Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Trong những năm gần đây sản xuất ngô ở Việt Nam tăng lên nhanh nhờ sự thúc đẩy của ngành chăn nuôi và công nghiệp chế biến. Bên cạnh đó là sự phát triển ứng dụng khoa học trong việc lai tạo các giống ngô lai mới có năng suất cao, chất lượng tốt và đưa ngô lai vào trồng trên diện rộng. Bắc Kạn là tỉnh có nhiều tiềm năng để phát triển sản xuất ngô, tuy nhiên năng suất bình quân lại đạt thấp hơn so với năng suất trung bình của cả nước.
Hiện nay trong tỉnh một số nơi còn sử dụng giống địa phương và giống thụ phấn tự do. Các giống ngô lai được trồng chủ yếu trong tỉnh có nguồn gốc từ các công ty nước ngoài như Monsanto, Syngenta, Bioseed,… nên khả năng thích ứng của các giống ở mỗi vùng sinh thái sẽ khác nhau. Vì vậy để phát huy được các đặc tính tốt của giống mới và tránh những rủi ro do giống không thích ứng với điều kiện sinh thái tại cơ sở sản xuất thì trước khi đưa các giống ngô lai mới vào sản xuất đại trà tại một vùng nào đó, nhất thiết phải tiến hành đánh giá quá trình sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu và tính thích ứng với điều kiện sinh thái của vùng đó. Vì vậy, khảo nghiệm là một trong những khâu rất quan trọng trong công tác giống.
Phân loại giống ngô lai Giống ngô lai là kết quả việc ứng dụng ưu thế lai trong tạo giống ngô. Ngô lai có một số đặc điểm chính như sau: Hiệu ứng trội và siêu trội được sử dụng trong quá trình tạo giống, giống có nền di truyền hẹp, thường thích ứng hẹp, đòi hỏi thâm canh cao, độ đồng đều tốt, năng suất cao. Để có hạt giống ngô lai F1 chất lượng cao phải có hệ thống sản xuất và chế biến hạt giống hoàn thiện, hạt giống chỉ sử dụng được một đời F1, giá giống đắt. n 6 Có nhiều dạng giống lai có thể tạo ra được ở ngô.
Dòng tự phối cũng như các nguồn không phải là dòng tự phối có thể được dùng để tạo giống lai. Tuy nhiên, giống lai được tạo ra từ dòng tự phối chiếm ưu thế hơn trong tạo giống ngô lai. Năm 1981, qua đánh giá tiềm năng năng suất và việc sản xuất dễ dàng nên CIMMYT đã đưa các nguồn không phải dòng thuần vào tạo giống lai cho các nước có chương trình tạo giống lai kém phát triển và giới thiệu thuật ngữ về giống lai không quy ước (Vasal và Srinivasan, 1992) [22]. Giống lai không quy ước (Non - conventional hybrid) Là giống lai có ít nhất một thành phần bố mẹ không phải là dòng thuần (Vasal và Srinivasan, 1992) [22].
Ưu thế lai của thể loại giống này là việc sử dụng bố mẹ không thuần nên dễ dàng cho sản xuất F1 với giá rẻ, giảm được nhiều bước sản xuất giống bố mẹ, phù hợp với điều kiện của phần lớn các nước đang phát triển. Theo Viện nghiên cứu Ngô (1992), Viện nghiên cứu Ngô (1996)[14], [15], giống lai không quy ước được tạo bởi: - Giống x Giống: Giống lai giữa giống - Dòng x Giống (Lai đỉnh) - Gia đình x Gia đình - Lai đơn x Giống (Lai đỉnh kép) Giống lai giữa giống được tạo bởi việc lai giữa hai giống, để hiệu quả hơn có thể áp dụng một số cải tiến như sử dụng chu kỳ chọn lọc cuối cùng của giống để tạo cặp lai, hoặc sử dụng các giống thí nghiệm, các giống tổng hợp cho mục đích này. Giống lai đỉnh hay giống lai giữa dòng thuần và giống: Thể loại này có ưu điểm là có thể phát hiện ngay cặp lai tốt trong quá trình đánh giá khả năng kết hợp (KNKH) của các dòng thuần. Kiểu lai này có nhiều cải tiến để nâng cao hiệu quả và năng suất giống lai.
Như thành phần giống trong sơ đồ lai có thể thay bằng một nguồn có nền di truyền hẹp hơn như giống thí nghiệm, giống tổng n 7 hợp hoặc một gia đình. Từ giống lai đỉnh có thể là giữa dòng thuần x giống; dòng thuần x giống thí nghiệm; dòng thuần x giống tổng hợp; dòng thuần x gia đình. Giống lai giữa các gia đình: Đây là bước chuyển tiếp từ việc gieo trồng giống ngô thụ phấn tự do sang giống lai quy ước. Ưu điểm chính của giống này là sử dụng bố mẹ không thuần nên dễ sản xuất và giảm giá thành hạt giống.
Giống lai không quy ước có độ dị hợp tử cao hơn nên có thể thích ứng hơn, ít bị tổn hại do sâu bệnh. Một số nước đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc, Braxin, Mexico và Việt Nam… đã sử dụng có hiệu quả loại giống lai này. Trong tương lai khi đã có đủ điều kiện kinh tế kỹ thuật có lẽ vai trò giống lai không quy ước sẽ bị thu hẹp và được thay thế bằng giống lai quy ước. Giống ngô lai quy ước (Conventional hybrid) Là giống lai giữa các dòng thuần, loại giống lai phụ thuộc vào số dòng thuần tham gia.
Theo Allard (1960), Hallauer (1981), CIMMYT (1990) [16], [20], [17] đã chia giống lai quy ước thành các loại: - Lai đơn (A x B) - Lai ba ((A x B) x C) - Lai kép ((A x B) x (C x D)) Trong đó A, B, C, D là những dòng tự phối. Những chương trình tạo giống tiên tiến đều phát triển theo trình tự từ lai kép, lai ba, lai cải tiến rồi lai đơn. Lai đơn là giống lai có nhiều đặc tính tốt hơn và có năng suất cao nhất trong các loại giống lai. Chỉ có lai đơn có kiểu gen F1 là đồng nhất trong khi tất cả các giống lai khác có thế hệ F1 là không đồng nhất.
Tính không đồng nhất tăng lên khi số lượng dòng tham gia vào thành phần bố mẹ tăng lên. Vì thế giống lai đơn hấp dẫn nhất về kiểu hình và hình dạng hạt đồng đều. Tuy nhiên, lai đơn thiếu sự ổn định ở cá thể (Allard, 1960) [16]. Nhược điểm chính của lai đơn là dòng thuần bố mẹ có sức sống yếu và năng n 8 suất thấp.
Một khi trở ngại này vượt qua được thì giống lai đơn đương nhiên sẽ được chọn là mục tiêu mà các chương trình tạo giống mong muốn đạt tới.3 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và trong nước 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Hiện nay ngô là cây lương thực đứng thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và lúa nước với diện tích khoảng 184,19 triệu ha, sản lượng khoảng 1. Trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất đã làm tăng năng suất và sản lượng ngô lên đáng kể. Tình hình sản xuất ngô trong 5 năm gần đây được thể hiện ở bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2009 - 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2009 158,87 51,65 820,54 2010 164,07 51,83 850,45 2011 170,39 51,85 883,46 2012 178,55 48,88 872,79 2013 184,19 55,20 1.016,73 (Nguồn: FAOSTAT, 9/2014)[19] Số liệu ở bảng 1.1 cho thấy diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới tăng dần qua các năm.
Năm 2009 diện tích ngô trên thế giới là 158,87 triệu ha đến năm 2013 đạt 184,19 triệu ha, tăng 15,9%. Năng suất ngô tăng không đáng kể từ 51,65 tạ/ha (năm 2009), năm 2012 năng suất ngô giảm (48,88 tạ/ha) do sự biến đổi khí hậu, nhiều vùng trồng ngô bị hạn hán làm ảnh hưởng đến năng suất, đến năm 2013 năng suất tăng đạt 55,2 tạ/ha. Do diện tích và năng suất tăng nên sản lượng ngô 5 năm gần đây tăng lên đạt 1. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam Ở Việt Nam, cây ngô đã được trồng cách đây khoảng 300 năm và được trồng trên những điều kiện sinh thái khác nhau của cả nước.
Là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây trồng chính để phát triển ngành chăn nuôi nên cây ngô được quan tâm trong nghiên cứu và sản xuất. Năng suất ngô ở nước ta trước đây rất thấp so với năng suất ngô thế giới, do sử dụng giống ngô địa phương và áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế. Sản xuất ngô ở Việt Nam đã trải qua nhiều bước thăng trầm và đến nay đã đạt được những thành tựu lớn. Tình hình sản xuất ngô trong những năm gần đây được thể hiện ở bảng 1.2 ta thấy diện tích trồng ngô của nước ta có sự biến động, năm 2013 có diện tích cao nhất đạt 1170,3 nghìn ha.
Năng suất tăng từ 40,14 tạ/ha (2009), đến 44,35 tạ/ha (năm 2013).2: Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam giai đoạn 2009 - 2013 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 2009 1.190,9 (Nguồn: FAOSTAT, 9/2014)[19] Mặc dù năng suất ngô năm 2013 đã đạt 44,35 tạ/ha, song nếu so với năng suất trung bình của thế giới, đặc biệt là năng suất của các nước phát triển thì năng suất ngô của Việt Nam còn rất thấp. 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), sản xuất ở những vùng này phụ thuộc chủ yếu vào nước trời, trong đó n 10 hạn hán là yếu tố chính làm giảm năng suất ngô; Kỹ thuật canh tác vẫn chưa được nghiên cứu một cách hệ thống, quy trình canh tác giống mới vẫn còn chung chung chưa cụ thể từng giống, từng vùng, từng thời vụ, cả về phân bón, chăm sóc; Hạn chế về giống, nhất là giống chịu hạn, ít nhiễm sâu bệnh, thời gian ngắn, năng suất cao. Sản lượng ngô năm 2013 đạt cao nhất là 5. Sản lượng ngô ở nước ta tăng khá nhanh, song nhu cầu nguyên liệu để chế biến thức ăn chăn nuôi tăng với tốc độ cao hơn nên năm 2013 nước ta nhập khẩu 2.
Tình hình sản xuất ngô tại Bắc Kạn Những năm trước đây do đặc thù về điều kiện khí hậu và hạn chế việc tưới tiêu, giao thông đi lại khó khăn cùng với tập quán canh tác lạc hậu, do vậy việc trồng ngô chưa được chú trọng. Trong 5 năm gần đây được sự quan tâm của Đảng và các cấp chính quyền trong việc phát triển sản xuất nông nghiệp, cây ngô đã được chú trọng mở rộng diện tích đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm canh tăng năng suất. Do vậy diện tích và năng suất ngô của Bắc Kạn đã tăng dần. Kết quả được thể hiện ở bảng 1.