PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan trọng, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, an ninh dinh dưỡng và phát triển kinh tế của Việt Nam trong những thập niên qua. Trên cơ s sử dụng các giống ngô lai mới có năng suất cao, chống chịu tốt và ứng dụng khá đồng bộ các biện pháp canh tác ngô đã giúp phát triển sản xuất ngô của Việt Nam trong gần 30 năm qua có nhiều thành tích đáng kể như tăng về diện tích, năng suất và sản lượng. Đặc biệt, trong giai đoạn từ năm 1995 đến năm 2019 về năng suất đã tăng từ 2,11 tấn/ha lên 4,85 tấn/ha và sản lượng từ 1,17 triệu tấn lên 4,85 triệu tấn trong niên vụ 2019/2020 [59].
Đạt được những thành quả đó do Việt Nam có bước tiến rõ rệt trong lĩnh vực nghiên cứu, chọn tạo ra những giống có nhiều đặc tính tốt (năng suất cao, khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện bất thuận) và nghiên cứu quy trình kỹ thuật (trồng và chăm sóc); mặc dù, năng suất có tăng nhưng vẫn còn rất kiêm tốn, mới chỉ đạt khoảng 80% so với năng suất ngô trung bình của thế giới (5,77 tấn/ha). Nguyên nhân chính là do hiện nay chúng ta vẫn chưa có bộ giống ngô phong phú để người sản xuất có nhiều lựa chọn về thời gian sinh trư ng cho phù hợp với cơ cấu cây trồng, khả năng chống chịu với sâu bệnh và điều kiện bất thuận, quy mô sản xuất nhỏ nên không thuận lợi cho áp dụng cơ giới hóa, đất nghèo dinh dưỡng và biến đối khí hậu đã gây bất lợi cho sản xuất). Mặt khác, việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng của các địa phương và sự cạnh tranh từ các cây trồng khác cũng là thách thức đối với sản xuất ngô nước ta. Việt Nam là một trong những quốc gia bị ảnh hư ng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu [64], hầu hết các giống ngô đang được sử dụng trong sản xuất có thời gian sinh trư ng dài, trồng ngô chủ yếu nhờ nước trời, chăm sóc hạn chế là những nguyên nhân dẫn tới năng suất ngô trung bình thấp hơn khoảng 20% so với năng suất ngô trung bình của thế giới.
Với những khó khăn, hạn chế trong sản xuất ngô được nêu trên làm chi phí sản xuất lớn, giá thành sản xuất cao. Giá ngô hạt sản xuất trong nước cao hơn giá ngô hạt nhập khẩu từ Brazil, Achentina, Mỹ, lợi nhuận từ sản xuất ngô thấp nên nên diện tích ngô có xu thế giảm dần. Trong 6 vùng sinh thái trồng ngô của cả nước, thì Đông Bắc (11 tỉnh) là vùng sản xuất ngô lớn nhất với diện tích ngô 263 nghìn ha [19]. Được xác định là cây trồng quan trọng của nền kinh tế, nhưng canh tác ngô chủ yếu vẫn dựa vào giống có thời gian 2 sinh trường dài ngày trong điều kiện nước trời, tỷ lệ áp dụng cơ giới còn hạn chế và nguồn lực đầu tư cho sản xuất ngô thấp dẫn tới năng suất ngô trung bình của cả vùng Đông Bắc chỉ đạt 4,19 tấn/ha, thấp hơn năng suất trung bình của cả nước (4,85 tấn/ha) và sản lượng đạt 1,06 triệu tấn [19].
Để đảm bảo an ninh lương thực, nâng cao năng suất và tăng sản lượng ngô của vùng Đông Bắc, giống ngô chọn tạo cho vùng này cần đáp ứng một hoặc đồng thời các yêu cầu về thời gian sinh trư ng (ngắn hơn giống đang trồng phổ biến tại địa phương) giúp giải quyết vấn đề về bố trí cơ cấu cây trồng, thời vụ hợp lý (sắp xếp lại cơ cấu cây trồng, tăng vụ), chống chịu với điều kiện bất thuận trong vụ Thu Đông (né hạn, sương muối và rét đậm cuối vụ) đồng thời trồng được trong vụ Xuân muộn, tăng diện tích trồng ngô vụ Xuân trên đất bỏ hóa. Để góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, góp phần thúc đẩy nghề trồng ngô của vùng Đông Bắc, việc tiến hành đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai phù hợp cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc” là rất cần thiết. Mục tiêu của đề tài Đánh giá, tuyển chọn bộ dòng ngô thuần có đặc điểm nông sinh học tốt, phục vụ công tác chọn tạo giống ngô cho vùng Đông Bắc; Chọn tạo thành công 2-3 tổ hợp lai, xác định được 1 giống ngô lai phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩ ho họ ủ ề tài: + Cung cấp bổ sung thêm các dẫn liệu, thông tin khoa học và khả năng ứng dụng nguồn vật liệu trong công tác chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, có khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận cho vùng Đông Bắc; + Trên cơ s nghiên cứu đánh giá phân loại dòng thuần đã góp phần làm phong phú thêm nguồn vật liệu ưu tú phục vụ tốt hơn cho công tác chọn tạo giống ngô lai chín sớm, năng suất cao; + Xác định được thời gian chênh lệch giữa tung phấn và phun râu liên quan chặt chẽ đến năng suất trong điều kiện khô hạn là cơ s khoa học quan trọng phục vụ công tác chọn, tạo giống ngô chịu hạn.