Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Ngô là cây thuộc họ hòa thảo, có chu trình quang hợp C4, là cây có tiềm năng năng suất cao không một cây ngũ cốc nào có thể sánh kịp. Để đáp ứng được yêu cầu đó chúng ta cần các giống mới ưu việt hơn thay thế dần các giống cũ. Đặc biệt ở các tỉnh trung du, miền núi với điều kiện tự nhiên khí hậu khắc nghiệt, điều kiện kinh tế khó khăn, trình độ thâm canh thấp.
Vì vậy, rất cần các giống có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất nông nghiệp, góp phần nâng cao thu nhập, đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất. Với những thành tựu nghiên cứu đạt được trong những năm gần đây của các nhà khoa học trong nước, chúng ta đã tạo ra nhiều giống ngô lai năng suất cao, chất lượng 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. Tuy có khả năng thích nghi rộng nhưng muốn đưa vào sản xuất ở một vùng nào đó chúng ta đều phải tiến hành khảo nghiệm, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và khả năng thích nghi của giống với điều kiện sinh thái của vùng để tránh rủi ro trong sản xuất là rất cần thiết.
Với mục đích chọn được giống ngô lai mới để bổ sung vào cơ cấu giống của tỉnh Lạng Sơn, chúng tôi đã tiến hành đề tài này. Việc đánh giá các đặc tính sinh học, tiềm năng năng suất, khả năng chống chịu… của giống mới sẽ là cơ sở khoa học xác định được giống phù hợp với điều kiện tự nhiên của tỉnh Lạng Sơn. Tình hình sản xuất ngô trên Thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào sánh kịp cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai; là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu.
Do có nền di truyền rộng và thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau nên cây ngô được trồng hầu hết ở các nước 5 trên thế giới. Năm 2004 diện tích trồng ngô trên thế giới là 147,47 triệu ha, năng suất 49,45 tạ/ha, sản lượng 729,21 triệu tấn; đến năm 2013 diện tích trồng ngô trên thế giới lên đến 184,24 triệu ha tăng hơn 36 triệu ha, năng suất đạt 55,17 tạ/ha tăng lên hơn 5 tạ/ha, sản lượng đạt 1.016,43 triệu tấn tăng 287,22 triệu tấn so với năm 2004 (FAOSTAT, 2015) [29] điều này càng khẳng định rõ thêm vai trò và vị trí quan trọng của cây ngô trong nền kinh tế toàn cầu. Hạt ngô có thành phần dinh dưỡng phong phú gồm protein, vitamin, khoáng chất, chất xơ, chất béo và giàu năng lượng… vì thế ngô được sử dụng rất phổ biến để làm thực phẩm, thức ăn gia súc, các ngành công nghiệp. Ngô được sử dụng vào nhiều mục đích như: Làm lương thực, thực phẩm, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến.
Hiện nay, ngô còn là nguồn nguyên liệu quan trọng trong sản xuất năng lượng sinh học (ethanol), đây là giải pháp cho sự thiếu hụt năng lượng trong tương lai. Ở Mỹ, trên 90% ethanol được sản xuất từ ngô với hơn 2.680 nhà máy; Trung quốc đang tập trung đầu tư xây dựng nhiều cơ sở nghiên cứu nguồn năng lượng sinh học này với mục tiêu sản xuất ethanol nhiêu liệu nhằm giải quyết sự thiếu hụt năng lượng trong tương lai. Để cung cấp nguyên liệu cho sản xuất ethanol, các nhà khoa học thuộc Đại học Bang Mychigan (Mỹ) đã tạo ra một số giống ngô mới chuyên sản xuất ethanol, giống ngô mới này cho phép tạo ra sản phẩm ethanol hiệu quả hơn, mang lại nhiều lợi nhuận hơn. Ngô 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 hóa, điện khí hóa và tin học hóa.
vào công tác nghiên cứu và sản xuất do vậy diện tích, năng suất ngô liên tục tăng trong những năm gần đây. Diện tích ngô trên toàn thế giới 147,47 triệu ha (năm 2004), sau 4 năm con số này đã tăng hơn 13,5 triệu ha lên 161,01 triệu ha. Năm 2009 diện tích giảm xuống trên 4 triệu ha còn 156,93 triệu ha. Đến năm 2013 so với năm 2004 thì diện tích trồng ngô trên thế giới tăng hơn 36 triệu ha lên 184,24 triệu ha.
Năng suất năm 2004 là 49,45 tạ/ha đến năm 2013 là 55,17 tạ/ha tăng lên hơn 5 tạ/ha. So sánh giữa sản lượng và diện tích ta thấy từ năm 2004 đến năm 2013 diện 6 tích tăng hơn 36 triệu ha, sản lượng tăng hơn 287 triệu tấn. Năm 2013, diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới đều tăng so với năm 2012 khi đạt 184,24 triệu ha và 1016,43 triệu tấn. Chính từ điều này mà khẳng định thêm vai trò và vị trí của cây ngô.
Trên thế giới vẫn còn nhiều quốc gia, châu lục quan tâm đến cây ngô. 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. Theo số liệu của CIMMYT (Trung tâm cải tiến Lúa mạch và Ngô Quốc tế) mức tăng trưởng bình quân hàng năm của cây ngô trên thế giới về mặt diện tích là 0,7%, năng suất là 2,4% và sản lượng là 3,1%.1 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 177,39 49,16 872,06 2013 184,2 55,17 1.2: Tình hình sản xuất ngô của các châu lục và thế giới năm 2013 Khu vực Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Châu Á 59,3 51,2 304,3 Châu Mỹ 70,7 73,9 522,6 Châu Âu 19,0 61,9 117,4 Châu Phi 35,0 20,4 71,6 (Nguồn: FAOSTAT, 2015)[29] Qua bảng 1.2 cho thấy, Châu Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới với 70,7 triệu ha, đồng thời đây cũng là châu lục có năng suất và sản lượng ngô cao nhất.
Năm 2013 năng suất ngô đạt 73,9 tạ/ha, năng suất bình quân của thế giới chỉ bằng 74,73% năng suất của châu lục này. Sản lượng đạt 522,6 triệu tấn chiếm hơn 51% sản lượng ngô toàn thế giới. Sau Châu Mỹ là Châu Á có diện tích trồng ngô lớn thứ 2 với 59,3 triệu ha, nhưng năng suất của khu vực này chỉ đạt 51,2 tạ/ha, thấp hơn so với năng suất trung bình của thế giới, sản lượng của Châu Á cũng đứng thứ 2 sau Châu Mỹ. Châu Âu đứng thứ 2 trên thế giới về năng suất đạt 61,9 tạ/ha nhưng đây lại là khu vực có diện tích trồng ngô thấp nhất (chỉ 19,0 triệu ha), Châu Phi có diện tích đứng thứ 3 trên thế giới nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 35,0 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 tình hình chính trị không ổn định đã làm cho sản xuất nông nghiệp ở khu vực này tụt hậu so với nhiều khu vực trên thế giới. Trong công tác cải tạo giống trên cơ sở ưu thế lai, ngô lai là một thành công kỳ diệu của nhân loại. Nhờ sử dụng giống ngô lai và kỹ thuật trồng trọt tiên tiến mà năng suất ngô trên thế giới đã tăng 1,07 lần trong vòng 03 năm (2011-2013) nhất là các nước có điều kiện thâm canh như Mỹ, Trung Quốc, Brazil.
Trong sản xuất ngô việc sử dụng giống tiến bộ và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến trong 8 trồng trọt ở các châu lục, các quốc gia có sự khác nhau kèm theo điều kiện tự nhiên khắc nghiệt đã tạo ra sự chênh lệch lớn về diện tích, năng suất và sản lượng giữa các châu lục và giữa các quốc gia khác nhau, thể hiện qua bảng 1. Tình hình sản xuất ngô của một số nước tiêu biểu trên thế giới năm 2013 Nước Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Mỹ 35,5 99,7 353,7 Trung Quốc 35,2 61,8 217,7 Brazil 15,3 52,6 80,5 Isarel 0,033 256 0,11 Đức 0,50 88,2 4,38 (Nguồn: FAOSTAT, năm 2015) [29] Qua bảng 1.3 cho thấy, Mỹ là một nước sản xuất ngô lớn nhất thế giới, theo (Rinke.E, 1979) [33] việc sử dụng các giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930. Hiện nay, 100% diện tích ngô của Mỹ được trồng các giống ngô lai, trong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn (Ngô Hữu Tình, 2009) [17]. Nhiều thí nghiệm ở Mỹ về các giống ngô lai đơn đã cho năng suất đạt 250 tạ/ha/vụ, mức độ tăng năng suất ngô ở Mỹ trong giai đoạn 1930-1986 là 103 kg/ha/năm, trong đó sự đóng góp cải tiến di truyền là 63 kg/ha/năm.
Trong thời gian gần đây, phần lớn các nước phát triển năng suất ngô tăng không đáng kể thì năng suất ngô ở Mỹ lại tăng đột biến. Mỹ là nước có diện tích và sản lượng ngô lớn nhất thế giới với diện tích 35,5 triệu ha, sản lượng đạt 353,7 triệu tấn chiếm 34,8% sản lượng ngô thế giới, kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất. Theo Minh Tang Chang và cộng sự (Minh Tang Chang et al, 2005) [32] cho biết ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô được sử dụng được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% bằng công nghệ sinh học. Trung Quốc là nước có diện tích trồng ngô lớn thứ 2 trên thế giới với 35,2 triệu ha đạt sản lượng 217,8 triệu tấn chiếm 25% tổng sản lượng ngô của thế giới.
