Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: So sánh một số giống ngô lai có triển vọng tại Đắk Lắk

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:130

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đề tài "So sánh một số giống ngô lai có triển vọng tại Đắk Lắk" nhằm: Xác định được một số giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn định và thích nghi tốt với các tiểu vùng sinh thái khác nhau trong vụ Hè Thu tại tỉnh Đắk Lắk.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: So sánh một số giống ngô lai có triển vọng tại Đắk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN NGUYỄN VĂN MINH SO SÁNH MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI ĐẮKLẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN NGUYỄN VĂN MINH SO SÁNH MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI ĐẮKLẮK Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 62.60.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN THỦY BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong trong luận văn là trung thực, ñược các ñồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Văn Minh
ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin trân trọng cảm ơn Thầy TS. Trần Văn Thuỷ ñã nhiệt tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện ñề tài, cũng như trong quá trình hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng dạy tại trường Đại học Tây Nguyên, Khoa Nông Lâm nghiệp và Phòng ñào tạo Sau Đại học ñã trực tiếp truyền ñạt cho tôi những kiến thực quý báu trong quá trình học tập. Trân trọng cám ơn các ñồng nghiệp, bạn bè, gia ñình và người thân ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong thời gian thực hiện ñề tài và hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp. Tác giả luận văn Nguyễn Văn Minh
1 iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 4 1.1 Tình hình sản xuất ngô trong nước và thế giới.......................................... 4 1.1.1 Trên thế giới ...................................................................................... 4 1.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam .................................................... 7 1.1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Đắk Lắk .................................................... 10 1.2 Những nghiên cứu cơ bản về cây ngô ...................................................... 11 1.3 Ảnh hưởng yếu tố sinh thái ñến sinh trưởng phát triển cây ngô ............... 14 1.4 Nghiên cứu kỹ thuật thâm canh ngô ........................................................ 18 1.5 Nghiên cứu tính ổn ñịnh về năng suất ngô .............................................. 19 Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 22 2.1 Vật liệu nghiên cứu ................................................................................. 22 2.1.1 Địa ñiểm thí nghiệm ........................................................................ 22 2.1.2 Thời gian thí nghiệm........................................................................ 22 2.2 Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 22 2.3 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 23 2.3.1 Bố trí thí nghiệm .............................................................................. 23 2.3.2 Điều kiện thí nghiệm........................................................................ 23 2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi ......................................................................... 24 2.3.4 Phân tích tính ổn ñịnh ...................................................................... 28 2.3.5 Xử lý số liệu .................................................................................... 30 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 31 3.1 Điều kiện thời tiết khí hậu ....................................................................... 31 3.2 Thời gian sinh trưởng phát triển .............................................................. 33 3.3 Số lá và ñộng thái tăng trưởng của lá....................................................... 39 3.4 Chiều cao và tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây ........................................ 42 3.5 Các chỉ tiêu hình thái cây ........................................................................ 46
