Luận văn tìm hiểu mật độ trồng giống ngô lai kiểu cây mới

luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
-

NGUYỄN NGỌC DŨNG

TÌM HIỂU MẬT ðỘ TRỒNG GIỐNG NGÔ LAI

KIỂU CÂY MỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên nghành: DI TRUYỀN VÀ CHỌN GIỐNG CÂY TRỒNG

Mã số: 60.62.05

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS VŨ VĂN LIẾT

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Dũng

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Vũ Văn Liết, người ựã tận tình giúp ựỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện ựề tài, cũng như trong quá trình hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo viện đào tạo Sau ựại học, khoa Nông Học, ựặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn Di truyền và Chọn giống cây trồng Ờ Trường ựại học Nông nghiệp Hà Nội; các bạn bè, ựồng nghiệp, gia ựình và người thân ựã nhiệt tình giúp ựỡ tôi trong thời gian thực hiện ựề tài và hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Dũng

MỤC LỤC

Trang

Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các ñồ thị ix

PHẦN 1 MỞ ðẦU i

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục ñích yêu cầu 2

1.2.1 Mục ñích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu chung về cây ngô 3

2.1.1 Nguồn gốc phân loại 3

2.1.2 ðặc ñiểm sinh vật học 5

2.1.2.1 ðặc ñiểm cơ quan sinh dưỡng 5

2.1.2.2 ðặc ñiểm cơ quan sinh sản 6

2.2 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô 8

2.2.1 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do 8

2.2.2 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô ưu thế lai 10

2.2.3 Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống ngô 12

2.3 Nghiên cứu mật ñộ trồng ngô 17

2.3.1 Nghiên cứu mật ñộ trồng ngô trên thế giới 17

2.3.2 Nghiên cứu mật ñộ trồng ngô ở Việt Nam 20

2.4 Nghiên cứu cấu trúc kiểu cây mới 21

2.4 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 22

2.4.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 22

2.4.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 24

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Vật liệu nghiên cứu 27

3.2 Thời gian và ựịa ựiểm nghiên cứu 27

3.3 Công thức thắ nghiệm 27

3.4 Phương pháp nghiên cứu 27

3.4.1 Bố trắ thắ nghiệm 27

3.4.2 Các biện pháp kỹ thuật áp dụng 28

3.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi 28

3.4.3.1 Theo dõi các giai ựoạn sinh trưởng, phát triển 28

3.4.3.2 Theo dõi sinh trưởng phát triển 29

3.4.3.3 Theo dõi một số tắnh trạng chất lượng 29

3.4.3.4 Theo dõi năng suất và và các yếu tố cấu thành năng suất 30

3.4.3.5 đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh 31

3.4.3.6 đánh giá quang hợp của các mật ựộ với cả hai giống 32

3.4.3.7 Phân tắch tắnh ổn ựịnh của giống 33

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 33

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34

4.1 Một số ựặc ựiểm hình thái của hai giống ngô lai kiểu cây mới 34

4.2 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến sinh trưởng và phát triển 2 giống ngô lai kiểu cây mới Tiên Việt 1, Tiên Việt 2 35

4.2.1 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến thời gian sinh trưởng 35

4.2.2 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến tăng trưởng chiều cao 38

4.2.3 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến tăng trưởng số lá 42

4.2.4 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến chiều cao cuối cùng, chiều cao ựóng

bắp và hình thái bắp 46

4.3 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến khả năng quang hợp của 2 giống ngô lai kiểu cây mới Tiên Việt 1, Tiên Việt 2 50

4.4 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến khả năng chống chịu của 2 giống ngô lai kiểu cây mới Tiên Việt 1, Tiên Việt 2 53

4.5 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến năng suất và yếu tố tạo thành năng suất của 2 giống ngô lai kiểu cây mới Tiên Việt 1, Tiên Việt 2 56

4.5.1 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến các yếu tố tạo thành năng suất 56

4.5.2 Ảnh hưởng của mật ựộ trồng ựến năng suất 59

4.6 Tương quan giữa mật ựộ trồng và các yếu tố tạo thành năng suất 61

4.7 đánh giá tắnh ổn ựịnh của các giống thắ nghiệm 63

4.7.1 Tắnh ổn ựịnh vè thời gian sinh trưởng 63

4.7.2 Tắnh ổn ựịnh về tắnh trạng chiều dài bắp 64

4.7.3 Tắnh ổn ựịnh về tắnh trạng số hạt trên hàng 65

4.7.4 Tắnh ổn ựịnh về tắnh trạng khối lượng 1000 hạt 66

4.7.5 Tắnh ổn ựịnh về tắnh trạng năng suất 66

5 KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 68

5.1 Kết luận 68

5.2 đề nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHẦN PHỤ LỤC 75

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CCCC CCðB DTL LAI NAR

NS

P

SL TGST

Chiều cao cây cuối cùng Chiều cao ñóng bắp Diện tích lá

Chỉ số diện tích lá Hiệu suất quang hợp thuần Năng suất

Lượng quang hợp quần thể Sản lượng

Thời gian sinh trưởng

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2005 24 Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai ñoạn 1975 - 2006 25 Bảng 4.1: Một số ñặc ñiểm hình thái của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 34 Bảng 4.2: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến thời gian sinh trưởng của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 36 Bảng 4.3a: Ảnh hưởng mật ñộ trồng ñến tăng trưởng chiều cao cây của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2009 39 Bảng 4.3b: Ảnh hưởng mật ñộ trồng ñến tăng trưởng chiều cao cây của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2010 41 Bảng 4.4a: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến tăng trưởng số lá của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2009 44 Bảng 4.4b: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến tăng trưởng số lá của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2010 45 Bảng 4.5a: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến chiều cao cây cuối cùng, chiều cao ñóng bắp và hình thái bắp của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2009 47 Bảng 4.5b: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến một số ñặc ñiểm hình thái của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2010 49 Bảng 4.6a: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến khả năng quang hợp của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2009 51 Bảng 4.6b: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến khả năng quang hợp của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2010 52 Bảng 4.7a: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến khả năng chống chịu của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 - vụ xuân 2009 54

Bảng 4.7b: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến khả năng chống chịu của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 - vụ xuân 2010 55 Bảng 4.8a: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến các yếu tố tạo thành năng suất của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2009 57 Bảng 4.8b: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến các yếu tố tạo thành năng suất của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 – vụ xuân 2010 58 Bảng 4.9: Ảnh hưởng của mật ñộ trồng ñến năng suất của hai giống Tiên Việt

1 và Tiên Việt 2 60 Bảng 4.10: Tương quan giữa mật ñộ trồng và các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, các yếu tố tạo thành năng suất và năng suất của hai giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 62 Bảng 4.11: Phân tích tính ổn ñịnh về thời gian sinh trưởng của giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 63 Bảng 4.12: Phân tích tính ổn ñịnh của tính trạng chiều dài bắp của giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 64 Bảng 4.13: Phân tích tính ổn ñịnh của tính trạng số hạt trên hàng của giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 65 Bảng 4.14: Phân tích tính ổn ñịnh của tính trạng khối lượng 1000 hạt của giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 66 Bảng 4.15: Phân tích tính ổn ñịnh của tính trạng năng suất của giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2 67

ðồ thị 4.3a: Năng suất thực thu vụ xuân 2009 63

ðồ thị 4.3b: Năng suất thực thu vụ xuân 2010 63

PHẦN 1 MỞ đẦU 1.1 đặt vấn ựề

Mật ựộ trồng ngô hợp lý ựã ựược các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Ioannis S Tokatlidis và cộng sự năm 2009 khi ựánh giá phản ứng của 7 giống ngô lai trong ựiều kiện canh tác nhờ nước trời với các mật ựộ 0,74;

mà ở ựó các kiểu gen khác nhau biểu hiện tối ựa và môi trường ảnh hưởng thấp ựến biểu hện của kiểu gen trong ựiều kiện chọn lọc Biểu hiện kiểu hình chiều dài bắp, số hạt/hàng tăng khi tăng mật ựộ trồng và cho thấy ựiều kiện môi trường, tiềm năng năng suất của một kiểu gen phụ thuộc vào yếu tố quyết ựịnh là mật ựộ trồng [33]

