Luận văn Thạc sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận văn nhằm chọn được tổ hợp ngô lai có năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái của huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang làm cơ sở cho khảo nghiệm giống. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN THỊ MINH TÂM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI TẠI HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Thái Nguyên, năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN THỊ MINH TÂM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI TẠI HUYỆN SƠN DƯƠNG, TỈNH TUYÊN QUANG Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 8.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Thị Lân Thái Nguyên, năm 2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu khoa học do bản thân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Thị Lân. Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết luận nghiên cứu trong luận văn là thực. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tuyên Quang, ngày 15 tháng 01 năm 2019 Tác giả luận văn Phan Thị Minh Tâm
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, các thầy cô, bạn bè đồng nghiệp và gia đình. Trước tiên tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô PGS.TS. Nguyễn Thị Lân người đã tận tình hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Nông học và Phòng Đào tạo - Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tới tất cả các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả luận văn Phan Thị Minh Tâm
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ......................................................................... 2 2.1. Mục đích ..................................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu....................................................................................................... 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn .............................................................................. 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu ngô trên thế giới .................... 4 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ....................................................... 4 1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới ........................................................ 7 1.2.3. Tình hình nghiên cứu về giống ngô trên thế giới.................................... 8 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu về giống ngô ở Việt Nam .................. 13 1.3.1. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ..................................................... 13 1.3.2. Tình hình nghiên cứu ngô ở Việt Nam ................................................. 14 1.4. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Tuyên Quang ........................................ 21 1.4.1. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Tuyên Quang .................................... 21 1.4.2. Tình hình sản xuất ngô của huyện Sơn Dương .................................... 13 1.5. Kết luận rút ra từ phần tổng quan tài liệu ................................................ 27
iv Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 29 2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 29 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 30 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 30 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 30 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 30 2.4.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi ................................ 31 2.5. Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm......................................... 36 2.6. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 37 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 38 3.1. Khả năng sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ..................... 38 3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai trong thí nghiệm ............................................................................................................. 38 3.1.2. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm .. 44 3.1.3. Tốc độ ra lá của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ..................................... 47 3.1.4. Đặc điểm hình thái, sinh lý của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ............. 51 3.1.5. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ............................................................................................................. 56 3.2. Tình hình sâu, bệnh hại và khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang .............................................................................................................. 59 3.2.1. Tình hình sâu, bệnh hại của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm .................. 59 3.2.2. Khả năng chống đổ các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ............................... 62 3.3. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang .............................................................................................................. 63
v 3.3.1. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân năm 2019 ............................................................................................... 65 3.3.2. Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Thu đông năm 2019 ........................................................................................ 68 3.3.3. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu đông năm 2019 ................................................... 70 3.4. So sánh yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm qua 2 vụ nghiên cứu tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........ 72 3.4.1. So sánh số bắp/cây và số hàng/bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm 72 3.4.2. So sánh số hạt/hàng và P1000 hạt của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm .. 74 3.4.3. So sánh năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ........................... 75 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 77 1. Kết luận ....................................................................................................... 77 2. Đề nghị ........................................................................................................ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 78 PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AMBIONET : Mạng công nghệ sinh học ngô châu Á CV : Hệ số biến động đ/c : Đối chứng FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực liên hợp quốc G - CSL : Gieo - Chín sinh lí G - PR : Gieo - Phun râu G - TC : Gieo - Trỗ cờ G - TP : Gieo - Tung phấn KL 1000 hạt : Khối lượng nghìn hạt LSD : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu P : Xác suất TP - PR : Tung phấn - Phun râu