2 iv 3.6 Một số ñặc ñiểm về bắp và hạt ................................................................ 50 3.7 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại và ñiều kiện ngoại cảnh .................... 52 3.7.1 Khả năng chống chịu sâu bệnh hại .................................................... 52 3.7.2 Khả năng chống chịu ñiều kiện ngoại cảnh ....................................... 54 3.8 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất .......................................... 56 3.8.1 Các yếu tố cấu thành năng suất ......................................................... 56 3.8.1.1 Các chỉ tiêu về bắp liên quan ñến năng suất ................................ 56 3.8.1.2 Các chỉ tiêu về hạt liên quan ñến năng suất................................. 59 3.8.2 Năng suất các giống ngô tại ba ñiểm thí nghiệm ............................... 63 3.9 Đánh giá tính ổn ñịnh của các giống qua ba vùng sinh thái ..................... 68 3.9.1 Ổn ñịnh về thời gian sinh trưởng....................................................... 69 3.9.2 Ổn ñịnh về năng suất ô thí nghiệm .................................................... 71 3.9.3 Ổn ñịnh về tính trạng tỷ lệ hạt/bắp .................................................... 73 3.9.4 Ổn ñịnh về năng suất thực thu ........................................................... 75 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................. 78 Kết luận ........................................................................................................ 78 Đề nghị ......................................................................................................... 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 80
v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐ: Buôn Đôn KrB: Krông Bông FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức lương thực thế giới) CIMMYT: Internationnal maize and wheat improvement center (Trung tâm cải thiện giống ngô và lúa mì quốc tế) CV%: Hệ số biến ñộng LSD5%: Mức sai khác có ý nghĩa HSHQ: Hệ số hồi qui NSTB: Năng suất trung bình NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu TGST: Thời gian sinh trưởng NXB: Nhà xuất bản
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới 1961 – 2009 ........ 4 Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô một số nước trên thế giới năm 2008 .................................................................................................................. 5 Bảng 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô một số nước Đông Nam Á (tính trung bình từ 2000 - 2007) ................................................................................. 7 Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Việt Nam (1998-2008) ............ 8 Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô tỉnh Đắk Lắk (2005-2009)..... 11 Bảng 3.1 Một số yếu tố khí hậu thời tiết vụ Hè Thu năm 2009 - 2010 ............. 32 Bảng 3.2a Thời gian sinh trưởng từ khi gieo ñến khi cây có 7 - 9 lá ................ 34 Bảng 3.2b Thời gian sinh trưởng từ khi gieo ñến khi chín sinh lý .................... 36 Bảng 3.3a Số lá và tốc ñộ ra lá của các giống vụ Hè Thu năm 2009 ................ 39 Bảng 3.3b Số lá và tốc ñộ ra của các giống vụ Hè Thu năm 2010 .................... 41 Bảng 3.4a Chiều cao, tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây vụ Hè Thu năm 2009 . 43 Bảng 3.4b Chiều cao, tốc ñộ tăng trưởng chiều cao cây vụ Hè Thu năm 2010 . 45 Bảng 3.5 Một số ñặc ñiểm về hình thái cây ..................................................... 48 Bảng 3.6 Một số ñặc ñiểm về bắp và hạt.......................................................... 50 Bảng 3.7a Khả năng chống chịu sâu bệnh hại .................................................. 53 Bảng 3.7b Khả năng chống chịu ñiều kiện ngoại cảnh ..................................... 54 Bảng 3.8a Các chỉ tiêu về bắp liên quan ñến năng suất .................................... 57 Bảng 3.8b Các chỉ tiêu về hạt vụ Hè Thu năm 2009 ........................................ 60 Bảng 3.8c Các chỉ tiêu về hạt vụ Hè Thu năm 2010 ........................................ 61 Bảng 3.8d Năng suất thực thu của các giống ................................................... 65 Bảng 3.9a Ổn ñịnh về thời gian sinh trưởng .................................................... 70 Bảng 3.9b Ổn ñịnh về khối lượng bắp/ô .......................................................... 72 Bảng 3.9c Ổn ñịnh về tỷ lệ hạt/bắp .................................................................. 74 Bảng 3.9d Ổn ñịnh về năng suất thực thu ........................................................ 76
