ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG THỊ THỊNH

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG THỊ THỊNH

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SINH TRƢỞNG,
PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ TỔ HỢP NGÔ LAI MỚI
TẠI THÁI NGUYÊN
Ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
Mã số: 60. 62. 01. 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN MINH QUÂN

và cá nhân. Nhân dịp này tôi xin trân thành bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới:
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn
TS. Trần Minh Quân, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như trong quá trình hoàn
thiện luận văn này. Xin chân thành cám ơn TS. Phan Thị Vân đã có những
góp ý, tư vấn và hỗ trợ trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài.
Tôi xin trân thành cảm ơn sự quan tâm của Ban giám hiệu Trường Đại
học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng Đào tạo, Khoa nông học - Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập.
Trân trọng cảm ơn Tỉnh Ủy Lai Châu, Ban dân tộc tỉnh Lai Châu và các
cơ quan đoàn thể đã tạo điều kiện cho tôi cơ hội học tập để nâng cao trình độ
chuyên môn.
Cảm ơn các em sinh viên K43 Khoa Nông học - Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã hợp tác cùng tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự động viên, giúp đỡ của bạn bè và đồng nghiệp.
Gia đình và bạn bè, những người luôn hỗ trợ, giúp đỡ và ủng hộ tôi
trong suốt quá trình thời gian học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Hoàng Thị Thịnh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i

iv
2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm.............................................................. 29
2.4.2. Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm...................................... 30
2.4.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ................................................... 31
2.5. Xử lý số liệu ............................................................................................. 36
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 37
3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp ngô lai thí
nghiệm vụ thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại tỉnh Thái Nguyên .............. 37
3.1.1. Giai đoạn trỗ cờ, tung phấn ................................................................... 38
3.1.2. Giai đoạn phun râu ................................................................................ 39
3.1.3. Giai đoạn chín sinh lý ........................................................................... 40
3.2. Một số đặc điểm hình thái, sinh lý của các THL thí nghiệm vụ thu
Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ............................................... 41
3.2.1. Chiều cao cây ........................................................................................ 41
3.2.2. Chiều cao đóng bắp ............................................................................... 42
3.2.3. Tỷ lệ chiều cao đóng bắp ...................................................................... 43
3.2.4. Số lá trên cây ......................................................................................... 43
3.2.5. Chỉ số diện tích lá .................................................................................. 45
3.2.6. Trạng thái cây, trạng thái bắp và độ che kín bao bắp các THL vụ
thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ......................................... 46
3.2.7. Trạng thái cây ........................................................................................ 46
3.2.8. Trạng thái bắp ....................................................................................... 47
3.2.9. Độ che kín bao bắp................................................................................ 48
3.3. Khả năng chống chịu của các THL thí nghiệm........................................ 48
3.3.1. Đặc điểm hình gốc và số rễ chân kiềng của các THL thí nghiệm ........ 48
3.3.2. Khả năng chống chịu sâu, bệnh ............................................................ 50
3.4. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL tham gia thí nghiệm vụ
thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên ......................................... 53
3.4.1. Số bắp trên cây ...................................................................................... 54
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


:

Chỉ số diện tích lá

CV

:

Hệ số biến động

đ/c

:

Đối chứng

G - CSL

:

Gieo đến chín sinh lý

G - PR

:

Gieo đến phun râu

G - TC


:

Năng suất lý thuyết

NSTT

:

Năng suất thực thu

P

:

Xác xuất

THL

:

Tổ hợp lai

TP - PR

:

