CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÂY NGÔ 1. Nguồn gốc và phân loại cây ngô Cây ngô có tên khoa học là Zea may L., thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo (Gramineae), bộ hòa thảo (Graminales) [13]. Có nhiều giả thuyết khác nhau về nguồn gốc cây ngô dựa trên những kết quả nghiên cứu về khảo cổ học, di truyền học, thực vật học và địa lý học.
cho rằng quá trình thuần hóa ngô ban đầu diễn ra ở Mexico, sau đó việc gieo trồng lan rộng ra khu vực Bắc Mỹ. Ngô đƣợc đƣa tới châu Âu (Tây Ban Nha) lần đầu tiên vào năm 1494, là kết quả của chuyến thám hiểm lần thứ hai của Columbus. Đầu thế kỷ XVI, bằng đƣờng thủy với các tàu của Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Ý đã đƣa cây ngô đến hầu hết các nơi trên thế giới. Ở Việt Nam, cây ngô có nguồn gốc từ Trung Quốc, đƣợc trồng vào khoảng thế kỷ XVII (theo “Vân Đài loại ngữ” của Lê Quý Đôn).
Tuy nhiên, do là một nƣớc có truyền thống sản xuất lúa nƣớc nên trong thời gian đầu ngô ít đƣợc chú ý mà chỉ phát triển trong những năm gần đây. Ngô có nhiều cách phân loại khác nhau, có thể phân loại theo đ c điểm thực vật học, sinh thái học, nông học, thời gian sinh trƣởng và thƣơng phẩm. Phân loại theo đ c điểm thực vật học thì dựa vào hạt có mày hay không có mày, hình thái bên ngoài và cấu trúc nội nhũ của hạt, ngô đƣợc phân thành các loài phụ: ngô bọc, ngô đá, ngô răng ngựa, ngô đƣờng, ngô nổ, ngô bột, ngô nếp, ngô đƣờng bột, ngô bán răng ngựa. Từ các loài phụ căn cứ vào màu sắc hạt và màu sắc lõi ngô để phân thành các thứ [3].
Đặc điểm sinh học của cây ngô Ngô là thực vật một lá mầm có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau nhƣng thích hợp nhất là đất có thành phần cơ giới nhẹ độ màu mỡ cao, dễ thoát nƣớc, tầng canh tác dày, pH 6-7 [13]. Cây ngô gồm các bộ phận: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn download by : skknchat@gmail.com 4 Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu trong bộ rễ các cây họ Hòa thảo. Tùy theo vị trí, chức năng, nhiệm vụ và thời gian sinh trƣởng mà rễ hoàn chỉnh của cây đƣợc chia làm 3 loại: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng.
Rễ mầm (rễ tạm thời, rễ hạt) mọc từ trụ lá mầm, chức năng chính của rễ này là hút nƣớc, thức ăn khi cây còn non. Rễ đốt (rễ phụ cố định) phát triển từ các đốt thấp của thân, mọc vòng quanh các đốt dƣới m t đất bắt đầu lúc ngô đƣợc 3 - 4 lá. Đây là loại rễ quyết định quá trình sinh trƣởng phát triển của cây ngô, nó giúp cây hút nƣớc và các chất dinh dƣỡng suốt đời sống của cây. Rễ chân kiềng (rễ neo, rễ chống) mọc quanh các đốt thấp sát m t đất.
Rễ này giúp cây chống đỡ và bám ch t vào đất, ngoài ra còn tham gia hút nƣớc và dinh dƣỡng [6]. Thân ngô đ c, đƣờng kính từ 2 - 4 cm, cao từ 1,8 - 2 m. Thân ngô trƣởng thành bao gồm nhiều lóng nằm giữa các đốt và kết thúc bằng bông cờ. Thân ngô ngoài nhiệm vụ giúp cây đứng vững, là bộ phận dự trữ và vận chuyển chất hữu cơ, ngoài ra còn có khả năng quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ [6].
Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen k nhau. Căn cứ vào vị trí và hình thái lá trên cây, lá ngô đƣợc chia thành các nhóm: lá mầm, lá thân, lá ngọn, lá bi. Lá ngô điển hình đƣợc cấu tạo bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá (bản lá), thìa lá (lƣỡi lá, tai lá). Lá ngô là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp, đồng thời làm nhiệm vụ trao đổi khí, hô hấp, dự trữ dinh dƣỡng… Số lƣợng lá, chiều dài, chiều rộng, độ dày, lông tơ, màu lá, góc lá và gân lá thay đổi tùy theo từng giống khác nhau.
Số lá là đ c điểm khá ổn định ở ngô, có quan hệ ch t với số đốt và thời gian sinh trƣởng. Những giống ngô ngắn ngày thƣờng có 15 - 16 lá, giống ngô trung bình có 18 - 20 lá, giống ngô dài ngày thƣờng có trên 20 lá [6]. Lá ngô là cơ quan làm nhiệm vụ quang hợp, đồng thời làm nhiệm vụ trao đổi khí, hô hấp, dự trữ dinh dƣỡng… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn download by : skknchat@gmail.com 5 Ngô là loại cây có hoa khác tính cùng gốc. Cơ quan sinh sản đực và cái tuy cùng nằm trên một cây song ở những vị trí khác nhau.
Hoa đực nằm ở đỉnh cây, xếp theo chùm gồm một trục chính và nhiều nhánh, hoa cái mọc ở các nách lá ở giữa thân cây ngô, số mầm nách nhiều nhƣng chỉ có 1-3 mầm nách trên cùng phát triển thành bắp, số bắp trên cây phụ thuộc vào giống, điều kiện tự nhiên và mật độ gieo trồng, chế độ chăm sóc. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơrôn, phôi, nội nhũ và chân hạt. Vỏ hạt là một màng nhẵn bao xung quanh hạt. Lớp alơrôn nằm dƣới vỏ hạt bao lấy nội nhũ và phôi.
Nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế bào dự trữ dinh dƣỡng. Nội nhũ gồm hai phần nội nhũ bột và nội nhũ sừng. Tỷ lệ giữa nội nhũ bột và nội nhũ sừng tùy vào chủng ngô, giông ngô. Phôi ngô chiếm 1/3 thể tích hạt ngô, gồm có: ngù (phần ngăn cách giữa nội nhũ và phôi), lá mầm, trụ dƣới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm.
Trong bốn phần này thì lá mầm thƣờng phát triển rõ rệt nhất. Màu sắc hạt phụ thuộc đ c tính di truyền của giống và chủng loại, vì vậy hạt ngô có nhiều màu sắc khác nhau nhƣ: trắng, vàng, tím, da cam, đỏ…Mỗi bắp ngô có từ 200 - 1000 hạt phụ thuộc vào giống, điều kiện ngoại cảnh, sinh thái, trung bình mỗi bắp có từ 500 - 600 hạt [2]. Quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây ngô đƣợc chia thành hai giai đoạn: Giai đoạn sinh dƣỡng là từ khi gieo đến khi xuất hiện nhị cái và giai đoạn sinh trƣởng thực bắt đầu từ khi hoa cái thụ tinh cho đến khi hạt chín hoàn toàn. Căn cứ đ c điểm sinh lý và thời gian sinh trƣởng có thể chia ra các thời kì sinh trƣởng phát triển quan trọng sau: Thời kì hạt nảy mầm và mọc, thời kì từ 3 lá đến 6 lá, thời kì từ 8 đến 10 lá, thời kì xoáy nõn, thời kì nở hoa và thời kì chín [5].
Trong từng giai đoạn cây ngô yêu cầu các điều kiện khác nhau và mỗi giai đoạn đều có ảnh hƣởng khác nhau đến các yếu tố tạo thành năng suất và chất lƣợng hạt ngô. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn download by : skknchat@gmail. Đặc điểm hóa sinh hạt ngô Hạt ngô có giá trị dinh dƣỡng cao, chứa tƣơng đối đầy đủ các chất dinh dƣỡng cần thiết cho con ngƣời và gia súc. Bột ngô chiếm 65 - 83% khối lƣợng hạt, là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chế biến bột.
