Luận văn: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng một số giống ngô nếp lai tại tỉnh Vĩnh Phúc

Chia sẻ: Carol123 Carol123 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

211
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngô cùng với lúa mỳ và lúa nƣớc là 3 cây lƣơng thực chính, cổ nhất, phổ biến rộng, có năng suất cao và giá trị kinh tế lớn của loài ngƣời. Cho đến giữa những năm 90 của thế kỷ 20, ngô còn xếp thứ 3 về diện tích và sản lƣợng. Năm 1995 sản lƣợng ngô toàn thế giới đạt 517 triệu tấn, lúa mỳ 542,7 triệu tấn, lúa nƣớc 547,2 triệu tấn, năm 2006 sản lƣợng ngô toàn thế giới là 692 triệu tấn (Theo FAO -2006) [28]. Đến năm 2007 theo USDA, diện tích ngô đã vƣợt qua lúa nƣớc, với 157...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng một số giống ngô nếp lai tại tỉnh Vĩnh Phúc

Luận văn Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng một số giống ngô nếp lai tại tỉnh Vĩnh Phúc
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngô cùng với lúa mỳ và lúa nƣớc là 3 cây lƣơng thực chính, cổ nhất, phổ biến rộng, c ó năng suất cao và giá tr ị kinh tế lớn của loài ngƣời. Cho đến giữa những năm 90 của thế kỷ 20, ngô còn xếp thứ 3 về diện tích và sản lƣợng. Năm 1995 sản lƣợng ngô toàn thế giới đạt 517 triệu tấn, lúa mỳ 542,7 triệu tấn, lúa nƣớc 547, 2 triệu tấn, năm 2006 sản lƣợng ngô toàn thế giới là 692 triệu tấn (Theo FAO -2006) [28]. Đến năm 2007 theo USDA, diện tích ngô đã vƣợt qua lúa nƣớc, với 157 triệu ha, s ản lƣợng đạt kỷ lục với 766,2 triệu tấn (Theo FAOSTAT, USDA 2008) [36]. Nguyên nhân chính dẫn đến việc tăng nhanh năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới trong thời gian qua, trƣớc hết là do đời sống kinh tế toàn cầu có sự tăng trƣởng mạnh mẽ, từ đó nhu cầu về sản phẩm ngô cũng tăng theo. Nhƣng quan trọng hơn là trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển khoa học công nghệ nói chung và trong ngành nông nghiệp nói riêng, việc ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất cây lƣơng thực đã mang lại n hững kết quả to lớn, đảm bảo đƣợc an ninh lƣơng thực trên toàn thế giới. Vai trò của ngô trƣớc hết phải nói đến đó là nguồn lƣơng thực nuôi s ống gần 1/3 dân số thế giới. Tất cả các nƣớc trồng ngô nói chung đều ăn ngô ở mức độ khác nhau. Ngô là lƣơng thực c hính của ngƣời dân khu vực Đông Nam Phi , Tây Phi, Nam Á. Ngô là thành phần quan trọng nhất trong thức ăn chăn nuôi. Hầu nhƣ 70% chất tinh trong chăn nuôi là tổng hợp từ ngô, 71% sản lƣợng ngô trên thế giới đƣợc dùng cho chăn nuôi. Ở các nƣớc phát triển phần lớn sản lƣợng ngô đƣợc sử dụng cho chăn nuôi: Nhƣ Mỹ 76%, Bồ Đào Nha 91%, Italia 9%, Croatia 95%, Trung Quốc 76%, Thái Lan 96%,...(Ngô Hữu Tình, 2003) [17 ]. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
2 Ngô đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, tạo ra cồn, rƣợu, bia, tinh bột, bánh kẹo. Ngƣời ta đã sản xuất ra khoảng trên 670 loại sản phẩm từ ngô b ằng công nghiệp lƣơng thực, thực phẩm, công nghiệp nhẹ và dƣợc phẩm (Ngô Hữu Tình, 1997) [15]. Trong những năm gần đây, khi mà đời sống con ngƣời ngày một nâng cao thì nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm ngày càng lớn. Ngƣời ta sử dụng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp, các loại ngô nếp, ngô đƣờng (ngô ngọt) đƣợc dùng để làm quà ăn tƣơi (luộc, nƣớng), chế biến thành c ác món ăn đƣợc nhiều ngƣời ƣ a chuộng nhƣ ngô chiên, s úp ngô, snack ngô hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu, việc xuất khẩu các loại ngô thực phẩm mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho một số nƣớc nhƣ Thái lan, Đài Loan ... Ngoài sản phẩm chính, thân cây ngô còn là nguồn thức ăn xanh đáng kể cho gia súc . Với ngô nếp, nhờ tinh bột có thành phần chủ yếu là Amylopectin, có giá trị dinh dƣỡng cao, giàu Lizin và Triptophan, từ lâu nó đã là nguồn lƣơng thực quý của đồng bào dân tộc miền núi ở Đông Nam Á và là nguồn nguyên liệu quý cho công nghiệp, đặc biệt công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dệt. Gần đây, vai