Tung phấn đến phun râu

TPTD

chính của Việt Năm năm 2013 ....................................................... 17
Bảng 1.7. Tình hình sản xuất ngô ở Thái Nguyên giai đoạn 2003-2013 ........ 25
Bảng 1.8: Cơ cấu giống ngô của tỉnh Thái Nguyên năm 2014 ....................... 26
Bảng 2.1. Các tổ hợp ngô lai tham gia thí nghiệm và đối chứng.................... 28
Bảng 3.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các tổ hợp lai tham
gia thí nghiệm vụ thu thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái
Nguyên ............................................................................................ 38
Bảng 3.2. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp của các THL tham gia
thí nghiệm vụ thu Đông năm 2014 và vụ Xuân năm 2015 tại
Thái Nguyên.................................................................................... 42
Bảng 3.3. Số lá trên cây và chỉ số diện tích lá của các Tổ hợp lai vụ thu
Đông 2014 và vụ Xuân năm 2015 tại Thái Nguyên ....................... 44
Bảng 3.4: Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao che kín bắp các tổ hợp
lai thí nghiệm vụ thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái
Nguyên ............................................................................................ 46
Bảng 3.5. Đường kính gốc và số rễ chân kiềng của các THL thí nghiệm
vụ thu Đông 2014 và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên .................... 49
Bảng 3.6: Mức độ nhiễm sâu bệnh của các Tổ hợp lai vụ thu Đông 2014
và vụ Xuân 2015 tại Thái Nguyên .................................................. 50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




viii
Bảng 3.7. Các yếu tố cấu thành năng suất của các Tổ hợp lai vụ thu Đông
2014 tại Thái Nguyên...................................................................... 53
Bảng 3.8. Các yếu tố cấu thành năng suất của các THL vụ Xuân 2015 tại
Thái Nguyên.................................................................................... 54
Bảng 3.9: Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các Tổ hợp lai

lý do quan trọng để phát triển và mở rộng diện tích trồng ngô.
Diện tích, năng suất và sản lượng ngô liên tục tăng, năm 1980 diện tích
trồng ngô chỉ khoảng 125,8 triệu ha với năng suất 31,5 tạ/ha đạt tổng sản
lượng là 396,96 triệu tấn năm 2013 diện tích ngô tăng lên đáng kể đạt 184,2
triệu ha, năng suất 55,2 tạ/ha và sản lượng đạt 1016,4 triệu tấn (FAOSTAT,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




2
2015) [27]. Để có được những thành tựu như vậy bên cạnh việc áp dụng các
biện pháp kĩ thuật trên đồng ruộng thì việc đầu tư nghiên cứu chọn lọc, lai tạo
giống luôn là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong giai đoạn hiện nay, sản
xuất ngô trên thế giới chỉ thực sự phát triển khi áp dụng các tiến bộ kỹ thuật
vào sản xuất trong đó có việc gieo trồng các giống ngô lai.
Ở Việt Nam, cây ngô đã có mặt cách đây khoảng 300 năm, mặc dù là
cây lương thực đứng thứ 2 sau lúa nhưng thời gian đầu do không được chú
trọng nên cây ngô chưa phát huy tiềm năng của nó. Cây ngô được trồng trong
điều kiện sinh thái rất khác nhau, được trồng hầu hết trong các vùng và các vụ
tùy thuộc vào tác động đồng thời của chế độ nhiệt, lượng mưa và phương tiện
tưới tiêu sẵn có. Đối với vùng núi phía Bắc và Tây Nguyên, cây ngô là cây
lương thực chính của đồng bào các dân tộc. Ngô đi vào bữa ăn người Việt
dưới nhiều dạng: Cơm ngô xay, ngô bung với đậu đỗ, bột bánh ngô, xôi ngô,
ngô luộc, bỏng ngô (Nguyễn Đức Lương, 2000 ) [11].
Tuy nhiên ngành sản xuất ngô của thế giới nói chung và Việt Nam nói
riêng đang đứng trước những thách thức mới như sự biến đổi phức tạp khí hậu
toàn cầu, hạn hán, lũ lụt ngày càng tăng, xuất hiện nhiều sâu dịch bệnh mới,
sức ép của dân số. Theo dự tính đến năm 2020 diện tích đất nông nghiệp của cả
nước là 26,732 nghìn ha. Thực tiễn đòi hỏi là phải tăng nhanh năng suất cây