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: 3 + Đã nghiên cứu, đánh giá 31 dòng ngô thuần ưu tú thuộc tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô có đặc điểm nông sinh học tốt, chín trung bình sớm và có khả năng chịu hạn phục vụ công tác chọn tạo giống ngô phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đông Bắc; + Xác định được 3 tổ hợp lai chín trung bình sớm và 1 giống ngô lai, đề xuất được cơ cấu thời vụ hợp lý, phù hợp với chuyển đổi cơ cấu cây trồng cho vùng Đông Bắc. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đối tượng nghiên cứu + 31 dòng ngô thuần ngắn ngày ưu tú trong tập đoàn dòng của Viện Nghiên cứu Ngô có đặc điểm nông học tốt, có năng suất cao và khả năng chịu hạn; + Tổ hợp lai được tạo ra từ các dòng trên theo phương pháp lai đỉnh và 4 giống ngô lai thương mại được dùng làm giống đối chứng trong các thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai, khảo nghiệm, sản xuất thử tổ hợp lai với các giống đối chứng LVN99, DK9901, DK8868 và NK4300; + Từ tập quán canh tác của người dân và điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng của vùng, đề xuất các công thức luân canh, tăng vụ và chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp Đông Bắc. - Phạm vi nghiên cứu + Thí nghiệm đánh giá các dòng thuần và lai tạo giống được thực hiện tại Viện Nghiên cứu Ngô; + Khảo nghiệm, sản xuất thử tổ hợp lai chín sớm tại một số tỉnh vùng Đông Bắc; + Đánh giá điều kiện sinh thái, tập quán canh tác ngô của người dân vùng Đông Bắc, đề xuất các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp. Những đóng góp mới của đề tài - Về nghiên cứu, chọn tạo giống: + Xác định được 5 dòng có KNKHC cao về năng suất đó là: C649, C194, C252, C175 (C436A) và C91, bổ sung nguồn vật liệu ưu tú phục vụ công tác chọn tạo giống ngô lai; + Xác định được giống VN1519 chín trung bình sớm năng suất cao, ổn định và thích ứng với điều kiện vùng Đông Bắc.
4 - Về quy trình kỹ thuật canh tác, thời vụ và cơ cấu cây trồng: Xác định được mật độ, liều lượng phân bón phù hợp với giống và cơ cấu cây trồng phục vụ chuyển đổi sử dụng giống ngô VN1519 có hiệu quả cho vùng Đông Bắc. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Vi t Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Cây ngô (Zea mays.
L) là cây trồng đóng vai trò quan trọng trong chiến lược an ninh lương thực, xóa đói, giảm nghèo và phát triển kinh tế toàn cầu, là nguyên liệu chủ yếu của ngành chăn nuôi (618 triệu tấn, chiếm 70% nguyên liệu thức ăn chăn nuôi), chế biến công nghiệp và làm nhiên liệu sinh học (295,7 triệu tấn) [45]. Với sản lượng niên vụ 2017/2018 là 1.075,6 triệu tấn, vượt xa so với sản lượng lúa mỳ (763,18 triệu tấn) và lúa nước (495,07 triệu tấn) [57], sản xuất ngô đã thực sự là một trong những ngành hàng quan trọng của nền kinh tế thế giới với tổng lượng ngô xuất khẩu lên tới 151,8 triệu tấn niên vụ 2017/2018 [45]. Theo dự báo của FAO tới năm 2050 dân số thế giới là 9,73 tỷ người, dân số gia tăng chủ yếu tập trung các nước đang phát triển, sẽ tạo nên áp lực trong sản xuất nông nghiệp nhu cầu về ngô, lúa mỳ và lúa nước hàng năm của thế giới sẽ tăng, dự kiến cần khoảng 3,3 tỷ tấn (trong đó nhu cầu về ngô sẽ tăng lên 50-60%), tăng 800 triệu tấn so với sản lượng (2,5 tỷ tấn năm 2016). Năng suất ngô trung bình của thế giới là 5,7 tấn/ha và sản lượng 1,08 tỷ tấn trong niên vụ 2017/2018 và tốc độ tăng năng suất ngô trung bình chỉ đạt gần 1,5% [38], trong khi nhu cầu sử dụng ngô hạt của thế giới trong thời gian tới cần khoảng 1,65 đến 1,98 tỷ tấn.
Có thể thấy tiềm năng trong cải thiện về năng suất cùng với nhu cầu sử dụng ngô hạt của thế giới vẫn rất lớn. Ngô tr thành cây trồng có diện tích sản xuất lớn nhất và tập trung chủ yếu các nước đang phát triển [48]. Theo FAO (2012), gần 90% sự gia tăng sản lượng ngô hàng năm tập trung các nước đang phát triển chủ yếu để làm nguyên liệu sản xuất thức ăn chăn nuôi, khi nhu cầu tăng từ 55% từ năm 2005 - 2007 lên đến 68% năm 2050. Vùng phụ cận Sahara (subSaharan) châu Phi và Mỹ La tinh, cũng là vùng có nhiều tiềm năng m rộng diện tích trồng, đóng góp lớn cho sự phát triển sản xuất ngô, với mức tăng sản lượng 0,65%/năm điều kiện nhờ nước trời, 0,20%/năm điều kiện có tưới và năng suất bình quân 6,1 tấn/ha (khu vực nước 6 trời là 5,65 tấn/ha, tưới đủ 7,43 tấn/ha) [39].
Niên vụ 2018/2019, tổng sản lượng ngô của thế giới đạt 1.076 triệu tấn, cùng với lượng ngô còn dư từ niên vụ trước chuyển sang lên tổng nguồn cung đạt 1.379,6 triệu tấn ngô trong khi đó nhu cầu sử dụng là 1.108,7 triệu tấn, do đó có thể sẽ dẫn tới lượng ngô dư cuối vụ là 270,9 triệu tấn; Theo dự báo tổng lượng ngô của thế giới được thương mại hóa trong niên vụ này 160 triệu tấn [45].
