Số hóa bởi Trung tâm Học liệu ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
––––––––––––––––––––
BÙI CÔNG ANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. PHAN THỊ VÂN
THÁI NGUYÊN - 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày
trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa công bố trong bất kỳ công
trình nghiên cứu khoa học nào.
Các thông tin trích dẫn, tài liệu tham khảo sử dụng để hoàn thành luận
văn đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2014
Tác giả luận văn
Bùi Công Anh


Bùi Công Anh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 4
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 4
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 7
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên 9
1.3. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới và ở Việt Nam 11
1.3.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới 11
1.3.2. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam 14
1.3.3. Một số kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học ở cây ngô 19
1.4. Kết quả thử nghiệm một số giống ngô lai mới tại Việt Nam 22

3.2.2. Sâu cắn râu 64
3.2.3. Bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani Kuhn) 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
1. Kết luận 66
2. Kiến nghị 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
PHẦN PHỤ LỤC 72

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1. ABA : Axit abscisic
2. AMBIONET : Mạng lƣới công nghệ sinh học cây ngô ở Châu Á
3. B/C : Bắp/cây
4. CD : Chiều dài
5. CIMMYT : Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế
6. CSDTL : Chỉ số diện tích lá
7. Đ/C : Đối chứng
8. ĐK : Đƣờng kính
9. DTL : Diện tích lá
10. FAO : Tổ chức Nông nghiệp và lƣơng thực Liên Hợp Quốc.
11. H/B : Hàng/bắp
12. H/H : Hạt/hàng
13. IRRI : Viện nghiên cứu chƣơng trình lƣơng thực thế giới
14. LAI : Chỉ số diện tích lá
15. M1000 : Khối lƣợng nghìn hạt
16. NL : Nhắc lại
17. NN và PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn

lai tham gia thí nghiệm vụ Xuân và Đông 2013 51
Bảng 3.8: Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai tham gia
thí nghiệm trong vụ Xuân 2013 57
Bảng 3.9: Các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai tham gia
thí nghiệm trong vụ Đông 2013 59
Bảng 3.10: Năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và
Đông năm 2013 59
Bảng 3.11: Khả năng chống chịu sâu bệnh của các tổ hợp ngô lai tham
gia thí nghiệm năm 2013 63 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

vii
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1: Chiều cao cây của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân và
Đông 2013 41
Hình 3.2: Chiều cao đóng bắp của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân
và Đông 2013 41
Hình 3.3: Năng suất lý thuyết của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân
và Đông 2013 60
Hình 3.4: Năng suất thực thu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm vụ Xuân
và Đông 2013 60

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

lần. Mặc dù vậy năng suất ngô nƣớc ta vẫn còn thấp, năm 2013 mới chỉ
bằng 80,3% năng suất ngô bình quân trên thế giới và bằng 44,5% so với
năng suất trung bình của Mỹ.
Để
.
Xuất phát nhu cầu thực tế hiện nay, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề
tài:"Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển của một số tổ hợp ngô lai
mới tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”.
2. Mục đích, yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích
Xác định đƣợc tổ hợp ngô lai có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt
phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên.
2.2. Yêu cầu
- Theo dõi các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai
năm 2013 tại Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
- Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và sinh lý của các tổ hợp ngô lai
thí nghiệm.
- Đánh giá một số khả năng chống chịu của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm
nhƣ: chống chịu sâu, bệnh, chống đổ gãy…
- Nghiên cứu các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của tổ hợp ngô
lai thí nghiệm.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1.Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học xác định đƣợc giống
ngô phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Thái Nguyên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

3
- Kết quả của đề tài là luận cứ cho nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai

thuận, sẽ chọn đƣợc những giống ngô mới thích hợp với từng vùng sinh thái
khác nhau, đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất cho ngƣời sản xuất.
1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là cây trồng phân bố vào loại rộng rãi nhất trên thế giới, trải rộng
hơn 90 vĩ tuyến: Từ dƣới 40
0
N (lục địa châu Úc, nam châu Phi, Chi Lê,…)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

5
lên gần đến 55
0
B (bờ biển Ban Tích, trung lƣu sông Vônga,…). Từ độ cao 1-2
mét đến gần 4.000m so với mặt nƣớc biển (Nguyễn Đức Lƣơng và cs, 2000) [15].
Hiện nay ngô là một trong những cây lƣơng thực quan trọng trong nền
kinh tế toàn cầu, trên thế giới có khoảng 140 nƣớc trồng ngô với tổng diện
tích 184,19 triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha và sản lƣợng đạt 1.016,74 triệu tấn
(FAO, 2014)[50].
Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô trên thế giới năm 1961 - 2013
Năm
Diện tích
(triệu ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lƣợng
(triệu tấn)
1961
105,48

