Đặt vấn đề Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực chính, có giá trị kinh tế và vị trí quan trọng trong đời sống của con người. Ở những vùng khó khăn ngô là cây lương thực chính. Nhờ những đặc điểm nông sinh học quý: tính thích ứng rộng, chống chịu tốt với điều kiện khó khăn nên ngô được trồng phổ biến ở nhiều vùng lãnh thổ. Có tới 90% sản lượng ngô ở Ấn Độ và 66% sản lượng ngô ở Philippin được dùng làm lương thực cho con người (Nguyễn Đức Lương và cs, 2000) [3].
Ngô còn là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao: người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng khá dồi dào; ngô nếp, ngô đường (ngô ngọt) được dùng làm quà ăn tươi (luộc, nướng) hoặc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu. Ngô còn là nguyên liệu của ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucozo, bánh kẹo. Ngoài vai trò làm lương thực cho con người, ngô còn làm thức ăn cho gia súc quan trọng nhất hiện nay, khoảng 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ ngô. Các nước phát triển có nền chăn nuôi công nghiệp lớn sử dụng ngô là loại thức ăn lý tưởng và chủ lực cho nhiều loại gia súc, gia cầm.
Ngô còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa. Kinh nghiệm và thực tiễn cho thấy vùng nào trồng nhiều ngô thì chăn nuôi phát triển. Trong tình hình hiện nay khi mà nguồn năng lượng dầu mỏ, than đá đang dần cạn kiệt, con người đã tạo ra được nhiên liệu sinh học Ethanol từ ngô để thay thế. Đây cũng là một lý do quan trọng để phát triển và mở rộng diện tích trồng ngô.
c 2 Chính nhờ vai trò quan trọng của cây ngô mà những năm gần đây diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới liên tục tăng, năm 1980 diện tích trồng ngô chỉ khoảng 125,8 triệu ha với năng suất 31,5 tạ/ha đạt tổng sản lượng là 396,96 triệu tấn, đến năm 2014 diện tích ngô tăng lên đáng kể đạt 184,8 triệu ha, năng suất 56,1 tạ/ha và sản lượng đạt 1037,7 triệu tấn (FAOSTAT, 2017) [12]. Ở Việt Nam, hiện nay sản lượng ngô đạt 5.191,70 nghìn tấn nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước, trong vòng 4 năm gần đây, Việt Nam nhập khẩu lượng ngô tăng liên tục từ 1,6 triệu tấn (năm 2011) lên đến 2,26 triệu tấn (năm 2013) và đến 15/11/2014 đã nhập 3,875 triệu tấn, kim ngạch nhập khẩu từ 326,3 triệu đô la (năm 2011) và 1. Những năm gần đây sản xuất ngô ở nước ta đã có nhiều thay đổi. Việc sử dụng các giống ngô lai trong sản xuất, đồng thời áp dụng các biện pháp kĩ thuật trong canh tác đã góp phần tăng năng suất và sản lượng ngô.
Tuy nhiên, sản xuất vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng. Vì vậy sản xuất ngô cần mở rộng diện tích và cải thiện năng suất để tăng sản lượng. Trong đó, cải thiện năng suất của giống là hướng quan trọng nhất. Chính vì vậy nghiên cứu chọn tạo các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt là vấn đề cấp thiết mà thực tiễn sản xuất đang đòi hỏi.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên, để chọn được bộ tổ hợp ngô lai mới năng suất cao và chống chịu tốt, đáp ứng nhu cầu sản xuất, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai có triển vọng vụ Thu Đông năm 2016 tại Thái Nguyên”. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1. Mục đích của đề tài Chọn được tổ hợp ngô lai có khả năng sinh trưởng, phát triển phù hợp với điều kiện khí hậu và tập quán canh tác của tỉnh Thái Nguyên. Yêu cầu của đề tài - Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các THL thí nghiệm.
- Nghiên cứu các đặc điểm hình thái và sinh lý (chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá/cây, chỉ số diện tích lá…) của các THL thí nghiệm. - Theo dõi khả năng chống chịu của các THL tham gia thí nghiệm (khả năng chống chịu sâu bệnh, chống đổ, gãy…). Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập, nghiên cứu khoa học - Ý nghĩa trong học tập: Củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng chăm sóc cây trồng trên đồng ruộng.
Giúp sinh viên nắm được cách bố trí thí nghiêm, thu thập, xử lí số liệu, trình bày báo cáo của một đề tài tốt nghiệp. - Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học: Đề tài là một trong những cơ sở quan trọng để chọn được giống ngô có năng suất cao, phẩm chất tốt và thích nghi với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên. Các kết quả nghiên cứu của đề tài là luận cứ quan trọng phục vụ cho học tập và nghiên cứu đối với cây ngô. Ý nghĩa thực tiễn - Lựa chọn ra những giống ngô lai tốt có khả năng sinh trưởng, khả năng chống chịu tốt để đưa vào sản xuất.
- Đề tài góp phần làm đa dạng tập đoàn giống ngô phù hợp với điều kiện sinh thái tại Thái Nguyên. c 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài Trong quá trình sản xuất ngô có nhiều yếu tố quyết định đến năng suất trong đó giống là một yếu tố rất quan trọng. Để tạo ra các giống ngô lai mới các nhà khoa học phải tiến hành lai giữa các dòng để tạo ra tổ hợp lai.
Sau đó phải đánh giá các tổ hợp lai ở các vùng sinh thái để loại bỏ các tổ hợp lai sinh trưởng phát triển kém, năng suất thấp. Đây là giai đoạn rất quan trọng để đánh giá đầy đủ và khách quan khả năng sinh trưởng, phát triển, thích nghi của các dòng và chọn được các tổ hợp lai tốt phát triển thành giống phục vụ sản xuất. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới 2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Trong 3 cây ngũ cốc chính của loài người: lúa nước, lúa mì và ngô thì không có cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất, về quy mô và hiệu quả của ưu thế lai.
Ngô 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 hóa, điện khí hóa và tin học…vào công tác nghiên cứu và sản xuất (Ngô Hữu Tình, 1997) [5]. Nhờ những tiến bộ trong nghiên cứu và sản xuất mà năng suất, sản lượng và diện tích ngô trên thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Kết quả được thể hiện qua bảng 2. Tình hình sản xuất ngô thế giới 2004 - 2016 Chỉ tiêu Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2004 147,5 49,4 729,2 2005 147,5 48,4 713,6 2006 148,4 47,6 706,8 2007 158,2 49,9 789,8 2008 161,2 51,3 827,5 2009 158,8 51,6 819,7 2010 161,8 52,2 844,4 2011 171,8 51,6 885,3 2012 177,0 49,4 875,1 2013 184,2 55,2 1.
Theo số liệu thống kê của FAO và USDA năm 2004 diện tích trồng ngô của thế giới là 147,5 triệu ha đến năm 2016 tăng lên đạt 181,4 triệu ha. Năng suất ngô năm 2016 đạt 57,3 tạ/ha, tăng 7,9 tạ/ha so với năm 2004. Sản lượng ngô năm 2004 là 729,2 triệu tấn đến năm 2016 đạt 1040,2 triệu tấn tăng 311 triệu tấn. Do điều kiện tự nhiên, trình độ khoa học kĩ thuật mỗi khu vực trên thế giới khác nhau, nên diện tích, năng suất và sản lượng ngô của các vùng lãnh thổ trên thế giới có sự khác biệt.
Điều đó, được thể hiện qua bảng số liệu 2. Tình hình sản xuất ngô của một số khu vực trên thế giới năm 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) Đông Á 37,32 5,95 221,90 Bắc Mỹ 43,93 9,67 424,97 Nam Mỹ 24,31 5,81 141,20 Nam Phi 3,1 4,84 15,00 (Nguồn: USDA, 2017) [14]. Qua số liệu thống kê của USDA cho thấy năm 2016 Bắc Mỹ là khu vực có diện tích trồng ngô lớn nhất đạt 43,93 triệu ha và đây cũng là khu vực có năng suất ngô cao nhất thế giới đạt 9,67 tấn/ha. Nam Phi là khu vực có diện tích và năng suất ngô thấp nhất, diện tích 3,1 triệu ha, năng suất chỉ đạt 4,84 tấn/ha.
Nam Phi có năng suất ngô thấp nhất thế giới là do điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, trình độ thâm canh cây ngô chưa cao, chưa có điều kiện áp dụng các tiến bộ kĩ thuật vào sản xuất. Đông Á có diện tích và sản lượng tương đối lớn đứng thứ 2 sau Bắc Mĩ với diện tích 37,32 triệu ha đạt sản lượng 221,9 triệu tấn. Nam Mỹ có diện tích trồng ngô 24,31 triệu ha, khu vực này là nơi tập trung nhiều nước có khoa học kĩ thuật tiên tiến và hiệu quả nên năng suất vẫn tương đối cao đạt 5,81 tấn/ha. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2016 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Trung Quốc 36,8 59,7 219,6 Mexico 7,5 34,7 26,0 Mỹ 35,2 109,6 384,8 Brazil 16,7 51,8 86,5 Canada 1,3 99,6 13,2 (Nguồn: USDA, 2017) [14].3 cho thấy Trung Quốc là nước có diện tích sản xuất ngô lớn nhất thế giới với diện tích 36,8 triệu ha, năng suất 59,7 tạ/ha và sản lượng đạt 219,6 triệu tấn chỉ sau Mỹ.
Mỹ là nước có năng suất ngô đạt 109,6 tạ/ha, diện tích 35,2 triệu ha, là đất nước có kỹ thuật đi đầu trong sản xuất. Canada đất nước có diện tích ngô nhỏ đạt 1,3 triệu ha nhưng với trình độ khoa học cao, đầu tư nên năng suất ngô ở Canada đạt 99,6 tạ/ha. Brazil một nước sản xuất ngô từ rất lâu đời là nước có diện tích ngô đạt 16,7 triệu ha, năng suất 51,8 tạ/ha, sản lượng 86,5 triệu tấn. Tình hình nghiên cứu ngô trên thế giới Trong hai thế kỉ XVI và XVII người Châu Âu đã tiếp thu cây ngô từ người da đỏ nhưng chưa có cơ sở đi xa hơn so với những gì mà người da đỏ làm được.
Đối với cây ngô những phát hiện khoa học chủ yếu tập trung vào thế kỉ XVIII. Người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới tính của cây ngô là Cotton Mather (1716), ông đã quan sát được sự thụ phấn chéo của cây ngô ở Masachusettes. Tám năm sau Mather, Paul Đally đã đưa ra nhận xét về giới tính của cây ngô và cho rằng gió đã giúp cây ngô thực hiện quá trình thụ phấn (Ngô Hữu Tình và cs, 1997) [6].