Đánh giá đặc điểm nông sinh học và ưu thế lai của một số dòng ngô thuần phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai chín sớm

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-* -

NGUYỄN ANH TUẤN

ðÁNH GIÁ ðẶC ðIỂM NÔNG SINH HỌC VÀ ƯU THẾ

LAI CỦA MỘT SỐ DÒNG NGÔ THUẦN PHỤC VỤ

CÔNG TÁC CHỌN TẠO GIỐNG NGÔ LAI CHÍN SỚM

LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Trồng Trọt

Mã số : 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS LƯƠNG VĂN VÀNG

HÀ NỘI – 2010

Tôi xin chân thành cám ơn:

TS Mai Xuân Triệu- Viện trưởng, cùng Ban lãnh ñạo Viện Nghiên cứu Ngô ñã quan tâm, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi học tập và nghiên cứu

ñể hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Tôi nhận ñược sự chỉ dẫn tận tình của thầy hướng dẫn khoa học, TS Lương Văn Vàng – Phó Viện trưởng viện nghiên cứu Ngô, ñã quan tâm, giúp

ñỡ và ân cần chỉ bảo về phương pháp nghiên cứu, phân tích kết quả nghiên cứu và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành học tập và nghiên cứu

Nhân dịp này tôi xin chân thành cám ơn sự giúp ñỡ quý báu của các anh, chị và các bạn bè ñồng nghiệp tổ Tạo giống 2 và cá nhân kỹ sư Nguyễn Thanh Khiết ñã ñộng viên, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Học viên

Nguyễn Anh Tuấn

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu

và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng trong bất kỳ công trình nào khác Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Anh Tuấn

MỤC LỤC

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài:ẦẦẦ ẦẦ ẦẦẦ Ầ1

2 Mục ựắch - Yêu cầu:ẦẦẦ ẦẦẦ ẦẦ Ầ 2

2.1 Mục ựắchẦẦẦ.ẦẦẦ 2

2.2 Yêu cầuẦẦẦ ẦẦẦ2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tàiẦẦẦ ẦẦẦ.2

3.1 Ý nghĩa khoa học ẦẦẦ ẦẦẦẦ 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của ựề tài ẦẦẦ 3

4 đối tượng và phạm vi nghiên cứuẦẦẦ 3

4.1 đối tượngẦẦẦ.3

4.2 Phạm vi nghiên cứuẦẦẦ.3

CHƯƠNG I CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆUẦẦẦ 4

1.1 Thời vụ và nhu cầu giống ngô chắn sớm ở các vùng sinh tháiẦẦẦ 4

1.2 Chỉ số ựánh giá thời gian sinh trưởng và các bộ giống ngô ẦẦẦẦ.Ầ 7

1.3 Vai trò của giống chắn sớm trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới, Việt Nam ẦẦẦ ẦẦẦ ẦẦẦ.ẦẦ Ầ.11

1.4 Mối quan hệ giữa dòng và giống lai 13

1.5 đánh giá dòng và tổ hợp lai ẦẦẦ ẦẦẦ 14

1.5.1 đánh giá dòng ẦẦẦ ẦẦ14

1.5.2 đánh giá tổ hợp lai ẦẦẦ 14

1.6 Ưu thế lai và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô ẦẦẦ15

1.6.1 Khái niệm về ưu thế lai ẦẦẦ 15

1.6.2 Phương pháp xác ựịnh và ựánh giá ưu thế lai 17

1.6.3 Các kết quả nghiên cứu về ưu thế lai tắnh chắn sớm và năng suất hạt 18

1.7 Khả năng kết hợp và các phương pháp ựánh giá KNKHẦẦẦ 22

1.7.1 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh ẦẦẦ22

1.7.2 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giaoẦẦẦ 23

1.8 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam ẦẦẦ 25

1.8.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giớiẦẦẦ 25

1.8.2 Thực trạng sản xuất ngô trong nước 27

1.8.3 Mục tiêu và kế hoạch sản xuất ngô của Việt Nam ựến 2020 ẦẦẦẦ29

CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ẦẦẦẦ 30

2.1 Vật liệu, ựịa ựiểm và thời gian nghiên cứuẦẦẦ ẦẦẦ30

2.1.1 Vật liệu nghiên cứuẦẦẦ ẦẦẦ.30

2.1.2 địa ựiểm nghiên cứuẦẦẦ ẦẦẦ 30

2.1.3 Thời gian nghiên cứu: ẦẦẦ Ầ.30

2.2 Nội dung nghiên cứuẦẦẦ.ẦẦẦẦ.ẦẦẦ 31

2.3 Phương pháp nghiên cứu ẦẦẦ ẦẦẦ Ầ.31

2.4 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu: 34

CHƯƠNGIII KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 đặc ựiểm nông sinh học thắ nghiệm dòng vụ Thu đông 2009, Xuân 2010 35

3.1.1 Các giai ựoạn sinh trưởng và phát triển vụ Thu đông 2009 và vụ Xuân 2010 35

3.1.2 Các ựặc ựiểm hình thái cây của các dòng ẦẦẦ ẦẦẦẦ38

3.1.2.1 Số lá của các dòng ngô vụ Thu đông 2009 và vụ Xuân 2010 Ầ 38

3.1.2.2 Chiều cao cây của các dòng trong vụ Thu đông 2009 và vụ Xuân 2010ẦẦẦ ẦẦ 40

3.1.2.3 Chiều cao ựóng bắp của các dòng ngô vụ Thu đông 2009 và Xuân 2010Ầ ẦẦẦ40

3.1.2.4 đặc trưng hình thái bắp các dòng trong vụ Thu đông 2009,

Xuân 2010ẦẦẦ 42

3.1.3 Các yếu tố cấu thành NS các dòng trong vụ Thu đông 2009, Xuân 2010Ầ .ẦẦẦ 43

3.1.4 Khả năng chống chịu của các dòng ẦẦ ẦẦẦẦ ẦẦ ẦẦ.50

3.2 đặc ựiểm nông sinh học của các tổ hợp lai luân phiênẦẦẦ 53

3.2.1 Sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai luân phiênẦẦẦ.Ầ53

3.2.2 đặc ựiểm hình thái của các tổ hợp lai luân phiên ẦẦẦ 54

3.2.3 Các yếu tố cấu thành NS của các tổ hợp lai luân phiênẦẦẦẦ Ầ58

3.2.4 Khả năng chống chịu của các tổ hợp laiẦẦẦ ẦẦ Ầ 63

3.3 ƯTL về một số tắnh trạng của các THL luân phiên vụ Xuân 2010ẦẦ 65

3.3.1 Ưu thế lai về chiều cao cây và chiều cao ựóng bắpẦẦẦ 65

3.3.2 Ưu thế lai tắnh chắn sớm ẦẦẦ ẦẦẦẦ ẦẦ ẦẦẦ Ầ66

3.3 3 Ưu thế lai về năng suấtẦẦẦ Ầ ẦẦẦ.66

3.4 Khả năng kết hợp của các dòng tham gia thắ nghiệm luân giaoẦẦ Ầ69

3.5 đặc ựiểm nông sinh học và KNKH của một số dòng ngô triển vọng Ầ69

3.6 đặc ựiểm nông sinh học của tổ hợp lai triển vọng ẦẦẦ.Ầ 71

KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊẦẦẦ ẦẦẦẦ.ẦẦẦ 74

1 Kết luậnẦẦẦ.ẦẦẦ.ẦẦẦ.ẦẦẦ 74

2 đề nghịẦẦẦ.Ầ ẦẦẦ ẦẦẦ74

TÀI LIỆU THAM KHẢOẦẦẦ 75 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Chỉ số ựánh giá TGST theo thang ựiểm của FAO 10 Bảng 1.2 Nhu cầu ựối với 3 cây trồng chủ yếu trên thế giới (triệu tấn) 26 Bảng 1.3 Diện tắch, năng suất, sản lượng ngô ở Việt Nam (2000 - 2009) 28 Bảng 1.4 Dự kiến diện tắch, năng suất và sản lượng ngô cả nước - 2020Ầ 29 Bảng 2.1 đặc ựiểm và nguồn gốc các dòng ngô tham gia thắ nghiệmẦẦ 30 Bảng 3.1 Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô vụ Thu đông 2009 37 Bảng 3.2 Thời gian sinh trưởng của các dòng ngô vụ Xuân 2010 ẦẦẦ 38 Bảng 3.3 Chiều cao cây, cao bắp và số lá của các dòng ngô

vụ Thu đông 2009ẦẦẦ Ầ 39 Bảng 3.4 Chiều cao cây, cao bắp và số lá của các dòng ngô

vụ Xuân 2010 ẦẦ 39 Bảng 3.5 Chiều cao bắp và ựường kắnh bắp của các dòng ngô

vụ Thu đông 2009 ẦẦẦ.Ầ Ầ44 Bảng 3.6 Chiều dài bắp và ựường kắnh bắp của các dòng ngô

vụ Xuân 2010 ẦẦẦ45 Bảng 3.7 NS, các yếu tố cấu thành NS của các dòng ngô

vụ Thu đông 2009 Ầ ẦẦẦ46 Bảng 3.8 Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất các dòng ngô

vụ Xuân 2010ẦẦẦ 47 Bảng 3.9 đặc tắnh chống chịu của các dòng tham gia thắ nghiệm ẦẦẦ.Ầ52 Bảng 3.10 Các giai ựoạn sinh trưởng phát triển của các tổ hợp lai

luân phiên vụ X2010 Ầ Ầ 56 Bảng 3.11 Số lá, chiều cao cây, cao ựóng bắp của các tổ hợp lai luân phiên

vụ Xuân 2010.ẦẦẦ.Ầ57

Bảng 3.12 Chiều dài bắp và ựường kắnh bắp của các tổ hợp lai luân phiên trong vụ Xuân 2010ẦẦẦ 61 Bảng 3.13 Năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai luân phiên vụ X 2010ẦẦẦ ẦẦ62 Bảng 3.14 Các ựặc tắnh chống chịu của tổ hợp lai luân phiên

vụ Xuân 2010ẦẦẦ.64 Bảng 3.15 Ưu thế lai thực (HBP) và ưu thế lai chuẩn (Hs) ở tắnh trạng chiều cao cây và chiều cao ựóng bắp trong vụ Xuân 2010 ẦẦẦ67 Bảng 3.16 Ưu thế lai về tắnh chắn sớm và năng suất của các tổ hợp lai luân giao vụ Xuân 2010ẦẦẦ 68 Bảng 3.17 Giá trị KNKH chung (Ĝi ), riêng (Ŝij) và phương sai KNKH riêng (б2Sij)của các dòng có tắnh trạng năng suất 69 Bảng 3.18 điểm nông sinh học, KNKH chung của một số dòng

triển vọngẦẦẦ ẦẦẦ.72 Bảng 3.19 đặc ựiểm hình thái cây và hình thái bắp bắp của các THL triển vọng vụ Xuân 2010ẦẦẦ73 Bảng 3.20 NS và các yếu tố cấu thành NS của THL triển vọng

vụ Xuân 2010 73 Hình 3.1 Biểu ựồ năng suất thực thu của các dòng ngô

vụ Thu đông 2009 Ầ ẦẦ49 Hình 3.2 Biểu ựồnăng suất thực thu của các dòng ngô

vụ Xuân 2010 ẦẦ ẦẦẦ 49

PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Kết quả xử lý ANOVA năng suất của 7 dòng vụ Thu đông 2009 Phụ lục 2 Kết quả xử lý ANOVA năng suất của 7 dòng vụ Xuân 2010