2011
170,42
51,9
883,50
2012
178,55
48,9
872,79
2013
184,19
55,2
1.016,74
Nguồn: FAO, 2014 [50]
Qua bảng số liệu trên cho thấy sản xuất ngô trên thế giới liên tục phát
triển. Năm 1961, năng suất ngô trung bình của thế giới chỉ chƣa đến 20 tạ/ha
nhƣng đến năm 2013 năng suất ngô trung bình của thế giới đã đạt 55,2 tạ/ha,
tăng 35,8 tạ/ha so với năm 1961.
Kết quả trên có đƣợc trƣớc hết là nhờ ứng dụng ƣu thế lai trong chọn
tạo giống đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

6
Trong công tác cải tạo giống cây trồng dựa trên cơ sở ƣu thế lai, cây ngô lai
đƣợc ghi nhận là một thành công kỳ diệu của nhân loại.
Nƣớc đi đầu về ứng dụng ƣu thế lai trong chọn tạo giống là Mỹ. Diện
tích trồng ngô lai của Mỹ là 100%, trong đó hơn 90% diện tích là giống ngô
lai đơn (Ngô Hữu Tình và cs, 1993) [29].
Trong giai đoạn hiện nay năng suất ngô ở Mỹ tăng đột biến nhờ ứng dụng
công nghệ sinh học trong sản xuất. Minh-Tang Chang and Peter (2005) [52]

7,10
31,94
22,66
Hy Lạp
0,20
115,00
2,19
Israel
0,05
225,56
0,11
Nguồn: FAO, 2014 [50]
Trung Quốc đƣợc xem là cƣờng quốc đứng thứ hai trên thế giới, sau Mỹ,
và đứng thứ nhất trong khu vực Châu Á trong lĩnh vực sản xuất ngô lai với

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

7
tốc độ tăng trƣởng ngày càng tăng. Hiện nay, Mỹ và Trung Quốc là hai quốc
gia có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với các quốc gia
khác trên thế giới. Các nƣớc khác nhƣ Italia, Đức, Hy Lạp, Israel mặc dù
năng suất ngô cao nhƣng sản lƣợng vẫn còn thấp do diện tích trồng ngô chƣa
đƣợc mở rộng.
Theo dự báo của công ty Monsanto, vào năm 2030 nhu cầu ngô thế giới
tăng 81 % so với năm 2000 (từ 608 triệu tấn lên 1.098 triệu tấn), nhƣng 80 %
nhu cầu ngô tăng (khoảng 266 triệu tấn) tập trung chủ yếu ở các nƣớc đang
phát triển (Bùi Mạnh Cƣờng, 2006) [7].
1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Việt Nam không phải là nơi phát sinh ra cây ngô nhƣng ngô vẫn là cây
trồng quan trọng trong hệ thống cây lƣơng thực quốc gia (Ngô Hữu Tình và

(tạ/ha)
Sản lƣợng
(1000 tấn)
1990
432,0
15,5
671,0
2000
730,2
25,1
2005,9
2005
1052,6
36,0
3787,1
2006
1033,1
37,0
3819,4
2007
1096,1
39,6
4250,9
2008
1440,2
31,8
4573,0
2009
1089,2
40,1

Ngọc Lý, 2012) [18]. Nguyên nhân sản xuất ngô ở Việt Nam phát triển còn
chậm chƣa tƣơng xứng với điều kiện hiện có vì trên 70% diện tích tập trung ở
đồi núi và cao nguyên phụ thuộc chủ yếu vào nƣớc trời, trong đó 60 % diện
tích ngô trồng trên đất dốc; Thời tiết nhiệt đới của Việt Nam biến động lớn về
nhiệt độ, mƣa, gió bão ảnh hƣởng đến tất cả các vụ trồng ngô, dẫn đến khả
năng kết hạt của ngô kém. Ngày nay biến đổi khí hậu còn làm gia tăng tần
suất hạn, úng, gió bão, lũ lụt, nhiệt độ cao, đây là những biến đổi bất lợi cho
quá trình sinh trƣởng của cây ngô. Dân trí không đồng đều giữa các vùng
trồng ngô, có sự chênh lệch lớn giữa trình độ canh tác và khả năng đầu tƣ
thâm canh ngô của nông dân giữa các vùng miền dẫn đến tổn thất sau thu
hoạch còn lớn.
Vấn đề này đặt ra nhiệm vụ rất quan trọng và cấp thiết cho các cơ quan
nghiên cứu chọn tạo giống. Với mục tiêu là tạo ra các giống ngô có năng suất
cao từ 12 - 13 tấn/ha cho những vùng trồng ngô thuận lợi và 6 - 7 tấn/ha cho
những vùng trồng ngô khó khăn, ổn định năng suất ở các vùng sinh thái, lai
tạo đƣợc các giống ngô lai có khả năng chống chịu tốt đồng thời đáp ứng
đƣợc cả yêu cầu về chất lƣợng, các tổ chức nghiên cứu phát triển ngô ở Việt
Nam đang nỗ lực tìm kiếm những giải pháp mới trong nghiên cứu chọn tạo
giống. Một trong những giải pháp đang đƣợc quan tâm trong giai đoạn hiện
nay là ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống, đây là vấn đề đang
đƣợc cả hệ thống xã hội quan tâm.
Tháng 8 năm 2014, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã cấp
phép cho 4 sự kiện ngô biến đổi gen là NK603, MON89034 (Công ty Dekalb)
và Bt11, MIR162 (Syngenta) đƣợc lƣu hành, đây là một cơ hội mới để thúc
đẩy sản xuất ngô phát triển.
1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên
Thái Nguyên là một tỉnh thuộc khu vực Trung du miền núi phía Bắc, với
tổng diện tích đất tự nhiên là 3.562,82 km
2
, diện tích đất canh tác nông nghiệp

