Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống ngô lai tại tỉnh Thái Nguyên

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỂ TÀI Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương th ực quan trọng trong nền kinh tế toàncầu, góp phần nuôi sống 1/3 dân số trên thế giới. Ngày nay ngô đứng thứ 3 sau lúa mỳ và lúa nư

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 1 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

MỞ ĐẦU1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỂ TÀI

Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương th ực quan trọng trong nền kinh tế

toàncầu, góp phần nuôi sống 1/3 dân số trên thế giới Ngày nay ngô đứng thứ 3 sau lúa mỳ và lúa nước về diện tích, đứng đầu về năng suất và sản lượng (FAO,

1995) [7] Ngô là cây trồng đã giúp loài người giải quyết nạn đói thường xuyênbị đe doạ (Nguyễn Hữu Lộc, 1969) [9].

Vào cu ối thế kỷ XX, cuộc cách mạng về ngô lai đã tạo nên các thành tựu kỳ diệu ở các châu lục, đặc biệt là các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Ý Đi đôi v ới việc áp dụng ưu thế lai trong quá trình chọn tạo giống, những tiến bộ về kỹ thuật canh tác tiên tiến như cơ giới hoá, thuỷ lợi hoá, bảo vệ thực vật cũng được áp dụng kịp thời để khai thác t ối đa ưu thế của giống ngô lai Ngôlai đ ã được coi là một trong những thành tựu có ý nghĩa nhất trong việc phát triển nông nghiệp thế giới của thế kỷ XX.

Từ những nhận thức về vai trò của cây ngô trong nền kinh tế thế giới nói chung và nền nông nghiệp Việt Nam nói riêng, Đảng và Nhà nước ta đã có những chính sách và phương hư ớng đúng đắn cho công tác nghiên cứu khoa học, tiếp thu những thành tựu của thế giới với mục đích duy trì diện tích, đột phá về năng suất và tăng nhanh s ản lượng.

Tuy nhiên, năng su ất ngô ở nước ta vẫn chưa thật ổn định ở các vùng sinh thái, năng suất bình quân còn thấp so với khu vực, giá thành ngô ở nước ta cao hơn nhiều so với các nước trên thế giới, nhu cầu ngô cho thức ăn chăn nuôi vẫn chưa đáp ứng đủ Để góp phần làm giảm những hạn chế trên cần xác định đúng những giống ngô lai mới có năng suất cao, thích nghi tốt với điều kiện sinh thái của từng vùng, cần hiểu rõ mối quan hệ giữa các yếu tố sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất với năng suất để có những hướng cụ thể từ khi chọn vật liệu lai tạo giống đến sử dụng các biện pháp canh tác phù hợp, phát huy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 2 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

tối đa tiềm năng của từng giống, tại mỗi vùng sinh thái Chính vì vậy, chúng tôi

tiến hành đề tài: “Nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 3 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của một số giống ngô lai tại tỉnhThái Nguyên”

2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI.2.1 Mục đích

Chọn được những giống ngô năng suất cao, phù hợp với điều kiện thờitiết, khí hậu tại tỉnh Thái Nguyên.

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các đặc điểm nông học của các giống.

- Đánh giá kh ả năngchống chịu điều kiện bất thuận và sâu bệnh của các giống.

- Theo dõi các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống.

- Xác định mối tương quan giữa thời gian sinh trưởng, phát triển và các yếu tố cấu thành năng suất với năng suất của giống tham gia thí nghệi m có triển vọng.

3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài đ ánh g iá được đ ặc đ iểm sinh trưởn g, phát triển của các g iống n gô trong điều kiện vụ Thu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008, để làm cơ sở cho việc lựa chọn những giống ngô lai mới cho năng suất cao, chống chịu tốt phục vụ sản xuất trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

4 GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sau 2 vụ nghiên cứu và đánh giá, có thể tìm ra được một số giống ngô lai sinh trưởng, phát triển và có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, năng suất cao hơn đối chứng 10 - 15%.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 4 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

Bellar Arter - Mehicô, đi ều này đã khẳng định những nhận định của Vavilov là đúng đắn.

Từ đây, bằng nhiều con đường ngô đã lan truyền ra hầu hết các nước thuộc Châu Mỹ, lên phía Bắc, sang phía Tây của Hoa Kỳ và vượt đại dương đến các đảo thuộc Vịnh Caribe Dưới sự tác động mạnh mẽ của con người trong công tác cải tạo giống, cây ngô đã nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau và đã hình thành một vùng “vành đai ngô’’ nổi tiếng của Mỹ với các giống ngô lai đầu tiên.

Từ Peru cây ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador, Columbia và nhiều vùng thuộc đất nước Brazin Cây ngô được đưa vào Châu Âu từ sau chuyến thám hiểm của Colombus năm 1493 Ở đây người ta đã nhanh chóng nhận ra giá trị lương thực của nó, nên cây ngô đã được trồng rộng rãi và nhanh chóng lan truyền ra các nước trong Châu lục Vào khoảng năm 1521 cây ngô được đưa vào trồng ở Ấn Độ, Indonesia và năm 1575 ngô được nhập vào Trung Quốc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 5 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt Nam cuối thế kỷ 17 (thời Khang Hy) do ông Trần Thế Vinh đi sứ Trung Quốc về và được trồng đầu tiên ở Sơn Tây và gọi là “ngô” Ông cũng trích dẫn Lý Thời Trân gọi cây trồng này là “Ngọc thử” Nhờ những đặc điểm quý, cây ngô sớm được người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là một trong các cây lương thực chính chỉ sau cây lúa nước về mặt diện tích nhưng lại là cây màu số một cho năng suất và giá trị kinh tế cao nhất Cây ngô có khả năng thích ứng rộng, có thể trồng được nhiều vụ trong năm và trồng được hầu hết các vùng sinh thái khác nhau trong nước, đặc biệt là vùng đất cao không có khả năng tưới nước Đối với vùng núi Phía Bắc và Tây Nguyên ngô là cây lương thực chính của đồng bào các dân tộc Trải qua các giai đoạn phát triển, cây ngô ở Việt Nam ngày càng được hoàn thiện và tăng mạnh về diện tích cũng như năng suất Việc mở rộng diện tích trồng ngô, cùng với sử dụng những giống cho năng suất cao đã góp phần to lớn trong giải quyết nhu cầu lượng thực, thực phẩm, làm thức ăn gia súc và sử dụng trong các ngành công nghi ệp.

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG NGÔ LAI TRÊN THẾGIỚI VÀ VIỆT NAM

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng ngô lai trên thế giới

Có thể nói n gô lai đ ã thàn h côn g rực rỡ ở Mỹ Các nhà di tru yền, cải lương giống ngô Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống cây trồng này Vào cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc cải lương Theo E.Rinke (1979) vệic sử dụng giống ngô lai ở Mỹ bắt đầu từ năm 1930, giống lai ba và lai kép được sử dụng cho đến năm 1957, sau đó giống lai đơn cải tiến và lai đơn đã được tạo ra và sử dụng, chiếm 80 – 85% tổng số giống lai (Trần Hồng Uy, 1985)[21] Hiện nay, Mỹ là nước có diện tích trồng ngô lớn nhất thế giới và 100% diện tích được trồng bằng ngô lai, trong đó hơn 90% là giống lai đơn Năng suất ngô tăng từ 1,5 tấn/ha năm 1930 đến 7 tấn/ha vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên 6 http:// w w w l r c - t nu e d u v n

những năm 90 (S.K.Vasal, et al., 1990)[33] Theo tính toán của Duvick (1990)[28] mức tăng năng suất ngô của Mỹ trong giao đoạn 1930 – 1986 là 103 kg/ha/năm, trong đó đóng góp do cải tiến di truyền là 63 kg/ha/năm Năm 1997 – 1999, năng suất ngô trung bình của Mỹ là 8,3 tấn/ha trên diện tích là 29,1 triệu ha (CIMMYT, 1999/2000)[27], đứng vào hàng ngũ các nước có năng suất ngô cao nhất trên thế giới.

Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai ở Châu Âu bắt đầu muộn hơn ở Mỹ 20 năm và đã đạt được thành công rực rỡ Tỷ lệ sử dụng giống ngô lai ở Châu Âurất lớn và nó đã góp phần tạo nên năng suất cao ở nhiều nước (S.K.Vasal, et al.,

1999)[34] Theo N.Tomov (1979)[32]: Công

Bungaria được bắt đầu từ năm 1951 Năm 1956 – 1958 những giống lai kép đầu tiên là VIR-42, Wiscosin – 641 và Ohio-92 đã được thử nghiệm và khu vực hoá Giống lai đơn đầu tiên được đưa vào sản xuất năm 1956 là SK-4, và sau đó một số lượng lớn giống lai giữa các dòng thuần được tạo ra và đưa thử nghiệm Theo CIMMYT (1999/2000)[27], năm 1997-1999, một số nước có năng suất ngô bình quân cao là Italia (9,6 ất n/ha), Bỉ (9,5 tấn/ha), Tây Ban Nha (9,3 tấn/ha),

Hylap (9,2 tấn/ha), Pháp (8,8 tấn/ha).

Việc nghiên cứu tạo giống ngô lai ở một số nước đang phát triển bắt đầu từ những năm đầu thập kỷ 60 như Achentina, Braxin, Colombia, Chile, Mehico, Ấn Độ, Pak istan, Hylạp, Zimbab we, Kenya, Tanzania và mộ t vài nước ở Trun g Mỹ Trong thời kỳ 1966-1990 có xấp xỉ 852 giống ngô được tạo ra, trong đó 59% là giống thụ phấn tự do, 27% là giống lai quy ước, 10% là giống ngô lai không quy ước và 4% là các gi ống khác (S.K.Vasal, el al., 1999) [34] Từ con số trên cho thấy số giống lai ít hơn giống thụ phấn tự do Nhìn chung, ở các nước đang phát triển, tác dụng của giống lai chậm và không rõ lắm (trừ một số nước như Achentina, Braxin, Chilê, Thổ Nhĩ Kỳ, Zimbabwe, Kenya, Hylạp, Mehicô và Ấn Độ).

Ngô lai đang tếi n triển tốt đẹp ở Trung Quốc Có thể nói Trung Quốc là một cường quốc ngô lai Châu Á, với diện tích 25 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha, sản lượng ngô hàng năm trên 120 trệiu tấn, đứng thứ hai trên thế giới sau Mỹ Giống ngô lai được đưa vào Trung Quốc từ những năm 60, giống lai đơn đưa vào từ những năm cuối của thập kỷ này (S.K Vasla, el al., 1999)[34] Năm1992, có 27 giống ngô lai được gieo trồng trên diện tích 100.000 ha (CIMMYT,1993)[37] Hiện nay giống lai đơn chiếm trên 90% diện tích ngô (Zhang S.per Commun) Năng sấut ngô bình quân của Trung Quốc đã tăng từ 1,5 tấn/ha những năm 50 đến 4,9 tấn/ha năm 1999 (CIMMYT, 1999/2000)[27].

Theo báo cáo của P.Trakoontiwakorn (1998) (FAO, UNDP , VIE/80/004,

1988) [29], trong s ản xuất ngô của Thái Lan từ những năm 1991 đến nay có 70% là giống lai đơn, giống lai đơn cải tiến và lai ba Năm 1999, năng suất ngô bình quân là 3,6 t ấn/ha Trong một vài năm tới Thái Lan sẽ trồng giống lai đơn ở diện rộng.

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng giống ngô lai ở Việt Nam

Ngay từ những năm 1972 – 1973, các nhà nghiên ức u ngô Việt Nam đã bắt đầu chuẩn bị cho chương trình tạo giống ngô lai và được tập trung cao độ từ năm 1990 đến nay Năm 1992 – 1994, Viện N ghiên cứu Ngô đã lai tạo ra 5 giống ngô lai không quy ước là: LS-3, LS-5, LS-6, LS-7, LS-8 Bộ giống ngô lai này gồm giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, có năng suất từ 3 -7 tấn/ha đã được mở rộng nhanh chóng trên phạm vi toàn quốc, mỗi năm diện tích gieo trồng trên 80.000 ha, tăng năng suất 1tấn/ha so với giống thụ phấn tự do (Trần Hồng Uy, 1997) [22].

Từ những năm đầu thập kỷ 90, công tác tạo dòng thuần và giống lai được chú trọng Tuy nhiên trong tập đoàn dòng, phần lớn dòng thuần được tạo ra t ừ giống địa phương, giống thụ phấn tự do và quần thể, tuy có độ đồng đều cao nhưng sức sống yếu, năng suất thấp, một số giống lai được tạo ra nhưng khó có thể sản xuất hạt giống lai thương mại Những năm gần đây, có sự đổi mới trong

việc sử dụng nguồn nguyên liệu Việc sử dụng nguồn nguyên liệu là giống lai, dạng F2 và Backcross để rút dòng đã đạt hiệu quả cao hơn, tạo ra nhiều dòng ưu tú cho công tác tạo giống lai Hàng loạt giống lai quy ước đã được tạo ra và đưa vào sản xuất như: LVN10, LVN5, LVN 12, LVN4 (giống lai đơn cải tiến), LVN 20, LVN 17, LVN 23 (ngô rau) Nữhng giống lai này có tiềm năng năng suất từ

5-12 tấn/ha, không thua kém các giống ngô lai của các công ty nước ngoài và của Trung Quốc Đặc biệt, giống lai LVN10 đã được trồng hàng trăm nghìn hecta mỗi năm trên khắp cả nước Năm 1999, bốn giống ngô lai chín sớm và chín trung bình là LVN24, LVN25, LVN32, LVN33được cho phép khu vực hoá rộng (trong đó LVN33 là giống lai ba cải tiến) Như vậy chương trình tạo giống ngô lai của Việt Nam đã từng bướ c từ giống lai không quy ước đến lai kép, lai ba, lai đơn cải tiến và lai đơn Những thành tích đó đã đưa chương trình ngô lai của Việt Nam đứng trong hàng ngũ các nước tiên tiến ở Châu Á Tỷ lệ diện tích trồng giống lai ở Việt Nam tăng từ 0,1% (1990) lên gần 82% (2008); đưa năng suất bình quân từ 1,5 tấn/ha (năm 1990) lên 3,98 tấn/ha (năm 2008); tổng sản lượng ngô từ trên 700.000 tấn (1990) lên 4.530.900 tấn (năm 2008) (FAO 2008) [14].

Hiện nay, những giống ngô lai Việt Nam chiếm trên 50% thị phần ngô lai trên toàn quốc (khoảng gần 200.000 ha) làm tăng năng suất ngô rõ rệt Mỗi năm Việt Nam có khả năng sản xuất 4000 - 5000 tấn hạt giống lai chất lượng cao, đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất trong nước (Trần Hồng Uy, 1999) [23].

Để đưa ngành sản xuất ngô của Việt Nam theo kịp các nước tiên tiến và đạt năng suất trung bình của thế giới cần phải đẩy mạnh công tác tạo giống ngô lai, không ngừng mở rộng diện tích trồng giống ngô lai và tăng cường đầu tư thâm canh Đến năm 2020, phấn đấu đưa diện tích trồng ngô lên 1,3-1,4 triệu ha, đạt năng suất bình quân 60-65 tạ/ha để đáp ứng nhu cầu 7-8 triệu tấn ngô vào năm 2020.

1.2.3 Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên

Thái Nguyên là một tỉnh miền núi Trung du Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên3.562.82 km2, dân số hiện na y khoảng 1.046.000 người, chiếm 1,13% diện tíchvà 1,41% dân số so với cả nước [6].

