Khoá Luận tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai vụ Xuân năm 2018 tại Thái Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Khoá luận nhằm xác định được tổ hợp ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt phù hợp với điều kiện vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của Khoá luận này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá Luận tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai vụ Xuân năm 2018 tại Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN VIỆT CHUNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI VỤ XUÂN 2018 TẠI THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Trồng Trọt Khoa : Nông học Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên - năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN VIỆT CHUNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI VỤ XUÂN 2018 TẠI THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Trồng Trọt Lớp : K47 - TT - N01 Khoa : Nông học Khóa học : 2015 - 2019 Giáo viên hướng dẫn: TS. Phan Thị Vân Thái Nguyên - năm 2019
i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là quá trình rất quan trọng giúp cho mỗi sinh viên hoàn thiện kiến thức, học hỏi kinh nghiệm, phương pháp làm việc, trau dồi thêm kiến thức và kỹ năng thực tế vào trong công việc nhằm đáp ứng được yêu cầu của thực tiễn, nhu cầu nhân lực ngày càng cao của xã hội. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân và được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Nông học-Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai vụ Xuân năm 2018 tại Thái Nguyên", sau một thời gian làm việc nghiêm túc và hiệu quả cho đến nay khóa luận của tôi đã hoàn thành. Để đạt được kết quả như ngày hôm nay tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, đặc biệt là sự chỉ bảo nhiệt tình của cô giáo TS. Phan Thị Vân, người trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận này. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến gia đình và bạn bè, những người luôn hỗ trợ, giúp đỡ và ủng hộ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Do thời gian có hạn, kinh nghiệm và trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên đề tài của tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để đề tài của tôi có thể được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 5 năm 2019 Sinh viên Trần Việt Chung
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2005 - 2017 ............ 5 Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô của một số châu lục năm 2017 ................... 6 Bảng 2.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2017 .... 7 Bảng 2.4. Tình sản xuất ngô của Việt Nam giai đoạn 2005 - 2017 .................. 8 Bảng 2.5. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở các vùng trồng ngô chính của Việt Nam năm 2017 .................................................................................... 9 Bảng 2.6. Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên giai đoạn 2005 - 2017 .... 17 Bảng 3.1. Nguồn gốc vật liệu thí nghiệm ....................................................... 19 Bảng 4.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................................................ 29 Bảng 4.2. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................................................ 30 Bảng 4.3. Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................................................ 32 Bảng 4.4. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ...................................................................................... 33 Bảng 4.5. Đánh giá mức độ nhiễm sâu đục thân và khả năng chống đổ của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................ 35 Bảng 4.6. Trạng thái cây và độ bao bắp của các THL thí nghiệm vu ̣Xuân 2018 tại Thái Nguyên ...................................................................................... 37 Bảng 4.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ...................................................................................... 39 Bảng 4.8. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các THL ................ 41 vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ....................................................................... 41
iii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................................................ 31 Hình 4.2. NSLT và NSTT của các THL thí nghiệm vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên ............................................................................................................ 42
iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CIMMYT : Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ Quốc tế CSDTL(LAI) : Chỉ số diện tích lá CV% : Hệ số biến động Đ/c : Đối chứng FAO : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc G- FR : Thời gian gieo đến phun râu G- TF : Thời gian gieo đến tung phấn G-TC : Thời gian gieo đến ISAAA : Tổ chức Quốc tế về Tiếp thu các Ứng dụng Công nghệ Sinh học trong Nông nghiệp LSD : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu THL : Tổ hợp lai TPTD : Thụ phấn tự do
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ ii DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. iv MỤC LỤC ......................................................................................................... v Phần 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ...................................................................... 2 1.2.1. Mục đích.................................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu .................................................................................................... 2 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa trong học tập .............................................................................. 3 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.2.Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam ...................................... 4 2.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ....................................................... 4 2.2.2. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam ...................................................... 7 2.3.Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới và Việt Nam ..... 10 2.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới ....................... 10 2.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô tại Việt Nam...................... 12 2.4. Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên .................................................. 16 Phần 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 19 3.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 19 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm ............................................. 19 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 20 3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 20 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 20 3.4.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi ................................ 21
vi 3.5. Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm ......................................... 25 3.6. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 26 Phần 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................... 27 4.1. Nghiên cứu tình hình sinh trưởng, phát triển của các THL thí nghiệm ... 27 4.1.1. Giai đoạn từ gieo đến trỗ cờ .................................................................. 27 4.1.2. Giai đoạn từ gieo đến tung phấn ........................................................... 27 4.1.3. Giai đoạn từ gieo đến phun râu ............................................................. 28 4.1.4. Khoảng cách tung phấn - phun râu (ASI) ............................................. 28 4.1.5. Giai đoạn từ gieo đến chín sinh lý (thời gian sinh trưởng) ................... 29 4.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái của các THL thí nghiệm ........................ 29 4.2.1. Chiều cao cây ........................................................................................ 30 4.2.2. Chiều cao đóng bắp ............................................................................... 31 4.2.3. Số lá trên cây ......................................................................................... 32 4.2.4. Chỉ số diện tích lá (LAI) ....................................................................... 32 4.3. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các THL thí nghiệm .................... 33 4.4. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của các THL thí nghiệm........................................................................................................ 35 4.4.1. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại ................................................... 35 4.4.2. Khả năng chống đổ................................................................................ 36 4.5. Trạng thái cây, độ bao bắp của các THL thí nghiệm ............................... 36 4.6. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL thí nghiệm ........................ 38 4.7. Năng suất của các THL tham gia thí nghiệm ........................................... 40 4.7.1. Năng suất lý thuyết (NSLT) .................................................................. 40 4.7.2. Năng suất thực thu (NSTT) ................................................................... 41 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................. 43 5.1. Kết luận .................................................................................................... 43 5.2. Đề nghị ..................................................................................................... 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 44 PHỤ LỤC
