Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai có triển vọng tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––––––––– ĐẶNG ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––––––––– ĐẶNG ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI CÓ TRIỂN VỌNG TẠI THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG Mã số: 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Thị Vân THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là đề tài nghiên cứu khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Vân. Số liệu và kết quả nghiên trong luận văn này là trung thực, chưa từng sử dụng trong một luận văn nào ở trong và ngoài nước. Các thông tin trích dẫn, tài liệu tham khảo sử dụng để hoàn thành luận văn này được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Đặng Đình Thắng ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm tận tình của cô giáo hướng dẫn, sự hợp tác của các cơ quan, tổ chức và các cá nhân. Nhân dịp này tôi xin trân thành bày tỏ sự cảm ơn tới: Cô giáo hướng dẫn: Tiến sỹ Phan Thị Vân, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, người tận tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng Đào tạo, Khoa Nông học - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và các cán bộ Viện nghiên cứu ngô đã cung cấp vật liệu nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn lãnh đạo và cán bộ Ban Tổ chức Thị uỷ Đông Triều, Đảng uỷ phường Đông Triều, phòng Kinh tế thị xã Đông Triều đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi được tham gia học tập để nâng cao trình độ chuyên môn. Cảm ơn các em sinh viên đã hợp tác cùng tôi trong việc thu thập các số liệu của đề tài. Cảm ơn gia đình đã làm điểm tựa về tinh thần và tạo điều kiện về vật chất cho tôi trong suốt thời gian học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp và bạn bè, những người luôn quan tâm, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Đặng Đình Thắng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ v DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ vi MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài ......................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 1.2. Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô trên thế giới ................................. 4 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới ..................................... 4 1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới ........................................................ 8 1.3. Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô ở Việt Nam .................................. 8 1.3.1. Tình hình sản xuất ngô của Việt Nam .................................................... 8 1.3.2. Tình hình tiêu thụ ngô ở Việt Nam ....................................................... 10 1.4. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai .......................................... 11 1.4.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai trên thế giới ................... 11 1.4.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ở Việt Nam ................... 13 1.5. Điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất ngô tỉnh Thái Nguyên ............. 16 1.5.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên ............................................. 16 1.5.2. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên................................................. 17 1.5.3. Kết quả thử nghiệm các giống ngô lai mới tại Thái Nguyên ................ 19 1.6. Kết quả nghiên cứu đặc điểm nông học của cây ngô ............................... 22 Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 25 iv 2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 25 2.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................................................ 