Còn Shapiro Charles A và Wortmann Charles S., 2006 ựã ựưa ra giả thiết rằng: Hiệu quả sử dụng ựạm ở ngô là vấn ựề kinh tế và môi trường, bằng cách trồng ngô với mật ựộ cao có thể nâng cao hiệu quả này tốt hơn bằng cách giảm khoảng cách hàng trồng Các tác giả ựã kiểm chứng giả thuyết này ở đông Bắc Nebraska và kết quả là khi giảm khảng cách hàng từ 0,76 m xuống 0,51 m tăng năng suất ngô lên 4%, ngô phản ứng với lượng bón ựạm và tỷ lệ ựạm không bị ảnh hưởng khi giảm khoảng cách hàng [33]

Ở Việt Nam trong những năm gần ựây, nhiều giống ngô mới, ựặc biệt

là các giống ngô lai, ựã ựược khảo nghiệm, công nhận giống quốc gia và mở rộng sản xuất, nhưng những nghiên cứu về khoảng cách hàng và mật ựộ trồng chưa có nhiều ở nước ta

Mặt khác, diện tắch ựất sản xuất nông nghiệp của nước ta ựang giảm ựi nhanh chóng do ựất nông nghiệp ựã ựược chuyển sang ựất ở, ựất cơ sở sản xuất kinh doanh, ựất xây dựng các công trình công cộng và nuôi trồng thuỷ sản Vấn ựề ựặt ra cần tăng năng suất ngô trên diện tắch ựất nông nghiệp hạn chế

Một xu hướng mới chọn tạo giống ngô có kiểu cây mới trồng dày ựể ựạt năng suất cao trên ựơn vị diện tắch ở Trung Quốc Nhiều nghiên cứu ựã chỉ ra rằng, các giống ngô sẽ có năng suất cao khi ựược trồng với mật ựộ phù hợp và mỗi giống ngô sẽ có yêu cầu về mật ựộ trồng khác nhau

Từ những vấn ựề nêu trên và trên cơ sở hợp tác nghiên cứu giữa trường đại học Nông nghiệp Hà Nội và đại học Vân Nam Trung Quốc chúng tôi

thực hiện ựề tài: ỘTìm hiểu mật ựộ trồng giống ngô lai kiểu cây mớiỢ

1.2 Mục ựắch yêu cầu

1.2.1 Mục ựắch

Tìm hiểu mật ựộ trồng khác nhau ựối với giống ngô kiểu cây mới nhằm xác ựịnh mật ựộ trồng thắch hợp ựối với các giống ngô kiểu cây mới trong ựiều kiện Việt Nam

1.2.2 Yêu cầu

+ đánh giá sinh trưởng phát triển của giống ngô Tiên Việt 1, Tiên Việt

2 trong ựiều kiện sinh thái ựồng bằng sông Hồng

+ đánh giá khả năng quang hợp của giống ngô kiểu cây mới ở các mật

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cây ngô

2.1.1 Nguồn gốc phân loại

- Việc trồng ngô ựược bắt nguồn ở Trung Mỹ, đặc biệt là Mêhicô, từ

ựó ngô ựược truyền bá lên phắa bắc tới Canada và xuống phắa nam tới Achentina Ngô cổ nhất khoảng 7000 năm, ựược các nhà khảo cổ học tìm thấy

ở Teotihuncan, một thung lũng gần Puebla ở Mêhicô, nhưng có lẽ còn có các trung tâm khởi nguyên thứ cấp ở Châu Mỹ (Vũ đình Hoà, Bùi Thế Hùng,1995)[8] Nguồn gốc này ảnh hưởng tới một số ựặc ựiểm sinh trưởng, phát triển của cây ngô, ảnh hưởng ựến một số yêu cầu của cây ngô ựối với các ựiều kiện ngoại cảnh và là những ựiều cần ựược chú ý ựến trong quá trình tác ựộng các yếu tố kỹ thuật tăng năng suất ngô (đường Hồng Dật, 2004)[4]

Vào cuối thế kỷ 15, sau sự khám phá lục ựịa Châu Mỹ của Christopher Columbus, ngô ựược nhập vào Châu Âu qua Tây Ban Nha Sau ựó ngô ựược truyền bá qua các vùng khắ hậu ấm áp của địa Trung Hải và lên Bắc Âu Mangelsdorf và Reeves (1939) chỉ ra ngô ựược trồng ở mọi vùng nông nghiệp thắch hợp trên thế giới và tất cả các tháng trong năm ngô ựều ựược thu hoạch

mực nước biển ở ựồng bằng Caspia và ở ựộ cao trên 4000 m ở dãy Anựơ của Pêru

Mặc dù ngô có tắnh ựa dạng rất lớn, tất cả các loại ngô ựược biết ựến ngày nay ựều ựã ựược người dân bản xứ tạo ra khi khám phá ra Châu Mỹ Tất

cả các loại hình ngô ựược phân loại là Zeamays Hơn nữa, bằng chứng thực

vật học, di truyền và tế bào học chỉ ra một nguồn gốc chung ựối với mọi loại hình ngô hiện có Hầu hết các nhà nghiên cứu tin rằng ngô hình thành từ teosinte, Euchlaena mexicana Shrod, một loại cây trồng hàng năm có lẽ có họ

hàng gần nhất với ngô Tuy vậy, các nhà nghiên cứu khác tin rằng ngô bắt nguồn từ một dạng ngô dại mà nay không còn nữa Sự gần gũi của teosinte với ngô xuất phát từ thực tế là cả 2 có 10 nhiễm sác thể và ựồng dạng với nhau hoặc ựồng dạng không hoàn toàn

Việc chuyển gen giữa cây teosinte và ngô ựã xảy ra trong quá khứ và vẫn xảy ra trong ngày nay ở một vài nơi của Mêhicô và Guatemala nơi teosinte mọc giữa những cây ngô Galinat (1977) ựã chỉ ra rằng những giả thuyết khác nhau về nguồn gốc của ngô về cơ bản 2 giả thuyết vẩn tồn tại: trước hết, teosinte ngày nay là tổ tiên của cây ngô hoặc teosinte nguyên thuỷ

là tổ tiên chung của cả cây ngô và teosinte, thứ hai, dạng ngô bọc ựã bị diệt chủng là tổ tiên của ngô, với teosinte là dạng ựột biến của ngô bọc này

Trong bất kỳ trường hợp nào hầu hết những ngô ngày nay tạo ra từ những vật liệu ựã phát triển ở miền nam nước Mỹ, Mêhicô, Trung và Nam

Mỹ (Vũ đình Hoà, Bùi Thế Hùng, 1995)[8]

- Phân loại thực vật

Ngô thuộc họ hoà thảo Poacea tộc Tripsacaea (Maydea) Tên khoa học

là Zeamays L Tộc Tripsacaea có 4 chi:

Từ tộc (tribus) Maydeae, 2 chi (genus) Euchlaena Schrad và Tripsacum

Cơ sở của bảng phân loại ngô là hệ thống do Sturtevant ựề xuất năm

1899 dựa trên các ựặc ựiểm hình thái nội nhũ trong hạt

Theo bảng phân loại này loài ngô ñược phân thành các loài phụ (các nhóm) sau ñây:

1-Ssp amilaceae - ngô bột

2- Ssp indentata – ngô răng ngựa

3- Ssp indurate – ngô ñá rắn: ngô tẻ

4- Ssp everta – ngô nổ

5- Ssp saccharata - ngô ñường

6- Ssp ceratina – ngô nếp

7- Ssp tunicate – ngô vảy, ngô bọc

(Nguyễn Văn Hiển, 2000) [7]

rễ mầm sơ sinh ngừng phát triển, khô ñi và biến mất sau một thời gian ngắn vào khoảng giai ñoạn lá thứ 3 – V3

Rễ mầm thứ sinh xuất hiện từ trụ gian lá mầm (mesosotyle) của phôi phía dưới mấu của bao lá mầm (coleoptyle) sau sự xuất hiện của rễ chính

Rễ ñốt: Còn gọi là rễ phụ cố ñịnh xuất hiện ở các ñốt thấp của thân, mọc vòng quanh các ñốt dưới mặt ñất Ngô ra rễ ñốt ñầu tiên lúc 3 – 4 lá và

có số lượng lớn từ 8 – 16 rễ ở mỗi ñốt

Rễ chân kiềng: Rễ chân kiềng mọc quanh các ñốt trên mặt ñất sát gốc

Rễ chân kiềng to, nhẵn, ít phân nhánh, không có rễ con và lông hút ở phần trên mặt ñất

- Thân, lá ngô

Ngô thuộc họ hoà thảo song có thân khá chắc, có ñường kính từ 2 – 4cm tuỳ theo giống, ñiều kiện sinh thái và chăm sóc Thân có chiều cao khoảng 1,5 – 4m Thân chính của ngô có nguồn gốc từ chồi mầm (plumule) bao phủ bởi bao lá mầm (coleotyle) nằm trong phôi của hạt ngô Thân ngô trưởng thành bao gồm nhiều lóng nằm giữa các ñốt và kết thúc bằng bông cờ

Số lượng và chiều dài lóng là chỉ tiêu quan trọng trong việc phân loại các giống ngô Thường các giống ngắn ngày có khoảng 14 – 15 lóng, các giống trung bình ngày 18 – 20 lóng và các giống dài ngày có khoảng 20 – 22 lóng Lóng mang bắp có một rãnh dọc cho phép sự bám và phát triển bình thường của bắp

Lá ngô: Sau khi bao lá mầm mọc lên khỏi mặt ñất, các lá bắt ñầu lần lượt mở ra Mỗi một lá ñược cấu tạo bởi bản lá (phiến lá) và bẹ lá ôm chặt lấy thân và lưỡi lá (thìa lá) Các giống khác nhau có số lá khác nhau, chiều dài chiều rộng, ñộ dày, lông tơ, màu lá gân lá cũng có sự thay ñổi

- Bông cờ và bắp

Ngô là loại cây có hoa khác tính cùng gốc Hai cơ quan sinh sản ñực (bông cờ và cái (bắp) tuy nằm trên cùng một cây song ở những vị trí khác nhau

2.1.2.2 ðặc ñiểm cơ quan sinh sản

- Hoa ñực

Hoa ñực thường là bông cờ nằm ở ñỉnh cây Hoa ñực xếp theo chùm gồm một trục chính và nhiều nhánh Hoa ñực mọc thành bông nhỏ còn gọi là chét, bông con hoặc gié Các gié mọc ñối diện nhau trên trục chính hay trên

các nhánh Trong mỗi bông nhỏ có hai chùm hoa, một chùm cuống dài và một chùm cuống ngắn đôi khi một bông nhỏ có một hoặc ba chùm hoa Mỗi chùm hoa có hai hoa, có vỏ trấu dài chung cho hai hoa (mày trên và mày dưới) với gân và lông tơ Ở giữa mỗi hoa có thể thấy dấu vết thoái hoá của của nhụy hoa cái, quanh ựó có ba chỉ ựực mang ba nhị ựực và hai mày nhỏ - mày ngoài tương ứng với lá ựài hoa Khi hoa chắn các mày phồng lên, các chỉ nhị dài ra, bao phấn tách ra khỏi hoa và tung các phấn hình trứng có ựường kắnh khoảng 0,1 mm Mỗi bông nhỏ có hai hoa, mỗi hoa có ba nhị ựực, mỗi nhị ựực có một bao phấn, mỗi bao phấn có hai ô và trong mỗi ô (phòng) chứa khoảng 1000 Ờ 2500 hạt phấn Khi bắt ựầu nở, các hoa ở 1/3 phắa ựỉnh trục chắnh tung phấn trước, sau ựó tung phấn theo thứ tự từ trên xuống dưới và từ ngoài vào trong Một bông cờ trong mùa xuân, mùa hè ựủ ấm thường tung phấn trong 5 Ờ 8 ngày, mùa lạnh khô có thể kéo dài 10 Ờ 12 ngày Hoa tung phấn rộ vào khoảng 8 Ờ 10 giờ sáng và 14 Ờ 16 giờ chiều Phấn ngô thắch hợp

không khắ khoảng 80% và ngay sau khi bứt khỏi bao phấn nếu không khả năng thụ tinh sẽ giảm Theo Cao đắc điểm (1988) nếu lấy phấn rồi thụ tinh ngay tỉ lệ hoa tạo thành hạt là 100%, sau 72 tiếng chỉ còn 75%

- Hoa cái

Hoa cái (bắp ngô) phát sinh từ chồi nách các lá, song chỉ một ựến 3 chồi khoảng giữa thân mới tạo thành bắp Hoa có cuống gồm nhiều ựốt ngắn, mỗi ựốt trên cuống có một lá bi bao bọc, lá bi thường không có phiến lá Trên trục ựắnh hoa cái (cùi, lõi ngô), hoa mọc từng ựôi bông nhỏ Mỗi bông nhỏ có

2 hoa nhưng một hoa thoái hoá, chỉ còn một hoa tạo thành hạt Phắa ngoài hoa

có 2 mày (dưới và trên), Ở chủng ngô bọc (pod corn) hai mày này phát triển bao kắn hết hạt Tiếp ựến là mày ngoài và mày trong, ngay sau mày ngoài quan sát thấy dấu vết của nhị ựực và hoa cái thứ hai thoái hoá chắnh giữa bầu

hoa, trên bầu hoa có núm vòi nhụy vươn dài thành râu Trên râu có nhiều lông

tơ và chất tiết làm cho hạt phấn bám vào và dễ nãy mầm Thời gian phun râu thường sau khi tung phấn 1 – 5 ngày tuỳ thuộc vào giống và ñiều kiện tự nhiên Hiện tượng tung phấn trước phun râu thường gặp nhiều ở ñiều kiện Việt Nam và gọi là tính nhị chín trước (protandry) Ngược lại phun râu trước tung phấn gọi là tính nhụy chín trước (protgyhy) Ở ñiều kiện nước ta râu phun trong khoảng thời gian 5 – 12 ngày, Trên một bắp, hoa cái gần cuống bắp phun râu trước rồi tiến dần lên ñỉnh bắp Trên một cây ngô bắp trên thường phun râu trước bắp dưới 2 – 3 ngày

- Hạt ngô

Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm năm phần chính: vỏ hạt, lớp aleuron, phôi, nội nhũ và chân hạt Vỏ hạt bao xung quanh hạt là một phần màng nhẵn Lớp aleuron nằm dưới vỏ hạt và bao lấy nội nhũ và phôi Nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế bào dự trữ chất dinh dưỡng Nội nhũ có 2 phần: nội nhũ bột và nội nhũ sừng Tỉ lệ này phụ thuộc vào chủng ngô và các giống ngô khác nhau

Phôi chiếm gần 1/3 thể tích của hạt và gồm các phần: ngù – phần ngăn cách giữa nội nhũ và phôi; lá mầm; trục dưới lá mầm; rễ mầm và chồi mầm.[2]

2.2 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô

2.2.1 Nghiên cứu chọn tạo giống ngô thụ phấn tự do

Giống ngô thụ phấn tự do (Open pollinated variety- OPV) là giống trong quá trình sản xuất hạt con người không cần can thiệp vào quá trình thụ phấn – chúng thụ phấn tự do - thụ phấn mở (Ngô Hữu Tình, 2003)[14] Giống ngô thụ phấn tự do ñược chia làm:

- Giống ñịa phương ( Local variety), là những giống ngô ñã ñược trồng

và tồn tại trong một thời gian lâu ñời, trong vùng sản xuất qua tác ñộng chọn

lọc của con người, có những ñặc trưng, ñặc tính khác biệt với các giống khác

và di truyền ñược cho các thế hệ sau Giống ñịa phương có ñặc tính thích nghi cao với ñịa phương, thông qua tính chống chịu sâu bệnh, ñiều kiện bất thuận của ñịa phương ñó, chất lượng sản phẩm cao và năng suất thấp (Ngô Hữu Tình, 2003) [14] với ñặc ñiểm trên, giống ñịa phương cũng ñược sử dụng làm vật liệu ñể lai với nguồn nhập nội nhằm tạo ra các giống có năng suất cao vẫn giữ ñược ñặc tính tốt (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [7] Vì vậy giống ngô ñịa phương là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công tác tạo giống ngô dựa trên

cơ sở ưu thế lai

- Giống tổng hợp (Sybthentic variety): Là thế hệ tiên tiến của giống lai nhiều dòng bằng thụ phấn tự do Giống tổng hợp ñược sử dụng ñầu tiên thuộc

về Hayes và Garber vào năm 1919 Sản xuất hạt ngô giống cải tiến bằng cách tái hợp nhiều dòng tự phối có ưu ñiểm hơn so với lai ñơn, lai kép vì người nông dân có thể giữ giống từ 2-3 vụ, giống tổng hợp ngoài việc sử dụng trực tiếp trong sản xuất còn ñược coi là nguồn vật liệu tốt ñể rút dòng và tạo giống ngô lai (Ngô Hữu Tình, 2003) [14]

