KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ GIỐNG NGÔ SINH KHỐI LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI GIA SÚC TẠI TỈNH NINH THUẬN

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Công Nghệ Thông Tin, it, phầm mềm, website, web, mobile app, trí tuệ nhân tạo, blockchain, AI, machine learning - Nông - Lâm - Ngư UBND TỈNH QUẢNG NAM TRỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG NAM KHOA LÝ HÓA SINH ~~~~~~~~~~ KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ GIỐNG NGÔ SINH KHỐI LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI GIA SÚC TẠI TỈNH NINH THUẬN Sinh viên thực hiện: HỒ THỊ THANH HIỆP MSSV: 2115012904 CHUYÊN NGÀNH: BẢO VỆ THỰC VẬT Khóa: 2015 – 2019 Cán bộ hƣớng dẫn TS. TRẦN THANH DŨNG Quảng Nam, tháng 05 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kế t quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chƣa từng đƣợc sử dụng và công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Quảng Nam, tháng 05 năm 2019 Tác giả luận văn Hồ Thị Thanh Hiệp LỜI CẢM ƠN Đƣợc sự đồng ý của Khoa Lý – Hóa – Sinh Trƣờng Đại học Quảng Nam, tôi đã thực hiện đề tài “Khảo nghiệm một số giống ngô sinh khối làm thức ăn chăn nuôi gia súc tại tỉnh Ninh Thuận.”. Để hoàn thành khóa luận này, ngoài sự nỗ lực của bản thân,tôi còn nhận đƣợ c rất nhiều sự quan tâm, hỗ trợ và giúp đỡ của thầy, cô giáo, gia đình và bạn bè… Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Quả ng Nam, ban chủ nhiệm khoa Lý – Hóa – Sinh và toàn thể quý thầy cô giáo đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trƣờng. Tôi xin cảm ơn giáo viên hƣớng dẫn TS. Trần Thanh Dũng đã tận tình hƣớ ng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến kỹ sƣ Trần Văn Sơn – Trƣở ng phòng nghiên cứu chọn giống và Công nghệ sinh học đã giúp đỡ và hƣớng dẫn tôi trong suố t quá trình thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo, đội ngũ cán bộ – công nhân viên tạ i Viện nghiên cứu bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố đã tạo điều kiện cho tôi thự c hiện đề tài tại viện. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã ủng hộ, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhấ t. Tuy nhiên, do còn hạn hẹp về kiến thức kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi nhữ ng sai sót nhất định. Kính mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo, bạn bè để đề tài của tôi đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Quảng Nam, tháng 05 năm 2019 Tác giả luận văn Hồ Thị Thanh Hiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. NST: Nhiễm sắc thể 2. TCN: Trƣớc công nguyên 3. TGST: Thời gian sinh trƣởng 4. TTNHH: Tổng tích nhiệt hữu hiệu 5. FAO: Food Agricultvral Organization (Tổ chức lƣơng thực thế giới) 6. PTNN: Phát triển nông thôn 7. BRN: Bán rang ngựa DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ BIÊU ĐỒ Bảng 2.1: Lượng nhiệt của một số nhóm ngô trên các vĩ độ khác nhau (0C) Bảng 2.2: Ảnh hưởng của độ ẩm đất qua các thời kỳ sinh trưởng đến năng suất ngô Bảng 2.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế giới (2011-2017) Bảng 2.4: Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2016 Bảng 2.5: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2011 – 2016 Bảng 2.6 Tình hình thời tiết vụ Đông Xuân 2018-2019 tại Ninh Thuận Bảng 2.7. Các chỉ tiêu theo dõi Bảng 3.1: Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng phát triển của các giống ngô ở các công thức thí nghiệm Bảng 3.2. Chiều cao cây và tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của các giố ng ngô thí nghiệm Bảng 3.3: Đặc trưng về hình thái của các giống ngô thí nghiệm. Bảng 3.4. Đặc trưng về bắp của các giống ngô thí nghiệm Bảng 3.5. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các giống ngô thí nghiệm Bảng 3.6. Thành phần sâu bệnh hại trên ruộng ngô thí nghiệm Bảng 3.7. Tỷ lệ gây hại của sâu đục thân trên các giống ngô thí nghiệm qua các kì điều tra Bảng 3.8: Diễn biến tỷ lệ bệnh khô vằn của các giống ngô thí nghiệm Bảng 3.9. Chỉ số bệnh khô vằn trên các giống ngô khảo nghiệm Bảng 3.10. Khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các giố ng ngô thí nghiệm Biểu đồ 1: Diễn biến tỷ lệ gây lại của sâu đục thân trên các giống ngô thí nghiệm qua các kì điều tra Biểu đồ 2: Diễn biến tỷ lệ bệnh của bệnh khô vằn trên các giống ngô thí nghiệm qua các kì điều tra Biểu đồ 3. Chỉ số bệnh khô vằn trên các giống ngô khảo nghiệm Bảng 3.10. Khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các giố ng ngô thí nghiệm MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 2 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................... 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 3 5.1. Ý nghĩa khoa học .......................................................................................... 3 5.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................... 3 6. Bố cục của đề tài .................................................................................................. 3 PHẦN NỘI DUNG ...................................................................................................... 4 CHƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................... 4 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây ngô........................................................................ 4 1.1.1. Nguồn gốc .................................................................................................. 4 1.1.2. Phân loại cây ngô ....................................................................................... 5 1.1.2.1. Phân loại theo đặc điểm thực vật học ..................................................... 5 1.1.2.2. Phân lại theo thời gian sinh trƣởng ........................................................ 5 1.2. Đặc điểm thực vật học và đặc điểm sinh thái học của cây ngô ........................... 6 1.2.1. Đặc điểm thực vật học ................................................................................ 6 1.2.2. Đặc điểm sinh thái học của cây ngô ............................................................ 7 1.2.2.1. Nhiệt độ ................................................................................................ 7 1.2.2.2. Nƣớc ..................................................................................................... 8 1.2.2.3. Ánh sáng ............................................................................................... 