trò của ngô nếp càng đƣợc nâng lên nhờ những thành tựu trong việc nghiên cứu chọn tạo và mở rộng những giống lai cho năng suất khá cao mà vẫn giữ đƣợc chất lƣợng đặc biệt của nó. Vĩnh Phúc là tỉnh đồng bằng nằm ở đỉnh của tam giác châu thổ Bắc bộ, có vị trí địa lý thuận lợi, Vĩnh Phúc đã đƣợc Chính phủ xác định là một trong 8 tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ; là vùng trọng điểm phát triển công nghiệp của các tỉnh phía Bắc. Trong những năm gần đây, do tốc độ phát triển Đô thị hoá, Công nghiệp hoá của Vĩnh Phúc diễn ra quá nhanh, trong một thời gian ngắn diện tích đất trồng trọt của Vĩnh Phúc đã bị giảm rất nhiều. Năm 1997 khi mới tách tỉnh, Vĩnh Phúc có tổng diện tích đất S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
3 tự nhiên là 137.224,14ha, trong đó diện tích đất s ản xuất nông nghiệp là 66.780,85 ha, đến năm 2008 diện tích đất nông nghiệp của Vĩnh Phúc còn 58.923,71ha (giảm 11,76 %). Nếu theo tốc độ phát triển công nghiệp nhƣ hiện nay, thì chỉ sau một thời gian ngắn nữa diện tích đất nông nghiệp của Vĩnh Phúc sẽ ngày càng bị thu hẹp lại, ngƣời nông dân sẽ bị mất dần ruộng, không có việc làm, ảnh hƣởng nghiêm trọng tới đời sống kinh tế chính trị và trật tự an toàn xã hội ở vùng nông thôn. ( Nguồn: Niê n giám t hống kê Vĩnh Phúc, 1998-2007) [19]. Chính vì vậy, việc xây dựng c ơ cấu cây trồng hợp lý là nhiệm vụ rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay, nhằm nâng cao năng suất, chất lƣợng nông sản, đầu ra sản phẩm, nâng hệ số sử dụng đất và cuối cùng là giá trị kinh tế cao trên một đơn vị diện tích. Với ngô nếp là cây đã đƣợc nông dân Vĩnh Phúc chọn trồng ở nhiều đ ịa phƣơng để phục vụ cho nhu cầu ăn tƣơ i, chế biến thực phẩm... Tuy nhiên, n ăng suất ngô còn rất thấp do nông dân vẫn s ử dụng giống cũ, giống địa phƣơng. Nên việc tìm ra một bộ giống mới cho năng suất cao, chất lƣợng tốt, thích nghi đƣợc với điều kiện tự nhiên của tỉnh là rất cần thiết. Xuất phát từ nhu cầu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: « Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng một số giống ngô nếp lai tại tỉnh Vĩnh Phúc ». 2. Mục tiêu - yêu cầu của đề tài 2.1. Mục tiêu - Xác định đƣợc những đặc điểm nông sin h học chính của các nguồn vật liệu đƣợc chọn. - Xác định đƣợc giống ngô nếp lai mới cho năng suất cao, chất lƣợng tốt, phù hợp với điều kiện tự nhiên của tỉnh S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
4 2.2. Yêu cầu - Nghiên cứu tình hình sinh trƣởng, phát triển của các giống ngô nếp lai có triển vọng trong điều kiện vụ xuân và vụ đông 2007. - Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô nếp lai - Nghiên cứu khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống ngô nếp lai. - Phân tích hàm lƣợng Prôtêin, Amylopectin - Đánh giá chất lƣợng giống (độ dẻo, hƣơng thơm và vị đậm). - Xác định đƣợc một số giống ngô nếp lai có nhiều ƣu điểm nổi trội hơn giống đối chứng để giới thiệu cho sản xuất. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
5 CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học Thực tiễn sản xuất nông nghiệp trên thế giới cũng nhƣ trong nƣớc đã khẳng định giống cây trồng là một t rong những nhân tố quyết định đến năng suất, chất lƣợng và hiệu quả của sản xuất nông nghiệp. Nhờ có bộ giống cây trồng phong phú đa dạng chúng ta đang thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ nhằm khai thác hiệu quả hơn tiềm năng và khắc phục những hạn chế về đất đai, thời tiết khí hậu của nƣớc ta, làm đa dạng hoá sản phẩm nông nghiệp theo hƣớng sản xuất hàng hoá, thực hiện công nghiệp hoá hiện đại hoá nông nghiệp và nông thôn. Sản xuất nông nghiệp là đòn bẩy thúc đẩy các ngành khác phát triển nhƣ ngành chăn nuôi, công nghiệp chế biến... do vậy t ăng năng suất, chất lƣợng cây trồng là rất cần thiết. T uy nhiên năng suất cây trồng còn phụ thuộc vào đ iều kiện ngoại cảnh, kỹ thuật sản xuất, trình độ dân trí, đặc biệt là việc sử dụng giống. Do vậy, để có giống mới phù hợp với điều kiện sinh thái của từng địa phƣơng tr ƣớc t hì khi đƣ a vào sản xuất cần phải đ ƣợc khảo nghiệm ở các vùng sin h thái khác nhau để đánh giá tính khác biệt, độ đồng đều, độ ổn định, khả năng thích ứng với điều kiện ngoại cảnh bất thuận. Vài năm trở lại đây do áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống cây trồng, c ác nhà khoa học Việ t Nam đã chọn tạo đƣợc rất nhiều giống ngô lai có triển vọng làm cho d iện tích ngô của cả nƣớc tăng lên rất nhanh, năng suất và sản lƣợng đƣợc cải thiện rõ rệt, n hƣng vẫn chƣa S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