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo Graminae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ, là một trong 3 cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Mặc dù chỉ có 17% tổng sản lượng ngô được sử dụng làm lương thực, nhưng ngô là nguồn lương thực chính góp phần nuôi sống 1/3 dân số thế giới, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. Ngô là nguồn thức ăn cho chăn nuôi, khoảng 70% chất tinh trong thức ăn chăn nuôi là từ ngô (Ngô Hữu Tình, 2003)[13]. Ngoài ra ngô còn cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm - dược phẩm và công nghiệp nhẹ. Hạt ngô giàu chất xơ, nhiều vitamin, khoáng chất và chất chống oxy hóa. Trong công nghiệp ngô được chuyển hóa thành chất dẻo hay vải sợi, xăng sinh học, rượu, cồn. Sử dụng trong chế biến thực phẩm thực phẩm: canh ngô, cháo ngô. Đây là một lý do quan trọng để phát triển và mở rộng diện tích trồng ngô. Trên thế giới, ngô xếp thứ ba về diện tích và thứ nhất về năng suất. Trong những năm gần đây diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới liên tục tăng, năm 1980 diện tích trồng ngô chỉ khoảng 125,8 triệu ha với năng suất 31,5 tạ/ha đạt tổng sản lượng là 396,96 triệu tấn, đến 2018 diện tích ngô tăng lên đáng kể đạt 197,1 triệu ha, năng suất 57,5 tạ/ha và sản lượng đạt 1134,7 triệu tấn (FAO,2019)[21]. Ở Việt Nam, năm 2017, diện tích ngô của cả nước đã đạt 1099,2 nghìn ha, trong đó diện tích ngô lai đã chiếm khoảng 95%, sản lượng ngô đạt 5109,3 nghìn tấn, năng suất 46,4 tạ/ha (Tổng Cục Thống kê, 2019)[13]. Ngô đã được đánh giá là một trong những cây lương thực quan trọng trong cơ cấu cây trồng của Việt Nam, đặc biệt ở các tỉnh Trung du và miền núi trong đó có Thái Nguyên. Việc khai thác tiềm năng năng suất của cây ngô thông qua ưu thế lai và đưa nhanh các giống ngô lai vào sản xuất trên quy mô rộng lớn là một
2 trong những đóng góp quan trọng làm tăng năng suất và sản lượng lương thực trên cả nước. Thái Nguyên là tỉnh thuộc vùng Trung du và miền núi phía Bắc, có điều kiện đất đai, khí hậu cận nhiệt đới ẩm tiêu biểu đại diện cho vùng. Đây cũng là nơi có hoạt động sản xuất nông nghiệp phát triển trong đó ngô được xem là một trong những cây trồng chính góp phần thúc đẩy sản xuất và nâng cao đời sống cho người dân. Tuy nhiên, sản xuất ngô của tỉnh còn chưa thật ổn định năng suất trung bình còn thấp so với khu vực khác, giá thành ngô còn thấp, nhu cầu ngô cho thức ăn chăn nuôi vẫn chưa được đáp ứng đủ. Để góp phần giảm hạn chế trên cần xác định giống ngô lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái của từng vùng để có những hướng cụ thể từ khi chọn vật liệu lai tạo giống đến sử dụng các biện pháp canh tác phù hợp phát huy tối đa tiềm năng của từng giống, tại mỗi vùng sinh thái. Vì vậy phát triển các giống có khả năng chống chịu tốt, cho năng suất cao sẽ góp phần cải thiện năng suất và nâng cao sản lượng ngô của tỉnh. Xuất phát từ những yêu cầu và cơ sở thực tiễn nêu trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai vụ Xuân năm 2018 tại Thái Nguyên”. 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích Xác định được tổ hợp ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt phù hợp với điều kiện vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên. 1.2.2. Yêu cầu - Theo dõi thời gian sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai trong điều kiện vụ Xuân 2018 tại Thái Nguyên. - Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh lý của các tổ hợp ngô lai trong thí nghiệm.