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới năm 2010 – 2017 ....... 6 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2017 ....................... 7 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam năm 2012 – 2017 .................. 14 Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Tuyên Quang............................... 22 Bảng 1.5. Tình hình sản xuất ngô của huyện Sơn Dương .............................. 24 Bảng 2.1. Nguồn gốc của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm và giống đối chứng 29 Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........................................................................... 40 Bảng 3.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ................................................................................... 45 Bảng 3.3: Tốc độ ra lá của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ............. 48 Bảng 3.4: Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........................................................................... 52 Bảng 3.5. Số lá/cây, chỉ số diện tích lá của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang 54 Bảng 3.6. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........................................................................... 57 Bảng 3.7. Tình hình sâu bệnh hại của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ......... 60
viii Bảng 3.8. Khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ......... 63 Bảng 3.9: Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ... 65 Bảng 3.10: Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Thu đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang 68 Bảng 3.11: Năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ................ Bảng 3.12. So sánh số bắp/cây và số hàng/bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyên Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........................................................................... 73 Bảng 3.13. So sánh số hạt/hàng và P1000 hạt của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu Đông năm 2018 tại huyên Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang ........................................................................... 74 Bảng 3.14. So sánh năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và vụ Thu đông năm 2018 ................. 75
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây quan trọng cung cấp lương thực cho loài người, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp của nhiều nước trên thế giới. Ngô là nguồn thức ăn cho gia súc, làm thực phẩm, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp, làm hàng hóa xuất khẩu. Trên thế giới sản lượng làm lương thực chiếm 17%, trong đó ở các nước đang phát triển là 30%, các nước phát triển là 4%. Ngô được sử dụng để nuôi sống 1/3 dân số toàn cầu, trong đó các nước ở Trung Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính. Do có tính đa dạng sinh học và khả năng thích nghi cao, hiệu suất quang hợp lớn và có tiềm năng năng suất cao nên ngô là cây trồng được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam, ngô là nguồn cung cấp thức ăn cho chăn nuôi quan trọng nhất. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn diện tích trồng ngô tại Việt Nam trong những năm gần đây có xu hướng giảm, nhưng vẫn đạt vào khoảng khoảng 1,09 triệu ha/năm vào năm 2017, năng suất bình quân 4,4 tấn/ha/vụ, sản lượng đạt 5,19 triệu tấn. Trong khi đó nhu cầu sử dụng ngô cho ngành chăn nuôi khoảng gần 10 triệu tấn. Hàng năm Việt Nam phải bỏ ra hàng tỷ đô la để nhập khẩu ngô và sản lượng nhập khẩu ngày càng tăng từ 1,6 triệu tấn (năm 2011) lên đến 2,26 triệu tấn (năm 2013), năm 2016 nhập khẩu gần 8,5 triệu tấn ngô tương đương với giá trị hơn 1,67 tỷ USD (Tổng cục Hải Quan, 2018) [33]. Mặc dù vậy, năng suất ngô bình quân của toàn vùng Tây Bắc lại thấp hơn nhiều so với bình quân của cả nước, hạn hán thường xuyên xảy ra ở đầu vụ và mưa nhiều lúc thu hoạch tạo điều kiện cho các loại sâu, bệnh hại phát triển, nhất là các bệnh về thân, lá, bắp (đốm lá, rỉ sắt, khô vằn và thối bắp) đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến năng suất, chất lượng ngô được sản xuất tại
2 đây. Nguyên nhân dẫn đến năng suất, sản lượng ngô của Tây Bắc còn thấp so với tiềm năng, do diện tích trồng ngô tại đây phần lớn không chủ động tưới tiêu và điều kiện sống của người dân ở Tây Bắc còn khó khăn, nên đầu tư chăm bón hạn chế, chủ yếu dựa vào độ phì nhiêu tự nhiên, dẫn tới đất đai ngày càng bị thoái hoá nghiêm trọng nhất là khu vực có độ dốc lớn. Sơn Dương là huyện miền núi phía Nam của tỉnh Tuyên Quang, cách thành phố Tuyên Quang 30 km, có diện tích đất tự nhiên 78.795,2 ha, chiếm 13,43% diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh. Trong cơ cấu cây trồng của huyện Sơn Dương, ngô là một trong những cây trồng chính để đảm bảo an ninh lương thực và phát triển chăn nuôi. Tuy nhiên sản suất ngô của huyện vẫn chưa ổn định, năng suất trung bình còn thấp so với các khu vực, sản lượng ngô chưa đáp ứng đủ nhu cầu thức ăn cho chăn nuôi, do đó phát triển sản xuất ngô là một trong những yêu cầu cần thiết của huyện. Để cải thiện năng suất ngô, ngoài việc thay đổi kỹ thuật canh tác cần có cơ cấu giống phù hợp, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay khí hậu biến đổi không còn theo quy luật, các giống đang sử dụng trong sản xuất khả năng thích ứng kém. Để bổ sung thêm các giống mới, phù hợp với điều kiện sản xuất ngô tại huyện Sơn Dương cho năng suất cao phục vụ sản xuất, chúng tôi thực hiện đề tài: Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang”. 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích Chọn được tổ hợp ngô lai có năng suất cao, có khả năng chống chịu tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái của huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang làm cơ sở cho khảo nghiệm giống.