vii DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 1. Thời gian sinh trưởng của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2009 ........ 37 Đồ thị 2. Thời gian sinh trưởng của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2010 ........ 38 Đồ thị 3. Chiều cao cây của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2009 .................... 49 Đồ thị 4. Chiều cao cây của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2010 .................... 50 Đồ thị 5. Năng suất thực thu của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2009 ............. 66 Đồ thị 6. Năng suất thực thu của các giống ngô vụ Hè Thu năm 2010 ............. 68
1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của ñề tài Ngô (Zea mays. L) là một cây ngũ cốc quan trọng có nguồn gốc ở vùng nhiệt ñới. Ngô cung cấp lương thực, thực phẩm cho con người và thức ăn cho chăn nuôi trên toàn thế giới sau lúa mì, lúa nước. Ngày nay, cây ngô ñược trồng rộng rãi ở nhiều vùng có ñiều kiện sinh thái khác nhau, cây ngô có tiềm năng cho năng suất cao, chất lượng dinh dưỡng tốt và hiệu quả cao trong sản xuất nông nghiệp. Cây ngô có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của các quốc gia, nó không chỉ ñược sử dụng làm nguồn lương thực cho con người, làm thức ăn cho gia súc mà còn cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến. Ngoài ra, ngô còn là nguồn hàng hóa xuất khẩu có giá trị kinh tế cao, mang lại nguồn thu nhập chính cho người dân và nền kinh tế của ñất nước. Việc tăng sản lượng ngô trên thế giới ñặc biệt là ở Mỹ và các nước Châu Âu, Châu Á dẫn ñến việc phát triển công nghiệp chế biến có quan hệ mật thiết với việc phát triển và sử dụng những giống ngô lai năng suất cao. Theo số liệu của FAO, năm 2009 sản lượng ngô trên thế giới ñạt 822,7 triệu tấn trong khi ñó lúa mì là 683,8 triệu tấn, lúa nước chỉ ñạt 661,8 triệu tấn [16]. Theo quan ñiểm của các nhà khoa học hiện nay, việc tăng năng suất cây trồng chủ yếu dựa vào giống và phân bón. Giống ñược coi là ñộng lực chính ñể tăng năng suất và sản lượng cây trồng. Ngô lai là cây ñiển hình nhất về sự thành công trong ứng dụng ưu thế con lai F1 trong sản xuất nông nghiệp. Tại nước Mỹ, năng suất ngô lai vuợt trên các giống ngô truyền thống từ 1,0 ñến 6,0 tấn/ha/vụ, bình quân 2,0 tấn/ha/vụ. Người ta ñã tính ñược rằng giống ñóng góp 60% và kỹ thuật canh tác ñóng góp 40% vào mức tăng năng suất, sản lượng ngô [32]. Ở nước ta, ngô ñược coi là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa, ở một số vùng sản phẩm ngô hạt còn ñược sử dụng làm lương thực chính cho con người. Trong những năm gần ñây, Việt Nam có tốc ñộ tăng trưởng về sản xuất ngô khá nhanh, năm 1990 cả nước có diện tích là 432 nghìn ha, năng suất bình quân ñạt 1,55 tấn/ha; năm 2000 diện tích lên ñến 730 nghìn ha, năng suất ñạt
2 2,90 tấn/ha và ñến năm 2006 diện tích ngô là 1.032 nghìn ha, năng suất ñạt 3,70 tấn/ha [28] . Hiện nay, diện tích ngô của Việt Nam ñạt khoảng trên 1,126 triệu ha năng suất bình quân 4,02 tấn/ha, tổng sản lượng ñạt 4,53 triệu tấn, trị giá gần 1,2 tỷ ñô la (tính theo giá khoảng 250USD/tấn năm 2009) [23]. Sở dĩ năng suất ngô ở nước ta tăng nhanh như vậy là do chúng ta ñã sử dụng giống ngô ưu thế lai thay thế dần những giống ngô thụ phấn tự do trong sản xuất. Năm 1995 diện tích ngô lai chiếm 30%, ñến năm 2000 chiếm khoảng 65% và năm 2009 chiếm khoảng 95% tổng diện tích trồng ngô của cả nước [28]. Thực tế cho thấy diện tích, năng suất và sản lượng ngô của chúng ta tăng nhanh nhưng vẫn chưa ñáp ứng ñủ nhu cầu thức ăn cho chăn nuôi và phục vụ công nghiệp chế biến trong nước. Hàng năm, các công ty chế biến thức ăn chăn nuôi trong cả nước phải nhập khẩu gần một triệu tấn ngô thương phẩm. Do vậy, việc sử dụng giống