PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp. Đặc trưng của nền kinh tế nước ta là nông nghiệp, nông nghiệp chiếm hơn 75% tỷ trọng nền kinh tế quốc dân, hàng năm sản lượng nông nghiệp đóng góp 35 - 45% tổng sản phẩm xã hội, 47 - 80% thu nhập quốc dân, góp phần quan trọng trong việc ổn định chính trị và phát triển kinh tế. Trong đường lối phát triển kinh tế, Đảng và nhà nước ta đã xác định “ .trong giai đoạn hiện nay phải ra sức phát triển nông nghiệp, coi nông nghiệp là mặt trận hàng đầu” (kế hoạch 5 năm 1976 - 1980 tại đại hội IVcủa Đảng). Mặt khác, Sau hơn 20 năm đổi mới kinh tế xã hội nước ta ngày càng phát triển, cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao. Trong đó nông nghiệp đóng một vai trò hết sức quan trọng, để phát huy thế mạnh của sản xuât nông nghiệp. Nước ta đã và đang đa dạng hoá cây trồng. Trong đó cây ngô được xem là cây lương thực quan trọng thứ 2 (sau cây lúa) bởi cây ngô có nhiều đặc điểm tốt và cho tiềm năng năng suất cao. Cây ngô ( zea may. L ) là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa gạo. Toàn thế giới (giai đoạn 1995-1997) sử dụng 17% sản lượng ngô làm lương thực cho con người, trong đó các nước đang phát triển là 30% các nước phát triển 4%. Các nước ở Trung Mỹ, Nam Á, và Châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính. Nếu như ở Châu Âu khẩu phần ăn cơ bản là bánh mì, khoai tây, sữa; Châu Á là cơm, canh, cà thì Châu Mỹ La Tinh là bánh ngô, đậu đỗ và ớt vì vậy trên phạm vi thế giới mà nói thì ngô vẫn là cây lương thực quan trọng vì ngô rất phong phú về chủng loại (ngô nếp, ngô đường, ngô bột…) và chất dinh dưỡng (tinh bột, potein, chất béo, chất đạm, đướng, vitamin…). Ngô là một trong những cây ngũ cốc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 chính, phổ biến rộng, có năng suất cao và có giá trị kinh tế lớn của loài người. Ngô là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 số dân trên toàn thế giới [4]. Cây ngô có những đặc tính sinh lý sinh hoá hơn hẳn so với các cây lương thực khác, đó là hệ số sử dụng ánh sáng cao, có điểm bù CO 2 thấp và cây quang hợp theo chu trình C4. Nhờ đó ngô có thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng tích lu ỹ một lượng vật chất khá lớn. Chính vì vậy mà trên thế giới cây ngô đứng thứ 3 về diện tích, thứ 2 về sản lượng nhưng đứng thứ nhất về năng suất. Trong các giống ngô thì ngô nếp có giá trị dinh dưỡng cao, có tính dẻo, thơm nên được sử dụng chính dưới dạng ngô luộc, ngô nướng, nấu chè hoặc đồ xôi…các món ăn này ngày càng được người tiêu dùng ưa chuộng nhưng tiềm năng năng suất của ngô nếp thấp. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng ngoài việc áp dụng những biện pháp khoa học kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất, yêu cầu chọn ra những giống ngô nếp có năng suất cao, phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện sinh thái khu vực là việc làm cấp thiết của các nhà chọn tạo giống, nhằm đem lại hiệu quả kinh tế ngày càng cao cho người dân. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển và năng sất của một số giống ngô nếp lai có triển vọng trong vụ xuân 2008 trên đất cát pha ở trại thực hành Nông Học - khoa Nông Lâm Ngư - trường Đại Học Vinh”. 