3 2.2. Yêu cầu - Theo dõi khả năng sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai trong điều kiện vụ Xuân và Thu Đông 2018 tại huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. - Theo dõi khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm - Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô lai tham gia thí nghiệm. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đối với học tập: Giúp các học viên củng cố kiến thức, có điều kiện tiếp cận với phương pháp nghiên cứu khoa học và áp dụng được những kiến thức lý thuyết đã học vào trong thực tiễn sản xuất. - Trong nghiên cứu khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp những thông tin về khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, đặc biệt cung cấp những thông tin về các đặc trưng và đặc tính của các tổ hợp, giống ngô tham gia thí nghiệm trong điều kiện vụ Xuân và Thu Đông tại huyện Dơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Từ đó làm cơ sở xây dựng cơ cấu giống ngô mới có hiệu quả kinh tế cao hơn. 3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn Lựa chọn được tổ hợp ngô lai tốt có năng suất cao, ổn định và khả năng chống chịu tốt phục vụ cho sản xuất ngô tại huyện Sơn Dương.
4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Ngô là cây trồng có nhu cầu tiêu thụ ngày một tăng, có thể sử dụng ngô làm lương thực, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi. Để phục vụ nhu cầu thị trường cần phải có các biện pháp hữu hiệu như thay thế các giống ngô cũ năng suất thấp bằng các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt. Hiện nay, trên thị trường giống của Việt Nam có rất nhiều giống ngô lai cho năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên một giống chỉ được coi là thực sự phát huy hiệu quả khi có tiềm năng năng suất cao và ổn định. Giống năng suất cao, ổn định sẽ thích nghi tốt hơn khi điều kiện sinh thái có sự biến động. Chính vì vậy, trước khi phát triển giống mới đưa ra sản xuất cần đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của giống. Với mục đích chọn ra giống ngô lai mới để bổ sung vào cơ cấu giống của huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang chúng tôi đã tiến hành đề tài này. Việc đánh giá các đặc tính sinh học, tiềm năng năng suất, khả năng chống chịu...của giống mới sẽ là cơ sở khoa học xác định được giống phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu ngô trên thế giới 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Những nghiên cứu về di truyền học gần đây cho rằng, quá trình thuần hóa ngô diễn ra vào năm 7000 TCN tại miền trung Mexico và vào khoảng năm 1500 TCN ngô bắt đầu phổ biến rộng, nhanh và là cây lương thực chính của phần lớn các nền văn hóa tiền columbus tại Bắc Mỹ, Trung Mỹ và khu vực Carribe.
5 Ngô là cây có khả năng thích ứng rộng, có thể trồng trải rộng trên hơn 90 vĩ tuyến: từ dưới 400N (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)[15]. Do có khả năng thích ứng rộng nên cây ngô được trồng ở hầu hết các nước trên thế giới. Theo thống kê của ISAAA [46], trong số 25 nước sản xuất ngô hàng đầu thế giới thì có 8 nước phát triển, 17 nước là các nước đang phát triển, 2/3 diện tích tập trung ở các nước đang phát triển, tuy nhiên 2/3 sản lượng ngô trên thế giới lại tập trung ở các nước phát triển. Cây ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Mặc dù chỉ đứng thứ 3 về diện tích (sau lúa nước và lúa mì) nhưng ngô lại dẫn đầu về năng suất và sản lượng, là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vực di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học...vào công tác nghiên cứu và sản xuất (Ngô Hữu Tình, 1997)[29]. Có thể nói, ngô lai là một trong những thành tựu khoa học nông nghiệp cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế thế giới, nó đã làm thay đổi không những bức tranh về ngô của quá khứ mà làm thay đổi cả quan niệm của các nhà hoạch định chiến lược, các nhà quản lý kinh tế và với từng người dân. Ngô lai là “một cuộc cách mạng xanh” của nửa thế kỷ 20, tạo ra bước nhảy vọt về sản lượng lương thực. Sang thế kỷ 21 ngô sẽ là cây lương thực đầy triển vọng trong chiến lược sản xuất lương thực và thực phẩm.
6 Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô thế giới năm 2010 – 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2010 164,020 51,92 851,679 2011 171,202 51,79 886,680 2012 179,791 48,67 875,039 2013 186,957 54,35 1.016,207 2014 185,807 55,93 1.039,268 2015 190,435 55,25 1.052,097 2016 195,363 56,32 1.110,225 2017 197,185 57,55 1.134.747 Nguồn: FAOSTAT, 2019 [52] Qua bảng số liệu trên cho thấy: Giai đoạn 2010 - 2017, sản xuất ngô trên thế giới đều tăng về diện tích, năng suất và sản lượng. Từ năm 2010 đến 2017 diện tích trồng ngô tăng từ 164,020 triệu ha lên đến 197,185 triệu ha, tăng 33,165 triệu ha. Năng suất tăng từ 51,92 tạ/ha lên tới 57,55 tạ/ha, tăng 5,63 tạ/ha. Sản lượng tăng từ 851,679 triệu tấn lên đến 1.134,747 triệu tấn tăng 283.068 triệu tấn. Kết quả trên có được trước hết là nhờ ứng dụng những thành tựu mới trong chọn tạo giống đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Hiện nay vị trí của cây ngô đã được khẳng định ở nhiều vùng, nhiều quốc gia trên thế giới. Dự báo, năm 2050, diện tích trồng ngô có thể giảm xuống chỉ còn đạt 156 triệu ha, nhưng sản lượng ngô sẽ đạt 1.343 triệu tấn do năng suất có thể tăng lên đạt 86 tạ/ha (Deepak K. Ray et al, 2013)[51]. Tuy nhiên do sự khác nhau về điều kiện tự nhiên, khí hậu và kỹ thuật canh tác nên năng suất ngô có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các châu lục và quốc gia. Nhìn chung tình hình sản xuất ngô trên thế giới đến nay đều tăng về diện tích, năng suất và sản lượng.
7 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2017 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tạ/ha) (Triệu tấn) Châu Mỹ 71,590 80,687 577,640 Châu Á 67,367 53,712 361,841 Châu Âu 17,536 62,997 110,475 Châu Phi 40,601 20,726 84,152 Châu Đại Dương 0,090 70,287 0,636 Nguồn: FAOSTAT, 2019 [52] Qua bảng số liệu trên cho thấy: Diện tích trồng ngô tập trung chủ yếu ở Châu Mỹ và Châu Á. Diện tích trồng ngô ở Châu Mỹ đạt 71,590 triệu ha, không chỉ có diện tích trồng ngô lớn nhất mà Châu Mỹ còn có năng suất và sản lượng ngô cao nhất thế giới, năm 2017 năng suất đạt 80,687 tạ/ha, sản lượng đạt 577,640 triệu tấn. Châu Mỹ tập trung chủ yếu là các nước phát triển, do có trình độ khoa học kỹ thuật cao, có khả năng đầu tư thâm canh nên năng suất cao hơn năng suất trung bình của thế giới và cao hơn các nước đang phát triển. Mặc dù diện tích trồng ngô ở Châu Phi khá lớn đạt 40,601 triệu ha do trình độ canh tác còn hạn chế, kỹ thuật chăm sóc không đầy đủ dẫn đến năng suất ngô thấp nhất thế đạt 20,726 tạ/ha. Châu Đại Dương diện tích trồng ngô thấp nhất, chỉ đạt 0,090 triệu ha nhưng năng suất lại cho khá cao đạt 70,287 tạ/ha, sản lượng thấp chỉ đạt 0,636 triệu tấn. 1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới Ngô là cây lương thực quan trọng trên thế giới, góp phần giải quyết nhu cầu lương thực cho hơn 6 tỷ người trên hành tinh và là nguồn thức ăn chủ lực cho chăn nuôi. Theo báo cáo của Ủy ban ngũ cốc Quốc tế, năm 2010 lượng ngô
8 tiêu thụ trên thị trường thế giới là 86 triệu tấn, năm 2011 là 93 triệu tấn, tăng 8,1% so với năm 2010. Sự gia tăng này một phần xuất phát từ nhu cầu của các nhà sản xuất ethanol và si-rô ngô (Bloomberg, 2012)[39]. Việc ứng dụng nhiên liệu sinh học vào cuộc sống ngày càng gia tăng ở các nước phát triển dần thay thế một phần cho việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Theo số liệu mới nhất của Liên minh nhiên liệu tái tạo toàn cầu (GRFA), sản lượng ethanol thế giới năm 2010 tăng 17% và tăng thêm 15% năm 2011. Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) cho biết doanh số bán hàng của ethanol tại Mỹ năm 2010 là 13 tỷ gallon, năm 2011 tăng lên đạt 14 tỷ gallon (tương đương với 54,3 tỷ lít) (Cục xúc tiến thương mại, 2013)[8]. Do nhu cầu sử dụng ngô trên thế giới ngày càng tăng nên giá ngô trên thị trường thế giới trong thời gian qua đã có sự biến động đáng kể, bình quân thời kỳ 1994-1999 là 138-142 USD/tấn; hiện nay là 3,195 USD/tấn. 1.2.3. Tình hình nghiên cứu về chọn tạo giống ngô trên thế giới Ưu thế lai - hiện tượng di truyền mà các nhà nghiên cứu đã lưu ý từ lâu. Hiện tượng này đầu tiên được nhà thực vật học người Nga gốc Đức I. Koelreuler (1733 - 1806) mô tả vào năm 1760, khi ông quan sát thấy hiện tượng tăng sức sống của con lai giữa Nicotinana tabaccum và Nicotinana robusta so với các dạng bố mẹ của chúng. Sau đó John Lorain (1812), ông đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn các loài ngô khác nhau như ngươi da đỏ đã sẽ làm cho năng suất ngô cao hơn. Tuy nhiên người đầu tiên đưa ra lý thuyết về hiện tượng ưu thế lai là Charles Darwin vào năm 1871, từ các thí nghiệm trong nhà kính ông nhận thấy những cây giao phối phát triển cao hơn cây tự phối 20% (Ngô Hữu Tình, 1997)[29]. Charles Darwin (năm 1877) sau khi so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối, cũng kết luận: “Chiều cao cây ở dạng ngô giao phối cao hơn 19% và chín sớm hơn 9% so với dạng ngô tự phối” (Hallauer và Miranda, 1986)[41].
9 Cuối thế kỷ 19, các phương pháp cải tạo ngô đã mang tính chất khoa học. Công trình cải tạo giống ngô đã được Wiliam Janes Beal thực hiện lần đầu tiên vào năm 1877, đã cho thấy năng suất của con lai vượt năng suất của giống bố mẹ là 25% (Ngô Hữu Tình, 2009)[32]. Vào năm 1909, G.H.Shull đã công bố các giống lai đơn (single cross) cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó. Những công trình nghiên cứu về ngô lai của Shull đã đánh dấu sự bắt đầu của chương trình chọn tạo giống ngô (Hallauer, 1988)[42]. Năm 1960, các nhà khoa học đã nghiên cứu chọn tạo ra giống ngô lai đơn đầu tiên là XL45, do công ty Dekalb giới thiệu, đây là giống có độ đồng đều cao, năng suất khá. Nhờ những đặc tính nổi trội, XL45 nhanh chóng được nông dân tiếp nhận trong sản xuất. XL45 ra đời đánh dấu cho cuộc cách mạng sử dụng giống ngô lai quy ước trên thế giới. Năm 1960, sản xuất ngô trên thế giới đã sử dụng 60% giống lai đơn cải tiến, 20% lai ba và 20% lai kép (Bùi Mạnh Cường, 2007)[6] Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai có nhiều quan điểm khác nhau nhưng các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng tổ hợp lai có sức sống mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất và phẩm chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [25]. Trong các nhà khoa học nghiên cứu về ngô, Hallauer là người có nhiều thành tích nhất và được cả thế giới ghi nhận. Ông đã tạo và chuyển giao hơn 30 dòng thuần, các dòng thuần này được sử dụng trong các giống lai thương mại ở phía Bắc vùng vành đai ngô Hoa Kỳ, ở vùng ôn đới Châu Âu và Trung Quốc (Ngô Hữu Tình, 2009) [32]. Chỉ trong vòng 10 năm lai kép đã bị thay thế gần như hoàn toàn bởi lai đơn và lai đơn cải tiến. Ngô lai đã khẳng định được ưu tế về năng suất ở hầu hết các vùng sinh thái trên thế giới. Nhiều quốc gia đã đầu tư nghiên cứu phát triển giống ngô
10 lai. Ở Châu Á, Ấn Độ là nước có nhu cầu sử dụng ngô rất lớn, nhưng do điều kiện ngoại cảnh không thuận lợi nên họ đã ưu tiên chọn tạo giống ngô có khả năng chống chịu tốt. Từ năm 2000 Ấn Độ đã chọn tạo hơn 165 giống ngô có nhiều đặc tính khác nhau như: ngô lấy hạt sử dụng cho chăn nuôi, ngô ngọt, ngô chất lượng protein cao, ngô bao tử... Hiện nay khoảng gần 70% diện tích trồng ngô của Ấn độ đã được sử dụng giống ngô lai nên năng suất tăng từ 5,5 tạ/ha (1951) lên 25,8 tạ/ha (năm 2014) (Om Prakash Yadav et al., 2015)[45]. Tại Châu Phi, ngô là nguồn lương thực chính nhưng đo điều kiện tự nhiên không thuận lợi và người dân nghèo ít đầu tư thâm canh vì vậy hướng nghiên cứu chủ yếu là chọn tạo ra giống ngô năng suất cao, ngắn ngày để tăng vụ và tránh được điều kiện bất thuận. Năm 2015, Jimoh Babatunde [44] đã chọn được 2 giống ngô lai mới là Ife Mazehyb-07 và Ife Mazehyb-08. Hai giống ngô này có thời gian sinh trưởng ngắn, tiềm năng năng suất là 7 tấn/ha, hàm lượng tinh bột cao, rất tốt cho làm bánh và thức ăn chăn nuôi. Việc đưa 2 giống này vào sản xuất góp phần nâng cao thu nhập của hàng triệu nông dân ở Nigeria và các nước khác ở Tây Phi. Trung tâm cải tạo giống ngô là lúa mì Quốc tế (CIMMYT) là trung tâm nghiên cứu về ngô lới nhất thế giới. Ngoài việc cải thiện nguồn gen, Trung tân còn cung cấp nguồn gen tốt cho các vùng trồng ngô trên thế giới. Từ nguồn gen do CIMMYT cung cấp, Viện nghiên cứu Nông nghiệp quốc gia Bolivia đã lai tạo thành công 2 giống ngô lai mới là INIAF H1 và INIAF HQ2 có năng suất đạt 7 tấn/ha. Giống INIAF H1 dạng đá, hạt màu vàng kháng bệnh tốt. Giống INIAF HQ2 có hàm lượng protein cao, khả năng chịu hạn khá (CIMMYT, 2013)[50]. Cuộc sống ngày càng phát triển nhu cầu về lương thực và nguyên liệu cung cấp thức ăn cho chăn nuôi càng lớn, đây là động lực thúc đẩy sản xuất ngô phát triển. Tuy nhiên do việc áp dụng các giống cũ vào sản xuất