6 đáp ứng đƣợc nhu cầu c ủa thị trƣ ờng tiêu dùng. Do vậy một số nhà chọn giống đã b ắt đầu chuyển sang hƣớng tạo giống nếp lai và thu đƣợc một s ố kết quả đáng kể nhƣ các giống MX2, MX4 của Công ty cổ phần giống cây trồng Miền Nam, Bạch ngọc của Công ty Lƣơng Nông...và rất nhiều các giống mới khác có triển vọng đang cần đƣợc khảo nghiệm và t rồng thử nghiệm ở các vùng sinh thái khác nhau để đƣa vào sản xuất đại trà. 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới Qua hơn 7000 năm phát triển từ cây hoang dại, trong điều kiện chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo, năng suất ngô hạt bình quân trên thế giới cho đến đầu thế kỷ 20 mới chỉ chƣ a đ ến 20 tạ/ha, nhƣng đến năm 2004 đã đạt 49,9 tạ/ha (FAOSTAT, 2004) [ 28]. Nă m 2007 theo USDA, diện tích ngô đã vƣợt qua lúa n ƣớc, với 157 triệu ha, n ăng suất 49,0 tạ /ha, sản lƣ ợng đ ạt 766,2 triệu tấ n. Với lúa nƣớc năm 1961 có diện tích là 115,26 triệu ha, n ăng suất 18,7 tạ/ha và sản lƣ ợng là 215,27 triệu tấn ; nă m 2007 diện tích là 153,7 triệu ha, n ăng suất 41 tạ/ha, sản lƣ ợng 626,7 triệu tấn. Còn lúa mỳ, năm 1961 có diện tích là 200,88 triệu ha, năng s uất 10,9 tạ/ha, sản lƣợng 219,22 triệu tấn và n ăm 2007 diện tích là 217,2 triệu ha, n ăng suất đ ạt 28,0 tạ/ha, sản lƣợng 603,6 triệu tấn [ 36]. Sở dĩ năng suất ngô tăng nhanh là do việc phát hiện ra ƣu thế lai trong chọn tạo giống cây trồng mà ngô là đối t ƣợng thành công đ iển hình trong số các cây trồng lƣơ ng thực, đồng thời không ngừng cải thiện biện pháp kỹ thuật canh tác (TS.Phan Xuân Hào , 2008) [3 ]. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
7 Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô, lúa mì, lúa nƣớc thế giới 1961 -2007 LÚA NƢỚC NGÔ LÚA MÌ Năm N.suất Sản lƣợng N.suất Sản lƣợng N.suất Sản lƣợng D.tích D.tích D.tích (triệu ha) (triệu ha) (triệu ha) (t ạ/ha) (triệu t ấn) (t ạ/ha) (triệu t ấn) (t ạ/ha) (triệu t ấn) 1961 105,5 19,0 205,0 204,2 11,0 222,4 115,3 19,0 215,6 2004 145,7 50,0 727,4 217,2 29,0 633,3 150,2 40,0 607,3 2005 145,5 49,0 712,9 221,4 28,0 628,7 154,5 41,0 631,5 2006 144,4 48,0 695,2 216,1 28,0 605,9 153,0 41,0 634,6 2007/08 157,0 49,0 766,2 217,2 28,0 603,6 153,7 41,0 626,7 Nguồn: FAOSTAT(1961-2006), USDA(2007) [28], [ 36]. 900 800 700 D.tích (triệu ha) 600 N.suất (tạ/ha) 500 Sản lƣợng (triệu tấn) 400 300 200 100 0 1961 2004 2005 2006 2007/08 Hình 1.1: Diện tích, nă ng suất, sản lƣợng ngô trên thê giới 1961 - 2005 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
8 Có thể nói việc chọn ra giống cây trồng mới nhƣ giống thụ phấn tự do cải tiến và giống lai, đồng thời với việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới, đã dần dần thay thế các giống cũ trong sản xuất từ nửa cuối thế kỷ trƣớc đến nay, làm thay đổi c ăn bản ngành sản xuất ngô trên thế giới. Ngô lai tạo ra b ƣớc nhảy vọt về năng suất, song lúc đầu nó chỉ phát huy hiệu quả ở Mỹ và các nƣớc có nền công nghiệp phát triển. Còn đối với các nƣớc đang phát triển ngô lai không phát huy tác dụng cho đến những năm 80 của thế kỷ trƣớc. Hiện nay, Mỹ là nƣớc có diện tích và sản lƣợng ngô lớn nhất thế giới và 100% diện tích đƣợc trồng bằng giống ngô lai. Năm 2004 năng s uất ngô trung bình của Mỹ là 100,7 tạ/ha, trên diện tích là 29,8 triệu ha (FAOSTAT, 2004) [28], và là nƣớc có năng suất xếp vào hàng cao nhất trên thế giới. Thời gian gần đây, trong khi phần lớn các nƣớc phát triển tăng không đáng kể, thì năng suất ngô ở Mỹ lại có sự tăng đột biến. Kết quả đó có đƣợc là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học. Theo Ming- Tang Chang và cộng sự (Ming- Tang Chang et al, 2005) [33], ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô đƣợc sử dụng là đƣợc chọn tạo theo công nghệ truyền thống, còn lại 52% là bằng công nghệ sinh học (nhiều hơn năm 2004 là 5%), trong đó có những bang có diện tích ngô lớn nhƣ Iowa, tỷ lệ này là 60%. Nƣớc có năng suất ngô cao nhất thế giới hiện nay là Israel với 160 tạ/ha, sau đó là Bỉ 122,0 tạ/ha, ChiLê 110,0 tạ/ha, Tây Ban Nha 99 tạ/ha...