Với địa hình đồi núi phức tạp, diện tích canh tác nhỏ hẹp, đất bạc màu, điều kiện tưới tiêu còn nhiều khó khăn, diện tích trồng ngô chủ yếu trên đất hai lúa ở vụ Đông và trên đất đồi dốc ở vụ Xuân Hè.

Từ 1995 trở về trước, sản xuất ngô ở Thái Nguyên chủ yếu dùng các giống cũ, giống địa phương có thời gian sinh trưởng dài, năng suất thấp Sau một thời gian với sự nỗ lực của Đảng bộ, chính quyền và nhân dân địa phương, có sự tham gia tích c ực của đội ngũ các nhà khoa học, diện tích trồng ngô lai ngày càng tăng, thay thế dần các giống ngô địa phương Đến nay, diện tích trồng ngô lai tăng mạnh, chiếm trên

90% di ện tích mang lại năng suất, sản lượng vượt trội trong sản xuất.

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên từ 1996 - 2007Năm(1000 ha )Diện tíchNăng suất(Tạ /ha )Sản lượng(1000 tấn)

Qua số liệu bảng 1.1 cho thấy: Diện tích trồng ngô trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên sau 11 năm tăng hơn haiầln, năng suất tăng trên 60,81% và sản lượng tăng gần gấp 2,5 lần Có được kết quả này là nhờ áp dụng cá c tiến bộ khoa học mới vào sản xuất, đặc biệt là việc sử dụng các giống ngô lai có thời gian sinh trưởng n gắn, chống ch ịu tố t, năng suất cao n gày càng phổ biến ở tất cả các đ ịa phương trong tỉnh.

Để không ngừng nâng cao năng suất và sản lượng ngô, chúng ta cần phảicó các giống ngô lai mới, phù hợp với điều kiện mỗi địa phương.

1.3 ƯU THẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ƯU THẾ LAI TRONG CHỌN TẠOGIỐNG NGÔ

1.3.1 Khái nệi m ưu thế lai

Charles Darwin trong tác phẩm “Tác động của giao phối và tự giao phối trong thế giới thực vật” lần đầu tiên (1876) đã đưa ra lý thuyết về ưu thế lai Qua nghiên cứu những cá thể giao phối và tự giao phối ở các loài khác nhau như ngô và đậu đỗ, ông nhận thấy sự hơn hẳn của cây giao phối so với cây tự phối về chiều cao cây, tốc độ nảy mầm của hạt, số quả, sức chịu đựng và năng suất Qua kiểm chứng, các nhà khoa học đều nhất quán 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) [15].

Ưu thế lai là khái niệm chỉ một quá trình từ khi bắt đầu đến khi kết thúc một chu kỳ sống Thực chất ưu thế lai (biểu hiện qua sự khác biệt giữa tổ hợp lai và bố mẹ) về kiểu hình là do sự khác biệt về kiểu gen (dị hợp tử) quy định Vì vậy sức sống tổ hợp lai là biểu hiện nhìn thấy của ưu thế lai, do đó là một thành phần của ưu thế lai Sức mạnh của những cơ thể dị hợp tử, biểu hiện ở tổ hợp lai trên các tính trạng đã được các nhà di truyền chọn giống cây trồng (Trần Hồng Uy, 1972, 1985) [20] [21] chia làm các dạng biểu hiện chính như sau:

1 Ưu thế về hình thái: Biểu hiện qua sức mạnh phát triển trong thời gian sinh trưởng như tầm vóc của cây, diện tích lá, chiều dài và số lượng rễ v.v

2 Ưu thế lai về năng suất: Là hiện tượng quan trọng nhất đối với nông nghiệp, biểu hiện qua sự tăng hơn của các yếu tố cấu thành năng suất như tỉ lệ hạt trên cây (hệ số kinh tế), khối lượng hạt, số hạt trên bông (bắp), số hàng hạt trên bắp, chiều dài bắp, số bắp trên cây Ưu thế lai về năng suất (đối với cây ngô) ở các giống lai đơn giữa dòng có thể đạt 193 - 263% so với năng suất trung bình của bố mẹ (Trần Hồng Uy,1985) [21].

3 Ưu thế lai về tính thích ứng: Được biểu hiện qua khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận của môi trường như: hạn, rét, sâu và bệnh Khả năng chống chịu của những giống lai giữa dòng, đối với điều kiện môi trường bất thuận, cũng như đối với sâu bệnh hại, chịu ảnh hưởng bởi những đặc điểm di truyền (kiểu gen) kế thừa từ bố mẹ.

4 Ưu thế lai về tính chín sớm: Biểu hiện tổ hợp lai chín sớm hơn so với bố mẹ, nguyên nhân là do sự tăng cường hoạt động của quá trình sinh lý, sinh hoá, trao đổi chất trong cơ thể tổ hợp mạnh hơn bố mẹ.

5 Ưu thế lai về sinh lý sinh hoá: Là sự tăng cường biểu hiện ở quá trình trao đổi chất Ví dụ những cây ngô là tổ hợp lai giữa dòng tự phối có kích thước lớn hơn bố mẹ nguyên nhân là do sự tăng lên về kích thước tế bào (10,6%), về số lượng tế bào (84%) Ví dụ khác là chất kích thích sinh trưởng nhóm A (Auxin và Heteroauxin) ở tổ hợp lai và bố mẹ là ngang nhau; các chất kích thích sinh trưởng thuộc nhóm B (Biotin, Tiamin, Rhbophlavin .) ở cây lai thường cao hơn bố mẹ (Matkov và Manziuk, 1961) Ví dụ khác về ưu thế lai năng suất có quan hệ đến hoạt tính men, khi nghiên cứu quan hệ của hàm lượng isozyme estelaza và isozyme peroxydaza ở tổ hợp lai F1 so với bố mẹ ở một số dòng tự phối Kết quả nhận thấy rằng tổ hợp lai F1 (tổ hợp lai Bi/34) có hàm lượng isozyme

peroxydaza cao hơn bố mẹ và cho ưu thế lai cao về năng suất và cao cây hơn cáctổ hợp lai khác (Nguyễn Văn Cương, 1995) [2].

1.3.2 Các học thuyết về ưu thế lai

Từ lâu nhiều nhà nghiên cứu đã tìm hiểu cơ chế của hiện tượng ưu thế lai, song cho đến nay chưa có một giả thuyết nào đưa ra có thể giải thích được đầy đủ về cơ chế của hiện tượng di truyền này Darwin đã giải thích ưu t hế lai là do sự khác biệt di truyền của tế bào sinh dục bố và mẹ Shull và East năm 1908 đã cho rằng ưu thế lai gắn liền với trạng thái dị hợp của các gen, tính dị hợp tử có tác dụng kích thích sinh lý bên trong cơ thể và bản thân nó, là nguồn gốc sức mạnh của tổ hợp lai, còn tính đồng hợp thể thì kìm hãm sự phát triển của cơ thể (Nguyễn Lộc và Trịnh Bá Hữu, 1975)[10] Tiếp theo Shull và East một số nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra một số giả thuyết để giải thích hiện tượng ưu thế lai sau:

• Giả thuyết tính trội:

Học thuyết tính trội được đề xướng bởi Bruce (1908), tiếp theo là Jones (1917) và được bổ xung bởi Collins (CIMMYT, 1990) [25] Thuyết tính trội cho rằng các đặc điểm tính trạng trội hình thành trong quá trình tiến hoá của sinh vật để phù hợp với điều kiện ngoại cảnh Những gen tác động có lợi cho quá trình phát triển, có thể trở thành gen trội hoặc bán trội, còn những gen gây tác động bất lợi có thể trở thành gen lặn Sự tích luỹ và hoạt động của gen trội có lợi lấn át ảnh hưởng của các gen lặn gây hại.

Giả thuyết tính trội khẳng định hiện tượng ưu thế lai có liên quan đến bởihiệu quả của gen trội dưới đây:

+ Các alen trộ i k ìm chế tác đ ộ ng gây hại của các g en lặn tương ứngcùng locut trên nhiễm sắc thể tương đồng.