9 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối trên thế giới và Việ t Nam ....................................................................................................................... 10 1.3.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối trên thế giới ... 10 1.3.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối ở Việt Nam .... 13 1.3.3. Tình hình sản xuất ngô ở Ninh Thuận....................................................... 15 1.4. Tổng quan vùng nghiên cứu ............................................................................ 16 1.4.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 16 1.4.2. Địa hình ................................................................................................... 16 1.4.3. Khí hậu..................................................................................................... 16 CHƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 18 2.1. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 18 2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 18 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 18 2.3.1. Phƣơng pháp thu thập thông tin ................................................................ 18 2.3.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ................................................................. 18 2.3.3. Phƣơng pháp theo dõi các chỉ tiêu và điều tra sâu bệnh hại....................... 19 2.3.4. Phƣơng pháp xử lí số liệu ......................................................................... 26 2.4. Quy trình kỹ thuật canh tác và quá trình thực hiện........................................... 27 CHƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 28 3.1. Tình hình sinh trƣởng và phát triển của các giống thí nghiệm.......................... 28 3.1.1. Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trƣởng và phát triển của các giống ngô thí nghiệm ................................................................................................... 28 3.1.2. Động thái tăng trƣởng chiều cao của các giống ngô tham gia thí ngiệm .... 30 3.2. Đặc trƣng về hình thái của các giống ngô tham gia thí nghiệm ........................ 31 3.2.1. Đặc trƣng về thân lá của các giống ngô thí nghiệm ................................... 32 3.2.2. Đặc trƣng về bắp của các giống ngô thí nghiệm........................................ 33 3.3. Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của xác giống ngô thí nghiệm .... 35 3.4. Diễn biến, mức độ gây hại của một số loài sâu bệnh hại chính và khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các giống ngô thí nghiệm .............. 38 3.4.1. Thành phần và mức độ phổ biến của các loại sâu bệnh hại trên ruộ ng ngô thí nghiệm .......................................................................................................... 38 3.4.1.1. Diễn biến tỷ lệ hại của sâu đục thân ngô (Ostrinia nubilalis Hubner) ... 39 3.4.1.2. Diễn biến tỷ lệ hại của bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani Kuhn) ......... 41 3.4.2. Khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các giố ng ngô thí nghiệm ............................................................................................................... 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 46 1. Kết luận ............................................................................................................. 46 2. Kiến nghị ........................................................................................................... 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 47 PHỤ LỤC ............................................................................................................... PL1 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ở Việt Nam, ngô là cây lƣơng thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất đƣợc trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Sản xuất ngô cả nƣớc qua các năm không ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lƣợng: năm 2001 tổng diện t ích ngô là 730.000 ha, đến năm 2005 đã tăng trên 1 triệu ha; năm 2010, diện tích ngô cả nƣớc 1126,9 nghìn ha, năng suất 40,9 tạha, sản lƣợng trên 4,6 triệu tấn, diện tích ngô của cả nƣớc năm 2013 đạ t khoảng 1,15 - 1,18 triệu ha và có xu hƣớng tăng.14 Cây ngô là cây trồng có vai trò quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nƣớ c ta nói chung và tỉnh Ninh Thuận nói riêng. Cây ngô có khả năng chịu hạn tố t, thích nghi rộng, năng suất cao, ít sâu bệnh và thị trƣờng tiêu thụ ổn định nên có lợi thế trong việ c bố trí mùa vụ cũng nhƣ các vùng trồng để nâng cao hiệu quả sản xuấ t cho nông dân 6. Theo số liệu thống kê diện tích trồng ngô hằng năm tại Ninh Thuận 6.000 ha, sản lƣợng khoảng 2.000 tấn năm, sản phẩm chủ yếu là hạt ngô làm thức ăn trong chăn nuôi, nuôi thủy sản và phục vụ một số nhu cầu khác. Dù hầu h ết các địa phƣơng trên địa bàn tỉnh đều trồng ngô, tuy nhiên năng suất hiện nay còn thấp trong đó nguyên nhân chủ yếu là kỹ thuật canh tác chƣa đảm bảo, thời gian sinh trƣởng dài, chịu nhiề u rủi ro do thời tiết nắng hạn kéo dài mà khả năng tƣới của nông dân còn hạn chế. Theo đánh giá của FAO những vùng có tỷ lệ cây lƣơng thực cao, tỷ lệ các loạ i cây thức ăn gia súc và cây công nghiệp thấp phản ánh trình độ phát triển nông nghiệ p còn thấp. Vấn đề lƣơng thực chƣa đƣợc giải quyết một cách vững chắc, cơ sở thức ăn cho gia súc còn yếu, và việc cung cấp các nguyên liệu cho công nghi ệp cũng chƣa đƣợc nhiều. Ngƣợc lại tỷ lệ các loại cây thức ăn gia súc cao trong một cơ cấu cây trồ ng có thể cho những nhận định ngƣợc lại: ngành sản xuất lƣơng thực đã thoả mãn đƣợc đầy đủ các nhu cầu lƣơng thực của xã hội và đã cho phép dành một lỷ lệ đấ t nông nghiệp lớn hơn để sản xuất cây thức ăn cho gia súc, tạo ra các loại thực phẩm bổ hơn, ngon hơn nhƣ thịt, trứng, sữa cần thiết cho sự phát triển và hoạt động bình thƣờng của con ngƣời. Chính vì vậy, định hƣớng của nhà nƣớc hiện nay là chuyển dịch cơ cấ u cây trồng từ diện tích cây lƣơng thực có năng suất thấp sang cây thức ăn gia súc để nâng cao giá trị kinh tế trong cơ cấu nông nghiệp của vùng. Cây ngô là cây thuộc họ hòa thảo có năng suất sinh khối lớn nên có thể trồng để làm thức ăn gia súc. Vì vậy, việc trồng ngô sinh khối phục vụ cho chăn nuôi gia súc là một hƣớng đi mới cần phải nghiên cứu cụ thể. Để chủ trƣơng trồng ngô sinh khối làm thức ăn chăn nuôi gia súc phát triển hiệu quả và mở rộng trong những năm tới, cần phải nghiên cứu, khảo nghiệm tìm các giống 2 ngô có năng suất cao, chất lƣợng tốt, chống chịu tốt với dịch hại, phù hợp với điều kiện sinh thái của Ninh Thuận để áp dụng vào thực tế sản xuất đem lại hiệu quả kinh tế cao cần phải đặt ra. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn ở trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khả o nghiệm một số giống ngô sinh khối làm thức ăn chăn nuôi gia súc vụ Đông Xuân 2018-2019 tại tỉnh Ninh Thuận.” 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá tính thích nghi, khả năng cho năng suất của các giống ngô sinh khố i tại Ninh Thuận. - Chọn lọc đƣợc một số giống ngô sinh khối có năng suất cao, chất lƣợng tốt phù hợp với điều kiện sinh thái tại Ninh Thuận 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Gồm 8 giống ngô của Viện Nghiên cứu ngô, 2 giống của Công ty CP giống cây trồng Miền Nam và 1 giống đối chứng LVN10 Bảng 1.1. Danh sách các giống tham gia thí nghiệm STT Tên giống Đơn vị cung cấp 1 ĐH17-5 Viện Nghiên cứu Ngô 2 NX2 Viện Nghiên cứu Ngô 3 TA17-1 Viện Nghiên cứu Ngô 4 VS5921 Viện Nghiên cứu Ngô 5 HG17-1 Viện Nghiên cứu Ngô 6 CN18-18 Viện Nghiên cứu Ngô 7 TA16-4 Viện Nghiên cứu Ngô 8 NX3 Viện Nghiên cứu Ngô 9 SSC160085 Công ty Cổ phần giống cây trồng miền Nam 10 SSC036 Công ty Cổ phần giống cây trồng miền Nam 11 LVN10 (đc) Giống sản xuất đại trà 3.2. Phạm vi nghiên cứu + Địa điểm: tại Nha Hố - Ninh Thuận + Thời gian nghiên cứu: Vụ Đông xuân2018 - 2019. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp thu thập thông tin. - Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm. - Phƣơng pháp theo dõi các chỉ tiêu và điều tra sâu bệnh hại. - Phƣơng pháp xử lí số liệu 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5.1. Ý nghĩa khoa học - Giúp sinh viên vận dụng phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu trong học tập vào trong thực tiễn đời sống. - Tăng cƣờng năng lực nghiên cứu cho sinh viên - Các kết quả của đề tài sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học trong việc đề xuất các giống ngô sinh khối đƣa ra sản xuất. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài ứng dụng vào sản xuất làm tăng năng suất và đem lại hiệu quả kinh tế. 6. Bố cục của đề tài Ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài đƣợc trình bày gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu Chƣơng 2: Vật liệu, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận 4 PHẦN NỘI DUNG CHƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nguồn gốc và phân loại cây ngô 1.1.1. Nguồn gốc Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Zea, tộc Maydeae, họ hoà thảo là cây lƣơng thực, thực phẩm của con ngƣời. Những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng của Vavilov đã cho rằ ng Mêxicô và Pêru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền củ a ngô. Mêxicô là trung tâm thứ nhất , vùng Andet (Pêru) là trung tâm thứ hai, nơi mà cây ngô đã trả i qua quá trình tiến hóa nhanh chóng. Nhận định này của Vavilov đƣợc nhiều nhà khoa học chia sẻ. Đặc biệt Harshberger năm 1893 đã kết luận ngô bắt đầu từ một cây hoang dại ở miền trung Mêxicô trên độ cao 1500 m của vùng bán hạn có mƣa mùa hè khoả ng 350 mm. Những kết luận này rất nổi tiếng vì đã mô tả chính xác địa bàn này của Mêxicô – nơi ông chƣa hề đến, nơi các cây họ hoang dại của ngô và ngô đã sống và đã đƣợc xác định bằng bằng chứng khảo cổ. Ngƣời ta đã tìm thấy hóa thạch phấn ngô. Mẫu phấ n ngô cổ nhất đƣợc tìm thấy ở độ sâu 70 m và xác định vào niên đại sông băng, ít nhất cách đây khoảng 60.000 năm. Những khai quật ở hàng động Bat của New Mêxicô đã cung cấp nhiều thông tin về nguồn gốc cây ngô. Ở đây ngƣời ta đã tìm thấ y cùi ngô dài 2 – 3 cm và xác định tuổi vào khoảng 3.600 năm TCN. Những bằng chứng trên chứ ng tỏ Mêhicô là trung tâm phát sinh cây ngô.3 Với ngô nếp là loài ngô phụ của ngô, một thời gian dài có giả thuyết cho rằ ng ngô nếp có nguồn gốc ở Đông Nam Á mà Trung Quốc, Miến Điện, Philippin là quê hƣơng đầu tiên của nó. Sau đó ngƣời ta thấy đó là một kết quả của một đột biến thông thƣờng của các giống ngô răng ngựa biểu hiện kiểu gen Wx và gắn với các điều kiện không bình thƣờng, chúng có thể xuất hiện ở các vùng khác nhau trên trái đất. Thực tế cây ngô đã gắn bó chặt chẽ với cuộc sống ngƣời dân bản xứ Trung Mỹ. Ngƣời ta đã tìm đƣợc những vật dụng của ngƣời tiền sử nhƣ tiểu sành, tƣợng thánh, các hình đắp nổi với bắp ngô và cây ngô. Những bằng chứng đó càng khẳng đị nh Mêxicô là trung tâm phát sinh cây ngô. Ở Việt Nam, các tài liệu tổng hợp đƣợc cho thấy ngô du nhập vào nƣớc ta từ Trung Quốc vào. Từ tập quán trồng ngô của đồng bào dân tộc ở Tây Nguyên là chọc lỗ tra hạt còn đồng bào vùng núi phía Bắc lại gieo hạt. Điều này cho thấy hai khuynh hƣớng trồng ngô khác nhau có thể là do hai con đƣờng vào nƣớc ta đã mang theo tậ p quán trồng ngô khác nhau.5 Cho đến nay vẫn chƣa tìm đƣợc bằng chứng cụ thể nào và chƣa khẳng định đƣợc nguồn gốc, tổ tiên chính xác của ngô. Những tranh luận về nguồn gốc củ a ngô vẫn đang tiếp diễn. Tuy nhiên điều quan trọng nhất là sự hình thành vô số loài phụ, các 5 thứ, nguồn dị hợp thể của cây, các dạng cây và biến dạng của chúng đã tạ o ra cho nhân loại một loại cây ngũ cốc có giá trị bên cạnh lúa nƣớc và lúa mỳ. 1.1.2. Phân loại cây ngô Có nhiều cách phân loại giống khác nhau nhƣ: phân loại theo đặc điểm thực vậ t học, theo thời gian sinh trƣởng, theo đặc tính nông học và theo giá trị thƣơng phẩm. Sau đây là một số cách phân loại quan trọng: 1.1.2.1. Phân loại theo đặc điểm thực vật học Phƣơng pháp phân loại ngô theo đặc điểm thực vật học là dựa vào các đặc điể m của hạt ngô và mày hạt bao gồm: Hình dáng hạt, thành phần nội nhũ và cấu trứ c tinh bột. Phƣơng pháp này do Koernicke đề ra năm 1885, sau đó đƣợc nhiều nhà khoa họ c bổ sung. Ngày nay có thể chia ngô ra thành các loài phụ sau đây: Ngô bọc (Zeamays tunicate Sturt) Ngô nổ (Zeamays everta Sturt) Ngô bột (Zeamays amilacea Sturt) Ngô đƣờng (Zeamays sarcharata Korn) Ngô đá (Zeamays indurate Sturt) Ngô răng ngựa (Zeamays indentata Sturt) Ngô bán răng ngựa (Zeamays semiindentata Kulesh) Ngô nếp (Zeamays ceratina Kulesh) Ngô đƣờng bột (Zeamays amilosarchrata Sturt) Sau khi xác định đƣợc các loài phụ, ngƣời ta dựa vào màu sắc hạt, màu sắ c mày hạt và cấu tạo bên trong của hạt để xác định thứ trong từng loài phụ. 1.1.2.2. Phân lại theo thời gian sinh trưởng Thời gian sinh trƣởng (TGST) có