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp giống là yếu tố quan trọng quyết định đến
năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của từng đối tượng cây trồng. Vì
vậy, để phát triển sản xuất nông nghiệp cần phải chú trọng công tác chọn tạo
giống. Đối với sản xuất ngô, muốn phát triển theo hướng hàng hoá với sản
lượng cao, quy mô lớn nhằm phục vụ nhu cầu thị trường, cần phải có các biện
pháp tổng thể, hữu hiệu trong đó việc thay thế dần các giống ngô cũ năng suất
thấp bằng các giống ngô mới năng suất cao, chống chịu tốt là hướng đi đang
được các nhà khoa học quan tâm. Đặc biệt là đối với ở các tỉnh miền núi phía
Bắc việc sử dụng các giống có khả năng chống chịu tốt, năng suất cao sẽ vừa
phát huy hiệu quả kinh tế của giống vừa góp phần xóa đói giảm nghèo cho
đồng bao các dân tộc.
Kết quả nghiên cứu trong thời gian gần đây cho thấy Việt Nam đã tạo
ra nhiều giống ngô lai năng suất cao, chất lượng tốt phù hợp với các vùng sinh
thái. Các giống ngô lai của Việt Nam có khả năng chống chịu với điều kiện
ngoại cảnh bất thuận tốt hơn và giá thành rẻ hơn so với các giống được sản
xuất bởi các công ty nước ngoài. Tuy nhiên, các giống mới trước khi đưa ra
sản xuất, cần được đánh giá đầy đủ, khách quan về khả năng thích nghi của
từng giống với từng vùng sinh thái khác nhau, cũng như đánh giá khả năng
sinh trưởng phát triển, khả năng chống chịu với những điều kiện bất lợi khác.
Trong quá trình khảo nghiệm, so sánh giống sẽ loại được các giống có
những yếu điểm về các đặc tính nông sinh học như: thời gian sinh trưởng quá
dài, cây quá cao, chống đổ kém và dễ nhiễm sâu bệnh … Chọn lựa theo kiểu
hình sẽ loại bỏ được những đặc tính không mong muốn, tuy nhiên để có kết
quả tin cậy phải thực hiện thí nghiệm ở nhiều thời vụ. Trên cơ sở đó lựa chọn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




(triệu tấn)

2003

144,67

44,60

645,23

2004

147,47

49,48

729,21

2005

147,53

48,37

713,62

2006

148,96


163,82

51,87

849,79

2011

171,78

51,55

885,29

2012

177,00

49,44

875,10

2013

184,19

55,20

1016,73


(tạ/ha)

(triệu tấn)

Châu Á

60,38

50,53

305,12

Châu Âu

19,07

62,35

118,92

Châu Mỹ

70,67

73,92

522,36

Châu Phi


suất trung bình của thế giới và cao hơn các nước đang phát triển.
Châu Á có diện tích trồng ngô là 60,38 triệu ha. Năng suất đạt 50,53
tạ/ha. Sản lượng đạt 305,12 triệu tấn.
Châu Phi có năng suất thấp hơn so với năng suất trung bình của thế giới.
Châu Phi năm 2013 năng suất đạt 20,34 tạ/ha, bằng 36,99% năng suất trung
bình của thế giới. Năng suất ngô tại đây còn thấp là do trình độ về khoa học kỹ
thuật kém phát triển công thêm tình hình kinh tế, chính trị an ninh không được
đảm bảo đã làm cho khu vực này tụt hậu so với các khu vực khác trên thế giới.
Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô của một số nƣớc năm 2013

Mỹ

Diện tích
(triệu ha)
35,47

Năng suất
(tạ/ha)
99,69

Sản lƣợng
(triệu tấn)
353,69

Trung Quốc

35,26

61,75


225,55

0,11

Nƣớc

(Nguồn: Số liệu thống kê của FAOSTAT, 2015 [27])
Mỹ là cường quốc số một về sản xuất ngô trên thế giới là Mỹ. Năm
2013, diện tích trồng ngô của Mỹ là 35,47 triệu ha, năng suất bình quân đạt
99,69 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 353,69 triệu tấn chiếm 34,78% sản lượng
ngô toàn thế giới. Theo Rinke.E (1979) [30] việc sử dụng các giống ngô lai
ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930. Từ những năm 1990, 100% diện tích ngô của Mỹ
đã trồng các giống ngô lai trong đó hơn 90% là giống ngô lai đơn. 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