3 - Đánh giá khả năng chống chịu của các tổ hợp lai thí nghiệm như: chống chịu sâu bệnh, chống đổ gãy… - Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tổ hợp ngô lai trong thí nghiệm. - Sơ bộ kết luận về năng suất và khả năng chống chịu của các THL thí nghiệm 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để xác định được tổ hợp ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt phù hợp với điều kiện sinh thái vụ Xuân của Tỉnh Thái Nguyên. - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học cho nhà nghiên cứu, sinh viên, cán bộ nông nghiệp tại Tỉnh Thái Nguyên truy cứu và tham khảo. 1.3.2. Ý nghĩa trong học tập - Giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng bố trí thí nghiệm trên đồng ruộng và kỹ thuật trồng và chăm sóc ngô, biết được phương pháp thu thập số liệu, xử lí số liệu, và cách viết một báo cáo tốt nghiệp. - Góp phần vào công tác chọn tạo giống ngô lai mới có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt phục vụ cho sản xuất ở địa phương.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài Năng suất ngô được cải thiện đáng kể nếu sử dụng giống phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng và áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý. Khả năng thích ứng của giống với các điều kiện sinh thái rất khác nhau. Vì vậy, muốn phát huy hiệu quả tối đa của giống, cần tiến hành nghiên cứu và đánh giá tiềm năng năng suất và khả năng thích nghi của giống trước khi đưa ra sản xuất đại trà, từ đó tìm ra những giống thích hợp nhất đối với từng vùng sinh thái. Quá trình chọn tạo giống phải thực hiện qua nhiều giai đoạn. Trong đó đánh giá tổ hợp lai là giai đoạn rất quan trọng giúp các nhà khoa học chọn được các dòng ưu tú làm vật liệu tạo giống và các tổ hợp ngô lai tốt phát triển giống phục vụ sản xuất. Trong quá trình đánh giá tổ hợp lai, để có kết quả chính xác phải thực hiện lặp lại ở nhiều vụ và các vùng sinh thái để loại bỏ các tổ hợp lai có các yếu điểm về các đặc tính nông sinh học như: Thời gian sinh trưởng quá dài, cây quá cao, chống đổ kém, dễ nhiễm sâu bệnh và có sức sống kém, năng suất thấp... .Từ những cơ sở khoa học trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài này. 2.2.Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 2.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây trồng có khả năng thích nghi rộng nên phân bố khắp nơi trên thế giới, trải rộng hơn 90 vĩ tuyến: từ dưới 40 0N (lục địa châu Úc, Nam châu Phi, Chi Lê,…) lên gần đến 550B (bờ biển Ban Tích,trung lưu sông Vônga,…), từ độ cao 1-2 mét đến gần 4.000m so với mặt nước biển (Nguyễn Đức Lương và cs, 2000)[11]. Hiện nay, nhu cầu sử dụng ngô trên thế giới ngày càng gia tăng. Từ niên vụ 2001/2002 đến 2013/2014, mức tăng bình quân là 3,6%/năm (tương đương mức tăng lượng cung). Lượng cầu chiếm từ 83 - 87% tổng lượng cung,
5 lượng dự trữ của năm chiếm 13-17% tổng lượng cung ngô hàng năm. Lượng ngô sử dụng cho chăn nuôi chiếm 60-70% tổng lượng tiêu thụ ngô của năm (Hồ Cao Việt và cs, 2014)[19]. Nhờ những tiến bộ trong nghiên cứu và sản xuất mà diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới tăng lên liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay, nhất là trong hơn 40 năm gần đây. Bảng 2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2005 - 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2005 148,2 48,1 714,19 2006 148,3 47,7 707,93 2007 158,6 49,9 792,7 2008 163,1 50,8 829,2 2009 158,8 51,5 820,07 2010 164,02 51,9 851,6 2011 171,2 51,7 886,6 2012 179,7 48,6 875,03 2013 186,9 54,3 1016,2 2014 185,9 55,9 1039,2 2015 190,4 55,2 1052,09 2016 195,3 56,3 1100,2 2017 197,1 57,5 1134,7 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO 2019[21] Qua bảng số liệu thống kê của FAO (2019) cho thấy diện tích, năng suất và sản lượng ngô tăng đều từ năm 2005 đến năm 2017. Tổng diện tích trồng ngô năm 2005 là 148,2 triệu ha tăng lên 197,1 triệu ha (năm 2017), năng suất năm 2004 là 48,1 tạ/ha tăng lên 57,5 tạ/ha (năm 2017) và sản lượng năm 2005
6 là 714,19 đã tăng lên là 1134,7 (năm 2017). Đặc biệt, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống ngô lai bằng phương pháp truyền thống việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới ngày càng tăng lên. Tuy nhiên do sự khác nhau về trình độ khoa học kỹ thuật, điều kiện tự nhiên, khí hậu và tập quán canh tác nên diện tích, năng suất và sản lượng có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các Châu lục. Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô của một số châu lục năm 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Mỹ 71,59 80,68 577,64 Châu Á 67,36 53,71 361,84 Châu Phi 40,60 20,72 84,15 Châu Âu 17,53 62,99 110,47 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2019[21] Châu Mỹ dẫn đầu về diện tích (71,59 triệu ha) và sản lượng (577,64 triệu tấn). Châu Á, năng suất chỉ đứng thứ 3 (hơn Châu Phi) nhưng diện tích trồng ngô lớn thứ 2 đạt 67,36 triệu ha. Diện tích trồng ngô của Châu Phi đạt 40,60 triệu ha nhưng trình độ canh tác còn lạc hậu nên năng suất ngô chỉ đạt 20,72 tạ/ha, chỉ bằng 23,78% năng suất so với Châu Mỹ. Xu hướng phát triển sản xuất ngô trên thế giới có nhiều thay đổi, trước đây sản lượng ngô tập trung chủ yếu ở Mỹ (chiếm 50% sản lượng ngô của thế giới) nhưng khoảng 20 năm trở lại đây diện tích và sản lượng ngô tăng đáng kể ở các khu vực khác nhau, tốc độ tăng trưởng cao được đánh dấu ở các nước khu vực Châu Á đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ. Nguyên nhân là do nhu cầu sử dụng ngô ở các nước đang phát triển ngày càng tăng, vì vậy để đáp ứng nhu cầu của xã hội cần phải tăng sản lượng ngô theo hướng nâng cao
