạt giống (91,7%)

Hạn ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng làm giảm chiều cao cây, có thể dẫn đến hiện tượng chập đốt, lá nhỏ nên giảm khả năng quang hợp Theo Rhoads và Bennett (1990), Shaw (1988) (dẫn theo Joe Lauer, 2003)[148] hiện tượng khô hạn do đất bị bốc hơi nước cũng ảnh hưởng rất lớn đến năng suất ngô Tuy nhiên mức độ suy giảm năng suất tùy thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng mà cây ngô gặp hạn

Bảng 1.7 Ảnh hưởng của quá trình bốc hơi nước đến năng suất ngô

Giai đoạn sinh trưởng Lượng nước bốc hơi

trưởng của râu hoặc làm tăng chênh lệch thời gian giữa tung phấn và phun râu nên quá trình thụ phấn - thụ tinh bị ngăn cản, do vậy sẽ làm tăng tỷ lệ không kết hạt hoặc thậm chí bắp không hình thành được hạt Mặt khác, cây ngô nếu gặp hạn ở giai đoạn kết hạt

sẽ làm giảm quá trình vận chuyển vật chất về các cơ quan dự trữ dẫn đến hạt lép, do vậy ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất

1.4.3 Một số chỉ tiêu liên quan đến chịu hạn ở cây ngô

Chênh lệch thời gian tung phấn - phun râu (Anthesis Silking Interval - ASI) là một trong những chỉ tiêu có độ di truyền trung bình, tương quan chặt chẽ với năng suất trong điều kiện hạn (Bolanos and Edmeades, 1993; Ribaut, 1996)[65][123] Khoảng cách tung phấn phun râu trong điều kiện đầy đủ nước có thể là 2 - 4 ngày nhưng khi gặp hạn khoảng cách này kéo dài có thể đến 13 ngày Một số tác giả cho rằng khi gặp hạn ASI tăng, năng suất giảm là do hạt phấn bị thiếu, không đủ để thụ tinh cho nhụy của hoa cái hoặc do hạt phấn bị chết ở nhiệt độ cao (Hall và cộng sự, 1982) [87] Giữa ASI và số bắp trên cây, số hạt trên bắp có mối liên hệ rất chặt chẽ, nếu ASI tăng thêm

1 ngày thì lượng hạt trên cây giảm 28%, tăng 3 ngày giảm 55%, tăng 5 ngày giảm 69% (Bolanos và Edmeades, 1993)[65]

Nhiều nhà khoa học cho rằng để chọn lọc vật liệu ngô chịu hạn và chịu úng cần thoả mãn 8 yêu cầu sau: 1) Có tương quan di truyền (Genetic correlation) với năng suất hạt trong điều kiện hạn; 2) Có hệ số di truyền (Heritability) cao; 3) Có biến thiên di truyền (Genetic Variability); 4) Dễ đo đếm và ít chi phí; 5) Ổn định trong suốt thời gian theo dõi; 6) Không liên quan đến sự giảm năng suất trong điều kiện thuận lợi; 7) Dễ quan sát được khi trỗ hoặc trước trỗ để không tiến hành lai giữa các bố mẹ không mong muốn; 8) Có thể dùng làm chỉ tiêu đánh giá tiềm năng năng suất trước khi thu hoạch

Số bắp trên cây là đặc điểm có tính di truyền, có độ biến động cao giữa các vật liệu và có thể dùng để chọn lọc giống chịu hạn Tỷ lệ bắp trên cây phụ thuộc rất nhiều vào lượng nước được cung cấp, trong điều kiện hạn tỉ lệ bắp/cây giảm, số cây không bắp tăng, đường kính bắp giảm (Banziger và cộng sự, 2000)[57] (Fischer và cộng sự,

1985)[84] (Edmeades và cộng sự, 1990)[80] đã nghiên cứu mối quan hệ giữa số bắp trên cây và năng suất hạt ở điều kiện hạn trên 6 vật liệu ngô và cho thấy hai chỉ tiêu này có mối tương quan chặt với hệ số tương quan biến động từ 0,6 đến 0,8

Sự sinh trưởng, phát triển của bộ rễ cũng liên quan đến khả năng chịu hạn của cây ngô Tìm hiểu về vùng rễ và khối lượng rễ trên 40 vật liệu ngô, Fischer và cộng sự (1985)[84] nhận thấy giữa chúng có sự khác nhau rõ rệt Kết quả đánh giá các giống,

tổ hợp lai thí nghiệm ở điều kiện hạn trên đồng ruộng đã chỉ ra rằng chọn lọc khối lượng rễ lớn có thể tăng năng suất hạt ở điều kiện khô hạn