ngô lai thay thế giống thụ phấn tự do là một bước tiến quan trọng trong quá trình thực hiện công nghiệp hoá - hiện ñại hoá nông nghiệp nông thôn theo chủ trương, ñường lối chính sách của Đảng và Nhà nước. Đắk Lắk là một tỉnh miền núi thuộc Cao nguyên Nam Trung Bộ có ñiều kiện thời tiết khí hậu, ñất ñai màu mỡ, rất phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô. Chính vì vậy, ñã từ lâu cây ngô là một trong những cây trồng quen thuộc với những người dân tộc bản xứ, trong ñó chủ yếu là các giống ngô ñịa phương có phẩm chất tốt nhưng năng suất lại không cao. Cho ñến những năm 1995, cây ngô lai mới ñược ñưa vào trồng thử nghiệm tại Đắk Lắk và sau ñó ñã trở thành một trong những loại cây trồng chính trong ngành sản xuất nông nghiệp của ñịa phương. Những năm gần ñây, do có sự chuyển ñổi cơ cấu cây trồng ñể phù hợp với ñiều kiện khí hậu thời tiết của từng ñịa phương trong tỉnh, do ñó diện tích cây công nghiệp lâu năm kém hiệu quả ñược thay thế bằng diện tích cây nông nghiệp ngắn ngày, trong ñó cây ngô chiếm diện tích ngày càng lớn. Hiện nay, diện tích trồng ngô của toàn tỉnh hàng năm hơn 121.000 ha, năng suất (4,65 tấn /ha), với sản lượng ñạt gần 565.000 tấn [11], là một trong những tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước. Tuy nhiên, năng suất bình quân cũng
3 như sản lượng ngô trong toàn tỉnh lại không cao, chưa phản ánh hết tiềm năng về khí hậu thời tiết, ñất ñai của vùng. Một trong những nguyên nhân làm năng suất và sản lượng ngô của Đắk Lắk chưa cao là do yếu tố về giống chưa phù hợp với ñiều kiện sinh thái cụ thể của từng tiểu vùng sinh thái trong tỉnh. Người dân có rất ít sự lựa chọn ngoài các giống ngô lai ñã có và trồng phổ biến trên ñịa bàn tỉnh từ rất lâu như: CP888; LVN10; G49, Bioseed 9698 và một số giống khác. Những giống ngô này qua nhiều năm canh tác, năng suất ñã giảm một cách rõ rệt ở một số vùng trồng ngô chính trong tỉnh. Nhằm góp phần xác ñịnh những giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn ñịnh khả năng thích nghi tốt với từng ñiều kiện sinh thái của các ñịa phương khác nhau trong tỉnh, từ ñó làm phong phú thêm bộ giống sản xuất tại ñịa phương góp phần tăng năng suất, sản lượng ngô trong tỉnh, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “So sánh một số giống ngô lai có triển vọng tại Đắk Lắk”. Mục tiêu và ý nghĩa của ñề tài Mục tiêu Xác ñịnh ñược một số giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn ñịnh và thích nghi tốt với các tiểu vùng sinh thái khác nhau trong vụ Hè Thu tại tỉnh Đắk Lắk. Ý nghĩa Đề tài so sánh và ñánh giá ñặc ñiểm sinh trưởng phát triển của các giống ngô thí nghiệm từ ñó xác ñịnh ñược một số giống ngô lai mới có năng suất cao, khả năng thích nghi tốt làm phong phú thêm bộ giống sản xuất tại ñịa phương, góp phần làm tăng năng suất, sản lượng ngô trong tỉnh. Đánh giá tính ổn ñịnh về thời gian sinh trưởng, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô lai qua ba tiểu vùng sinh thái khác nhau là những kết luận có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình sản xuất ngô trong nước và thế giới 1.1.1 Trên thế giới Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, ñứng thứ ba sau lúa mì và lúa gạo. Cây ngô có nền di truyền rộng, thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau, do vậy ngô ñược trồng ở hầu hết các nước trên thế giới. Trên thế giới có hơn 80 nước trồng ngô bao gồm các nước công nghiệp phát triển và các nước ñang phát triển, mỗi nước trồng ít nhất 100.000 ha ngô. Theo số liệu của FAO, diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới tăng liên tục từ ñầu thế kỷ 20 ñến nay, ñặc biệt là trong hơn 40 năm gần ñây, ngô là cây trồng có tốc ñộ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Bảng 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới 1961 - 2009 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (1.000 ha) (tấn/ha) (1.000 tấn) 1961 104,8 2,0 209,6 2004/05 145,0 4,9 710,5 2005/06 145,6 4,8 698,9 2006/07 148,6 4,7 689,5 2007/08 157,6 4,9 772,2 2008/09 161,1 5,1 822,7 (Nguồn: FAOSTAT 2009) Qua số liệu ở bảng 1.1 chúng ta thấy: Năm 1961 trên thế giới diện tích ñất trồng ngô khoảng hơn 100 triệu ha, năng suất ñạt 2 tấn/ha và sản lượng ñạt 209,6 triệu tấn, ñến năm 2005 diện tích trồng ngô trên thế giới ñã lên ñến 145 triệu ha, năng suất ñạt 4,9 tấn/ha và sản lượng ñạt 710,5 triệu tấn. Như vậy, sau hơn 40 năm tính từ năm 1961 cho ñến năm 2005 thì diện tích trồng ngô tăng lên gắp 1,5 lần, năng suất tăng lên 2,5 lần và sản lượng tăng gấp 3,5 lần. Đến năm 2009 diện tích ñất trồng ngô ñã tăng lên 161 triệu ha (tăng hơn 15 triệu ha so với năm 2005), năng suất bình quân là 5,1 tấn/ha và sản lượng 822,7 triệu tấn ngô. Theo dự báo của Bộ nông nghiệp Mỹ, sản lượng ngô thế giới năm 2010 sẽ ñạt 853,03