7 năng suất trên đơn vị diện tích bằng cách khai thác tiềm năng năng suất của giống với điều kiện thâm canh tối ưu nhất. Bảng 2.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Mỹ 33,5 110,8 371,0 Trung Quốc 42,4 61,1 259,2 Brazil 17,4 56,2 97,7 Mexicô 7,3 37,9 27,7 Indonesia 5,4 52,0 28,0 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2019[21] Trên thế giới, Mỹ là cường quốc đứng đầu trong sản xuất ngô. Năm 2017, năng suất đạt 110,8 tạ/ha gấp gần 2 lần trung bình năng suất ngô thế giới dẫn đến sản lượng ngô cao nhất thế giới đạt 371,0 triệu tấn. Có được điều đó là do Mỹ áp dụng công nghệ sinh học để cải thiện năng suất cũng như tăng khả năng chống chịu của các giống ngô. Trung Quốc cũng là quốc gia sản xuất ngô lớn đang không ngừng phát triển về diện tích. Năm 2017, Trung Quốc là nước có diện tích đứng đầu thế giới (42,4 triệu ha) tuy nhiên do năng suất thấp hơn Mỹ (đạt 61,1 tạ/ha) nên sản lượng ngô của Trung Quốc đứng thứ hai trên thế giới sau Mỹ. Hiện nay, Mỹ và Trung Quốc là hai quốc gia có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với các quốc gia khác trên thế giới. Các nước khác như Đức, Hy Lạp, Israel,... mặc dù năng suất ngô cao nhưng sản lượng vẫn còn thấp do diện tích trồng ngô chưa được mở rộng. 2.2.2. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam Cây ngô được đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu
8 Tình, 1997)[12]. Ngô là một trong những cây màu chính, thích ứng rộng chịu thâm canh, đứng đầu về năng suất, vì vậy cây ngô được trồng nhiều vụ trong năm và được trồng hầu hết các vùng trong cả nước. Từ sau những năm 90 với việc sử dụng các giống ngô lai vào sản xuất đồng thời áp dụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật nên sản xuất ngô ở nước ta đã có chuyển biến rõ rệt. Việt Nam có tốc độ phát triển ngô rất nhanh chóng trong lịch sử ngô lai thế giới. Đây là bước tiến vượt bậc so với một số nước trong vùng đã được CIMMYT đánh giá cao. Bảng 2.4. Tình sản xuất ngô của Việt Nam giai đoạn 2005 - 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (1000 ha) (tạ/ha) (1000 tấn) 2005 1052,6 36,0 3787,1 2006 1033,1 37,3 3854,6 2007 1096,1 39,3 4303,2 2008 1140,2 40,1 4573,1 2009 1089,2 40,1 4471,7 2010 1125,7 41,1 4625,7 2011 1121,3 43,1 4835,6 2012 1156,3 43,0 4973,6 2013 1172,5 44,3 5193,5 2014 1178,6 44,1 5191,7 2015 1179,3 44,8 5281,0 2016 1152,0 45,5 5244,0 2017 1099,2 46,48 5109,7 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, 2019[21] Diện tích, năng suất, sản lượng ngô ở nước ta liên tục tăng với tốc độ cao trong 12 năm trở lại đây. Diện tích tăng từ 1052,6 nghìn ha (năm 2005) lên
9 1099,2 nghìn ha (năm 2017), năng suất cũng tăng từ 36,0 tạ/ha (năm 2005) lên 46,48 tạ/ha (năm 2017), vì vậy sản lượng năm 2017 tăng gấp 1,35 lần so với năm 2005. Kết quả đạt được là do các nhà khoa học đã đưa nhanh tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, đặc biệt việc thay thế các giống ngô thụ phấn tự do bằng các giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao. Hiện nay sản xuất ngô ở nước ta đã có sự phát triển nhưng vẫn còn thấp hơn so với sự phát triển chung của thế giới. Trong nước sự phát triển sản xuất ngô cũng có sự chênh lệch đáng kể giữa các vùng miền. Bảng 2.5. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở các vùng trồng ngô chính của Việt Nam năm 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Vùng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) Đồng bằng sông Hồng 87,5 49,1 429,5 Trung du và miền núi phía Bắc 490,1 38,7 1.896,2 Bắc Trung Bộ và Duyên hải 200,0 45,6 911,3 Nam Trung Bộ Tây Nguyên 216,4 57,2 1.237,9 Đông Nam Bộ 70,8 64,5 456,7 Đồng Bằng sông Cửu Long 35,1 57,1 200,3 Nguồn: Tổng cục thống kê, 2019[15] Số liệu của Tổng cục Thống kê cho thấy: Vùng Trung du và miền núi phía Bắc có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước với 490,1 nghìn ha chiếm 44,6% diện tích trồng ngô của cả nước, nhưng đây cũng là vùng có năng suất ngô thấp nhất, năng suất ngô năm 2017 đạt 38,7 tạ/ha bằng 82,3% năng suất ngô trung bình của cả nước, do ngô chủ yếu được trồng trên các nương rẫy có độ dốc lớn, điều kiện canh tác còn gặp nhiều trở ngại.