- Giống ngô thụ phấn tự do cải tiến (improvedvariety): bao gồm các giống tổng hợp và hỗn hợp có một số ñặc ñiểm chính như hiệu ứng với gen cộng ñược khai thác trong chọn tạo có nền di truyền rộng nên thích ứng rộng,

có tiềm năng năng suất khá hơn các giống ñịa phương, có ñộ ñồng ñều chấp nhận ñược, dễ sản xuất, giá giống rẻ, giống ñược sử dụng từ 2 ñến 3 ñời (Mai Xuân Triệu, 1998) [15]

Giống hỗn hợp (Composite variety): là thế hệ tiến triển của tổ hợp các nguồn vật liệu ưu tú có nền di truyền khác nhau (Ngô Hữu Tình, 2003) [14] Nguồn vật liệu này bao gồm các giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp, giống lai kép Giống hỗn hợp khác giống tổng hợp ở chỗ có nền di truyền rộng và nhà chọn giống không thể kiểm soát chặt chẽ khả năng kết hợp của các vật

liệu tạo giống (Mai Xuân Triệu, 1998) [15] Nhĩm giống này được gọi là giống quá độ trước khi sử dụng giống lai mới cĩ năng suất cao (Nguyễn Thế Hùng, 1995) [9]

Trong cơng tác chọn tạo các dịng thuần trung tâm cải lương giống ngơ

và lúa mì quốc tế (CIMMYT) đã tạo ra được một khối lượng dịng thuần lớn ðây là nguồn vật liệu khởi đầu cho cơng tác tạo giống ngơ cung cấp cho các trung tâm nghiên cứu ở các quốc gia Vào năm 1985 CIMMYT đưa ra 74 dịng thuần nhiệt đới (CML1 – CML74) và 65 dịng á nhiệt đới (CML75 – CML139) (CIMMYT, 1985) [28] Năm 1992 các nhà nghiên cứu của CIMMYT tiếp tục cung cấp thêm tập đồn gồm 99 dịng (CML140 – CML238) trong đĩ bao gồm 33 dịng QPM nhiệt đới (CML140 – CML172),

22 dịng QPM á nhiệt đới (CML173 – CML194), 22 dịng cận nhiệt đới thấp (CML217 – CML238) Ở Việt Nam nghiên cứu về dịng ngơ thuần đã được thực hiện rất nhiều Vào năm 2008 tác giả Lê Quý Kha và cộng sự đã thực

hiện đề tài “Khảo sát tập đồn dịng ngơ thuần cĩ chất lượng protein cao

D8, D21, D22, D24, D42, D58 và D59) cĩ năng suất khá cao (23,37 – 45 tạ/ha), chống đổ, ít nhiễm bệnh ở thân và bắp [12]

2.2.2 Nghiên cứu chọn tạo giống ngơ ưu thế lai

Hiện tượng ưu thế lai

Ưu thế lai là hiện tượng tăng sức sống mạnh hơn, sinh trưởng và phát triển nhanh, năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu cao hơn so với bố

mẹ chúng Hiện tượng ưu thế lai tăng sức sống của con lai đã được Koelreuter miêu tả đầu tiên vào năm 1776, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis và Dautura với nhau Năm 1876 Charles Darwin người đầu tiên đã đưa ra lý thuyết đầu tiên về ưu thế lai Sau

đĩ vào năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng

ngô tự thụ và giao phối ñã ñi tới kết luận: chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 195% và chín sớm hơn 9% so với dạng ngô tự phối

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

Ưu thế lai về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc cây

Ưu thế lai về năng suất: ðược biểu hiện thông qua các yếu tố cấu thành năng suất như khối lượng hạt, số hạt trên bắp, tỷ lệ hạt trên bắp Ưu thế lai về năng suất ở các giống lai ñơn giữa dòng có thể ñạt 193% - 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ

Ưu thế lai về tính thích ứng: Biểu hiện thông qua khả năng chống chịu với ñiều kiện môi trường bất thuận như: Sâu, bệnh, khả năng chịu hạn…

Ưu thế lai về tính chín sớm: Thể hiện qua con lai chín sớm hơn bố mẹ

do sự biến ñổi của quá trình sinh lý, sinh hoá, trao ñổi chất trong cơ thể.[12]

Ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất ngô

Ưu thế lai ñóng vai trò to lớn trong sản xuất nói chung và trong sản xuất nông nghiệp nói riêng Năm 1876, Charles Darwin là người ñầu tiên ñưa

ra lý thuyết về ưu thế lai, nhưng ñến năm 1909 H Shull mới bắt ñầu công tác chọn tạo các giống ngô lai Ưu thế lai thể hiện qua con lai F1 và biểu hiện ưu thế lai này phụ thuộc vào các dạng bố mẹ vì vậy cần những giải pháp cụ thể cho từng giai ñoạn Năm 1917, khi Jones ñã ñưa ra phương pháp sản xuất hạt lai kép nhằm hạ giá thành sản phẩm, ngay năm thử nghiệm ñầu tiên năm 1920

và ñã nhanh chóng ñược chấp nhận Mặt khác trong các loại giống cây trồng của con người, ngô là cây cho ưu thế lai cao nhất Các giống lai ñơn ñầu tiên ñược thử nghiệm năm 1960, ñã chinh phục loài người bởi năng suất cao và ñộ ñồng ñều mặc dù giá thành hạt giống ñắt Theo CIMMYT, năm 2000 bình quân ngô lai chung trên thế giới chiếm khoảng 65%

Việt Nam có những ñịnh hướng phát triển ngô lai tương ñối sớm và bước ñầu mang lại thành công Năm 1990, diện tích trồng ngô lai ban ñầu chỉ chiếm 5 ha, nhưng ñến năm 2003 là 909,8 ha (Niên giám thống kê 2003) [21] Ngoài việc tăng về diện tích thì ngô lai càng phát triển mạnh mẽ và ưu thế lai

ñã thể hiện hầu hết các tính trạng của tổ hợp lai, trong ñó tính trạng năng suất thể hiện rõ rệt, quan trọng nhất, ban ñầu năng suất chỉ 0,1% năm 1990 tăng lên 40% năm 1996 và 73% năm 2002 (Niên giám thống kê 2002) [21], vì thế Việt Nam trở thành nước có tốc ñộ phát triển nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới

Năm 2008 tác giả Khamtom Vanthannuovong và Nguyễn Thế Hùng thực hiện khảo sát 28 tổ hợp lai ñược tạo ra từ 8 dòng ngô thuần ñời cao: AV10; AV20; VN2; II14; IL34; IL87; IL19; IL45) và ñã kết luận 3 tổ hợp lai

có năng suất cao là: VN2 x IL45; II14 x IL45 và IL19 x IL45 Các tổ hợp lai này có hình thái cây ñẹp có khả năng chống chịu tốt có khả năng phát triển thành giống ngô lai trồng tại vùng ñông bằng Viêng Chăn, nước CHDCND Lào [16]

2.2.3 Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống ngô

Kỹ thuật nuôi cấy tế bào ñơn bội trong chọn tạo giống ngô

Tạo dòng ngô thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn

Muốn chọn tạo một giống lai, các nhà chọn giống phải tạo ra các dòng

tự phối bắt ñầu từ các nguồn nguyên liệu không ñồng nhất về mặt di truyền (heterozygote), sau 6 – 10 thế hệ tự phối mới thu ñược các cá thể ñồng hợp (homozygote) và thường ñược gọi là dòng thuần Sau ñó là một quá trình nghiên cứu khả năng kết hợp, thử nghiệm con lai… Như vậy, chúng ta ñã phải mất khoảng 6 – 8 năm mới tạo ra ñược một giống lai mới

ðể khắc phục một phần nhược ñiểm trên, các nhà nghiên cứu ñã tạo ra những dòng ñơn bội kép (double halploid), dòng thuần về mặt di truyền