25 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 25 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 26 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 26 24.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi ................................. 26 2.5. Quy trình kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm........................................... 31 2.6. Phương pháp xử lý số liệu........................................................................ 31 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 32 3.1. Nghiên cứu các giai đoạn sinh trưởng, đặc điểm hình thái và năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ............................................................ 32 3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai thí nghiệm Xuân và Thu Đông năm 2015 tại Thái Nguyên. ............................................. 32 3.1.2. Đặc điểm phát triển thân, lá của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm............ 35 3.1.3. Đặc điểm hình thái, sinh lý của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ............. 40 3.1.4. Đặc điểm hình thái bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ................... 45 3.1.5. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm........................................................................................................ 47 3.2. Nghiên cứu khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ...... 49 3.2.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ....... 50 3.2.2. Khả năng chống đổ của các tổ hợp lai thí nghiệm ................................ 53 3.1.6. Các yếu tố cấu thành năng suất các tổ hợp lai thí nghiệm .................... 56 3.1.7. Năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm ........................................ 58 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 62 1. Kết luận ....................................................................................................... 62 2. Đề nghị ........................................................................................................ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 63 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2004- 2014 ............. 5 Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2014 ....................... 6 Bảng 1.3: Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2014 .................... 7 Bảng 1.4: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2004 - 2014 ................. 9 Bảng 1.5: Diện tích, năng suất và sản lượng ngô của tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2003 - 2015 ..................................................................... 17 Bảng 1.6: Cơ cấu giống ngô của tỉnh Thái Nguyên năm 2014 ....................... 18 Bảng 2.1: Nguồn gốc vật liệu thí nghiệm ....................................................... 25 Bảng 3.1: Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 tại Thái Nguyên ........ 33 Bảng 3.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các tổ hợp lai thí nghiệm ... 36 Bảng 3.3: Tốc độ ra lá của các tổ hợp lai thí nghiệm ..................................... 38 Bảng 3.4: Chiều cao cây, cao đóng bắp của các tổ hợp lai thí nghiệm .............. 41 Bảng 3.5: Số lá/cây, chỉ số diện tích lá của các tổ hợp lai thí nghiệm............ 44 Bảng 3.6: Đặc điểm hình thái bắp của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 .......................................................................... 46 Bảng 3.7: Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 tại Thái Nguyên ......... 48 Bảng 3.8: Mức độ nhiễm sâu, bệnh của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 .......................................................................... 51 Bảng 3.9: Đường kính gốc thân và số rễ chân kiềng của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015............................................... 