Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Trước những năm 90, nước ta chỉ gieo trồng các giống ngô thụ phấn tự do, các giống ngô lai tuy có được nghiên cứu nhưng diện tích trong sản xuất không đáng kể. Những năm gần đây chương trình ngô lai quốc gia đã có sự phát triển mạnh mẽ về diện tích, năng suất, sản lượng góp phần quan trọng đảm bảo an ninh lương thực trong nước. Việc tăng cường đầu tư thâm canh, tăng vụ, tăng năng suất dựa trên cơ sở áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, đặc biệt là việc nghiên cứu, sử dụng và đưa các giống ngô lai có năng suất cao, ổn định vào sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu về ngô ngày càng tăng.
Các giống ngô lai khác nhau có khả năng thích ứng với điều kiện sinh thái thổ nhưỡng ở mỗi vùng khác nhau. Để xác định được giống ngô tốt cho một vùng sản xuất nào đó cần tiến hành khảo nghiệm, trồng thử nghiệm qua một vài vụ sản xuất để đánh giá khả năng thích ứng của giống đó. Do đó, để xác định tính thích nghi của giống nào đó trước khi đưa vào sản xuất trên diện rộng phải tiến hành bố trí gieo trồng tại nhiều vùng có đặc điểm sinh thái khác nhau nhằm đánh giá khả năng thích ứng, độ đồng đều, tính ổn định, khả năng chống chịu sâu bệnh, mức độ chịu đất chua, mặn, khả năng cho năng suất, hiệu quả kinh tế của giống đó so với các giống đang gieo trồng đại trà hiện có tại một khu vực hoặc một địa phương nào đó. Vì vậy khảo nghiệm và so sánh là một trong những khâu rất quan trọng trong công tác chọn giống.
Xuất phát từ nhu cầu về giống ngô của tỉnh Phú Thọ, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “So sánh một số giống và tổ hợp ngô lai mới trong điều kiện vụ Đông 2010 và vụ Xuân 2011 tại Phú Thọ” để xác định được những giống, tổ hợp ngô lai có triển vọng đưa vào sản xuất đại trà, góp phần làm tăng năng suất và sản lượng ngô của tỉnh, đem lại lợi nhuận cao nhất và góp phần nâng cao thu nhập cho bà con nông dân. Giới thiệu chung về cây Ngô 1. Phân loại thực vật Ngô thuộc họ hòa thảo Poacea tộc Tripsaceae (Maydeate). Tên khoa học là Zea mays L.
BẢNG KHÓA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI THỰC VẬT CỦA CÂY NGÔ Họ: Họ hoà thảo, bộ rễ chùm, lá mọc thành 2 dãy, gân lá song song, bọc lá chè dọc, có thìa lìa, mấu đốt đặc, hoa mọc thành bông nhỏ có mày. Tộc: Maydeae (Tripsaceae) hoa đực và hoa cái mọc ở những bông nhỏ khác nhau trên cùng một cây, thân đặc có sáp. Chi: Chi Zea hạt mọc ở trục bông (lõi ngô) ở phía bên cây, sau khi chín hạt to và mày nhỏ. Loài: Loài Zae mays nhánh mẹ phát triển vòi nhụy (râu) rất dài, số hàng hạt tương đối nhiều, xếp song song trên trục bông (lõi ngô).
Ngô được phân thành các loài phụ: ngô bọc, ngô nổ, ngô bột, ngô đường, ngô răng ngựa, ngô nửa răng ngựa, ngô tẻ - ngô đá rắn, ngô nếp, ngô đường bột. Ngoài ra ngô còn được phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng và thương phẩm. Có rất nhiều giả thuyết về nguồn gốc của ngô tại châu Mỹ như ngô là sản phẩm thuần dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp. parviglmis) một năm ở Trung Mỹ, có nguồn gốc từ thung lũng sông Balsas ở miền nam Mexico.