Phụ lục 3 Phân tắch dialen theo GRIFFING 4

Phụ lục 4 Ảnh một số dòng ngô thắ nghiệm tại đan Phượng Ờ Hà Nội vụ Thu đông 2009

Phụ lục 5 Ảnh một số tổ hợp lai triển vọng năng suất cao tại đan Phượng Ờ

9 TGST : Thời gian sinh trưởng

10 KNKH : Khả năng kết hợp

11 TPTD : Thụ phấn tự do

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Trên thế giới ngô (Zea mays L.) ñược coi là một trong ba cây lương thực quan trọng Sản phẩm của cây ngô hiện nay chủ yếu ñược sử dụng làm lương thực cho người, thức ăn chăn nuôi, làm thực phẩm như ngô rau, ngô ngọt và làm nguyên liệu cho nhiều sản phẩm công nghiệp

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng ñứng thứ hai sau cây lúa, ñược phát triển ở cả 8 vùng sinh thái nông nghiệp của cả nước Những năm gần ñây, khi dân số tăng và thu nhập trên ñầu người ñược cải thiện, thì nhu cầu thịt, cá, trứng, sữa ngày càng cao, ñòi hỏi phải phát triển chăn nuôi ñể ñáp ứng nhu cầu Hơn nữa, gần ñây giá ngô trên thế giới và ở Việt Nam có xu hướng tăng, ñã nâng cao thu nhập cho người sản xuất ngô, do ñó khích lệ nông dân áp dụng những tiến bộ kỹ thuật mới, tăng cường ñầu tư cho sản xuất

Năm 2009, tổng diện tích trồng ngô cả nước là: 1086,8 nghìn ha, với năng suất bình quân ñạt 40,8 tạ/ha; tổng sản lượng ñạt 4431,8 nghìn tấn (Tổng cục thống kê, 2009)[19] Tuy vậy sản lượng ngô mới chỉ ñáp ứng ñược khoảng

75 % nhu cầu nguyên liệu làm thức ăn chăn nuôi, số còn lại phải nhập từ nước ngoài Những năm gần ñây mỗi năm chúng ta phải nhập khẩu từ 0.5 - 0.7 triệu tấn ngô hạt cho chăn nuôi (khoảng 135 – 185 triệu USD) (Cục trồng trọt, 2008) [18]

Theo ñịnh hướng của Bộ Nông nghiệp và PTNT, năm 2015 Việt Nam phấn ñấu ñạt 1,3 triệu ha ngô với năng suất trung bình 50 - 55 tạ/ha và tổng sản lượng 7 – 8 triệu tấn, trong ñó cơ cấu giống ngô lai trong sản xuất chiếm 90 – 95 %(Cục trồng trọt, 2008) [18]

Năng suất ngô trung bình của Việt Nam còn thấp so với thế giới và khu vực, ñặc biệt trong những năm gần ñây do thời tiết khí hậu thay ñổi thất thường, thiên tai liên tục xẩy ra, tỷ lệ dân số gia tăng không ngừng, giao thông

ựô thị ngày một mở rộng, ruộng ựất bị thu hẹp dần để tăng năng suất, tăng tổng sản lượng lương thực trên toàn quốc vấn ựề trước tiên là phải chú ý tới các biện pháp như luân canh, xen canh tăng vụ, chuyển dịch cơ cấu cây trồng Trong ựó hướng mở rộng diện tắch trồng ngô ở nước ta theo con ựường tăng

vụ ựang là nhu cầu cấp thiết, gồm các dạng ựất chắnh sau:

- Mở rộng diện tắch trồng ngô vụ đông sau hai vụ lúa, hiện nay các giống ngô lai ngắn ngày cho vụ đông ở ựồng bằng và trung du Bắc Bộ còn quá ắt, chưa ựáp ứng ựược yêu cầu sản xuất

- Trồng ngô trên ựất bỏ hoang hoá vụ Xuân ở miền núi, cần giống ngắn ngày chịu hạn

- Trồng ngô thêm vụ ngô thứ hai (vụ Thu đông) ở các tỉnh miền núi cần có giống ngắn ngày ựể tránh hạn và sương muối cuối vụ

Với những thành công ựã có trong 20 năm qua, Viện Nghiên cứu Ngô ựịnh hướng cho nghiên cứu trong những năm tiếp theo là chọn tạo các giống ngô lai chắn sớm có năng suất cao, chống chịu tốt ổn ựịnh, thắch hợp với nhiều vùng sinh thái và cơ cấu mùa vụ khác nhau ựáp ứng nhu cầu thực tế của sản

xuất Chắnh vì những yêu cầu trên chúng tôi tiến hành ựề tài Ộđánh giá ựặc ựiểm nông sinh học và ưu thế lai của một số dòng ngô thuần phục vụ công

tác chọn tạo giống ngô lai chắn sớm"

2 Mục ựắch - Yêu cầu

2.1 Mục ựắch: - đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học của một số dòng

ngô thuần phục vụ cho việc nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai chắn sớm

- Xác ựịnh ựược một số dòng ngô thuần chắn sớm, có KNKH cao về

năng suất ựể bổ sung cho tập ựoàn dòng công tác của Viện nghiên cứu Ngô

2.2 Yêu cầu: - Tiến hành bố trắ thắ nghiệm trên ựồng ruộng, theo dõi

và ựánh giá các chỉ tiêu, từ ựó chọn ra các dòng, tổ hợp lai ưu tú phục vụ cho

công tác chọn tạo giống ngô

3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học: - Nghiên cứu xác ựịnh những dòng ngô chắn

sớm có khả năng sử dụng trong thực tiễn

- Việc nghiên cứu ựánh giá ựặc ựiểm nông sinh học của các dòng tự phối sẽ ựặt nền móng cho trương trình nghiên cứu tạo giống ngô lai chắn sớm

có ưu thế lai tốt về năng suất hạt và tắnh chắn sớm làm phong phú thêm nguồn vật liệu cho công tác tạo giống ngô lai chắn sớm

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của ựề tài

- Xác ựịnh, chọn lọc ựược một số dòng ngô thuần chắn sớm có ựặc ựiểm

nông học tốt, có ưu thế lai cao về năng suất hạt

- Xác ựịnh ựược từ 1-2 tổ hợp lai triển vọng, chắn sớm, năng suất khá phục vụ cho sản xuất

4 đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 đối tượng nghiên cứu

- Vật liệu tham gia thắ nghiệm gồm 7 dòng ngô thuần của Viện Nghiên cứu Ngô có tên là DF2B, KH664, KH551, B15, B105, A5, CA332 và T5 (dòng bố của giống lai LVN99) làm ựối chứng và 21 tổ hợp lai ựược tạo ra từ

7 dòng trên theo phương pháp 4 Griffing (1956)

- Giống LVN99 ựược sử dụng làm ựối chứng trong thắ nghiệm khảo sát các tổ hợp lai

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- đánh giá ựược một số ựặc ựiểm nông sinh học chắnh của các dòng nghiên cứu và các THL ựược tạo ra bằng lai luân phiên theo phương pháp 4 Griffing bao gồm: ựặc ựiểm hình thái, sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh chắnh, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

- đánh giá ựược ƯTL của chúng bằng phương pháp luân giao, nhằm mục ựắch xác ựịnh những THL tốt phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai

- Xác ựịnh khả năng kết hợp của các dòng nghiên cứu

CHƯƠNG I

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tính chín sớm ở ngô ñã ñược nhiều nhà khoa học tạo giống quan tâm, trong ñó hướng nghiên cứu ñể chọn tạo các giống ngô lai chín sớm phục vụ sản xuất ñược ñặc biệt trú trọng Bởi những giống ngô lai chín sớm thường cho năng suất cao, ổn ñịnh hơn các giống ngô chín muộn ở những năm bất thuận xẩy ra hạn hán trong mùa khô và ít gặp rủi ro hơn trong mùa mưa lũ (Pevdido, Tumannany, 1990)

Tính thời vụ trong nông nghiệp luôn là yếu tố quan trọng mà người sản xuất cũng như nhà tạo giống phải quan tâm ðặc biệt ñối với Việt Nam một nước nông nghiệp nhiệt ñới, nhưng có ñặc tính phân bố phức tạp ñã hình thành nên các tiểu vùng khí hậu khác nhau Mặt khác thời tiết trong những năm gần ñây luôn thay ñổi thất thường ñã gây ra rất nhiều trở ngại cho sản xuất nông nghiệp vì diện tích bị thu hẹp dần do giao thông ñô thị mở rộng, dân số gia tăng không ngừng ðể tăng năng suất, tăng sản lượng và mở rộng diện tích ñất canh tác, việc chuyển ñổi cơ cấu cây trồng ñang là nhu cầu tất yếu Trong ñó tăng vụ là một trong những biện pháp có hiệu quả nhất, ñòi hỏi những người làm công tác khoa học phải nhanh chóng chọn tạo và ñưa ra những bộ giống cây trồng chín sớm khác nhau phục vụ sản xuất nông nghiệp

Mặt khác ñể nâng cao hiệu quả và quá trình chọn tạo giống ngô lai chín sớm, cần phải tiến hành nghiên cứu vật liệu tạo giống về nguồn gốc, ñặc ñiểm hình thái sinh lý, năng suất và ưu thế lai của chúng làm cơ sở ñịnh hướng cho việc sử dụng vật liệu nhanh chóng tạo thành công giống ngô chín sớm

1.1 Thời vụ và nhu cầu giống ngô chín sớm ở các vùng sinh thái

Việt Nam là nước có ñịa hình phân bố phức tạp nên khí hậu cũng hình thành từng vùng nhỏ mang tính chất ñặc trưng sinh thái khác biệt về cường ñộ

và thời gian chiếu sáng Do nước ta nằm trong vùng Nhiệt đới từ vĩ ựộ 8030/ựến 23023/ Bắc và 102,10 ựến 109,20 ựộ kinh đông nên khắ hậu mang tắnh ựặc trưng ẩm gió mùa (Trần đức Hạnh, 1996) [4] Nền nông nghiệp Việt Nam cũng mang tắnh thời vụ rõ rệt của nền nông nghiệp Nhiệt đới, rất thắch hợp cho sự sinh trưởng phát triển của cây trồng, ựặc biệt là cây ngô Ngô là cây trồng Nhiệt đới có tắnh thắch ứng rộng và trồng thắch hợp trên nhiều ựịa hình khác nhau từ ựồng bằng cho ựến các vùng miền núi Do ựịa hình phức tạp nên nông nghiệp Việt Nam ựược chia thành 8 vùng sinh thái khác nhau, tuỳ vào ựiều kiện của từng vùng mà bố trắ các loại giống thắch hợp như sau:

*) Vùng đông Bắc: địa hình vùng này khá phức tạp cây ngô phụ

thuộc vào nước trời một năm trồng 2 vụ chắnh Xuân và Hè Thu, trước ựây trồng chủ yếu bằng giống thụ phấn tự do, năng suất thấp nhưng lại có phẩm chất tốt và khả năng chống chịu tốt Những năm gần ựây bằng sự mở rộng diện tắch, ựưa giống mới vào, áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến nên năng suất và sản lượng ngô ựã ựạt mức tăng ựáng kể Do ựiều kiện thời tiết khắ hậu nên vùng này rất cần giống ngắn ngày cho vụ Hè Thu ựể tránh hạn cuối vụ, giống ngắn ngày chịu hạn, chịu rét cho vụ Xuân trên ựất bỏ hoá sau

ựó trồng lúa mùa

*) Vùng Núi Tây Bắc: Vùng này ngô là cây lương thực chắnh thời vụ

chủ yếu là Xuân Hè (tháng 3, tháng 4) và vụ Thu (tháng 7, tháng 8) Hiện nay các giống ựịa phương năng suất thấp cùng với tập quán canh tác lạc hậu ựã ựược thay bằng các giống lai (LVN 10, LVN 885, LVN 146, LVN 37, NK 67Ầ.Cho năng suất cao và ựược áp dụng phương pháp mới, năm 2009 diện tắch ựạt 185 nghìn ha, năng suất ựạt 34 tạ/ha và sản lượng ựạt 234.2 nghìn tấn (Niên giám thống kê, 2009) [19] để mở rộng diện tắch và tăng năng suất cũng như tổng sản lượng ngô của vùng này thì nhu cầu giống chắn sớm là rất quan

trọng nhất là vụ Thu đông nhằm tránh sương muối và rét ựậm cuối vụ ựể làm

2 vụ ngô chắnh

*) Vùng đồng Bằng Sông Hồng: Là vùng ngô thâm canh có truyền

thống lâu ựời ựất ở ựây phù xa không ựược bồi ựắp thường xuyên (trong ựồng) hoặc ựất phù xa ựược bồi ựắp thường xuyên (ngoài bãi) đất có ựộ phì cao, hàng năm ựược bổ xung chất dinh dưỡng, ựất thoát nước tốt thành phần

cơ giới nhẹ, rất thắch hợp trồng hoa màu (ựặc biệt là ngô)

đây là vùng trồng ngô có ựiều kiện kinh tế xã hội ổn ựịnh, có kinh nghiệm thâm canh cao Trong gần 20 năm qua các giống ựịa phương ựã ựược dần thay thế bằng các giống lai năng suất cao phẩm chất tốt cùng với kỹ thuật chăm sóc hiện ựại Thời vụ chắnh vùng này rất ựa dạng có thể trồng ựược nhiều vụ trong năm (vụ Xuân, Hè Thu, Vụ Thu, Thu đông, vụ đông và đông Xuân)

để mở rộng diện tắch nhu cầu giống chắn sớm của vùng này là rất cần thiết nhất là các tỉnh có cấy mùa chắnh vụ

*) Vùng Bắc Trung Bộ: Vùng này ựất màu chủ yếu nằm ven các con

sông: Sông Mã, sông Lam, sông Gianh, sông Hương ựất có thành phần cơ giới trung bình, ắt chua, giầu dinh dưỡng, ựất thoát nước tốt Thời vụ chắnh là

vụ Xuân gieo tháng 1, 2; vụ đông gieo tháng 9, 10 từ Quảng Bình trở vào có thể trồng ựến tháng 11 Trong cơ cấu cây trồng vùng này rất cần giống ngô lai ựơn ngắn ngày ựưa vào trồng trên ựất hai lúa

*) Vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ: Vùng ngô này mỗi năm có thể

trồng 2-3 vụ Vụ chắnh Hè Thu gieo tháng 4 và vụ đông gieo trong tháng 11 ựầu tháng 12 Vụ 3 thường bị hạn vì thế vùng này rất cần các giống ngô chắn sớm có năng suất, chịu hạn tốt ựể ựưa vào cơ cấu gieo trồng, tăng vụ

*) Vùng Tây Nguyên: Diện tắch ngô khoảng 242,1 nghìn ha, diện tắch

còn khả năng mở rộng hơn nữa, năng suất bình quân ựạt 47,9 tạ/ha, sản lượng ựạt 1159,2 nghìn tấn (Niên giám thống kê, 2009) Ngô ựược trồng vụ chắnh là

Hè Thu bằng các giống lai có tiềm năng, năng suất cao Vụ 2 gieo trồng cuối tháng 7 ựầu tháng 8, ở vùng này các giống ngô lai ựơn chắn sớm có năng suất cao, chịu hạn ựể ựưa vào cơ cấu trồng trọt và tăng vụ là rất cần thiết

*) Vùng đông Nam Bộ: Có diện tắch 89,4 nghìn ha năng suất bình

quân ở mức cao 51,6 tạ/ha (Niên giám thống kê, 2009) Có ựiều kiện tưới và

là vùng ựất tốt Mỗi năm có thể trồng ựược 2 vụ ngô chắnh Hè Thu và đông Xuân Vùng này cần ựưa các giống ngô lai chắn sớm, chịu hạn năng suất cao

ựể tăng vụ (vụ 3) và mở rộng diện tắch bằng con ựường chuyển ựổi từ ựất lúa kém hiệu quả sang ngô

*) Vùng đồng Bằng Sông Cửu Long: đây là vùng ựất ựai màu mỡ,

vùng này có thể trồng ựược 2 vụ/năm Là một trong những vùng sản xuất ngô hàng hoá và cũng là vùng sản suất gạo chắnh, do trồng 3 vụ lúa trong năm nên thường bị sâu bệnh nhiều, hiện ựang ựược chuyển ựổi dần một vụ lúa thành

vụ ngô hoặc ựỗ Ở vùng này rất cần các giống ngô lai chắn sớm, năng suất cao

ựể mở rộng diện tắch và tăng vụ

Do ựặc ựiểm hình thái của từng vùng, từng vụ và nhu cầu sản xuất ngày càng tăng, hướng tạo ra bộ giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau (nhất là bộ giống ngắn ngày) có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất nông nghiệp, ựể

có thể bố trắ cơ cấu giống và thời vụ phù hợp với từng vùng Việc chọn tạo ra

bộ giống ngô chắn sớm, năng suất cao chất lượng tốt, chống chịu ựược với một số loại sâu bệnh chắnh và ựiều kiện bất thuận ựã trở thành một yêu cầu cấp thiết

1.2 Chỉ số ựánh giá thời gian sinh trưởng và các bộ giống ngô

Nhu cầu nhiệt ựộ của cây ngô ựược thể hiện bằng tổng nhiệt ựộ cao hơn nhiều cây trồng khác Cây ngô cần tổng nhiệt ựộ từ 17000c - 37000c tuỳ thuộc vào từng giống Ánh sáng cũng là một yếu tố quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của cây ngô, tạo ựiều kiện thuận lợi cho quá trắnh tắch luỹ chất dinh

dưỡng và ảnh hưởng ñến ñộ dài quá trình sinh trưởng Theo phản ứng với ánh sáng thì cây ngô thuộc nhóm cây trồng ngày ngắn, hơn nữa phản ứng với ñộ dài ngày còn thụ thuộc vào các giống khác nhau nhất là về thời gian sinh trưởng Một số nhà khoa học cho rằng giống ngô chín sớm không có phản ứng với quang chu kỳ

ðể xác ñịnh về ñộ chín sớm ở cây ngô các nhà nghiên cứu ñã phải theo dõi từng giai ñoạn phát triển của cây từ mọc ñến phun râu và từ phun râu ñến chín Cây ngô yêu cầu về nhiệt ñộ ở các giai ñoạn sinh trưởng khác nhau Theo Derieux (1997) nhiệt ñộ mà cây ngô yêu cầu ñược xác ñịnh là tương quan ñộc lập với sự ra hoa vì thế ñộ chín sớm của cây không hoàn toàn phụ thuộc vào sự ra hoa sớm hay muộn Qua nghiên cứu về một số giống lai chín sớm các tác giả ñã cho kết luận:

- Dựa trên cơ sở tổng tích nhiệt cây ngô ñạt ở ngưỡng cuối cùng ñể phân loại thời gian sinh trưởng của cây ngô

- Phun râu là ñặc tính cơ bản của sự chín sớm và ñặc ñiểm này ñược xác ñịnh một cách dễ dàng ở thời kỳ cây ra hoa, ở thời kỳ này yêu cầu nhiệt