9
Ở Châu Á, Trung Quốc là nước đứng đầu trong sản xuất ngô. Diện tích
trồng ngô của Trung Quốc năm 2013 chỉ ít hơn Mỹ 0,21 triệu ha. Nhưng sản
lượng ngô của Trung Quốc chỉ bằng 61,55% sản lượng ngô của Mỹ do năng
suất ngô của Trung Quốc thấp, năng suất ngô của Trung Quốc đạt 61,75 tạ/ha,
bằng 61,94% năng suất ngô của Mỹ.
Nước luôn đạt năng suất ngô cao nhất trên thế giới là Israel (225,55
tạ/ha), tuy nhiên diện tích trồng ngô của Israel không đáng kể (0,03 triệu ha).
1.2.2. Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới

Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình Lương thực thế giới
(IRRI, 2003) [8] vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô thế giới là 852 triệu tấn,
trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16%
dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp. Ở các nước phát triển chỉ dùng 5%
ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển tỷ lệ này là 22%, dự
báo nhu cầu ngô trên thế giới năm 2020 được trình bày ở bảng 1.4:
Bảng 1.4. Dự báo nhƣ cầu ngô trên thế giới đến năm 2020
Năm 1997

Năm 2020

(triệu tấn)

(triệu tấn)

Thế giới

586

852

45

Các nước đang phát triển

295

508

72


57

Tây và Bắc Phi

18

28

56

Vùng

% thay đổi

(Nguồn: IRRI 2003) [8]
Như vậy đến năm 2020, nhu cầu ngô thế giới tăng 45% so với nhu
cầu năm 1997, Các nước đang phát triển có nhu câu ngô tăng từ 295 triệu tấn
đến 508 triệu tấn tẳng 72%, khu vực có nhu cầu ngô tăng mạnh nhất là khu
vực Đông Á tăng 85,2% so với năm 1997.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




11
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ngô trên thế giới
Ngô là cây trồng đã tồn tại trên trái đất và gắn bó chặt chẽ với cuộc
sống của người bản xứ châu Mỹ hàng nghàn năm nay, nhưng phải đến thế kỷ
XVIII, khi Columbus mang cây ngô về châu Âu hơn 2 thế kỷ, loài người mới

giữa một số dòng và thấy rằng năng suất và sức sống ở giống lai tăng lên
đáng kể. Năm 1909, G.H.Shull đã công bố các giống lai đơn (single cross)
cho năng suất cao hơn hẳn so với các giống ngô khác thời gian đó. Năm
1914, chính Shull đã đưa vào tài liệu khoa học thuật ngữ “Heterosis” để chỉ
ưu thế lai của các giống lai dị hợp tử, những công trình nghiên cứu về ngô
lai của Shull đã đánh dấu sự bắt đầu của chương trình chọn tạo giống ngô
(Hallauer, 1988) [29].
Cùng với quá trình phát triển dòng thuần và các giống lai ưu tú các
nhà khoa học nghiên cứu ngô còn nghiên cứu cải tạo chất lượng đạm ở ngô.
Các giống ngô QPM có ưu điểm đặc biệt là hàm lượng Triptophan (0,11%),
Lysine (0,475%) và Protein (11%) cao hơn rất nhiều so với ngô thường (tỷ
lệ này ở ngô thường là 0,05; 0,225 và 9%) Ngô QPM được đưa vào sản
xuất đã đem lại hiệu quả vô cùng to lớn khi làm thức ăn chăn nuôi và làm
lương thực cho con người. Ở Châu Á, có ba nước có chương trình phát
triển ngô QPM là Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam (Trần Hồng Uy và cs,
2002)[22]
Để giải thích cơ sở di truyền của ưu thế lai ngày nay trên thế giới đang
tồn tại nhiều thuyết khác nhau song các thuyết trội (Bruce, 1910; Collins,
1921; Jones, 1917) và thuyết siêu trội (East, 1912; Hull, 1945) nhận được sự
ủng hộ của nhiều nhà khoa học. Mặc dù có nhiều quan điểm khác nhau nhưng
các nhà khoa học đều cho rằng ưu thế lai là hiện tượng tổ hợp lai có sức sống
mạnh hơn bố mẹ, sinh trưởng và phát triển nhanh hơn, cho năng suất và phẩm
chất cao hơn bố mẹ của chúng (Taktajan, 1977) [13].
Qua quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đều nhận thấy các dòng đều
sinh trưởng, phát triển kém, năng suất thấp nhưng cặp lai giữa hai dòng không
họ hàng lại sinh trưởng khỏe và năng suất cao. Vì vậy, Jones đã nghiên cứu và
phát triển kỹ thuật mới để ngô lai có thể áp dụng được vào sản xuất. Đầu năm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