53 Bảng 3.10: Đánh giá khả năng chống đổ của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 ................................................................. 55 Bảng 3.11: Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai thí nghiệm ..... 56 Bảng 3.12: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các tổ hợp lai thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2015 ................................................. 59 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Tỷ lệ chiều cao đóng bắp trên chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 .................................... 43 Hình 3.2: Năng suất lý thuyết của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 .......................................................................... 60 Hình 3.3: Năng suất thực thu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu Đông 2015 .......................................................................... 61 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực quan trọng của nhiều nước trên thế giới, là nguồn thức ăn chính trong chăn nuôi và là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến. Do có tầm quan trọng trong nền kinh tế, nên sản xuất ngô trên thế giới không ngừng phát triển để đáp ứng cho nhu cầu ngày một tăng của xã hội. Năm 1980, diện tích trồng ngô chỉ khoảng 125,8 triệu ha, năng suất đạt 31,5 tạ/ha. Tổng sản lượng 396,96 triệu tấn. Tính đến năm 2014, diện tích trồng ngô tăng lên đáng kể đạt 183,32 triệu ha, năng suất trung bình đạt 55,7 tạ/ha, tổng sản lượng đạt 1021,62 triệu tấn (FAO, 2016 ) [46]. Ở nước ta những năm gần đây, sản xuất ngô đã có nhiều thay đổi. Việc sử dụng nhiều giống ngô lai trong sản xuất, cùng với việc đưa nhanh các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến vào sản xuất, đã góp phần nâng cao năng suất và tăng sản lượng một cách đáng kể. Tuy nhiên năng suất ngô trung bình ở nước ta vẫn còn thấp so với trung bình trên thế giới và trong khu vực. Năm 2014, năng suất ngô của Việt Nam đạt 44,1 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2015) [33] chỉ bằng 79,2 % năng suất trung bình của thế giới và bằng 43,78 % năng suất ngô của Mỹ và (FAO, 2016)[46]. Hiện nay, nhu cầu sử dụng ngô ở nước ta rất lớn. Việt Nam đã chính thức trở thành nước nhập khẩu ngô trên thế giới với lượng ngô nhập khẩu ngày càng gia tăng. Năm 2015, lượng ngô nhập khẩu tăng 2,76 triệu tấn so với năm 2014 (Tổng cục Hải Quan, 2015) [31], (Báo điện tử VTV, 2015)[1]. Theo chiến lược của Bộ Nông nghiệp & PTNT, đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam cần đạt từ 8 - 9 triệu tấn/năm, để đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nước và từng bước tham gia xuất khẩu. Tuy nhiên sản xuất ngô của nước ta đang phải đối mặt với rất nhiều khó khăn do sự biến 2 đổi của thời tiết, khí hậu. Đặc biệt ở các tỉnh miền núi là khu vực có diện tích ngô tương đối lớn chiếm khoảng 34,8% diện tích ngô cả nước, nhưng thời tiết khắc nghiệt, hạn hán, rét kéo dài, hiện tượng thời tiết cực đoan xuất hiện với tần suất ngày càng cao đã ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và sản lượng ngô. Do đó, để sản xuất ngô phát triển trong điều kiện ngoại cảnh có nhiều biến động như hiện nay cần có bộ giống ngô mới có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt với điều kiện thời tiết, sâu bệnh để thay thế dần các giống cũ khả năng chống chịu kém. Chính vì vậy, các nhà chọn tạo giống ngô luôn nỗ lực để tạo ra các giống ngô mới phục vụ cho sản xuất. Trong quá trình chọn tạo giống ngô, việc đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu của các tổ hợp lai có triển vọng trước khi đưa ra sản xuất đại trà là giai đoạn rất quan trọng. Xuất phát từ những yêu cầu của thực tiễn, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai có triển vọng tại Thái Nguyên”. 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích Xác định được tổ hợp ngô lai có năng suất cao, chống chịu tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên. 2.2. Yêu cầu của đề tài - Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai trong thí nghiệm. - Nghiên cứu các đặc điểm hình thái và sinh lý của các tổ hợp ngô lai trong thí nghiệm. - Nghiên cứu một số đặc tính chống chịu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm (chống chịu sâu, bệnh, chống đổ gãy…). 3 - Xác định các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô lai tham gia thí nghiệm. - Tuyển chọn được một số tổ hợp ngô lai có triển vọng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học xác định được giống ngô lai phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên. - Kết quả của đề tài là luận cứ cho nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai mới phục vụ cho sản xuất. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Lựa chọn được tổ hợp ngô lai có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên để có cơ sở phát triển giống mới phục vụ cho sản xuất. 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Trong sản xuất ngô, giống là yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất, sản lượng. Những năm gần đây, Việt Nam đã tạo ra một số giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với nhiều vùng sinh thái. Các giống ngô lai của Việt Nam có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất thuận tốt hơn và giá thành rẻ hơn so với các giống được sản xuất bởi các công ty nước ngoài. Hiện nay, nhu cầu ngô ngày càng lớn để phát triển ngành chăn nuôi. Do đó, mở rộng diện tích và nâng cao năng suất là mục tiêu quan trọng để tăng sản lượng phục vụ nhu cầu thị trường. Sản xuất ngô của nước ta, đặc biệt là ở các tỉnh miền núi phía Bắc có điều kiện sinh thái khác nhau, trình độ canh tác không đồng đều giữa các vùng, chính vì vậy cần có bộ giống khác nhau. Để xác định được giống phù hợp với mỗi vùng sinh thái phải thông qua quá trình đánh giá chọn lọc từ những tổ hợp ngô lai có triển vọng. Qua quá trình đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, tiềm năng năng suất, khả năng chống chịu sâu bệnh, chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh bất thuận, sẽ chọn được những tổ hợp ngô ưu tú phát triển thành giống phục vụ cho sản xuất. Tuy nhiên, để chọn được các tổ hợp lai tốt làm giống phải tiến hành đánh giá ở nhiều vụ, nhiều vùng sinh thái khác nhau. 1.2. Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô trên thế giới 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới Trong các cây ngũ cốc, 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, cơ giới hoá, điện khí hoá và tin học... vào công tác nghiên cứu và sản xuất, do vậy diện tích, năng suất ngô liên tục tăng trong những năm gần đây. 5 Bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2004- 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2004 147,47 49,45 729,21 2005 147,44 48,42 713,91 2006 148,61 47,53 706,31 2007 158,60 49,63 788,11 2008 161,01 51,09 822,71 2009 156,93 50,04 790,18 2010 162,32 51,55 820,62 2011 170,39 51,84 883,46 2012 178,55 48,88 872,79 2013 184,19 55,2 1016,74 2014 183,32 55,7 1021,62 Năm Nguồn: FAOSTAT, 2016 [46] Số liệu thống kê của FAO (2016) cho thấy: năm 2004, diện tích ngô trên thế giới là 147,47 triệu ha nhưng đến năm 2014 diện tích đạt 183,32 triệu ha (tăng 24,3 %), năng suất đạt 55,7 tạ/ha (tăng 12,6%), sản lượng đạt 1021,62 triệu tấn (tăng 40,1 %) so với năm 2004. Dự báo năm 2050, sản lượng ngô sẽ đạt 1.178 triệu tấn, diện tích thu hoạch đạt 194 triệu ha và năng suất là 61 tạ/ha (IGC, 2014)[50]. Ngô là cây trồng có khả năng thích ứng rộng nên được trồng khắp nơi trên thế giới, nhưng do sự khác nhau về điều kiện tự nhiên, khí hậu và kỹ thuật canh tác nên sản xuất ngô giữa các vùng rất khác nhau. 6 Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Á 59,1 51,5 304,1 Châu Mỹ 68,4 77,0 526,4 Châu Âu 18,8 60,1 112,7 Châu Phi 37,0 21,0 77,6 Khu vực Nguồn: FAOSTAT, 2016 [46] Diện tích trồng ngô tập trung chủ yếu ở Châu Mỹ và Châu Á, chiếm 69,53% diện tích trồng ngô của toàn thế giới. Diện tích ngô ở Châu Mỹ đạt 68,4 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 2014, năng suất ngô của Châu Mỹ đạt 77,0 tạ/ha, cao hơn 38,1% so với năng suất trung bình của thế giới, sản lượng đạt 526,4 triệu tấn, chiếm 51,5% sản lượng ngô toàn thế giới. Châu Âu và 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. Châu Á là châu lục có diện tích trồng ngô lớn thứ hai trên thế giới đạt 59,1 triệu ha (năm 2014), chỉ ít hơn Châu Mỹ 9,3 triệu ha, nhưng năng suất chỉ bằng 66,9% năng suất ngô của Châu Mỹ nên sản lượng ngô ít hơn Châu Mỹ 222,3 triệu tấn. Do trình độ canh tác còn hạn chế, không có khả năng đầu tư thâm canh nên năng suất ngô của Châu Phi thấp nhất thế giới đạt 21,0 tạ/ha (năm 2014), bằng 37,6% năng suất trung bình của thế giới và bằng 27,3% năng suất trung bình của Châu Mỹ. 7 Bảng 1.3: Sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) Mỹ 33,6 107,3 361,1 Trung Quốc 36,6 60,0 215,8 Brazil 15,4 51,8 79,0 Mexicô 7,1 33,0 23,3 Peru 0,5 31,6 1,5 Israel 0,05 341,0 0,2 Nước Nguồn: FAOSTAT, 2016[46] Theo số liệu của tổ chức Nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc (FAO), năm 2014, Mỹ là nước có diện tích ngô lớn hai thế giới (33,6 triệu ha), nhưng sản lượng ngô lớn nhất thế giới đạt 361,1 triệu tấn chiếm 35,3% sản lượng ngô thế giới. Trung Quốc là nước có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới với 36,6 triệu ha, nhưng có sản lượng ngô thứ hai thế giới đạt 215,8 triệu tấn chiếm 21,1% tổng sản lượng ngô của thế giới. So với Mỹ, diện tích trồng ngô của Trung Quốc nhiều hơn 3 triệu ha nhưng năng suất ngô chỉ bằng 55,9% năng suất trung bình của Mỹ nên sản lượng vẫn thấp hơn 145,3 triệu tấn. Brazil là nước đứng thứ 3 trên thế giới về sản xuất ngô với diện tích gieo trồng năm 2014 đạt 15,4 triệu ha, sản lượng 79 triệu tấn. Sản phẩm ngô của Brazil chủ yếu đáp ứng nhu cầu thị trường nội địa, được chế biến làm thức ăn chăn nuôi. Mặc dù có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, diện tích trồng ngô nhỏ (0,05 triệu ha) nhưng với trình độ khoa học cao, đầu tư lớn nên Isarel có năng suất ngô cao nhất thế giới đạt 341 tạ /ha cao hơn gấp 6,1 lần so với bình quân năng suất ngô thế giới (năm 2014). 8 Mexico va Peru là trung tâm khởi nguyên của cây ngô nhưng do trình độ canh tác ngô còn hạn chế nên năng suất thấp chỉ đạt 33,0 và 31,6 tạ/ha. 1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới Trên thế giới nhu cầu sử dụng ngô rất lớn, theo USDA (2014)[35] niên vụ 2014 -2015, nhu cầu tiêu thụ ngô nội địa là 967,52 triệu tấn, Mỹ là nước có nhu cầu tiêu thụ nội địa lớn nhất (296,81 triệu tấn) chiếm 30,68% nhu cầu tiêu thụ nội địa toàn thế giới. Hơn chục năm gần đây Brazil là một trong số các nước hàng đầu về sản xuất và xuất khẩu ngô. Thị trường xuất khẩu ngô chủ yếu của Brazil là Iran (chiếm 26,5%), Việt Nam, Hàn Quốc, Ai Cập, Indonexia, Đài Loan, Malaixia, Nhật Bản, Maroc, Tiểu Vương quốc Ả Rập. Năm 2014, lượng ngô xuất khẩu của Brazil sang Việt Nam là 2,96 triệu tấn với giá trị 725,5 triệu USD. Dự báo vào năm 2019-2020, tiêu dùng nội địa của Brazil khoảng 56,20 triệu tấn, xuất khẩu đạt khoảng từ 12,6 tới 19 triệu tấn/năm (Bộ Công thương, 2015)[5]. Nhu cầu tiêu thụ ngô trên thế giới ngày càng gia tăng, đặc biệt là những năm gần đây khi ngô được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ethanol và si-rô. Si-rô ngô có hàm lượng fructose (HFCS) cao, có chứa hàm lượng calorie lớn, được sử dụng trong các thực phẩm chế biến sẵn (Bloomberg, 2012) [3]. Theo dự báo của Công ty Monsanto, đến năm 2030 nhu cầu ngô thế giới tăng 81 % so với năm 2000 (từ 608 triệu tấn lên 1.098 triệu tấn (Monsanto, 2007)[52]. Chính vì vậy, các nhà khoa học không ngừng nỗ lực trong chọn tạo giống để tạo ra các giống mới năng suất cao, chống chịu tốt tăng sản lượng ngô đáp ứng nhu cầu trên thế giới. 1.3. Tình hình sản xuất ngô và tiêu thụ ngô ở Việt Nam 1.3.1. Tình hình sản xuất ngô của Việt Nam Ở Việt Nam cây ngô được trồng ở khắp các vùng sinh thái trên cả nước. Cây ngô đã góp phần đáng kể trong việc giải quyết lương thực cho người dân và là nguồn thức ăn chính để phát triển chăn nuôi. 9 Hiện nay, nhu cầu sử dụng ngô ở nước ta ngày càng tăng, nên đã thúc đẩy sản xuất ngô phát triển. Giai đoạn 2004 - 2014 sản xuất ngô của nước ta tăng nhanh cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 2004, cả nước trồng được 991,1 nghìn ha ngô, năng suất đạt 34,6 tạ/ha, sản lượng 3.430,9 nghìn tấn, đến năm 2014 diện tích ngô đã đạt 1.178,6 nghìn ha, tăng hơn 187,5 nghìn ha so với năm 2004. Việc tăng cường sử dụng giống lai kết hợp với các biện pháp kỹ thuật canh tác đã cải thiện đáng kể năng suất ngô. Năm 2014, năng suất ngô đạt 44,1 tạ/ha tăng 9,5 tạ/ha so với năm 2004. Do diện tích và năng suất đều tăng nên sản lượng ngô năm 2014 đã đạt 5.205,5 nghìn tấn. Bảng 1.4: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2004 - 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 2004 991,1 34,6 3.430,9 2005 1.052,6 36,2 3.787,1 2006 1.033,1 37,3 3.854,5 2007 1.096,1 39,3 4.303,2 2008 1.140,2 40,2 4.573,1 2009 1.086,8 40,8 4.431,8 2010 1.126,9 40,9 4.606,3 2011 1.081,0 46,8 4.684,3 2012 1.118,2 42,9 4.803,2 2013 1.170,3 44,4 5.190,9 2014 1.178,6 44,1 Nguồn: FAOSTAT, 2016 [46] Năm 5.205,5 Tuy nhiên, sản xuất ngô ở Việt Nam phát triển còn chậm chưa tương xứng với tiểm năng lợi thế và điều kiện tự nhiên. Nguyên nhân do trên 70% diện tích trồng ngô tập trung ở vùng núi, sản xuất phụ thuộc chủ yếu vào nước 10 trời. Ngoài ra, thời tiết nhiệt đới của Việt Nam biến động lớn về nhiệt độ, mưa, gió bão ảnh hưởng đến tất cả các vụ trồng ngô, dẫn đến khả năng kết hạt của ngô kém. Ngày nay biến đổi khí hậu còn làm gia tăng tần suất hạn, úng, gió bão, lũ lụt, nhiệt độ cao, đây là những biến đổi bất lợi cho quá trình sinh trưởng của cây ngô. Trình độ dân trí không đồng đều giữa các vùng trồng ngô, có sự chênh lệch lớn giữa trình độ canh tác và khả năng đầu tư thâm canh ngô của nông dân giữa các vùng miền dẫn đến tổn thất sau thu hoạch còn lớn. 1.3.2. Tình hình tiêu thụ ngô ở Việt Nam Hiện nay, sản lượng ngô của Việt Nam mới đáp ứng khoảng 75% nhu cầu chăn nuôi. Lượng thức ăn cần cho phát triển chăn nuôi ở nước ta khoảng 14 triệu tấn/năm và sẽ còn tiếp tục tăng. Để đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho việc chế biến thức ăn chăn nuôi nước ta phải nhập khẩu một lượng ngô rất lớn. Năm 2013, giá trị nhập khẩu ngô là 0,67 tỷ USD đạt 0,5% trong tỷ trọng nhập khẩu hàng hóa của Việt Nam, tăng 34,4% so với năm 2012. Năm 2014, lượng ngô nhập khẩu là 4,79 triệu tấn, tổng giá trị nhập khẩu là 1,22 tỉ USD, tăng 80,8% so với năm 2013 (Tổng cục Hải Quan, 2014, 2015) [30][31]. Lượng ngô nhập khẩu năm 2015 là 7,55 triệu tấn, tăng 71,2% so với năm 2014 (Báo điện tử VTV, 2015)[1]. Năm 2016 là năm thứ tư liên tiếp khối lượng ngô nhập khẩu của nước ta liên tục tăng. Nguyên nhân lượng ngô nhập khẩu tăng kỷ lục là do giá ngô thế giới giảm rất mạnh thấp hơn giá ngô sản xuất trong nước. Năm 2014, giá ngô nhập khẩu là 255 USD/tấn, năm 2015 chỉ còn 217 USD/tấn. Đây là mức giá thấp kỷ lục kể từ năm 2007 trở lại đây. Tại các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi, ngô nhập khẩu có giá khoảng 5.000 đồng/kg, thấp hơn nhiều so với giá ngô trong nước nhưng chất lượng lại tốt hơn (Báo điện tử VTV, 2015)[1] 11 Chỉ tính đến giữa tháng 5 năm 2016, nhập khẩu ngô ở nước ta đã là 2.719,42 tấn với giá trị 535,57 triệu USD (Tổng cục hải quan, 2016)[32]. Chính vì vậy, để phát triển sản xuất ngô ở Việt Nam, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm những giải pháp mới trong nghiên cứu chọn tạo giống và xác định biện pháp kỹ thuật canh tác để cải thiện năng suất. 1.4. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai 1.4.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai trên thế giới Ngô lai là một thành tựu khoa học cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế thế giới. Các nhà khoa học của Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống ngô. Cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc, cải lương. Theo E.Rinke (1979) [53] việc sử dụng giống ngô lai ở Mỹ đã được bắt đầu từ năm 1930, giống lai ba và lai kép được sử dụng đến năm 1957, sau đó là giống lai đơn cải tiến và lai đơn. Kết quả của việc thay đổi cơ cấu giống đã đóng góp rất lớn cho sự thay đổi năng suất ngô ở Mỹ. Theo Duvic (1990) [44] mức tăng năng suất ngô của Mỹ giai đoạn 1930-1986 là 103kg/ha/năm, trong đó đóng góp do cải tiến giống là 63 kg/ha/năm. Hiện nay, 100% diện tích trồng ngô của Mỹ là trồng các giống ngô lai trong đó hơn 90% diện tích là giống ngô lai đơn. Việc nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai ở Châu Âu bắt đầu muộn hơn ở Mỹ 20 năm nhưng đã đạt được những thành tựu to lớn. Công tác tạo dòng thuần bắt đầu ở Bungari từ năm 1951, năm 1956 đã tạo được giống lai kép đầu tiên là VIR-42 và giống lai đơn đầu tiên là SK-4 (Tomov, 1979)[55]. Thập kỷ 60, một số nước như Achentina, Brazil, Ấn Độ, Mexico... đã nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai nhưng số lượng giống lai tạo ra còn hạn chế, số lượng giống lai quy ước chỉ chiếm 27% cơ cấu giống, giống không quy ước là 10% (Vasal et al. , 1999)[56]. Ở Ấn Độ, nhiều giống ngô lai mới được tạo ra đáp ứng yêu cầu của các vùng sinh thái khác nhau của đất nước. Trường Đại học Nông nghiệp Punjab, 12 Ludhiana đã chọn tạo được giống JC1441 cho vùng Andhra Pradesh, Tamil Nadu, Karnataka và Maharashtra với năng suất trung bình đạt 58,5 tạ/ha. Andhra Pradesh, Tamil Nadu, Karnataka và Maharashtra là vùng điều kiện kinh tế còn khó khăn, giống hỗn hợp như JC1441 có thể được sử dụng trong nhiều năm, giảm gánh nặng tài chính cho người nông dân. Đối với vùng đồi núi như Andhra Pradesh, Maharashtra, Tamil Nadu và Karnataka, các nhà khoa học khuyến cáo sử dụng giống ngắn ngày JKMH-1701 có khả năng chống chịu tốt, năng suất đạt 65,4 tạ/ha (ICAR, 2006)[49]. Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu khắc phục những hạn chế ở ngô và đã thành công khi tạo giống ngô chất lượng đạm cao được gọi là giống QPM, ưu điểm của giống QPM là hàm lượng Triptophan đạt 0,11%, Lysine (0,48%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so với ngô thường (tỷ lệ này ở ngô thường là 0,05; 0,23 và 9,0%). Ngô QPM được đưa vào sản xuất đã đem lại hiệu quả vô cùng to lớn khi làm lương thực cho con người và thức ăn chăn nuôi. Ở Châu Á, ba nước có chương trình phát triển ngô QPM là Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam (Trần Hồng Uy và cs, 2002)[38]. Tại Ấn Độ, FQH-4567 là giống ngô lai QPM đầu tiên có hàm lượng tryptophan là 0,83%, lysine tăng gấp đôi, với năng suất đạt 61,2 tạ/ha, đảm bảo an ninh dinh dưỡng cho người dân ở khu vực NEH, Andhra Pradesh, Maharashtra, Tamil Nadu ..... (ICAR, 2006)[49]. Sự phát triển của cây ngô ngày càng mạnh mẽ, chính vì vậy để đáp ứng yêu cầu của sản xuất, Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì Quốc tế (CIMMYT) đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lượng lớn nguồn nguyên liệu, vốn gen, các giống thí nghiệm, cung cấp cho khoảng hơn 80 nước trên thế giới thông qua mạng lưới khảo nghiệm giống Quốc tế. Từ nguồn vật liệu của CIMMYT, Viện nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia Bolivia đã tạo ra hai giống ngô lai mới, INIAF H1 và INIAF HQ2 có tiềm năng năng suất cao cho những vùng bị hạn hán. Đây là hai giống ngô lai đơn,