liên quan chặt chẽ với số lá, chiều cao cây, độ dài bắp và độ lớn của hạt. Vì thế khi phân loại ngô theo TGST thƣờng căn cứ vào hình thái của cây. Mỗi giống ngô cần một tổng tích nhiệt hoặc tổng tích nhiệt hữu hiệ u (TTNHH) nhất định. Vì thế, việc phân loại TGST theo TTNHH là chính xác nhấ t. TTNHH là một chỉ tiêu tƣơng đối ổn định với mỗi giống, mỗi nhóm giống. Tuy vậy, phân loạ i TGST theo cách này gặp khó khăn là phải xác định nhiệt độ hữu hiệu của mỗ i ngày trong suốt chu kỳ sống của cây. Một phƣơng pháp phân loại TGST để so sánh hơn đã đƣợc đƣa ra là căn cứ vào chỉ số TGST của FAO. Trong hệ thống này các hệ thống đƣợc phân loại từ rất sớm đế n rất muộn. Trong mỗi nhóm có giống chuẩn và tƣơng ứng với chỉ số 100 – 1500. Tại nƣớc ta nhiều tác giả phân ngô thành 3 nhóm TGST nhƣ sau: - Nhóm ngắn ngày với tổng tích nhiệt < 2200 , TGST < 95 ngày ở phía Bắ c và < 85 ngày ở phía Nam. 6 - Nhóm trung ngày với tổng tích nhiệt 2200- 2400 , TGST 90 -120 ngày ở phía Bắc và 85 – 100 ngày ở phía Nam. - Nhóm dài ngày với tổng tích nhiệt > 2400 , TGST 120 – 180 ngày ở phía Bắc và 100 – 120 ngày ở phía Nam. Nhƣ vậy, các vùng khác nhau do chịu ảnh hƣởng của khí hậ u khác nhau, nên TGST của ngô khác nhau trong cùng một giống. Do đó, số ngày cụ thể để tính TGST của các nhóm có khác nhau giữa các vùng.5 1.2. Đặc điểm thực vật học và đặc điểm sinh thái học của cây ngô 1.2.1. Đặc điểm thực vật học Cơ quan sinh dƣỡng của ngô gồm rễ, thân và lá làm nhiệm vụ đời sống cá thể . Hạt đƣợc xem là cơ quan khởi đầu của cây. Sau khi gieo hạt, ngô phát triển thành mầm. Cây mầm chủ yếu sử dụng nguồn dinh dƣỡng chứa trong nội nhũ hạt. Bộ phận phía trên hạt phát triển lên mặt đất gồ m có trụ giữa lá mầm. Phần đỉnh trụ lá mầm có mấu bao lá mầm, từ đó phát sinh bao lá mầm và bên trong bao lá mầm là thân lá mầm. Trên trục của cây mầm, một đầ u hình thành rễ cây mầm, sau đó phát triển thành rễ chính, từ rễ chính hình thành các rễ phụ . Ngô là cây có rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ cây hòa thảo. Hệ rễ có ba loại: rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng. Rễ đốt giúp cho cây hút nƣớc và các chất dinh dƣỡng. Rễ chân kiềng mọc xung quanh các đốt phần thân sát gốc trên mặt đất, rễ này giúp cây chống đỗ, đồng thời cũng tham gia vào hút nƣớc và dinh dƣỡng cho cây. Số lƣợng rễ, số lông rễ và chiều dài rễ khác nhau ở mỗi giống. Thân ngô thƣờng phát triển mạnh, thẳng cứng dạng bền chắ c. Thân chia làm nhiều lóng, các lóng nằm giữa các đốt, các lóng dài và to dần từ dƣới lên. Lá ngô mọc từ mắt trên đốt và mọc đối xứng xen kẽ nhau. Độ lớn và số lá ngô dao động từ 6 đến 22 lá, tùy thuộc vào giống và điều kiện tự nhiên. Lá ngô trƣở ng thành bao gồm các bộ phận: bẹ lá, phiến lá và thìa lá. Bắp ngô phát sinh từ mầm nách lá trên thân, số mầm nách lá trên cây ngô nhiều, nhƣng chỉ 1 - 3 mầm nách giữa thân phát triển thành bắp. Tùy thuộc vào giống, điề u kiện sinh thái, chăm bón, mật độ, mùa vụ… mà tỷ lệ cây 2-3 bắp, số hạt trên bắp, vị trị đóng bắp, thời gian phun râu, trổ cờ… có khác nhau. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phân chính: vỏ hạt, lớp alơron, bọ c xung quanh, màu sắc vỏ tùy thuộc vào từng giống, nằm sau lớp vỏ hạt là lớp alơron bao bọ c lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là thành phần chính 70 - 80 trọng lƣợng hạt, thành phầ n chủ yếu là tình bột, ngoài ra còn có protein, lipid, vitamin, khoáng và enzyme để nuôi phôi phát triển. Phôi ngô lớn (chiếm 8 - 15) nên cần chú trọng bảo quản 6. 7 1.2.2. Đặc điểm sinh thái học của cây ngô 1.2.2.1. Nhiệt độ Cây ngô có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nhƣng qua quá trình trồng trọt, chọ n lọc và thuần hóa ngày nay ngô có thể trồng trên nhiều vùng khí hậu khác nhau. Cây ngô hầu nhƣ có thể trồng ở tất cả các vĩ tuyến, trừ những nơi quá lạnh hoặ c mùa trồng quá ngắn. Ở Mỹ ngô đƣợc trồng hầu hết ở phía nam vĩ 450 Bắ c. Trung tâm của vành đai ngô đƣợc đặt ở vùng khí hậu ôn đới có mùa hè ấ m áp và không có mùa khô, ít nhất 8 tháng có nhiệt độ bình quân trên 10 0 C, không băng giá. Hầu hết diệ n tích trồng ngô ở Châu Âu nằm ở vĩ tuyến 50 0 với mùa trồng kéo dài 140 ngày, nhiệt độ tháng 7 trung bình khoảng 30 0 C. - Ngô là cây trồng khí hậu ấm, nhiệt độ yêu cầu từ khi trồng đến lúc ra hoa, suố t thời kỳ nảy mầm, thích hợp vào khoảng 18,3 0 C; nhiệt độ dƣới 12,8oC dẫn đến giảm năng suất. Nhiệt độ tối thiểu nằm giữa 9 – 10oC. Theo Wallace và Bressman (1937), ở nhiệt độ bình quân giữa 15,5 – 18,3 0 C thời gian từ gieo đến mọc thƣờng từ 8 – 10 ngày. Còn ở nhiệt độ từ 10 đến 12,8oC quá trình nảy mầm kéo dài từ 18 – 20 ngày. Nếu đất ẩm và ở nhiệt độ 21,1oC quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong 5 – 6 ngày. Khí hậu lạnh ẩm bệnh sẽ phát triển mạnh. Nhiều tác giả đã chỉ ra rằng những bệ nh khác nhau có thể gây cho hạt và cây con bị hại ở điều kiện nhiệt độ thấp. 4 Sau khi nảy mầm cây ngô không thể chống chịu đƣợc nhiệt độ thấp dƣới điểm đóng băng Hanna (1929) đã chứng minh ở -1,6oC ngô bị tổn thƣơng và ở -4,4o C ngô bị chết. Nhiệt độ có ảnh hƣởng đến thời gian sinh trƣởng của ngô. Trong cả đời sống cũng nhƣ từng thời kỳ cây ngô cần một lƣợng tích nhiệt nhất định. Dù lƣợng nhiệt độ cây mới sinh trƣởng, phát triển bình thƣờng. Tùy giống mà lƣợng tích nhiệt yêu cầ u khác nhau. Giống càng chín muộn, yêu cầu tích nhiệt càng cao. Ngay trong cùng mộ t giống, ở vùng vĩ độ cao tích nhiệt lớn hơn ở vùng vĩ độ thấp Bảng 2.1: Lượng nhiệt của một số nhóm ngô trên các vĩ độ khác nhau (0C) Nhóm giống Vĩ độ 40 45 50 55 Chín sớm 2050 2100 2150 55 Chín trung bình 2205 2300 2350 2400 Chín muộn 2940 3000 3000 3120 Ở Miền Bắc Việt Nam, tổng nhiệt độ bình quân ngày đêm cần cho sự phát dục bình thƣờng của giống ngô chín sớm là 1.800 – 2.000oC; giống ngô chính vụ và muộ n là 2.300 – 2.600 oC, trong vụ đông xuân ở miền Bắc tổng tích nhiệt lên tới 2.000 – 3.100 oC. Nhiệt độ có ảnh hƣởng đến thời gian sinh trƣởng của ngô. 8 Trong suốt thời gian sinh trƣởng đến khi ngô trỗ cờ, nhiệt độ có ảnh hƣởng đế n thời gian trỗ cờ cũng nhƣ thời gian sinh trƣởng. Ở giai đoạn sau trỗ ít chịu ảnh hƣở ng của nhiệt độ. Thời tiết nóng hầu nhƣ không làm cho quá trình chín nhanh lên , trong khi nhiệt độ cao đã gây cho quá trình sinh trƣởng nhanh ở thời kỳ trƣớc trỗ cờ. Về ban đêm lạnh làm giảm tốc độ sinh trƣởng trƣớc trỗ cờ. Wallace và Bressman (1937) đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bình quân trên 21,1 oC trong vòng 60 ngày sau trồng đã làm tăng thời gian trỗ cờ khoảng từ 2 – 3 ngày. Ở những vùng bán hạn, nhiệt độ cực kỳ cao, đặc biệt kèm theo thiếu ẩm (ví nhƣ mùa hè ở Khu 4, Khu 5 của Việt Nam) có thể gây hại cho ngô. Cây ngô ở thời kỳ trỗ cờ rất mẫn cảm với nhiệt độ cao. Ở điều kiệ n nhiệt độ cao và độ ẩm không khí thấp có thể làm cho lá, bông cờ bị khô và ngăn cả n quá trình thụ phấn thụ tinh. Hạt phấn sau khi rời khỏi bao phấn sức sống bị giả m nhanh. 