(homozygous lines) bằng nuôi cấy invitro giúp cho công việc tạo ra các dòng

thuần một cách nhanh chóng Tất cả các công ựoạn trên chỉ kéo dài khoảng 1 Ờ 2 năm tiết kiệm ựược một nửa thời gian so với phương pháp truyền thống Phương pháp tạo dòng thuần invitro có thể dựa trên kỹ thuật nuôi cấy ba bộ phận sinh sản là bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa thụ tinh Hiện nay

kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần invitro có nhiều triển vọng nhất

Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn lần ựầu tiên thu ựược kết quả ở cà ựộc dược (Guha và Mahaeshwani, 1964, 1966), tiếp theo ở cây thuốc lá (Nitsch, 1969)

và ở ngô (Arnon, 1975) đặc biệt kỹ thuật nuôi cấy bao phấn ở ngô ựược hoàn thiện bởi Miao và cộng sự (1981); Ku và cộng sự (1981); Ku và cộng sự (1986) và ựược áp dụng trong tạo giống lai (Genovesi, 1990; Buter, 1994, 1996; Saisington, 1996; Marhic, 1998; Rosaura Rodriguez, 1998; Lê Huy Hàm, 1998; đoàn đình Long, 1997; Marilca Delalode & Marc P.Couman, 1998Ầ)

Sự hoàn thiện kỹ thuật nuôi cấy bao phấn có tầm quan trọng rất lớn Ngoài việc tạo ra các dòng ựơn bội kép một cách nhanh chóng (từ 1 Ờ 2 năm) thay cho phương pháp nội phối, kỹ thuật này còn ựược sử dụng rộng rãi trong các thắ nghiệm phân tắch ựột biến, ựịnh vị các ựiểm ựơn gen Nhờ vậy, kỹ thuật này rất thắch hợp cho các thắ nghiệm về nghiên cứu di truyền tế bào cũng như lập bản ựồ gen

Nhìn chung, sự thành công của kỹ thuật nuôi cấy bao phấn tách rời cũng như noãn chưa thụ tinh phụ thuộc vào khả năng tạo ra các cá thể ựơn bội

và ựơn bội kép, các thể ựơn bội và ựơn bội kép lại phụ thuộc vào khả năng sinh sản ựơn tắnh của các nguồn nguyên liệu nguyên cứu Ở ngô, sự sinh sản ựơn tắnh xuất hiện trong tự nhiên với tần suất khoảng 1/1.000.000, trong ựó sự sinh sản ựơn tắnh ựực khoảng 1/80.000 (Chanse, 1969) Do tần suất xuất hiện

thấp đã gây khĩ khăn cho sự nhận dạng các thể dơn bội trong tự nhiên ðể khắc phục khĩ khăn trên các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp đánh dấu các thể lưỡng bội thơng thường hoặc dựa trên nền một số tính trạng để phân biệt với thể đơn bội (Chanse, 1974)

Hiện nay, bằng con đường sinh sản đơn tính tự nhiên, nuơi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời, nỗn chưa thụ tinh đã nâng tần suất xuất hiện các thể đơn bội lên khoảng 3% Những kết quả nghiên cứu phản ứng tạo cấu trúc phơi

và tái sinh cây tại Viện nghiên cứu Ngơ (NMRI) cho thấy tỉ lệ phản ứng tạo cấu trúc phơi của tập đồn nguyên liệu trung bình khoảng 4% (227 mẫu) và tái sinh cây khoảng 2%, tỉ lệ giống lai cĩ phản ứng 51% nhiều hơn giống thụ phấn tự do (33%) ðặc biệt đã tạo ra các nguồn nguyên liệu cĩ tỉ lệ phản ứng tạo cấu trúc phơi cao hơn 30% và tỉ lệ tái sinh cây cao hơn 14% (Bùi Mạnh Cường, 2002) [3]

Nuơi cấy hạt phấn tách rời và nỗn chưa thụ tinh

Nuơi cấy hạt phấn tách rời

Nuơi cấy hạt phấn tách rời thực chất là nuơi cấy các tiểu bào tử ở giai đoạn một nhân muộn và hai nhân sớm (hạt phấn chưa hồn chỉnh) Những nghiên cứu đầu tiên về nuơi cấy bào tử tách rời được Nistch và cộng sự tiến hành năm 1977, song khơng thành cơng Mãi đến năm 1989 quy trình nuơi cấy bào tử tách rời được hồn thiện, đã tạo được các cấu trúc phơi, những cây con đầu tiên cũng được tái sinh (Coumans và cộng sự, Pescitelli và cộng sự, 1989…)

Nhìn chung kỹ thuật nuơi cấy bào tử tách rời cĩ những điểm đồng nhất với kỹ thuật nuơi cấy bao phấn như: điều kiện sinh trưởng của cây cung cấp bào tử, kiểu gen, giai đoạn nuơi cấy, mơi trường nuơi cấy, các biện pháp xử lý lạnh trước và sau nuơi cấy… Song cũng cĩ một số điểm khác biệt nhất định:

Kỹ thuật nuôi cấy bào tử tách rời là kỹ thuật nuôi cấy bào tử trần, do vậy công việc ñầu tiên là phải tạo ñược các bào tử trần

Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh

Trong những năm ñầu thập kỷ 80 của thế kỷ XX, một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần bằng phương pháp nuôi cấy noãn chưa thụ tinh ñã ñược ñề cập và các nhà khao học ñã nuôi cấy thành công cây ngô ñược tái sinh từ noãn chưa thụ tinh (Miao và cộng sự, 1982, Truong-Andre và Demarly, năm 1984)

Sự thành công của kỹ thuật nuôi cấy noãn chưa thụ tinh phụ thuộc rất lớn vào khả năng sinh sản ñơn tính cái (megaspore) của thực liệu nghiên cứu cũng giống như phản ứng của bao phấn và hạt phấn chưa tách rời khi nuôi cấy, phản ứng tạo callus của noãn chưa thụ tinh phụ thuộc vào genotypes Do vậy, trong thực tế chỉ có một số genotypes cho noãn phản ứng, tần suất phản ứng của các genotypes có thể từ 3 – 12% Những cây ñược tái sinh từ callus trong nuôi cấy thường là những cây ñơn bội, còn tỷ lệ tái sinh những cây

từ kỹ thuật nuôi cấy bao phấn hay hạt phấn tách rời

Phản ứng tạo callus của noãn ngoài phụ thuộc vào genotypes còn phụ thuộc vào sinh trưởng của cây mẹ, yếu tố sinh thái vùng, môi trường và kỹ thuật nuôi cấy

Một số ứng dụng khác của kỹ thuật nuôi cấy tế bào ñơn bội

Tái tạo dòng ngô chuyển gen

Một trong những tiện ích của kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, hạt phấn tách rời hay noãn chưa thụ tinh là rút ngắn ñược thời gian tạo dòng, mức ñộ ñồng hợp cao ðến nay, kỹ thuật này ñược phát triển và hoàn thiện (Saisingtong và

ct, 1996)

Tái tạo dòng ngô QPM

Các dạng ngô thường có chất lượng protein thấp, ñặc biệt là thiếu 2 axít amin không thay thế là lyzin và tryptophan Trong khi ñó tỷ lệ của Leucine-isoleucine lại cao Một trong những hướng ñược tập trung nghiên cứu là cải tiến chất lượng protein ở ngô

Tạo vật liệu mới

I.E Auliger (2003) khi tổng kết thí nghiệm tạo dòng thuần bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn ñã xác ñịnh nguyên nhân làm giảm hiệu quả của kỹ thuật trên là:

Tỷ lệ tái sinh cây thấp

Tỷ lệ sống khi ra ngôi thấp

Tỷ lệ cây hữu dục thấp

Một trong những nguyên nhân gây ra cây tái sinh có tỷ lệ hữu dục thấp

là do tác nhân ñột biến trong quá trình nuôi cấy Các dạng ñột biến thường gặp: sự phát triển không hoàn thiện của các cơ quan sinh sản, bất dục ñực

Kết quả thí nghiệm tại Viện nghiên cứu Ngô cho thấy chỉ có 11 – 15%

số cây ñơn bội kép hữu thụ Số cá thể còn lại thường mang các ñặc ñiểm:

- Thiếu bộ phận sinh sản (bắp hoặc cờ)