ñộ của cây ngô khác nhau quyết ñịnh ñộ chín khác nhau Dựa trên cơ sở này các tác giả ñã bổ sung thêm 2 chỉ số chín sớm

1- Chỉ số chín sớm ñược tính từ khi mọc ñến khi phun râu và phản ứng tương thích về lượng tích nhiệt mà cây yêu cầu

2- Chỉ số chín sớm bao gồm tổng tích nhiệt mà cây có thể ñạt ñược ở mức tối ña từ mọc ñến phun râu và từ phun râu ñến chín

ðộ chín sớm của cây ñược phân biệt từ gieo trồng ñến khi thu hoạch, nhưng thu hoạch lại là giai ñoạn sinh lý ổn ñịnh Mặt khác trong quá trình theo dõi từ gieo trồng ñến phun râu cho thấy sự khác nhau rất lớn Vì vậy trong cùng một ñiều kiện thời gian từ mọc ñến phun râu phải ñược diễn ñạt

bằng số ngày Nhưng ñể so sánh giữa các giống ở các ñiều kiện khác nhau người ta vẫn phải sử dụng ñơn vị nhiệt ñộ ñể ñánh giá chỉ số về ñộ chín sớm

Theo (Derieux 1988) [22] trong thực tiễn sản xuất và nghiên cứu việc phân loại các giống ngô theo thời gian sinh trưởng có ý nghĩa rất quan trọng như xác ñịnh ñược các vật liệu thích hợp cho việc lai tạo giống mới, phù hợp với từng cơ cấu mùa vụ ñể có thể bố trí chế ñộ canh tác và xây dựng kế hoạch gieo trồng hợp lý với từng vùng khí hậu khác nhau

Ở Châu Âu, thang thời gian sinh trưởng của FAO ñược sử dụng rất rộng rãi

Nó ñược xây dựng trên cơ sở tham khảo, tiêu chuẩn thang ñánh giá ñược thiết lập năm 1954, ñể có một chuẩn mực so sánh giữa các giống lai của các nước

khác nhau về ñộ chín sớm, FAO ñã ñề ra thang ñiểm gồm 9 nhóm (Bảng 1.1)

- Các dạng sớm nhất thuộc nhóm 100 - 199 chúng có thời gian sinh trưởng dưới 81 ngày và giống chuẩn ñối với nhóm này là Wisconsin 1600

- Các giống trung bình thuộc nhóm 500 - 599 chúng có thời gian sinh trưởng

108 - 111 ngày và giống chuẩn là Ohio M15

- Các giống lai muộn nhất thuộc nhóm 900 - 999 có thời gian sinh trưởng từ

130 ngày trở lên ñối với nhóm này giống chuẩn là US523 W

Tại CIMMYT các nhà nghiên cứu ñã dựa vào thời gian sinh trưởng ñể phân thành 4 nhóm sau:

1 Nhóm chín cực sớm có chỉ số từ 100 - 200 với TGST từ 80 - 85 ngày

2 Nhóm trung bình sớm có chỉ số từ 201 - 500 với TGST 86 - 105 ngày

3 Nhóm chín trung bình có chỉ số từ 501 - 700 với TGST 106 - 115 ngày

4 Nhóm chín muộn có chỉ số từ 701 - 900 với TGST trên 130 ngày

Cách phân nhóm theo thời gian sinh trưởng của Bungari ñã ñược Tomov (1985) cũng chia thành 4 nhóm: chín sớm, chín trung bình sớm, chín trung bình muộn và chín muộn Còn ở Nam tư Piper (1971) ñã chia thành 3 nhóm là: chín sớm, chín trung bình và chín muộn

Theo Cao đắc điểm (1986) [3] thì thời gian sinh trưởng của ngô ở nước

ta ựược phân thành ba nhóm:

- Nhóm ngắn ngày có tổng tắch nhiệt dưới 22000C với thời gian sinh trưởng 95 ngày ựối với Miền Bắc và dưới 85 ngày ựối với Miền Nam, hiện có các giống LVN184, LVN885, LVN99Ầ.các giống này dùng ựể gieo các trà muộn của vụ Thu đông ở đồng bằng bắc bộ và tăng vụ ở một số vùng khác

Bảng 1.1 Chỉ số ựánh giá thời gian sinh trưởng theo thang ựiểm của FAO

US 13 US523 W

- Nhóm trung ngày có tổng tắch nhiệt 2200-24000C, có thời gian sinh trưởng từ 95-120 ngày ở các tỉnh phắa Bắc và 85-100 ngày ở các tỉnh phắa Nam Hiện có các giống LVN4, LVN37, LVN146, LVN61, Ầ.các giống này ựược trồng cho trà sớm của vụ chắnh như đông Xuân, Hè Thu, và Thu đông

- Nhóm dài ngày có tổng tắch ôn trên 24000C, thời gian sinh trưởng ở các tỉnh phắa Bắc trên 120 ngày và các tỉnh phắa Nam trên 100 ngày Hiện có các giống LVN10, DK888 Các giống dài ngày ựược trồng cho trà sớm của

vụ chắnh như đông Xuân, Hè Thu, và Thu đông

ðể cây ngô ñạt năng suất cao và ổn ñịnh phải có bộ giống tốt phù hợp cho mỗi vùng, mỗi vụ và ñiều kiện canh tác, ñiều kiện kinh tế chính trị ở từng ñịa phương

1.3 Vai trò của giống chín sớm trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới

và Việt Nam

Trong sản xuất nông nghiệp việc tạo ra các giống có năng suất cao với thời gian sinh trưởng sớm là một trong những nhiệm vụ hàng ñầu của công tác chọn tạo giống hiện nay Giống chín sớm có một ý nghĩa ñặc biệt quan trọng nhằm giải quyết vấn ñề tăng vụ, hoặc sắp xếp lại cơ cấu mùa vụ cho hợp

lý, ñể có thể tránh ñược những rủi ro do thiên tai, biến ñộng thời tiết, khí hậu bất lợi gây ra (Luyện Hữu chỉ, Trần Như Nguyện, 1982) [1]

Việc luân canh giữa các cây trồng sớm khác nhau sẽ tạo ñiều kiện cho

sự cải tạo ñất, không có sâu bệnh lưu trữ trong ñất, và còn làm cho kết cấu ñất giữ lại ñược các enzim có lợi [25] Giống chín sớm còn tạo ra khoảng cách giữa các thời vụ ñể người nông dân có ñiều kiện chuẩn bị tốt hơn cho vụ gieo trồng tiếp theo (Vũ Tuyên Hoàng và cộng sự, 1968) [5], [14]

Những giống cho năng suất cao với thời gian sinh trưởng ngắn có một

ý nghĩa rất lớn vì sẽ gieo trồng ñược nhiều vụ trên năm, làm tăng hiệu quả kinh tế cho một ñơn vị ñất canh tác Ở các nước châu Âu các giốmg ngô chín sớm có khả năng chín trong ñiều kiện lạnh ñã thu hút mở rộng thêm vùng ñịa

lý trồng ngô, chính các giống lai ñơn chín sớm ñã ñẩy lùi giới hạn của vụ trồng ngô (Derieux, 1979)[22]

Ở các nước thuộc vùng Châu Á trước những năm 70 bằng một cuộc cách mạng giống cây trồng ñã tạo ra hàng loạt các giống thấp cây, chín sớm

ñể ñưa vào sản xuất làm tăng sản lượng cây trồng nên một cách rõ ràng Tại

Ấn ðộ ñã ñưa vào thí nghiệm một năm 4 vụ trên các ñất có tưới nước gồm các cây trồng liên tiếp: lúa mì - ñậu xanh – ngô – khoai tây ñã cho sản lượng

ựạt 10 tấn hạt và 20 tấn củ/ha Bằng các giống lúa ngắn ngày của Viện lúa IRRI tạo ra tại Philipin cũng làm 2 loại thắ nghiệm một năm cấy 4 vụ ựạt năng suất 25.65 tấn/ha và cấy 3 vụ ựạt 24.28 tấn/ha (đào Thế Tuấn, 1975) [14]

Năm 2009 sản lượng ngô của Việt Nam ựã ựạt 4431,8 nghìn tấn Thành tựu trên có sự ựóng góp rất lớn của các nhà khoa học Viện nghiên cứu ngô trong việc lai tạo thành công nhiều giống ngô lai Trong ựó có bộ giống ngô lai ngắn ngày chắn sớm và nhiều giải pháp khoa học kỹ thuật ựưa vào sản xuất, ựã góp phần mở rộng diện tắch (vụ đông ở Miền Bắc, vụ 2 ở vùng miền núi phắa Bắc), năng suất và sản lượng ngô của cả nước

Các giống chắn sớm có một vai trò ựặc biệt quan trọng trong việc cung cấp thức ăn xanh và ủ chua, nhất là ựối với ngành chăn nuôi ựại gia súc ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ Các chuyên gia thức ăn gia súc ựã quan tâm và nhận thấy rằng ngô trồng ựể lấy thân lá phải ựược thu hoạch ở thời kỳ cây ựạt 30% sản lượng chất khô thì mới cho hiệu quả kinh tế cao, ựặc biệt ựối với ựại gia súc sẽ cho sản lượng sữa cao nhất để ựạt ựược 30% chất khô trong toàn cây một cách nhanh chóng, thì các giống ngô lai chắn sớm và rất sớm ựược trồng ở nhiều nước là những giống có tiềm năng tắch luỹ chất khô nhanh và có chất lượng tốt trong quá trình ủ xi lô Như vậy tắnh chắn sớm ựã ựược cải thiện ựược chất lượng thân lá ngô (Derieux, 1979) [22]

Tại Việt Nam bằng các giống ngô ngắn ngày như LVN 23 do Viện nghiên cứu ngô tạo ra có tỷ lệ 2 bắp cao rất thắch ứng cho việc làm ngô rau bao tử, mà toàn bộ sản phẩm cây xanh sau thu hoạch cũng ựược sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi gia súc hoặc ủ chua ựể dự trữ thức ăn cho giai ựoạn vụ đông thiếu cỏ tươi (Nguyễn Thị Lưu, 1999) [7] Bởi sản phẩm cây xanh sau giai ựoạn trỗ cờ, phun râu là giai ựoạn các chất dinh dưỡng ựược tắch luỹ cao nhất rất thắch hợp cho chăn nuôi bò sữa

Như vậy các giống ngô chín sớm không những làm thay ñổi cơ cấu thời

vụ trong sản xuất nông nghiệp, mà còn là nguồn thức ăn xanh trong chăn nuôi

và cho nguồn thức ăn sạch cho con người Sự tạo ra bộ giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau phù hợp với từng mùa vụ và ñiều kiện sinh thái môi trường là mục tiêu chính trong nền sản xuất nông nghiệp Việt Nam

1.4 Mối quan hệ giữa dòng và giống lai

Sự hiểu biết rõ ràng về mối quan hệ giữa ñặc ñiểm của giống lai và dòng bố mẹ là rất cần thiết trong việc tạo dòng ưu tú

Nhiều nghiên cứu ñã ñược báo cáo về mỗi quan hệ giữa các thuộc tính

ñó hoặc năng suất của thế hệ con lai Nghiên cứu chi tiết và rõ ràng nhất là của Jenkin M T., (1929) [27] Những nghiên cứu này bao gồm các mối liên quan giữa các ñặc ñiểm của dòng tự phối và những ñặc tính khác nhau của các thế hệ tổ hợp lai của chúng Hầu hết các kết quả của các nghiên cứu ñều thống nhất rằng: giữa dòng thuần và tổ hợp lai không tồn tại một mối tương quan nào ñầy ñủ và chặt chẽ

Trong dòng tự phối có mối quan hệ dương và quan trọng là giữa năng suất và chiều cao cây, chiều dài bắp, ñường kính bắp, phần trăm cây tung phấn và số bắp trên cây Mối liên quan âm quan trọng là giữa năng suất, mức

ñộ diệp lục, ngày phun râu và thời gian chín Trong thế hệ bố mẹ cũng như thế hệ con lai F1 có mối liên quan dương quan trọng là giữa năng suất và ngày phun râu, trỗ cờ, cao cây, chiều dài và ñường kính bắp, số lượng bắp, số ñốt trên cây

Hayes và Johnson (1939)[27] ñã báo cáo về mối liên quan giữa năng suất của các tổ hợp lai dòng giống và những ñặc tính của bố mẹ dòng thuần Năng suất có tương quan chặt với 12 ñặc tính với hệ số tương quan là 0,67; số bắp trên cây là ñặc tính có quan hệ dương và cao với năng suất

1.5 đánh giá dòng và tổ hợp lai

1.5.1 đánh giá dòng

Cùng với việc xác ựịnh ưu thế lai, các dòng triển vọng ựược ựánh giá xác ựịnh một số ựặc tắnh nông học như: thời gian sinh trưởng, ựặc ựiểm hình thái, khả năng chống chịu sâu bệnh, chống hạn, chống ựổ, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất, ựặc biệt phải mô tả tất cả các ựặc tắnh quan trọng của dong có liên quan ựến việc sản suất hạt giống trong tương lai, nếu như dòng ựược sử dụng làm bố mẹ Trong thực tế việc chọn bố mẹ trong cặp lai phụ thuộc rất nhiều vào ựặc ựiểm hình thái, sinh lý và năng suất của chắnh dòng ựó ( Ngô Hữu Tình và Nguyễn đình Hiền, 1996) [11]

đối với dòng mẹ, các ựặc tắnh quan trọng là: năng suất hạt cao, bắp to dài nhiều hạt, kắch thước hạt vừa phải, chống ựổ tốt, phun râu ựều, ựồng ựều khi ra hoa, trỗ cờ trước khi tung phấn, chống chịu sâu bệnh và cỏ dại đối với dòng bố: bông cờ có nhiều nhánh, phấn nhiều, thời gian tung phấn dài, trỗ cờ tập trung, phát tán phấn tốt, cao cây, chống chịu sâu bệnh và ựiều kiện bất thuận khác

1.5.2 đánh giá tổ hợp lai

đánh giá tổ hợp lai là khâu quan trọng trong công tác tạo dòng và giống lai, ựây cũng là công việc ựỏi hỏi nhiều thời gian, tiền của và công sức của các nhà tạo giống (Sprague, G.F.,1985) [30] Các nhà khoa học rất quan tâm ựến mối quan hệ tồn tại giữa ựặc ựiểm và năng suất của giống lai ựược tạo ra

tư dòng ựó Một vài nghiên cứu ựã có ựược kết quả về lĩnh vực này

Nhưng cho ựến nay, các kết quả nghiên cứu ựề thống nhất rằng: giữa năng suất của dòng tự phối và năng suất của những giống lai ựơn ựược tạo ra

từ những dòng này không tồn tại một tương quan ựầy ựủ chặc chẽ nào vì vậy việc ựánh giá tổ hợp lai vẫn phải thực hiện qua các thắ nghiệm ựồng ruộng ở nhiều vụ và nhiều năm

Việc ñánh giá tổ hợp lai thông thường phải qua các thí nghiệm với yêu cầu kỹ thuật ở các mức ñộ khác nhau ðầu tiên THL ñược ñánh giá qua thí nghiệm khảo sát THL ðây là thí nghiệm với yêu cầu kỹ thuật không cao, mỗi THL gieo thành một hàng và thí nghiệm nhắc lại hai lần Thí nghiệm cho phép ñánh giá một số lương lớn THL Từ ñó xác ñịnh ñược những THL tốt ñể ñưa vào thí nghiệm so sánh giống lai với yêu cầu kỹ thuật cao hơn Mỗi giống lai ñược gieo thành 4 hàng, trong ñó các chỉ tiêu theo dõi ñánh giá ñược thực hiện trên hai hàng giữa và thí nghiệm ñược nhắc lại 3 - 4 lần Kết quả thí nghiệm có thể ñánh giá tương ñối chính xác các ñặc ñiểm, ñặc tính nông học

và năng suất của giống lai ðể có ñược kết luận ñầy ñủ và tin cậy, thí nghiệm ñược bố trí ở nhiều vùng, nhiều vụ khác nhau

1.6 Ưu thế lai và ứng dụng trong chọn tạo giống ngô

1.6.1 Khái niệm về ưu thế lai

Ưu thế lai là hiện tượng vượt trội của con lai so với các dạng bố mẹ về sức sống, khả năng thích nghi, năng suất và chất lượng…hiện tượng di truyền

mà các nhà nghiên cứu ñã lưu ý từ lâu Nhà bác học Nga Kolreuter lần ñầu tiên ñã mô tả hiện tượng tăng sức sống của các con lai so với dạng bố mẹ của

nó qua việc lai giữa Nicotiana rustica và paniculata vào năm 1760 Darwin trong tác phẩm "Tác ñộng của giao phối và tự phối trong thế giới thực vật" xuất bản năm 1876 (Darwin, 1939) lần ñầu tiên ñã ñưa ra lý thuyết về ưu thế lai Qua việc nghiên cứu hàng loạt những cá thể giao phối và tự phối ở các loài khác nhau như ngô, ñậu ñỗ ông ñã nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phối so với cây tự phối về chiều cao cây, tốc ñộ nẩy mầm của hạt, số quả sức, chống chịu và năng suất hạt Ông ñã giải thích ưu thế lai là do sự khác biệt di

tàn của tế bào sinh dục bố và mẹ Năm 1878 nhà nghiên cứu người Mỹ tên

Beal ñã áp dụng thực tế ƯTL trong việc tạo giống ngô lai giữa giống Ông ñã

thu ñược những cặp lai hơn hẳn các giống bố mẹ về năng suất từ 10 - 15 %

Năm 1904 Shull lần ñầu tiên tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô ñể thu ñược các dòng chuẩn và ñã tạo ra những giống lai từ những dòng chuẩn này Năm 1913 chính Shull ñã ñưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ “Hetetosis” ñể chỉ ưu thế lai (Hetetosis là từ rút gọn của Stimulus of heetrozygosis) Từ năm

1918 khi jones ñề xuất sử dụng lai kéo trong sản xuất ñể giảm giá thành hạt giống thì việc áp dụng ưu thế lai vào trồng trọt, chăn nuôi ñược phát triển nhanh chóng

Ưu thế lai của những cơ thể dị hợp tử , biểu hiện ở tổ hợp lai trên các tình trạng ñã ñược các nhà di truyền chọn giống cây chia thành 5 dạng biểu hiện chính như sau:

1 Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây Kiesselback (1922) ñã cho thấy ở ngô, con lai F1 có ñộ lớn hạt tăng hơn bố mẹ là 11,1%, ñường kính thân tăng 48%, chiều cao cây tăng 30 - 35%,…Ngoài ra còn thấy diện tích lá, chiều dài và số lượng rễ, chiều dài và số lượng nhánh cờ… ở cây lai thường lớn hơn bố mẹ

2 Ưu thế lai về năng suất: là hiện tượng quan trọng nhất ñối với nông nghiệp, biểu hiện qua sự tăng hơn của các yếu tố cấu thành năng suất như tỷ

lệ hạt trên cây( hệ số kinh tế) khối lượng hạt, số hạt trên bông (bắp), chiều dài bông (bắp), số bông bắp trên cây, ưu thế lai về năng suất (ñối với cây ngô) ở các giống lai ñơn giữa dòng có thể ñạt 193% - 263% so với năng suất trung bình của bố, mẹ

3 Ưu thế lai về tính thích ứng: ðược biểu hiện qua khả năng chống chịu với ñiều kiện bất thuận của môi trường như: hạn, rét, sâu và bệnh Khả năng chống chịu của những giống lai giữa dòng, ñối với ñiều kiện môi trường bất thuận, cũng như ñối với sâu bệnh hại, chịu ảnh hưởng bởi những ñặc ñiểm

di truyền (kiểu gen) kế thừa từ những dòng bố mẹ (N.L.Tsagan mandzhiev và V.S Sotchenkov, 1989)[29]

4 Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu hiện tổ hợp lai chín sơm hơn so với

bố mẹ, nguyên nhân là do sự tăng cường hoạt ñộng của quá trnfh sinh lý, sinh hóa, trao ñổi chất trong cơ thể tổ hợp lai mạnh hơn bố mẹ (A R Hallauer et al 1990) [26]

