Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến trên thế giới, không cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai. Ngô 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. Ngành sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay trên cả 3 phương diện: diện tích, năng suất và sản lượng.
Đặc biệt về năng suất, trong hơn 40 năm gần đây, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu. Vào năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới lúc này chưa đến 20 tạ/ha, con số này đã tăng lên 55,1 tạ/ha năm 2013. Những năm gần đây, năng suất ngô biến động nhưng nhìn chung có xu hướng tăng lên do các nhà khoa học đã ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật - thuyết ưu thế lai vào công tác chọn tạo giống. Đặc biệt với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ sinh học, với kỹ thuật chuyển gen trong hơn 10 năm trở lại đây, đã tạo lên một bước ngoặc lớn trong việc tạo ra các giống ngô mới có tiềm năng năng suất cao (theo GMO diện tích trồng ngô chuyển gen năm 2012 của toàn thế giới 57.4 triệu ha) [19] Ngô được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: làm lương thực, thực phẩm, thức ăn cho gia súc, nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến.Hiện nay ngô là nguồn nguyên liệu quan trọng trong sản xuất năng lượng sinh học (ethanol), đây được coi là giải pháp cho sự thiếu hụt năng lượng trong tương lai.
Ở Mỹ, trên 90% ethanol được sản xuất từ ngô với hơn 2680 nhà máy. Trung Quốc cũng đang tập trung đầu tư xây dựng nhiều cở sở n 5 nghiên cứu về nguồn năng lượng sinh học này với mục tiêu ethanol nhiên liệu sẽ tăng lên 2 tỷ lít vào năm 2010 và 10 tỷ lít vào năm 2020 (Ngô Sơn, 2007)[15]. Để cung cấp nguyên liệu cho sản xuất ethanol, các nhà khoa học thuộc Đại học bang Michigan (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 và mang lại nhiều lợi nhuận hơn bởi hiện phần lớn nhiên liệu ethanol của Mỹ được sản xuất từ bắp ngô.
Nhờ những tiến bộ trong nghiên cứu và sản xuất mà diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới tăng lên liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Kết quả được thể hiện qua bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô thế giới trong giai đoạn 1961 - 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 1961 105,55 19,2 205,03 2006 146,9 48,0 706,8 2007 158,5 49,8 789,8 2008 162,8 50,9 830,3 2009 158,8 51,6 820,0 2010 164,3 51,8 851,1 2011 172,0 51,6 880,0 2012 177,3 49,1 872,0 2013 184,2 55,1 1.1 cho thấy, sản xuất ngô trên thế giới tăng lên không ngừng cả về diện tích và năng suất. Năm 1961 năng suất ngô trung bình thế giới mới chỉ đạt 19,2 tấn/ha, diện tích 105,55 triệu ha. Nhưng đến năm 2013 năng suất n 6 ngô đạt 55,1tấn/ha, gấp 2,86 lần và sản lượng đạt 1.016,4 triệu tấn, gấp 4,9 lần so với năm 1961, trong khi diện tích ngô tăng không nhiều (1,7 lần).
Trong đó tập trung và phân bố không đều ở các khu vực: Châu Mỹ đứng đầu với 70,8 triệu ha chiếm 38,43% diện tích Thế Giới, Châu Á chiếm 32,19%, Châu Phi là 18,94% và Châu Âu 10,26%.2: 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 59,3 51,2 304,3 Châu Mỹ 70,8 73,8 522,8 Châu Âu 18,9 61,9 117,4 Châu Phi 34,9 20,3 71,0 (Nguồn: FAOSTAT, 2014) Là cái “nôi” của cây ngô - Trung tâm phát sinh cây ngô, ngành sản xuất ngô đã sớm được hình thành và phát triển mạnh mẽ ở Châu Mỹ. Ở Châu Mỹ, nổi lên hàng loạt các nước có nền sản xuất ngô chiếm tỷ trọng cao của thế giới cả về diện tích cũng như sản lượng, điển hình là Mỹ. Nước Mỹ luôn được coi là cường quốc số một về ngô. Năm 2008, với diện tích 31,8 triệu ha, năng suất bình quân đạt 96,6 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 307,4 triệu tấn chiếm 37,4% sản lượng ngô toàn thế giới.
Kết quả đó có được một phần là nhờ ứng dụng công nghệ chuyển gen để tạo ra các giống ngô mới có tiềm năng suất cao. Năm 2007, diện tích trồng ngô chuyển gen ở Mỹ đạt 27,4 triệu ha chiếm 73% trong tổng số hơn 37,5 triệu ha diện tích ngô của nước này (GMO. Trong công tác cải tạo giống cây trồng 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 4 lần trong vòng 50 n 7 năm (1960-2010), nhất là các nước có điều kiện thâm canh như Mỹ, Trung Quốc, Brazil.
Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới được trình bày ở bảng 1. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) Mỹ 36,9 9,9 367,8 Trung Quốc 35,2 6,1 217,8 Brazil 15,4 5,2 80,5 Mexico 7,0 3,19 22,66 Ấn Độ 9,5 2,45 23,29 Italia 0,8 8,0 6,5 Đức 0,49 8,8 4,38 Hy Lạp 0,19 11,5 21,8 Israel 0,0048 22,5 0,110 (Nguồn FAOSTAT, 2014) [19] Mỹ là nước sản xuất ngô lớn nhất thế giới, chiếm hơn 40% tổng sản lượng ngô thế giới.E (1979)[23] việc sử dụng các giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930. Hiện nay 100% diện tích ngô của Mỹ là trồng các giống ngô lai trong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn (Ngô Hữu Tình và cs, 2009)[17]. Nhiều thí nghiệm ở Mỹ về các giống ngô lai đơn đã cho năng suất đạt 25 tấn/ha/vụ.
Người ta đã tính được mức độ tăng năng suất ngô ở Mỹ trong giai đoạn 1930-1986 là 103 kg/ha/năm, trong đó sự đóng góp do cải tiến nền di truyền là 63 kg/ha/năm (Duvick D.N, 1990)[21], vào cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô cải lương. n 8 Trong thời gian gần đây, nếu như phần lớn các nước phát triển năng suất ngô tăng không đáng kể, thì năng suất ngô ở Mỹ lại có sự tăng đột biến. Kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất. Theo Ming Tang Chang và cộng sự (Minh-Tang Chang và cs., 2005)[22] 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.
Năng suất ngô ở Mỹ đã tăng từ 1,5 tấn/ha vào năm 1930 đến 7 tấn/ha vào những năm 1990 (SK.Vasal và cs. Năm 2013 tổng sản lượng ngô của Mỹ là 367,8 triệu tấn/ha, trên diện tích là 36,9 triệu ha. Trung Quốc là nước đứng thứ 2 trên thế giới về diện tích trồng ngô, sản lượng ngô năm 2013 của Trung Quốc đạt 217,8 triệu tấn, tuy nhiên diện tích ngô tăng không nhiều. Do có trình độ khoa học kỹ thuật và thâm canh cao nên Israel là nước đứng đầu về năng suất là Israel với 22,5 tấn/ha, năng suất ngô thấp nhất là Ấn Độ (2,45 tấn/ha).
Trong sản xuất hiện nay có sự khác biệt rõ ràng về năng suất giữa các nước phát triển và các nước đang phát triển. Năng suất ngô trung bình của các nước phát triển là 7,8 tấn/ha, các nước đang phát triển là 2,7 tấn/ha. Hai nguyên nhân chính dẫn đến sự chênh lệch này là: - Tỷ lệ sử dụng giống ngô lai khác nhau trong sản xuất. Ở các nước phát triển 90-100% diện tích ngô được trồng bằng các giống lai có ưu thế lai cao, trong khi đó các nước đang phát triển diện tích trồng giống ngô lai rất thấp (37% diện tích) chủ yếu là trồng các giống thụ phấn tự do (63% diện tích) (CIMMYT, 1991-1992)[18] - Khả năng đầu tư và trình độ thâm canh của người sản xuất.
Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa ở nước ta. Ngô được đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình, 2009) [17]. Do n 9 có vai trò quan trọng đối với kinh tế xã hội cộng với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nên ngô đã nhanh chóng được mở rộng, trồng khắp các vùng miền cả nước. Cùng với sự tiến bộ của toàn thế giới, việc phát triển sản xuất ngô ở Việt Nam trong vài thập kỷ cuối thế kỷ 20 cũng đã thu được những kết quả quan trọng.
Đạt được thành tựu lớn trong sản xuất ngô ở nước ta trong những năm gần đây là nhờ có những chính sách khuyến khích của Đảng và Nhà nước trong việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, kỹ thuật canh tác vào sản xuất nên cây ngô đã có những bước tiến mạnh về diện tích, năng suất và sản lượng. Năng suất ngô Việt Nam đến cuối những năm 1975 chỉ đạt 10,50 tạ/ha do trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác với CIMMYT, nhiều giống ngô cải tiến đã được trồng ở nước ta, góp phần đưa năng suất lên gần 15,50 tạ/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc mở rộng giống lai và cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác.
Năm 1991, diện tích trồng giống lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2009 giống lai đã chiếm khoảng 95% trong số 1,2 triệu ha. Năm 1994, sản lượng ngô Việt Nam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 vượt ngưỡng 2 triệu tấn. Năm 2013 năng suất cũng như sản lượng đạt mức cao nhất từ trước đến nay với năng suất 44,2 tạ/ha, sản lượng vượt ngưỡng 5 triệu tấn – 5,1 triệu tấn (FAO, 2014) n 10 Bảng 1.Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 1961 đến nay 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (1000 ha) (tạ/ha) (1000 tấn) 1961 229,2 11,40 260,1 1975 267,0 10,50 280,6 1990 432,0 15,50 671,0 1995 556,8 21,30 1. Suốt gần 20 năm sau đó, trong khi năng suất ngô thế giới tăng liên tục thì năng suất của ta lại giảm, và vào năm 1979 chỉ còn bằng 29% so với trung bình thế giới (9,9/33,9 tạ/ha).