Cũng có giả thuyết khác cho rằng ngô sinh ra từ quá trình lai ghép giữa ngô đã thuần hoá nhỏ (dạng thay đổi không đáng kể của ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes. Song điều quan trọng nhất nó đã hình thành vô số loài phụ, các thứ và nguồn dị hợp thể của cây ngô, các dạng cây và biến dạng của chúng đã tạo cho nhân loại một loại ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì và lúa nước. Các loại giống ngô Dựa trên cơ sở di truyền và quá trình chọn tạo giống, giống ngô được chia ra thành 2 loại chính: Giống ngô thụ phấn tự do và giống ngô lai. Giống ngô thụ phấn tự do (Open Pollinated Variety) Giống ngô thụ phấn tự do là một danh từ chung để chỉ các loại giống mà trong quá trình sản xuất hạt giống, con người không can thiệp vào quá trình thụ phấn, chúng được tự do thụ phấn.
Gọi như vậy nhằm phân biệt chúng với loại giống lai sẽ được nói ở phần sau. Theo nghĩa rộng, giống ngô thụ phấn tự do bao gồm các loại sau: Giống ngô địa phương, giống tổng hợp, giống hỗn hợp. * Giống ngô địa phương (Local Variety) Là giống tồn tại trong thời gian dài ở một địa phương nhất định, có các đặc điểm, đặc trưng xác định khác với các giống khác và các đặc điểm này được di truyền cho thế hệ sau. Giống này thích nghi cao ở điều kiện địa phương, chất lượng tốt, năng suất ổn định nhưng không cao, và là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng trong công tác chọn giống mới.
Hiện nay, các giống địa phương cơ bản đã được thay thế bằng các giống đã cải tiến và các giống lai. Tuy nhiên ở một số vùng xa xôi, hẻo lánh vẫn sử dụng giống ngô địa phương, bao gồm các giống ngô như: Gié Bắc Ninh, Lừ Phú Thọ, Xiêm trắng…(Ngô Hữu Tình, 1997) [22]. * Giống ngô tổng hợp (Synthetic Variety) Là thế hệ tiến triển của giống lai nhiều dòng bằng con đường thụ phấn tự do. Nói cách khác: giống tổng hợp là giống được tạo ra bằng con đường tự do thụ phấn giữa các dòng tự phối.
Giống tổng hợp ngoài việc sử dụng trực tiếp vào sản xuất còn là nguồn vật liệu tốt cho công tác rút dòng để tạo giống lai (Ngô Hữu Tình, 1997) [22], các giống tổng hợp nổi tiếng ở nước ta như: TH2A, TH2B, TH nếp trắng… * Giống ngô hỗn hợp (Composite) Là thế hệ tiến triển của tổ hợp các nguồn vật liệu ưu tú có nền di truyền khác nhau thông qua con đường tự do thụ phấn. Nói cách khác: giống hỗn hợp là giống tạo ra bằng con đường tự do thụ phấn giữa các giống thụ phấn tự do. n 6 Nguồn vật liệu này bao gồm các giống thụ phấn tự do, giống tổng hợp, lai kép, lai ba…được lựa chọn theo các chỉ tiêu như: năng suất, thời gian sinh trưởng, đặc điểm hạt, tính chống chịu,…song chúng phải có đặc điểm quý và có khả năng kết hợp tốt. Giống hỗn hợp có vai trò quan trọng trong sản xuất ngô ở các nước đang phát triển thuộc vùng nhiệt đới những năm qua (Ngô Hữu Tình, 1997) [22], các giống hỗn hợp nổi tiếng ở nước ta như: VM1, TSB2, Q2,… 1.
Giống ngô lai (Hybrid) Ngô lai là thành tựu khoa học nông nghiệp nổi bật của thế kỷ XX, là kết quả của việc ứng dụng ưu thế lai trong chọn tạo giống hay là kết quả của tác động gen trội. Trong sản xuất hiện nay, ngô lai được chia làm 2 loại chính: Giống ngô lai không quy ước và giống ngô lai quy ước. * Giống ngô lai không quy ước (Non - Conventional hybrid) Là giống ngô lai trong đó ít nhất có một bố hoặc mẹ không thuần. Các giống ngô lai không quy ước cho năng suất cao hơn các giống thụ phấn tự do, nhưng tiềm năng năng suất thấp, chỉ ở mức 6 - 7 tấn/ha, độ đồng đều về bắp và cây chưa cao.