(FAOSTAT, 2004) [28]. Trung Quốc là nƣớc có diện tích ngô đứng thứ hai trên thế giới, hàng năm luôn đạt xung quanh 25 triệu ha, trong đó tới 90% diện tích đƣợc trồng bằng giống lai. Năng suất bình quân ngô của Trung Quốc đã tăng từ 30 tạ/ha (năm 1980) lên 51,5 tạ/ha ( năm 2004) (FAOSTAT, 2004) [28]. Ở một số nƣớc đang phát triển nhƣ Achentina, Braxin, Colombia, Mehico, Ấn Độ, Pakistan...trong thời kỳ 1966 – 1990 có xấp xỉ 852 giống ngô đƣợc tạo ra, trong đó có 59% là giống ngô thụ phấn tự do, 27% là giống lai quy ƣớc, 10% S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
9 là giống lai không quy ƣớc, 4% là các loại giống khác (S.K. Vasal, et al., 1999) [39]. Cũng trong năm 2004 diện tích ngô của ấn Độ là 8 tri ệu ha, năng s uất bình quân là 25,0 tạ/ha, sản lƣợng là 14 triệu tấn. Ở Thái Lan diện tích ngô 2004 là 1,13 t riệu ha, năng suất bình quân là 36,2 t ạ/ha. Indonesia diện tích ngô lớn nhất ở khu vực, năm 2004 với diện tích 3,35 triệ u ha, cho năng s uất bình quân 33,9 tạ/ha và sản lƣợng là 11,35 triệu tấn. Tuy nhiên, diện tích trồng bằng giống lai của nƣớc này còn thấp, khoảng 30 - 40%. (FAOSTAT, 2004) [28]. Công tác nghiên cứu lai tạo giống ngô hiện nay đang có b ƣớc chuyển biến mới, đó là ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo dòng thuần. Những năm gần đây, việc nghiên cứu chọn ra những dòng đơn bội kép (Double h aploid), bằng nuôi cấy invitro đã giúp cho công việc chọn tạo dòng thuần một cách nhanh chóng, tiết kiệm đƣợc hơn nửa thời gian so với việc tạo dòng bằng các phƣơng pháp thông thƣờng. Tạo dòng thuần bằng phƣơng pháp invitro có thể dựa vào kỹ thuật nuôi cấy một trong ba bộ phận sinh sản của ngô là bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chƣa thụ tinh. Gần đây, ngƣời ta đã nghiên cứu thành công phƣơng pháp mới tạo dòng thuần bằng dùng dòng kích tạo đơn bội. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đơn bội ngô đã bắt đầu tại Viện Di Truyền Nông nghiệp Việt Nam từ năm 1995. Viện đã xây dựng hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy bao phấn ngô để tạo dòng đồng hợp tử phục vụ cho công tác chọn tạo giống ngô. Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hƣớng nghiên cứu tạo d òng thuần có nhiều triển vọng, phƣơng pháp này cho kết quả khá ổn định và có hiệu quả, tuy nhiên còn phụ thuộc vào từng giống, Viện Di Truyền Nông nghiệp đã phát triển các phƣơng pháp khác để tạo dòng thuần, nhƣ phƣơng pháp nuôi cấy noãn chƣa thụ tinh và dùng dòng kích tạo đơn bội. (Lê Huy Hàm và cs, 2005; Đỗ Năng Vịnh và cs, 2004) [2],[24]. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
10 Các ứng dụng công nghệ gen phát triển mạnh từ đầu những n ăm 90 tới nay và đang ra tă ng nhanh chóng. Năm 2006 diện tích trồng c ây biến đổi gen là 102 triệu héc -ta; năm 2007 tăng lê n 114 triệu ha cây trồng biến đổi gen, trong đó ngô kháng sâu đục thân và kháng thuốc trừ cỏ có 19,3 triệu ha (chiếm 24%) (Nguồn: TTXVN, 4/2008) [21]. Diện tích ngô biến đổi gen lớn nhất ở Mỹ, chiếm đến 52% tổng diện tích ngô (Ming – Tang Chang và cs, 2005) [33]. Ở Đông Nam Á, Philipin cũng đã sử dụng ngô chuyển gen từ mấy năm gần đây. Theo Vũ Đức Quang và cs, hiện nay ở Việt Nam cũng đã trồng ngô, lúa và bông biến đổi gen ở một số địa phƣơng (Vũ Đức Quang và cs, 2005) [9]. Hình 1.2 : Sự phát triển của cây trồng biến đổi gien trên thế giới. ( Nguồn: www.i saaa.org ) Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lƣợng lớn nguồn nguyên liệu, vốn gen, các quần thể và giống thí nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nƣớc trên thế giới thông qua mạng lƣới khảo nghiệm giống Quốc tế. Các nguồn nguyên liệu mà chƣơng trình ngô CIMMYT cung cấp cho các nƣớc là c ơ sở cho chƣơng trình tạo dòng và giống lai (Ngô Hữu Tình và cs, 1999) [16]. Năm 1985, chƣơng trình ngô lai của CIMMYT đƣợc tiến hành với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