Một chỉ tiêu sinh lý khác có liên quan đến tính chịu hạn ở cây ngô là nhiệt độ tán cây, nhiệt độ này được xác định trong tán cây ngô vào 11 - 13 giờ trong ngày bằng nhiệt kế đặc biệt Fischer và cộng sự (1985)[84] cho rằng giữa nhiệt độ tán cây và năng suất hạt ở điều kiện khô hạn có mối quan hệ tỷ lệ nghịch và thay đổi tuỳ thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng Ở thời kì trỗ cờ hệ số tương quan này đạt cao nhất (r = - 0,73), ở thời kỳ đẫy hạt (r = - 0,65) và thời kỳ trước trỗ (r = - 0,56)

Do vậy thời kỳ trỗ cờ được coi là thời kỳ khủng hoảng nước của ngô

Tuổi thọ của lá có tương quan chặt chẽ với khả năng tích lũy chất khô ở giai

đoạn đẫy hạt (Tollenaar và cộng sự, 1994; Tollenaar và cộng sự, 1994)[130][131]

Các chỉ tiêu tương quan chặt với năng suất hạt sẽ được ứng dụng trong chọn giống ngô chịu hạn, đây là các chỉ tiêu dễ theo dõi, có độ biến động cao giữa các vật liệu (Banziger và cộng sự, 2000; Bolanos và Edmeades, 1990)[57][64]

1.4.4 Một số nghiên cứu về hạn đối với cây ngô

1.4.4.1 Một số nghiên cứu về hạn đối với cây ngô trên thế giới

Theo Radford (2014)[152], sản lượng ngô của Hoa Kỳ có thể giảm 15% năng suất trong vòng 50 năm, nếu hạn hán xảy ra thường xuyên và nghiêm trọng hơn có thể làm giảm năng suất tới 30% Betran và cộng sự (2003)[61] đánh giá vật liệu ngô lai ở các chế độ nước khác nhau đã cho rằng điều khiển khả năng chịu hạn hoạt động của gen có tính cộng là quan trọng nhất và để có con lai chịu hạn cần có bố, mẹ đều chịu hạn Bolanos và Edmeades (1993)[65] ghi nhận qua 8 chu kỳ chọn lọc với giống ngô Tuxpeno, dòng ưu việt đã đạt mức tăng năng suất 108 kg/ha/năm trong điều kiện khô hạn và tăng 88 kg/ha/năm trong điều kiện đủ nước tưới

Theo Bolanos và Edmeades (1996)[66], sự biến động về số bắp và số hạt trên bắp quyết định hơn 75% sự biến động về năng suất hạt trong điều kiện hạn hán Các phân tích tương quan đã chỉ ra rằng số bắp trên cây và số hạt trên bắp là yếu tố quyết định năng suất hạt trong điều kiện hạn hơn là khối lượng hạt Số bắp trên cây quyết định 24% sự biến động về năng suất trong điều kiện tưới nước đầy đủ và 59% trong điều kiện hạn

Chapman và Edmeades (1999)[71] sử dụng phương pháp S1 để chọn lọc giống chịu hạn trong điều kiện hạn và trong điều kiện bình thường Kết quả quần thể mới được chọn lọc dưới điều kiện khô hạn đã làm thay đổi 8,9% số hoa hữu hiệu/cây, 6,3%

số hạt trên bắp, 12,6% năng suất so với điều kiện bình thường

Theo Campos và cộng sự (2004)[88] việc sử dụng di truyền học để cải thiện khả năng chịu hạn và ổn định năng suất ngô đóng một vai trò quan trọng trong giải pháp tổng thể nhằm ổn định việc canh tác ngô trên phạm vi toàn cầu Tuy nhiên, giải pháp ứng dụng di truyền để cải thiện khả năng chống chịu hạn là chưa đủ mà cần phải có sự can thiệp bằng các giải pháp nông học khác nhằm tối đa hoá nguồn nước ở các giai đoạn tăng trưởng quan trọng, vì các giải pháp di truyền không thể thu hẹp khoảng cách 30% năng suất ngô giữa năng suất lý thuyết và năng suất thực tế trong điều kiện khô hạn Ưu điểm của cải tiến tình trạng di truyền so với các biện pháp nông học là có thể đánh giá khả năng chịu hạn trong giai đoạn hạt dễ dàng hơn vì giải pháp nông học phụ thuộc nhiều vào các yếu tố đầu vào sẵn có như cơ sở hạ tầng, thị trường, kỹ thuật canh tác và quản lý đất Hạt của những giống ngô được cải tiến di truyền có biểu hiện tốt trong điều kiện môi trường khô hạn, ổn định năng suất

Marianne và cộng sự (2004)[94], đã nghiên cứu tiến hành so sánh khả năng chịu hạn giữa 41 giống ngô lai của CIMMYT với 42 giống lai của công ty hạt giống tư nhân ở miền đông và miền Nam châu Phi Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các giống ngô lai của CIMMYT có khả năng chịu hạn và cho năng suất cao hơn

Khi nghiên cứu chuyển gen Zm-Asr1 trong quá trình chọn tạo giống ngô, Jeanneau và cộng sự (2004)[90] cho thấy hiệu quả sử dụng nước của cây ngô tăng lên làm tăng khả năng chịu hạn, kết quả này là tiền đề phát triển các giống ngô chịu hạn Moradi và cộng sự (2012)[108] đã đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai ở Mashhad, Iran thông qua các chỉ số khác nhau Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các chỉ số chịu hạn (STI), chỉ số nhạy cảm (SSI), chỉ số dung nạp (TOI), chỉ số năng suất (MP) là các chỉ số quan trọng cho việc đánh giá khả năng chịu hạn của ngô

1.4.4.2 Một số nghiên cứu về hạn đối với cây ngô ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu chọn tạo những giống ngô chịu hạn đã được nhiều tác giả đề cập tới Phan Đức Thịnh và cộng sự (2013)[28] tiến hành chọn lọc 28 dòng

tự phối có khả năng chịu hạn được rút dòng từ các giống ngô địa phương và giống nhập nội của Mỹ, Trung Quốc căn cứ vào kiểu hình và marker phân tử Kết quả cho thấy trong điều kiện gây hạn nhân tạo, một số tính trạng của rễ có tương quan chặt với năng suất Vì vậy, có thể sử dụng các tính trạng này để xác định khả năng chịu hạn ở ngô Marker SSR với 3 mồi đặc hiệu là umc1862 liên kết với gen QTL năng suất dưới điều kiện hạn, umc2359 liên kết với chỉ số chịu bất thuận và nc133 liên kết chỉ số chịu hạn đã nhận biết 28 dòng có gen QTL điều khiển năng suất ngô dưới điều kiện bất thuận nước (YS) và QTL chỉ số chống chịu bất thuận (TOL), 14 dòng mang QTL chống chịu với điều kiện bất thuận (TOL) Dựa trên kết quả đánh giá kiểu hình và marker phân tử đã chọn được 5 dòng là TP17, TP12, TP2, TP5 và TP24 có thể sử dụng cho chọn tạo giống ngô lai chịu hạn Dương Thị Loan và cộng sự (2014)[17] sử dụng chỉ thị phân tử SSR với 3 mồi (umc 1862, umc 2359 và nc 133) đã xác định và chọn được 7 tổ hợp lai và 3 dòng tự phối có khả năng chịu hạn tốt là: THL 4, THL 6, THL 7, THL 9, THL 10, THL 14, THL 15, dòng D4, dòng D5 và dòng D6

Nghiên cứu về hạn trên cây ngô ngoài đồng ruộng còn được thực hiện bởi Lê Quý Kha (2005), Phan Thị Vân (2006), Đoàn Văn Điểm và Trần Danh Thìn (2007)[15][37][8] Để đánh giá khả năng chịu hạn của các giống và các tổ hợp lai, các tác giả đã tiến hành bố trí thí nghiệm tưới nước (tưới đủ ẩm trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây) và không tưới (hoàn toàn nhờ nước trời) song song, kết quả

là trong điều kiện hoàn toàn nhờ nước trời, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống và các tổ hợp lai đều giảm, thậm chí trong vụ Thu Đông ở thí nghiệm của tác giả Phan Thị Vân ở điều kiện không tưới có tổ hợp còn giảm tới 54,9%

và trong thí nghiệm của Đoàn Văn Điểm ở điều kiện không tưới chỉ cho năng suất bằng 39,3% so với điều kiện tưới

Nhìn chung những nghiên cứu về hạn trên cây ngô còn ít Ở Bình Phước chưa có thí nghiệm nghiên cứu về hạn nào trên cây ngô được thực hiện, với những biến đổi phức tạp của khí hậu, nhất là hạn hán thường xuyên xảy ra thì việc nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống ngô trước khi đưa vào sản xuất là việc làm cần thiết