- Bất dục ñực

- Cơ quan sinh sản phát triển không ñồng nhất - lệch pha

- ðột biến màu sắc, kích thước hạt, dạng hạt

ðặc biệt trong các thí nghiệm ñã thu nhận ñược các ñột biến về cấu trúc hạt Ngoài việc thay ñổi về màu sắc như từ màu ñỏ sang trắng, về hình dạng hạt ñã nhận ñược những dạng hạt nhăn (có cấu trúc giống như ngô ñường)

Mặc dù các ñột biến thu ñược hầu hết là không có lợi, song thông qua phương pháp nuôi cấy bao phấn hy vọng sẽ tạo ra ñược các dạng vật liệu khởi ñầu, có ích cho quá trình chọn lọc [3]

2.3 Nghiên cứu mật ñộ trồng ngô

2.3.1 Nghiên cứu mật ñộ trồng ngô trên thế giới

Thay ñổi mật ñộ cây trồng trong ñiều kiện khô hạn ñể ñạt ñược sự cân bằng giữa số lượng cây che phủ và ñộ ẩm ñất hạn chế, luôn là một kỹ thuật trồng trọt dễ ñược chấp thuận Với các giống ngô lai mật ñộ cây ñược khuyến cáo trong ñiều kiện tưới nước, ở mức phân bón như hiện nay ít nhất cũng cao hơn từ 50-100% khi gieo trồng so với các giống ngô thụ phấn tự do (Rosmsn and Cook, 1996), (dẫn theo Arnon,1974) [25]

Mật ñộ cây với ñiều kiện ngô không ñược tưới ở vùng bán khô hạn của Mỹ

Nam bang Dakota ngô trồng trên ñất khô, khi ñiều kiện ñộ ẩm thuận lợi năng

hoạch hạt rất ít hoặc không cho thu hoạch (Termunde và cộng sự 1963), (dẫn theo Arnon,1974) [25]

Ở vùng phía Nam thảo nguyên bán khô hạn của Ukraina mật ñộ cây tối ña

vùng thảo nguyên phía Bắc, khu vực phía Nam và khu Trung tâm của Cao

hàng 90-105 cm Momotenko, 1968 (dẫn theo Arnon,1974) [25] Ở ðức,

and Gross, 1966 (dẫn theo Arnon, 1974) [25]

Ở Israel, dưới ñiều kiện tưới nước năng suất ngô cao nhất ñã ñạt ñược với

nhất Gueit and Laby, 1956 ( dẫn theo Arnon,1974) [25]

Mức tăng năng suất của ngô khi có tưới phụ thuộc cả mật ñộ gieo, có liên quan với ñộ chiếu sáng khác nhau cũng như với cường ñộ quang hợp khác nhau Theo tác giả Beredznop, 1968, (dẫn theo Krugiưlin, 1988) [3], khi gieo với khoảng cách 70x70 cm năng suất cao nhất thu ñược khi gieo 3 - 4 cây/hốc (61-

80 ngàn cây/ha) và một bắp bình thường/cây Còn khi gieo 2 cây/hốc, năng suất bị giảm nhiều, với 4 cây/hốc năng suất tăng không ñáng kể Kết quả này giống với kết quả nghiên cứu trước ñây của Lopukhop, (1967) and Guxalop, (1968) Krugiưlin, (1988) [3] cho rằng trong ñiều kiện có tưới, ở Bắc Kapcazơ, các giống chín sớm cần gieo dầy hơn: 3 cây/hốc với mật ñộ 80.000cây/ha Còn các giống chín muộn 40.000 - 50.000 cây/ha Ở Hungari, khi có tưới nước người ta gieo 50.000 - 60.000 cây/ha ñã cho thu ñược năng suất hạt tới 130 - 140 tạ/ha (Nemet, 1963), dẫn theo Krugiưlin, (1988) [3] Theo tác giả Crookston và cộng sự 1978, (dẫn theo Neal C.Stoskopf, 1981) [36], thì khi tăng mật ñộ cây không có nghĩa là làm tăng khối lượng vật chất khô Trong khi ñó Duncan, (1971) (dẫn theo Neal C Stoskopf 1981) [36], cho rằng: sự tăng năng suất về mặt lý thuyết chỉ ñạt ñược khi chỉ số diện tích lá (LAI) xấp xỉ 4,0 và năng suất sẽ không tăng khi chỉ số diện tích lá là 4,7

Theo các tác giả Rutgers., Francis and Grogan (1971) (dẫn theo Neal, C Stoskopf, 1981) [36], mối quan hệ giữa năng suất hạt và chỉ số diện tích lá ở ngô

ñã phát hiện ñược sự khác nhau rất rõ giữa các kiểu gen Ở mật ñộ 34.600 và 65.200 cây/ha (Mason and Zuber., 1976) ño chỉ số LAI tương ứng là 2,47

và 4,00, ở mật ñộ cây cao chỉ số LAI rất khác nhau giữa 15 giống từ mức thấp 3,45 ñến mức cao 4,61 Sự khác nhau rất lớn của LAI ở mật ñộ cây cao của các giống, chỉ ra việc quản lý ñể ñiều chỉnh diện tích lá thông qua mật ñộ cây

Theo El - lakany and Russell (1971) (dẫn theo Robert và cộng sự 1985) [38], mối quan hệ giữa các ñặc tính của ngô với năng suất khi kiểm tra các cặp lai ñơn gieo trồng ở những mật ñộ khác nhau cho thấy: Ở mật ñộ thấp, chiều cao

cây, chiều cao ñóng bắp quan hệ có ý nghĩa ñối với năng suất; ở mật ñộ cây trung bình, ñường kính bắp, tỷ lệ hạt/bắp, chiều cao cây và chiều cao ñóng bắp là quan hệ có ý nghĩa ñối với năng suất; ở mật ñộ cây cao tất cả các ñặc tính là có quan hệ ý nghĩa ñối với năng suất ngoại trừ khối lượng 1.000 hạt, ngày tung phấn, ngày phun râu

Theo Richard D Waldren (1968) [37], giữa LAI và mật ñộ cây trồng có quan hệ trực tiếp với nhau LAI tăng theo ñường thẳng khi mật ñộ cây tăng từ 34.000 ñến 69.000 cây/ha cho dù diện tích lá/cây giảm khi mật ñộ cây tăng Theo Derieux, (1988) [31] khi làm thí nghiệm mật ñộ với giống ngô chín sớm Browing ở khoảng cách hàng 80cm cho thấy, mật ñộ cây có liên quan ñến năng suất ngô cũng như tỷ lệ ñổ

thay ñổi khoảng cách hàng từ 80 cm xuống khoảng cách hàng 45 cm, ở mật ñộ

ñạt 88 tạ/ha, tỷ lệ ñổ 12% Như vậy ở cùng một mật ñộ gieo trồng thì khoảng cách hàng hẹp ñã có ảnh hưởng tích cực ñến việc tăng năng suất hạt và cho tỷ lệ

ñồng thời tỷ lệ ñổ cũng tăng 19%, tiếp tục tăng mật ñộ cây cao hơn nữa năng suất hạt hầu như không tăng thậm chí còn giảm và tỷ lệ ñổ sẽ tăng cao hơn

Tại Achentina, ñã công bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách hàng và mức cung cấp ñạm ñến sự hấp thụ bức xạ mặt trời, số hàng hạt, năng suất hạt ở ngô chỉ ñược làm ñất tối thiểu, với khoảng cách hàng gieo là 0,35 và 0,7m ở các mức ñạm 0, 120, 140N (kg/ha), với 2 giống ngô Dekalb 636 và Dekalb 639 Mật ñộ cây lúc thu hoạch là cố ñịnh ở tất cả các công thức xử lý trong thời gian 2 năm 1995 - 1996 và 1996 - 1997 Mức ñạm thấp làm giảm số hạt và năng suất, trong khi ñó khoảng cách hàng hẹp (0,35 m) ñã tăng số hạt/ñơn

vị diện tắch và năng suất hạt thực sự là có ý nghĩa Trung bình khoảng cách hàng hẹp ựã tăng 14,5% số hạt và 20,5% năng suất Tuy nhiên sự tăng này rõ rệt hơn ở khoảng cách hàng hẹp trong ựiều kiện ựạm thấp Kết quả ựã chỉ ra rằng năng suất ngô tăng từ 27 - 46% khi gieo ở khoảng cách hàng hẹp trong trường hợp ngô bị thiếu ựạm nghĩa là trong ựiều kiện thiếu ựạm thì việc thu hẹp khoảng cách gieo là cần thiết ựể cho năng suất cao hơn so với khoảng cách gieo truyền thống (Barbieri và cộng sự 2000) [26]