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích của đề tài Đánh giá khả năng sinh trưởng phát triển, đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu và năng suất của các giống ngô nếp trong vụ xuân 2008. Trên cơ sở đó có thể chọn ra một số giống có triển vọng để đưa vào sản xuất tại vùng nghiên cứu. 2.2. Yêu cầu của đề tài Để đạt được mục tiêu của đề tài, Chúng tôi tập trung nghiên cứu một số chỉ tiêu sau: 1. Theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của các giống ngô nếp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 2. Theo dõi các đặc trưng hình thái của các giống ngô nếp. 3. Nghiên cứu về khả năng chống chịu của các giống ngô nếp. 4. Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý của các giống ngô nếp ở thời kỳ chín sáp. 5. Nghiên cứu về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô nếp. 6. Nghiên cứu về phẩm chất của các giống ngô nếp. 3. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu Đối tượng là 5 giống ngô nếp lai có triển vọng về năng suất cao gồm các giống: VN2, LSB4, VN6, MX4, Nù Sữa. Nội dung: “ Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lý, sinh trưởng và năng sất của một số giống ngô nếp lai có triển vọng trong vụ xuân 2008 trên đất cát pha ở trại thực hành Nông Học - khoa Nông Lâm Ngư - trường Đại Học Vinh”. 4. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiến của đề tài a) Ý nghĩa khoa học Ngô là loại cây trồng có nhiều chất dinh dưỡng, việc chọn ra một số giống có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh hại . phù hợp với vùng sinh thái là việc rất có ý nghĩa thực tiễn. b) Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu đề tài này có ý nghĩa thực tiễn hết sức quan trọng ở địa phương trong việc tìm ra một số giống ngô có phẩm chất tốt, năng suất cao thay thế giống ngô nếp địa phương năng suất thấp, chất lượng kém. Từ đó đưa vào sản xuất ở vùng nghiên cứu nhằm năng cao thu nhập cho người dân. CHƯƠNG I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiến 1.1.1. Cơ sở khoa học Chọn giống cây trồng là một khâu kỹ thuật quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Đó là tiền đề cho hệ thống thâm canh trồng trọt, để tạo ra những nông sản có sản lượng cây trồng cao. Cho đến nay, các hoạt động khoa học công nghệ đã đạt được nhiều kết quả ấn tượng trong việc chọn tạo những giống cây trồng mới có nhiều đặc điểm tốt như: tiềm năng năng suất cao, tạo ra chất lượng nông sản tốt, chống chịu được sâu bệnh gây hại. Giống cây trồng cùng với phân bón và chế độ tưới tiêu đã làm nên cuộc “cách mạng xanh” ở một số nước trên thế giới, giúp các nước đó giải quyết được vấn đề lương thực trong đó có những nước trước đây vẫn phải nhập khẩu lương thực. Nhu cầu ngày càng phát triển của đời sống thực tế đòi hỏi phải có những loại cây trồng có các tính trạng, đặc tính tốt đáp ứng được các mong ước của con người. Bắt đầu từ việc thuần hoá cây dại, dần dần con người đã lai tạo, chọn lựa các giống cây trồng mới cho năng suất cao phù hợp với từng vùng sinh thái là vấn đề cấp thiết hiện nay của các nhà chọn tạo giống. 1.1.2. Cơ sở thực tiễn Hiện nay, do quá trình đô thị hoá ngày càng tăng, diện tích đất nông nghiệp nói chung và đất trồng ngô nói riêng ngày một bị thu hẹp. Trong khi đó nhu cầu sử dụng ngô nếp của người tiêu dùng ngày càng tăng như (làm thức ăn gia súc, ngô nướng, ngô luộc, đồ xôi…) do đó người trồng ngô cần một giống ngô nếp năng suất cao, phẩm chất tốt để bổ sung thay thế những giống có năng suất thấp, chất lượng kém. 