Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây ngô. Nguồn gốc, phân loại. Ngô (Zea mays L.) thuộc họ Poaceae (họ hòa thảo) tộc Tripsaceae.
Được con người trồng từ hàng nghìn năm nay, trồng thuần canh ở khu vực trung Mỹ, sau đó lan tỏa ra khắp châu Mỹ. Người ta có thể dựa vào khóa hệ thống phân loại để tìm ra nguồn gốc hệ thống phân loại của ngô: - Họ: Họ hòa thảo, bộ rễ chùm, lá mọc thành 2 dãy, gân lá song song, bọc lá chẻ dọc, có thìa lìa, mấu đốt đặc, hoa mọc thành bông nhỏ có mày. - Tộc: Tripsaceae, hoa đực, hoa cái mọc ở những bông nhỏ khác nhau trên cùng một cây, thân đặc, có sáp. - Chi: Zea, hạt mọc ở trục bông, sau khi chín hạt to và mày nhỏ.
- Loài: Zea mays, nhánh mẹ phát triển vòi nhụy rất dài, số hàng hạt tương đối nhiều, xếp song song trên trục bông [2]. Loài ngô được phân thành các loài phụ (các nhóm) sau: 1- Ssp amiiaceae - ngô bột. 2- Ssp indentana - ngô răng ngựa. 3- Ssp induarate - ngô đá rắn (ngô tẻ).
4- Ssp everta - ngô nổ. 5- Ssp saccharata - ngô đường. 6- Ssp ceratina - ngô nếp. 7- Ssp tunicate - ngô vảy, ngô bọc [17].
Đặc điểm sinh vật học 1.1 Đặc điểm thực vật học - Hệ rễ Ngô là cây có hệ rễ chùm tiêu biểu của họ hòa thảo, có nhiệm vụ là hút nước, hút dinh dưỡng và tránh cho cây khỏi bị đổ ngã… Gồm ba loại tùy theo 5 vị trí và thời gian phát sinh là: Rễ mầm (rễ mộng, rễ tạm thời), rễ đốt, rễ chân kiềng. Rễ ngô nhìn chung ưa nước, có tính hướng đất và chất dinh dưỡng, có khả năng lan rộng trên 2m và sâu gần 2 m để hút nước và dinh dưỡng. - Thân Thân chính của ngô có nguồn gốc từ chồi mầm bao phủ bởi bao lá mầm nằm trong phôi của hạt. Thân phụ (nhánh) sẽ phát sinh từ thân chính.
Cây ngô trung bình có từ 0-10 nhánh tùy theo giống và điều kiện sống. Thân ngô đặc, có thể cao 1,5-4 m, có đường kính từ 2-4 cm tùy vào giống, môi trường và trình độ thâm canh. Các giống ngô khác nhau có số lóng khác nhau: Giống ngô ngắn ngày, cây cao 1,2-1,5m, có 14-15 lóng. Giống ngô trung ngày, cây cao 1,8-2m, có 18-22 lóng.
Giống ngô dài ngày, cây cao 2-2,5m, có 20-22 lóng. Sau khi bao lá mầm mọc lên mặt đất, các lá bắt đầu lần lượt mở ra. Căn cứ vào hình thái và vị trí lá trên thân có thể chia thành 4 loại lá: + Lá mầm (lá lòng máng): là lá đầu tiên khi cây còn nhỏ, chưa phân biệt được phiến lá với vỏ bọc lá. + Lá thân: là những lá có mầm nách ở kẽ chân lá hay những lá mọc trên những đốt thân.
+ Lá ngọn: là những lá ở phần trên của bắp trên cùng hay những lá mọc ở trên các đốt ngọn, không có mầm nách ở kẽ lá. + Lá bi: là những lá bao bắp. Các bộ phận của lá gồm: bẹ lá, phiến lá, thìa lìa (hay tai lá). Các gié mọc đối diện nhau trên trục chính.
Hoa đực nhiều, khỏe là một đặc tính tốt. Trong mỗi bông nhỏ có hai chùm hoa, một chùm cuống dài và một chùm cuống ngắn. Mỗi chùm hoa có hai hoa, có vỏ trấu chung cho hai hoa. 6 Thời gian phơi màu của một bông cờ trong mùa hè khoảng 5-6 ngày, mùa đông thường 12-15 ngày.
Trong thời gian phơi màu hoa thường nở tập trung vào ngày thứ 3, thứ 4, thứ 5 sau khi bắt đầu tung phấn. Phấn ngô thích hợp cho thụ tinh tốt nhất khi thời tiết mát mẻ, nhiệt độ khoảng 18-200 C, độ ẩm khoảng 80% và ngay sau khi bứt khỏi bao phấn. - Hoa cái (bắp ngô) Hoa cái được sinh ra từ nách lá phần giữa thân, dài từ 10-25 cm, nhưng chỉ một đến ba chồi khoảng giữa thân mới tạo thành bắp. Bắp ngô gồm các bộ phận chính như cuống bắp và lõi bắp.
Bắp phun râu sau khi cờ tung phấn từ 1-5 ngày hoặc 1 tuần tùy giống và điều kiện tự nhiên. Hiện tượng tung phấn trước khi phun râu gọi là tính nhị chín trước, còn phun râu trước tung phấn gọi là tính nhụy chín trước. Ở điều kiện nước ta râu phun trong khoảng 5-12 ngày, trên một bắp hoa cái gần cuống bắp phun râu trước rồi tiến dần lên đỉnh bắp, trên một cây bắp trên thường phun râu trước bắp dưới 2-3 ngày. - Quá trình thụ phấn, thụ tinh, hình thành hạt Ngô là cây có hoa đơn tính cùng gốc, khác biệt so với các cây khác trong họ hòa thảo như lúa, lúa mì là cây tự thụ.
Sau khi thụ phấn, hạt phấn rơi trên râu ngô 5-6 giờ thì nảy mầm. Tại noãn xảy ra quá trình thụ tinh kép. Toàn bộ quá trình thụ tinh từ khi hạt phấn nảy mầm đến khi thụ tinh xong khoảng 24 giờ. Sau khi thụ tinh thì quá trình hình thành hạt bắt đầu.
Có thể chia thành 3 giai đoạn là hình thành hạt, đẫy hạt và hạt chín. - Hạt ngô Hạt khô thuộc loại quả dĩnh gồm các bộ phận chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi, phôi nhũ (nội nhũ) và mũ hạt, phía dưới của hạt còn có phần cuống hạt. Yêu cầu sinh thái * Giai đoạn nảy mầm (từ trồng đến 3 lá): Yêu cầu ngoại cảnh ở giai đoạn này là nước, nhiệt độ và không khí: 7 - Nước: lượng nước cần thiết cho hạt ngô nảy mầm khoảng 45% trọng lượng khô tuyệt đối của hạt. Độ ẩm đất thích hợp trong khoảng 60-70% độ ẩm tương đối.
- Nhiệt độ: ngô nẩy mầm thích hợp ở nhiệt độ: 25 - 300C, tối thấp 10-120C, tối cao từ 40-450C. * Giai đoạn cây con (từ lúc ngô 3 lá đến phân hoá hoa): Điều kiện ngoại cảnh thích hợp cho giai đoạn này: - Nhiệt độ: thích hợp là 200 - 300C (tối thích 25 - 280C). Giai đoạn này cây chịu rét khoẻ hơn, vì thế tác hại của nhiệt độ thấp giảm hơn giai đoạn trước. - Độ ẩm đất: đây là giai đoạn cây ngô có khả năng chịu hạn tốt hơn trong suốt chu kỳ sinh trưởng.
Độ ẩm thích hợp khoảng 60 - 65%. - Đất đai và chất dinh dưỡng: Yêu cầu đất tơi xốp và thông thoáng, đảm bảo cung cấp đủ oxy cho rễ phát triển. * Giai đoạn vươn cao và phân hoá cơ quan sinh sản Điều kiện tốt trong giai đoạn này: đầy đủ chất dinh dưỡng, nước tưới, độ ẩm 70-75%, nhiệt độ thích hợp khoảng 24-250C. * Thời kỳ nở hoa (trỗ cờ, tung phấn, phun râu, thụ tinh) Yêu cầu ngoại cảnh trong giai đoạn này rất khắt khe: nhiệt độ thích hợp của cây ngô khoảng 22 -250C.
Nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến quá trình tung phấn, phun râu, thụ tinh. Nhiệt độ trên 350C hạt phấn dễ bị chết. Ở giai đoạn này cây ngô cần nhiều nước, độ ẩm 75-80% độ ẩm tối đa đồng ruộng, trời lặng, gió nhẹ, ít mưa, nắng nhẹ (mưa to làm hạt phấn bị trôi). * Thời kỳ chín (bao gồm từ thụ tinh đến chín) Yêu cầu độ ẩm trong thời kỳ này khoảng 60-70% độ ẩm tối đa đồng ruộng, nhiệt độ trong khoảng 20-220C.
Vai trò của cây ngô trong nền kinh tế. Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L.thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo Poaceae, bộ nhiễm sắc thể 2n = 20. Trải qua hàng ngàn năm tiến hóa và phát triển thông qua quá trình chọn lọc tự nhiên và nhân tạo, với đặc tính đa dạng 8 di truyền rộng và khả năng thích nghi với nhiều loại hình sinh thái, cho đến nay cây ngô được lan truyền và trồng ở hầu khắp các châu lục trên thế giới với vai trò là một trong những cây ngũ cốc quan trọng của loài người. Một trong những ưu thế để cây ngô giành được mối quan tâm lớn của con người là khả năng sử dụng của nó.
- Ngô là cây lương thực cho người: Ngô là cây ngũ cốc nuôi sống gần 1/3 dân số toàn cầu, ở các nước trồng ngô nói chung đều sử dụng ngô làm lương thực ở các mức độ khác nhau. Giai đoạn 2000 - 2007, khoảng 15% sản lượng ngô trên thế giới được sử dụng làm lương thực cho người, trong đó các nước Trung Mỹ, Nam Á và châu Phi coi ngô là nguồn lương thực chính. Các nước Đông Phi sử dụng 92% sản lượng ngô làm lương thực; Tây Phi 60%; Nam Á 42,6%; Đông Nam Á 34,8%; Trung Mỹ 66,3%; ở Việt Nam sử dụng trung bình 21 %. - Ngô làm thức ăn chăn nuôi: Trên phạm vi toàn thế giới giai đoạn 2000 - 2007 đã sử dụng khoảng 65% sản lượng ngô (400 - 450 triệu tấn) làm thức ăn chăn nuôi.
Tỷ lệ dùng ngô làm thức ăn chăn nuôi ở các nước châu Âu lên tới 82%; Italia97,5%; Croatia 95,5%; Trung Quốc 75,5 %; Thái Lan 78 %; Việt Nam cũng khoảng 79 % [13]. - Ngô được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp: Ngô là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất rượu cồn, tinh bột, dầu, glucoza, bánh kẹo. Người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau của các ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm, công nghiệp nhẹ và dược phẩm [12]. Những năm gần đây, ngô đang là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ethanol thay thế nguồn năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt dần.
Năm 2011, Nước Mỹ đã sử dụng 45 % sản lượng ngô để sản xuất ethanol [23]. - Ngô là nguồn hàng hóa xuất khẩu: Trên thế giới hàng năm lượng xuất nhập khẩu ngô khoảng 95 - 100 triệu tấn. Năm 2012, lượng ngô xuất khẩu của Mỹ là gần 45,8 triệu tấn; Argentina 15,8 triệu tấn; Brazil 9,4 triệu tấn; Ukraina 7,8 triệu tấn; Pháp 6,2 triệu tấn [15]. 9 - Ngô làm thực phẩm: Bắp ngô non có chứa nhiều chất dinh dưỡng và nhiều loại vitamin được sử dụng như một loại rau sạch cao cấp.
Nghề trồng ngô làm rau ăn tươi và chế biến phục vụ xuất khẩu đang phát triển rất mạnh và mang lại hiệu quả cao ở Thái Lan, Đài Loan. Ngoài ngô rau, các loại ngô nếp, ngô đường được dùng ăn tươi hoặc đóng hộp cũng là một loại thực phẩm cung cấp cho tiêu dùng và xuất khẩu có giá trị. Những dẫn liệu trên cho thấy cây ngô có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế thế giới và đời sống con người. Hạn hán và phân loại hạn hán.
Khái niệm hạn hán. Hạn hán là một giai đoạn không có mưa hoặc mưa không đủ nhu cầu diễn ra trong thời gian dài gây ra sự thâm hụt độ ẩm của đất và sự mất cân bằng thuỷ văn.