Tại Thổ Nhĩ Kỳ ựã nghiên cứu khoảng cách cây tối ưu (từ 10,0; 12,5; 15,0; 17,5 và 20 cm) ựối với các giống ngô lai thương phẩm; khoảng cách hàng là như nhau: 70 cm; bón phân 2 lần: Lần 1 lượng phân bón là 90kg/ha N - P - K trước khi gieo và lần 2 bón thúc lượng 180kg/ha (Sener và cộng sự 2004) [39], theo

ựó ảnh hưởng tương tác giữa giống ngô lai và khoảng cách cây ựến chiều dài bắp

và năng suất hạt là có ý nghĩa Năng suất hạt cao nhất ở giống ngô Pioneer 3223

là 11.718 kg và ở giống Dracma là 11.180kg ở khoảng cách cây là 15cm

Ở Thái Lan mật ựộ khoảng cách gieo ựối với ngô ựường và ngô nếp là 50.000 - 60.000 cây/ha, khoảng cách 75 x 50 cm, 2 - 3 cây/hốc, với giống ngô rau mật ựộ 118.000 cây/ha, khoảng cách 50 x 50 cm gieo 3 cây/hốc (Chanika Lamsupasit and Supachai Kaewmeechai, 1997) [27]

2.3.2 Nghiên cứu mật ựộ trồng ngô ở Việt Nam

Ở Miền nam Việt Nam trước ngày giải phóng mật ựộ gieo phù hợp cho ngô thường từ 30.000 ựến 80.000 cây/ha, khoảng cách giữa các hàng từ 0,6 - 1m, khoảng cách giữa các cây từ 0,25 - 0,4 m (Võ đình Long, 1968) [35]

Theo các tác giả Trần Hồng Uy, Jean Pierre Marathee (1966) [40] ựối với sản xuất ngô ựông trên nền ựất ướt làm bầu ựặt ra ruộng mật ựộ 50.000 - 55.000 cây/ha với khoảng cách 70 x 25 cm là thắch hợp nhất ựể cây ngô nhận ựược nhiều ánh sáng

Theo Ngô Hữu Tình (1991 - 1995) [19] Thắ nghiệm ựược thực hiện với

giống ngô thụ phấn tự do TSB2 từ mật ñộ 4 vạn cây - 8 vạn cây/ha cho thấy mật

ñộ cho năng suất cao là từ 5,7 - 7 vạn cây/ha Ứng với khoảng cách 70 cm x 25

cm x 1 cây và 70 cm x 20 cm x 1 cây

Theo hai tác giả Nguyễn Công Thành - Dương Văn Chín (1994) [20] giữ

số cây/ha cố ñịnh (50.000cây/ha) nhưng thay ñổi khoảng cách giữa hàng, tạo không gian thuận lợi cho trồng xen, ảnh hưởng ñến năng suất bắp Trồng hàng kép (10 cm - 150 cm) làm giảm năng suất bắp so với ñối chứng trồng hàng ñơn (80 cm - 80 cm) Hai mức hàng kép (30 cm - 130 cm) và (50 cm - 110 cm) không làm giảm năng suất so với trồng hàng ñơn

Theo Phạm Thị Rịnh - Nguyễn Thế Hùng (1992 - 1995) [17] mật ñộ trồng thích hợp cho các giống ngô ngắn ngày là từ 57.000 - 61.000 cây/ha các giống trung và dài ngày là từ 45.000 - 55.000 cây/ha Ở ñiều kiện nông dân trồng ngô thuần DK - 888 với mật ñộ thích hợp 53.000 cây/ha ñầy ñủ ñiều kiện thâm canh cho hiệu quả kinh tế cao hơn trồng thưa 37.000 cây/ha, năng suất cao hơn

từ 9 -20%/ ha (tỷ lệ lãi thu hồi từ 1 ñồng vốn ñầu tư thêm là 200 - 300 %)

2.4 Nghiên cứu cấu trúc kiểu cây mới

J J Mock and R B Pearce, 1975 và 1990, ñã ñề xuất tạo giống ngô có kiểu cây lý tưởng là sử dung tối ña và tối ưu ñiều kiện môi trường Môi trường ñược sử dụng gồm: a) ñộ ẩm ñầy ñủ ,b) nhiệt ñộ thuận lợi của mùa vụ, c) Dinh dưỡng ñầy ñủ, d) mật ñộ cao, e) khoảng cách hàng hẹp và f) thời vụ trồng sớm Kiểu cây ngô lý tưởng cần sinh trưởng tốt khi trồng trong ñiều kiện môi trường cần có ñặc ñiểm là : a) lá cứng và góc lá hẹp thẳng ñứng với

quang hợp tích lũy vào hạt, d) khoảng cách cờ và bắp gần, e) tỷ lệ ñuôi chuột nhỏ, g) mẫm cảm quang chu kỳ, h) chịu lạnh giai ñoạn nảy mầm và cây con,

i) râu ngắn, k) tàn lá chậm [34]

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

2.4.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Trên thế giới cây ngô là cây lương thực quan trọng nhất chiếm ưu thế cao nhất về năng suất và sản lượng ñối với các loại cây làm lương thực, có diện tích lớn ñứng thứ 3 sau lúa mỳ và lúa nước

Trước ñây gần 1/3 dân số trên thế giới ñã ñược nuôi sống bởi sản phẩm ngô Tính chung trong giai ñoạn 1995 - 1997 con người ñã sử dụng lượng ngô chiếm khoảng 17% (CIMMYT, 2001) [30] Ngô ngoài chứa các chất cơ bản như tinh bột protit, lipid còn có chứa các axit amin không thay thế như lyzine, triptophan, methionin Do vậy, người dân các vùng Trung Mỹ, Nam Á

và Châu Phi ñã dùng ngô làm lương thực chính

Ngoài ra, ngô còn là nguồn thức ăn cho gia súc - gia cầm chiếm 66% sản lượng ngô trên thế giới giai ñoạn 1995 - 1997 (CIMMYT, 2001) [30] Ngành công nghiệp chế biến cũng dùng ngô làm nguyên liệu

Trên thế giới diện tích trồng ngô hiện nay khoảng 138,4 triệu ha, với năng suất 4,93 tấn/ha Trong ñó, diện tích trồng các giống ngô lai chiếm khoảng 65% Những nước có diện tích trồng ngô lai cao là: Mỹ 29,16 triệu ha, Trung Quốc 24,00 triệu ha, Braxin 13,00 triệu ha, Mêxicô 7,60 triệu ha, Ấn ñộ 6,55 triệu ha, Achentina 2,00 triệu ha, Thái Lan 1,15 triệu ha (Productione Estimates and Crop Assement Divison, FAS, USDA, 2003) Một số nước có năng suất ngô cao nhất là: Áo 9,7 tấn/ha, Italy 9,6 tấn/ha, Tây Ban Nha 9,3 tấn/ha, Hy Lạp 9,1 tấn/ha, Mỹ 8,3 tấn/ha…(Ngô Hữu Tình, 2003) [14] ðến năm 2005 năng suất ngô ở Mỹ 9,32 tấn/ha, New Zealand 10,8 tấn/ha, Italia 10,0 tấn/ha, Chi Lê 11,23 tấn/ha [31]

Nhờ có ứng dụng rộng rãi công nghệ giống ngô lai và những thành tựu khoa học khác về di truyền tạo giống và kỹ thuật nông học mà nghề trồng ngô trên thế giới có những bước phát triển vượt bậc cả về diện tích và năng suất Hiện nay

trên thế giới diện tích trồng ngô là trên 140 triệu ha, năng suất bình quân ñạt 4,3 tấn/ha và sản lượng ngô hạt hàng năm là trên 600 triệu tấn (CIMMYT, 1999/2000) [29] Mỹ là nước chiếm vị trí hàng ñầu thế giới về diện tích và sản lượng ngô hạt, ñồng thời cũng là một trong những nước có năng suất ngô cao Năm 2005 năng suất trung bình ngô của Mỹ ñạt 9,32 tấn/ha với diện tích gieo trồng là 30,1 triệu ha và sản lượng ñạt 280,3 triệu tấn [31] Tỷ lệ sử dụng ngô lai là 100% trong ñó lai ñơn chiếm 90%

