Chương 1 TONG QUAN TÀI LIEU 1. Nguồn gốc, đặc điểm va phân loại cây bap ngọt 1. Nguồn gốc, đặc điểm Cây bắp (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực có nguồn gốc từ Trung Mỹ có nhiều dinh dưỡng, được trồng phô biến ở các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới, là cây trồng quan trọng như là cây thức ăn chăn nuôi và là cây lương thực. Cây bắp được coi là một trong ba cây lương thực quan trọng nhất thế giới, diện tích và sản lượng bắp đứng vị trí thứ ba sau lúa mì và lúa nước (Bùi Quang Tuấn, 2012).
Bắp ngọt là một đột biến lặn của bắp thường, một số là đột biến lặn của gen điều khiển tổng hợp tinh bột (su) và những biến đổi khác, gen điều khiển độ ngọt là gen kéo dài mạch đường (se), gen siêu ngọt hay nhăn nheo (sh2). Bắp ngọt được người bản địa trồng tại Mexico khoảng 10. Thời gian chính xác mà bắp ngọt xuất hiện thì không rõ ràng, tuy nhiên, bắp ngọt được trồng bởi người Mỹ da đỏ và lần đầu tiên được thu thập bởi người Châu Âu vào những năm 1770. Giống đầu tiên là Papoon, giống này có được do người Anh Điêng Ironquois ghi lại vào năm 1779 (Schultheis, 1998).
Bap ngọt được nhiều nghiên cứu công bồ với đặc điểm nổi bật về chất lượng hạt và màu sắc hạt. Bắp ngọt có rất nhiều màu sắc khác nhau: trăng, vàng, đỏ, tím và dạng lẫn tạp. Trong đó phô biến là đạng có nội nhũ trăng, nội nhũ vàng. Sự lẫn tạp phan của các dạng nội nhũ vàng và nội nhũ trắng tạo ra dạng lẫn tạp vàng - trắng (Bi- colors) (gồm 75% vàng và 25% trắng trên cùng 1 trái) ở bắp ngọt.
Tuy nhiên, nếu dạng lẫn vàng - trắng giao phấn với dạng màu vàng thì màu của nội nhũ sẽ có màu vàng la chính (Abedon va Tracy, 1996). Ở Việt Nam, bắp ngọt được trồng phô biến nhất là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, đây là cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dan. Diện tích canh tác ngày càng được mở rộng vì người dan chuyền đổi một số diện tích trồng lúa không có hiệu quả sang trồng các loại bắp (tẻ, nếp, ngọt). Theo Đình Cảnh (2015), hiện nay cây bắp mang lại lợi nhuận cao gấp 2 - 3 lần so với cây lúa.
Phân loại Dựa vào màu sắc bắp ngọt được chia thành các nhóm Bang 1. Mau sắc hat và lõi của một số dang bắp ngọt Màu sắc Tên thứ Hạt Lõi Trăng Trăng var. dulcis Korn Trang Do var. subdulcis Kulesh et Kozhuh Vang Trang var.
flavodulcis Kulesh et Kozhuh Hồng (đỏ nhạt) Trắng var. rubentidulcis Korn Hồng (đỏ nhạt) Đỏ var. subrubentidulcis Kulesh et Kozhuh Do Trang var. rubrodulcis Kron Tim - var.
lilacinodulcis Korn Xanh - var. cocruleodulcis Korn Den Trang var. atratodulcis Kulesh et Kozhuh Hat trong với vạch đỏ - var. s(riatodulcis Korn Hat trên trái có nhiều màu - var.
variodulcis Korn (Nguyễn Đức Lương va cs, 2000) Mau sắc của hạt bắp ngọt khá da dang, tuy nhiên thị hiếu của người tiêu dùng thiên về hạt có màu vàng nhạt. Ngoài ra Rosie Lerner và Dana (1998) dựa trên đột biến phân thành 5 nhóm như sau: 1) Cơ bản: (susu) 2) Loại đã bị biến đổi một phần tối thiểu là 25% nội nhũ biến đổi như sau: - Sự phối hợp hoặc bắp siêu ngọt (sushz) - Ngọt đậm (suse) 3) Dang biến đổi hoàn toàn (suse) biến đôi tat cả nội nhũ 4) Chỉ có 1 gen thay thé gen (su) thông thường là (sha) 5) Có nhiều gen thay thé gen (su-ae), và wx là nhóm thay thé (su) Dựa vào gen quy định tính ngọt của bắp ngọt, người ta chia ra bắp ngọt ra làm 3 nhóm chính theo bảng 1. Phân nhóm bắp theo gen quy định tính ngọt Tên loại bắp Độ Brix (%) Cặp gen Năm trên NST Bắp ngọt thông thường F 5-10 gen lặn susu sô 4 (normal sugary) Bắp ngọt tăng cường : 12-20 gen lặn sese sô 4 (enhanced sugary) Bap siéu ngot 20 — 30 gen lan sh2sh2 S Or Ww (super/extra sweet) (Schultheis, 1998) Một dang tương đối mới cũng được biết như “bộ ba” gồm hai phan gen tăng cường (se) vả một phần gen siêu ngọt (sha) trong nội nhũ trên một bắp (Lerner và Dana, 1998). Khi trồng bắp ngọt phải trồng cách ly với các loại bắp khác vì tính ngọt của bắp do gen lặn quy định, tính ngọt chỉ biểu hiện khi cặp gen su, se hoặc sh2 ở dạng đồng hợp tử.
Khi một giống bắp ngọt nào đó mà nhận phấn từ giống bắp khác không có gen se, su hoặc sh2 thi cặp alen tại vị trí đột biến ở dạng di hợp tử, chính vì vậy bắp sẽ không có tính ngọt. Alen se và su đột biến tại cùng một vị trí trên NST số 4, vì thế hai giống bắp có gen se và su có thé trồng gần nhau mà bắp vẫn có tính ngọt. Riêng giống bắp có gen sh2 thì tuyệt đối phải trồng cách ly với bat cứ loại bắp nao khác mới duy trì được tính ngọt (Schultheis, 1998). Yêu cầu điều kiện sinh thái cây bắp 1.
Yêu cầu về điều kiện khí hậu, thời tiết cho cây bắp 1. Nhiệt độ Bắp là cây ưa nóng và có yêu cầu về tổng lượng nhiệt cao hơn nhiều loại cây khác dé hoàn thành chu kỳ sống từ gieo đến chín. Cây bắp cần lượng nhiệt từ 1.500°C tùy thuộc vào đặt điểm của giống. Các giống bắp chín sớm có yêu cầu về tổng lượng nhiệt từ 1.200°C, các giống bắp chín trung bình yêu cầu tổng lượng nhiệt 2.500°C và giống bắp chín muộn có yêu cầu tổng lượng nhiệt 2.
Theo Trần Văn Minh (2004) yêu cầu nhiệt độ ở các thời kỳ sinh trưởng của cây bắp rất khác nhau. Bắp có thể mọc mầm được ở nhiệt độ 12 - 14°C, nhưng ở nhiệt độ này cây con phát triển rất chậm. Nhiệt độ càng tăng cây bắp càng phát triển. Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây bắp phát triển là từ 25 - 30°C.
Nước Nước là yếu tô quan trọng không thê thiếu đối với cây bắp, nước quyết định đến sinh trưởng, phát triển và năng suất trái. Bắp là cây trồng cạn, bộ rễ bắp phát triển rất mạnh nên có khả năng hút nước khỏe hơn nhiều cây khác và sử dụng nước tiết kiệm hơn đề hình thành một đơn vị chất khô (Bùi Quang Tuấn, 2012). Theo Dương Minh (1999), tùy theo giai đoạn sinh trưởng mà cây bắp có nhu cầu nước khác nhau. Cây cần ít nước ở giai đoạn cây con và lúc sắp thu hoạch.
Cây cần nhiều nước ở giai đoạn tré cờ và tạo hạt, lúc này mỗi cây bắp có thé hap thụ đến 2 lit nước. Dé tạo ra 1 kg chất khô cây bắp cần khoảng 370 lít nước. Eck (1986) cũng phát hiện ra rằng thiếu nước trong giai đoạn sinh trưởng sẽ làm giảm số lượng hạt. Tuy nhiên ít ảnh hưởng về trọng lượng hạt nhân.
Tác giả cho rằng trọng lượng hạt nhân và năng suất giảm do quang hợp giảm và qua quá trình chuyển dịch vật chất khô thành hạt. Khi cây bắp bị thiếu nước năng suất sẽ giảm, năng suất giảm chủ yếu là do số hạt và trọng lượng hạt bị giảm. Moser (2006) cho rằng qua các năm lượng mưa và nhiệt độ khác nhau thì các yếu tố cầu thành năng suất và năng suất khác nhau. Tác giả kết luận rằng nước và nhiệt độ ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suât của cây bắp.
Ánh sáng Ánh sáng là yếu tố quan trọng cho sinh trưởng, phát triển của cây bắp, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tích lũy chất dinh dưỡng và ảnh hưởng đến độ dài sinh trưởng. Bắp là cây ngày ngắn, nếu rút ngắn thời gian chiếu sáng trong ngày vào khoảng 8 - 12 giờ làm cho phát triển của cây bắp cũng ngắn lại. Nếu kéo dai chiếu sáng trong ngày thời gian sinh trưởng của bắp kéo dai. Hiệu suất tích lũy chất khô của cây bắp vào mùa mưa tại Nam Bộ là 283 kg/ha/ngày vào mùa nắng là 320 kg/ha/ngày (Đường Hồng Dat, 2004).
Đất đai Dương Minh (1999) cho rằng cây bắp thích hợp trồng được nhiều loại đất, tốt nhất là đất thịt hay thịt pha cát, đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ, thông thoáng và giữ nước tốt. Cay bắp có thé trồng được trên đất có pH từ 5 - 8, nhưng tốt nhất từ 5 - 7. Ở dat chua (pH < 5) cây bị lùn, lá cháy thành từng vệt giữa các gân, sau đó có màu tím và cây bị chết. Ở pH = 4, diện tích lá, trọng lượng cây và khả năng hô hap của cây bị giảm từ 20 - 80%.
Trong không khí ở dat, cây bắp không chỉ sử dụng O2 mà còn sử dụng cả CO›. Theo nhiều nghiên cứu cho biết 12 - 15% lượng CO: cây sử dụng quang hợp là do cây lay từ trong đất, do rễ cây hút được. Tat cả các bộ phận của cây bắp, ké cả rễ đều tiên hành hô hap, hút O2 và thải CO2. Lượng O¿ cây cần nhiều, 1 gam chất khô rễ cây trong 1 ngày đã sử dung 0,35 - 1,43 mg Oo.
Nhu cầu về O2 mức cao nhất khi bắp ra hoa, phơi màu. Trong đất có đủ O› rễ bắp ăn sâu, có nhiều lông hút nên cây hút được nhiều chất dinh dưỡng từ đất. Trong điều kiện đất bí, thiếu không khí, rễ phát triển kém dẫn đến bắp cho năng suất thấp. Vì vậy, để cây có thể sinh trưởng tốt cho năng suất cao, cần duy trì một lượng Oz thích hợp trong đất, bang cách cải thiện chế độ không khí của đất thông qua các biện pháp kỹ thuật canh tác như: làm đất, xới xáo và thực hiện chế độ tưới tiêu hợp lý (Tran Văn Minh, 2004).
Nhu cầu dinh dưỡng Bắp là loài cây có khả năng tạo ra sinh khối lớn, nên thường lấy đi nhiều chất dinh dưỡng từ đất. Theo Ngô Hữu Tinh (2003), dé tạo ra 1 tan hat, cây bap lay đi khỏi đất trung bình 1 lượng NPK là: 22,3 kg N; 8,2 kg P2Os; 12,2 kg K20. Dé đạt năng suất cao và ôn định, cây bắp cần được bón phân day đủ, cân đối, đặc biệt là các yếu tố đa lượng N, P, K. Điều này đã được chứng minh rất rõ qua các thí nghiệm bón các tổ hợp phân cho bắp trong suốt 28 vụ của Viện kali Quốc tế cho thấy chi có bón cân đối N, P, K năng suất ngô mới cao và ôn định (Viện Lân- Kali Atlanta, 1996).
Như vậy, để cây sinh trưởng phát triển tốt, đạt được năng suất cao và ồn định, cây bắp cần được đáp ứng đủ các yếu tố như nhiệt độ, nước, ánh sáng, đất đai, dinh dưỡng.