10 Các vùng khác ở khu vực phía Nam có điều kiện đất đai bằng phẳng và màu mỡ hơn, thuận lợi cho việc cơ giới hóa và áp dụng tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất nên có năng suất cao hơn năng suất trung bình của cả nước. Vùng có năng suất cao nhất năm 2017 là Đông Nam Bộ. Năm 2017, năng suất ngô ở vùng này là 64,5 tạ/ha. Đồng bằng Sông Cửu Long là vùng có diện tích trồng ngô thấp nhất cả nước nhưng năng suất chỉ sau vùng Đông Nam Bộ, đạt 57,1 tạ/ha (năm 2017). Từ những kết quả trên cho thấy năng suất ngô ở nước ta còn thấp hơn nhiều so với năng suất ngô trên toàn thế giới, do đó nghiên cứu giống ngô có năng suất cao phù hợp với điều kiện của nước ta là việc rất cần thiết. 2.3.Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới và Việt Nam 2.3.1. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô trên thế giới Nửa cuối thế kỷ 19, các phương pháp cải tạo giống ngô đã mang tính chất khoa học chứ không trông chờ vào sự may rủi. Công trình cải tạo giống ngô đã được Beal thực hiện vào năm 1877, ông đã thấy sự khác biệt về năng suất giống lai so với giống bố mẹ. Năng suất của con lai vượt năng suất của giống bố mẹ khoảng 25% (Ngô Hữu Tình, 2009)[14]. Vào những năm 60 của thế kỷ 20, các nhà khoa học nghiên cứu ngô trên thế giới đã phát triển được nhiều dòng thuần ưu tú, tạo cơ hội cho việc sử dụng giống lai đơn (lai đơn đồng đều hơn và cho năng suất cao hơn lai kép) vào sản xuất thay thế cho các giống ngô lai kép. Chỉ trong vòng 10 năm ngô lai kép đã bị thay thế gần như hoàn toàn bởi các giống lai đơn và lai đơn cải tiến. Công nghệ sinh học hiện đại được áp dụng vào công tác chọn giống ngô nên các giống ngô mới ngày càng được trồng rộng rãi và phổ biến. Năm 2017,đã có 67 quốc gia đã sử dụng cây trồng công nghệ sinh học với 189,8 triệu ha. Trong đó, diện tích ngô đạt 32% ngô tổng diện tích trồng cây công nghệ sinh học (ISAAA, 2018) [24].
