Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Sản xuất ngô của Việt Nam đang đứng trước thách thức vô cùng lớn, nhu cầu sử dụng tăng, trong khi đó điều kiện tự nhiên khí hậu biến đổi phức tạp bất thuận cho quá trình phát triển của cây ngô. Vì vậy, sản xuất ngô muốn phát triển cần phải có các biện pháp hữu hiệu như chọn tạo các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt hơn. Đặc biệt là ở các tỉnh miền núi có diện tích ngô rất lớn nhưng điều kiện tự nhiên khí hậu khắc nghiệt do đó các giống năng suất cao, chịu hạn, chịu rét tốt đang là sự lựa chọn tốt nhất ở đây.
Hiện nay, lĩnh vực nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam khá thành công 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. Trong quá trình chọn tạo giống, đánh giá tổ hợp lai là giai đoạn rất quan trọng loại bỏ được các tổ hợp lai có những yếu điểm về các đặc tính nông sinh học như: Thời gian sinh trưởng quá dài, cây quá cao, chống đổ kém và dễ nhiễm sâu bệnh … Các tổ hợp lai ưu tú sẽ được công nhận là 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.
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ở các trung tâm nông nghiệp sơ khai, bản địa, các bộ lạc cổ xưa của nhân loại đã thuần hóa được rất nhiều loại cây cốc. Nhiều cây cổ này không vượt ra ngoài giới hạn định cư của những dân tộc trồng chúng lần đầu tiên, chỉ có ba cây cốc là lúa mì, lúa nước và ngô trở thành cây trồng phân bố trên toàn thế giới. 6 Ngày nay, ngô đã trở thành cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu.
So với lúa mì, lúa gạo ngô đứng thứ hai về diện tích nhưng dẫn đầu về năng suất, sản lượng. Năm 2013, sản lượng ngô nhiều hơn 313,5 triệu tấn so với lúa mì và 271,0 triệu tấn so với lúa gạo (FAO, 2015)[50].1: Tình hình sản xuất ngô, lúa mì, lúa nước trên thế giới năm 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Loại cây (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Lúa mì 218,5 32,6 713,2 Lúa gạo 164,7 45,3 745,7 Ngô 184,2 55,2 1016,7 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, năm 2015[50] Nhờ ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống, cải tiến kỹ thuật canh tác và ứng dụng những thành tựu của công nghệ sinh học, công nghệ chế biến và bảo quản, cơ khí hoá, công nghệ tin học,…nên sản xuất ngô trên thế giới phát triển liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Số liệu bảng 1.2 cho thấy trong vòng 13 năm, tốc độ tăng trưởng về diện tích trồng ngô trên thế giới là 2,6%/năm, về năng suất là 1,8%/năm và sản lượng là 5,0%/năm.2: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2001-2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (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 147,53 48,37 713,62 2006 148,96 48,09 706,84 2007 158,31 49,90 789,93 2008 162,87 50,98 830,26 2009 158,84 51,63 820,15 2010 163,82 51,87 849,79 2011 171,78 51,55 885,29 2012 177,00 49,44 875,10 2013 184,20 55,2 1016,7 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, năm 2015[50] 7 Bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2011-2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tạ /ha) (triệu tấn) 2011 2012 2013 2011 2012 2013 2011 2012 2013 Châu Á 56,5 57,6 59,4 48,1 50,2 51,2 271,8 288,8 304,3 Châu Âu 16,6 18,3 19,0 66,6 51,7 61,9 110,5 94,7 117,5 Châu Mĩ 64,1 67,7 70,7 68,4 61,8 73,9 438,5 418,2 522,6 Châu Phi 34,7 33,7 35,0 19,2 20,7 20,5 66,7 51,7 71,6 Châu Đại 0,86 0,94 1,02 68,1 71,9 70,8 0,58 0,68 0,73 Dương Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, năm 2015[50] Được hình thành và phát triển từ vùng nhiệt đới nhưng ngày nay cây ngô đã xâm nhập cả những nơi thuộc vùng ôn đới. Tuy nhiên do sự khác nhau về điều kiện tự nhiên, khí hậu và kỹ thuật canh tác nên sản xuất ngô có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các châu lục.
Châu Mỹ và Châu Á, là vùng có khí hậu nhiệt đới nên thuận lợi cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây ngô nên diện tích không ngừng được mở rộng. Năm 2013, diện tích trồng ngô của hai châu lục này là 130,1 triệu ha, chiếm 70,6% diện tích trồng ngô của toàn thế giới. Châu Mỹ và châu Âu là hai vùng tập trung chủ yếu là các nước phát triển nên có trình độ khoa học kỹ thuật cao, có khả năng đầu tư thâm canh nên năng suất ngô cao nhất trên thế giới, năm 2013 năng suất của châu Mỹ đạt 73,9 tạ/ha, châu Âu đạt 61,8 tạ/ha, trong khi đó năng suất của châu Phi chỉ đạt 20,5 tạ/ha. Châu Đại Dương năng suất ngô rất cao đạt 70,8 tạ/ha nhưng trên diện tích nhỏ không đáng kể (0,86 triệu ha) (FAO, 2015)[50].
Do diện trồng lớn và năng suất cao nên châu Mỹ có sản lượng ngô cao nhất thế giới, năm 2013 sản lượng đạt 522,6 triệu tấn, chiếm 51,4% tổng sản lượng ngô toàn thế giới. 8 Châu Á là khu vực có diện tích ngô lớn thứ hai sau châu Mỹ với 59,4 triệu ha (ít hơn Châu Mỹ 11,3 triệu ha), nhưng năng suất ngô ở khu vực này thấp hơn châu Mỹ chỉ đạt 51,2 tạ/ha, do đó sản lượng ngô của châu Á chỉ bằng 58,2% sản lượng ngô của Châu Mỹ.4: Tình hình sản xuất ngô của một số nước năm 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Mỹ 35,5 99,7 353,7 Trung Quốc 35,3 61,8 217,7 Brazil 15,3 52,6 80,5 Mexicô 7,1 31,9 22,7 Peru 0,5 32,7 1,7 Israel 0,04 225,6 0,11 Nguồn: Số liệu thống kê của FAO, năm 2015[50] Trên thế giới, Mexico và Peru là hai trung tâm phát sinh đa dạng di truyền của cây ngô nhưng ngày nay nhiều vùng ngô di cư đến đã có tốc độ phát triển vượt rất xa trung tâm khởi nguyên ban đầu của nó. Số liệu thống kê của FAO (2015) cho thấy năm 2013, diện tích trồng ngô của hai trung tâm này mới chỉ đạt 0,5-7,1 triệu ha, năng suất đạt 31,9-32,7 tạ/ha. Trong khi đó diện tích trồng ngô của Mỹ là 35,5 triệu ha, năng suất bình quân đạt 99,7 tạ/ha và sản lượng đạt 353,7 triệu tấn chiếm 34,8% tổng sản lượng ngô toàn thế giới.
Ở Mỹ sản xuất ngô phát triển rất mạnh tạo thành vành đai ngô rộng lớn cung cấp nguồn gen cho toàn thế giới (Rinke. Sản xuất ngô ở Mỹ phát triển mạnh là do thành công trong việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu khoa học vào sản xuất, từ những năm 1990, 100% diện tích trồng ngô của Mỹ đã sử dụng các giống ngô lai trong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn. So với năm 2009, năm 2012 năng suất ngô của Mỹ giảm 25,94 tạ/ha, do gặp nhiều bất thuận trong quá trình sản xuất, đặc biệt là hạn hán. Sự biến đổi của khí 9 hậu đã tác động không nhỏ đến sản xuất ngô của Mỹ cũng như các nước trên toàn cầu.
Vì vậy, đòi hỏi các nhà khoa học nghiên cứu các biện pháp cải tạo giống có khả năng chống chịu tốt để thích ứng với điều kiện sinh thái biến đổi. Năm 2013, giống ngô chuyển gen chịu hạn DroughtGardTM, lần đầu tiên được trồng ở Hoa Kỳ với diện tích 50.000 ha nhưng đến năm 2014 đã tăng đáng kể đạt 275.000 ha, điều đó phản ánh trình độ khoa học kỹ thuật trong sản xuất ngô và sự tiếp nhận tiến bộ kỹ thuật của nông dân Mỹ (Cục bảo tồn đa dạng sinh học, 2015) [9]. Trên thế giới, Mỹ là nước đứng đầu khi áp dụng công nghệ sinh học để cải thiện năng suất cũng như khả năng chống chịu của giống ngô. Minh Tang Chang và Peter (2005) [56] cho biết: Ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô được sử dụng được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% là bằng công nghệ sinh học.
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)[22], nhưng đến năm 2014, tỷ lệ ngô biến đổi gen được áp dụng ở Mỹ là 93% (Cục bảo tồn đa dạng sinh học, 2015) [9]. Trung Quốc là nước đứng đầu trong sản xuất ngô ở châu Á, với diện tích trồng ngô năm 2013 là 35,3 triệu ha chỉ ít hơn 0,2 triệu ha so với Mỹ. Mặc dù diện tích ngô của Trung Quốc gần tương đương diện tích ngô của Mỹ nhưng do năng suất ngô của Trung Quốc thấp hơn nhiều so với Mỹ (năm 2013 năng suất ngô của Trung Quốc đạt 61,8 tạ/ha tạ/ha, bằng 62,0% năng suất ngô của Mỹ) nên sản lượng ngô của Trung Quốc chỉ bằng 61,5% sản lượng ngô của Mỹ. Các nước trên thế giới có năng suất ngô cao nhất là Saint Vincent, Grenadines (248,6 tạ/ha), Israel (225,6 tạ/ha), Jordan (201,0 tạ/ha), Kuwait (200,0 tạ/ha), Ả Rập (200,0 tạ/ha), Tajikistan (150,8 tạ/ha) (FAO, 2015)[50].
Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ở nước ta ngô là cây trồng nhập nội được đưa vào Việt Nam khoảng trên 300 năm. Sau khi du nhập vào Việt Nam cây ngô đã nhanh chóng gắn bó 10 với người dân, đặc biệt là đồng bào miền núi, nơi có điều kiện thiên nhiên khắc nghiệt. Cây ngô rất dễ trồng lại có khả năng thích nghi cao, chỉ cần có đủ nước trời và ẩm độ phù hợp là có thể phát triển và cho năng suất. Với những đặc điểm sinh thái đó, cây ngô luôn được bà con dân tộc thiểu số lựa chọn làm cây trồng chủ lực.
Tuy nhiên, việc phát triển cây ngô trong giai đoạn đầu ở Việt Nam mang tính tự phát, người dân chỉ trồng ngô theo thói quen và trồng đủ để dùng cho nhu cầu cuộc sống. Với diện tích manh mún, quảng canh, chưa tác động của khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên năng suất thấp, cây ngô không được chú trọng nên chưa phát huy được tiềm năng của nó, giai đoạn 1960 – 1980 năng suất chỉ đạt 10 - 11 tạ/ha. Sản xuất ngô ở nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt, từ những năm 1990 đến nay do ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống, diện tích trồng ngô lai không ngừng được mở rộng, đồng thời các biện pháp kỹ thuật canh tác cũng được cải thiện phù hợp với yêu cầu của giống mới.