11 chọn tạo giống lai, tích luỹ và công bố KNKH và các nhóm ƣu thế lai của các vật liệu nhiệt đới và cận nhiệt đới mà CIMMYT đã có, đồng thời tiến hành tạo dòng thuần. Gần đây, CIMMYT đẩy mạnh chƣơng trình tạo giống ngô chất lƣợng Prôtêin cao và đã đạt đƣợc những kết quả quan trọng 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô ở Việt Nam Ngô đƣợc đƣa vào trồng ở nƣớc ta từ cuối thế kỷ 17 (Ngô Hữu Tình và cs, 1999) [16], đã trở thành cây lƣơng thực quan trọng thứ 2 sau lúa nƣớc. Song, với nền canh tác quảng canh và chủ yếu dùng giố ng ngô đá và ngô nếp địa phƣơng, nên năng suất thấp. Năng suất ngô Việt Nam những n ăm 1960 chỉ đạt trên 1 tấn/ha, với diện tích hơn 200 nghìn ha và sản lƣợng hơn 400.000 tấn do vẫn trồng các giống ngô địa phƣơng với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những năm 1980 trở lại đây, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã đƣợc đƣa vào trồng ở nƣớc ta nhƣ các giống TPTD VM1, HSB1, TH2A, TSB1, TSB2, MSB49, Q2, CV1,... góp phần nâng cao năng suất lên gần gấp 15 tạ/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên ngành sản xuất ngô ở nƣớc ta thực sự đã có bƣớc tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc không ngừng mở rộng giống lai ra sản xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới. Các giống lai không quy ƣớc : LS3, LS5, LS6, LS7, LS8, ...Nhờ việc sản xuất giống d ễ dàng, giá giống rẻ, con lai có năng suất cao và thích ứng rộng, các giống lai không quy ƣớc đã đƣợc ngƣời trồng ngô chấp nhận và nhanh chóng mở rộng d iện tích. Đây cũng là b ƣớc chuyển tiếp quan trọng từ giống lai không quy ƣớc sang giống lai quy ƣớc. Nhờ chính sách đổi mới, sự quan tâm đầu tƣ đúng mức của nhà nƣớc và sự phát huy nội lực cao độ của ngƣời làm công tác chọn tạo giống ngô, chƣơng trình phát triển ngô lai ở Việt Nam đã thu đƣợc những kết quả S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
12 quan trọng. Một loạt giống lai có TGST khác nhau đƣợc chọn tạo bằng phƣơng pháp truyền thống và đã áp dụng vào tất cả các vùng sinh thái của Việt Nam : Các giống dài ngày nhƣ LVN10, HQ2000, T6, LVN98..., các giống trung ngày nhƣ : LVN4, LVN12, LVN17, LVN22, VN8960, MB069..., Các giống ngắn ngày : LVN9, LVN20, LVN24, LVN25, LVN99... ngoài ra các giống của các Công ty giống cây trồng nƣớc ngoài cũng đƣợc đƣa vào trồng ở nƣớc ta góp phần quan trọng trong việc phát triển ngô lai trong thời gian qua. Nă m 1991, diện tích trồng giống lai ch ƣa đến 1% trong tổng s ố 400.000 ha trồng ngô, năm 2004 diện tích trồng ngô của cả nƣớc là 990.400 ha, n ăng suất đạt 34,9 tạ/ha và sản lƣ ợng là 3,454 triệu t ấn (Tổng cục Thống kê, 2005) [20], Tỉ lệ diện tích trồng bằng giống lai là 84% (Phạm Đồng Quảng và cs, 2005 ; T rung tâm khuyến nông quốc gia, 2005) [12], [23], năm 2007 giống lai đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha. Để đạt đƣợc thành quả đó trong thời gian qua là nhờ những tiến bộ và việc chọn đƣợc nguồn nguyên liệu ban đầu phù hợp cho việc tạo dòng thuần là các giống lai ƣ u tú của chƣơng trình phát triển giống ngô lai ở Việt Nam (Ngô Hữu Tình, Phan Xuân Hào, 2005 ) [18 ]. Năng suất ngô nƣớc ta t ăng nhanh liên tục với tố c độ cao hơn trung bình thế giới trong s uốt hơn 20 n ăm qua. Năm 1980, nă ng suất ngô nƣớc ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới (11/32 tạ/ha) ; năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha) ; năm 2000 bằng 60% (25/42 tạ/ha) ; năm 2005 bằng 73% (36/49 tạ/ha) và nă m 2007 đã đạt 81,0% (39,6/49 tạ/ha). N ăm 1994, sản lƣ ợng ngô Việt Nam v ƣợt ngƣỡng 1 triệu tấn, năm 2000 v ƣợt ngƣỡng 2 triệu tấn và năm 2007 chúng ta đ ạt diện tích, n ăng suất, sản lƣ ợng lớn nhất từ trƣớc tới nay : Diện tích là 1.072.800 ha, nă ng suất 39,6 tạ/ha, sản lƣợng vƣợt ngƣỡng 4 triệu tấn - 4.250.900 tấn. (TS. Phan Xuân Hào, 2008) [3]. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