30,8
2003
13,4
32,6
43,7
2004
15,9
34,3
54,6
2005
15,9
34,7
55,1
2006
15,3
35,2
53,9
2007
17,8
42,1
74,9
2008
20,6
41,1
84,6
2009
17,4
39,1
68,0
2010

học kỹ thuật tiến bộ vào sản xuất vì có trình độ dân trí cao, có trƣờng Đại học
Nông Lâm là nơi kết hợp nghiên cứu chọn tạo giống mới. Chính vì vậy nhiều
giống ngô lai năng suất cao đã đƣợc ứng dụng trong sản xuất nhƣ: LVN4,
LVN99, LVN61, CP999, NK4300, NK66, B06
1.3. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới và ở Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới
Đối với cây ngô những phát hiện khoa học quan trọng chủ yếu tập trung
vào thế kỷ XVIII.
Năm 1716, Cottin Matther là ngƣời đầu tiên nghiên cứu thí nghiệm về
giới tính của ngô. Ông đã quan sát thấy sự thụ phấn chéo ở cây ngô tại
Massachusettes. Tám năm sau Matther, Paul Dudly đã đƣa ra nhận xét về giới
tính của ngô và cho rằng gió đã giúp ngô thực hiện quá trình thụ phấn.
Năm 1876, Charles Darwin tiến hành thí nghiệm với hàng loạt cá thể giao
phối và tự thụ phấn ở nhiều loài khác nhau nhƣ đậu đỗ, ngô. Ông đã công bố
những kết quả nghiên cứu về cây ngô trong tác phẩm “Những tác động của giao
phối và tự phối trong thế giới thực vật” (Ngô Hữu Tình, 1997) [31]. Trong quá
trình tiến hành thí nghiệm, ông đã quan sát thấy sự hơn hẳn của các cây giao
phấn với các cây tự thụ phấn về chiều cao, tốc độ nảy mầm của hạt, số quả
trên cây và cả sức chống chịu với điều kiện bất thuận và năng suất hạt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

12
Hiện tƣợng ƣu thế lai ở cây ngô đƣợc các nhà khoa học quan tâm từ rất
sớm trong quá trình nghiên cứu. Năm 1876, Bill đã tiến hành nghiên cứu ƣu
thế lai ở ngô và ông đã thu đƣợc con lai có năng suất cao hơn bố mẹ từ 10-15%.
Shull (1904), đã tiến hành tự thụ cƣỡng bức ở ngô để thu đƣợc các dòng
thuần và tạo ra các giống lai từ các dòng thuần này. Năm 1909, Shull đã đƣa
ra ý kiến sản xuất hạt giống ngô lai F1 bằng lai đơn nhằm tạo ra sự đồng đều
cao nhất từ các dòng bố mẹ càng thuần chủng, tạo ƣu thế lai càng mạnh. Năm