11 Trên thế giới ngô biến đổi gen (Bt) được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996 mang lại lợi ích ổn định, đã đóng góp một sản lượng ngô đáng kể làm lương thực, nhiên liệu sinh học và thức ăn gia súc ở Mỹ. Năm 2016, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 48,1 triệu ha (chiếm 26% diện tích cây biến đổi gen trên thế giới). Diện tích ngô biến đổi gen được trồng nhiều nhất tại Mỹ, năm 2016 đạt 35,1 triệu ha (ISAAA, 2017)[23]. Graham Brookes (2011)[22], cho rằng nếu không sử dụng giống ngô biến đổi gen thì diện tích trồng ngô thế giới phải tăng thêm 5,63 triệu ha mới đáp ứng được nhu cầu của xã hội. Công nghệ sinh học cũng được ứng dụng rộng rãi để cải thiện chất lượng ngô. Lili Jiang và các cộng sự thuộc ĐH Northeast Normal, Trung Quốc nghiên cứu nhằm cải tiến hàm lượng tinh bột và thành phần tinh bột của ngô thông qua cách tiếp cận multigene engineering để tập trung vào các tính trạng phức tạp. Kết quả cho thấy cây ngô thể hiện được cả sáu gen và chỉ thị phân tử chọn lọc (selectable marker) gia tăng có ý nghĩa (3-8%) trong hàm lượng tinh bột nội nhũ và tăng 38-44% các thành phần có trong hàm lượng amylose, điều này đã phản ánh cấu trúc tinh bột được cải tiến rõ rệt trong các hạt ngô (Ag biotech Việt Nam, 2013)[1]. Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Parma và Sapienza, Rome, Italia, đã thực hiện một nghiên cứu so sánh về phản ứng và sự thể hiện của gen trong giống ngô GM, DKC6575, với dòng đồng đẳng gen không GM của nó là Tietar trong các điều kiện khô hạn.Kết quả cho thấy trong giai đoạn đầu của khô hạn, các thông số quang hợp của cả hai giống đều bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, giống DKC6575 tỏ ra mẫn cảm nhiều hơn giống Tietar. Sự biểu hiện của gen profiling trong điều kiện khô hạn cho thấy hàm lượng nước xác định cách điều tiết theo kiểu up hoặc down của gen với mức độ điều tiết cao hơn của gen phản ứng với stress ở giống ngô Tietar so với giống DKC6575. Điều này cho thấy được hiệu quả của cả hai giống trong điều kiện stress khô hạn.
12 Các mức độ chuyển gen của giống DKC6575 không đổi cho thấy lượng nước không ảnh hưởng đến sự thể hiện gen của giống này (Ag biotech Việt Nam, 2015)[3]. Các nhà nghiên cứu của Đại học Bang Michigan đã kết hợp gen HVA1 (Hordeum vulgare) từ lúa mạch và gen mtlD của vi khuẩn mã hóa mannitol-1- phosphate dehydrogenase tạo ra tính chống chịu stress phi sinh học ở cây ngô. Sự biểu hiện ổn định các gen chuyển này được quan sát trong bốn thế hệ liên tục. Các cây chuyển gen có hàm lượng nước tương đối (RWC) và sức sống của cây mạnh mẽ hơn so với cây được chuyển nạp đơn gen và kiểm soát cây trong điều kiện khô hạn, với nồng độ mặn khác nhau. Cây ngô chuyển gen theo kỹ thuật pyramiding thể hiện sức sống tốt hơn, khối lượng chất khô của rễ, thân cao hơn cây chuyển nạp đơn gen và cây không chuyển gen. Dựa trên những kết quả này, có thể thấy sự biểu hiện đồng thời (coexpression) của hai gen chịu căng thẳng phi sinh học tỏ ra có hiệu quả ở cây ngô (Ag biotech Việt Nam, 2013)[2]. Những nghiên cứu phát triển ngô trên thế giới được thực hiện theo nhiều hướng khác nhau để cải thiện về năng suất và chất lượng, nhưng hiện nay công tác nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai trên thế giới vẫn đang rất được chú ý phát triển để tạo ra những giống ngô mới có những đặc điểm mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. 2.3.2. Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống ngô tại Việt Nam Ở Việt Nam ngô là cây trồng nhập nội nên nguồn gen hạn hẹp, công tác nghiên cứu về ngô của nước ta cũng chậm hơn nhiều so với các nước trên thế giới. Giai đoạn 1955 - 1970 các nhà khoa học cũng đã điều tra về thành phần loài và giống ngô địa phương. Các chuyên gia Việt Nam trong một thời gian dài đã nỗ lực thu thập nguồn vật liệu khởi đầu trong nước, hợp tác với trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) trong việc thu thập đánh giá, phân loại nguồn nguyên liệu cũng như đào tạo cán bộ chuyên môn trong lĩnh