13 Bảng 1.2. Tình hình s ản xuất ngô ở Việt Nam từ nă m1961 – 2007 Năm 1961 1975 1990 1994 2000 2005 2007 Diện tích (1000 ha) 260,20 267,0 432,0 534,6 730,2 1052,6 1072,8 Sản lƣợng (1000 tấn) 292,20 280,60 671,0 1143,9 2005,9 3787,1 4250,9 Năng suất (tạ/ha) 11,2 10,5 15,5 21,4 25,1 36,0 39,6 Nguồn: Tổng cục thống kê (đến 2005), Bộ NN&PTNT (2007 ) [20]. 4500 4000 3500 3000 Diện t ích (1000 ha) 2500 Sản lƣợng (1000 t ấn) Năng suất (t ạ/ha) 2000 1500 1000 500 Hình 3 : Diện tích, nă ng suất, sản lƣợng ngô Việt Nam 1961 – 2005 0 Hình 3: Diện tích1990 1994s ản lƣợng ngô Việt Nam từ 1961 - 2005 1961 1975 , năng suất 2000 2005 2007 Hình 1.3 : D iện tích, nă ng suất, sản lƣợng ngô ở Việt Nam 1.4. Tình hình sản xuấ t và nghiên cứu ngô ở Vĩnh Phúc Vĩnh Phúc - cửa ngõ Tây Bắc của Thủ đô Hà Nội, thuộc vùng Châu thổ sông Hồng là một trong 8 tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc. Vĩnh Phúc nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nh iệt độ trung bình hàng năm 24,20C, lƣ ợng mƣ a trung bình 1733.9 mm (Cục Thống kê tỉnh Vĩnh Phúc, 1998 -2008) [19]. Do đặc điểm vị trí địa lý nên nơi đây hình t hành 3 vùng sinh thái rõ rệt: đồng bằng, trung du và miền núi hết sức thuận tiện cho phát triển nông - lâm nghiệp, thủy sản, công nghiệp và du lịch - d ịch vụ. Một trong những ƣu thế của Vĩnh Phúc so với các tỉnh xung quanh Hà S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
14 Nội là có diện tíc h đất đồi khá lớn của vùng trung du, có đặc tính cơ lý tốt thuận tiện cho việc xây dựng và phát triển công nghiệp. Trong những n ă m gần đ ây, ngoài việc phát triển mạnh công nghiệp, dịch vụ và đô thị, Vĩnh Phúc còn là một trong những tỉnh đ i đầu trong v iệc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là công tác giống cây trồng mới, nhƣ : Các giống lúa lai Bồi tạp s ơ n thanh, Q.ƣu1, HT1, N97…; ngô lai LVN4, LVN10, MX2, VN2, P60, P11, HQ2000,…Với những thuận lợi trên dẫn đến năng suất, sản lƣợng lƣơng thực của Vĩnh Phúc đƣợc tăng lên rõ rệt. Năm 1998 diện tích trồng ngô là 19.802,5 ha, n ăng suất là 26, 03 tạ/ha, sản lƣợng đạt 51.547,0 tấn ; năm 2005 là năm năng suất và sản lƣợng đạt cao nhất ; đến năm 2007 diện tích ngô chỉ còn 15. 241,8 ha, năng suất đạt 33,86 tạ/ha, sản lƣợng đ ạt 51.609,1 tấn (Cục Thống kê tỉnh Vĩnh Phúc, 1998- 2008) [19]. Tình hình sản xuất ngô của Vĩnh Phúc giai đoạn 1998 - 2007 đƣợc trình bày ở bảng 1. 3. Bảng 1.3: Sản xuất ngô của Vĩnh Phúc giai đoạn 1998 – 2007 Năm 1998 1999 2001 2005 2007 Diện tích (1000 ha) 19,8025 20,8744 14,9427 16,4900 15,2418 Sản lƣợng (1000 tấn) 51,547 60,2983 48,3932 61,7483 51,6091 Năng suất (tạ/ha) 26,03 28,75 32,4 37,45 33,86 Nguồn: Cục thống kê tỉnh Vĩnh Phúc (1998 - 2007) [19]. 700.0 600.0 500.0 Diện tích (1000 ha) S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn 400.0 Sản lƣợng (1000 tấn) 1 998 1 999 2 001 2005 2007 300.0
15 Hình 1.4 : Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô Vĩnh Phúc 1998 -2007 1.5. Ngô nếp, nguồn gốc, phân loại và đặc tính Ngô nếp (Zea mays L.subsp. Ceratina Kulesh ), là một trong những lo ài phụ chính của loài Zea mays L. Hạt ngô nếp nhìn bề ngoài t ƣơ ng tự với ngô đá, nhƣng bề mặt bóng hơ n. Lớp ngoài cùng của mặt cắt nội nhũ không có lớp sừng nhƣ ở ngô tẻ, có tính chất quang học giống nhƣ lớp s áp. Do vậy, ngô nếp còn có tên gọi khác là ngô sáp (Tomo b, 1984) [40 ]. Ngô nếp là dạng ngô tẻ do biến đổi tinh bột mà thành. Tinh bột của ngô nếp chứa gần nhƣ 100% amylopectin, trong khi ngô thƣờng chỉ chứa 75% amylopectin và 25% amyloza. Amylopectin là dạng của tinh bột có cấu trúc phân tử gluco phân nhánh dựa trên liên kết α.1- 4 và α.1- 6, ng ƣợc lại amyloza có cấu trúc phân tử gluco không phân nhánh trọng l ƣợng phân tử của chúng từ 1 đến 3 triệu. Khi cho tinh bột ngô nếp vào dung dịch KI thì nó chuyển thành màu cà phê đỏ, trong khi tinh bột của ngô thƣờng thì chuyển thành màu xanh tím. Đặc tính của ngô nếp đƣợc quy định bởi đơn gen lặn đó là gen wx. Gen wx là gen lấn át gen khác để tạo tinh bột dạng nhỏ (Peter Thompson, 2005) [34]. T heo Fergason, 1994 ; Garwood và Creech, 1972 ; Hallauer, 1994 [27], [29 ], [30], thì gen wx nằm ở locus 5S - S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
16 56 có biểu hiện của gen opaque, do vậy hạt ngô nếp cũng giàu lyzin, triptophan và protein. Có giả thuyết cho rằng, ngô nếp có nguồn gốc ở Đông Nam Á mà Trung Quốc, Miến Đ iện, Philippin là quê hƣơng đầu t iên c ủa nó. Nhƣng s au đó ngƣời ta thấy rằng đó là kết quả c ủa một đột biến thông thƣờng của các giống ngô r ăng ngựa biểu hiện gen Wx và gắn liền với c ác điều kiện trồng trọt không bình thƣờng đột biến thành gen lặn wx, chúng có thể xuất hiện ở các vùng khác nhau c ủa trái đất (Grebens c 1954, d ẫn theo Nguyễn Thị Lâm, 1997) [8]. Theo James L. Brewbaker (Bre wbaker, 1998) [31 ], quá trình chọn lọc tự nhiên đã tạo ra những đột biến nhƣ Sugaryl (với phytoglycogen cao) ở dãy núi Andes và ở đông bắc nƣớc Mỹ, đột biến 2 là waxyl (tinh bột của hạt có cấu tạo bởi amylopectin) ở châu Á với c ác giống đƣợc chọn lọc c ó vỏ mềm. Những giống nếp lai và các giống nếp thƣờng, với đặc điểm dẻo, thơm ngon rất thông dụng ở châu Á nhƣ : Hàn Quốc , Philippin, Thái Lan, Trung Quốc, Việt Nam và nhiều quốc gia khác (US. Grains Council, 2001) [38]. 1.6. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô nếp trên thế giới và ở Việt Nam 1.6.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô nếp trên thế giới Theo Tomob, để chọn giống ngô nếp ngƣời t a dùng vật liệu ban đầu từ các giống ngô nếp địa phƣơng của Trung Quốc , ngô nếp Cracnoda ho ặc nguồn ngô nếp đột biến tự nhiên hay đột biến nhân tạo nhƣ là donor. Từ nguồn vật liệu chọn lọc ban đầu, thông qua tự phối và chọn lọc cá thể dựa vào nội nhũ nếp và các đặc tính nông học khác để tạo dòng nếp thuần. Còn tạo các đồng đẳng ngô nếp từ nguồn ngô thƣờng thì ngƣời t a cho lai ngô nếp và ngô t hƣờng với nhau sau đó t iến hành lai lại và kiểm tra bằng phân tích hạt phấn qua phản ứng với dung k ịch KI. Bằng cách này ngƣời t a đã tạo ra S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
17 khá nhiều dòng và giống nếp lai mới, chúng đƣợc trồng c ách ly với các loại ngô khác (Tomo b, 1984) [40]. Ngô nếp đƣợc trồng nhiều nhất ở Mỹ, nhƣng phần lớn diện tích đƣợc trồng ở miền trung I llinois và India n, phía bắc của Iowa, phía nam c ủa Minnesota và Nebras ka (US. Grains Council, 2001) [37].Diện tích ngô nếp hàng năm c ủa Mỹ khoảng 290.000 ha. Hầu hết d iện tích này đƣợc trồng là nếp vàng, nhƣng gần đây c ó một số diện tích nhỏ đƣợc trồng bằng nếp trắng. Theo Alexander and Creech, mặc dầu đã trải qua một thời gian khá dài nhƣng vẫn gặp rất nhiều vấn đề trong việc tạo c ác dòng ngô nếp thƣơng mại (Sprague, G.F. et al, 1988) [35 ]. Ở bang Ohio việc chọn lọc giống lai c ủa những dạng ngô đặc biệt rất phức tạp vì thiếu những dạng ngô làm đối chứng. Cả 2 dạng giống lai c ó hàm lƣợng lizin cao và ngô nếp đã đƣợc đƣa ra những năm qua nhƣ ng không c ó s ố liệu về amyloza cao và dầu cao. Tiềm năng năng suất hạt của những giống lai đặc biệt này nhìn chung là thấp hơn s o với ngô tẻ. Những giống nếp lai mới đã đƣợc báo cáo là có khả năng cạnh tranh hơn với giống răng ngựa về năng suất. Theo Thompson, năng suất của ngô c ó hàm lƣợng amyloza cao biến động tuỳ thuộc vào đất trồng, nhƣng trung b ình c ũng đạt từ 65 – 75% so với ngô tẻ thƣờng (Pete r Thomps on, 2005) [34 ]. Ngô nếp có thể cho năng s uất thấp hơn ở điều kiện thời t iết bất thuận. Theo thông báo của trƣờng Đại học Illinois , gần đây đã có một số giống nếp lai đ iển hình cho năng suất cao hơn những giống ngô lai thông thƣờng (College of Agr icuIture of Illinois , 2003) [26 ]. Theo thông tin từ hội nghị ngô châu Á lần t hứ 9 tại Bắc Kinh – T9/2005, Trung Quốc đã tạo ra khá nhiều giống ngô nếp lai cho năng suất cao và chất lƣợng tốt. Ví dụ : Giống nếp lai đơn màu t rắng J YF 101, cho năng suất trung b ình 150 tạ bắp tƣơi/ha ; giống nếp lai đơn màu tí m Jingkenou 218, n ăng suất khoảng 120 t ạ bắp tƣơi/ha ; giống ngô nếp trắng S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