1.2.2.2. Nước Nƣớc là yếu tố môi trƣờng quan trọng đối với đời sống của cây ngô, vì vậ y nhu cầu nƣớc đối với ngô là rất lớn. Ở những vùng nóng, nơi có bốc hơi và thoát nƣớ c cao, nhu cầu nƣớc của cây ngô lại càng cao. Bảng 2.2: Ảnh hưởng của độ ẩm đất qua các thời kỳ sinh trưởng đến năng suất ngô Chế độ nƣớc Độ ẩm qua các thời kỳ sinh trƣởng () Trọng lƣợng bắp (g) Tƣới đầy đủ Hạn từ đầu Khi mọc - lá thứ 8 Lá thứ 8 - trỗ cờ Trỗ cờ - kết hạt Kết hạt – chín hoàn toàn 60 40 40 60 60 60 60 40 60 40 60 60 60 40 60 60 40 60 60 40 60 60 60 40 167 89 172 135 74 126 Tuy vậy, ngô là cây trồng cạn có bộ rễ phát triển mạnh, nên cây có khả năng hút nƣớc từ đất rất khỏe, khỏe hơn nhiều loài cây trồng khác. Ngô là cây có khả năng sử dụng nƣớc tiết kiệm cho nên lƣợng nƣớc cần để tạo ra một đơn vị chất khô là rất thấp. Ngô là loài cây sinh trƣởng nhanh, mạnh, tạo ra một khối lƣợng chất xanh lớ n, nên ngô cần một lƣợng nƣớc lớn trong quá trình sinh trƣởng, lớn hơn nhiều so vớ i nhiều loại cây trồng khác. Nhu cầu về nƣớc và khả năng chịu hạn của cây ngô qua từng thời kỳ sinh trƣởng có khác nhau. Ở thời kỳ đầu ngô phát triển chậm, tích lũy ít chấ t xanh nên không cần nhiều nƣớc. Ở thời kỳ 7 - 13 lá cây ngô cần từ 28 - 35 m3 , nƣớ cngàyha. Thời kỳ xoắn nõn, trỗ cờ, phun râu cần 65 - 70m3 , nƣớcngàyha. 9 Cây ngô khi gặp hạn ở thời kỳ trỗ cờ, kết hạt (ở độ ẩm 40) ảnh hƣởng lớn đến năng suất. Hạn ở kỳ mọc đến lá thứ 8, không những không giảm năng suấ t mà còn có chiều hƣớng năng suất cao hơn trong điều kiện đầy đủ nƣớc, lý do thời kỳ đầ u cây ngô phát triển thân lá chậm (1 – 2 chất khô), bộ rễ phát triển mạnh hơn nên đòi hỏi đấ t phải thoáng, tiếp sau đó từ khi ngô 7 – 8 lá trở đi nhu cầu nƣớc của ngô tăng dần và đạt đến đỉnh cao ở thời kỳ trỗ cờ, phơi màu, thụ tinh (1 cây ngô lúc này sử dụng 2 lít nƣớcngày).8 Từ thụ tinh đến chín sữa ngô vẫn cần nhiều nƣớc, sau đó yêu cầu nƣớc giả m dần. Cây ngô không có khả năng chịu úng, thậm chí độ ẩm đất quá cao trên 80 có ảnh hƣởng xấu đến sinh trƣởng phát triển của cây ngô, đặc biệt là thời kỳ cây con (từ mọc đến lá thứ 8). 1.2.2.3. Ánh sáng Chế độ ánh sáng là yếu tố quan trọng cho sự sống của thực vật. Ngô là loạ i cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới thuộc nhóm cây ngày ngắn. Nghiên cứu phản ứng của cây ngô đối với độ dài ngày cho thấy cây ngô hình thành các kiể u hình thái khác nhau với độ dài ngày khác nhau. D.Azit chỉ ra rằng: Các giống ngô ở Châu Âu do kết quả chọn l ọc đã hoàn thành đƣợc chu kỳ ánh sáng trong điều kiện ngày dài, loại trừ đƣợc yêu cầu ngày ngắ n. Các công trình nghiên cứu về quang chu kỳ cho thấy cây ngày ngắn sinh trƣởng nhanh trong điều kiện độ dài đêm 10 -12 giờ. Rút ngắn số giờ ban đêm đến mức 8 -9 giờ sẽ kìm hãm sự sinh trƣởng của chúng. Hàng loạt các tác giả nhƣ Kuperman F.M, Sav Razumov... nhấn mạnh rằ ng, rút ngắn thời gian chiếu sáng ban ngày đến 12 giờ sẽ thúc đẩy sự trỗ cờ và tạo thành bắp. Theo V.F. Patianco (1952) cho rằng các giống ngô chín sớm có khả năng phát triển trong chu kỳ chiếu sáng; trong khi đó các giống chín muộn độ dài ngày kìm hãm sự hình thành các cơ quan sinh sản. Patianco giải thích hiện tƣợng đó bằng các yêu cầu khác nhau đối với độ dài chiếu sáng nhƣ giống chín sớm qua giai đoạn ánh sáng chỉ từ 1 – 3 ngày; trong khi đó giống chín muộn đòi hỏi qua giai đoạn ánh sáng từ 9 -30 ngày. Nhiều nhà bác học đã thấy rằng: chất lƣợng ánh sáng ảnh hƣởng rất lớ n vào lúc bắt đầu thời kỳ hình thành lá. Nghiên cứu của Kuperman đã xác định rằng thời gian chiếu sáng và chất lƣợ ng ánh sáng gây ảnh hƣởng rất lớn đến sự phát triển của bắp và bông cờ của ngô. Sự phát triển này ở những vùng phƣơng bắc chậm lại một cách đáng kể so với vùng phƣơng nam. - Bắp ngô đƣợc hình thành nhanh hơn dƣới tác dụng của các tia bức xạ sóng ngắn. Ở phƣơng Bắc bắp ngô phân hóa chậm hơn bông cờ, trong khi đó ở phƣơng nam bắp ngô phân hóa nhanh có thể đuổi kịp sự phát triển của bông cờ. 10 Yêu cầu của ngô đối với độ dài ngày đƣợc xác định xảy ra vào giai đoạn phân hóa bƣớc 2 đến bƣớc 4 hình thành cơ quan sinh sản. Ở cây ngô, các bƣớc phát triể n của bông cờ xảy ra sớm hơn sự phát triển của bắp. 1.3. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối trên thế giớ i và Việt Nam 1.3.1. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối trên thế giới Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA, 2011) thì nhu cầu về ngô hạ t trên toàn cầu đến năm 2030 sẽ tăng trung bình 2-3năm, tƣơng ứng với lƣợ ng khoảng 980 triệu tấn vào năm 2020 và khoảng 1.098 triệu tấn vào năm 2030. Khu vực châu Á đƣợc dự báo là có nhu cầu ngô hạt tăng nhanh nhất thế giới với tốc độ trung bình 3,5năm. Với tốc độ tăng năng suất, sản lƣợng hàng năm nhƣ hiệ n nay thì những năm tới sản lƣợng ngô sản xuất sẽ không đáp ứng đƣợc nhu cầu thị trƣờng. Đồng thời với ngô hạt, nhu cầu về ngô sinh khối (có năng suất chất xanh và chất lƣợ ng cao) phục vụ ngành chăn nuôi gia súc và ngành công nghiệp ethanol cũng tăng nhanh, tốc độ tăng nhu cầu của ngô sinh khối cao hơn nhu cầu về ngô hạt, đặc biệt là các nƣớc có ngành chăn nuôi và ngành công nghiệp ethanol phát triển nhƣ: Mỹ, Nhật, Hàn Quốc... Theo báo cáo trong chƣơng trình Hội thảo tạo giống ngô làm thức ăn gia súc trong việ c nâng cao chất lƣợng thức ăn thô và thân lá tại trƣờng Đại học Minnesota, Mỹ trong năm 2009 khoảng 6,6 diện tích ngô của nƣớc Mỹ đƣợc trồng và thu hoạch làm thức ăn ủ chua cho gia súc trong đó Wisconsin là bang sản xuất lớn nhất nƣớc Mỹ. Trong chƣơng trình nghiên cứu của trƣờng Đại học Wisconsin chủ yếu tập trung vào việc nghiên cứ u và phát triển những giống ngô có năng suất xanh và thành phần dinh dƣỡng cao phục vụ chăn nuôi. Khi nghiên cứu về năng suất chất xanh, Propheter và ctv., (2010) đã chứng minh cây ngô cho năng suất chất xanh tổng thể (bao gồm tinh bột và cellulose) cao hơn hầu hết các loại cây cỏ hòa thảo sử dụng làm thức ăn chăn nuôi khác, tƣơng đƣơng với cây cao lƣơng nhƣng chất lƣợng dinh dƣỡng cao. Giá trị dinh dƣỡng phụ thuộ c nhiều vào các giống