Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi điều kiện thời tiết, khí hậu cũng như đất đai. Tùy từng giống cụ thể mà yêu cầu điều kiện sinh thái khác nhau. Do vậy mà việc nghiên cứu xác định thời vụ thích hợp nhằm đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất, để cây trồng phát triển trong điều kiện thuận lợi nhất để phát huy hết tiềm năng của giống là hết sức cần thiết.
Ngoài ra, ngô cũng là cây phàm ăn, muốn đạt năng suất cao thì cần xác định được nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong suốt thời gian sinh trưởng và trong mỗi giai đoạn. Bên cạch đó phải hiểu rõ mối quan hệ giữa nước – phân, đất – phân, giống – phân cũng như điều kiện sinh thái của từng vùng, từng vụ, chế độ canh tác, mật độ trồng. Thời vụ gieo trồng và công thức phân bón thích hợp là một trong những yếu tố quan trọng của ngành trồng trọt. Vì vậy, nghiên cứu và thực hiện chế độ thời vụ và lượng phân bón hợp lý đối với mỗi loại cây trồng, loại giống, mỗi công thức luân canh trong từng vùng khí hậu đất đai là vấn đề hết sức quan trọng.
Việc xác định thời vụ và lượng phân bón thích hợp cho từng giống sẽ tận dụng được tối đa tiềm năng cho năng suất của giống. Cùng một vùng sinh thái, cùng một giống và biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống nhau được so sánh qua những thời vụ gieo trồng khác nhau, lượng phân bón khác nhau sẽ biểu hiện khả năng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất khác nhau. Là một tỉnh phát triển mạnh về du lịch, Quảng Ninh được xem là tỉnh có rất nhiều tiềm năng để phát triển những cây trồng phục vụ khách du lịch mang lại hiệu quả kinh tế, trong đó đáng quan tâm hiện nay đó chính là ngô nếp. Với diện tích đất nông nghiệp không nhiều đòi hỏi cơ cấu cây trồng phải đảm bảo an ninh lương thực của vùng và hơn thế nữa là có thể mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân.
Xuất phát những cơ sở khoa học trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài này. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây lương thực quan trọng, 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 (Ngô Hữu Tình và cs, 1997)[35].
Do vậy diện tích, năng suất ngô liên tục tăng trong những năm gần đây.1 cho chúng ta thấy, về sản lượng ngô trên toàn thế giới đạt 730 triệu tấn năng suất 49,45 tạ/ha, đến năm 2013 sản lượng đạt 1.016 triệu tấn, năng suất đạt 55,17 tạ/ha. Năng suất nhìn chung là tăng dần qua các năm từ 49,45 tạ/ha đến 55,17 tạ/ha tăng lên hơn 5 tạ/ ha (từ năm 2004 đến năm 2013). So sánh giữa sản lượng và diện tích thì ta thấy, từ năm 2004 tới năm 2013 thì diện tích tăng hơn 36 triệu ha, thì sản lượng tăng hơn 287 triệu tấn. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2004- 2013 Chỉ tiêu Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (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 184,24 55,17 1016,43 (Nguồn: FAOSTAT, 2014)[57] Có được kết quả trên, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác.
Đặc biệt, từ năm 1996 đến nay, cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống ngô lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước. Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tạ/ ha) (triệu tấn) Châu Á 59,40 51,23 304,32 Châu Mỹ 70,84 73,82 522,90 Châu Âu 18,97 61,92 117,48 Châu Phi 34,93 20,33 71,01 (Nguồn: FAOSTAT, 2014)[57] Qua bảng 1.2 ta thấy Châu Á là khu vực có diện tích trồng ngô lớn thứ 2 sau Châu Mỹ với 59,40 ha, năng suất ngô đạt 51,23 tạ/ha, sản lượng đạt 304 triệu tấn và thấp hơn châu Mỹ 218 triệu tấn. Châu Mỹ năm 2013 năng suất ngô đạt 73,82 tạ/ha, là năng suất ngô cao nhất thế giới. Châu Âu đứng thứ 2 trên thế giới về năng suất đạt 61,92 tạ/ha nhưng lại là khu vực có diện tích trồng ngô thấp nhất (chỉ 18,97 triệu ha), châu Phi có diện tích đứng thứ 3 trên thế giới nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 20,33 tạ/ ha thấp hơn gần 3 lần so với năng suất bình quân của thế giới, do đó sản lượng ngô của khu vực này cũng thấp nhất.
Nguyên nhân của sự phát triển không đồng đều giữa các châu lục trên thế giới là do sự khác nhau rất lớn về trình độ khoa học kỹ thuật, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế chính trị … Ở châu Mỹ có trình độ khoa học phát triển cao trong khi Châu Phi nền kinh tế kém phát triển cộng thêm tinh hình chính trị an ninh không đảm bảo đã làm cho sản xuất nông nghiệp ở khu vực này tụt hậu so với nhiều khu vực trên thế giới (Nguồn FAOSTAT, 2014)[57]. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì, gạo lúa của thế giới năm 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Loại cây trồng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Ngô 184,24 55,17 1016,43 Lúa mì 218,46 32,65 713,22 Gạo lúa 166,08 44,88 745,17 (Nguồn: FAOSTAT, 2014)[57] Qua bảng 1.3 năm 2013 diện tích ngô của thế giới đã vượt lúa gạo với 184,24 triệu ha, sản lượng 1016,43 triệu tấn, năng suất 55,17 tạ/ha. Trong khi đó lúa mì và lúa gạo có diện tích, năng suất, sản lượng khá ổn định vào những năm gần đây. n 7 Năm 2013 diện tích lúa mì đạt cao nhất trong những cây ngũ cốc với 218,46 triệu ha, năng suất thấp nhất đạt 32,65 tạ/ha, sản lượng đạt 713,22 triệu tấn.
Còn lúa gạo với diện tích thấp nhất 166,08 triệu ha, năng suất đạt 44,88 tạ/ha và sản lượng 745,17 triệu tấn (FAOSTAT, 2014) [57]. Điều đó chứng tỏ vai trò và vị trí của cây ngô ngày càng được coi trọng trong nền kinh tế.Công tác nghiên cứu lai tạo giống ngô hiện nay đang có bước chuyển biến mới, đó là ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo dòng thuần. Những năm gần đây, việc nghiên cứu chọn ra những dòng đơn bội kép (Double haploid), bằng nuôi cấy invitro đã giúp cho công việc chọn tạo dòng thuần một cách nhanh chóng, tiết kiệm được hơn nửa thời gian so với việc tạo dòng bằng các phương pháp invitro cụ thể dựa vào kỹ thuật nuôi cấy một trong ba bộ phận sinh sản của cây ngô là bao phấn, hạt phấn tách rời và noãn chưa được thụ tinh. Gần đây người ta nghiên cứu thành công phương pháp mới tạo dòng thuần bằng cách dùng dóng kích tạo đơn bôi.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đơn bội ngô đã bắt đầu tại Viện Di Truyền Nông Nghiệp Việt Nam từ năm 1995. Viện đã xây dựng hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy bao phấn ngô để tạo dòng đồng hợp tử phục vụ cho công tác chọn tạo giống. Hiện nay kỹ thuật nuôi cấy bao phấn là một trong những hướng nghiên cứu tạo dòng thuần có triển vọng, phương pháp này cho kết quả khá ổn định và có hiệu quả, tuy nhiên còn phụ thuộc vào từng giống, Viện Di Truyền Nông Nghiệp đã phát triển các phương pháp khác để tạo dòng thuần, như phương pháp nuôi cấy noãn chưa thụ tinh và dung dòng kích thích tạo đơn bội. Trung tâm cải tạo ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT), đã xây dựng, cải thiện và phát triển khối lượng nguồn nguyên liệu, vốn gen, các quần thể và 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. Năm 1985, chương trình ngô lai của CIMMYT được tiến hành với mục tiêu phát triển các vật liệu mới phục vụ chọn tạo giống lai, tích lũy và công bố KNKH và các nhóm ưu thế lai của các vật liệu nhiệt đới và cận nhiệt đới mà CIMMYT đã có, đồng thời tiến hành tạo dòng thuần. Gần đây, CIMMYT đẩy mạnh chương trình tạo giống ngô chất lượng Protein cao và đạt được những kết quả quan trọng. n 8 Sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ đã đem lại những kết quả trên, phải kể đến sự đóng góp của việc sử dụng rộng rãi ưu thế lai hay công nghệ chuyển gen - sự kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học hiện đại tạo ra những giống năng suất cao.
Tuy nhiên những thành tựu trên cũng đi kèm với những nghiên cứu về tác động của môi trường, điều kiện sinh thái lên sự sinh trưởng và phát triển của các giống ngô. Trong thời kỳ hội nhập nền kinh tế thế giới hiện nay, ngô, lúa mỳ, lúa nước là những cây thực phẩm vẫn chiếm vị trí quan trọng nhất trong lĩnh vực cung cấp lương thực, thực phẩm nuôi sống toàn nhân loại. Vì vậy, chọn các giống ngô năng suất cao và các biện pháp kỹ thuật canh tác là một trong những giải pháp của nhân loại về vấn đề lương thực. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Qua nghiên cứu thực tiễn ởnước ta, sản xuất lương thực luôn là một nhiệm vụ quan trọng trước mắt và lâu dài, được ưu tiên hàng đầu trong chiến lược sản xuất nông nghiệp.
Với điều kiện tự nhiên phong phú, cây ngô sinh trưởng phát triển và phổ biến khắp các vùng trên cả nước. Lịch sử trồng ngô của nước ta qua các thời kỳ là một quá trình phát triển không đồng đều và bền vững thậm chí có giai đoạn rất trì trệ và không tương xứng với tiềm năng sẵn có của cây ngô và điền kiện tự nhiên của nước ta. Thế nhưng, trong những năm gần đây do giá trị kinh tế và nhu cầu về ngô trong nước cũng như trên thế giới có xu hướng tăng lên, sản xuất ngô đã nhận được rất nhiều sự quan tâm của Đảng và Nhà nước nên diện tích, năng suất và sản lượng ngô có những bước tiến đáng kể.