Luận văn thạc sĩ đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại thái nguyên

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại thái nguyên, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Tống Thanh Bình
• Người hướng dẫn: TS. Phan Thị Vân
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục đích, yêu cầu của đề tài
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
• 1.3. Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội và tình hình sản xuất ngô của tỉnh Thái Nguyên
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh Thái Nguyên
• 1.3.2. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Thái Nguyên
• 1.3.3. Kết quả khảo nghiệm các giống ngô lai mới ở Thái Nguyên
• 1.4. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.4.1. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới
• 1.4.2. Tình hình tiêu thụ ngô ở Việt Nam
• 1.5. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam
• 2. Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.4.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp theo dõi
• 2.4.3. Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm
• 2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và Thu đông 2014
• 3.1.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô thí nghiệm
• 3.1.2. Đặc điểm hình thái và sinh lý của các giống thí nghiệm
• 3.1.3. Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và tốc độ ra lá của các THL thí nghiệm
• 3.1.4. Đánh giá trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các THL thí nghiệm
• 3.1.5. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm
• 3.2. Nghiên cứu khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm
• 3.2.1. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các tổ hợp lai thí nghiệm
• 3.2.2. Khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• PHẦN PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Khả năng sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai mới

Nghiên cứu tập trung vào khả năng sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên. Các tổ hợp lai được đánh giá qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển trong điều kiện vụ Xuân và Thu đông 2014. Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể về tốc độ tăng trưởng chiều cao cây và số lá giữa các tổ hợp. Các chỉ số sinh lý như chỉ số diện tích lá cũng được theo dõi để đánh giá tiềm năng năng suất.

1.1. Giai đoạn sinh trưởng và phát triển

Các tổ hợp ngô lai được theo dõi qua các giai đoạn từ gieo hạt đến thu hoạch. Kết quả cho thấy các tổ hợp có thời gian sinh trưởng ngắn hơn thường thích nghi tốt hơn với điều kiện khí hậu tại Thái Nguyên. Các giai đoạn như ra hoa, đóng bắp được ghi nhận chi tiết để đánh giá sự đồng đều và ổn định của các tổ hợp.

1.2. Đặc điểm hình thái và sinh lý

Các đặc điểm hình thái như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá và chỉ số diện tích lá được đo đạc. Các tổ hợp có chiều cao cây trung bình và số lá nhiều thường cho năng suất cao hơn. Chỉ số diện tích lá cao cũng là yếu tố quan trọng giúp cây quang hợp hiệu quả, từ đó tăng năng suất ngô.

II. Đánh giá năng suất và yếu tố cấu thành

Nghiên cứu đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất ngô như số hạt trên bắp, khối lượng 1000 hạt và độ bao bắp. Các tổ hợp lai có số hạt trên bắp cao và khối lượng hạt lớn thường cho năng suất thực thu cao hơn. Kết quả cũng chỉ ra sự tương quan giữa các yếu tố này với khả năng sinh trưởng của cây.

2.1. Yếu tố cấu thành năng suất

Các yếu tố như số hàng trên bắp, số hạt trên hàng và khối lượng hạt được đo đạc. Các tổ hợp có số hàng trên bắp từ 14-16 và số hạt trên hàng từ 30-35 thường cho năng suất cao. Khối lượng 1000 hạt cũng là yếu tố quan trọng, với các tổ hợp có khối lượng hạt từ 280-320g thường cho năng suất ổn định.

2.2. Năng suất thực thu

Năng suất thực thu được tính toán dựa trên các yếu tố cấu thành. Các tổ hợp có năng suất lý thuyết cao thường đạt năng suất thực thu từ 7-9 tấn/ha. Kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng các tổ hợp lai mới vào sản xuất tại Thái Nguyên.

III. Khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai

Nghiên cứu đánh giá khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai với sâu bệnh và điều kiện bất lợi như đổ ngã. Các tổ hợp có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt thường có tỷ lệ nhiễm bệnh thấp hơn 10%. Khả năng chống đổ cũng được đánh giá qua số rễ chân kiềng và đường kính gốc, với các tổ hợp có đường kính gốc lớn hơn 3cm thường ít bị đổ ngã.

3.1. Chống chịu sâu bệnh

Các tổ hợp được đánh giá khả năng chống chịu với các loại sâu bệnh phổ biến như sâu đục thân, rầy nâu và bệnh khô vằn. Các tổ hợp có tỷ lệ nhiễm bệnh dưới 10% được xem là có khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sản xuất tại Thái Nguyên.

3.2. Chống đổ ngã

Khả năng chống đổ được đánh giá qua số rễ chân kiềng và đường kính gốc. Các tổ hợp có số rễ chân kiềng từ 8-10 và đường kính gốc lớn hơn 3cm thường ít bị đổ ngã, đặc biệt trong điều kiện gió mạnh hoặc mưa lớn.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu về khả năng sinh trưởng và năng suất ngô của các tổ hợp ngô lai mới. Kết quả nghiên cứu cũng có giá trị thực tiễn cao, giúp lựa chọn các giống ngô phù hợp với điều kiện sinh thái tại Thái Nguyên, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu cung cấp dữ liệu chi tiết về các đặc điểm sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai. Đây là cơ sở quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về cải thiện giống ngô, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu giúp lựa chọn các giống ngô có năng suất cao và khả năng chống chịu tốt, phù hợp với điều kiện sản xuất tại Thái Nguyên. Điều này góp phần tăng hiệu quả kinh tế cho người nông dân và phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sản xuất ngô giữ vai trò chiến lược trong an ninh lương thực toàn cầu và ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi. Năm 2013, tổng sản lượng ngô thế giới đạt 1.016,7 triệu tấn trên diện tích 184,2 triệu ha. Tại Việt Nam, sản lượng ngô năm 2013 đạt 5.190,9 nghìn tấn trên diện tích 1.170,3 nghìn ha, tăng gấp 7,7 lần về sản lượng và 2,9 lần về năng suất so với năm 1990 (chỉ đạt 671,0 nghìn tấn và 15,5 tạ/ha). Mặc dù tỷ lệ diện tích sử dụng giống ngô lai cả nước đã đạt trên 95%, nhưng năng suất bình quân của Việt Nam năm 2013 chỉ đạt 44,4 tạ/ha, tương đương 80,4% mức trung bình thế giới (55,2 tạ/ha) và 44,5% năng suất bình quân của Mỹ (99,7 tạ/ha).

Nhu cầu ngô phục vụ chăn nuôi trong nước không ngừng tăng cao, dẫn đến lượng ngô hạt nhập khẩu năm 2014 lên tới 4,79 triệu tấn với kim ngạch 1,22 tỷ USD (tăng 82,09% so với năm 2013). Các tỉnh miền núi phía Bắc chiếm tới 43,2% diện tích ngô cả nước nhưng thường xuyên đối mặt với khí hậu khắc nghiệt, hạn hán đầu vụ Xuân và rét đậm cuối vụ Đông. Tại tỉnh Thái Nguyên, địa hình đồi núi chiếm 85,8% diện tích tự nhiên, đất nông nghiệp chỉ chiếm 12,4%, sản lượng ngô năm 2013 đạt 81,0 nghìn tấn với năng suất 42,6 tạ/ha. Việc chọn tạo và khảo nghiệm các giống ngô lai mới có năng suất cao, chống chịu tốt là giải pháp then chốt để thay thế giống cũ và giảm áp lực nhập khẩu.

Mục tiêu cụ thể của đề tài là đánh giá toàn diện khả năng sinh trưởng, phát triển, đặc điểm hình thái sinh lý, khả năng chống chịu sâu bệnh, chống đổ và các yếu tố cấu thành năng suất của 8 tổ hợp ngô lai mới tạo so với giống đối chứng. Nghiên cứu được thực hiện tại phường Quang Vinh, thành phố Thái Nguyên trong hai vụ canh tác liên tiếp gồm vụ Xuân 2014 và vụ Thu Đông 2014. Kết quả nghiên cứu xác định các tổ hợp lai ưu tú có tiềm năng năng suất đạt từ 65 đến 76 tạ/ha, bổ sung nguồn giống chất lượng cao cho cơ cấu cây trồng nông nghiệp tại Thái Nguyên và các tỉnh miền núi phía Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết ưu thế lai (Heterosis) do Shull khởi xướng từ năm 1904 và được phát triển hoàn thiện qua các công trình của Edward Murray East. Thuyết ưu thế lai khẳng định việc lai phối giữa các dòng thuần tự phối qua 6 đến 8 thế hệ sẽ tạo ra đời con lai F1 mang sức sống vượt trội, nâng cao năng suất từ 20% đến 25% và tăng cường khả năng chống chịu so với dạng bố mẹ. Bên cạnh đó, mô hình đánh giá tương tác giữa kiểu gen và môi trường (Genotype x Environment Interaction - GxE) được áp dụng nhằm phân tích phản ứng thích nghi của các tổ hợp lai qua hai mùa vụ có đặc thù thời tiết đối lập.

Khung phân tích tập trung vào 4 khái niệm nông sinh học cốt lõi:

1. Chỉ số diện tích lá (CSDTL): Thước đo diện tích bề mặt quang hợp trên một đơn vị diện tích đất, quyết định trực tiếp hiệu suất tích lũy chất khô của quần thể cây trồng;
2. Tốc độ tăng trưởng sinh dưỡng và sinh thực: Tiến trình biến đổi chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và tốc độ ra lá theo từng giai đoạn 10 ngày sau trồng;
3. Khả năng chống chịu sinh học và phi sinh học: Mức độ kháng sâu đục thân, sâu cắn râu, bệnh gỉ sắt, bệnh thối thân cùng khả năng chống đổ rễ và gãy thân;
4. Năng suất lý thuyết (NSLT) và Năng suất thực thu (NSTT): Chỉ tiêu phản ánh tổng hợp số bắp hữu hiệu, số hàng hạt, số hạt trên hàng và khối lượng 1000 hạt được quy đổi về độ ẩm tiêu chuẩn bảo quản 14%.

Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện trên 9 công thức gồm 8 tổ hợp ngô lai đơn mới do Viện Nghiên cứu Ngô lai tạo (ký hiệu từ NL13-4 đến NL13-18) và 1 giống đối chứng NK4300 của Syngenta. Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần nhắc lại. Mỗi ô thí nghiệm có diện tích chuẩn 14 m2 (chiều dài 5,0 m x chiều rộng 2,8 m), trồng 4 hàng với mật độ 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70 cm x 25 cm). Cỡ mẫu theo dõi gồm 10 cây cố định trên 2 hàng giữa của mỗi ô để đánh giá các chỉ tiêu động thái sinh trưởng, và 30 bắp ngẫu nhiên để xác định các yếu tố cấu thành năng suất. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng giúp loại bỏ sai số biên và phản ánh chính xác đặc tính nông học của từng công thức.

Quy trình khảo nghiệm tuân thủ Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-56:2011/BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Nền phân bón áp dụng thống nhất gồm 10 tấn phân chuồng kết hợp 150 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha (tương đương 326,1 kg urê, 545,1 kg supe lân và 150 kg kaliclorua/ha). Vụ Xuân gieo ngày 22/02/2014 và vụ Thu Đông gieo ngày 23/08/2014. Toàn bộ số liệu thu thập được tính toán giá trị trung bình trên Microsoft Excel và xử lý phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa LSD05 và hệ số biến động CV% bằng phần mềm chuyên dụng IRRISTART phiên bản 5.0 nhằm đảm bảo độ tin cậy thống kê ở mức xác suất 95%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về thời gian sinh trưởng và hình thái cây: Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai mới trong vụ Xuân dao động từ 110 đến 118 ngày, trong khi ở vụ Thu Đông được rút ngắn từ 12 đến 15 ngày, chỉ còn 95 đến 103 ngày do tích lũy nhiệt độ ban đầu cao hơn. Chiều cao cây đạt từ 190,5 cm đến 225,4 cm, chiều cao đóng bắp đạt 85,2 cm đến 105,6 cm. Tỷ lệ chiều cao đóng bắp trên chiều cao cây của các dòng lai duy trì ở mức lý tưởng 42% đến 48%, tạo thế cân đối giúp cây đứng vững trước gió lốc.

Thứ hai, về động thái ra lá và diện tích quang hợp: Tổng số lá trên cây đạt từ 18,2 đến 20,4 lá. Giai đoạn 20 đến 50 ngày sau trồng là thời kỳ tăng trưởng sinh khối mạnh nhất, tốc độ vươn cao đạt từ 3,5 đến 4,8 cm/ngày. Tại thời kỳ chín sữa, chỉ số diện tích lá (CSDTL) của các tổ hợp triển vọng đạt từ 4,12 đến 4,85 m2 lá/m2 đất, vượt đối chứng NK4300 (4,05 m2 lá/m2 đất) từ 6,2% đến 19,7%, đảm bảo nguồn quang hợp dồi dào để nuôi bắp.

Thứ ba, về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất: Các tổ hợp NL13-14, NL13-15 và NL13-18 thể hiện ưu thế vượt trội với chiều dài bắp đạt 16,8 đến 18,2 cm, số hàng hạt từ 14,4 đến 16,2 hàng/bắp, số hạt trên hàng đạt 32,5 đến 38,4 hạt. Khối lượng 1000 hạt (ở ẩm độ 14%) đạt từ 295,4 đến 325,8 g. Năng suất thực thu vụ Xuân đạt từ 68,5 đến 76,4 tạ/ha, vụ Thu Đông đạt từ 62,8 đến 70,2 tạ/ha, cao hơn giống đối chứng NK4300 (58,5 đến 61,2 tạ/ha) từ 12,4% đến 24,8%.

Thứ tư, về tính chống chịu: Các tổ hợp lai sở hữu bộ rễ chân kiềng phát triển khỏe từ 2 đến 3 tầng với 14 đến 18 rễ bám sâu, đường kính gốc thân lớn, giúp tỷ lệ đổ rễ duy trì dưới 4,0% và tỷ lệ gãy thân dưới 3,5%. Khả năng chống chịu sâu bệnh rất tốt: tỷ lệ hại của sâu đục thân (Chilo partellus) chỉ ở mức điểm 1 đến 2 (dưới 8,5% số cây bị hại), tỷ lệ nhiễm bệnh gỉ sắt (Puccinia sp.) dưới 5,2% và bệnh thối thân (Fusarium spp.) dưới 2,1%.

Thảo luận kết quả

Năng suất vượt trội của các tổ hợp NL13-14 và NL13-15 bắt nguồn từ sự kết hợp hài hòa giữa bộ máy quang hợp hiệu suất cao và khả năng chuyển hóa chất khô về hạt. Cây duy trì từ 5 đến 7 lá xanh tại thời điểm thu hoạch, giúp hạt vào chắc đều và đạt tỷ lệ hạt trên bắp cao (78% đến 82%). Lá bi bao kín đầu bắp ở mức điểm 1 đến 2, ngăn ngừa nước mưa xâm nhập gây thối hạt khi gặp thời tiết ẩm ướt cuối vụ.

Mức năng suất 68,5 đến 76,4 tạ/ha của các tổ hợp lai mới tương đương với các dòng ngô lai triển vọng từng khảo nghiệm tại Thái Nguyên như NK6654 (74,4 tạ/ha) và VS36 (trên 80 tạ/ha), đồng thời cao hơn năng suất bình quân toàn tỉnh năm 2013 (42,6 tạ/ha) từ 60,8% đến 79,3%. Toàn bộ dữ liệu được hệ thống hóa qua 14 bảng số liệu chi tiết và 4 biểu đồ trực quan, mô tả rõ nét mối tương quan thuận giữa chỉ số diện tích lá với năng suất sinh vật học, cũng như tính ổn định của các tổ hợp lai qua 2 mùa vụ khác biệt.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tuyển chọn và mở rộng khảo nghiệm sản xuất: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Thái Nguyên cùng Viện Nghiên cứu Ngô đưa ngay hai tổ hợp lai ưu tú nhất là NL13-14 và NL13-15 vào mạng lưới khảo nghiệm diện rộng (VCU và DUS) trên quy mô 50 đến 100 ha tại các vùng sinh thái đặc trưng như Võ Nhai, Định Hóa, Phú Lương trong giai đoạn 2015 - 2017, nhằm đạt mục tiêu năng suất thương phẩm 70 đến 75 tạ/ha.
2. Ban hành quy trình kỹ thuật canh tác thâm canh: Trung tâm Khuyến nông tỉnh xây dựng và chuyển giao gói kỹ thuật chuẩn hóa với mật độ gieo trồng 5,7 vạn cây/ha, bón phân cân đối 150N + 90P2O5 + 90K2O kết hợp 10 tấn phân hữu cơ vi sinh, hoàn thành trong vòng 6 đến 12 tháng tới để giảm 10% đến 15% chi phí phân bón vô cơ và tăng tỷ lệ bắp loại một lên trên 90%.
3. Chuyển giao công nghệ sản xuất hạt lai F1 tại chỗ: Ủy ban Nhân dân tỉnh Thái Nguyên chỉ đạo các hợp tác xã nông nghiệp liên kết với đơn vị chọn tạo giống tiếp nhận công nghệ sản xuất hạt giống F1 trong giai đoạn 2016 - 2018, giúp hạ giá thành hạt giống từ 20% đến 30% so với hạt giống nhập khẩu, tiết kiệm nguồn vốn đầu tư ban đầu cho nông dân.
4. Mở rộng diện tích ngô vụ Thu Đông trên đất hai vụ lúa: Các phòng Nông nghiệp địa phương quy hoạch tăng diện tích trồng ngô vụ Đông lên 20.000 ha vào năm 2020, tận dụng thời gian sinh trưởng ngắn 95 đến 103 ngày của các tổ hợp mới để né tránh rét đậm cuối vụ, nâng cao hệ số sử dụng đất từ 1,8 lên 2,3 lần/năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà khoa học và chuyên gia chọn tạo giống cây trồng: Cung cấp nguồn cứ liệu thực nghiệm chuẩn xác về quy trình đánh giá tổ hợp lai đơn, phương pháp theo dõi chỉ số sinh lý lá, động thái sinh trưởng và kỹ thuật phân tích biến sai sinh học bằng phần mềm IRRISTART 5.0.
2. Cơ quan quản lý nông nghiệp và cán bộ khuyến nông: Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy để hoạch định cơ cấu mùa vụ, lựa chọn bộ giống ngô chịu hạn, chống đổ phục vụ đề án tái cơ cấu ngành trồng trọt cho 19.000 ha đất ngô tại Thái Nguyên và khu vực Trung du miền núi phía Bắc.
3. Các doanh nghiệp và hợp tác xã sản xuất kinh doanh hạt giống: Làm căn cứ thương mại hóa bản quyền các tổ hợp lai có năng suất cao từ 68 đến 76 tạ/ha, xây dựng vùng sản xuất ngô nguyên liệu đáp ứng nhu cầu thức ăn chăn nuôi đang tăng trưởng 7,8%/năm của Việt Nam.
4. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên ngành Nông học, Khoa học cây trồng: Nguồn tài liệu học thuật giá trị với 60 trích dẫn nghiên cứu chuyên ngành trong và ngoài nước, phương pháp bố trí thí nghiệm chuẩn mực theo QCVN 01-56:2011/BNNPTNT phục vụ giảng dạy và nghiên cứu thực nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao luận văn lựa chọn giống NK4300 làm đối chứng trong thí nghiệm? Giống NK4300 của Syngenta là giống ngô lai đơn nhập nội rất phổ biến tại các tỉnh miền núi phía Bắc với thời gian sinh trưởng 90 đến 110 ngày, năng suất ổn định 50 đến 60 tạ/ha và tính chống chịu khá. Việc sử dụng NK4300 làm đối chứng giúp đánh giá chính xác ưu thế vượt trội về năng suất (đạt 68,5 đến 76,4 tạ/ha) và mức độ thích nghi của 8 tổ hợp lai mới trong cùng một điều kiện canh tác.

2. Thời gian sinh trưởng giữa vụ Xuân và vụ Thu Đông 2014 có sự chênh lệch như thế nào? Vụ Xuân 2014 có thời gian sinh trưởng từ 110 đến 118 ngày do nhiệt độ đầu vụ thấp (khoảng 15,2 °C vào tháng 1) khiến quá trình nảy mầm và sinh trưởng cây non kéo dài. Ngược lại, vụ Thu Đông chỉ kéo dài 95 đến 103 ngày (rút ngắn 12 đến 15 ngày) nhờ giai đoạn đầu vụ có nhiệt độ ấm áp (25 đến 28 °C), giúp ngô tăng tốc độ ra lá và sớm trỗ cờ.

3. Những chỉ tiêu nào quyết định khả năng chống đổ xuất sắc của các tổ hợp lai mới? Khả năng chống đổ được quyết định bởi 4 chỉ tiêu: tỷ lệ chiều cao đóng bắp trên chiều cao cây ở mức cân đối 42% đến 48%, đường kính gốc thân lớn, hệ rễ chân kiềng khỏe gồm 2 đến 3 tầng với 14 đến 18 rễ bám đất vững chắc, và tỷ lệ đổ rễ, gãy thân thực tế duy trì dưới 4,0% sau các đợt mưa dông lớn.

4. Năng suất thực thu của các tổ hợp ngô lai được xác định bằng phương pháp nào? Năng suất thực thu được tính toán từ khối lượng bắp tươi thu hoạch trên diện tích ô 14 m2, nhân với tỷ lệ hạt trên bắp (đạt 78% đến 82%) và hiệu chỉnh chính xác về độ ẩm tiêu chuẩn bảo quản 14% thông qua máy đo độ ẩm điện tử Kett 400 Nhật Bản, đảm bảo loại trừ hoàn toàn sai số ẩm độ giữa các công thức.

5. Việc phát triển các giống ngô lai nội địa mang lại lợi ích kinh tế gì cho Việt Nam? Năm 2014, Việt Nam phải nhập khẩu tới 4,79 triệu tấn ngô trị giá 1,22 tỷ USD phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi. Việc tự chủ các tổ hợp lai nội địa có năng suất 68 đến 76 tạ/ha giúp giảm giá giống 20% đến 30% so với giống ngoại, tăng thêm lợi nhuận từ 1,0 đến 1,3 triệu đồng/sào cho nông dân và chủ động nguồn nguyên liệu quốc gia.

Kết luận

• Luận văn đã đánh giá toàn diện 8 tổ hợp ngô lai mới qua hai vụ Xuân và Thu Đông 2014 tại Thái Nguyên, xác định thành công các tổ hợp ưu tú NL13-14 và NL13-15 đạt năng suất thực thu cao từ 68,5 đến 76,4 tạ/ha, vượt giống đối chứng từ 12,4% đến 24,8%.
• Các tổ hợp lai triển vọng có thời gian sinh trưởng trung ngày (95 đến 118 ngày), tỷ lệ đóng bắp cân đối (42% đến 48%), chỉ số diện tích lá tối ưu (4,12 đến 4,85 m2 lá/m2 đất) và khả năng chống chịu sâu bệnh vượt trội (sâu đục thân dưới 8,5%, bệnh gỉ sắt dưới 5,2%).
• Công trình cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn mực về đặc tính nông sinh học và tương tác sinh thái tại Thái Nguyên, đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho công tác chọn tạo giống ngô thích ứng biến đổi khí hậu.
• Lộ trình tiếp theo giai đoạn 2016 - 2020 cần tập trung khảo nghiệm sản xuất quy mô 100 ha tại các huyện vùng cao và hoàn thiện quy trình canh tác thâm canh để sớm công nhận giống ngô quốc gia.
• Các đơn vị nghiên cứu, doanh nghiệp và địa phương hãy tăng cường liên kết chuyển giao, nhanh chóng đưa các tổ hợp ngô lai mới vào sản xuất đại trà nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho bà con nông dân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.