18 Jingkenou 2000 năng suất t rung b ình trên 13 0 tạ bắp tƣơ i/ha ; giống ngô nếp lai đơn tím trắng Jingtianzihuanuo và giống ngô nếp trắng lai đơn Yahejin 2006, cho năng suất tới 200 tạ bắp tƣơi/ha...(Beijing Maize Res each Center, 2005) [25]. Theo Kyung – Joo Park (Kyung – Joo Park, 2001) [32], ở Hàn Quốc có một số tỉnh ngƣời t a trồng ngô nếp bán bắp tƣơi thu đƣợc 7925 USD/ha, s au đó trồng bắp cải, tổng thu nhập trên 16.228 USD/ha. Nếu thu hoạch vào cuối tháng 6, b án đƣợc 0,39 USD/bắp, c òn vào giữa t háng 7 đến 0,47 USD/bắp, còn những bắp chất lƣợng thấp ngƣời t a b án cho khách du lịch một túi 3 bắp với 1,18 USD. Cũng theo t ài liệu tr ên, vào năm 1996, 1kg giống TPTD Chalok No.1 đƣợc bán với giá 6,23 USD, trong khi đó giống ngô nếp lai Da ehakchal do đại học Choongram cung c ấp có giá 45,01 USD/Kg. Cũng t heo Kyung – Joo Park tại tỉnh Chonbuk c ó hợp tác xã đã xây dựng một kho lạnh bảo quản đƣợc 1,5 triệu bắp ngô tƣơi 1 năm. Ngô nếp đƣợc s ử dụng làm lƣơ ng thực và thức ăn chăn nuôi gia s úc , gia c ầm. Khi nấu chín c ó độ dẻo, mùi vị t hơm ngon. Nó có giá tr ị dinh dƣỡng cao, b ởi tinh bột của nó có cấu trúc đặc biệt, dễ hấp thụ hơn so với tinh bột của ngô tẻ. Có khá nhiều báo c áo về những kết quả đạt đƣợc trong chăn nuô i cho c ả động vật thƣờng và động vật nhai lại (F ergason, 1994) [27]. Một s ố thử nghiệm ở Mỹ đã chỉ ra rằng, bò đực non lớn nhanh hơn khi đƣợc nuôi bằng ngô nếp (US.Grains Council) [37]. Một trong những nguyê n nhân dẫn đến hiệu quả tr ên là do trong ngô nếp có hàm lƣợng các axitamin không thay thế nhƣ lyzin và triptophan cao (Grawood, 1972 ; Je mes L. Bre wbaker, 1998) [29], [31]. Ngô nếp đƣợc dùng vào các mục đích khác nhau : ăn tƣơ i, đóng hộp, chế biến t inh b ột v.v...Nhìn chung, có 2 c ách s ử dụng chính : Làm thực phẩm và chế biến t inh bột. Ở Mỹ và các nƣớc phát triển, phần lớn s ản lƣợng ngô S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
19 nếp đƣợc dùng để chế biến t inh b ột. Ngƣời t a chế biến t inh b ột ngô nếp bằng cách xay ƣớt để dùng trong c ông nghiệp chế biến thực phẩm, keo d án, chất hồ dính, công nghiệp dệt, c ông nghiệp giấy, lên men s ản xuất cồn và chuyển thành đƣờng Fructo, chế s irô v.v... Tinh b ột ngô nếp c òn đƣợc s ử dụng nhƣ một dạng s ữa ngô làm đồ gia vị cho món salad. Phạm vi s ử dụng tinh bột ngô nếp ngày một phát triển, nhờ những tính chất đặc biệt của nó (James L. Brewbaker, 1998) [31 ]. 1.6.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô nếp ở Việt Nam Theo các nghiên cứu phân loại ngô đ ịa phƣơ ng ở Việt Nam từ những nă m 1960 cho thấy, ngô Việt Nam tập trung chủ yếu vào 2 loại phụ chính là đá rắn và nếp (Ngô Hữu Tình, 1997) [15 ]. Ngô nếp đƣợc phân bố ở khắp các vùng, miền trong cả nƣớc, với nhiều dạng mày hạt khác nhau : Trắng, vàng, tím, nâu, đỏ...Hiện nay ở Viện nghiên cứu Ngô, đã thu thập và lƣ u giữ 148 mẫu ngô nếp đ ịa phƣơ ng, trong đó có : 111 nguồn nếp trắng, 15 nguồn nếp vàng và 22 nguồn nếp tím, nâu đỏ. Theo điều tra của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung ƣơ ng trong 2 n ăm 2003 và 2004 thì diện tích ngô nếp ở nƣớc ta chiếm gần 10% diện tích trồng ngô (Phạm Đồng Quảng và cs, 2005) [11]. Diện tích trồng ngô nếp không ngừng t ăng nhanh trong thời gian qua, đặc biệt là ở vùng đồng bằng ven đô thị. Nguyên nhân chính tr ƣớc hết do các giống ngô nếp đáp ứng đƣợc nhu cầu luân canh tă ng vụ trong c ơ cấu nông nghiệp hiện nay, nh ƣng quan trọng hơn là do nhu cầu của xã hội ngày một t ăng đối với sản phẩm này. Ở các vùng núi cao và vùng sâu, ngô nếp đƣợc ng ƣời dân sử dụng làm lƣơng thực chính, d ƣới dạng xôi ngô hoặc dùng t ƣơ i dƣới dạng nƣớng, luộc, còn ở hầu hết các địa phƣơng khác trong nƣ ớc thì ngô nếp đƣợc xem nhƣ là loại thực phẩm ăn quà và chế biến đơn giản. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn