Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Ngô Chịu Hạn Phục Vụ Chuyển Đổi Cơ Cấu Cây Trồng Tại Miền Núi Phía Bắc

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn nhằm chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho các tỉnh miền núi phía bắc, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế.

• Tác giả: Bùi Văn Hiệu
• Người hướng dẫn: TS. Mai Xuân Triệu
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Di Truyền Và Chọn Giống Cây Trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Chọn Tạo Giống Ngô Chịu Hạn Phục Vụ Chuyển Đổi Cơ Cấu Cây Trồng Tại Miền Núi Phía Bắc
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sỹ Nông Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn tại miền núi phía Bắc

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn là một trong những giải pháp quan trọng nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp tại miền núi phía Bắc Việt Nam. Vùng này có điều kiện khí hậu khắc nghiệt, thường xuyên chịu ảnh hưởng của hạn hán, ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp. Việc phát triển giống ngô chịu hạn không chỉ giúp cải thiện năng suất mà còn góp phần vào việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nâng cao hiệu quả kinh tế cho nông dân.

1.1. Tình hình sản xuất ngô tại miền núi phía Bắc

Sản xuất ngô tại miền núi phía Bắc đang gặp nhiều khó khăn do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt. Diện tích trồng ngô chủ yếu nằm trên đất dốc, phụ thuộc vào nước trời, dẫn đến năng suất thấp. Năm 2020, năng suất ngô của vùng chỉ đạt 40,3 tạ/ha, thấp hơn so với trung bình cả nước.

1.2. Vai trò của giống ngô chịu hạn trong sản xuất

Giống ngô chịu hạn có vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm. Những giống này giúp nông dân giảm thiểu thiệt hại do hạn hán, đồng thời tăng cường khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu.

II. Vấn đề và thách thức trong việc chọn tạo giống ngô chịu hạn

Việc chọn tạo giống ngô chịu hạn tại miền núi phía Bắc gặp nhiều thách thức. Các giống hiện có thường có năng suất thấp và không phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng. Hơn nữa, việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ các loại cây khác sang ngô cũng gặp khó khăn do thói quen canh tác của nông dân.

2.1. Những khó khăn trong sản xuất ngô

Khó khăn lớn nhất trong sản xuất ngô tại miền núi phía Bắc là tình trạng hạn hán kéo dài, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Nông dân thường phải đối mặt với rủi ro cao khi trồng ngô trong điều kiện khí hậu không ổn định.

2.2. Thách thức trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ cây lúa sang ngô chịu hạn gặp nhiều khó khăn do thói quen canh tác lâu đời của nông dân. Cần có các chính sách hỗ trợ và khuyến khích để thúc đẩy quá trình này.

III. Phương pháp chọn tạo giống ngô chịu hạn hiệu quả

Để chọn tạo giống ngô chịu hạn hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại kết hợp với kinh nghiệm thực tiễn. Việc đánh giá khả năng chịu hạn của các dòng ngô là rất quan trọng trong quá trình này.

3.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của giống ngô

Đánh giá khả năng chịu hạn của giống ngô được thực hiện thông qua các thí nghiệm trong điều kiện hạn nhân tạo. Các chỉ tiêu như khả năng giữ nước, khả năng phục hồi sau hạn được xem xét kỹ lưỡng.

3.2. Sử dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống

Công nghệ sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc chọn tạo giống ngô chịu hạn. Việc áp dụng các chỉ thị phân tử giúp xác định nhanh chóng các dòng giống có khả năng chịu hạn tốt.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giống ngô chịu hạn

Giống ngô chịu hạn đã được thử nghiệm và ứng dụng tại nhiều địa phương ở miền núi phía Bắc. Kết quả cho thấy giống ngô này không chỉ có khả năng chịu hạn tốt mà còn mang lại năng suất cao hơn so với các giống truyền thống.

4.1. Kết quả thử nghiệm giống ngô chịu hạn

Kết quả thử nghiệm cho thấy giống ngô chịu hạn VN636 (GL-797) có năng suất cao, phù hợp với điều kiện sinh thái của miền núi phía Bắc. Giống này đã được công nhận cho sản xuất thử và có tiềm năng mở rộng quy mô.

4.2. Tác động đến đời sống nông dân

Việc áp dụng giống ngô chịu hạn đã giúp nông dân cải thiện thu nhập, giảm thiểu rủi ro do hạn hán. Điều này góp phần nâng cao đời sống và phát triển kinh tế địa phương.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của giống ngô chịu hạn

Nghiên cứu chọn tạo giống ngô chịu hạn là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp tại miền núi phía Bắc. Tương lai của giống ngô chịu hạn hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nông dân và nền kinh tế địa phương.

5.1. Tương lai của giống ngô chịu hạn

Với sự phát triển của công nghệ sinh học, khả năng tạo ra các giống ngô chịu hạn mới, năng suất cao sẽ ngày càng tăng. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho nông dân trong việc cải thiện sản xuất.

5.2. Khuyến nghị cho chính sách phát triển

Cần có các chính sách hỗ trợ nghiên cứu và phát triển giống ngô chịu hạn, đồng thời khuyến khích nông dân áp dụng các giống mới vào sản xuất để nâng cao hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngô là cây lương thực có vị trí đặc biệt quan trọng trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp toàn cầu và có tốc độ tăng trưởng cao nhất về năng suất cũng như sản lượng. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực có vị trí quan trọng thứ 2 sau cây lúa. Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới, năm 1990 bằng 42%, năm 2000 bằng 59,8%, năm 2005 bằng 74,4% và năm 2010 đạt 80,8% [14].

Giai đoạn từ 2005 đến 2015, sản xuất ngô trong nước có xu hướng tăng và từng bước ổn định, hình thành ngành sản xuất lớn với những thành tựu vượt bậc trên cả 3 phương diện: diện tích, năng suất, sản lượng, đưa nước ta đứng vị trí thứ 59/166 về năng suất trong các nước trồng ngô. Năm 2020, nhập khẩu ngô của Việt Nam chính thức vượt qua mốc 12 triệu tấn, đã hoàn toàn vượt qua các mốc nhập khẩu rất quan trọng trong 2 năm về trước là mức 10 triệu tấn năm 2018 và 11 triệu tấn năm 2019. Như vậy, cũng như nhiều nước đang phát triển khác, Việt Nam đang phải nhập khẩu ngô, mặc dù năng suất ngô năm 2020 đã đạt 48,7 tạ/ha, song so với năng suất trung bình của thế giới (5,64 tấn/ha) thì năng suất ngô của Việt Nam còn rất thấp. Một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất ngô ở Việt Nam là do ngô chủ yếu được trồng trên đất dốc (> 60% diện tích) tập trung ở vùng trung du miền núi phía Bắc.

Sản xuất ở những vùng này phụ thuộc chủ yếu vào nước trời. Năm 2020, diện tích ngô của vùng Trung du miền núi phía Bắc là 426,4 nghìn ha, năng suất ngô của vùng chỉ đạt 40,3 tạ/ha, bằng 83,3% so với trung bình cả nước. Ở vùng này cây ngô thường bị hạn ở giai đoạn đầu vụ Hè Thu và giai đoạn trỗ cờ tung phấn của vụ Thu Đông. Do vậy, cần có một bộ 2 giống ngô lai chịu hạn, ngắn ngày, năng suất cao phục vụ sản xuất ngô của các tỉnh miền núi phía Bắc để giảm thiệt hại do hạn hán gây ra.

Trong những năm gần đây các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều về giống có khả năng chịu hạn, những giống ngô lai chịu hạn trong nước hiện nay như LVN99, LVN885, AG59. tuy có khả năng chịu hạn, phù hợp cho việc chuyển đổi nhưng năng suất còn thấp, hiệu quả kinh tế chưa cao nên chưa hấp dẫn người nông dân chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang trồng ngô. Một số giống cho năng suất cao, chịu hạn tốt như: VN8960, NK67, DK9901. nhưng lại có thời gian sinh trưởng quá dài, khó khăn cho cơ cấu tăng vụ do vậy khó áp dụng cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở miền núi phía Bắc.

Vì vậy, để chuyển đổi cơ cấu cây trồng có ngô kém hiệu quả sang cơ cấu cây trồng hiệu quả kinh tế cao hơn, cần có một bộ giống ngô lai chịu hạn năng suất cao, ngắn ngày phù hợp cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng kém hiệu quả sang sản xuất ngô hiệu quả hơn, tăng diện tích và sản lượng ngô, giảm nhập khẩu, tiết kiệm chi phí ngoại tệ cho Nhà nước. Ở các tỉnh miền núi phía Bắc có một diện tích rất lớn đất có thể sử dụng giống ngô chịu hạn để chuyển đổi cơ cấu, tăng vụ như: Đất trồng một vụ ngô Hè Thu muộn bỏ hóa vụ Thu Đông, gieo vào nửa cuối tháng 4 đầu tháng 5 thu hoạch vào tháng 8 ở hầu hết các huyện Sơn La và một số huyện vùng cao của Thái Nguyên như Đại Từ, Định Hóa, Võ Nhai. Cơ cấu vùng này có diện tích lớn, nếu trồng thêm 1 vụ Thu Đông cần có giống ngô chịu hạn vì cuối vụ (cuối tháng 11 đầu tháng 12) gặp hạn và rét; Đất 2 vụ ngô muốn có năng suất cao nên sử dụng giống chịu hạn trồng vụ ngô Xuân Hè gieo đầu tháng 3 tránh hạn và rét đầu năm, thu hoạch vào đầu tháng 7 sau đó trồng ngô vụ Thu Đông gieo cuối tháng 7 đầu tháng 8 thu hoạch tháng 11, cơ cấu vùng này ở vùng núi thấp, trồng ở các bãi ven sông lớn như dọc sông Đà ở Sơn La và một số suối lớn ở Phù Yên, Mộc Châu, dọc sông Cầu, 3 sông Công ở Thái Nguyên; Đất ruộng bậc thang chỉ trồng được một vụ lúa Mùa (cấy lúa vào 10-20 tháng 6), bỏ hóa vụ Xuân do hạn hán đầu vụ. Nên có thể chuyển sang trồng 2 vụ ngô/năm bằng việc sử dụng giống chịu hạn để có hiệu quả kinh tế cao hơn; Ngoài ra, với những diện tích lúa hiệu quả thấp có thể chuyển đổi sang trồng ngô chịu hạn thay thế sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Chọn tạo giống ngô chịu hạn phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho một số tỉnh miền núi phía Bắc”. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá, tuyển chọn được một số dòng ngô chịu hạn, có đặc điểm nông sinh học và khả năng kết hợp tốt phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai chịu hạn. - Chọn tạo được 1 – 2 giống ngô lai triển vọng có khả năng chịu hạn, năng suất cao thích hợp với điều kiện sinh thái và một số cơ cấu cây trồng ở vùng miền núi phía Bắc. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học của đề tài: + Cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị về di truyền tính chịu hạn, khả năng kết hợp và mối tương quan giữa khả năng chịu hạn với đặc điểm nông sinh học trong chọn giống ngô lai chịu hạn; + Kết quả nghiên cứu của luận án cũng là tài liệu tham khảo trong việc nghiên cứu, giảng dạy có giá trị trong chọn tạo giống ngô lai chịu hạn và chuyển đổi cơ cấu cây trồng, mùa vụ trong tái cơ cấu ngành trồng trọt ở các tỉnh miền núi phía Bắc.

4 - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: - Kết quả nghiên cứu đã xác đinh được 7 dòng có khả năng chịu hạn tốt và KNKH cao về năng suất là H4, H11, H18, H21, H24, H27, H29, trong đó 3 dòng H4, H18 và H29 là những dòng có KNKH cao, rất có ý nghĩa và đặc biệt có giá trị khi sử dụng là cây thử trong chương trình chọn tạo giống ngô lai chịu hạn. - Chọn tạo được 1 giống ngô lai mới chịu hạn, năng suất cao, thích hợp với điều kiện sinh thái của vùng miền núi phía Bắc Việt Nam là VN636 (GL-797). Giống ngô lai VN636 (GL-797) đã phù hợp với cơ cấu cây trồng trên đất tăng vụ ngô và đủ điều kiện mở rộng qui mô. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài + Đề tài được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu, đánh giá 30 dòng ngô tự phối được chọn tạo ra bằng phương pháp truyền thống (tự phối kết hợp fullsib) từ các quần thể tự tạo của Viện Nghiên cứu Ngô, một số giống ngô lai thương mại NK66, NK67, PA33, CP999, 30Y87 và B9698 được ký hiệu từ H1-H30.

+ Tổ hợp lai đỉnh (topcross) tạo ra từ các dòng thuần của đề tài và đối chứng là giống ngô chịu hạn VN8960, NK4300 đang được trồng phổ biến ở các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam. Những đóng góp mới của đề tài - Đưa ra những khuyến cáo về vật liệu phù hợp cho chương trình chọn tạo dòng, giống ngô chịu hạn, thích hợp cho điều kiện các tỉnh miền núi phía bắc Việt Nam, là cơ sở cho chọn tạo và cải tiến các vật liệu chọn tạo giống ngô cho các vùng chuyên biệt. 5 - Xác định được 7 dòng có khả năng chịu hạn và KNKH cao ở chỉ tiêu năng suất là: H4, H11, H18, H21, H24, H27, H29 bổ sung vào nguồn vật liệu ưu tú phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai chịu hạn. - Đã xác định được một số tổ hợp lai ưu tú thử nghiệm cho sản xuất, trong đó tổ hợp lai VN636 (H29 x H24) được khảo nghiệm ở nhiều vùng sinh thái, đặc biệt là ở các vùng miền núi phía Bắc có điều kiện hạn và đã có kết quả tốt, được Hội đồng khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận cho sản xuất thử với tên là GL-797 theo Quyết định số 460/QĐ-TT-CLT ngày 31/12/2019.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Tổng quan sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất và sử dụng giống ngô trên thế giới Sản xuất ngô trên thế giới luôn được quan tâm và ngày càng phát triển nhờ vị trí vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Mặc dù trong những năm gần đây diện tích trồng ngô trên toàn cầu không tăng mạnh như cuối thế kỷ XX do diện tích canh tác có giới hạn nhưng sản lượng ngô trên thế giới vẫn liên tục tăng trưởng, nguyên nhân chính là do năng suất ngô ngày càng được cải thiện nhờ áp dụng các giống ngô lai và các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến vào sản xuất.

Theo số liệu của Tổ chức Nông Lương Thế Giới (FAO), năm 2020 diện tích trồng ngô trên thế giới đạt 201,983 triệu ha và sản lượng đạt trên 1.162 triệu tấn, sản xuất ngô trở thành một trong những ngành hàng quan trọng của nền kinh tế thế giới với tổng lượng ngô xuất khẩu lên tới 192 triệu tấn năm 2020 [57]. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2009-2020 Năm Diện tích (triệu ha) Sản lượng (triệu tấn) 2009 159 821 2010 165 852 2011 172 887 2012 180 876 2013 187 1.162 Nguồn: FAO, 2020 [57] Qua bảng 1.1 cho thấy rằng diện tích trồng ngô trên thế giới tăng nhanh qua các năm, trong năm 2009 diện tích trồng ngô là 159 triệu ha đến 7 năm 2020 là 201 triệu ha, sản lượng ngô tăng từ 821 triệu tấn năm 2009 lên 1. Tổ chức Nông Lương Thế Giới khuyến cáo, trong tương lai sản xuất lương thực sẽ cần phải tăng 75% mới có thể cung cấp đủ lương thực cho 9,7 tỷ người vào năm 2050. Áp lực trong sản xuất nông nghiệp của thế giới về nhu cầu lúa mì, lúa nước và ngô tăng mạnh, FAO dự kiến sản lượng ngũ cốc cần toàn cầu trong năm 2021 cần khoảng 2,8 tỷ tấn (trong đó nhu cầu về ngô sẽ tăng lên 50-60%).

Nhu cầu ngô tăng do dân số phát triển nhanh, thu nhập bình quân đầu người được cải thiện nên việc tiêu thụ thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh, dẫn đến lượng ngô dùng cho chăn nuôi tăng.