1.5 Tính ổn định năng suất của giống cây trồng

Tính ổn định của giống cây trồng là mục tiêu quan trọng trong chọn tạo giống Tính ổn định được khẳng định thông qua đánh giá các thành phần phương sai đối với nhiều vùng (thích ứng rộng - Wide adaptation) hay với từng tiểu vùng (thích ứng hẹp - specific adaptation) dựa trên kết quả thí nghiệm ở các địa điểm nghiên cứu Tính ổn định của một kiểu gen (genotype) thể hiện sự ổn định năng suất và sức chống chịu dù

ở môi trường thuận lợi hay không thuận lợi trên phạm vi lớn bao gồm nhiều vùng sinh thái (Banziger và cộng sự, 2000)[57]

Hạn chế rất lớn đối với các giống ngô mới là khi mở rộng diện tích, nhất là đối vùng khí hậu thời tiết thay đổi thất thường, năng suất thường biến động Chính vì vậy,

Lê Quý Kha (2005)[15] cho rằng: ổn định chống chịu hay tính kháng bền vững là điều kiện để phát triển giống mới trên nhiều vùng sinh thái khác nhau Tính ổn định năng suất của giống có liên quan chặt với khả năng chống chịu bất thuận như hạn, úng, rét, sâu bệnh…qua các vùng sinh thái

Có hai loại ổn định: 1) Ổn định ở trạng thái “tĩnh” là giống có năng suất tại mọi địa điểm đều gần bằng nhau hoặc qua nhiều vụ, nhiều năm năng suất không thay đổi Kiểu ổn định này được xác định theo cả thời gian và không gian (Falconer, 1989; Becker và Leon, 1988)[82][60] Có thể ứng dụng ổn định năng suất theo trạng thái tĩnh để chọn các giống cho năng suất tốt hơn ở môi trường bất thuận, hữu ích cho các vùng ngô ở các nước đang phát triển 2) Ổn định ở trạng thái “động” là giống có năng

suất không thay đổi ở môi trường nhất định Việc xác định ổn định ở trạng thái động phụ thuộc vào bộ vật liệu thí nghiệm cụ thể nào đó

1.6 Kết quả nghiên về cứu mật độ, khoảng cách trồng ngô trên thế giới và Việt Nam 1.6.1 Kết quả nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trên thế giới

Đối với cây ngô, mật độ trồng liên quan chặt chẽ với số bắp trên đơn vị diện tích,

số hạt trên bắp và khối lượng hạt do đó ảnh hưởng đến năng suất (Ahmadi và cộng sự, 1993) [47] Vì vậy, cần bố trí mật độ và khoảng cách gieo hợp lý nhằm khai thác tốt nhất khoảng cách không gian (không khí, ánh sáng) và mặt đất (nước, dinh dưỡng) để đạt được sản lượng cao nhất trên một đơn vị diện tích

Mật độ trồng ngô thu được năng suất hạt với hiệu quả kinh tế cao nhất thường trong khoảng 30.000 - 90.000 cây/ha phụ thuộc vào ngày trồng, nguồn nước, dinh dưỡng của đất (Sangoi, 2001)[125] Pepper (1974)[118], cho rằng khi tăng mật độ trồng sẽ thúc đẩy việc sử dụng năng lượng bức xạ mặt trời bởi tán cây ngô

Rất nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định với cùng mật độ nhưng năng suất ở hàng hẹp cao hơn so với hàng rộng, bởi vì khi trồng ngô với hàng hẹp hơn thì khoảng cách giữa các cây được phân bố đều nhau hơn, từ đó giảm tối đa sự cạnh tranh về dinh dưỡng, ánh sáng, hạn chế sự phát triển của cỏ dại, sự xói mòn do mưa và các yếu tố khác Ở Argentina, Barbieri và cộng sự (2000) [58] đã nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách hàng gieo 35 cm và 70 cm với cùng mật độ 7,6 vạn cây/ha cho

2 giống ngô lai DK636 và DK639 trong 2 năm 1996 và 1997 Kết quả cho thấy trong điều kiện gieo hàng hẹp (35 cm) năng suất cao hơn hẳn so với khoảng cách truyền thống Stickler (1964)[129] ở Akansas kết luận với cùng một mật độ nhưng khoảng cách hàng 51 cm cho năng suất tăng 5% so với khoảng cách 102 cm ở điều kiện khô hạn và 6% ở điều kiện có tưới Enujeke (2013)[78] tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến sinh trưởng, phát triển của 4 giống ngô (Suwan -1- SR, ACR97, BR9922-DMRSF2 và AMATZBRC2WB) tại Nigêria từ tháng 3 đến tháng 12 năm 2008 và 2009, kết quả là giống BR9922-DMRSF2 ở khoảng cách 75 cm x 15 cm cho số bắp/cây cao nhất (1,9 bắp/cây) Năng suất thu được ở khoảng cách này là 50