Tỷ lệ sử dụng ngô lai ở châu Âu là rất lớn, có nhiều nước ñạt ñược năng suất cao (Vasal S.K.,1999) [41] Theo CIMMYT các nước có năng suất ngô cao là: Chi Lê (11,23 tấn /ha), Ý (10,0 tấn/ha), New Zealan (10,8 tấn/ha), Pháp (8,1 tấn/ha) [32]

Ở Châu Á Trung Quốc là nước có diện tích trồng ngô và sản lượng ngô ñứng ñầu, với năng suất 5,06 tấn/ha, diện tích là 26,2 triệu ha và sản lượng ngô hàng năm 132,7 triệu tấn [31] Trung Quốc ñang là nước có sản lượng ngô và diện tích trồng ngô ñứng thứ hai thế giới sau Mỹ, giống ngô lai ñã ñưa vào Trung Quốc từ những năm 1960 và ñến nay tỷ lệ sử dụng giống ngô lai là 84% (CIMMYT,1999/2000) [29], (Vasal S.K., 1999) [41]

Sản lượng ngô của một số nước trên thế giới: EU là 34,1 triệu tấn, Braxin: 33,5 triệu tấn, Mêhicô: 18 triệu tấn Thái Lan: 4,1 triệu tấn, Philippin: 4,5 triệu tấn, Nam Phi: 9 triệu tấn, Canada: 8,9 triệu tấn (Báo NN&PTNT,2000) [24] trong ñó năng suất ngô của các nước phát triển là 8,3 tấn/ha, các nước ñang phát triển là 2,9 tấn/ha (CIMMYT,1999/2000) [29]

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2005

Nước DT (triệu ha) NS (tấn/ha) SL (triệu tấn)

2.4.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Ở Việt Nam, cây ngô là cây xếp hạng thứ 2 ñứng sau lúa nước Cây ngô ñược trồng ở các thời vụ và vùng sinh thái khác nhau So với các nước trong khu vực cây ngô ñược nghiên cứu muộn, ñến năm 1973 chúng ta mới ñịnh hướng phát triển cây ngô do ñiều kiện chiến tranh

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai ñoạn 1975 - 2006

Năm Diện tích

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Diện tích trồng giống lai (%)

-Trung tâm KKNGCTTW

Giai ñoạn năm 1975 ñất nước mới ñược ñộc lập những khó khăn chồng chất lên nhau nên cây ngô chưa chú trọng phát triển, diện tích trồng ngô chỉ ñạt

267 nghìn ha, năng suất 1,05 ha, với tổng sản lượng 280,6 nghìn tấn Bên cạnh

ñó, chúng ta gặp không ít khó khăn về vật liệu khởi ñầu, cùng với việc cơ sở vật chất chưa ñáp ứng tốt trong các khâu sản xuất ngô Cho ñến năm 1990 diện tích

trồng ngô tăng lên 432 nghìn ha, tổng sản lượng ñạt 671 nghìn tấn tăng gấp 3 lần

so với năm 1975 ðến năm 2004 diện tích trồng ngô của Việt Nam là 990,4 nghìn ha, năng suất 3,49 tấn/ha và sản lượng ñạt 3453,6 nghìn tấn (Tổng cục thống kê, 2004) [22] Năm 2006 diện tích trồng ngô của Việt Nam là 1.033 nghìn ha, năng suất 3,69 tấn/ha và sản lượng ñạt 3.811,7 nghìn tấn

Trong quá trình phát triển cây ngô lai ở giai ñoạn này phải kể ñến hai sự kiện tạo sự chuyển biến quan trọng, ñó là: “ngô ñông trên ñất hai lúa ở ñồng bằng Bắc Bộ” và “Sự bùng nổ ngô lai ở các vùng trồng ngô trong cả nước”(Ngô Hữu Tình, 2003) [14]

Cùng với sự phát triển ngô trên thế giới và các nước trong khu vực, ngô lai

ở Việt Nam trong những năm gần ñây ñã không ngừng phát triển Giai ñoạn

1990 diện tích ban ñầu 5 ha ngô lai, sau ñó diện tích ñã mở rộng nhanh chóng Năm 1991 diện tích ñạt 500 ha, ñến năm 1996 diện tích ngô lai là 230 nghìn ha, chiếm 40% diện tích và 74% sản lượng (Quách Ngọc Ân, 1997) [1] ñến năm

2000 diện tích ngô lai ñạt 500 nghìn ha, chiếm 65% diện tích trồng ngô cả nước Năm 2006 diện tích ngô lai ñạt 1.033 nghìn ha, chiếm 83%

Ở nước ta năng suất ngô còn thấp so với các nước có nghề trồng ngô phát triển, ñể ñạt ñược năng suất ngô cao hơn nữa trong thời gian tới, ngoài công tác giống còn phải ñầu tư ñồng bộ hơn trong thâm canh, ñặc biệt là bón phân ñể phát huy tiềm năng của giống

3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu nghiên cứu

Giống ngô Tiên Việt 1, Tiên Việt 2 do trường ðại học Nông nghiệp Vân Nam cung cấp, giống ñối chứng là LVN10 của Viện Nghiên cứu ngô

STT Giống Kí hiệu

3.2 Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu: 2 vụ, vụ xuân 2009 và vụ xuân 2010

ðịa ñiểm nghiên cứu: Tại trường ðH Nông nghiệp Hà nội

3.3 Công thức thí nghiệm

- Công thức thí nghiệm

Công thức mật ñộ chung cho 2 giống Tiên Việt 1 và Tiên Việt 2:

STT Kí hiệu mật ñộ Khoảng cách (cm) Mật ñộ (vạn/ha)

ðối chứng LVN10 trồng với mật ñộ theo quy trình: 70 x 25 cm (5,7 vạn/ha)

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Bố trí thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm theo RCB (khối ngẫu nhiên), 3 giống, 13 công thức, 3 lần nhắc lại

- Sơ ñồ thí nghiệm

3.4.3 Các chỉ tiêu theo dõi

3.4.3.1 Theo dõi các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển

+ Gieo ñến phun râu khi có 50 % số bắp trên ô phun râu

+ Gieo ñến chín (khi có 75% số bắp có lá bi ñã khô, râu thâm và khô)

+ Tổng thời gian sinh trưởng từ gieo ñến chín

3.4.3.2 Theo dõi sinh trưởng phát triển

+ Số mẫu theo dõi 20 cây/ô, theo dõi 10 ngày 1 lần ño

+ ðộng thái tăng trưởng chiều cao: ño từ mặt ñất ñến ñỉnh lá cao nhất,

+ Chiều cao cây cuối cùng ño từ mặt ñất ñến ñỉnh cờ khi trỗ hoàn toàn

+ Chiều cao ñóng bắp: ño từ gốc sát mặt ñất ñến mắt ñóng bắp trên cùng (bắp thứ nhất)

+ ðộng thái tăng trưởng số lá: ñếm số lá 10 ngày một lần bằng ñánh dấu lá + Số lá cuối cùng ñược xác ñịnh ñến khi trỗ cờ hoàn toàn

+ Chiều dài và chiều rộng lá

+ Góc ñộ lá: Góc giữa phiến lá và thân (lá phía trên của bắp trên cùng)

3.4.3.3 Theo dõi một số tính trạng chất lượng

+ Màu sắc thân lá

+ Màu sắc cờ

+ Dạng hạt: ñánh giá hạt ở 1/3 giữa bắp: ñá, bán ñá, bán răng ngựa, răng ngựa [23]

3.4.3.4 Theo dõi năng suất và và các yếu tố cấu thành năng suất

khi thu hoạch

+ Số bắp/cây ( tổng số bắp trên ô chia cho số cây trên ô)

+ Chiều dài bắp (cm) ðo từ ñầu bắp ñến mút bắp, ño 10 bắp

+ Chiều dài ñuôi chuột (ñoạn bắp không có hạt), ño 10 bắp

+ ðường kính bắp (cm) ðo ở giữa bắp, ño 10 bắp

+ Năng suất cá thể xác ñịnh trên 10 cá thể

+ Năng suất lý thuyết