Do đó giống ngô lai không quy ước thường được đưa vào sản xuất ở các nước đang phát triển. Hiện nay các nước đang phát triển, đang sử dụng hiệu quả của thể loại này chủ yếu là lai đỉnh kép và lai đỉnh kép cải tiến. Trong tương lai khi có đủ điều kiện về kinh tế và kỹ thuật có lẽ vai trò của các giống ngô lai không quy ước sẽ thu hẹp và thay thế dần bằng các giống lai quy ước (Ngô Hữu Tình, 1997) [22]. Ở nước ta, nhóm ngô lai không quy ước được sử dụng chủ yếu trong những năm 1980 vì chương trình ngô lai Việt Nam lúc đó mới bắt đầu.
Đó là những giống như: LS-3, LS-4, LS-7, LS-8 với tiềm năng năng suất đạt 3 - 7 tấn/ha. Hiện nay một số nơi ở miền núi vẫn sử dụng giống LS-7, LS-8. * Giống ngô lai quy ước (Conventional hybrid) Là giống ngô lai được tạo ra bằng cách lai các dòng thuần với nhau. Dựa vào số dòng thuần tham gia tạo giống, giống lai quy ước được phân thành: n 7 - Giống lai đơn (A x B): là giống lai giữa hai dòng thuần.
Các giống ngô được tạo bằng lai đơn có năng suất cao, phẩm chất tốt được ưa chuộng là giống LVN10, LVN 4, LVN20, LVN99… - Giống lai ba [(A x B) x C]: được tạo thành bằng cách lai giữa giống lai đơn với một thuần. Những giống lai ba đang được sử dụng như: LVN17, LVN27, LVN29… - Giống lai kép [(A x B) x (C x D)]: Là giống lai tạo ra bằng cách lai giữa hai giống lai đơn với nhau. Các giống lai kép như: Biossed 9670, P11, LVN12… Lai đơn là giống lai ưu tú nhất, thể hiện ưu thế lai cao nhất song giá thành sản xuất hạt giống cao nên giá bán đắt. Giống lai ba và lai kép chỉ là biện pháp làm giảm giá giống nhằm phổ cập nhanh giống lai vào sản xuất, không có ý nghĩa gì về việc cải thiện tính di truyền của giống.
Cùng với ý nghĩa trên, trong sản xuất có thể gặp một số giống lai cải tiến như: + Lai đơn cải tiến: là giống lai giữa một dòng thuần và một giống lai dòng chị em, ví dụ: (A x A’) x B hoặc giữa hai cặp lai dòng chị em (A x A’) x (B x B’). + Lai ba cải tiến: là lai giữa một lai đơn và một cặp lai dòng chị em; Ví dụ: (A x B) x (C x C’). Tình hình sản xuất, tiêu thụ và nghiên cứu ngô trên thế giới Trên thế giới hiện nay có khoảng 75 nước trồng ngô bao gồm cả các nước phát triển và các nước đang phát triển, mỗi nước trồng ít nhất 100. Trong 25 nước sản xuất ngô hàng đầu thế giới có 8 nước phát triển, 17 nước đang phát triển.
Có khoảng 200 triệu nông dân trồng ngô trên toàn cầu, 98% là nông dân ở các nước đang phát triển. Mặc dù diện tích trồng ngô của Châu Á nhỏ hơn Châu Mỹ La tinh nhưng 75% số người trồng ngô là ở Châu Á, 15 - 20% ở Châu Phi và 5% ở Châu Mỹ La tinh (FAOSTAT, 2009) [32]. Trong các cây ngũ cốc thì ngô đứng thứ ba về diện tích, đứng đầu về năng suất và sản lượng.