5 Ưu thế lai về sinh lý hóa: là sự tăng cường biểu hiện ở quá trình trao ñổi chất ví dụ những cây ngô là con lai F 1 giữa hai dòng tự phối có kích thước lớn hơn bố mẹ, nguyên nhân là do sự tăng lên về kích thước tế bào (10,6%), về số lượng tế bào (84%) ví dụ khác là chất kích thích sinh trưởng nhóm A (Auxin và Heteroauxin) ở con lai F1 và bố mẹ là ngang nhau; các chất kích thích sinh trưởng thuộc nhóm B (Biotin, Tiamin, Ribophlavin…) ở cây lai thường cao hơn bố mẹ (Matkov và Manziuk, 1961) Ví dụ khác về ưu thế lai năng suất có quan hệ ñến hoạt tính men, khi nghiên cứu quan hệ của hàm lượng isozyme estelaaz, isozyme peroxydaaz ở tổ hợp lai F1 so với bố

mẹ ở một số dòng tự phối Kết quả nhận thấy rằng tổ hợp lai F1 (tổ hợp lai Bi/34) có hàm lượng isozyme peroxydaaz cao hơn bố mẹ và cho ưu thế lai cao về năng suất và cao cây hơn các tổ hợp lai khác (J R Dai, M Z Lou,

1989, Nguyễn Văn Cương, 1995) [2]

1.6.2 Phương pháp xác ñịnh và ñánh giá ưu thế lai

ðể xác ñịnh ưu thế lai ở con lai F1, người ta căn cứ vào số liệu ño ñếm thu ñược từ thí nghiệm của con lai và bố mẹ của chúng Ưu thế lai của con lai F1 ñược tính dựa trên cơ sở so sánh giá trị trung bình của bố mẹ hoặc với bố

mẹ cao nhất, hoặc với giống ñối chứng

Ưu thế lai ở các loại cây trồng thường ñược biểu hiện thông qua các tính trạng ðể ñánh giá mức ñộ biểu hiện ưu thế lai, các nhà khoa học (Omarov, 1975; Trần Duy Quý, 1994 [8] ñã ñưa ra công thức tính như sau:

- Ưu thế lai trung bình (HMP): HMP chỉ sự chênh lệch của giá trị tính trạng bất

kỳ vượt giá trị trung bình về tính trạng ñó ở bố mẹ và ñược tính theo công thức sau:

F1 - MP

H(MP)% =

HMP: Ưu thế lai trung bình

MP: là giá trị trung bình của bố mẹ; F1 là giá trị của tổ hợp lai

- Ưu thế lai thực (HBP) là giá trị cao hơn của tổ hợp lai so với giá trị bố mẹ tốt nhất

F1 - BP

H(BP)% =

HBP: Ưu thế lai thực

BP: là giá trị cao nhất của bố mẹ ; F1 là giá trị của tổ hợp lai

- Ưu thế lai chuẩn (HS) chỉ giá trị cao hơn tổ hợp lai so với giống ñối chứng hoặc giá trị trung bình của bố mẹ và ñược tính theo công thức

1.6.3 Các kết quả nghiên cứu về ưu thế lai tính chín sớm và năng suất hạt

Ưu thế lai về tính chín sớm và năng suất hạt là hai dạng ƯTL ñặc biệt quan trọng trong sản xuất nông nghiệp nên ñược rất nhiều nhà nghiên cứu tạo giống quan tâm ƯTL chín sớm và năng suất hạt là sự biểu hiện của các tổ hợp lai chín sớm hơn so với bố mẹ và cho năng suất cao hơn Nguyên nhà có

thể là do có sự tăng cường hoạt ñộng của các quá trình sinh lý, sinh hóa, trao ñổi chất trong cơ thể con lai mạnh hơn bố mẹ chúng

Các kết quả nghiên cứu về ƯTL tính chín sớm ñã ñược thực hiện từ những năm 1968 - 1972 tại Trường ðại Học Nông Nghiệp Bucaret - Rumani Trong kết quả nghiên cứu 3 năm liên tục của mình tại Rumani tác giả ñã cho thấy, thời gian sinh trưởng từ gieo ñến chín của các tổ hợp lai ñã sớm hơn bố

mẹ chúng từ 4-10 ngày, nhưng có năng suất cao hơn (Trần Hồng Uy, 1972) [15] Sau này trong nhiều thí nghiệm nghiên cứu khác về ƯTL ñã ñược tác giả thực hiện ở 2 môi trường sinh thái khác nhau như Trung Tâm Nghiên Cứu Ngô Sông Bôi - Việt Nam và Viện Nghiên Cứu Ngô Kneza - Bungari (1983-1985) cũng ñã khẳng ñịnh rằng, ở các môi trường sinh thái khác nhau các tổ hợp lai ñã thể hiện ƯTL về tính chín sớm và năng suất là không như nhau Tại Bungari (môi trường sinh thái ôn ñới) các tổ hợp lai trong thí nghiệm ñã thể hiện ƯTL về tính chín sớm hơn so với bố mẹ từ 3 - 6 ngày và cho năng suất cao hơn hẳn bố mẹ chúng (Trần Hồng Uy, 1985) [16] Còn tại Việt Nam (môi trường sinh thái nhiệt ñới) hầu hết các tổ hợp lai trong thí nghiệm ñã có năng suất cao hơn trung bình bố mẹ, khả năng thể hiện tính chín sớm từ 2 - 4 ngày Back và cộng sự (1990) [20] ñã cho thấy, sự nghiên cứ về ƯTL và KNKH giữa các vật liệu ngô chín sớm, chín trung bình nhiệt ñới CIMMYT ở 5 ñịa phương của Mexico và 1 ñiển của Colombia, Ecuado, Ấn ðộ và Thái Lan về ngày phun râu, chiều cao cây và năng suất Kết quả cho biết KNKH chung cao có ý nghĩa về ngày phun râu sớm là ở quần thể 30, 31 và 2 pool 16, 18 nhưng GCA về năng suất là rất thấp Như vậy sự biểu lộ ƯTL về tính chín sớm ở các con lai ñã kéo theo sự phản ứng không thích hợp của năng suất hạt

ñã dẫn ñến GCA của năng suất không cao

Kết quả nghiên cứu của Beck và cộng sự (1991) [21] về KNKH giữa các vật liệu ngô nhiệt ñới, cận nhiệt ñới CIMMYT chín trung bình và chín sớm ñã

có biết sự phản ứng của ƯTL ở mức thấp là không mong ñợi Khi ñánh giá KNKH chung cho thấy ñã ñạt ñược hiệu quả về ngày phun râu, chiều cao cây

và năng suất của những bố mẹ thấp ở các quần thể ôn ñới như pool 39, 41 ở môi trường Mỹ KNHN chung cao có ý nghĩa của pool 41 về năng suất dương (0,45**), ngày phun râu âm (-3,65**) và chiều cao cây thấp (-8,70**); GCA của pool 39 có ý nghĩa về ngày phun râu (-2,25**), chiều cao cây (-5,37**) thấp hơn so với bố mẹ nhưng năng suất ñạt ñược không cao (0,04) Kết quả KNKH riêng khi trồng ở Mexico mang giá trị dương cao có ý nghĩa về năng suất (0,50 Mg ha-1) và ngày phun râu ñã sớm hơn trình bình của tất cả con lai

ở cả 2 môi trường Mexico và Mỹ

Tóm lại: cả 2 pool ôn ñới 39, 41 ñã phun râu sớm và chiều cao cây thấp (ñều mang giá trị âm) có ý nghĩa ở 2 môi trường Mexico và Mỹ nhưng năng suất ñã biểu hiện thấp ở môi trường Mexico

Trong kết quả nghiên cứu về ƯTL và KNKH của các vật liệu ngô CIMMYT chín sớm ở 2 môi trường cận nhiết ñới và ôn ñới Vasal và cộng sự (1992) [31] cũng cho thấy, sự phản ứng về ƯTL ñã thể hiện là không có ý nghĩa ở môi trường cận nhiệt ñới như: tổ hợp lai giữa Pool; 46 x Pool 40 ñã thể hiện ƯTL về tính chín sớm hơn so với bố mẹ là 1,5 ngày nhưng năng suất tăng nhẹ 4,2%; Pool 27 x Pool 42 ñã thể hiện ƯTL chín sớm hơn so với trung bình bố mẹ là 1 ngày nhưng năng suất tăng 7,38% Kết quả nghiên cứu KNKH chung của các vật liệu ngô chín sớm tác giả cũng cho thấy, ở môi trường cận nhiệt ñới ngày (50%) phun râu sớm có ý nghĩa ở Pool 27 (GCA =

- 0,22 ngày) và năng suất ñạt không cao 0,19 Mg ha-1 Ở môi trường ôn ñới ngày phun râu sớm có ý nghĩa rõ ràng hơn của Pool 30 (GCA = -0,26*) và năng suất cao ở mức ý nghĩa 0,33**

Kết quả nghiên cứu Phạm Thị Tài (1988)[9] cho biết, tổ hợp lai luân phiên của các dòng ở ñời S3 ñã thể hiện ƯTL về tính chín sớm hơn so với

trung bình bố mẹ từ 3 - 4 ngày là 5/21 tổ hợp lai Trong ñó có tổ hợp lai 1x5

ñã chín sớm hơn trung bình bố mẹ là 3,7 ngày với năng suất vượt 38,5%; 5x7

ñã chín sớm hơn trung bình bố mẹ là 4 ngày với năng suất vượt 48,0%

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Lưu (1999) [7] trong khối luân giao ngắn ngày các tổ hợp lai ñã biểu hiện giai ñoạn phun râu sớm hơn so với trung bình bố mẹ từ 3 - 7 ngày ở vụ ñông và 2 - 5 ngày ở vụ thu Thời gian sinh trưởng từ gieo ñến chín sớm hơn từ 7-10 ngày ở cả hai vụ ñông 1995 và thu 1996 Trong ñó THL 244/2649 x LV2D có TGST ngắn nhất trong vụ ñông

1995 là 16 ngày nhưng cho năng suất vượt so với bố mẹ 104,69%, ở vụ thu sớm hơn 7 ngày nhưng có năng suất cao vượt 107,76% Vụ xuân cặp lai này cũng cho năng suất rất cao và con là cặp lai ñạt tiêu chuẩn làm ngô rau Cặp lai NB/TFI ñã cho năng suất cao vượt trội so với trung bình bố mẹ trong vụ ñông Hm = 132,4% với thời gian sinh trưởng sớm hơn 14 ngày, vụ thu Hm = 58,11% sớm hơn 5,5 ngày

Kết quả nghiên cứu ƯTL về tính chín sớm của các tổ hợp lai từ các nguồn dòng có nguồn gốc ñịa lý khác nhau của Mai Xuân Triệu (1998) [13] ñã cho thấy, ƯTL về tính chín sớm biểu hiện ở các tổ hợp lai ñơn là mạnh nhất (tức là sớm hơn trung bình thời gian sinh trưởng của bố mẹ từ 2 - 4 ngày) và cho năng suất cao hơn hẳn so với bố mẹ Các tổ hợp lai ñơn của cả 3 nhóm dài, trung và ngắn ngày ñã biểu hiện ưu thế lai về tính chín sớm và cho năng suất cao như IL21CM x ILL51 ñã cho năng suất vượt bố mẹ (Hm = 184,08%), ILDK x ILL51 (Hm = 174,8%) và có thời gian sinh trưởng (116 ngày) sớm hơn bố mẹ 2,5 ngày Tổ hợp lai ILDK x ILDF2 ñã cho năng suất vượt bố mẹ (Hm = 126,6%) có thời gian sinh trưởng (118 ngày) sớm hơn bố

mẹ 4 ngày Tổ hợp lai ILLDC8 x ILTQ2 có thời gian sinh trưởng 108 ngày (sớm hơn bố mẹ 4 ngày) nhưng có năng suất vượt 126,61% ILTQ2 x IL90 có TGST 110 ngày ngắn hơn bố mẹ 3 ngày với năng suất vượt 123,73%

Như vậy các kết quả nghiên cứu trên ựã chứng tỏ ƯTL của con lai F1 về tắnh chắn sớm hơn và cho năng suất cao hơn so với trung bình bố mẹ ở các thời vụ khác nhau

1.7 Khả năng kết hợp và các phương pháp ựánh giá KNKH

Khả năng kết hợp: là một thuộc tắnh ựược kiểm soát di truyền nó ựược truyền lại qua tự phối cũng như qua lai Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng năng suất của các dòng tự phối và con lai F1 không tồn tại một mối tương quan chặt

và ựáng tin cậy (Trần Hồng Uy, 1985) [16, 17] vì vậy một trong những khâu quan trọng ựể tạo giống ngô là là ựánh giá khả năng kết hợp của các dòng Khả năng kết hợp là sự biểu hiện những ựặc ựiểm tốt của các dòng trong

tổ hợp lai Sprague và Tatum (1942) ựã chi thành hai dạng khả năng kết hợp là: khả năng kết hợp chung (KNKH chung) ỘGeneral combining ability GCAỢ

và khả năng kết hợp riêng (KNKH riêng) ỘSpecific combining ability GCAỢ

để ựánh giá khả năng kết hợp của dòng hoặc giống, các nhà nghiên cứu thường sử dụng 2 phương pháp truyền thống: lai ựỉnh (Topcross) và luân phiên (diallen)

1.7.1 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp lai ựỉnh

Lai ựỉnh là phương pháp xác ựịnh khả năng kết hợp chung do Davis ựề xuất năm 1927 và ựược Jenkins - Bruce phát triển năm 1932, tiếp theo là Hinrelman, 1966 (Hallauer, 1990) [23]

Lai ựỉnh rất có ý nghĩa ở giai ựoạn ựầu của quá trình chọn lọc ựể ựánh giá sơ bộ khả năng kết hợp của các dòng, sớm loại bỏ những dòng xấu, giảm bớt khối lượng công việc (Ngô Hữu Tình, 1996)[12];[17] Trong lai ựỉnh việc họn ựúng cây thử là rất quan trọng vì nó quyết ựịnh rất nhiều vào sự thành công hay thất bại của nhà tạo giống Tùy vào mục ựắch khác nhau mà các nhà nghiên cứu sẽ chọn cây thử khác nhau Ở Việt Nam theo Luyện Hữu Chỉ - Trần Như Nguyện (1982)[1];[10];[17] ựể nâng cao ựộ chắnh xác của lai ựỉnh

nên dùng 2 hoặc 3 cây thử Nguyễn Thế Hùng (1995) [6] ựã dùng 4 cây thử là dòng thuần Các nhà nghiên cứu khác trong chọn tạo giống thường dùng 2 cây thử khác nhau

- Cây thử có nền di truyền rộng (giống TPTD hoặc giống lai kép)

- Cây thử có nền di truyền hẹp (dòng thuần hoặc giống lai ựơn)

điều cơ bản là cây thử phải khác xa nguồn gốc, họ hàng với dòng ựịnh thử (Hallauer, 1990)[25] Nhiều tác giả cho rằng sử dụng cây thử có KNKH cao có xác suất cho ra giống lớn hơn cây thử có khả năng kết hợp trung bình hoặc thấp (Ngô Hữu Tình, Nguyễn đình Hiền, (1996) [12] Sử dụng cây thử là giống lai ựơn kết quả có thể thu ựược khả dĩ hơn (Trần Hồng Uy, 1999) [17]

Sử dụng cây thử có nền di truyền rộng là giống thụ phấn tự do trong sản xuất như VM-1, TSB-1 dùng cho nhóm chắn muộn (dài ngày) và TSB-2 dùng cho nhóm chắn sớm ựã ựược các nhà nghiên cứu Việt Nam sử dụng ựể tạo giống lai không quy ước khi mới chuyển ựổi từ giống TPTD sang giống lai Hoặc cây thử có nền di truyền hẹp như dòng thuần hoặc giống lai ựơn Các tác giả ựều ựã thu ựược kết quả là xác ựịnh ựược các dòng tốt ựể tham gia vào các cặp lai cụ thể phục vụ cho sản xuất

1.7.2 đánh giá khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giao

Luân giao là phương pháp nghiên cứu di truyền ựược áp dụng rộng rãi nhất trên nhiều loại cây trồng ựặc biệt là giao phấn Thử khả năng kết hợp bằng phương pháp luân giao ựã ựược Sprague và Tatum ựề xuất năm 1942 và ựược nhiều nhà khoa học khác nghiên cứu ứng dụng Qua phân tắch luân giao chúng ta xác ựịnh ựược bản chất và giá trị di truyền của các tắnh trạng cũng như khả năng kết hợp chung và riêng của các vật liệu tham gia lai tạo

Phân tắch luân giao ựược thực hiện theo hai phương pháp Hayman và Griffing Tùy thuộc vào ựiều kiện và mục ựắch nghiên cứu mà ta có thể chọn phương pháp nào cho hiệu quả tốt nhất Trong luân giao dựa trên thực liệu các

bố mẹ và con lai F1 thuận hay nghịch mà Griffing (1956) ñã chia ra 4 phương pháp cơ bản sau:

+ Phương pháp 1: Bao gồm số bố mẹ (P), số con lai F1 thuận P (P+1)/2, số con lai F1 nghịch P(P-1)/2 Vậy số tổ hợp lai, tạo ra là P2

+ Phương pháp 2: Gồm các bố mẹ và các con lai thuận, công thức tính là: P(P+ 1)/2

+ Phương pháp 3: Gồm các cặp lai thuận và nghịch, công thức tính là:

P (P - 1)

+ Phương pháp 4: Chỉ có các cặp lai thuận, công thức là: P (P - 1)/2

Sử dụng phương pháp luân giao ñể tránh khả năng kết hợp, nhiều nhà nghiên cứu ñã thu ñược các kết quả trên nhiều tính trạng khác nhau Trong 4 phương pháp phân tích của Griffing, phương pháp 1 và 4 ñược áp dụng rộng rãi nhất trong tạo giống ngô Trong ñề tài này chúng tôi ñã chọn phương pháp

4 Griffing ñể phân tích ñánh giá xác ñịnh khả năng kết hợp chung và riêng của các thành phần biến ñộng do hiệu quả cộng tính trội và siêu trội của các gen qua 2 thời vụ khác nhau ñể tạo các giống ngô lai chín sớm, năng suất cao Phương pháp luân giao 4 ñã ñược rất nhiều nhả nghiên cứu áp dụng trên rất nhiều các loại vật liệu khác nhau Trần Hồng Uy và cộng sự (1972 - 1985)

sử dụng phương pháp luân giao 4 ñể xác ñịnh KNKH riêng của một số dòng ngô ở các vùng sinh thái khác nhau Mai Xuân Triệu (1998) [13] ñã sử dụng phương pháp luân giao 4 ñể ñánh giá khả năng kết hợp của một số dòng thuần ngô có nguồn gốc ñịa lý khác nhau ñã ñi ñến kết luận, hầu hết các dòng là có khả năng kết hợp chung và KNKH riêng cao về năng suất hạt và có tính chín sớm hơn so với bố mẹ ðồng thời tác giả cũng ñã xác ñịnh ñược 6 dòng là ILDF2, IL51, IL21, IL24, ILA212, và IL90 có khả năng kết hợp riêng cao ñể sử dụng trong tạo giống lai cụ thể và 4 dòng có khả năng kết hợp chung cao như

ILDF2, IL21, ILA212 và IL51 có thể tham gia trong tạo giống lai hoặc giống tổng hợp

Phân tắch KNKH của 9 dòng cùng nguồn gốc bằng phương pháp 4 về tắnh trạng năng suất hạt, các tác giả Ngô Hữu Tình và cộng sự (1993)[10] ựã chọn ựược 3 dòng có khả năng kết hợp chung và riêng cao như DC7, M017 và

137 FS1

Sử dụng phương pháp 4 ựể phân tắch khả năng kết hợp về tắnh kháng bệnh của 6 dòng Odiemal, Kovacs (1990) ựã ựi ựến kết luận, ựối với tắnh kháng bệnh than khả năng kết hợp chung ựóng vai trò rất quan trọng

Xác ựịnh ưu thế lai về khả năng kết hợp của tắnh nhiều bắp và năng suất hạt bằng phương pháp Griffing 4, Nguyễn Thị Lưu (1999)[7] cho biết: ưu thế lai trung bình về năng suất hạt của nhóm chắn sớm trong vụ đông 1995 cao hơn vụ Thu 1996 Nhưng ưu thế lai chuẩn thì ngược lại ựiều này ựược tác giả giải thắch là do các dòng ngắn ngày ựã phản ứng với sự ảnh hưởng các yếu tố thời tiết và thời vụ khác nhau

1.8 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

1.8.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Trên thế giới cây ngô chiếm ưu thế cao nhất về năng suất và sản lượng ựối với các loại cây làm lương thực, có diện tắch lớn thứ ba sau lúa mì và lúa nước Ngô ựược trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới Diện tắch trồng ngô hiện nay khoảng 159,531 triệu ha, với năng suất 5,12 tấn/ha, trong ựó diện tắch trồng các giống ngô lai chiếm trên 65 % Năm 2009, phần lớn sản lượng ngô thế giới tập trung ở các nước Mỹ, Trung Quốc, Braxin, Mehicô, Pháp, và Ấn

độ, chiếm trên 75% (FAOSTAT, 2009)

Mỹ là nước chiếm vị trắ hàng ựầu thế giới về diện tắch và sản lượng ngô, ựồng thời cũng là một trong những nước có năng suất ngô lai cao nhất Những thắ nghiệm ứng dụng trồng ngô lai ở Mỹ ựược bắt ựầu từ năm 1925,

hiện nay 100 % diện tích trồng ngô của nước Mỹ ñược sử dụng giống lai Năng suất ngô tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1930 lên ñến 10.34 tấn/ha vào năm

2009 [24] Tỷ lệ sử dụng ngô lai ở Châu Âu là rất lớn, có nhiều nước ñạt năng suất cao (Vasal, 1999) Theo CIMMYT các nước có năng suất ngô cao là: Chi

Lê (104,95 tấn/ha), NewZealan (11,03 tấn/ha), Pháp (9,11 tấn/ha) [24] Theo

dự báo của công ty Monsanto thì nhu cầu ngô, ñậu tương và bông của thế giới vào 2030 sẽ vượt so với 2000 tương ứng là 81%, 130% và 100% (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Nhu cầu thế giới ñối với 3 cây trồng chủ yếu (triệu tấn)

Cây ngô biến ñổi gien ở Hoa Kỳ hiện ñang chiếm 85% tổng diện tích gieo trồng, bằng những giống kháng thuốc trừ cỏ, kháng sâu ñục thân (ngô BT) hoặc chuyển cả 2 gien vào trong một giống Hiện giống ngô chuyển gien chịu hạn ñã hoàn tất các công ñoạn cần thiết ñể thương mại hoá Hoa Kỳ luôn

là cường quốc số một về ngô Theo (FAOSTAT, 2009) [24], sản xuất ngô ở Hoa Kỳ ñạt năng suất 10.34 tấn/ha trên diện tích 32,21 triệu ha, với tổng sản

lượng 332,01 triệu tấn Trung Quốc là một nước có nền sản xuất ngô phát triển và tăng trưởng rất nhanh, hiện là nước có diện tích và sản lượng ñứng thứ 2 thế giới với diện tích ñạt 30,48 triệu ha ngô với năng suất bình quân 5,35 tấn/ha và tổng sản lượng ñạt 163,2 triệu tấn

1.8.2 Thực trạng sản xuất ngô lai trong nước

Năm 1990, khi ñó ngô lai vào Việt Nam với diện tích khoảng 5ha, tổng diện tích ngô toàn quốc ñạt 431,8 ngàn ha, năng suất bình quân ñạt 15,5 tạ/ha

và sản lượng 671 ngàn tấn ðến năm 2009, diện tích ñạt 1086,8 ngàn ha, năng suất 40,8 tạ/ha, sản lượng 4.431,8 ngàn tấn (Bảng 1.2) Nhưng 9 tháng ñầu năm 2009, Việt Nam ñã nhập hơn 0,8 triệu tấn ngô, do nhu cầu dùng ngô làm thức ăn chăn nuôi tăng mạnh

Hiện nay thị phần giống ngô lai của Việt Nam chiếm khoảng trên 60%, chủ yếu là giống lai ñơn ñược áp dụng vào sản xuất ở tất cả các vùng sinh thái trong cả nước Trong những năm gần ñây Viện Nghiên cứu Ngô ñã liên kết với các Viện thành viên trong VAAS và các công ty trong nước và ñã nâng cao hiệu quả trong nghiên cứu và chuyển giao nhanh các kết quả nghiên cứu phục vụ sản xuất, như các giống ngô LVN4, LVN9, LVN14, LVN99, VN8960, LVN37, LVN45, LVN885, LVN61, nếp VN6,

Việc ñáp ứng nhu cầu ngô ñang gặp phải khó khăn như diện tích ñất trồng ngô luôn bị cạnh tranh với các cây trồng khác nên khó mở rộng, năng suất tuy tăng so với 1990 (Bảng 2.3) nhưng vẫn thấp so với trung bình năng suất ngô thế giới Như vậy, năng suất ngô của Việt Nam vẫn còn thấp, lý do

ñã ñược nêu trong nhiều hội nghị trong nước và quốc tế là:

+ Thời tiết nhiệt ñới gây quá nhiều biến ñộng về nhiệt ñộ, lượng mưa, gió bão

và số giờ nắng;

+ Trình ñộ canh tác và khả năng ñầu tư thâm canh ngô của nông dân giữa các vùng biến ñộng rất lớn và ở mức thấp

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở Việt Nam (2000 – 2009)

Năm Diện tích (1000ha) Năng suất (ta/ha) Sản lượng (1000tấn)

ty ña quốc gia

+ Vấn ñề kỹ thuật canh tác: Từ khi tỷ lệ diện tích ngô lai tăng mạnh ngoài sản xuất, chúng ta chưa ñầu tư thích ñáng vào nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác như: mật ñộ, liều lượng NPK, ảnh hưởng của nước tưới, sử dụng thuốc trừ cỏ v.v

Vì vậy ñể ñạt ñược những mục tiêu trên, việc quan trọng nhất là tăng cường thu thập các nguồn nguyên liệu phù hợp, chọn tạo các giống chống chịu phục vụ cho các vùng khó khăn, chọn tạo các giống ngô thực phẩm có năng suất và chất lượng cao, kết hợp chọn tạo bằng các phương pháp hiện ñại

và truyền thống, ñẩy mạnh việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác ñể phát huy tối ña tiềm năng của giống và bảo vệ môi trường sinh thái

1.8.3 Mục tiêu và kế hoạch sản xuất ngô của Việt Nam ñến 2020

Chiến lược nghiên cứu và phát triển cây ngô của Việt Nam ñến năm 2020 (Bảng 1.4), ñã xác ñịnh:

* ðẩy mạnh nghiên cứu về cây ngô góp phần ñưa diện tích ngô của cả nước ñến 2015, phấn ñấu ñạt 1,3 triệu ha ngô; năng suất ñạt trên 50 tạ/ha; sản lượng ñạt 6,5 triệu tấn, ñến năm 2020 ñạt 1.500.000 ha với năng suất bình quân 60 tạ/ha và sản lượng 9,0 triệu tấn (Bảng 1.4), nhằm ñảm bảo cung cấp

ñủ nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhu cầu khác trong nước, từng bước tham gia xuất khẩu

Bảng 1.4 Dự báo diện tích, năng suất, sản lượng ngô cả nước ñến 2020

(ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

* Nghiên cứu các giải pháp về khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ngô, tăng thu nhập cho người trồng ngô, bảo vệ môi trường sinh thái, góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững

CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu, ựịa ựiểm và thời gian nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu gồm 7 dòng ngô thuần có nguồn gốc khác nhau, dòng T5 (dòng bố của giống ngô lai ngắn ngày, chắn sớm LVN99) ựược chọn làm ựối chứng và 21 tổ hợp lai ựược tạo ra từ 7 dòng trên, ựối chứng trong thắ nghiệm luân giao là giống LVN99

Bảng 2.1 đặc ựiểm và nguồn gốc các dòng ngô tham gia thắ nghiệm

2.1.2 địa ựiểm nghiên cứu

Thắ nghiệm ựược tiến hành tại Viện nghiên cứu Ngô - đan Phượng - Hà Nội

đất tiến hành thắ nghiệm là nền ựất phù sa sông đáy, với hàm lượng mùn 2%, đạm tổng số 0.2%, Lân tổng số 0.2%, Kali tổng số 0.1% và ựộ PH = 6

2.1.3 Thời gian nghiên cứu:

đề tài ựược tiến hành từ 2009-2010 cụ thể:

- Vụ Thu đông năm 2009 (8 - 12/2009): đánh giá các ựặc ựiểm nông sinh học, sinh trưởng phát triển của các dòng ngô thắ nghiệm kết hợp với việc lai tạo các tổ hợp lai bằng phương pháp lai luân phiên (Griffing 4)

- Vụ Xuân năm 2010 (1 - 6/2010): Khảo sát các tổ hợp lai, xác ựịnh

KNKH và ưu thế lai và của các dòng

2.2 Nội dung nghiên cứu

- đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học và khả năng chống chịu của các dòng

- đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học và khả năng chống chịu của các tổ hợp lai ựược tạo ra theo phương pháp 4, Griffing (1956)

- Xác ựịnh ưu thế lai tắnh trạng hình thái, tắnh chắn sớm và năng suất của các

tổ hợp lai

- Xác ựịnh khả năng kết hợp dựa vào năng suất của các THL luân phiên

- Chọn lọc một số dòng và cặp lai ưu tú ựể tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm ở giai ựoạn sau

2.3 Phương pháp nghiên cứu

* đánh giá ựặc ựiểm nông sinh học và năng suất của các dòng và các tổ hợp

lai ựược tiến hành qua các thắ nghiệm so sánh theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), 3 lần nhắc lại Mỗi công thức gieo 4 hàng, dài 3.5m, khoảng cách gieo là:

+ Khoảng cách 70 x 22cm x 1cây/hốc ựối với thắ nghiệm khảo sát dòng + Khoảng cách 70 x 25cm x 1 cây/hốc ựối với thắ nghiệm khảo sát THL

* đánh giá ưu thế lai một số tắnh trạng hình thái, chắn sớm và năng suất của các tổ hợp lai ựược thực hiện theo công thức OMAROV (1975)

Gồm:

+ đánh giá ưu thế lai thực (HBP%) và ưu thế lai chuẩn (Hs%) ở tắnh trạng chiều cao cây và chiều cao ựóng bắp