CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Giống cây trồng là một tư liệu sản xuất vô cùng quan trọng của sản xuất nông nghiệp. Giống tốt là tiền đề để tăng năng suất tăng vụ, nâng cao phẩm chất của nông sản. Trong xu thế hội nhập, khi sản phẩm nông nghiệp của chúng ta phải cạnh tranh với hàng hóa nông sản nhập từ các nước bạn thì việc cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm cây trồng là vấn đề thiết yếu.
Để thực hiện mục tiêu này, giống được xem là khâu then chốt. Chọn tạo giống cây trồng là một quá trình lâu dài và phức tạp. Một giống cây trồng mới được đưa ra sản xuất là kết quả của sự lao động miệt mài bền bỉ cùng kinh nghiệm và kiến thức vững vàng của các nhà chuyên môn. Trong sản xuất nông nghiệp nói chung - sản xuất ngô nói riêng, quá trình chọn tạo giống cây trồng bao gồm rất nhiều giai đoạn khác nhau như: Tạo dòng tự phối, đánh giá khả năng kết hợp của các dòng tự phối, lai tạo, chọn lọc.
Một trong những khâu quan trọng trong chọn tạo giống ngô là đánh giá sự sinh trưởng phát triển của các giống ngô lai, làm cơ sở cho quá trình chọn tạo giống mới. Xuất phát từ cơ sở trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài nhằm xác định được những giống lai tốt, làm tiền đề chọn tạo ra giống ngô thích hợp cho sản xuất. Tình hình sản xuất và nghiên cứu ngô trên thế giới 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu.
Có thể nói rằng, trong 3 cây ngũ cốc chính của loài người: lúa nước, lúa mỳ và ngô thì không có cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất. Từ những năm 15 n cuối thế kỷ 20, nghề trồng ngô trên thế giới đã có những bước phát triển kỳ diệu nhờ ứng dụng rộng rãi thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Đặc biệt, từ 10 năm trở lại đây cùng với những thành tựu mới trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống với công nghệ sinh học, công nghệ chế biến và bảo quản. đã đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mỳ và lúa nước.1: Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mỳ và lúa nước của thế giới năm 2009 Loại cây Diện tích Năng suất Sản lượng trồng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Ngô 156,00 51,9 809,02 Lúa mỳ 225,59 30,1 679,85 Lúa nước 155,08 42,5 659,10 (Nguồn: USDA, 2010) [22] Trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới, cây ngô tuy chỉ đứng thứ hai về diện tích nhưng lại dẫn đầu về năng suất và sản lượng.
Năm 2009 diện tích ngô của thế giới với 156 triệu ha sau lúa mỳ (225,59 triệu ha), nhưng năng suất ngô đã đạt 51,9 tạ/ha, gấp 1,72 lần so với lúa mỳ và 1,22 lần so với năng suất lúa nước. Trong vòng 40 năm trở lại đây, ngành sản xuất ngô đã có những tiến bộ vượt bậc: năm 1961 diện tích ngô thế giới chỉ là 104,8 triệu ha với năng suất 20 tạ/ha, đến năm 2000 năng suất ngô trung bình của thế giới đã tăng gấp đôi lên 43,25 tạ/ha và diện tích cũng được mở rộng thêm 32,2 triệu ha so với năm 1961. Đó là một tốc độ phát triển đáng kể, tốc độ tăng về diện tích đạt 0,82 triệu ha/năm, năng suất là 0,59 tạ/năm, sản lượng tăng 9,96 triệu tấn/năm. Đặc 16 n biệt năm 2009 năng suất ngô đã tăng lên 51,9 tạ/ha và sản lượng đạt 809,02 triệu tấn ( FAOSTAT và USDA, 2010)[20,22].2: Tình hình sản xuất ngô của thế giới trong giai đoạn 2000 - 2010 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2000 137 43,25 592,5 2001 137,5 44,77 615,5 2002 137,3 44,06 604,9 2003 144,7 44,6 645,2 2004 147,5 49,45 729,2 2005 147,4 48,42 713,9 2006 148,6 47,53 706,3 2007 158,6 49,69 788,1 2008 161,01 51,09 822,7 2009 155,7 51,9 809,02 2010 162,32 51,55 820,62 (Nguồn: FAOSTAT và USDA, 2011) [20,22] Tình hình sản xuất ngô của thế giới trong những năm gần đây tăng cả về 3 chỉ tiêu là: diện tích, năng suất và sản lượng.
Diện tích trồng ngô tăng liên tục từ năm 2000 đến năm 2008, từ 137 triệu ha (2000) tăng lên 161 triệu ha (2008). Trong vòng 8 năm (từ 2000 - 2008) tốc độ tăng trưởng diện tích là 3 triệu ha/năm, năng suất là 0,98 tạ/ha/năm và sản lượng là 28,78 triệu tấn/năm. Năm 2009 diện tích giảm từ 161 triệu ha xuống còn 156 triệu ha. Sang năm 2010, diện tích, năng suất và sản lượng ngô tương đương với năm 2008.
Theo dự đoán xu thế phát triển ngô trong những năm tới là diện tích có thể giảm dần do diện tích đất nông nghiệp bị thu hẹp bởi nhiều nguyên nhân 17 n (dân số tăng, công nghiệp hóa mạnh, hiện tượng sa mạc hóa…). Song do nhu cầu ngô của thị trường ngày càng lớn, do vậy phải tăng năng suất và sản lượng bằng cách tạo ra nhiều giống ngô có khả năng chịu thâm canh, cho năng suất cao, chống chịu tốt. Tuy nhiên tình hình sản xuất ngô có sự khác biệt rất lớn giữa các vùng, các nước trên thế giới: Bảng 1.3: Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2009 Diện tích Năng suất Sản lượng Khu vực (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Á 53,50 43,78 234,30 Châu Mỹ 61,58 71,85 442,45 Châu Âu 13,85 60,61 83,96 Châu Phi 29,59 19,42 57,47 (Nguồn: FAOSTAT, 2011) [20] Châu Mỹ có diện tích trồng ngô lớn nhất so với các châu lục khác với 61,58 triệu ha, chiếm 39,6% diện tích ngô toàn thế giới. Đồng thời đây cũng là châu lục có năng suất, sản lượng ngô cao nhất.
Năm 2009 năng suất ngô đạt 71,85 tạ/ha, cao hơn 19,95 tạ/ha so với năng suất trung bình của thế giới; sản lượng đạt 442,45 triệu tấn - chiếm hơn 50% sản lượng ngô toàn thế giới. Châu Á là khu vực có diện tích ngô lớn thứ 2 sau Châu Mỹ với 53,50 triệu ha, nhưng năng suất ngô ở khu vực này chỉ đạt 43,78 tạ/ha, thấp hơn so với năng suất trung bình của thế giới. Châu Âu đứng thứ hai trên thế giới về năng suất đạt 60,61 tạ/ha nhưng lại là khu vực có diện tích trồng ngô ít nhất (chỉ có 13,85 triệu ha). Châu Phi có diện tích trồng ngô đứng thứ ba trên thế giới nhưng có năng suất ngô rất thấp, chỉ đạt 19,42 tạ/ha - thấp hơn gần 3 lần so với năng suất bình quân của thế giới, do đó sản lượng ngô ở khu vực này cũng thấp nhất.
Nguyên nhân của sự phát triển không đồng đều giữa các châu lục 18 n trên thế giới là do sự khác biệt rất lớn về trình độ khoa học kỹ thuật, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế chính trị… trong khi ở châu Mỹ có điều kiện tự nhiên thuận lợi, trình độ khoa học phát triển cao thì ở châu Phi điều kiện tự nhiên vô cùng khắc nghiệt, nền kinh tế ở mức thấp cộng thêm tình hình chính trị an ninh không bảo đảm đã làm cho sản xuất nông nghiệp ở khu vực này tụt hậu so với nhiều khu vực trên thế giới. Các nước phát triển có năng suất ngô cao hơn năng suất trung bình của thế giới và ngược lại các nước đang phát triển năng suất ngô thấp hơn rất nhiều. Những quốc gia đi đầu về năng suất ngô như: Kuwait 210,0 tạ/ha, Jordan 184,8 tạ/ha, Isarael 160,1 tạ/ha, New Zealand 112,3 tạ/ha, Mỹ 96,6 tạ/ha. Những nước có diện tích trồng ngô lớn là: Mỹ 31,8 triệu ha, Trung Quốc 29,9 triệu ha, Brazil 14,4 triệu ha (2008)… (FAOSTAT, 2010) [20].
Các nước này đã đóng góp rất lớn đối với sản lượng ngô của thế giới, trong đó Mỹ là nước có đóng góp lớn nhất và luôn là nước dẫn đầu về sản xuất ngô. Theo số liệu của trường Đại học Tổng hợp Nebraska (2005) lý do năng suất ngô ở Mỹ tăng lên trong 50 năm qua là 50% do cải tạo nền di truyền của các giống lai, 50% do cải thiện chế độ canh tác. Ngoài ra một trong những lý do năng suất ngô ở Mỹ tăng cao là nhờ việc áp dụng ngô chuyển gen vào sản xuất. Trên thị trường quốc tế ngô đứng đầu trong danh sách những mặt hàng có giá trị khối lượng hàng hóa giao dịch ngày càng tăng, tỷ trọng lưu thông lớn, thị trường tiêu thụ rộng và nhu cầu ngày càng cao.
Hiện nay nhu cầu tiêu thụ ngô trên thế giới trung bình hàng năm từ 702,5 đến 768,8 triệu tấn. Trong đó, nước Mỹ tiêu thụ 33,52% tổng sản lượng ngô tiêu thụ và các nước khác chiếm 66,48% (Nguồn: sokhoahoccn. Sở dĩ nhu cầu ngô tăng mạnh là do dân số thế giới tăng nên nhu cầu về thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh dẫn đến đòi hỏi lượng ngô dùng trong chăn nuôi tăng. Hơn nữa trong những năm gần đây khi nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt thì ngô được coi là 19 n nguồn nguyên liệu chính để chế biến ethanol, một loại nhiên liệu sạch dùng để thay thế một phần nguyên liệu xăng dầu.
Trong bối cảnh giá xăng dầu đang liên tiếp lập những kỷ lục mới, nhiên liệu sinh học đang trở nên hấp dẫn hơn bao giờ hết. Tại Mỹ, nước sản xuất ethanol lớn nhất thế giới, ¼ sản lượng ngô được dùng để sản xuất ethanol, như vậy chỉ riêng lượng ngô cho chương trình ethanol của Mỹ đã tương đương hơn một nửa nhu cầu ngũ cốc của thế giới. Hiện nay thị trường ngô thế giới được đánh giá là thị trường tương đối khả quan. Với tình hình sản xuất và tiêu thụ hiện nay thì cây ngô sẽ càng khẳng định được vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp thế giới.
Tình hình nghiên cứu ngô lai trên thế giới Cây ngô đã được biết đến qua những nền văn minh của người da đỏ trên thế giới, hầu hết những loài phụ ngô ngày nay được biết đến như: ngô đá rắn, ngô nổ. cũng đã được người da đỏ biết đến từ thời cổ đại. Sau khi Columbus mang ngô về châu Âu, người châu Âu đã nhanh chóng nhận ra giá trị lương thực của cây ngô. Vào thế kỷ XVI và XVII, người châu Âu đã tiếp thu cây ngô từ bộ tộc người da đỏ nhưng chưa có cơ sở đi xa hơn so với những gì mà người da đỏ làm được.
Đến thế kỷ thứ XVIII, những phát hiện khoa học về cây ngô đã dần được hé mở. Vào năm 1716 Cotton Mather, là người đầu tiên tiến hành thí nghiệm về giới tính ở cây ngô, đã quan sát thấy được sự thụ phấn chéo ở cây ngô.