14
770 giống ngô chọn lọc, cải lương. Theo E.Rinke (1979) việc sử dụng giống
ngô lai ở Mỹ đã được bắt đầu từ năm 1930, giống lai ba và lai kép được sử
dụng đến năm 1957, sau đó giống lai đơn cải tiến và lai đơn, chiếm 80 – 85%
tổng số giống lai. Để tạo ra các giống ngô lai tốt, các nhà khoa học Mỹ luôn
quan tâm đến vật liệu khởi đầu trong tạo giống là dòng thuần. Kết quả điều tra
của Bauman năm (1981) [26] cho thấy các nhà tạo giống ở Mỹ đã sử dụng
15% quần thể có nguồn di truyền rộng, 16% quần thể có nền di truyền hẹp,
14% quần thể của các dòng ưu tú, 39% tổ hợp lai của các dòng ưu tú và 17%
quần thể hồi giao để tạo dòng. Các giống ngô lai đơn có ưu thế lai cao nhất
nhưng do quá trình sản xuất hạt giống cho năng suất thấp nên giá thành hạt
giống lai đơn rất cao. Vì vậy người ta tiến hành lai tạo các giống ngô lai 3, lai
kép cho năng suất hạt giống cao mà giá thành lại rẻ, ưu thế lai cao (Nguyễn
Thế Hùng, Phùng Quốc Tuấn, 1997) [7].
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, công tác
chọn tạo giống cây trồng ở thế kỷ 21 đã được trợ giúp bởi nhiều kỹ thuật mới,
các phương pháp nghiên cứu sinh học hiện đại đã ra đời, nhanh chóng trở
thành công cụ hữu hiệu để cải tạo năng suất cây trồng. Những kỹ thuật mới
này tập trung chủ yếu vào hai lĩnh vực: nuôi cấy mô tế bào và kỹ thuật tái tổ
hợp ADN. Ngoài ra, các kỹ thuật nuôi cây bao phấn invitro trong tạo dòng
thuần, thụ tinh ống nghiệm để khôi phục nguồn gen tự nhiên, kỹ thuật chuyển
gen, sử dụng súng bắn gen, ứng dụng các kỹ thuật cao để phân tích da dạng di
truyền, phân nhóm ưu thế lai.., đang được các nhà khoa học sử dụng rộng rãi
trong nghiên cứu. Các kỹ thuật này đã mở ra tiềm năng ứng dụng rộng lớn
trong cải tạo giống cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng, góp phần đảm

ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu nên năng suất và sản lượng ngô
rất thấp. Theo thống kê năng suất ngô ở Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt
trên 10 tạ/ha, với diện tích hơn 200 nghìn ha; đến đầu những năm 1980, năng
suất cũng chỉ đạt 11 tạ/ha và sản lượng hơn 400 nghìn tấn.
Giai đoạn từ 1981 - 1992: diện tích tăng chậm, năng suất ngô tăng
không đáng kể, từ 11 tạ/ha (1980) lên 15 tạ/ha (1992), bình quân mỗi năm
tăng 3,5%. Mặc dù giai đoạn này đã sử dụng các giống thụ phấn tự do nhưng
chủ yếu là giống tổng hợp, hỗn hợp nên năng suất vẫn còn thấp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN