Tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống ngô lai mới tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN HOÀNG NGUYÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI MỚI TẠI THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số : 60.62.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. PHAN THỊ VÂN THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào. Các thông tin trích dẫn, tài liệu tham khảo sử dụng để hoàn thành luận văn được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn Hoàng Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp đến khi hoàn thành luận văn thạc sỹ khoa học nông nghiệp, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm và hướng dẫn tận tình về phương pháp nghiên cứu thí nghiệm cũng như hoàn thiện luận văn của cô giáo TS. Phan Thị Vân; Sự hợp tác rất nhiệt tình và có trách nhiệm của các em sinh viên cũng như sự yêu thích học hỏi, ứng dụng những tiến bộ khoa học mới vào sản xuất của bà con nông dân tại xã Hồng Tiến, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. Để luận văn này được hoàn thành, tôi xin trân trọng cảm ơn: Tiến sỹ Phan Thị Vân, Trưởng Bộ môn cây Lương thực, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, người tận tâm theo dõi và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Khoa đào tạo Sau Đại học; Khoa Nông học, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và các cán bộ Viện nghiên cứu ngô đã tạo điều kiện trong quá tình học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn bà con nông dân xã Hồng Tiến, huyện Phổ Yên, Thái Nguyên đã giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình thực hiện và đánh giá hiệu quả mô hình trình diễn giống ngô mới có triển vọng. Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn tới gia đình, đồng nghiệp và bạn bè, những người luôn quan tâm, sát cánh bên tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Nguyễn Hoàng Nguyên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 0 1. Đặt vấn đề ................................................................................................ 1 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................... 3 3. Yêu cầu của đề tài .................................................................................... 3 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ..................................................... 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ...................................................................... 4 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam ................................. 4 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới ....................................................... 4 1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ........................................................ 9 1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên ................................................ 12 1.3. Vai trò của giống trong sản xuất ngô ................................................... 14 1.4. Các loại giống ngô .............................................................................. 17 1.4.1. Giống ngô thụ phấn tự do (TPTD - open pollinated variety) ........... 17 1.4.2. Giống ngô lai (Hybrid maize) ................................................................ 19 1.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống trên thế giới .............................. 21 1.6. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ở Việt Nam ............................... 28 1.7. Định hướng nghiên cứu phát triển sản xuất ngô ở Việt Nam ............... 32 1.7.1. Các cơ quan nghiên cứu và sản xuất giống ngô ở Việt Nam ............ 32 1.7.2. Hạn chế trong nghiên cứu ngô ở Việt Nam ......................................... 33 1.7.3. Thách thức trong nghiên cứu, chọn tạo giống ngô ở Việt Nam ....... 34 1.7.4. Cơ hội đối với ngành sản xuất ngô Việt Nam ..................................... 34 1.7.5. Định hướng nghiên cứu phát triển ngô trong thời gian tới .............. 35 1.7.6. Giải pháp phát triển nghiên cứu và sản xuất ngô ở Việt Nam.......... 36 Chƣơng 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 38 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................. 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.2. Địa điểm và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 39 2.3. Quy trình kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm ....................................... 40 2.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 41 2.5. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 41 2.5.1. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của các giống ngô lai thí nghiệm ............................................................................................. 41 2.5.2. Xây dựng mô hình trình diễn .................................................................. 47 2.6. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................... 48 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 49 3.1. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm ...... 49 3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông năm 2010 ................................................................... 49 3.1.2. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống thí nghiệm ........... 53 3.1.3. Tốc độ ra lá của các giống thí nghiệm .................................................. 56 3.1.4. Đặc điểm hình thái, sinh lý của các giống thí nghiệm ....................... 60 3.1.5. Khả năng chống chịu của các giống thí nghiệm ................................. 65 3.1.6. Đánh giá trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống thí nghiệm ....................................................................................... 71 3.1.7. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống thí nghiệm ................................................................................................. 73 3.2. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn .................................................. 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 86 1. Kết luận ................................................................................................. 86 2. Kiến nghị ............................................................................................... 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 87 PHỤ LỤC 1: Một số hình ảnh thực hiện thí nghiệm ................................. 91 PHỤ LỤC 2: Kết quả phân tích thống kê vụ xuân năm 2010 ................... 93 PHỤ LỤC 3: Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2010 tại Thái Nguyên ..... 123 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2001 - 2010 ............. 5 Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2009 ....................... 6 Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nước năm 2009 ......................... 7 Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2001 - 2010 ............ 10 Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở các vùng ngô chính của Việt Nam năm 2009 ............................................................... 11 Bảng 1.6. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên năm 2001 - 2009 .............. 13 Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên .......................... 50 Bảng 3.2: Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống ngô lai vụ Xuân 2010 tại Thái Nguyên .......................................................... 54 Bảng 3.3. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giống ngô lai vụ Đông 2010 tại Thái Nguyên .......................................................... 55 Bảng 3.4. Tốc độ ra lá của các giống ngô lai thí nghiệm vụ Xuân 2010 tại Thái Nguyên ............................................................................ 57 Bảng 3.5. Tốc độ ra lá của các giống ngô lai thí nghiệm vụ Đông 2010 tại Thái Nguyên ............................................................................ 58 Bảng 3.6. Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các giống ngô lai vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên ............................................ 60 Bảng 3.7. Số lá/cây, chỉ số diện tích lá của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông tại Thái Nguyên .................................................... 64 Bảng 3.8. Mức độ nhiễm sâu bệnh của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên ............................................ 67 Bảng 3.9. Khả năng chống đổ của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên .......................................................... 70 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vi Bảng 3.10. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên .......................... 72 Bảng 3.11. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô lai vụ Xuân 2010 tại Thái Nguyên .......................................................... 74 Bảng 3.12. Các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô lai vụ Đông 2010 tại Thái Nguyên .......................................................... 75 Bảng 3.13. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các giống ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 tại Thái Nguyên ................ 79 Bảng 3.14. Giống, địa điểm và qui mô trình diễn giống ưu tú ....................... 82 Bảng 3.15. Thời gian sinh trưởng và năng suất của giống ngô lai LCH9 vụ xuân 2011 tại Phổ Yên, Thái Nguyên ...................................... 83 Bảng 3.16. Kết quả đánh giá của nông dân đối với các giống ngô ưu tú vụ xuân 2011 ................................................................................ 84 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Chiều cao cây của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010............................................................................... 61 Biểu đồ 3.2. Chiều cao đóng bắp của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 .......................................................................... 61 Biểu đồ 3.3. Năng suất lý thuyết của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 .......................................................................... 80 Biểu đồ 3.4. Năng suất thực thu của các giống thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2010 .......................................................................... 80 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CV % : Hệ số biến động CIMMYT : Trung tâm cải tạo ngô và lúa mỳ quốc tế đ/c : Đối chứng G-TC : Gieo - trỗ cờ G-TF : Gieo - tung phấn G-FR : Gieo - phun râu TGST : Thời gian sinh trưởng P : Xác suất CSDTL : Chỉ số diện tích lá TT cây : Trạng thái cây CD bắp : Chiều dài bắp ĐK bắp : Đường kính bắp M1000 : Khối lượng 1000 hạt FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc IPRI : Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới KL1000 : Khối lượng 1000 hạt LSD5% : Sự sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05 LAI : Chỉ số diện tích lá NSTK : Năng suất thống kê NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu OPV : Giống ngô thụ phấn tự do TPTD : Thụ phấn tự do ƯTL : Ưu thế lai WTO : Tổ chức thương mại thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây ngũ cốc cổ nhất, cho năng suất cao và có giá trị kinh tế lớn của loài người. Do có tính đa dạng sinh học và khả năng thích nghi cao nên ngô là cây trồng có địa bàn phân bố vào loại rộng nhất thế giới: trải dài trên 90 vĩ tuyến (từ 40 vĩ độ Nam tới gần 55 vĩ độ Bắc), từ độ cao 1- 2m cho tới gần 4000m so với mặt nước biển (Nguyễn Đức Lương và cs, 2000)[17]. Ngô là cây lương thực có vai trò quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp của nhiều nước trên thế giới. Tất cả các nước trồng ngô đều sử dụng ngô làm lương thực ở các mức độ khác nhau. Trên thế giới, sản lượng ngô làm lương thực chiếm 17%, trong đó ở các nước đang phát triển là 30%, các nước phát triển là 4%. Ngô cung cấp lương thực cho 1/3 dân số thế giới, các nước ở Trung Mỹ, Nam Á và châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính. Các nước Đông Nam Phi sử dụng 72% sản lượng ngô làm lương thực, Tây Trung Phi 66%, Bắc Phi 45%....(Ngô Hữu Tình, 2003) [31]. Những năm gần đây, ngô còn là cây thực phẩm được ưa chuộng. Người ta sử dụng ngô non (ngô bao tử) làm rau ăn cao cấp. Nghề trồng ngô rau đóng hộp xuất khẩu phát triển mạnh mang lại hiệu quả kinh tế cho nhiều nước trên thế giới như: Thái Lan, Đài Loan.... Bên cạnh giá trị làm lương thực, thực phẩm, ngô còn là nguồn thức ăn gia súc vô cùng quan trọng, 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp cho gia súc là ngô. Ở các nước phát triển đã sử dụng 70 - 90% sản lượng ngô cho chăn nuôi như Bồ Đào Nha (91%), Italia(93%), Latvia (97%), … Cây ngô là thức ăn xanh và ủ chua rất tốt cho chăn nuôi gia súc lớn, đặc biệt là bò sữa (Ngô Hữu Tình, 2003) [31]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Ngô còn là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến. Trong y học từ ngô có thể bào chế ra glucoza, penicillin. Ngày nay, một số nước phát triển trên thế giới còn dùng ngô để điều chế nhiên liệu sinh học (ethanol) thay thế một phần nguồn năng lượng đang dần cạn kiệt trong lòng đất. Do có vai trò quan trọng trong nền kinh tế nên sản xuất ngô trên thế giới phát triển cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 2009, diện tích ngô là 159,5 triệu ha, năng suất 51,2 tạ/ha và sản lượng đạt 817,1 triệu tấn. So với năm 2000, năm 2009 diện tích tăng 16,4%, năng suất tăng 18,5% và sản lượng tăng 37,9% (FAO, 2011) [42]. Sản xuất ngô trên thế giới có sự phát triển vượt bậc vào đầu thế kỷ XX là nhờ ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống. Các nhà khoa học nghiên cứu về ngô đã ứng dụng ưu thế lai để tạo ra các giống ngô lai có năng suất cao và khả năng chống chịu tốt, tạo ra bước nhảy vọt về năng suất và sản lượng, góp phần cung cấp lương thực cho nhân loại trên toàn cầu. Ở Việt Nam, cây trồng chính là lúa nước song ngô được xác định là cây lương thực cho năng suất cao và ổn định, đặc biệt ở vùng núi vì cây ngô có khả năng thích nghi cao hơn so với cây lúa trong điều kiện đất đai nghèo dinh dưỡng, khí hậu khắc nghiệt và trình độ canh tác hạn chế. Ở nước ta, ngô được trồng chủ yếu trong điều kiện khó khăn (70% diện tích ngô trồng trong điều kiện không chủ động nước), vì vậy năng suất ngô bình quân của nước ta vẫn còn thấp hơn rất nhiều so với thế giới. Theo thống kê của FAO (2011) [42], năm 2009 năng suất ngô của Việt Nam chỉ bằng 78,5% năng suất trung bình thế giới, 73,5% năng suất trung bình của Trung Quốc; 38,9% năng suất trung bình của Mỹ; 21,2% năng suất trung bình của Jordan và chỉ bằng 19,1% năng suất trung bình của Kuwait. Vì vậy để góp phần cải thiện năng suất ngô thì ngoài việc áp dụng đồng bộ những biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến cùng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 với các chính sách phù hợp cần xác định đúng những giống ngô lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái của từng vùng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế hiện nay, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống ngô lai mới tại Thái Nguyên”. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Xác định được giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao, chống chịu tốt phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên. 3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI - Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm. - Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh lý của các giống thí nghiệm. - Theo dõi khả năng chống chịu (chống chịu sâu bệnh, chống đổ) của các giống thí nghiệm. - Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất. - So sánh và sơ bộ kết luận về khả năng sinh trưởng, phát triển của các giống thí nghiệm, chọn giống ưu tú để khảo nghiệm sản xuất. - Theo dõi một số đặc điểm nông học của giống ưu tú trong mô hình trình diễn. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN 4.1.Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên. - Kết quả nghiên cứu của đề tài là luận cứ quan trọng cho các nghiên cứu về sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu ở cây ngô. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Chọn được giống ngô năng suất cao, khả năng chống chịu tốt để phát triển sản xuất ngô của tỉnh Thái Nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay sản xuất nông nghiệp đang phát triển với quy mô lớn nhằm phục vụ nhu cầu của thị trường. Để đáp ứng được yêu cầu của sản xuất cần có các giống mới ưu việt hơn thay thế các giống cũ. Đặc biệt ở các tỉnh Trung du và miền núi điều kiện tự nhiên khí hậu khắc nghiệt, điều kiện kinh tế khó khăn, vì vậy cần có các giống năng suất cao, khả năng chống chịu tốt. Trong những năm gần đây, Việt Nam đã tạo ra nhiều giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với các 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. Tuy có khả năng thích nghi rộng, nhưng muốn đưa một giống mới vào sản xuất ở một vùng nào đó đều phải tiến hành khảo nghiệm đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, khả năng thích nghi của giống với điều kiện sinh thái của vùng, để tránh rủi ro trong sản xuất. Với mục tiêu, chọn giống ngô lai mới để bổ sung vào cơ cấu giống của tỉnh Thái Nguyên, chúng tôi 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 tỉnh Thái Nguyên. 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật và công nghệ đã thúc đẩy sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất ngô nói riêng có những thay đổi mạnh mẽ. Ngô là một trong những cây Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Mặc dù chỉ đứng thứ 3 về diện tích (sau lúa mỳ và lúa nước), nhưng với vị trí là cây có địa bàn phân bố rộng rãi trên thế giới, ngô đã có năng suất và sản lượng cao nhất trong các cây ngũ cốc. Năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chưa đến 20 tạ/ha nhưng đến năm 2010 năng suất đã đạt 51,22 tạ/ha (FAOSTAT, 2011) [42]. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2001 - 2010 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2001 137,49 44,77 615,48 2002 137,29 44,06 604,92 2003 144,67 44,60 645,23 2004 147,47 49,48 729,21 2005 147,44 48,42 713,91 2006 148,61 47,53 706,31 2007 158,61 49,69 788,11 2008 161,02 51,09 822,71 2009 157,19 50,60 794,80 2010 162,32 51,22 820,62 Năm Nguồn: FAOSTAT, 2011[42]; USDA, 2011[51] Số liệu bảng 1.1 cho thấy giai đoạn 2001-2010 sản xuất ngô trên thế giới phát triển cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 2001, diện tích trồng ngô trên thế giới là 137,49 triệu ha, năng suất đạt 44,77 tạ/ha, sản lượng 615,48 triệu tấn, nhưng đến năm 2010 diện tích đạt 162,32 triệu ha, sản lượng 820,62 triệu tấn (USDA, 2011) [51]. Giai đoạn 2001-2010, diện tích tăng 18,06%, năng suất tăng 14,41% và sản lượng tăng 33,33%. Kết quả trên có được trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 tác. Đặc biệt, từ hơn 10 năm nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống bằng kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước. Vị trí của cây ngô đã được khẳng định ở nhiều vùng, nhiều quốc gia trên thế giới. Số liệu thống kê của FAO (2011) [42] cho thấy sản xuất ngô có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các châu lục. Bảng 1.2. Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2009 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Á 52,17 44,21 233,63 Châu Mỹ 62,50 70,75 442,21 Châu Âu 13,82 60,76 83,96 Châu Phi 30,27 18,73 56,69 Khu vực Nguồn: FAOSTAT, 2011 [42] Châu Mỹ là Trung tâm phát sinh của cây ngô nên sản xuất ngô được hình thành và phát triển mạnh mẽ. Châu Mỹ không chỉ có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới, mà còn có năng suất và sản lượng ngô cao nhất thế giới: năm 2009 năng suất đạt 70,75 tạ/ha, cao hơn 39,82% so với năng suất trung bình của thế giới, sản lượng đạt 442,21 triệu tấn, chiếm hơn 55,64% sản lượng ngô toàn thế giới. Châu Á là khu vực có diện tích ngô lớn thứ 2 sau châu Mỹ với 52,17 triệu ha nhưng năng suất ngô ở khu vực này chỉ đạt 44,21 tạ/ha, bằng 81% năng suất trung bình của thế giới. Châu Âu đứng thứ 2 trên thế giới về năng suất với 60,76 tạ/ha (2009). Châu Phi đứng thứ 3 trên thế giới về diện tích nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 18,73 tạ/ha (2009), bằng 37,01% năng suất bình quân của thế giới. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Ở các nước phát triển năng suất ngô cao hơn năng suất trung bình của thế giới, còn các nước đang phát triển và kém phát triển năng suất thấp hơn năng suất trung bình của thế giới. Nguyên nhân chính do trình độ khoa học kỹ thuật ở các nước đang phát triển và kém phát triển còn hạn chế, chưa tạo ra được giống ngô phù hợp cho sản xuất; điều kiện khí hậu, đất đai không thuận lợi; kinh tế còn kém phát triển nên thiếu vốn đầu tư cho thâm canh. Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nƣớc năm 2009 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Mỹ 32,21 103,4 333,01 Trung Quốc 30,48 53,5 163,12 Brazil 13,79 37,2 51,23 Mehicô 7,20 28,1 20,20 Ấn Độ 8,40 20,6 17,30 Italia 0,92 86,0 7,88 Đức 0,46 97,5 4,53 Hy Lạp 0,24 98,0 2,35 Israel 0,005 162,2 0,08 Nƣớc Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, năm 2011 [42] Ở châu Mỹ, có rất nhiều nước điển hình về sản xuất ngô, nhưng nước có sản xuất ngô phát triển nhất là Mỹ. Nước Mỹ luôn được coi là cường quốc số một về ngô. Năm 2009, diện tích trồng ngô của Mỹ là 32,21 triệu ha, năng suất bình quân đạt 103,4 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 333,01 triệu tấn chiếm 41,9% sản lượng ngô toàn thế giới. Từ những năm 1990, 100% diện tích ngô của Mỹ đã trồng các giống ngô lai trong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn (Ngô Hữu Tình và cs, 1993) [26]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Phần lớn các nước phát triển năng suất ngô tăng không đáng kể nhưng năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến. Kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen ở Mỹ đạt 27,4 triệu ha chiếm 73% tổng diện tích ngô (Phan Xuân Hào, 2008) [12]. Minh-Tang Chang and Peter (2005) [49] cho biết, ở Mỹ chỉ còn sử dụng 48% giống ngô được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% bằng công nghệ sinh học. Mỹ cũng là nước xuất khẩu ngô lớn nhất thế giới, năm 2009 Mỹ xuất khẩu 53,5 triệu tấn (chiếm 55 - 60%) tổng lượng ngô xuất khẩu trên thế giới, còn lại Nhật Bản chiếm 40%, Mêhicô 19%, Hàn Quốc 6% và Đài Loan 6%. Theo số liệu của tổ chức Nông nghiệp và lương thực Liên Hợp Quốc (FAO), việc sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới đang có sự mất cân đối giữa cung và cầu dẫn đến tình trạng các nước nhập khẩu ngô tăng dần, các nước xuất khẩu ngô giảm dần từ nay đến những năm đầu thế kỷ XXI. Xuất khẩu ngô đã đem lại nguồn lợi đáng kể cho các nước sản xuất ngô lớn như Mỹ. Trung Quốc là nước sản xuất ngô đứng thứ 2 trên thế giới và đứng đầu Châu Á. Năm 2009, Trung Quốc có tổng diện tích trồng ngô là 30,48 triệu ha chiếm 19,4% diện tích thế giới, năng suất đạt 53,5 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 163,12 triệu tấn chiếm 20,52% tổng sản lượng ngô toàn thế giới (FAO, 2011)[42]. Theo USDA, năm 2010, Trung Quốc có tổng diện tích trồng ngô là 32,45 triệu, năng suất đạt 53,30 tạ/ha và tổng sản lượng đạt khoảng 173 triệu tấn (USDA, 2011)[51]. Theo dự đoán của Bộ Nông nghiệp Mỹ, xu hướng phát triển ngô trong thời gian tới là diện tích trồng ngô đi vào ổn định và có thể giảm dần do diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp bởi nhiều nguyên nhân (dân số tăng, công nghiệp phát triển mạnh, hiện tượng sa mạc hoá,…). Nhưng nhu cầu của thị trường ngày càng lớn, theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 thực thế giới (IPRI) tổng nhu cầu sử dụng ngô trên thế giới vào năm 2020 là 852 triệu tấn, trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Ở các nước phát triển chỉ dùng 5% ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỉ lệ này là 22% (IPRI, 2003) [48]. Vì vậy để đáp ứng đủ nhu cầu của xã hội cần tăng sản lượng bằng cách tạo ra nhiều giống ngô có khả năng chịu thâm canh, cho năng suất cao, chống chịu tốt. 1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Cây ngô là được nhập nội vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm. Nhờ những đặc tính sinh học ưu việt như khả năng thích ứng rộng, chịu thâm canh, đứng đầu về năng suất, trồng được ở nhiều vùng sinh thái và ở các vụ khác nhau trong năm nên cây ngô đã khẳng định vị trí trong sản xuất nông nghiệp và trở thành cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau cây lúa góp phần đáng kể trong việc giải quyết lương thực tại chỗ cho người dân Việt Nam. Những năm gần đây, nhờ chính sách đúng đắn của Đảng và Nhà nước, cùng với sự hợp tác tích cực của các tổ chức lương thực quốc tế như FAO, CIMMYT và nỗ lực của các nhà khoa học cũng như sự năng động sáng tạo của người nông dân, cây ngô trở thành một trong những cây trồng quan trọng trong hệ thống cây lương thực quốc gia (Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [28]. Giai đoạn 2001 - 2010 sản xuất ngô của nước ta tăng nhanh cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Năm 2010, diện tích trồng ngô là 1.200 nghìn ha, tăng 470,5 nghìn ha so với năm 2001. Việc tăng cường sử dụng giống ngô lai cho năng suất cao kết hợp với các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến, đã cải thiện đáng kể năng suất ngô. Trong 20 năm qua, năng suất ngô nước ta tăng liên tục so với năng suất trung bình thế giới. Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới, năm 1990 bằng 42%, năm 2000 bằng 59,8%, nhưng đến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 năm 2010 đã bằng 78,5%. Năng suất ngô được cải thiện là nhờ ứng dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống. Năm 2010 diện tích trồng ngô lai đã chiếm trên 90% diện tích ngô của cả nước. Một số tỉnh có diện tích trồng ngô lai đạt gần 100% như Đồng Nai, An Giang, Trà Vinh, Bà Rịa - Vũng Tàu, Sơn La, Vĩnh Phúc… Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2001 - 2010 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 2001 729,5 29,6 2.161,7 2002 816,0 30,8 2.511,2 2003 912,7 34,4 3.136,3 2004 991,1 34,6 3.430,9 2005 1.052,6 36,0 3787,1 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 1.086,6 40,8 4.431,8 2010 1.200,0 41,7 5000,0 Năm Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011[33] và USDA, 2011[51] Có thể nói tốc độ phát triển ngô lai ở Việt Nam rất nhanh so với lịch sử phát triển ngô lai trên thế giới. Sự phát triển ngô lai ở Việt Nam đã được Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT) và tổ chức Nông lương (FAO) của Liên Hợp Quốc cũng như các nước trong khu vực đánh giá rất cao. Việt Nam đã đuổi kịp các nước trong khu vực về trình độ nghiên cứu tạo giống ngô lai và đang ở giai đoạn đầu đi vào công nghệ cao (công nghệ gen, nuôi cấy bao phấn và noãn) (Ngô Hữu Tình, 2003) [31]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 Mặc dù năng suất ngô của nước ta tăng liên tục từ năm 2001-2010 nhưng so với năng suất bình quân của thế giới và khu vực thì năng suất ngô của nước ta còn thấp. Năm 2009 năng suất ngô của Việt Nam chỉ bằng 78,5% năng suất trung bình thế giới, 73,5% năng suất trung bình của Trung Quốc; 38,9% năng suất trung bình của Mỹ... (Tổng cục thống kê, 2011) [33]. Vì vậy đòi hỏi các nhà khoa học phải tiếp tục nỗ lực, nghiên cứu ra những giống ngô mới và xác định các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp với giống mới để nâng cao năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam Ở nước ta, cây ngô được trồng khắp hai miền Nam - Bắc, song do khác nhau về đất đai, thời tiết, khí hậu nên năng suất và sản lượng có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng. Bảng 1.5. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô ở các vùng ngô chính của Việt Nam năm 2009 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 1.086,8 40,8 4.431,8 Đồng bằng sông Hồng 72,7 43,1 313,3 Trung du và miền núi phía Bắc 443,4 34,5 1.527,6 202,1 38,5 777,8 Tây Nguyên 242,1 47,9 1.159,2 Đông Nam Bộ 89,4 51,6 461,5 Đồng Bằng sông Cửu Long 37,1 51,8 192,3 Vùng Cả nước Bắc Trung bộ và Duyên Hải miền Trung Nguồn: Tổng cục thống kê, 2011 [33] Số liệu thống kê ở bảng 1.5 cho thấy ngô được trồng chủ yếu ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc. Năm 2009, diện tích trồng ngô của vùng Trung du và miền núi phía Bắc là 443,4 nghìn ha chiếm 40,8% diện tích ngô Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn