Tài liệu Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống ngô lai tại thành phố hà giang

  • Số trang: 101 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 74 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ QUỲNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ LAI TẠI THÀNH PHỐ HÀ GIANG Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60 62 01 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Luân Thị Đẹp Thái Nguyên - năm 2013 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi nghiên cứu. Tất cả các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn Thị Quỳnh Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của cô giáo hướng dẫn, cơ quan chủ quản, Trung tâm nghiên cứu và sản xuất giống ngô Sông Bôi – Viện nghiên cứu ngô và các cá nhân trong và ngoài nước. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Luân Thị Đẹp, với cương vị người hướng dẫn khoa học đã tận tâm hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Phòng quản lý Đào tạo Sau Đại học, khoa Nông học trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, những người đã truyền thụ cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trường. Và cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người luôn quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 4 tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Quỳnh Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục đích ........................................................................................................ 3 3. Yêu cầu .......................................................................................................... 3 4. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................... 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới................................... 5 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới ..................................... 5 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngô lai trên thế giới ............................................ 10 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô ở Việt Nam ................................. 14 1.3.1. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam ...................................................... 14 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và chọn tạo giống ngô lai ở Việt Nam ............... 16 1.3.3. Tình hình sản xuất ngô ở Hà Giang ...................................................... 23 1.3.4. Định hướng nghiên cứu phát triển ngô lai trong thời gian tới .............. 25 Chƣơng 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................................................... 28 2.1. Vật liệu nghiên cứu thí nghiệm ................................................................ 28 2.2. Địa điểm, thời gian. .................................................................................. 28 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 28 2.2.2. Thời gian nghiên cứu thí nghiệm .......................................................... 28 2.3. Nội dung nghiên cứu thí nghiệm .............................................................. 28 2.4. Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm ....................................................... 29 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 29 2.4.2. Quy trình kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm ........................................ 30 2.4.3. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ......................................................... 31 2.4.4. Mô hình trình diễn ................................................................................. 35 2.4.5. Thu thập số liệu khí tượng .................................................................... 36 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 2.4.6. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 36 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 37 3.1. Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của các giống ngô thí nghiệm ............................................................................................... 37 3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng chính của các giống ngô thí nghiệm ........... 37 3.1.2. Một số đặc điểm hình thái và sinh lý của các giống ngô thí nghiệm ........ 42 3.1.3. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp ........................................ 46 3.2. Tình hình sâu bệnh hại và khả năng chống đổ của các giống ngô thí nghiệm ............................................................................................... 49 3.2.1. Tình hình sâu bệnh hại .......................................................................... 49 3.2.2. Tỷ lệ đổ gãy của các giống ngô thí nghiệm .......................................... 54 3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ........................................... 56 3.3.1. Số bắp trên cây ...................................................................................... 57 3.3.2. Số hàng trên bắp .................................................................................... 58 3.3.3. Số hạt trên hàng ..................................................................................... 58 3.3.4. Khối lượng 1000 hạt ............................................................................. 59 3.3.5. Năng suất lý thuyết................................................................................ 59 3.3.6. Năng suất thực thu ................................................................................ 60 3.4. Kết quả trồng thử nghiệm trên đồng ruộng của nông dân ....................... 60 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 62 1. Kết luận ....................................................................................................... 62 2. Đề nghị ........................................................................................................ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 63 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSDTL : Chỉ số diện tích lá DTL : Diện tích lá CV : Hệ số biến động CIMMYT : Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ Quốc tế FAO : Tổ chức lương thực và nông nghiệp Liên hiệp quốc IPRI : Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới LSD0,05 : Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở mức 0,05 NS : Năng suất NSTT : Năng suất thực thu NSLT : Năng suất lý thuyết P : Xác suất P1000 hạt : Khối lượng 1000 hạt TPTD : Thụ phấn tự do ƯTL : Ưu thế lai Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mỳ và lúa nước ................ 5 của thế giới năm 2012 ....................................................................................... 5 Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô của thế giới trong ........................................ 6 giai đoạn 2003 - 2012 ........................................................................................ 6 Bảng 1.3: Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2012 .................. 7 Bảng 1.4: Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020 ................................... 10 Bảng 1.5: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam trong giai đoạn 2003 – 2012.................................................................................................... 15 Bảng 1.6: Tình hình sản xuất ngô ở Hà Giang giai đoạn 2003 – 2012........... 24 Bảng 3.1: Các giai đoạn sinh trưởng chính của các giống ............................. 38 ngô thí nghiệm ................................................................................................. 38 Bảng 3.2: Chỉ tiêu chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các giống ngô thí nghiệm vụ xuân 2012 và vụ xuân năm 2013 ................................ 42 Bảng 3.3: Số lá và chỉ số diện tích lá của các giống ngô thí nghiệm ............. 44 vụ xuân 2012 và vụ xuân 2013 ....................................................................... 44 Bảng 3.4: Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ bao bắp của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân năm 2012 và vụ Xuân 2013 ............................ 47 Bảng 3.5: Tình hình nhiễm sâu hại của các giống ngô thí nghiệm ................. 50 Bảng 3.6: Tình hình nhiễm bệnh của các giống ngô thí nghiệm .................... 52 Bảng 3.7: Khả năng chống đổ của các giống ngô thí nghiệm ........................ 55 Bảng 3.8: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các .................... 56 giống ngô thí nghiệm vụ Xuân năm 2012 ...................................................... 56 Bảng 3.9: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm vụ Xuân năm 2013 .......................................................... 57 Bảng 3.10: Kết quả thử nghiệm giống SB 12-1 vụ Xuân 2013 ...................... 61 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea mays. L) là cây lương thực được phát hiện cách đây 7000 năm tại Mêxicô và Pêru. Từ đó đến nay, cây ngô đã nuôi dưỡng 1/3 dân số thế giới và được coi là nguồn lương thực chủ yếu của nhiều dân tộc như Mêxicô, Ấn Độ, Philippin và một số nước Châu Phi khác. Có tới 90% sản lượng ngô của Ấn Độ và 66% ở Philippin được dùng làm lương thực cho con người. Nếu ở Châu Á khẩu phần ăn chính là cơm, cá rau xanh… thì ở Châu Mỹ La Tinh là bánh ngô các loại, đậu đỗ và ớt. Ngay như ở nước ta nhiều vùng như Tây Bắc, Việt Bắc và Tây Nguyên người dân đã dùng ngô làm lương thực chính. Ngoài việc cung cấp lương thực nuôi sống con người, cây ngô còn là thức ăn cho gia súc, hiện nay ngô là nguồn thức ăn chủ lực để chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa... Những năm gần đây ngô còn là cây có giá trị thực phẩm cao như, ngô nếp, ngô đường, ngô rau và là nguồn nguyên liệu lớn cho ngành công nghiệp chế biến. Từ ngô có thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: Rượu, cồn, nước hoa... Trong công nghiệp Ngô đã được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất thức ăn chăn nuôi tổng hợp, nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm như sản xuất rượu, cồn, tinh bột... Từ ngô người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng đế phục vụ cho các ngành kinh tế khác nhau. Hơn nữa, cùng với sự phát triển của khoa học- công nghệ, ngô còn được sử dụng để chế biến sinh học- Ethanol, nguồn nay được dùng để thay thế trong tương lai khi nguồn nguyên liệu tự nhiên bị cạn kiệt. Theo Đại học tổng hợp Iowa (IFPRI 2006 - 2007) [22], để hạn chế khai thác dầu mỏ - nguồn tài nguyên không tái tạo được đang cạn dần, ngô được dùng làm nguyên liệu chế biến ethanol, thay thế một phần nhiên liệu xăng dầu chạy ô tô tại Mỹ, Braxin, Trung Quốc... 2 Ở Việt Nam, trong khoảng thời gian hơn 20 năm gần đây tỷ lệ diện tích trồng ngô lai tăng lên hơn 90%, một tốc độ phát triển rất nhanh trong lịch sử ngô lai thế giới. Ngô lai đã làm thay đổi tận gốc rễ những tập quán canh tác lạc hậu, góp phần đưa nghề trồng ngô nước ta đứng trong hàng ngũ những nước tiên tiến về sản xuất ngô ở Châu Á (Trần Hồng Uy, 2001) [18]. Tuy nhiên, năng suất ngô của nước ta vẫn thấp hơn trung bình thế giới, năm 2012 đạt 86,9% (42,95/49,44 tạ/ha) và bằng 55,5% so với Mỹ (77,4 tạ/ha) (FAOSTAT, 2013)[20]. Hiện nay phần lớn ngô được sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi, chiếm khoảng 80% sản lượng ngô, một phần ngô được dùng làm lương thực chính cho một số đồng bào dân tộc thiểu số miền núi, đặc biệt những vùng khó khăn, vùng không có điều kiện trồng lúa nước. Nhu cầu ngô ở nước ta trong thời gian tới là rất lớn. Theo chiến lược của Bộ Nông nghiệp & PTNT đến năm 2020 sản lượng ngô của Việt Nam cần đạt 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. Do vậy, Nhà nước ta đã có chiến lược phát triển ngô trên phạm vi cả nước. Tại Hà Giang ngô là cây trồng chính cung cấp nguồn thức ăn phục vụ cho ngành chăn nuôi, ngoài ra ngô còn là lương thực chính của đồng bào các dân tộc Mông, Dao... chủ yếu ở các huyện vùng cao như: Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ. Tuy nhiên năng suất ngô của Hà Giang còn thấp (năm 2012 năng suất đạt 32,9 tạ/ha) [14] so với năng suất trung bình của cả nước (42,9 tạ/ha). Hiện nay tỉnh Hà Giang đang tiến hành cơ cấu lại giống ngô trong cơ cấu diện tích ngô toàn tỉnh. Tỉnh ưu tiên mở rộng giống sản xuất trong nước chiếm 40% cơ cấu giống của các giống ngô lai, vì những năm qua phụ thuộc nhiều vào giống sản xuất ngoài nước nên có thời điểm bị thiếu giống. Chính vì vậy, để nâng cao năng suất và sản lượng ngô đáp ứng nhu cầu tiêu dùng thì việc nghiên cứu và đưa vào sản xuất những giống ngô lai mới có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, năng suất cao là cần thiết. 3 Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số giống ngô lai tại thành phố Hà Giang”. 2. Mục đích Xác định được giống ngô lai có khả năng cho năng suất cao, chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sinh thái của Hà Giang để giới thiệu cho sản xuất. 3. Yêu cầu - Theo dõi một số giai đoạn chính của các giống ngô thí nghiệm. - Theo dõi, đánh giá một số đặc điểm hình thái, sinh lý. - Theo dõi tình hình sâu bệnh hại và chống đổ của các giống ngô lai trong thí nghiệm. - Đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô lai trong thí nghiệm. 4. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: + Đối với học tập: Giúp học viên củng cố kiến thức đồng thời biết vận dụng những kiến thức đã học được vào thực tế. + Đối với nghiên cứu khoa học: Giúp học viên xác định được hướng nghiên cứu để thực hiện một luận văn thạc sĩ phù hợp với nhu cầu thực tế nơi công tác. - Ý nghĩa trong sản xuất: Đề tài góp phần chọn ra giống ngô mới bổ sung cho bộ giống của tỉnh nhằm nâng cao năng suất và sản lượng ngô ở Hà Giang. 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Giống cây trồng là một tư liệu sản xuất vô cùng quan trọng của sản xuất nông nghiệp. Giống tốt là tiền đề để tăng năng suất tăng vụ, nâng cao phẩm chất của nông sản. Trong xu thế hội nhập, khi sản phẩm nông nghiệp của chúng ta phải cạnh tranh với hàng hóa nông sản nhập từ các nước bạn thì việc cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm cây trồng là vấn đề thiết yếu. Để thực hiện mục tiêu này, giống được xem là khâu then chốt. Chọn tạo giống cây trồng là một quá trình lâu dài và phức tạp. Một giống cây trồng mới được đưa ra sản xuất là kết quả của sự lao động miệt mài, bền bỉ cùng kinh nghiệm và kiến thức vững vàng của các nhà chuyên môn. Trong sản xuất nông nghiệp nói chung - sản xuất ngô nói riêng, quá trình chọn tạo giống cây trồng bao gồm rất nhiều giai đoạn khác nhau như: Tạo dòng tự phối, đánh giá khả năng kết hợp của các dòng tự phối, lai tạo, chọn lọc ... Một trong những khâu quan trọng trong chọn tạo giống ngô là đánh giá sự sinh trưởng phát triển của các giống ngô lai ở các vùng sinh thái khác nhau, làm cơ sở cho quá trình chọn tạo giống mới. Trong những năm gần đây, việc chọn tạo và đưa thử nghiệm vào sản xuất những giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn định và thích nghi với những vùng sinh thái khác nhau là vấn đề rất quan trọng góp phần đưa nhanh các giống ngô tốt vào sản xuất đại trà nhằm nâng cao năng suất, sản lượng ngô. Để tăng năng suất cũng như sản lượng đáp ứng nhu cầu trong nước, trong những năm qua Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã xét công nhận được nhiều giống ngô lai mới, các giống này đã phát huy hiệu quả tốt trên đồng ruộng. Ở Việt Nam, chương trình nghiên cứu và phát triển ngô lai được bắt đầu chậm hơn so với các nước trên thế giới và khu vực nhưng tốc độ phát triển rất nhanh. Các cơ quan nghiên cứu và sản xuất giống ngô đã đáp ứng 5 được yêu cầu về giống ở các vùng trồng ngô Việt Nam với bộ giống ngô lai rất phong phú. Tuy nhiên mỗi giống ngô chỉ thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định, giống mới sẽ đạt năng suất cao hơn nếu được trồng trong điều kiện thích hợp. Vì vậy các giống mới trước khi mở rộng sản xuất cần đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển khả năng thích nghi của giống với điều kiện sinh thái của vùng. Xuất phát từ cơ sở trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này nhằm xác định được những giống ngô lai tốt, làm tiền đề chọn tạo ra giống ngô thích hợp cho sản xuất. 1.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Có thể nói rằng, trong 3 cây ngũ cốc chính của loài người: lúa nước, lúa mỳ và ngô thì không có cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất. Từ những năm cuối thế kỷ 20, nghề trồng ngô trên thế giới đã có những bước phát triển kỳ diệu nhờ ứng dụng rộng rãi thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Đặc biệt, từ 10 năm trở lại đây cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học, công nghệ chế biến và bảo quản... đã đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước. Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô, lúa mỳ và lúa nƣớc của thế giới năm 2012 Loại cây trồng Ngô Diện tích (triệu ha) 176,99 Năng suất (tạ/ha) 49,44 Sản lƣợng (triệu tấn) 875,09 Lúa mỳ 216,64 31,15 674,88 Lúa nước 163,46 43,94 718,34 (Nguồn: FAO STAT & USDA, 2013) [20, 24] 6 Trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới, cây ngô tuy chỉ đứng thứ hai về diện tích nhưng lại dẫn đầu về năng suất và sản lượng. Năm 2012 diện tích ngô của thế giới với 176,99 triệu ha sau lúa mỳ (216,64 triệu ha), nhưng năng suất ngô đã đạt 49,44 tạ/ha, gấp 1,59 lần so với lúa mỳ và 1,13 lần so với năng suất lúa nước. Trong vòng 50 năm trở lại đây, ngành sản xuất ngô đã có những tiến bộ vượt bậc: năm 1961 diện tích ngô thế giới chỉ là 104,8 triệu ha với năng suất 20 tạ/ha, đến năm 2000 năng suất ngô trung bình của thế giới đã tăng gấp đôi lên 43,25 tạ/ha và diện tích cũng được mở rộng thêm 32,2 triệu ha so với năm 1961. Đó là một tốc độ phát triển đáng kể, tốc độ tăng về diện tích đạt 0,82 triệu ha/năm, năng suất là 0,59 tạ/năm, sản lượng tăng 9,96 triệu tấn/năm. Đặc biệt năm 2009 năng suất ngô đã tăng lên 51,9 tạ/ha và sản lượng đạt 809,02 triệu tấn (USDA, 2013)[24]. Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô của thế giới trong giai đoạn 2003 - 2012 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2003 144,70 44,60 645,20 2004 147,50 49,45 729,20 2005 147,40 48,42 713,90 2006 148,60 47,53 706,30 2007 158,60 49,69 788,10 2008 161,01 51,09 822,70 2009 155,70 51,90 809,02 2010 162,32 51,55 820,62 2011 171,78 51,53 885,29 2012 176,99 49,44 875,09 (Nguồn: FAOSTAT và USDA, 2013) [20,24] 7 Tình hình sản xuất ngô của thế giới trong những năm gần đây tăng cả về 3 chỉ tiêu là: diện tích, năng suất và sản lượng. Diện tích trồng ngô tăng liên tục từ năm 2003 đến năm 2008, từ 144,7 triệu ha (2003) tăng lên 161,01 triệu ha (2008). Trong vòng 6 năm (từ 2003 - 2008) tốc độ tăng trưởng diện tích trung bình trên 2 triệu ha/năm, năng suất là 1,08 tạ/ha/năm và sản lượng là 29 triệu tấn/năm. Năm 2009 diện tích giảm từ 161 triệu ha xuống còn 155,7 triệu ha. Từ năm 2010 đến năm 2012, diện tích liên tục tăng từ 162,32 triệu ha ( 2010) tăng lên 176,99 triệu ha (2012), năng suất 2 năm 2010 và 2011 giữ ở mức ổn định 51,5 tạ/ha/năm nhưng đến năm 2012 năng suất lại giảm xuống còn 49,44 tạ/ha/năm. Theo dự đoán xu thế phát triển ngô trong những năm tới là diện tích có thể giảm dần do diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp bởi nhiều nguyên nhân (dân số tăng, công nghiệp hóa mạnh, hiện tượng sa mạc hóa…). Song do nhu cầu ngô của thị trường ngày càng lớn, do vậy phải tăng năng suất và sản lượng bằng cách tạo ra nhiều giống ngô có khả năng chịu thâm canh, cho năng suất cao, chống chịu tốt. Tuy nhiên tình hình sản xuất ngô có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các nước trên thế giới: Bảng 1.3: Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2012 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Khu vực (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Á 57,49 50,07 287,92 Châu Mỹ 67,54 62,62 442,96 Châu Âu 9,49 60,52 57,39 Châu Phi 33,54 20,71 69,49 (Nguồn: FAOSTAT, 2013) [20] Châu Mỹ có diện tích trồng ngô lớn nhất so với các châu lục khác với 67,54 triệu ha, chiếm 40,2% diện tích ngô toàn thế giới. Đồng thời đây cũng 8 là châu lục có năng suất, sản lượng ngô cao nhất. Năm 2012 năng suất ngô đạt 62,62 tạ/ha, cao hơn 13 tạ/ha so với năng suất trung bình của thế giới; sản lượng đạt 442,96 triệu tấn - chiếm hơn 50% sản lượng ngô toàn thế giới. Châu Á là khu vực có diện tích ngô lớn thứ 2 sau Châu Mỹ với 57,49 triệu ha, nhưng năng suất ngô ở khu vực này chỉ đạt 50,07 tạ/ha, thấp hơn so với năng suất của Châu Âu. Châu Âu đứng thứ hai trên thế giới về năng suất đạt 60,52 tạ/ha nhưng lại là khu vực có diện tích trồng ngô ít nhất (chỉ có 9,49 triệu ha). Châu Phi có diện tích trồng ngô đứng thứ ba trên thế giới nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 20,7 tạ/ha - thấp hơn 2,5 lần so với năng suất bình quân của thế giới, do đó sản lượng ngô ở khu vực này cũng thấp. Nguyên nhân của sự phát triển không đồng đều giữa các châu lục trên thế giới là do sự khác biệt rất lớn về trình độ khoa học kỹ thuật, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế chính trị… trong khi ở châu Mỹ có điều kiện tự nhiên thuận lợi, trình độ khoa học phát triển cao thì ở châu Phi điều kiện tự nhiên vô cùng khắc nghiệt, nền kinh tế ở mức thấp cộng thêm tình hình chính trị an ninh không bảo đảm đã làm cho sản xuất nông nghiệp ở khu vực này tụt hậu so với nhiều khu vực trên thế giới. Các nước phát triển có năng suất ngô cao hơn năng suất trung bình của thế giới và ngược lại các nước đang phát triển năng suất ngô thấp hơn rất nhiều. Những quốc gia đi đầu về năng suất ngô như: Israel 255,5 tạ/ha, Kuwait 211,1,0 tạ/ha, Netherlands 123,4 tạ/ha, Qatar 130 tạ/ha, Tajikistan 121,9 tạ/ha... Những nước có diện tích trồng ngô lớn là: Mỹ 31,8 triệu ha, Trung Quốc 34,9 triệu ha, Brazil 14,2 triệu ha… (FAOSTAT, 2013) [20]. Các nước này đã đóng góp rất lớn đối với sản lượng ngô của thế giới, trong đó Mỹ là nước có đóng góp lớn nhất và luôn là nước dẫn đầu về sản xuất ngô. Theo số liệu của trường Đại học Tổng hợp Nebraska (2005) lý do năng suất ngô ở Mỹ 9 tăng lên trong 50 năm qua là 50% do cải tạo nền di truyền của các giống lai, 50% do cải thiện chế độ canh tác. Ngoài ra một trong những lý do năng suất ngô ở Mỹ tăng cao là nhờ việc áp dụng ngô chuyển gen vào sản xuất. Trên thị trường quốc tế ngô đứng đầu trong danh sách những mặt hàng có giá trị khối lượng hàng hóa giao dịch ngày càng tăng, tỷ trọng lưu thông lớn, thị trường tiêu thụ rộng và nhu cầu ngày càng cao. Sở dĩ nhu cầu ngô tăng mạnh là do dân số thế giới tăng nên nhu cầu về thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh dẫn đến đòi hỏi lượng ngô dùng trong chăn nuôi tăng. Hơn nữa trong những năm gần đây khi nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt thì ngô được coi là nguồn nguyên liệu chính để chế biến ethanol, một loại nhiên liệu sạch dùng để thay thế một phần nguyên liệu xăng dầu. Trong bối cảnh giá xăng dầu đang liên tiếp lập những kỷ lục mới, nhiên liệu sinh học đang trở nên hấp dẫn hơn bao giờ hết. Tại Mỹ, nước sản xuất ethanol lớn nhất thế giới, 1/4 sản lượng ngô được dùng để sản xuất ethanol, như vậy chỉ riêng lượng ngô dùng cho chương trình ethanol của Mỹ đã tương đương hơn một nửa nhu cầu ngũ cốc của thế giới. Hiện nay thị trường ngô thế giới được đánh giá là thị trường tương đối khả quan. Với tình hình sản xuất và tiêu thụ hiện nay thì cây ngô sẽ càng khẳng định được vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp thế giới. Nhu cầu ngô tăng do dân số phát triển nhanh, thu nhập bình quân đầu người được cải thiện nên việc tiêu thụ thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh, dẫn đến lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng. Thách thức đặt ra là 80% nhu cầu ngô trên thế giới tăng (266 triệu tấn) lại tập trung ở các nước đang phát triển, trong khi đó chỉ khoảng 10% sản lượng ngô từ các nước công nghiệp có thể xuất sang các nước này. Vì vậy, các nước đang phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu như không tăng (IFPRI, 2007) [22]. 10 Bảng 1.4: Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020 1997 2020 Vùng % thay đổi (triệu tấn) (triệu tấn) Thế giới 586 852 45 Các nước đang phát triển 295 508 72 Đông Á 136 252 85 Mỹ Latinh 75 118 57 Cận Saha – Châu Phi 29 52 79 Tây và Bắc Phi 18 28 56 Nam Á 14 19 36 Nguồn : (IFPRI, 2007)[22 ]. Số liệu bảng 1.4 cho thấy, nhu cầu về ngô trên thế giới ngày càng tăng từ 1997 đến 2020 nhu cầu cần tăng thêm 45%, trong đó số lượng tăng nhiều ở các nước đang phát triển (năm 1997 nhu cầu 295 triệu tấn lên 508 triệu tấn vào năm 2020), sự thay đổi lớn nhất thuộc về các nước Đông Á với sự tăng thêm 85% vào năm 2020. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngô lai trên thế giới Cây ngô đã được biết đến qua những nền văn minh của người da đỏ trên thế giới, hầu hết những loài phụ ngô ngày nay được biết đến như: ngô đá rắn, ngô nổ... cũng đã được người da đỏ biết đến từ thời cổ đại. Sau khi Columbus mang ngô về châu Âu, người châu Âu đã nhanh chóng nhận ra giá trị lương thực của cây ngô. Vào thế kỷ XVI và XVII, người châu Âu đã tiếp thu cây ngô từ bộ tộc người da đỏ nhưng chưa có cơ sở đi xa hơn so với những gì mà người da đỏ làm được. Đến thế kỷ thứ XVIII, những phát hiện khoa học về cây ngô đã dần được hé mở. Vào năm 1716 Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới tính ở cây ngô, đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo ở cây ngô. Tám năm sau công bố của Mather, Paul Dadly đã đưa ra nhận xét về giới tính của cây ngô và cho rằng gió đã mang phấn ngô cho quá trình thụ tinh (Ngô 11 Hữu Tình và cs, 1997) [16]. Năm 1760, nhà bác học người Nga Koelreiter đã quan sát và mô tả hiện tượng ưu thế lai qua việc lai giữa Nicotinana tabacum và N. robusa. Năm 1766, Koelreuter lần đầu tiên miêu tả hiện tượng tăng sức sống của con lai ở cây ngô, khi tiến hành lai các cây trồng thuộc chi Nicotiana, Dianthus, Verbascum, Mirabilis và Datura với nhau (Stuber, 1994) [23]. Đây là cơ sở để Charles Darwin quan sát thấy hiện tượng ưu thế lai ở cây ngô vào năm 1871. Việc ứng dụng ưu thế lai trong tạo giống ngô được nhà nghiên cứu W.J.Beal người Mỹ bắt đầu từ 1876, ông đã thu được các cặp lai hơn hẳn các giống bố mẹ về năng suất từ 10 - 15%. Sau đó vào năm 1877, Charles Darwin sau khi làm thí nghiệm so sánh hai dạng ngô tự thụ và giao phối đã đi tới 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) [21]. Tiếp sau đó là G.H.Shull đã áp dụng sự giao phối bắt buộc ở ngô (giao phối gần hoặc cưỡng bức) để thu được dòng thuần. Năm 1906 ông bắt đầu tiến hành lai đơn giữa một số dòng. Rõ ràng năng suất và sức sống ở giống lai tăng lên đáng kể. Cho tới 1909, G.H.Shull công bố các giống lai đơn (single cross) cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó. Năm 1914, chính Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ Heterosis để chỉ ưu thế lai của các giống lai dị hợp tử (CIMMYT, 1990). Ưu thế lai là hiện tượng tăng sức sống qua lai đã được chú ý nghiên cứu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới. Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa đưa ra được một thuyết duy nhất để giải thích hiện tượng này. Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai ngày nay trên thế giới đang tồn tại nhiều thuyết khác nhau song các thuyết Trội (Bruce, 1910; Collins, 1921; Jones, 1917) và thuyết Siêu trội (East, 1912; Hull, 1945) được sự ủng hộ của nhiều nhà khoa học. Năm 1917, D. F. Jones đã đề xuất sử dụng hạt lai kép trong sản xuất để giảm giá thành hạt giống, việc áp dụng ưu thế lai vào trồng trọt và chăn nuôi được phát triển nhanh chóng. 12 Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) được thành lập năm 1966 tại Mêxicô nhằm phát triển và nâng cao chất lượng các giống lúa mỳ và ngô. Từ khi thành lập đến nay, 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. Các nguồn nguyên liệu mà chương trình ngô CIMMYT cung cấp cho các nước là cơ sở cho chương trình tạo dòng và giống lai. Trung tâm này đã nghiên cứu đưa ra giải pháp, tạo giống ngô thụ phấn tự do (OPV) làm bước chuyển tiếp giữa giống địa phương và ngô lai. Các giống ngô lai ngày càng được trồng rộng rãi và phổ biến, trong đó các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhất nhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạt giống lai đơn rất cao. Vì vậy, người ta tiến hành tạo các giống ngô lai 3, lai kép cho năng suất hạt giống cao, giá thành hạt giống rẻ, ưu thế lai cao (Nguyễn Thế Hùng và cs, 1997) [7]. Trong 30 năm hoạt động trung tâm đã đóng góp đáng kể vào việc xây dựng, phát triển và cải thiện hoạt động vốn gen, quần thể và giống ngô cho 80 quốc gia trên thế giới. Bên cạnh việc tạo ra những giống ngô lai cho năng suất cao, các nhà chọn tạo giống ngô tại CIMMYT đã nghiên cứu phát triển các giống ngô hàm lượng protein cao QPM (Quality Protein Maize). Cách đây hơn 3 thế kỷ, những nghiên cứu về ngô QPM đã được tiến hành sau khi khám phá ra đột biến gen lặn Opaque 2 và gen trội không hoàn toàn Floury 2 ở ngô. Những gen này quy định hàm lượng đạm và đặc biệt là hàm lượng Lisine và Trytophan, đã giải quyết đòi hỏi của thị trường ngô ngày càng cao theo hướng tăng diện tích ở mức độ nhất định đi đôi với năng suất và tăng hàm lượng, chất lượng đạm. Lúc đầu, nhiều chương trình quốc gia với sự tài trợ về tài chính to lớn của nhà nước, các tổ chức quốc tế và tư nhân đã tập trung nghiên cứu giống ngô giàu đạm nội nhũ mềm (còn gọi là nội nhũ xốp). Chương trình 13 này đã thất bại vì không nâng cao được tỷ lệ và chất lượng đạm, sâu bệnh nhiều, bắp dễ bị thối, bảo quản trong kho dễ bị sâu mọt phá hoại và hạt dễ bị mất sức nảy mầm và lâu khô. Cuộc cách mạng về ngô QPM, nội nhũ cứng chính thức mới được bắt đầu cách đây 20 năm. Các nhà khoa học ở Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT) và một số nhà tạo giống khác đã phải tìm ra những hướng đi khác. Bằng những phương pháp tạo giống đặc biệt để đạt được mục đích khắc phục những nhược điểm của các giống ngô QPM nội nhũ mềm và xác định rằng sử dụng đột biến gen Opacque 2 là có hiệu quả nhất. Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượng Triptophan (0,11%), Lysine (0,475%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so với ngô thường (tỷ lệ này ở ngô thường là 0,05; 0,225 và 9,0%). Từ năm 1997, ngô QPM đã được chuyển giao đến hàng triệu người nông dân và những người tiêu dùng. Ngô chất lượng protein cao đưa vào sản xuất sẽ đem lại hiệu quả lớn khi sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi và làm lương thực chống suy dinh dưỡng cho người nghèo, góp phần tích cực vào việc xóa đói giảm nghèo cho các nước đang phát triển. Những thành tựu mới đây về sinh học phân tử ở cây ngô đã giúp các nhà khoa học tạo ra những giống ngô chuyển gen. Ngô biến đổi gen (BT) được đưa vào canh tác đại trà từ năm 1996, mang lại lợi ích ổn định, đã đóng góp một sản lượng ngô đáng kể làm lương thực, nhiên liệu sinh học và thức ăn gia súc ở Mỹ. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen trên thế giới đã đạt 35,2 triệu ha, riêng ở Mỹ đã lên đến 27,4 triệu ha (chiếm hơn 73% trong tổng số hơn 37,5 triệu ha ngô của nước này). Trong những năm gần đây, ngô biến đổi gen có mức tăng đáng kể ở các thị trường truyền thống như: Mỹ, Canada, Achentina, Nam Phi, Tây Ban Nha, Philippin và Honduras. Ngoài ra còn thị trường quan trọng khác gồm: Braxin, Mêxico, Ai Cập, Kenia, Nigeria và một số nước mới quan tâm, phát triển các giống ngô chuyển gen như: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan.
- Xem thêm -