5 triệu tấn, diện tích bình quân là 162,8 triệu ha, năng suất bình quân sẽ ñạt 5,24 tấn/ha và xuất khẩu ñạt 89,25 triệu tấn (thuongnghiepthitruongvietnam.com). Bảng 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô một số nước trên thế giới năm 2008 Diện tích Năng suất Sản lượng Tên nước (ha) (tấn/ha) (tấn) Mỹ 34.810.501 9,54 332.092.180 Trung Quốc 27.137.500 5,60 151.970.000 Liên minh Châu âu 11.575.124 5,43 62.852.922 Brazil 14.697.926 3,51 51.589.721 Mexico 7.785.467 2,89 22.500.000 Argentina 3.420.655 6,36 21.755.364 Ấn Độ 7.592.760 2,21 16.780.000 Pháp 1.815.374 7,22 13.107.000 Indonesia 3.355.437 3,69 12.381.561 Canada 1.322.619 7,98 10.554.500 Italy 1.046.705 9,45 9.891.362 (Nguồn: FAO 2009) Số liệu ở bảng 1.2 cho thấy: Hai nước sản xuất ngô hàng ñầu trên thế giới là Mỹ (332,09 triệu tấn), Trung Quốc (151,97 triệu tấn) chiếm 38,47% tổng diện tích và chiếm 58,83% tổng sản lượng ngô trên toàn thế giới. Về năng suất, Mỹ là nước có năng suất trung bình cao nhất ñạt 9,54 tấn/ha, tiếp ñến là Italy ñạt 9,45 tấn/ha; Canada ñạt 7,98 tấn/ha và Pháp ñạt 7,22 tấn/ha. Trung Quốc là nước có diện tích và sản lượng ngô ñứng thứ hai trên thế giới nhưng năng suất trung bình chỉ ñạt 5,6 tấn/ha. Ấn Độ là nước ñứng thứ 5 về diện tích (gần 7,6 triệu ha) nhưng năng suất bình quân lại rất thấp (2,21 tấn/ha). Như vậy, sự chênh lệch về năng suất trung bình giữa các nước trên thế giới là khá lớn. Trong những năm gần ñây, ñược sự hỗ trợ của CIMMYT (Trung tâm cải thiện giống bắp và lúa mì Quốc tế), chương trình phát triển của vùng và chương
6 trình phát triển ngô của mỗi quốc gia cùng với việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật trong sản xuất mà cây ngô không ngừng phát triển về diện tích, năng suất và sản lượng. Theo dự ñoán của CIMMYT, nhu cầu sử dụng ngô toàn thế giới tăng 50% từ 558 triệu tấn (1995) lên 837 triệu tấn (2020), của các nước ñang phát triển tăng từ 282 triệu tấn (1995) lên 504 triệu tấn (2020) [55]. Cũng theo dự ñoán của CIMMYT ñến năm 2020 nhu cầu sử dụng sản phẩm ngô và lúa mì sẽ tăng nhanh hơn lúa nước ở các nước ñang phát triển, trong ñó nhu cầu về lúa mì sẽ tăng khoảng 1,58%/năm, ngô sẽ tăng 2,35%/năm [40]. Theo dự báo của FAO [49], diện tích trồng lúa nước và lúa mì ñến năm 2020 tăng ít, trái lại diện tích ngô tăng nhanh thêm khoảng 10 triệu ha, diện tích này tương ñương với 35% diện tích ngô của nước Mỹ. Trong 35 năm qua, sản xuất lương thực ñã tăng cả về diện tích và năng suất lên gấp ñôi [39]. Khoảng một nửa số lượng lương thực của chúng ta nhận từ 4 loài cây: Lúa (Oryra sativa), ngô (Zea mays), lúa mì (Triticum spp) và khoai tây (Solanum tuberosum) [54]. Ngũ cốc vẫn là nguồn cung cấp lương thực cơ bản ñáp ứng khoảng một nửa số calo sử dụng hàng ngày của con người và có khoảng 44% dùng làm thức ăn cho ñộng vật [51],[37]. Trong số 25 nước sản xuất ngô hàng ñầu thế giới có 8 nước công nghiệp, 17 nước ñang phát triển (Châu Phi 9 nước, Châu Á 5 nước và Châu Mỹ La Tinh 3 nước). Có khoảng hơn 200 triệu nông dân trồng ngô trên toàn cầu, 98% là nông dân từ các nước ñang phát triển; 75% số người trồng ngô là ở Châu Á (Trung Quốc có tới 105 triệu người), từ 15 tới 20% ở Châu Phi và 5% là ở Châu Mỹ La Tinh. Hai phần ba số hạt giống ngô ñược bán trên toàn cầu là giống ngô lai và chỉ có 20% là hạt giống do nông dân giữ lại. Trên thực tế, ngô lai là loại hạt giống chiếm ưu thế ở nhiều nước ñang phát triển, ví dụ 84% nông dân của Trung Quốc và 81% nông dân ở Đông và Nam Phi sử dụng giống ngô lai [58]. Số liệu tại bảng 1.3 cho thấy: Inñônêxia là nước dẫn ñầu về diện tích trồng ngô của các nước Đông Nam Á (3,4 triệu ha) nhưng năng suất trung bình lại không cao ñạt 3,21 tấn/ha thấp hơn nhiều so với Thái Lan và Việt Nam.
7 Bảng 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô một số nước Đông Nam Á (tính trung bình từ 2000 - 2007) Diện tích Năng suất Sản lượng Tên nước (ha) (tấn/ha) (tấn) Inñônêxia 3.400.000 3,21 10.914.000 Philippin 3.340.000 2,01 6.713.400 Thái Lan 1.100.000 4,02 4.422.000 Việt Nam 1.072.800 3,96 4.248.288 Tổng cộng 8.912.800 26.297.688 (Nguồn: FAO 2007) Vào nửa cuối thế kỷ 20, sản xuất lương thực trên thế giới có một sự kiện rất quan trọng ñó là sự phát triển nhảy vọt của cây ngô, một trong ba cây ngũ cốc chính của loài người: lúa mì, lúa nước và ngô. Nhờ có những nghiên cứu thành công về ngô lai và sử dụng giống ngô lai trong sản xuất cùng với việc áp dụng những thành tựu mới nhất của nhiều ngành khoa học ñối với nghiên cứu và sản xuất giống ngô như di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học mà ngày nay chúng ta ñã có những giống ngô cho năng suất rất cao. Việc ứng dụng công nghệ gen trong sản xuất giống, các nhà khoa học ñã chuyển ñổi các gen kháng sâu bệnh, hạn, lạnh, mặn… tạo ra các giống ngô mới nhanh chóng hơn và chất lượng tốt hơn. Trong những năm gần ñây, các nhà khoa học thế giới ñã ñưa ra những phương pháp tạo dòng ñơn bội kép bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh ñể rút ngắn thời gian tạo giống mới (chủ yếu là thời gian tạo dòng thuần bố mẹ) [22]. Các nhà khoa học dự ñoán rằng vào thế kỷ 21, trong thí nghiệm ngô có thể ñạt năng suất trên 30 tấn/ha và trong sản xuất ñạt 20 tấn/ha. Cây ngô là cây có chu kỳ quang hợp C4, có tiềm năng năng suất rất lớn, chưa xác ñịnh giới hạn mà không có cây ngũ cốc nào sánh kịp về mặt năng suất [27]. 1.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ngô là cây trồng ñã có từ rất lâu, theo nhà Bác học Lê Qúy Đôn, cây ngô ñược ñưa vào Việt Nam từ thế kỷ 17. Nhờ những ñặc ñiểm quý, cây ngô sớm
8 ñược người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, ñược coi là một trong những cây lương thực chính, ñặc biệt ñối với những vùng ñất cao không có ñiều kiện tưới nước hoặc phụ thuộc vào nước trời như các vùng miền núi và trung du [17]. Trước cách mạng tháng 8 năm 1945 diện tích trồng ngô của Việt nam rất ít, năng suất thấp 11,8 tạ/ha [20],[21]. Sau khi ñất nước thống nhất diện tích trồng ngô của nước ta tăng lên rất nhanh và ngô ñã trở thành một trong những cây lương thực quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp của nước ta [9],[15],[16]. Cuộc cách mạng về cây ngô lai ở nước ta ñã ñược Đảng và Nhà nước ñặc biệt quan tâm, trong vòng 10 năm (1990 - 2000) tỷ lệ trồng ngô lai từ 0% lên ñến 70% và ñạt 95% vào năm 2009 (5% còn lại là ngô thực phẩm và ngô truyền thống) - một tốc ñộ phát triển rất nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới [27]. Số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam tại bảng 1.4 cho thấy: Từ năm 1998 - 2008 diện tích trồng ngô tăng từ 649,7 nghìn ha lên 1.126 nghìn ha, năng suất bình quân 2,48 tấn/ha lên 4,02 tấn/ha và sản lượng từ 1.612 nghìn tấn lên ñến 4.531,2 nghìn tấn. Tỷ lệ diện tích sử dụng các giống ngô lai mới có năng suất cao và chất lượng tốt ngày càng tăng lên [23],[32]. Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Việt Nam (1998 - 2008) Diện tích Năng suất Sản lượng Năm ( 1.000 ha) ( tấn/ha) (1.000 tấn) 1998 649,7 2,48 1.612,0 1999 691,8 2,53 1.753,1 2000 730,2 2,75 2.005,9 2001 729,5 2,96 2.161,7 2002 816,0 3,08 2.511,2 2003 912,7 3,44 3.136,3 2004 991,1 3,46 3.430,9 2005 1.052,6 3,60 3.787,1 2006 1.031,8 3,70 3.819,2 2007 1.072,8 3,96 4.248,3 2008 1.126,0 4,02 4.531,2 Nguồn: Tổng cục thống kê, 1998 - 2009
9 Ở Việt Nam, chương trình chọn tạo giống ngô lai ñã ñược bắt ñầu từ những năm 60 của thế kỷ 20 [27]. Do nguồn vật liệu và các giống ngô lai có nguồn gốc ôn ñới dài ngày nên không thích hợp với ñiều kiện nhiệt ñới, ngắn ngày ở nước ta, vì vậy nghiên cứu và thử nghiệm chưa ñạt kết quả như mong muốn. Từ năm 1973, Viện nghiên cứu Ngô ñã ñưa ra những ñịnh hướng cho chương trình nghiên cứu cây ngô là phải xây dụng quỹ gen, từ những nguồn nguyên liệu trong nước và vùng nhiệt ñới ñể tạo ra giống ngô thụ phấn tự do thích hợp với ñiều kiện sinh thái của Việt Nam. Sau hơn 20 năm, Viện nghiên cứu Ngô cho ra ñời một loạt các giống thụ phấn tự do và trồng rộng rãi như: TSB1, TSB2, LS, HL-36, Q-2. Chương trình này là bước ñệm, tạo tiền ñề phát triển chương trình ngô lai, ngoài tác dụng trực tiếp phục vụ sản xuất các giống này còn là nguồn vật liệu quý giá phục vụ cho chương trình chọn tạo giống lai. Năm 1992 - 1993, Viện nghiên cứu Ngô ñã lai tạo ra các giống ngô không qui ước cho năng suất 4 - 8 tấn/ha, giá rẻ, thích nghi với ñiều kiện khó khăn và ñầu tư thấp như giống: LS-4, LS-5 (chín sớm), LS-6 (chín trung bình) và LS-7, LS-8 (chín muộn). Các giống này cũng có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển tiếp từ thụ phấn tự do sang giống lai. Giai ñoạn 1993 - 1995, Viện Nghiên cứu Ngô ñã tạo ra các giống lai qui ước mang ký hiệu LVN (lai Việt Nam) trong ñó giống LVN10 ñã ñóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và sản lượng ngô của cả nước. Hiện nay, Viện nghiên cứu Ngô chú trọng vào việc lai tạo ra các giống ngô chín sớm và chín trung bình có tiềm năng cho năng suất cao phù hợp với trình ñộ thâm canh tăng vụ, chuyển ñổi cơ cấu cây trồng như giống HQ2000 chống ñổ tốt, năng suất cao, có hàm lượng protein 10-11%, lysine và tryptophan gấp ñôi ngô thường phục vụ cho chăn nuôi [30]. Viện nghiên cứu ngô cũng ñã ứng dụng marker phân tử xác ñịnh khoảng cách di truyền góp phần ñể dự ñoán ưu thế lai trong cây ngô. Đồng thời áp dụng phương pháp tạo dòng ñơn bội kép bằng phương pháp nuôi cấy bao phấn hoặc noãn chưa thụ tinh ñể tạo dòng thuần rút ngắn thời gian, chi phí và công sức ñể tạo ra giống mới và thu ñược kết quả hết
10 sức khả quan là tạo thành công 9 dòng ñơn bội kép có thể tham gia vào quá trình lai thử tiếp theo [22]. Trong những năm gần ñây, nhiều công ty nước ngoài như: CP Seeds (Thái Lan), Syngenta (Thụy Sỹ), Bioseed (Ấn Độ), Monsanto (Mỹ) ñã ñưa vào Việt Nam một số giống ngô lai ưu tú ñể thử nghiệm; Các Viện nghiên cứu, công ty giống trong nước ñã lai tạo thành công một số giống ngô lai mới có năng suất cao ñưa vào sản xuất ñã góp phần nâng cao năng suất và sản lượng ngô nước ta. Hiện nay, nuớc ta ñã hình thành 8 vùng sản xuất ngô trong ñó 5 vùng có diện tích lớn là Tây Nguyên chiếm 21,80 %, Đông Bắc 21,09%, Tây Bắc 15,35%, Bắc Trung Bộ 14,36% và Đông Nam Bộ 12,11%. Tổng diện tích 5 vùng này chiếm 84,71%, còn lại là Đồng bằng sông Hồng 7,69%, Duyên hải Nam Trung bộ 4,14% và Đồng bằng sông Cửu Long 3,47% [23],[31]. Năm 2008, diện tích trồng ngô của Việt Nam ñạt trên 1.126 nghìn ha năng suất bình quân 4,02 tấn/ha và tổng sản lượng ñạt 4.351,2 triệu tấn. Sản xuất ngô ở Việt Nam theo kế hoạch của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phấn ñấu ñến năm 2010 ñạt sản lượng 6 - 7 triệu tấn/năm [28],29],[30]. Để ñạt ñược mục tiêu trên chúng ta cần phải vượt qua một số trở ngại khách quan như diện tích ñất canh tác ngày càng thu hẹp, cơ cấu giống chưa phù hợp, khí hậu khắc nghiệt và sâu bệnh ngày càng trở nên trầm trọng. 1.1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Đắk Lắk Đắk Lắk là một trong 5 tỉnh Tây Nguyên có ñiều kiện thời tiết khí hậu, ñất ñai màu mỡ, rất phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô. Chính vì vậy, từ lâu cây ngô là một trong những cây trồng quen thuộc với những người dân tộc bản xứ, trong ñó chủ yếu là các giống ngô ñịa phương có phẩm chất tốt, nhưng năng suất không cao. Cho ñến những năm 1995, cây ngô lai mới ñược ñưa vào trồng thử nghiệm tại một số nơi trong tỉnh và ñã nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng chính trong sản xuất nông nghiệp của ñịa phương. Những năm gần ñây, trong khuôn khổ chương trình chuyển ñổi cơ cấu cây trồng ñể phù hợp với ñiều kiện
11 khí hậu thời tiết của từng ñịa phương trong tỉnh, diện tích cây công nghiệp lâu năm kém hiệu quả ñược thay thế bằng diện tích cây nông nghiệp ngắn ngày, trong ñó cây ngô chiếm diện tích ngày càng lớn. Bảng 1.5 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô tỉnh Đắk Lắk (2005-2009) Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (ha) (tấn/ha) (tấn) 2005 126.495 4,03 510.077 2006 117.176 4,64 544.012 2007 118.406 4,71 558.084 2008 118.429 4,87 577.112 2009 121.833 4,65 565.927 Nguồn: Niên giám thống kê Đắk Lắk năm 2009 Năm 2009, diện tích trồng ngô của toàn tỉnh ñạt 121.833 ha, sản lượng ñạt hơn 565 ngàn tấn, là một trong những tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước. Tuy nhiên, năng suất bình quân cũng như sản lượng ngô trong toàn tỉnh không cao (4,65 tấn/ha) chưa khai thác hết tiềm năng về khí hậu thời tiết, ñất ñai của vùng [10],11]. Một trong những nguyên nhân làm năng suất và sản lượng ngô của Đắk Lắk chưa cao là do chưa có giống phù hợp với ñiều kiện sinh thái cụ thể của từng tiểu vùng sinh thái khác nhau. 1.2 Những nghiên cứu cơ bản về cây ngô Một số bằng chứng chỉ ra rằng ngô ñược thuần hóa từ loài cỏ mexican hoang dại teosinte (Zea mays ssp, Parviglumiis hoặc ssp mexincana). Những bằng chứng khảo cổ học chứng minh rằng thời gian thuần hóa ngô vào khoảng 5.000 ñến 10.000 năm trước ñây, mặc dù nguồn gốc gần ñây của ngô từ teosinte, những cây này khác biệt sâu sắc về hình thái. Một ñiểm khác biệt chủ yếu là teosinte ñiển hình có nhánh cờ dài trên ñỉnh bông cờ, trong khi ngô có nhánh ñỉnh cờ ngắn bằng bắp. Phân tích di truyền nhận thấy rằng teosinte brached 1(tb1) như là gen tương hợp rộng ñiều khiển sự khác biệt này [64].