tuy nhiên để chọn tạo một giống ngô lai, các nhà tạo giống phải tạo ra các
dòng tự phối từ các nguồn nguyên liệu không đồng nhất về mặt di truyền và
phải sau 6-8 đời tự phối mới có thể tạo đƣợc vật liệu cho quá trình đánh giá
khả năng kết hợp, vì vậy để tạo đƣợc một giống ngô lai phải mất khoảng thời
gian rất dài. Để khắc phục một phần nhƣợc điểm trên với sự phát triển của
khoa học và công nghệ, công tác chọn tạo giống cây trồng thế kỷ 21 đƣợc trợ
giúp bởi nhiều kỹ thuật mới, nhiều phƣơng pháp nghiên cứu sinh học hiện đại
ra đời, nhanh chóng trở thành công cụ hữu hiệu để cải tạo năng suất cây trồng.
Hiện nay, nghiên cứu chọn tạo giống ngô mới bằng kỹ thuật cao đang phát
triển và có nhiều triển vọng trong tƣơng lai nhƣ ứng dụng kỹ thuật nuôi cấy
bao phấn invitro vào công tác chọn tạo dòng thuần, thụ tinh trong ống nghiệm
để khôi phục nguồn gen trong tự nhiên, sử dụng súng bắn gen và chuyển gen
thông qua vi khuẩn A. tumefaciens, ứng dụng các kỹ thuật RAPD, SSP để
phân tích đa dạng di truyền và phân nhóm ƣu thế lai của giống. Trong đó kỹ
thuật nuôi cấy bao phấn là hƣớng nghiên cứu tạo dòng thuần invitro có nhiều
triển vọng (Trần Thị Thêm, 2006) [25].
Những kỹ thuật mới này tập trung vào hai lĩnh vực nuôi cấy mô tế bào
và tái tổ hợp ADN. Bằng phƣơng pháp ứng dụng công nghệ gen ngƣời ta có
thể chuyển các gen có lợi sang cây ngô để tạo ra giống ngô nhƣ mong muốn
nhƣ gen chống sâu bệnh, chịu hạn, chịu lạnh, chịu mặn Ví dụ nhƣ loại ngô
Novartis, mang thêm trong cây một gen lấy từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis,
có khả năng sản sinh một độc tố. Độc tố này là một chất sát trùng sinh hóa
học, có tính chất tiêu diệt bƣớm ống (pyrale) là một loại sâu cánh phấn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

14
(lepidoptere) mà ấu trùng phá hại bắp. Lợi ích loại bắp này là tự nó chống lại
sâu bọ, không cần dùng thuốc hóa học. Năm 1997, ngô chuyển gen kháng sâu
đục thân và thuốc trừ cỏ bắt đầu đƣợc trồng ở Mỹ và Canada. Với việc ứng

Vào những năm 1970-1971, Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã
nghiên cứu tạo giống ngô lai từ các dòng thuần nhập nội của Rumani và
Hungari nhƣng đều thất bại vì dòng thuần có nguồn gốc ôn đới không thích
nghi với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của Việt Nam (Trần Hồng Uy, 1994) [42].
Rút kinh nghiệm từ những thất bại trên, Trung tâm nghiên cứu ngô Sông
Bôi đã có những định hƣớng đúng đắn cho chƣơng trình phát triển ngô lai ở
Việt Nam, đó là muốn có chƣơng trình ngô lai tốt phải dựa trên chƣơng trình
tạo giống thụ phấn tự do tốt và phải có nguồn nguyên liệu nhiệt đới phong
phú và đa dạng.
Từ những định hƣớng trên, từ năm 1990 đến nay, các nghiên cứu phát
triển giống ngô của Việt Nam diễn ra khá sôi động và đạt đƣợc nhiều kết quả
khả quan. Chƣơng trình Ngô quốc gia mà chủ yếu là Viện nghiên cứu ngô,
với sự chủ động trong việc chọn tạo dòng thuần và giống lai song song với
giai đoạn chọn tạo giống thụ phấn tự do nên kịp thời có những giống tốt đƣa
vào sản xuất.
Không chỉ riêng Việt Nam mà cả các nƣớc đang phát triển các dòng
thuần nội còn hạn chế vì vậy việc nhập các dòng ngoại tốt để làm phong phú
nguồn dòng và nhanh chóng tạo ra giống lai tốt phục vụ sản xuất có ý nghĩa
vô cùng quan trọng. Chính vì vậy, Ngô Hữu Tình (1985) [28] đã đánh giá khả
năng kết hợp của các dòng ở những vùng sinh thái khác nhau của Ucraina và
chọn đƣợc dòng U15, Co72, A2G có khả năng kết hợp tốt và cho rằng các
dòng mang đặc tính tƣơng phản khi kết hợp với nhau con lai sẽ tập hợp đƣợc
đặc điểm tốt từ cả bố và mẹ.
Trong công tác lai tạo giống ngô, việc đánh giá khả năng kết hợp giữa
các dòng là rất quan trọng. Chính vì vậy, Ngô Hữu Tình và Phan Thị Vân
(2004) [35] đã sử dụng phƣơng pháp lai đỉnh để đánh giá khả năng kết hợp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

16