ngô khác nhau và thời điểm thu hoạch. ớ c tính, trong 1kg thân cây ngô sau khi thu bắp có 600-700g chất khô, 60-70g protein, 280-300g chất xơ (dẫn theo Lê Văn Liễn và Nguyễn Hữu Tào, 2004). Ngô hạt chứa khoảng 720-800g tinh bộtkg chất khô, giá trị năng lƣợng trao đổi cao 3100-3200 kcalkg. Gia súc, gia cầm tiêu hóa tốt các chất dinh dƣỡng trong hạt ngô (chiếm xấp xỉ 90). Ngoài ra, tỷ lệ sử dụng và giá trị dinh dƣỡng của thân cây ngô cũng còn phụ thuộc vào quy trình chế biến. Các nghiên cứu của Đại học Winsconsin về ngô thức ăn xanh đƣợc thực hiện rất quy mô và đầy đủ về giống, nông học, chất lƣợng thức ăn chăn nuôi, khả năng tiêu hóa, năng suất sữa. Giống ngô lai sinh khối cần có các tiêu chí để đƣợc xem là giống 11 tốt nhƣ sau: sinh trƣởng phát triển ổn định, năng suất sinh khối cao, tổng thu n ăng lƣợng cao (dễ tiêu hóa), hàm lƣợng chất xơ thấp (ít tiêu hao năng lƣợng khi tiêu hóa), hàm lƣợng protein cao. Nhiều tác giả nghiên cứu cho rằng giống ngô cho năng suất hạt cao có thể cũng là giống ngô cho năng suất sinh khối cao, tuy nhiên nhiều trƣờng hợp giống cho năng suất hạt cao nhất không đạt năng suất sinh khối cao nhất. Vì vậy, khi chọn giống cho năng suất sinh khối cao, không nhất thiết phải chọn giống có năng suất hạ t cao (Pordesimo và ctv., 2004). Có rất nhiều khác biệt giữa tiêu chí chọn tạo giống ngô lấ y hạt và giống ngô làm thức ăn xanh, một số đặc điểm chính khác biệt cụ thể nhƣ sau: - Ngô làm thức ăn xanh: Thân cây cao, mềm mại, vỏ thân mỏng; nhiề u lá phía trên bắp, lá rộng hơn; Đóng bắp thấp, nhiều bắp nhất là khi trồng ở mật độ vừa phả i; Hạt mềm, dễ tiêu hóa; Gân lá giữa màu nâu vàng. - Ngô sản xuất lấy hạt: Thân cây thấp hơn, thân chắc, vỏ thân dày cứ ng; Ít lá phía trên bắp, lá gọn; Đóng bắp cao hơn, không có hiện tƣợng đa bắp ở mật độ vừ a phải; Hạt cứng, dễ chế biến và bảo quản; không quan tâm gân lá. Khi chọn giống làm thức ăn xanh, nhiều tác giả cho rằng có sự tƣơng quan thuận giữa tính trạng nhiều lá và sự tăng sinh khối. Chase và Nanda (1967) đã chỉ ra rằng: diện tích lá đóng vai trò tăng năng suất trên hécta. Điều này đã đƣợc khẳng đị nh qua những nghiên cứu sau này. Các lá nhiều hơn, đặc biệt là các lá trên bắp, sẽ cho diện tích lá nhiều hơn dẫn đến thời gian thu hoạch ngắn hơn, giai đoạn tích lũy hạ t nhiều hơn so với các giống ngô thông thƣờng (Begna và ctv.,1997). Các giố ng ngô mang gen Lfy1 thƣờng có nhiều hơn khoảng 2 lá so với giống ngô thông thƣờ ng khác (Begna và ctv., 2001), nên các giống này có diện tích quang hợp lớn hơn do đó tăng hiệu quả tổng hợp chất dinh dƣỡng, dẫn đến tăng năng suất và chất lƣợng hạt. Bên cạnh đó, việc chọn tạo các giống có hàm lƣợng lignin thấp, dễ tiêu hóa đối với vật nuôi cũng đƣợc các tác giả quan tâm. Các giống có hàm lƣợng lignin thấp thƣờng có đặc điểm có gân lá màu nâu, tính trạng này do gen đột biến bm (brown midrib) quy định (Sattler và ctv., 2010). Kiểu hình ngô mang gen bm đã đƣợc Jorgenson (1931) báo cáo lần đầu tiên cách đây trên 80 năm. Cho đến nay, 6 gen bm đã đƣợc xác định bao gồm bm1 đến bm6 nằm lần lƣợt trên các NST 5, 1, 4 và 9. Các gen bm3 và bm1 lần lƣợt quy định các enzym caffeic acid O-methyltransferase (COMT) (Vignols và ctv., 1995) và cinnamyl alcohol dehydrogenase gene (CAD) (Grand và ctv., 1985), cả 2 enzym này đóng vai trò chìa khóa trong quá trình tổng hợp lignin. Vai trò của 4 gen bm còn lại trong quá trình tổng hợp lignin chƣa rõ ràng. Vì thế việc nghiên cứu các gen còn lại sẽ cung cấp những hiểu biết mới về quá trình sinh tổng hợp lignin. Khác với các giống ngô nhiều lá, các giống ngô có gân lá màu nâu thƣờng có năng suất sinh khối thấp hơn nhƣng lại có hàm lƣợng lignin thấp hơn khoảng 25 so với các giống ngô thƣờng 12 khác nên dễ tiêu hóa hơn đối với vật nuôi. Khi canh tác các giống ngô này cần gieo ở mật độ cao hơn các giống ngô thƣờng để đảm bảo năng suất tối ƣu.11 Ngoài các dạng hình nhiều lá, gân lá màu nâu đƣợc quan tâm chọn lọ c khi nghiên cứu tạo giống ngô sinh khối thì kiểu hình nhiều nhánh hay dạng cỏ của ngô cũng đƣợ c các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Gen đột biến gt1 (grassy tillers1) làm tăng khả năng mọc chồi từ các đốt gốc của thân cây và gen cg1 (corngrass1) cho dạ ng cây ngô cỏ, các gen này làm thay đổi thành phần của thành tế bào đƣợc đặt giả thiết để tăng năng suất lý thuyết trên một đơn vị diện tích (Hansey và Leon, 2011). Để đánh giá điều này, các giống ngô mang gen gt1 và mang gen cg1 đƣợc tác giả đánh giá ở hai mật độ 20.000 và 70.000 câyha. Kết quả đánh giá cho thấy yếu tố mật độ có ảnh hƣởng đến năng suất hạt, năng suất thân, năng suất sinh khối và hàm lƣợ ng lignin hòa tan trong axit (acid detergent lignin -ADL). Có sự tƣơng quan nghịch giữa tính trạng năng suất thân và các thành phần thành tế bào, trong khi tƣơng quan giữ a các thành phần thành tế bào là thuận. Các giống dạng cỏ mang gen cg1 có năng suất thấp nhất và hàm lƣợng ADL cao hơn các giống thƣơng mại đối chứng. Ở các giống nhiề u nhánh, số nhánh bên có tƣơng quan thuận với năng suất hạt, năng suất thân và năng suấ t sinh khối ở mật độ thấp. Theo Barh và ctv., (2014) đã nghiên cứu tạo ra giống ngô kết hợp cả chị u nóng, chịu nhiệt, khả năng đẻ nhánh cao và có thể cắt, tái sinh và thu hoạch nhiều lần bằng phƣơng pháp lai ngô thƣờng với bố là ngô dại (Teosinte). Kết quả cho thấy bố n trong 8 giống F1 cho số lƣợng nhánh trung bình là từ 2-5 nhánh chính và 5-6 nhánh phụ bên cạ nh thân chính. Trong khi trên các nguồn Teosinte cho từ 5-9 nhánh chính và từ 1-3 nhánh phụ, trong đó không nhánh nào đƣợc quan sát trên các nguồn ngô thƣờng. Chiề u cao cây và chiều cao nhánh trung bình tƣơng đƣơng 154cm và 68cm. Khi so sánh sinh khố icây của các giống F1, ngô thƣờng và cây Teosinte đạt sinh khối tƣơng đƣơng 785g, 5 05g và 175g. Kết quả ban đầu của các tổ hợp lai giữa ngô thƣờng với Teosinte có thể mở ra hƣớng đi đầy tiềm năng làm tăng năng suất sinh khối ngô làm thức ăn chăn nuôi.13 Dạng ngô có hàm lƣợng protein cao (QPM) do gen opaque2 điều khiển hàm lƣợng 2 axit amin là lysin và tryptophan có nội nhũ mềm dễ tiêu hóa, nhiều dinh dƣỡng đối với vật nuôi cũng rất đƣợc chú ý nghiên cứu sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Lebaka và ctv., (2013) đã nghiên cứu cải tạo chỉ số chất khô tiêu hóa (DMD) củ a các giống ngô QPM có nội nhũ xốp, năng suất thấp và mẫn cảm với sâu bệnh bằng cách đánh giá sự duy trì DMD trong nội nhũ của nguồn đƣợc cải tạo và xác định các chỉ thị QTLs liên kết với DMD trong dạ cỏ động vật nhai lại dựa trên 140 dòng thuần tái tổ hợp đƣợc rút ra từ tổ hợp lai B73o2 và dòng QPM CML161. Kết quả đã xác định đƣợ c một số QTLs liên kết chặt nằm trên các NST 4, 5, 7, 9 và 10. Với kết quả này việc 13 nghiên cứu cải thiện nội nhũ hạt của ngô QPM và nâng cao chỉ số chấ t khô tiêu hóa bằng chỉ thị phân tử là rất khả thi. Nhƣ vậy, nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai sử dụng làm thức ăn xanh cho chăn nuôi có những điểm khác biệt tƣơng đối so với chọn tạo giống ngô cho mục đích sử dụng lấy hạt. Dựa trên điều này, các hƣớng nghiên cứu tạo giống ngô lai cho mục đích lấy hạt hoặc trồng làm thức ăn chăn nuôi đƣợc các nhà tạo giống xây dựng theo hƣớ ng chuyên biệt. Các công ty kinh doanh hạt giống ngô lớn trên thế giới cũng hình thành các nhóm sản phẩm chuyên biệt cung cấp cho các mục tiêu phù hợp hơn. 1.3.2. Tình hình sản xuất và nghiên cứu các giống ngô sinh khối ở Việt Nam Việt Nam có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho cây ngô sinh trƣởng và phát triể n. Trên cả nƣớc có 8 vùng trồng ngô chính, mỗi vùng với những đặc trƣng riêng về vị trí cây ngô trong hệ thống trồng trọt, thời vụ và khả năng kinh tế cho sản xuất ngô, nhƣng tập trung ở nƣớc ta cây ngô giữ vị trí là cây màu số một và là cây lƣơng thực thứ hai sau cây lúa. Những bƣớc tiến nổi bật của sản xuất ngô trong nƣớc đƣợc ghi nhận vào đầu những năm 1990 khi ngô lai đƣợc đƣa vào sản xuất. Tốc độ phát triển củ a cây ngô lai ở nƣớc ta đƣợc đánh giá là khá nhanh và vững chắc. Năm 1991, diện tích trồ ng ngô lai toàn quốc mới chỉ là 500 ha chiếm 0,1 tổng diện tích trồng ngô. Năm 1996 diện tích ngô lai đã lên tới 230 ngàn ha chiếm 40 diện tích và 74 về sản lƣợ ng (Quách Ngọc Ân, 1997). Năm 2000, diện tích trồng ngô lai chiếm 65 góp phần đƣa năng suất ngô bình quân cả nƣớc đạt 2,75 tấnha. Đây là tốc độ phát triển nhanh so với các nƣớc có nghề trồng ngô phát triển trên thế giới. Đến năm 2013, với diện tích trồ ng ngô 1170,3 nghìn ha (khoảng 90 diện tích ngô lai), năng suất 4,43 tấnha, đạt tổng sản lƣợng 5190,9 nghìn tấn (Faostat). Mặc dù sản xuất ngô phát triển hàng năm nhƣng thực tế vẫn chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu tiêu dùng ngô trong nƣớc. Đặc biệt, những năm gần đây nƣớc ta phải nhậ p khẩu một lƣợng lớn ngô hạt để làm nguyên liệu cho thức ăn chăn nuôi với kim ngạ ch nhập khẩu gần tƣơng đƣơng kim ngạch xuất khẩu gạo. Năm 2014 lƣợng ngô hạt nhậ p khẩu là trên 4,79 triệu tấn với giá trị trên 1,2 tỷ USD chủ yếu phục vụ chế biến th ức ăn chăn nuôi (Theo số liệu của Tổng cục Thống kê). Điều này cho thấy khả năng cung cấp ngô cho thức ăn chăn nuôi ở nƣớc ta còn nhiều hạn chế, thiếu cả về số lƣợng và chất lƣợng. Trƣớc hiện trạng về thức ăn chăn nuôi nói chung và thức ăn xanh cho gia súc nói riêng, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã có nhiều chủ trƣơng để giải quyết những vấn đề trên: Chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đồng thời thúc đẩy nghiên cứu khoa học. Cục Trồng trọt đã đề xuất ƣu tiên tăng diện tích trồng ngô từ 1,1 triệu ha lên 1,4 - 1,5 triệu ha, có áp dụng thâm canh, đƣa tiến bộ kỹ thuật, giống mới vào sản xuất. Theo đó, sẽ chuyển một phần diện tích lúa kém hiệu quả (ở khu vực miền Bắc và miền Trung) 14 sang trồng ngô, đồng thời điều chuyển thời vụ cây trồng vụ hè thu, tăng diện tích ngô đông sớm. Với vùng Đồng bằng sông Cửu Long, Ðông Nam Bộ, nơi có năng suất ngô cao, khả năng cạnh tranh đƣợc với ngô nhập khẩu, có thể chuyển một phần diện tích lúa vụ Đông Xuân sang chuyên canh ngô. Về thức ăn xanh cho đại gia súc, các địa phƣơng có nhu cầu thức ăn xanh sẽ mở rộng diện tích trồng ngô ở vùng miền núi, nơi hoang hóa, đối với vùng bán khô hạn cần tận dụng triệt để đất lúa, đất rừng kém hiệu quả, không chủ động đƣợc nƣớc. Thức ăn xanh có thể đa dạng hóa từ trồng ngô dày, ngô nếp, ngô rau, sử dụng các giống ngô có sinh khối lớn; hoặc đƣa công nghệ chế biến thân ngô làm thức ăn hỗn hợp cho chăn nuôi bò sữa, đại gia súc. 14 Ngoài những giải pháp về cơ chế, chính sách thì việc nghiên cứu chọn tạ o các giống ngô phù hợp (có sinh khối lớn, chất lƣợng Protein cao-QPM …) và các biệ n pháp kỹ thuật canh tác hiệu quả cũng có thể góp phần tăng năng suất và chất lƣợng củ a ngô sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Việc nhập khẩu ngô và các phụ gia khác phục vụ cho thức ăn chăn nuôi sẽ có thể đƣợc giải quyết một phần nếu đƣa giố ng ngô lai có sinh khối lớn, ngô QPM vào sản xuất. - Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai làm thức ăn chăn nuôi Chƣơng trình tạo giống ngô lai ở nƣớc ta đƣợc bắt đầu từ cuối nh ững năm 1980, đặc biệt là từ năm 1990 khi tạo giống ƣu thế lai đƣợc áp dụng rộng rãi. Quy trình tạ o giống ngô lai có thể tóm tắt qua các bƣớc. Hiện nay, bên cạnh các phƣơng pháp chọn tạo giống truyền thống thì việc ứng dụng các thành tựu của ngành công nghệ sinh học trong từng công đoạn của quá trình tạo giống ngô lai đã thu đƣợc các kết quả rất khả quan: Công nghệ tạo dòng đơn bội kép, đánh giá đa dạng di truyền bằng chỉ thị phân tử; bổ sung các tính trạng mới bằng công nghệ chuyển gen,... đã rút ngắn thời gian tạo giống, có thể tạo ra những giống có các tính trạng mà bằng phƣơng pháp truyền thống rất khó đạt đƣợc. Năm 1994 là dấu mốc quan trọng trong ngành sản xuất ngô Việ t Nam khi giống ngô LVN10 với tiềm năng năng suất cao chính thức đƣợc công nhận giống quố c gia. Hiện tại LVN10 vẫn là một trong các giống ngô chủ lực ở các vùng sinh thái trồng ngô. Đến nay, nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học trong nƣớc đã lai tạo và chuyể n giao vào sản xuất nhiều giống ngô lai, góp phần thúc đẩy ngành sản xuất ngô trong nƣớ c phát triển ổn định; Trong thời gian qua, Viện Nghiên cứu Ngô đã tiến hành nhiều đề tàidự án nhằm đa dạng nguồn thực liệu phục vụ công tác chọn tạo các giống ngô với các mục đích khác nhau. Trong đó có đề tài "Nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai QPM năng suấ t cao, chống chịu tốt phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi" thực hiện từ năm 2012 đế n 2016, kết quả đề tài cũng đã duy trì đƣợc 35 nguồn vật liệu và lai tạo đƣợc 550 tổ hợ p lai mới đƣợc đánh giá ở hai vụ Thu Đông 2012 và Xuân 2013, kết quả vụ Thu Đông 15 2012 đã chọn đƣợc 12 tổ hợp lai tốt và vụ Xuân 2013 chọn đƣợc 19 tổ hợp lai tốt, trong đó đã chọn đƣợc 5 tổ hợp lai có năng suất cao trên 59 tạha (Châu Ngọc Lý và Lê Quý Kha, 2013). Đây là các tổ hợp lai triển vọng có ch ất lƣợng protein cao đang đƣợc đánh giá và khảo nghiệm để đƣa vào sản xuất phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi. Nhóm tác giả tập trung chủ yếu nghiên cứu chọn tạo các giống ngô lai QPM thế hệ mới, có năng suất hạt cao, chất lƣợng tốt đáp ứng yêu cầu chế biến thức ăn chăn nuôi, thích hợp cho một số vùng trồng ngô trọng điểm. Ngoài ra, Viện Nghiên cứu Ngô cũng đang triển khai thực hiện đề tài “Nghiên cứu chọn tạo giống ngô có năng suất chất xanh và chất lƣợng cao làm thức ăn gia súc” (giai đoạn 2016 - 2020). Hiện nay, đề tài đang triển khai thực hiện ở các hoạt động nghiên cứu chọn tạo giống có năng suất và chất lƣợng chất xanh cao và khảo nghiệm các giống mới. Tính đến thời điểm hiện tại, đối với công tác chọn tạo giống ngô nhằm mục đích làm thức ăn xanh cũng chƣa có công trình công bố, mà chỉ có một số tác giả sử dụ ng các giống ngô lai thƣơng mại hiện có trong sản xuất nhƣ C919, LVN99, CP888, ... đƣa vào các thí nghiệm khảo sát đồng thời với một số cây thức ăn xanh khác. Kết quả nghiên cứ u khả năng cung cấp chất xanh của một số giống ngô trồng dày cho thấy ở giai đoạn bắ p non sinh khối chất xanh cây ngô thu đƣợc là cao nhất (Nguyễn Quang Tin và ctv., 2014). Tóm lại: Phát triển s ản xuất thức ăn cho gia súc luôn luôn song hành cùng sự phát triển của ngành chăn nuôi. Trong Chiến lược phát triển Chăn nuôi đến năm 2020 của Chính phủ thể hiện trong quyết định số 102008QĐ-TTg ngày 1612008 định hướng là chuyển một phần diện tích đất nông nghiệp để trồng cỏ thâm canh và các loại cây nguyên liệu thức ăn chăn nuôi bằng các giống năng suất cao, giàu đạm. Nâng cao năng lực chế biến nguyên liệu trong nước và tận dụng triệt để nguồn phụ phẩm nông nghiệp, công nghiệp làm thức ăn chăn nuôi. Đáp ứng định hướ ng này thì c ây ngô là một trong những cây trồng lý tưởng, giàu dinh dưỡng có thể sử dụng sinh khối chất xanh làm thức ăn cho gia súc. Để chủ động nguồn giống trong nước phục vụ nhu cầu sản xuất thì tạo giống mới là hướng đi vững chắc. Đối với vùng bán khô hạn, việc xác định các giống ngô có năng suất chất xanh và chất lượng cao làm thức ăn gia súc là rất phù hợp và cần thiết, nhất là giai đoạn qua hiện tượng biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên diện rộng của nhiều địa phương trong cả nước nói chung và vùng duyên hải Nam trung bộ nói riêng. 1.3.3. Tình hình sản xuất ngô ở Ninh Thuận Trồng ngô sinh khối có ƣu điểm hơn rất nhiều so với trồng ngô lấy hạt, đó là lợ i thế về thời gian canh tác, chi phí, lao động... Nếu ngô lấy hạt mất gần 5 tháng mớ i cho thu hoạch, ngô sinh khối chỉ cần 3 tháng. Ngƣời dân có thể trồng đƣợc 2 vụnăm. Ngoài ra, các chi phí về vật tƣ, lao động cũng giảm đáng kể. Do vậy, trồ ng ngô sinh khối có hiệu quả kinh tế gấp 2-3 lần so với trồng ngô lấy hạt. 16 Hiện nay, diện tích trồng ngô sinh khối trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận khoả ng 2.500 ha, cung cấp trên 80.000 tấn thức ăn cho đàn gia súc mỗi năm. Kết thúc gieo trồng vụ đông xuân tổng diện tích cây hàng năm 2018 toàn tỉnh thực hiện 26.193 ha, tăng 3,5 so đông xuân 2017 và vƣợt 0,7 kế hoạch. Trong đó: Diện tích lúa đạt 16.976 ha, tăng 1,4 so đông xuân trƣớc và vƣợt 1,3 so kế hoạch; Nhóm cây ngô và cây lƣơng thực có hạt khác đạt 2.902 ha, tăng 17,4 so cùng kỳ và giảm 6,4 so kế hoạch, trong đó: diện tích ngô 2.867 ha, tăng 16,2 so cùng kỳ và giảm 7,5 so kế hoạch. Ngô và cây lƣơng thực khác ƣớc thực hiện 3.952 ha, giảm 21,2 so cùng kỳ và đạt 93,4 kế hoạch. Năng suất ngô đạt 60,2tạha, tăng 4,1tạha so cùng kỳ, sản lƣợng đạt 17,2 nghìn tấn, tăng 24,8 do diện tích trồng ngô tăng, bên cạnh giống ngô lai cho năng suất cao đƣợc trồng nhiều ở vùng có thổ nhƣỡng thích hợp; tập trung thu hoạch nhanh trƣớc đợt khô hạn trong tháng 5, đã giảm thiểu thiệt hại về sản lƣợng. 1.4. Tổng quan vùng nghiên cứu 1.4.1. Vị trí địa lý Ninh Thuận thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Khánh Hòa, phía Nam giáp tỉnh Bình Thuận, phía Tây giáp tỉnh Lâm Đồng và phía Đông giáp Biển Đông. Diện tích tự nhiên 3.358 km², có 7 đơn vị hành chính gồm 1 thành phố và 6 huyện. Tp. Phan Rang-Tháp Chàm là thành phố thuộc tỉnh, trung tâm chính trị, kinh tế và văn hóa của tỉnh, cách Tp. Hồ Chí Minh 350 km, cách sân bay Cam Ranh 60 km, cách Tp. Nha Trang 105 km và cách Tp. Đà Lạt 110 km, thuận tiện cho việc giao lƣu phát triển kinh tế-xã hội. 1.4.2. Địa hình Địa hình Ninh Thuận thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam, với 3 dạng địa hình: núi chiếm 63,2, đồi gò bán sơn địa chiếm 14,4, đồng bằng ven biển chiếm 22,4 diện tích tự nhiên toàn tỉnh. 1.4.3. Khí hậu Ninh Thuận nằm trong vùng khô hạn nhất nƣớc, có nền khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình với đặc trƣng là khô nóng, gió nhiều. Nhiệt độ trung bình năm là 27oC, trong năm có hai mùa rõ rệt: mùa mƣa từ tháng 9 – 11, mùa khô từ tháng 12 năm trƣớc đến tháng 8 năm sau. Lƣợng mƣa trung bình từ 700 – 800 mmnăm ở Phan Rang và tăng dần theo độ cao ở vùng núi. Độ ẩm 75 – 77. Năng lƣợng bức xạ lớn, khoảng 160 kcalcm2năm. Tổng lƣợng nhiệt bình quân năm khoảng 9.500 – 10.0000C. Nguồn nƣớc ở Ninh Thuận phân bổ không đều, tập trung chủ yếu ở khu vực phía Bắc và trung tâm tỉnh. Nguồn nƣớc ngầm chỉ bằng 13 mức bình quân cả nƣớc. 17 Đặc điểm khí hậu Ninh Thuận gây ra nhiều khó khăn cho sinh hoạt và sản xuất, nhƣng cũng tạo điều kiện thuận lợi cho một số cây trồng vật nuôi đặc sản có giá trị kinh tế cao nhƣ: nho, mía, thuốc lá, hành, tỏi, bò, dê… Điều kiện thời tiết vụ Đông Xuân 2018 – 2019 đƣợc thể hiện ở bảng 2.6. Bảng 2.6 Tình hình thời tiết vụ Đông Xuân 2018-2019 tại Ninh Thuận Tháng Nhiệt độ (0C) Độ ẩm trung bình () Tổng lƣợng bốc hơi (mm) Tổng số giờ nắng (giờ) Tổng lƣợng mƣa Ttb Tx Tn Lƣợng mƣa (mm) Số ngày mƣa 1 25,2 31,5 17,7 75 157,2 181 98,4 09 2 24,1 31,2 18,4 75 143,6 165 15,5 05 3 26,4 33,5 21,2 75 187 293 16,7 1 4 28,8 37,4 23,8 79 141,5 271 15,3 1 ( Nguồn: Số liệu tại Trung tâm khí tượng – Thủy văn Ninh Thuận) Thời tiết Ninh Thuận khá khắc nghiệt, tháng 1 có lƣợng mƣa thấp, các tháng 2, 3, 4 lƣợng mƣa không đáng kể, ẩm độ thấp và nền nhiệt độ cao nên ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển của các loại cây trồng. 18 CHƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Giống ngô thí nghiệm 1 Giống ĐH17-5:

KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ GIỐNG NGÔ SINH KHỐI LÀM THỨC ĂN CHĂN NUÔI GIA SÚC TẠI TỈNH NINH THUẬN

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan