phần mở đầu và kết luận, đề tài đƣợc trình bày gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu Chƣơng 2: Vật liệu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận 3 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nguồn gốc và phân loại cây ngô 1. Nguồn gốc Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Zea, tộc Maydeae, họ hoà thảo là cây lƣơng thực, thực phẩm của con ngƣời.
Những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng của Vavilov đã cho rằng Mêxicô và Pêru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của ngô. Mêxicô là trung tâm thứ nhất , vùng Andet (Pêru) là trung tâm thứ hai, nơi mà cây ngô đã trải qua quá trình tiến hóa nhanh chóng. Nhận định này của Vavilov đƣợc nhiều nhà khoa học chia sẻ. Đặc biệt Harshberger năm 1893 đã kết luận ngô bắt đầu từ một cây hoang dại ở miền trung Mêxicô trên độ cao 1500 m của vùng bán hạn có mƣa mùa hè khoảng 350 mm.
Những kết luận này rất nổi tiếng vì đã mô tả chính xác địa bàn này của Mêxicô – nơi ông chƣa hề đến, nơi các cây họ hoang dại của ngô và ngô đã sống và đã đƣợc xác định bằng bằng chứng khảo cổ. Ngƣời ta đã tìm thấy hóa thạch phấn ngô. Mẫu phấn ngô cổ nhất đƣợc tìm thấy ở độ sâu 70 m và xác định vào niên đại sông băng, ít nhất cách đây khoảng 60. Những khai quật ở hàng động Bat của New Mêxicô đã cung cấp nhiều thông tin về nguồn gốc cây ngô.
Ở đây ngƣời ta đã tìm thấy cùi ngô dài 2 – 3 cm và xác định tuổi vào khoảng 3. Những bằng chứng trên chứng tỏ Mêhicô là trung tâm phát sinh cây ngô.[3] Với ngô nếp là loài ngô phụ của ngô, một thời gian dài có giả thuyết cho rằng ngô nếp có nguồn gốc ở Đông Nam Á mà Trung Quốc, Miến Điện, Philippin là quê hƣơng đầu tiên của nó. Sau đó ngƣời ta thấy đó là một kết quả của một đột biến thông thƣờng của các giống ngô răng ngựa biểu hiện kiểu gen Wx và gắn với các điều kiện không bình thƣờng, chúng có thể xuất hiện ở các vùng khác nhau trên trái đất. Thực tế cây ngô đã gắn bó chặt chẽ với cuộc sống ngƣời dân bản xứ Trung Mỹ.
Ngƣời ta đã tìm đƣợc những vật dụng của ngƣời tiền sử nhƣ tiểu sành, tƣợng thánh, các hình đắp nổi với bắp ngô và cây ngô. Những bằng chứng đó càng khẳng định Mêxicô là trung tâm phát sinh cây ngô. Ở Việt Nam, các tài liệu tổng hợp đƣợc cho thấy ngô du nhập vào nƣớc ta từ Trung Quốc vào. Từ tập quán trồng ngô của đồng bào dân tộc ở Tây Nguyên là chọc lỗ tra hạt còn đồng bào vùng núi phía Bắc lại gieo hạt.
Điều này cho thấy hai khuynh hƣớng trồng ngô khác nhau có thể là do hai con đƣờng vào nƣớc ta đã mang theo tập quán trồng ngô khác nhau.[5] Cho đến nay vẫn chƣa tìm đƣợc bằng chứng cụ thể nào và chƣa khẳng định đƣợc nguồn gốc, tổ tiên chính xác của ngô. Những tranh luận về nguồn gốc của ngô vẫn đang tiếp diễn. Tuy nhiên điều quan trọng nhất là sự hình thành vô số loài phụ, các 4 thứ, nguồn dị hợp thể của cây, các dạng cây và biến dạng của chúng đã tạo ra cho nhân loại một loại cây ngũ cốc có giá trị bên cạnh lúa nƣớc và lúa mỳ. Phân loại cây ngô Có nhiều cách phân loại giống khác nhau nhƣ: phân loại theo đặc điểm thực vật học, theo thời gian sinh trƣởng, theo đặc tính nông học và theo giá trị thƣơng phẩm.
Sau đây là một số cách phân loại quan trọng: 1. Phân loại theo đặc điểm thực vật học Phƣơng pháp phân loại ngô theo đặc điểm thực vật học là dựa vào các đặc điểm của hạt ngô và mày hạt bao gồm: Hình dáng hạt, thành phần nội nhũ và cấu trức tinh bột. Phƣơng pháp này do Koernicke đề ra năm 1885, sau đó đƣợc nhiều nhà khoa học bổ sung. Ngày nay có thể chia ngô ra thành các loài phụ sau đây: Ngô bọc (Zeamays tunicate Sturt) Ngô nổ (Zeamays everta Sturt) Ngô bột (Zeamays amilacea Sturt) Ngô đƣờng (Zeamays sarcharata Korn) Ngô đá (Zeamays indurate Sturt) Ngô răng ngựa (Zeamays indentata Sturt) Ngô bán răng ngựa (Zeamays semiindentata Kulesh) Ngô nếp (Zeamays ceratina Kulesh) Ngô đƣờng bột (Zeamays amilosarchrata Sturt) Sau khi xác định đƣợc các loài phụ, ngƣời ta dựa vào màu sắc hạt, màu sắc mày hạt và cấu tạo bên trong của hạt để xác định thứ trong từng loài phụ.
Phân lại theo thời gian sinh trưởng Thời gian sinh trƣởng (TGST) có liên quan chặt chẽ với số lá, chiều cao cây, độ dài bắp và độ lớn của hạt. Vì thế khi phân loại ngô theo TGST thƣờng căn cứ vào hình thái của cây. Mỗi giống ngô cần một tổng tích nhiệt hoặc tổng tích nhiệt hữu hiệu (TTNHH) nhất định. Vì thế, việc phân loại TGST theo TTNHH là chính xác nhất.
TTNHH là một chỉ tiêu tƣơng đối ổn định với mỗi giống, mỗi nhóm giống. Tuy vậy, phân loại TGST theo cách này gặp khó khăn là phải xác định nhiệt độ hữu hiệu của mỗi ngày trong suốt chu kỳ sống của cây. Một phƣơng pháp phân loại TGST để so sánh hơn đã đƣợc đƣa ra là căn cứ vào chỉ số TGST của FAO. Trong hệ thống này các hệ thống đƣợc phân loại từ rất sớm đến rất muộn.
Trong mỗi nhóm có giống chuẩn và tƣơng ứng với chỉ số 100 – 1500. Tại nƣớc ta nhiều tác giả phân ngô thành 3 nhóm TGST nhƣ sau: - Nhóm ngắn ngày với tổng tích nhiệt < 2200 , TGST < 95 ngày ở phía Bắc và < 85 ngày ở phía Nam. 5 - Nhóm trung ngày với tổng tích nhiệt 2200- 2400 , TGST 90 -120 ngày ở phía Bắc và 85 – 100 ngày ở phía Nam. - Nhóm dài ngày với tổng tích nhiệt > 2400 , TGST 120 – 180 ngày ở phía Bắc và 100 – 120 ngày ở phía Nam.
Nhƣ vậy, các vùng khác nhau do chịu ảnh hƣởng của khí hậu khác nhau, nên TGST của ngô khác nhau trong cùng một giống. Do đó, số ngày cụ thể để tính TGST của các nhóm có khác nhau giữa các vùng. Đặc điểm thực vật học và đặc điểm sinh thái học của cây ngô 1. Đặc điểm thực vật học Cơ quan sinh dƣỡng của ngô gồm rễ, thân và lá làm nhiệm vụ đời sống cá thể.
Hạt đƣợc xem là cơ quan khởi đầu của cây. Sau khi gieo hạt, ngô phát triển thành mầm. Cây mầm chủ yếu sử dụng nguồn dinh dƣỡng chứa trong nội nhũ hạt. Bộ phận phía trên hạt phát triển lên mặt đất gồm có trụ giữa lá mầm.
Phần đỉnh trụ lá mầm có mấu bao lá mầm, từ đó phát sinh bao lá mầm và bên trong bao lá mầm là thân lá mầm. Trên trục của cây mầm, một đầu hình thành rễ cây mầm, sau đó phát triển thành rễ chính, từ rễ chính hình thành các rễ phụ. Ngô là cây có rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ cây hòa thảo. Hệ rễ có ba loại: rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng.
Rễ đốt giúp cho cây hút nƣớc và các chất dinh dƣỡng. Rễ chân kiềng mọc xung quanh các đốt phần thân sát gốc trên mặt đất, rễ này giúp cây chống đỗ, đồng thời cũng tham gia vào hút nƣớc và dinh dƣỡng cho cây. Số lƣợng rễ, số lông rễ và chiều dài rễ khác nhau ở mỗi giống. Thân ngô thƣờng phát triển mạnh, thẳng cứng dạng bền chắc.
Thân chia làm nhiều lóng, các lóng nằm giữa các đốt, các lóng dài và to dần từ dƣới lên. Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Độ lớn và số lá ngô dao động từ 6 đến 22 lá, tùy thuộc vào giống và điều kiện tự nhiên. Lá ngô trƣởng thành bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá và thìa lá.
Bắp ngô phát sinh từ mầm nách lá trên thân, số mầm nách lá trên cây ngô nhiều, nhƣng chỉ 1 - 3 mầm nách giữa thân phát triển thành bắp. Tùy thuộc vào giống, điều kiện sinh thái, chăm bón, mật độ, mùa vụ… mà tỷ lệ cây 2-3 bắp, số hạt trên bắp, vị trị đóng bắp, thời gian phun râu, trổ cờ… có khác nhau. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phân chính: vỏ hạt, lớp alơron, bọc xung quanh, màu sắc vỏ tùy thuộc vào từng giống, nằm sau lớp vỏ hạt là lớp alơron bao bọc lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là thành phần chính 70 - 80% trọng lƣợng hạt, thành phần chủ yếu là tình bột, ngoài ra còn có protein, lipid, vitamin, khoáng và enzyme để nuôi phôi phát triển.
Phôi ngô lớn (chiếm 8 - 15%) nên cần chú trọng bảo quản [6]. Đặc điểm sinh thái học của cây ngô 1. Nhiệt độ Cây ngô có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nhƣng qua quá trình trồng trọt, chọn lọc và thuần hóa ngày nay ngô có thể trồng trên nhiều vùng khí hậu khác nhau. Cây ngô hầu nhƣ có thể trồng ở tất cả các vĩ tuyến, trừ những nơi quá lạnh hoặc mùa trồng quá ngắn.
Ở Mỹ ngô đƣợc trồng hầu hết ở phía nam vĩ 450 Bắc. Trung tâm của vành đai ngô đƣợc đặt ở vùng khí hậu ôn đới có mùa hè ấm áp và không có mùa khô, ít nhất 8 tháng có nhiệt độ bình quân trên 10 0 C, không băng giá. Hầu hết diện tích trồng ngô ở Châu Âu nằm ở vĩ tuyến 50 0 với mùa trồng kéo dài 140 ngày, nhiệt độ tháng 7 trung bình khoảng 30 0 C. - Ngô là cây trồng khí hậu ấm, nhiệt độ yêu cầu từ khi trồng đến lúc ra hoa, suốt thời kỳ nảy mầm, thích hợp vào khoảng 18,3 0 C; nhiệt độ dƣới 12,8oC dẫn đến giảm năng suất.
Nhiệt độ tối thiểu nằm giữa 9 – 10oC. Theo Wallace và Bressman (1937), ở nhiệt độ bình quân giữa 15,5 – 18,3 0 C thời gian từ gieo đến mọc thƣờng từ 8 – 10 ngày. Còn ở nhiệt độ từ 10 đến 12,8oC quá trình nảy mầm kéo dài từ 18 – 20 ngày. Nếu đất ẩm và ở nhiệt độ 21,1oC quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong 5 – 6 ngày.
Khí hậu lạnh ẩm bệnh sẽ phát triển mạnh. Nhiều tác giả đã chỉ ra rằng những bệnh khác nhau có thể gây cho hạt và cây con bị hại ở điều kiện nhiệt độ thấp. [4] Sau khi nảy mầm cây ngô không thể chống chịu đƣợc nhiệt độ thấp dƣới điểm đóng băng Hanna (1929) đã chứng minh ở -1,6oC ngô bị tổn thƣơng và ở -4,4oC ngô bị chết. Nhiệt độ có ảnh hƣởng đến thời gian sinh trƣởng của ngô.