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới, trong nước và ở tỉnh Nghệ An 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên trế giới 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Ngô là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, mặc dù đứng thứ ba về diện tích (sau lúa nước và lúa mì) nhưng ngô cho năng suất và sản lượng cao nhất trong các cây ngũ cốc. Giai đoạn 1997 - 1999 diện tích trồng ngô là 140,182 triệu hecta, năng suất 4,3 tấn/ha và cho tổng sản lượng 600,27 triệu tấn (CIMMYT 1999/2000). Mức tăng trưởng bình quân hàng năm của cây ngô trên thế giới về diện tích là 0,7%, năng suất là 2,4% và sản lượng là 3,1%. Bảng 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2000 - 2005. Nước hoặc khu vực Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn) Thế Giới 142.520.000 45,34 647.038.000 Châu Á 43.915.000 38,53 169.500.000 Đông Nam Á 8.823.000 24,40 25.077.000 Các Nước Phát Triển 48.410.000 74,02 358.895.000 Các Nước Đang Phát triển 94.103.000 30,59 288.187.000 Mỹ 29.032.000 89,49 260.204.000 Trung Quốc 24.640.000 48,86 120.584.000 Brazil 12.088.000 32,24 39.127.000 Mexico 7.545.000 26,47 19.977.000 (Nguồn: FAOSTAT. Statistics division 2006) Ngô là nguồn nguyên liệu quý và giữ vai trò quan trọng để làm thức ăn cho chăn nuôi, muốn phát triển chăn nuôi hiệu quả cao mà không đầu tư phát triển cây ngô là một sai lầm nghiêm trọng vì cứ 5kg ngô ủ tươi cho 1kg bò sữa; 2,5 kg ngô hạt cho 1kg thịt bò và 2,25kg cho 1kg thịt gia cầm. Nhờ tính thích ứng rộng rãi và ứng dụng khoa học kỹ thuật mới nhất về di truyền học, cải lương và chọn giống, cơ giới hoá, điện khí hoá nên năng suất ngô ngày một cao: Hy Lạp 9,7 tấn/ha; Mỹ 6,7 tấn/ha 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 và Pháp sấp xỉ 6 tấn/ha. Đạt năng suất kỷ lục trên ruộng thí nghiệm của Mỹ là 25 tấn/ha. Niều nhà khoa học dự đoán rằng năng suất thí nghiệm cuối thế kỷ XX là 30 tấn/ha và trên diện tích rộng hàng vạn hecta việc đạt 20 - 25 tấn không phải là ảo tưởng. Cây ngô là cây lương thực đầy triển vọng của thế kỷ 21 [17]. Nhu cầu tiêu thụ nội địa ngô trên thế giới rất lớn, trung bình hằng 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 66,4%. Bảng 1.2. Sản lượng ngô sản xuất trên thế giới năm 2005 - 2007 (ĐVT: Triệu Tấn) TT Sản lượng Năm Trung bình 2005/2006 2006/2007 2007/2008 1. Sản xuất 296,2 702,2 771,5 723,3 - Mỹ 282,3 267,6 331,6 293,8 - Các nước khác 413,9 434,6 439,9 429,5 2. Tiêu thụ nội địa 702,5 722,8 768,8 731,4 - Mỹ 232,1 235,6 267,7 245,1 - Các nước khác 470,5 487,2 501,1 486,3 3. Xuất khẩu 82,6 84,7 86,7 84,7 - Mỹ 56,1 53,0 54,5 54,5 - Các nước khác 26,5 31,7 32,2 30,1 (Nguồn: Sokhoahoccn.angiang.gov.vn) Hiện nay, sản xuất ngô giữ một vị trí đặc biệt trong nông nghiệp thế giới. Nước Mỹ có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới, nhờ đạt năng suất đại trà rất cao nên tổng sản lượng ngô của Mỹ luôn đứng đầu thế giới. Nhờ có lịch sử phát triển kỹ thuật trồng ngô, công nghệ chọn tạo giống cao và khả năng thương mại lớn, sản xuất ngô của Mỹ luôn đứng vị trí cao nhất trong các nước trồng ngô trên thế giới [11]. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ở nước ta, ngô là cây lương thực đứng thứ hai về diện tích sau cây lúa, trước năm 1981 hầu hết diện tích ngô được gieo trồng bằng các giống địa phương năng suất thấp. Từ năm 1981-1990 diện tích trồng các giống thụ phấn tự do được chọn lọc như giống tổng hợp, giống hỗn hợp tăng dần và từ năm 1990 đến nay diện tích các giống ngô lai tăng khá nhanh: 5ha năm 1990; 500 ha năm 1991; 12.800 ha năm 1992; 30.000 ha năm 1993; 100.000 ha năm 1994; khoảng 700.000 ha năm 2004. Tiềm năng diện tích, năng suất và sản lượng ngô ở nước ta còn rất lớn. Mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 