Kiểu gen ở tổ hợp lai F1 là dị hợp thể AaBbCcDdEe, các gen trội ABCDE ức chế gen lặn abcde, vì vậy vai trò của các gen lặn bị lấn át và các yếu tố gây hại bị kìm chế.

Ví dụ: Lai giữa dòng thuần có kiểu gen khác nhauP: AAbbCCddEE x aaBBccDDee

F1: AaBbCcDdEe

Trong đó P là bố mẹ ; F1 là tổ hợp lai đời thứ nhất

+ Hiệu quả cộng gộp của các gen trội để hình thành tính trạng biểuhiện ưu thế lai

Thực tế ph ần lớn các tính trạng ch ịu sự chi ph ối của n h iều gen Keeple

(1910) đã lai hai dạng đậu thấp cây cho tổ hợp lai F1 cao cây:P: Aabb (thấp cây) x aaBB (thấp cây)

F1: AaBb (cao cây)

Ông giải thích rằng gen A quyết định độ dài lóng, gen B quyết định số lóng, gen A và B đều có mặt ở thế hệ F1, nên tổ hợp lai tăng về chiều dài lóng và tăng về số lượng lóng, dẫn đến tăng về chiều cao cây.

+ Tác động bổ xung tương hỗ giữa các gen trội nằm trê n các locut khác nhau

Tác động này dẫn đến sự xuất hiện ưu thế lai ở thế hệ F1, tác động này cóthể gây ảnh hưởng mạnh hơn hiện tượng cộng gộp đơn thuần.

Hạn chế của giả thuyết này là không giải thích được tại sao ưu thế lai chỉ có ở đời F1 không duy trì được đến các thế hệ sau (nếu không có sự can thiệp của con người) Thường năng suất ở F2 giảm từ 30 – 35%, F3 gi ảm 45-50% so v ới F1.

Giả thuyết này cũng không giải thích được khi các dòng thuần ở trạng thái đồng hợp thể, các gen trội đã đạt mức cao nhưng lại không cho ưu thế lai Ví dụ một dòng tự phối có kiểu gen AABBCCDD nhưng sức sống và năng suất lại thấp hơn nhiều so với quần thể gốc hoặc các giống bình thường.

• Thuyết siêu trội:

Thuyết này giải thích hiện tượng ưu thế lai bằng tương tác của các alen thuộc cùng một gen trong tình trạng dị hợp đặc biệt Ở trạng thái dị hợp, tổ hợp lai có sức sống mạnh và năng suất cao hơn các dạng đồng hợp tử trội và lặn của nó, được biểu thị ở một tính trạng: AA<Aa>aa

Thuyết siêu trội giải thích ưu thế lai là do sự tích luỹ các gen ở trạng thái dị hợp thể và cũng giải thích được sự giảm sức sống và năng suất của các thế hệ sau F1 là do sự tăng dần của trạng thái đồng hợp tử (Ngô Hữu Tình, 1990) [16] Tuy vậy thuyế t siêu trội không giải thích được trong các lai 3 và lai kép thường có năng suất thấp hơn, độ đồng đều kém hơn so với các giống lai đơn là bố mẹ của nó, mặc dù trong nó luôn biểu hiện các kiểu gen dị hợp.

Một số tác giả đề xuất thêm cách giải thích hiện tượng ưu thế lai đó là sau khi lai giữa các nguồn có nguồn gốc khác nhau nên giữa các alen nảy sinh mâu thuẫn nội tại (Luxenco) và giả thuyết về tính đồng nhất tế bào (Nilsson), đến nay cả hai giả thuyết này đều bị lu mờ vì không đi sâu giải thích được cơ ch ế của hiện tượng do tác động của gen, là vật chất quan trọng nhất điều khiển hoạt động sống của cơ thể sinh vật Các đặc điểm sinh lý, sinh hoá, tổng hợp protein, chất kích thích sinh trưởng, thực chất chỉ là biểu hiện hoạt động của các gen trong cơ thể sinh vật.

1.3.3 Thành tựu của việc ứng dụng ưu thế lai trong sản xuất nông nghiệp

Những kết quả thu được trong sản xuất nông nghiệp nhờ ứng dụng ưu thế lai, ở các loại cây trồng như lúa mì, ngô, lúa nước, cao lương, các loại rau, cây công nghiệp và trong c hăn nuôi, đã mang lại lợi ích to lớn cho con người Cuộc cách mạng xanh trên thế giới vào những năm đầu thập kỷ 60 đã đánh dấu một thời kỳ mới - thời kỳ sử dụng công nghệ ưu thế lai trong sản xuất nông nghiệp Các nhà nông nghiệp đã tổng kết mức độ tăng nă ng suất nhờ sử dụng ưu thế lai ở một số giống cây trồng như sau: ngô (20 - 30%), thuốc lá (30 - 40%), cà chua (40 - 45%), dừa (100 - 300%), cọ dầu (100 - 200%), lúa gạo (20 - 30%).

Nhờ hoàn thiện quy trình sản xuất hạt giống lúa lai vào năm 1975 ở Trung Quốc, tính đến năm 1991 Trung Quốc đã trồng khoảng 132 triệu ha lúa lai cho sản lượng tăng hơn lúa thường là 200 triệu tấn (Trần Việt Chi, 1993)[1].

Phát triển ngô lai được coi là thành tựu khoa học có ý nghĩa lớn nhất trong nền nông nghiệp thế giới, nhờ s ử dụng giống ngô lai và kỹ thuật trồng trọt tiên tiến, năng suất ngô của thế giới đã tăng 1,83 lần trong vòng 30 năm (1960 - 1990) Mỹ và một số nước Đông Âu có năng suất ngô tăng từ 2 -3 lầntrong thời kỳ trên (Petrop, 1994)[13].

Diện tích ng ô lai ở Việt Nam tăng

giới.

LVN 99 có thời gian sinh trưởng 100 - 107 ngày, năng suất đạt 50 - 80 tạ/ha.

Bảng 2.1: Nguồn gốc và dạng hạt của các giống tham gia thí nghiệm

2 CN 07-1 Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa

4 TX 2003 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa5 LS 07-12 Viện nghiên cứu Ngô Bán đá

7 LS 07-51 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa

9 CH 06-8 Viện nghiên cứu Ngô Răng ngựa

13 LVN 99 (Đ/C) Viện nghiên cứu Ngô Bán răng ngựa

2.2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Thí nghiệm được thực hiệ n trong hai vụ:

Vụ Thu Đông 2007, Xuân 2008: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng pháttriển của 13 giống thí nghiệm tại Trường Đại học Nông Lâm - Thái Nguyên.

Vụ Thu Đông 2008: Xây dựng mô hình trình diễn giống ưu tú tại huyệnPhổ Yên, tỉnh Thái Nguyên và huyện Đan Phượng, Hà Nội.

2.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.3.1 Nội dung nghiên cứu

* Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của các giống thí nghiệm:

- Theo dõi các giaiđoạn sinh trưởng phát triển của các giống ngô lai thínghiệm trong vụ Thu Đ ông năm 2007 và vụ Xuân 2008.

- Đánh giá một số chỉ tiêu nông học của giống thí nghiệm.

- Nghiên cứu khả năng chống chịu của các giống ngô thí nghiệm.

* Đánh giá khả năng thích nghi và mức độ ổn định của giống có triển vọngqua mô hình trình diễn

* Xác định mối tương quan giữa 1 số chỉ nông học với năng suất của giốngcó triển vọng trong thí nghiệm.

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu

2.3.2.1 Đối với thí nghiệm khảo nghiệm giống* Cách bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm gồm 13 giống, được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoà n chỉnh, 3lần nhắc lại, xung quanh có dải bảo vệ.

Diện tích ô thí nghiệm: 11,2 m2 (chiều dài: 2,8 m, chiều rộng: 4m) Đất đai: Đất có thành phần cơ giới nhẹ, chuyên trồng màu.

*Công thức thí nghiệm:

Công thức 1: SB-07-70 Công thức 8: KK-62Công thức 2: CN-07-1 Công thức 9:CH-06-8Công thức 3: H-06-1 Công thức 10: H-06-5Công thức 4: TX - 2003 Công thức 11: BB-5Công thức 5: LS -07-12 Công thức 12: CN-07-2

Công thức 6: H-07-2 Công thức 13: LVN99 (đối chứng)Công thức 7: LS -07-51

+ Lần thứ hai: 1/3 N + 1/2 K20 khi cây được 7 - 9 lá.+ Lần thứ ba: 1/3 N bón trước khi trỗ cờ 5 đến 8 ngày

+ Chăm sóc:

- Theo dõi diệt sâu xám lúc cây còn nhỏ.

- Khi cây 3 - 4 lá tiến hành tỉa, xới phá váng, nhổ cỏ,bón thúc lần 1.- Khi cây đư ợc 7 - 9 lá bón thúc l ần 2 kết hợp với vun cao chống đổ.- Vào giai đo ạn trước trỗ cờ 5 - 8 ngày tiến hành bón thúc lần cuối.

* Các chỉ tiêu theo dõi

Các chỉ tiêu theo dõi được tiến hành theo hướng dẫn đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm so sánh giống ngô của CIMMYT - 1985 và quy phạm khảo nghiệm giống ngô TCN 341 - 2006.

+ Chỉ tiêu sinh trưởng

- Ngày m ọc: Được tính từ gieo đến khi có > 50% số cây đã mọc trên ô.- Ngày tr ỗ cờ: Tính từ gieo đến khi có > 50% số cây đã trỗ cờ trên ô.

- Ngày tung ph ấn: Tính t ừ gieo đến khi có > 50% số cây đã tung phấn trên

- Ngày phun râu: Tính t ừ gieo đến khi có > 50% số cây/ô có râu dài 2 - 3 cm.- Ngày chín sinh lý: Ghi số ngày có > 75% số bắp có hạt xuất hiện điểm

đen ở chân hạt.

+ Các ch ỉ tiêu về hình thái

- Tốc độ tăng trưởng của cây: Đo 5 lần, lần 1 sau trồng 20 ngày, các lần

đo cách nhau 10 ngày Đo t ừ mặt đất đến mútlá

+ Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây sau trồng 20 ngày = ht1

h2 - h1 + Tốc độ tăng trưởng chiều cao cây sau trồng (30) ngày = t2 - t1

h1: Cao cây sau tr ồng 20 ngày h2: Cao cây sau tr ồng 30 ngày t1: Thời gian sau trồng 20 ngày t2: Thời gian sau tr ồng 30 ngày

Các giai đo ạn sau trồng 40, 50, 60 ngày tính tương tự sau trồng 30 ngày.

- Đo chiều cao cây (cm): Đo từ mặt đất đến cổ bông cờ.

- Chiều cao đóng bắp (cm): Đo từ gốc sát mặt đất đến đốt mang bắp hữu

- Trạng thái cây: Cho điểm từ 1 - 5 khi lá bi vàng nhưng cây vẫn còn xanh,

bắp phát triển đầy đủ (theo độ đồng đều cây, độ cân đối giữa cao cây/cao đóng bắp, sâu b ệnh và đổ gãy) điểm 1 là điểm tốt, điểm 5 là rất kém.

- Độ bao bắp: Đánh giá vào lúc thu ho ạch theo thang điểm từ 1- 5.

+ Điểm 1: Lá bi che kín đầu bắp và kéo dài khỏi bắp.+ Điểm 2: Lá bi bao kín đ ầu bắp.

+ Điểm 3: Hở đầu bắp, lá bi không bao chặt đầu bắp.

+ Điểm 4: Lá bi không che kín bắp đầu bắp để hở hạt.+ Điểm 5: Bao bắp rất kém, đầu bắp hở nhiều.

+ Các ch ỉ tiêu về chống chịu

- Đổ rễ(%): Đếm số cây nghiêng 1 góc 300 hoặc lớn hơn so với chiều thẳng đứng của cây, chú ý theo dõi chỉ tiêu này khi có mưa bão và theo dõi vào thời kỳ cuối trước khi thu hoạch.

- Đổ thân(%): Đếm số cây gãy dưới bắp khi thu hoạch.

- Bệnh: Theo dõi vào th ời kỳ sau trỗ cờ:

+ Sâu đ ục thân: Tính % số cây bị sâu đục thân (đục lỗ dưới bắp).

+ Các ch ỉ tiêu về năng suất

- Tổng số bắp: Đếm tổng số bắp trên 2 hàng thu hoạch/ô.

- Trọng lượng bắp tươi (kg/ô).

- Trọng lượng 10 bắp mẫu (kg/ô).

- Chiều dài bắp (cm): Được đo từ đầu bắp đến mút bắp Đo 10 bắp/ô.- Đường kính bắp ( cm): Được đo ở giữa bắp Đo 10 bắp /ô

- Đếm số hàng hạt/bắp: 1 hàng được tính k hi có 50% số hạt so với hàng dài

nhất, đếm 10 bắp /ô

- Số hạt trên hàng: Đếm số hạt/hàng có chiều dài trung bình trên bắp.- Độ ẩm: Được đo bằng máy đo độ ẩm (%) chuyên dùng JiKeyJon.

- Khối lượng 1000 hạt (g): Ở độ ẩm thu hoạch, cân 2 mẫu Mỗi mẫu 500

hạt nếu hiệu số của hai lần cân không chênh lệch quá 5% so với khối lượng trung bình của hai mẫu ta có khối lượng 1000 hạt:

P1000 tươi = P1 + P2P1: Là khối lượng 500 hạt cân lần 1.P2: Là khối lượng 500 hạt cân lần 2P1000 khô

= P1000 t ươi x (100- A ) 100-14

Năng suất thực thu (NSTT) được tính theo công thức:

NSTT (tạ/ha) = Tỷ lệhạt/bắp

Sô: Là diện tích của ô (m2).

Pô: Là trọng lượng bắp của ô thí nghiệm (kg)

Năng suất lý thuyết (NSLT) được tính theo công thức:

cây/m2 x bắp/cây x hàng/bắp x hạt/hàng x P1000 hạtNSLT(tạ/ha) = 10.000

2.3.2.2 Xây dựng mô hình trình diễn

* Bố trí thí nghiệm

- Mô hình trình dễi n được thực hiện tại 2 điểm: Phổ Yên, Thái Nguyên vàĐan Phượng, Hà Nội.

- Giống ưu tú là TX 2003 và 1 giống đối chứng LVN 99

- Tại mỗi điểm theo dõi trên 3 hộ gia đình Mỗi hộ 600m2/2 giống

(1 giống = 300 m2)

- Diện tích mô hình tại mỗi điểm là 1800 m2

- Các chỉ tiêu theo dõi: Thời gian sinh trưởng, độ bao bắp, màu sắc hạt, độ sâu cây, năng suất dự kiến theo phương pháp đánh giá nhanh có sự tham gia của nông dân.

2.4 THU THẬP SỐ LIỆU KHÍ TƯỢNG

Bao gồ m nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng mưa, số giờ nắng, số ngày có mưa từ gieo đến thu hoạch trong thời gian tiến hành thí nghiệm.

2.5 PHÂN TÍCH XỬ LÝ SỐ LIỆU

Các số liệu xử lý thống kê trên chương trình IRRISTAT.

Phân tích tương quan theo chương trình Mic rosofl Excel Version 5.0

CHƯƠNG III

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 DIỄN BIẾN THỜI TIẾT KHÍ HẬU CỦA THÁI NGUYÊN VỤ THU ĐÔNG 2007 VÀ VỤ XUÂN 2008

Ngô là loài cây có khả năng thích nghi rộng nên được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, từ những vùng đồng bằng có điều kiện sinh thái thuận lợi cho đến những vùng núi xa xôi có khí hậu khắc nghiệt Tuy nhiên, không phải ở vùng sinh thái nào cây ngôũcng có thể sinh trưởng tốt và cho năng suất cao Việc tìm hiểu những đặc tính sinh thái của từng vùng rồi từ đó tạo ra được những giống ngô có khả năng thích ứng với vùng sinh thái đó là điều cần thiết Bởi vì, cây ngô chỉ biểu hiện tiềm năng năng suất trong điều kiện sinh thái phù hợp Đây vẫn còn là vấn đề khó khăn cho các nhà chọn tạo giống vì nước ta là nước nhiệt đới gió mùa, chia làm hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa, trên lãnh thổ lại chia làm các vùng khác nhau như: vùng Đông Bắc, vùng Tây Bắc, vùng Tây Nguyên Mỗi vùng lại có những đặc điểm sinh thái khác nhau và các đặc điểm sinh thái này luôn luôn thay đổi nhất là trong những năm gần đây Vì vậy, cần phải tìm hiểu kỹ lưỡng các đặc điểm sinh thái của từng vùng, để lựa chọn những giống ngô thích hợp.

Qua theo dõi diễn biến tình hình thời tiết khí hậu vụ Thu Đông năm 2007và vụ Xuân 2008 tại Thái Nguyên chúng tôi thu được bảng 3.1 sau:

3.1.1 Nhiệt độ

Ngô là cây ưa nóng, nhuầcu về nhiệt của ngô cao hơn nhiều cây trồng khác Từ lúc cây nảy mầm đến lúc ngô chín cần tổng tích ôn từ 1700 - 3700oC tuỳ theo giống và thời gian sinh trưởng Theo các chuyên gia Trung tâmảiC lương giống ngô và lúa mỳ thế giới (CIMMYT): ngô phát triển tốt trong khoảng

nhiệt độ từ 24oC - 30oC Nhiệt độ tối thấp: <10 oC Nhiệt độ cao không hạn chế sinh trưởng nhưng ảnh hưởng đến năng suất.

Bảng 3.1 Diễn biến thời tiết khí hậu vụ Thu Đông 2007 và vụ Xuân 2008tại Thái Nguyên

NămThángNhiệt độ(0C)Ẩm độ (%)Lượng mưa (mm)

Nguồn: Trạm khí tượng thủy văn Thái Nguyên, 2007- 2008 [18]

Ở những vùng ban đêm có nhiệt độ trung bình lớn hơn 20oC, năng suất cây ngô sẽ giảm do ngô hô hấp mạnh Ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau cây ngô yêu cầu nhiệt độ khác nhau Có hai thời kỳ nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến quá trình sống của cây ngô:

+ Thời kỳ nảy mầm: Nếu gặp nhiệt độ thấp thì cây ngô sẽ nảy mầm kém, thời gian nảy mầm kéo dài, khi đó chất lượng cây con sẽ giảm Nếu nhiệt độ thấp hơn 13oC thì phần lớn các giống không nảy mầm Nhiệt độ thấp hơn 15

C thì thời gian nảy mầm kéo dài, tỷ lệ nảy mầm thấp, độ đồng đều của ruộng ngô sau này sẽ kém, chăm sóc khó khăn dẫn đến năng suất thu hoạch thấp Vì vậy hạt ngô nảy mầm tốt nhất khi nhiệt độ dao động trong khoảng từ 25 - 30oC

+ Thời kỳ trỗ cờ, tung phấn, phun râu, thụ tinh: lúc này cây ngô rất mẫn cảm với nhiệt độ Giai đoạn này cây ngô cần nhiệt độ thích hợp trong khoảng từ 20 - 22oC Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 13 oC thì hạt phấn ngô sẽ c hết Nhiệt độ từ

13 - 15oC thì sức sống của hạt phấn giảm, khả năng thụ tinh kém, bắp ngô íthạt Nếu nhiệt độ cao hơn 35oC hạt phấn bị chết không thụ tinh được làm cho bắp thiếu hạt Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp còn gây ảnh hưởng lớn hơn khi kết hợp với ẩm độ không khí thấp trong thời kỳ thụ phấn thụ tinh (Nguyễn Thế Hùng, 2002) [8].

Vụ Thu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008 tại Thái Nguyên có nhiệt độ trung bình ưt ơng đối phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây ngô Giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng, nhiệt độ dao động 28,5 - 26,80C (tháng 8 - 9/2007) và 20,80C (tháng 3/2008) phù ợhp, thuận lợi cho quá trìnhnảy mầm của hạt Giai đoạn trỗ cờ nhiệt độ dao động 25,4 - 19,50C (2007) và24,0 - 28,10C (2008) tương đối thuận lợi cho quá trình trỗ cờ, tung phấn, phun

râu và quá trình phát trểi n của hạt.

3.1.2 Ẩm độ.

Nguyễn Văn Viết và Ngô Sỹ Giai (2001)[24], đã xác định mức độ thuận lợi của ẩm độ không khí và ẩm độ đất đối với cây ngô trong giai đoạn hình thành năng suất là 71 - 85% và 61 - 85% Do đó, khi theo d õi ẩm độ trung bình trong thời gian làm thí nghiệm có thể thấy ở giai đoạn đầu ẩm độ không khí rất thuận lợi cho sự nảy mầm và sinh trưởng của cây với ẩm độ cả hai vụ biến động từ 80 - 87% Giai đoạn bắt đầu trỗ cờ tung phấn phun râu ẩm độ vụ Thu Đông gải m xuống chỉ còn 75% (T11/2007) nhưng không ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành và phát triển của hạt.

3.1.3 Lượng mưa.

Nước là yếu tố môi trường rất quan trọng đối với quá trình sinh trưởng vàphát triển của cây ngô Trong quá trình sinh trưởng phát triển, cây ngô đòi hỏi một

lượng nước khá lớn để quang hợp tạo ra vật chất khô Một cây ngô trong vòng đời cần phải có 200 lít nước để sinh trưởng và tạo năng suất Một ha ngô cần một lượng nước từ 3000 - 4000 m3 tương đương với lượng mưa từ 300 - 400 mm được phân bố đều trong suốt vụ (Nguyễn Thế Hùng, 2002)[8].

Ngô là cây trồng cạn có bộ rễ phát triển nhanh nên có khả năng hút nước khoẻ và nhiều hơn so với các loại cây trồng cạn khác Không những vậy cây ngô còn có khả năng sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả Do đó lượng nước cần thiết để cây ngô tạo ra một đơn vị chất khô rất thấp Để hình thành 1 đơn vị vật chất khô, cây ngô cần 260 đơn vị nước đối với vùng ít nước và 349 đơn vị nước đối với vùng mưa nhiều Lượng nước này ít hơn nhiều so với cây lúa, cây lúa cần 400 - 500 đơn vị nước (Đường Hồng Dật, 2004)[4].

Cây ngô là cây sinh trưởng nhanh mạnh, tạo ra khối lượng chất xanh lớn nên cần nước trong suốt quá trình sinh trưởng Nhu cầu về nước và khả năng chịu hạn của cây ngô qua từng thời kỳ có sự khác biệt nhau.

+ Ở thời kỳ đầu: cây ngô sinh trưởng chậm, tích lũy ít chất xanh nênkhông cần nhiều nước.

+ Ở thời kỳ 7 - 13 lá: cây ngô cần 28 - 35 m3 nước/ha/ngày.

+ Ở thời kỳ xoáy nõn, trỗ cờ, tung phấn, phun râu: cây ngô cần 65 - 70 m3nước/ha/ngày.

Ngô là cây cần nhiều nước nhưng rất nhạy cảm với ẩm độ đất Trong các thời kỳ sinh trưởng, thời kỳ cây con tuy có nhu cầu nước lớn nhưng rất mẫn cảm với ẩm độ đ ất Vào thời kỳ này chỉ cần ng ập nước 1- 2 ngày cây ngô có thể bị chết Do đó phải duy tr ì ẩm độ thích hợp cho cây con sinh trưởng Nguyên nhân cây con dễ bị chết khi bị ngập úng là do đỉnh sinh trưởng của thân còn nằm dưới đất.

Qua theo dõi diễn biến lượng mưa vụ Thu Đông năm 2007 tại Thái Nguyên chúng tôi thấy tháng 9 lượng mưa lớn đạt 273, 3 mm đóảnh hưởng đến sự sinh trưởng phát triển của cây con giai đoạn đầu Thời kỳ trỗ cờ, tung phấn, phun râu

nhu cầu nước của cây ngô lớn nhưng lượng mưa các tháng 10 - 11 - 12 giảm Tháng 11 chỉ đạt 9,9 mm nên đó ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình hình thành phát triển của hạt.

Vụ Xuân 2008 lượng mưa bình quân tháng 2, tháng 3 là 18,4 – 24,6mm đây là giai đoạn ngô mọc mầm đến 5-7 lá, giai đoạn này lượng mưa thấp hơn nhiều so với nhu cầu của cây (60-80mm) nên cây sinh trư ởng và phát triển chậm Đến tháng

4, tháng 5 lư ợng mưa bình quân đạt 129,7 và 120,8 mm rất phù hợp với nhu cầu của cây ngô Tháng 6 lư ợng mưa bình quân là 138,8 mm, khi đó ngô đang bước vào giai đoạn chín sinh lý nên không ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển Vào thời kì tung ph ấn, phun râu ẩm độ không khí trung bình là 80- 87%, r ất thích hợp cho quá trình tung ph ấn, phun râu.

3.2 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦACÁC GIỐNG THÍ NGHIỆM

3.2.1 Các giai đo ạn sinh trưởng và phát triển của các giống ngô trong thínghi ệm

vụ Thu Đông 2007 và vụ Xuân 2008 tại Đại học Nông Lâm, Thái Nguyên.

Theo Sabinin: Sinh trởưng là quá trình tạo mới các yếu tố cấu trú c (các thành phần mới của tế bào, các tế bào mới, các cơ quan mới) thường dẫn đến tăng kích thư ớc của cây Phát triển là quá trình biến đổi về chất trong quá trình tạo mới các yếu tố cấu trúc làm cho nó có thể trải qua chu kỳ sống của mình Đây là hai mặt của quá trình biến đổi phức tạp trong cơ thể có tác dụng thúc đẩy nhau và không tách rời nhau (Nguyễn Đức Lương và cộng sự, 2000)[11].

Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây ngô có hai giai đoạn đó là giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực.

Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng được tính từ khi gieo hạt đến khi câyngô bắt đầu trỗ cờ và được chia làm nhiều thời kỳ:

+ Thời kỳ nảy mầm đến mọc: Rễ mầm sơ sinh là bộ phận đầu tiên xuất hiện, tiếp đến là bao lá mầm, rễ thứ sinh Cuối cùng hạt mọc lên khỏi mặt đất nhờ sự kéo dài nhanh chóng của trụ gian lá mầm.

+ Thời kỳ mọc đến 3 lá: Lá đầu tiên xuất hiện rất nhanh, sau 5 - 7 ngày đã xuất hiện 3 lá thật.

+ Thời kỳ 7 lá đến xoắn ngọn: Thân lá phát triển mạnh, cây có sự tăng trưởng chiều cao nhanh chóng đặc biệt là 15 - 20 ngày trước trỗ.

+ Thời kỳ từ xoắn ngọn đến trỗ cờ: Giai đoạn này được tính khi đầ u của bông cờ nhú ra khỏi lá cuối cùng và kết thúc khi nhánh cuối cùng của bông cờ đã thấy rõ hoàn toàn.

Giai đoạn sinh trưởng sinh thực: Tính từ khi phun râu đến chín sinh lý, trong đó bao gồm quá trình phun râu, thụ tinh, phát triển hạt Giai đoạn tung phấn, thụ tinh kéo dài trong khoảng thời gian 8 - 12 ngày, là giai đạon có ý nghĩa rất lớn quyết định đến năng suất của cây ngô.

Qua theo dõi thời gian sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực của các giống ngô lai trong thí nghiệm vụ Thu Đông 2007 và vụ Xuân 2008 tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên chúng tôi thu được kết quả như sau:

Số liệu bảng 3.2 cho thấy: Các giống ngô lai trong thí nghiệm có thời gian từ gieo đ ến trỗ cờ biến động từ 50 - 56 ngày (v ụ Thu Đông) và 64 - 69 ngày (v ụ Xuân) Vụ Thu Đông có 1 gối ng có thời gian trỗ cờ dài hơn đối chứng là các giống CH - 06-8, giống CN -07-1 là giống trỗ cờ sớm nhất (50 ngày) Các giống còn lại trong thí nghiệm đều có thời gian trỗ cờ tương đương với đối chứng.

Vụ Xuân có 6 giống LS 07-70, CN07-1, LS07-51, KK- 62, H-06-5, CN07-2 tương đương v ới đối chứng Các giống còn lại đều trỗ cờ dài hơn giống đối chứng, đặc biệt là giống BB-5 có thời gian trỗ cờ muộn nhất (69 ngày) muộn h ơn đối chứng 4 ngày.

Trong 2 vụ: Thu Đông 2007 và vụ Xuân 2008, giống CH06 - 8 đều cóthời gian từ khi gieo đến trỗ cờ muộn hơn giống đối chứng.

Bảng 3.2 Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các giống ngô lai vụThu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008 tại ĐHNLTN.

Đơn vị: ngày

Chỉ tiêu

Thời gian từ gieo đến …

Vụ Thu Đông, có 1 giống có thời gian từ gieo đến tung phấn sớm hơn đối chứng là CN-07-1 Hai giống LS -07-51; CH-06-8 có thời gian tung phấn muộn hơn đối chứng Các giống còn lại đều tương đương với đối chứng (54 ngày).

Vụ Xuân, có giống LS-07-51(65 ngày) có thời gian từ gieo đến tung phấn sớm hơn so với đối chứng 2 ngày 4 giống có thời gian tung phấn dài hơn đối chứng là TX 2003, LS-07-12, CH-06-8, BB-5 Các giống còn lại có thời gian tung phấn tương đương với đối chứng Giống CH-06-8 có thời gian từ gieo đến tung phấn dài hơn đối chứng ở cả hai vụ.

Thời gian từ gieo đến phun râu của các giống ngô trong thí nghiệm biến động từ 53 - 59 ngày (vụ Thu Đông) và 66 - 70 ngày (vụ Xuân).

Vụ Thu Đông 2007, có hai giống CN-07-1; TX2003 có tờhi gian từ gieo đến phun râu sớm nhất (53 ngày ) sớm hơn đối chứng 2 ngày Hai giống CH-06-8 (59 ngày) và giống SB -07-70 (57 ngày) có tờhigian phun râu mộun hơn đối chứng 2-4 ngày Các giống còn lại có thời gian tung phấn tương đương với đối chứng (55 ngày) ở mức tin cậy 95%.

Vụ Xuân 2008, hai giống LS-07-51 và H-06-5 có thời gian từ gieo đến phun râu ngắn nhất (66 ngày), ngắn hơn đối chứng 2 ngày Giống CH06 - 8 và BB-5 có thời gian đến phun râu muộn hơn so với giống đối chứng là 2 ngày Các giống còn lại có thời gian phun râu tương đương với đối chứng (68 ngày) ở mức tin cậy 95%.

Giống CH-06-8 có thời gian từ gieo đến phun râu muộn trong cả hai vụ,muộn hơn đối chứng từ 2- 4 ngày.

Thời gian từ tung phấn đến phun râu của các giống ngô trong thí nghiệm biến động từ 0 - 2 ngày, một số giống có thời gian tung phấn trùng với thời gian phun râu ở cả hai vụ nh ư: TX-2003; LS-07-12; KK-62 Vụ Xuân khoảng cách giữa thời gian tung phấn đến phun râu của các giống từ 0-1 ngày, ngắn h ơn vụ

Thu Đông (0-2 ngày).Vụ Thu Đông có một số giống có thời gian phun râu trước

tung phấn là 1 ngày như H-07-2 và BB-5 Giống LVN 99(đ/c) xảy ra ở cả hai vụ.

Nhìn chung, các giống ngô lai trong thí nghiệm đều đáp ứng đủ các mục tiêu của các nhà chọn giống Quá trình phun râu của hoa cái xảy ra trước tung phấn không ảnh hưởng đến quá trình thụ tinh vì hoa cái có sức sống dài hơn so với hạt phấn Hạt phấn của hoa đực sau khi rời khỏi bao phấn sẽ mất sức nảy mầm nhanh chóng và nếu gặp nhiệt độ cao trên 35oC và ẩm độ không khí thấp thì hạt phấn sẽ chết Nếu kh ông th ực h iện đ ược sự thụ tinh với hoa cái sẽ d ẫn đến hiện tương ngô đuôi chuột Trường hợp này thường xảy ra khi gặp điều kiện bất thuận, khoảng cách tung phấn và phun râu bị kéo dài Nếu phần đuôi chuột càng lớn thì năng suất càng giảm Nhiệt độ tốt nhất cho quá trình thụ phấn thụ tinh ở ngô là 20 - 22oC, ẩm độ không khí đạt 80%.

Qua theo dõi dễin biến thời tiết khí hậu vụ Thu Đông 2007, chúng tôithấy những ngày cuối tháng 10 đầu tháng 11, nhiệt độ không khí quá cao, trời nắng gay gắt và khô hạn nên ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn thụ tinh của các giống thí nghiệm Vụ Xuân 2008, cuối tháng 4 đầu tháng 5 nhiệt độ cao, nắng gắt nhưng do lượng mưa nhiều nên ẩm độ ở mức thích hợp (80 - 87 %), chính vì vậy không làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thụ phấn thụ tinh của các giống trong thí nghiệm.

Thời gian từ gieo đến chín sinh lý của các giống ngô lai trong thí nghiệmvụ Thu Đông dao động từ 111- 114 ngày, vụ Xuân từ 115 - 120

Vụ Thu Đông, gối ng có thời gian sinh tr ưởng ngắn nhất là H-07-2; LS-07-51; KK-62, ngắn hơn so với đối chứng 2 ngày Giống BB-5 thời gian sinh trưởng dài nhất, dài hơn đối chứng 1 ngày Các giống còn lại tương đương và bằng đối chứng (113 ngày).

Vụ Xuân, giống có thời gian sinh trưởng ngắn nhất là H-06-5 (115 ngày), tiếp đến là giống LS-07-51; KK-62 (116 ngày) nắgn h ơn so với đối chứng

từ 3-2 ngày Giống BB-5 có thời gian sinh trưởng dài nhất (120 ngày), dài hơn so với

đối chứng là 2 ngày Các giống còn lại bằng hoặc tương đương với đối chứng(118 ngày) ở mức tin cậy 95%.

Thời gian sinh trưởng của các giống vụ Thu Đông ngắn h ơn 6 ngày so với vụ Xuân Nguyên nhân là do thời tiết vụ Thu Đông 2007 có chế độ nhiệt, ẩm độ, ánh sáng tốt nên các giai đoạn phát dục và thời gian sinh trưởng ngắn hơn so với vụ Xuân.

Tóm lại, các giống tham gia thí nghiệm có thời gian sinh tr ưởng thuộc nhóm chín trung bình Trong đó giống H-06-5 là giống có thời gian sinh tr ưởng ngắn nhất, giống BB-5 có thời gian sinh trưởng dài nhất.

3.2.2 Một số chỉ tiêu hình thái, sinh lý của các g iống ng ô lai tha m g ia thí

nghiệm vụ Thu Đông năm 2007 và vụ Xuân 2008 tại ĐHNLTN

Các chỉ tiêu về hình thái và sinh lý bao gồm chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá/cây, chỉ số diện tích lá Thông qua các chỉ tiêu này chúng ta có thể xác định được hình thái của các giống cũng như trạng thái sinh lý để có thể tác động các biện pháp kỹ th uật phù hợp n hằm tạo điều kiện th uận lợi cho các giống ngô sinh trưởng phát triển.

3.2.2.1 Chiều cao cây (cm).

Chiều cao cây là một chỉ tiêu quan trọng trong quá trình ch ọn tạo g iống ngô, nó liên quan mật thiết đến quá trình sinh trưởng, phát triển và khả năng chống đổ của cây Giống có chiều cao cây thấp có khả năng chống đổ tốt được quan tâm nhiều hơn trong công tác chọn tạo giống mới Chiều cao cây phụ thuộc và rất nhiều yếu tố nh ư: giống, điều kiện khí hậu, kỹ thuật gieo trồng,… Chiều cao cây được tính từ mặt đất đến điểm phân nhánh bông cờ đầu tiên Trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, chiều cao cây tăng dần và tăng mạnh nhất là giai đoạn từ 9 lá đến trỗ cờ và dừng lại sau khi thụ tinh xong.

Qua bảng 3.3 cho thấy chiều cao cây của các giống ngô lai trong thí nghiệmbiến động từ 147,3 - 228,7 cm (v ụ Thu Đông) và 191,4 - 246,4cm (v ụ Xuân)

Trong

đó, giống H-06-1 có chiều cao cây thấp nhất và giống BB-5 chiều cao cây cao nhất ở cả hai vụ so với đối chứng.

Vụ Thu Đông, có 4 gốing: LS -07-51; KK-62; H-06-5; BB-5 có chềi u cao cây đạt 207,8 - 228,7cm, cao hơn đối chứng chắc chắn ở mức tin cậy 95%.

2 giống có chiều cao cây thấp h ơn đối chứng là H-06-1(147,3cm); CN-07-2 (149cm) Các giống còn lại trong thí nghiệm có chiều cao t ương đương với đối chứng (175,2 cm) một cách chắc chắn ở mức tin cậy 95%.

Vụ Xuân, tất cả các giống đều có chiều cao cây tương đương với đốichứng một cách chắc chắn ở mức tin cậy 95%.

3.2.2.2 Chiều cao đóng bắp (cm)

Cùng với chiều cao cây thì chiều cao đóng bắp cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tình hình sinh trưởng, khả năng chống đổ, gẫy, chống chịu sâu bệnh và khả năng cơ giới hoá của các giống ngô Những giống có chiều cao đóng bắp cao thì khả n ăng chống đổ kém Tuy nhiên, nhưng giống có chiều cao đóng bắp thấp thì khả n ăng cơ giới hoá thấp, ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn, dễ bị sâu bệnh phá hoại Chiều cao đóng bắp phụ thuộc vào đặc tính của giống và điều kiện canh tác, những giống có thời gian sinh trưởng ngắn thì có chiều cao đóng bắp thấp h ơn so với giống ngô có thời gian sinh trưởng dài Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy chiều cao đóng bắp của giống có thời gian sinh tr ưởng dài thường bằng khoảng 45-60% chềi u cao cây, những giống ngô có thời gian sinh tr ưởng ngắn thì chiều cao đóng bắp bằng khoảng 35-38% chiều cao cây Nhìn chung, chiều cao đóng bắp tối ưu là bằng 1/2 chiều cao cây.

Qua bảng 3.3 cho thấy chiều cao đóng bắp của các giống ngô lai trong thínghiệm biến động từ 68,8 - 141,6 cm (v ụ Thu Đông) và 83,5- 118,6 cm (v ụ Xuân).

Vụ Thu Đông, giống LS07 - 51 có chiều cao đóng bắp đạt cao nhất 141,6 cm và giống H06 - 5 có chiều cao đóng bắp đạt 118 cm, cao hơn giống đối

chứng