Thành phần chủ yếu của hạt ngô gồm tinh bột và protein, ngoài ra còn có một số chất nhƣ đƣờng, cellulose, chất khoáng, sinh tố. Tỉ lệ các bộ phận hạt ngô và thành phần hóa học của chúng [11] Các bộ Thành phần hóa học (tính theo % chất khô) phận của Tỉ lệ (%) hạt ngô Tinh bột Protein Lipid Toàn hạt 100 71,5 0,3 4,8 Nội nhũ 82,3 86,4 9,4 0,8 Phôi 11,5 8,2 18,8 34,5 Vỏ 5,3 7,3 3,7 1,0 Mày 0,8 5,3 9,1 3,8 Thành phần chính trong hạt ngô là tinh bột (60 - 70%), chúng tập trung chủ yếu ở nội nhũ. Hàm lƣợng tinh bột ở ngô tẻ nhiều hơn ngô nếp (68% so với 65%) và đƣợc chia thành tinh bột mềm (tinh bột bột) và tinh bột cứng (tinh bột sừng). Ngô nếp đƣợc cấu tạo hoàn toàn từ amylopectin nên có độ dẻo hơn ngô tẻ [11].
Vitamin của ngô tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm. Ngô cũng có nhiều vitamin C, vitamin B (B1, B2, B6. Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu tryptophan một amino acid có thể tạo vitamin PP. Riêng ngô vàng chứa nhiều carotene (tiền vitamin A) [16].
Tỷ lệ chất béo trong hạt ngô tƣơng đối cao (3 - 6%), chủ yếu tập trung trong mầm ngô. Trong chất béo của ngô có 50% là acid linoleic, 31% là axít oleic, 13% là axít panmitic và 3% là stearic. Hàm lƣợng lipid là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng hạt [9]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.vn download by : skknchat@gmail.
Giá trị kinh tế Ngô là một trong những cây lƣơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, 1/3 dân số trên thế giới dùng ngô làm lƣơng thực chủ yếu. Toàn thế giới sử dụng khoảng 21% sản lƣợng ngô làm lƣơng thực cho con ngƣời, các nƣớc ở Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi sử dụng ngô làm lƣơng thực chính, các nƣớc Đông Nam Phi sử dụng 85% sản lƣợng lƣơng thực cho ngƣời [13]. Ngô đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp nhƣ chế biến thực phẩm, công nghiệp nhẹ. Các loại ngô nếp, ngô đƣờng đƣợc đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu.
Bột ngô đƣợc dùng để nấu cồn sản xuất đƣờng glucose, làm môi trƣờng nuôi cấy nấm penicillin, sản xuất acid acetic. Lõi ngô đƣợc chế biến làm chất cách điện, nhựa hóa học. Phôi ngô dùng để ép dầu, phục vụ trong công nghiệp thực phẩm, dƣợc phẩm. Ví dụ, nƣớc Mỹ hàng năm sử dụng 18% tổng sản lƣợng ngô để sản xuất tinh bột, 37% sản xuất cồn và 5,8% sản xuất bánh kẹo [18].
Ở nƣớc ta, ngô là cây lƣơng thực chính đứng hàng thứ hai sau lúa nƣớc, giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói chung và nền sản xuất nông nghiệp nói riêng, đ c biệt với đồng bào vùng cao miền núi thì cây ngô còn góp phần xóa đói giảm nghèo [6]. Hàng năm, nƣớc ta phải nhập khẩu một lƣợng lớn ngô từ các nƣớc nhƣ: Braxin, Achentina, Ấn Độ, Thái Lan, Camphuchia, Lào. Theo báo cáo thống kê tháng 9 năm 2015 của Trung tâm Tin học và Thống kê - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, lƣợng ngô nƣớc ta nhập khẩu từ tháng 9/2014 đến tháng 8/2015 là 4.903 tấn tƣơng đƣơng 963.