là 1.2 triệu ha với năng suất bình quân 4 - 5 tấn/ha để có tổng sản lượng 5 - 6 triệu tấn ngô hạt/năm. Để đạt mục tiêu trên nhất thiết phải mở rộng nhanh gieo trồng các giống ngô lai tốt, kết hợp với mở rộng diện tích và áp dụng đồng bộ những biện pháp kỹ thuật thâm canh cùng với những chính sách phù hợp [16]. Trong nhiều năm sản xuất ngô hầu như dậm chân tại chỗ, diện tích chưa bao giờ vượt quá 40 vạn hacta, năng suất ngô chỉ trong khoảng 0.9 – 1.1 tấn/ha và sản lượng ngô không vượt quá 45 vạn tấn. Có những nơi ngô mất chỗ đứng trong nông nghiệp do hiệu sản xuất ngô quá thấp. Vì vậy ngô chưa đáp ứng được nhu cầu lương thực cho con người, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và hàng hoá xuất khẩu. Mặc dù nước ta sẵn có tiềm năng và điều kiện thuật lợi để sản xuất ngô. Những năm gần đây nhờ có những chính sách khuyến khích, động viên người trồng ngô và nghề trồng ngô, khuyến khích cán bộ khoa học kỹ thuật nghiên cứu và phát triển sản xuất ngô, áp dụng những khoa học kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất nên cây ngô có những bước chuyển biến về diện tích, năng suất và sản lượng ngô năm sau cao hơn năm trước. Bảng 1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 - 2006. Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2000 714,0 2,70 1.929,5 2001 729,5 2,96 2.161,7 2002 816,4 3,08 2.511,2 2003 912,7 3,44 3.136,3 2004 990,4 3,49 3.453,6 2005 995,5 3,52 3.500,0 2006 1.033,0 3,69 3.810,0 (Nguồn: Kết quả của viện nghiên cứu ngô, niên giám thống kê năm 2005, FAOSTAT 2005, tap chí NN&PTNN 1/2007) Từ năm 1990 trở lại đây, việc sử dụng các giống ngô lai năng suất cao đã được nhà nước đặc biệt quan tâm. Các nhà khoa họcViệt Nam thu được nhiều thành tựu trong việc chọn tạo, sử dụng các giống mới, chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, nhờ đó diện tích và diện tích ngô Việt Nam tăng nhanh, góp phần giữ vững an ninh lương thực, cung cấp nguyên liệu cho chăn nuôi và chế biến sản phẩm từ cây ngô. 1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở Nghệ An Ở Nghệ An diện tích trồng cây lương thực ngày càng giảm, trong khi dân số ngày càng tăng. Bình quân lương thực tính cho đầu người 280 kg (bình quân cả nước 440 kg) vì thế mục tiêu hàng đầu của tỉnh ta phấn đấu đạt sản lượng 1 triệu tấn lương thực qui thóc, để có bình quân đầu người có 350 kg lương thực. Trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội, tỉnh đã đề ra nhiều chủ trương chính sách về phát triển khoa học công nghệ, ứng dụng nhanh các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, đặc biệt về giống cây trồng. Diện tích ngô ở Nghệ An hiện có khoảng 60 - 70 nghìn hac ta. Trong đó, diện tích ngô vụ Đông chiếm ưu thế cả về diện tích lẫn năng suất. Hàng năm bình quân 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 diện tích ngô Đông khoảng 35 - 40 nghìn hacta, chiếm tỷ lệ gần 20% diện tích ngô Đông của cả nước. Kết quả sản xuất ngô từ 2000 - 2007 cho thấy diện tích gieo trồng ngô hằng năm tăng, diện tích ngô năm 2000 là 37.473ha, đến năm 2007 đã lên tới 59.868,5ha (tăng 159,76%). Sản xuất ngô ở Nghệ An được bố trí 3 vụ chính trong năm đó là: Ngô Xuân, Hè Thu và ngô Đông. Sản xuất ngô 3 vụ trong giai đoạn này cơ bản đều tăng qua các năm, trong đó diện tích ngô vụ Đông tăng mạnh nhất (do được mở rộng trên diện tích đất 2 lúa). Năng suất ngô qua các năm đó được nâng lên đáng kể. Năng suất ngô năm 2000 đạt 20,99 tạ/ha, đến năm 2007 đạt 34,73 tạ/ha (tăng 165,46%). Nhờ diện tích và năng suất ngô không ngừng được nâng lên qua các năm nên sản lượng ngô giai đoạn này tăng mạnh. Cụ thể: Năm 2000, sản lượng mới đạt 78.672 tấn, đến năm 2007 đó đạt tới 206.960 tấn (tăng 263,1%). Sản xuất ngô nói chung và sản lượng ngô nói riêng tăng hàng năm ở Nghệ An đã góp phần rất lớn vào việc phát triển ngành chăn nuôi của tỉnh bởi ngô không chỉ là sản phẩm trực tiếp cung cấp phục vụ cho chăn nuôi mà còn là thành phần chính phục vụ ngành chế biến thức ăn chăn nuôi. Ở Nghệ An hiện nay sản xuất ngô tăng cơ bản về diện tích. Năng suất ngô hằng năm có tăng khá nhưng hiện cũng rất thấp so với tiềm năng của nó. Trong khi đó ở các nước phát triển chủ yếu là tăng năng suất. Ngay từ những năm 1993, năng suất ngô của Hy Lạp đó đạt 99 tạ/ha, của Mỹ đó đạt 75 tạ/ha. Vì thế, trong giai đoạn tới Nghệ An cần phấn đấu tăng diện tích ngô và cơ bản mở rộng diện tích ngô Hè Thu và ngô Đông. Quan trọng hơn cả là phấn đấu đẩy nhanh áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất ngô để năng suất ngô thực sự tương xứng với tiềm năng. Ngô vụ Xuân và vụ Hè Thu hiện nay chủ yếu được bố trí sản xuất trên chân đất bồi ven sông. Đây là yếu tố rất thuận lợi cho việc áp dụng cơ giới hoá vào sản 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 xuất. Năng suất ngô Hè Thu ở Nghệ An cũng rất thấp do thời tiết khô hạn thường xuyên gây ảnh hưởng bất lợi. Vì vậy, năng suất ngô hiện tại chỉ đạt 26 tạ/ha và thấp hơn ngô Xuân gần 20 tạ/ha (năm 2007). Ngô Hè Thu được bố trí cơ bản trên các chân đất bồi ven sông thế nhưng lại thường chịu cảnh ngô bị khô hạn. Sản xuất ngô còn nhiều tiềm năng, việc tăng năng suất và sản lượng có thể giải quyết nhanh trong từng năm nếu có sự tăng cường đầu tư của nhà nước và tiếp thu đầu tư tốt của cơ sở. Đưa năng suất lên 70 - 80 tạ/ha thì hiệu quả sản xuất ngô sẽ tăng và không thua kém những cây trồng khác. Muốn vậy, cần có nghiên cứu phù hợp, bổ sung cơ chế chính sách để ứng dụng cơ giới hoá sớm vào áp dụng cho sản xuất ngô. Hỗ trợ để xây dựng hệ thống thuỷ lợi áp dụng tưới tối thiểu cho vụ ngô Hè Thu nói riêng và cây trồng cạn vùng đất bồi ven sông ở Nghệ An. Giảm rủi ro trong sản xuất ngô Đông trên đất 2 lúa. Sớm bổ sung các giống ngô có tiềm năng năng suất cao, các tiến bộ khoa học khác để áp dụng vào sản xuất. 1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Cây ngô ( Zea mays.L ) là loài thực vật học loại Zea , thuộc chi Maydea , họ hoà thảo, hoa đơn tính. Ngô có hai loại hoa tự: hoa đực và hoa cái ở hai phần khác nhau của cùng một cây [11]. Nhiều nghiên cứu cho rằng nguồn gốc của cây ngô là ở Châu Mỹ. Những nghiên cứu về nguồn gốc cây ngô của Vavilov (1926) đã cho rằng Mexico và Peru là trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của ngô. Mêxico là trung tâm thứ nhất (trung tâm phát sinh), vùng Andet (Peru) là trung tâm thứ hai. Nhận định này của Vavilov được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat 1997; Wikess 1980; Kato 1984,1988). Theo Wilkes (1988), ngô bắt nguồn từ cây hoang dại ở miền tung Mexico trên độ cao 1.500m của vùng bán hạn có mưa mùa hè khoảng 350mm. Người ta đã tìm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 . cứu đề tài “ Nghi n cứu một số đặc điểm sinh trưởng, phát triển và năng sất của một số giống ngô nếp lai có triển vọng trong vụ xuân 2008 trên đất cát pha. thái của các giống ngô nếp. 3. Nghi n cứu về khả năng chống chịu của các giống ngô nếp. 4. Nghi n cứu một số chỉ tiêu sinh lý của các giống ngô nếp ở thời