Một số kết quả nghiên cứu vê cây ngô ở viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam

MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CÂY NGÔ<br /> Ở VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP MIỀN NAM<br /> Trần Kim Định, Nguyễn Hữu Để, Phạm Văn Ngọc, Bùi Xuân Mạnh<br /> Tóm tắt<br /> Trong khoảng thời gian 40 năm sau ngày thống nhất đất nước, Viện Khoa học Kỹ<br /> thuật Nông nghiệp Miền Nam (IAS) với nhiệm vụ nghiên cứu phục vụ sản xuất nông<br /> nghiệp ở các tỉnh phía Nam đã có một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng cho cây<br /> ngô. Giai đoạn từ 1975 đến 1990 các nghiên cứu tập trung vào cải thiện các giống<br /> ngô thụ phấn tự do với các giống ngô Thái sớm, Đà Lạt 11, HL24, HL31. Giai đoạn<br /> 1990 đến 2000 chủ yếu là các nghiên cứu chọn tạo các giống lai không qui ước,<br /> trong đó giống LS8, BL8 đã có đóng góp vào sản xuất ở những năm đó. Từ năm<br /> 2000 đến nay, các nghiên cứu về giống, kỹ thuật tập trung hoàn toàn vào các giống<br /> lai qui ước. Các giống ngô lai đơn V98-1, V98-2, V118, VN25-99 và MN-1 đã được<br /> công nhận và tham gia vào sản xuất với kết quả khả quan. Công nghệ sinh học cũng<br /> đã và đang được áp dụng triển khai trong công tác nghiên cứu chọn tạo giống lai,<br /> trong đó giống lai đơn chịu hạn MN-1 là kết quả bước đầu của việc ứng dụng kỹ<br /> thuật này. Các nghiên cứu về chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa ở Tây Nguyên<br /> đã khẳng định cây ngô lai rất có ưu thế trên đất lúa mùa khô ở các tỉnh này. Hiện<br /> nay Viện đang tập trung vào các nghiên cứu về giống và gói kỹ thuật phục vụ chuyển<br /> đổi đất lúa kém hiệu quả sang thâm canh ngô ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long.<br /> <br /> 1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC<br /> 1.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới<br /> Xu hướng phát triển cây ngô trên thế giới có những thay đổi đáng chú ý, năm 2001,<br /> diện tích là 140,20 triệu ha, năng suất trung bình 4,3 tấn / ha và tổng sản lượng 600 triệu<br /> tấn; Năm 2010, tương ứng đạt 155,93 triệu ha, 5,35 tấn/ ha, và 835 triệu tấn, trong đó các<br /> nước đang phát triển đóng góp vào 383,6 triệu tấn (45,9%) (FAOSTAT, 2012). , trong<br /> khi diện tích ngô của khu vực này chiếm khoảng 73% / tổng diện tích ngô thế giới<br /> (Prasanna, 2011), các nước phát triển đạt 415,40 triệu tấn (54,1%). USDA (2011) ước<br /> tính rằng trên thế giới sản xuất ngô niên vụ 2011/2012 đạt 876 triệu tấn, tăng 3,8 % so<br /> với năm 2010. Theo USDA (2/2014), niên vụ 2013/2014 sản lượng ngô đạt 1.065,22 triệu<br /> tấn, tăng lên 89,18 triệu tấn so với 2011/2012, tăng 114,69 triệu tấn so với 2012/2013. Và<br /> ngô nhập khẩu 2013/2014 tăng lên 3,2 triệu tấn cho Liên minh châu Âu (EU), Ai Cập,<br /> Hàn Quốc, Mexico và Việt Nam, nhưng xuất khẩu tăng lên ở Nga, thấp nhất 1,0 triệu tấn<br /> ở Argentina, 0,5 triệu tấn cho Liên minh châu Âu và Ấn Độ (Veldboom và Lee, 1996).<br /> Như vậy, diện tích trồng ngô của thế giới có xu hướng giảm, nhưng sản lượng lại có xu<br /> hướng tăng. Tốc độ tăng trưởng của sản xuất ngô hàng năm trung bình trên thế giới trong<br /> giai đoạn 2000 - 2008 là: 2,2% diện tích, 2,3% về sản lượng và 4,9% về năng suất<br /> (Monsanto, 2007) (Hình 1). Dự báo từ năm 2011 đến năm 2050, nhu cầu về ngô ở các<br /> nước đang phát triển sẽ tăng gấp đôi, và đến năm 2025 ngô sẽ trở thành cây trồng có nhu<br /> cầu sản xuất lớn nhất trên toàn cầu và ở các nước đang phát triển (CIMMYT, 2011).<br /> <br /> Sản lượng ngô toàn cầu (triệu tấn)<br /> <br /> Hình 1. Sản lượng ngô toàn cầu và dự đoán nhu cầu đến năm 2030 (Mosanto, 2007)<br /> <br /> Trong số tất cả các quốc gia trồng ngô, Hoa Kỳ (Mỹ) luôn chiếm vị trí đầu về diện<br /> tích và sản lượng ngô, là một trong những quốc gia có năng suất ngô cao (> 9,6 tấn/ ha),<br /> gần như gấp đôi so với trung bình thế giới (5,2 tấn / ha) (FAOSTAT, 2012). Niên vụ<br /> 2013/2014 ước tính đạt 353,71 triệu tấn, tăng 39,77 triệu tấn so với niên vụ 2011/12, và<br /> 79,89 triệu tấn so với niên vụ 2012/2013 (USDA, 2014). Tiếp theo là Brazil với sản<br /> lượng ngô 70 triệu tấn và Ấn Độ trong năm 2014 chạm kỷ lục 25 triệu tấn (USDA, 2014).<br /> Ở châu Á, diện tích trồng ngô của Trung Quốc lớn thứ hai trên thế giới và năng<br /> suất ngô trung bình cao hơn trung bình của toàn cầu. Trong năm 2013, sản lượng ngô của<br /> Trung Quốc ước tính là khoảng 211 triệu tấn, tăng 3 triệu tấn so với năm 2012 với diện<br /> tích 35,1 triệu ha, tăng 1,51 triệu ha so với bình quân năm 2012 (Beijing Shennong.,<br /> 2014). Trong niên vụ 2013/2014 sản lượng ngô ở Trung Quốc dự kiến 217,1 triệu tấn. Ở<br /> Ấn Độ, hàng năm, 25% sản lượng ngô được sử dụng làm thực phẩm, 61% cho chăn nuôi<br /> và 13% để sản xuất công nghiệp xăng và 1% phục vụ các ngành công nghiệp chế biến<br /> khác (DMR, 2012). Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA, 2012) đánh giá, trong niên vụ 20102011, diện tích trồng ngô Ấn Độ vươn lên đứng thứ 4 (8,6 triệu ha) và thứ 7 về sản lượng<br /> ngô (20,5 triệu tấn), tuy nhiên, năng suất bình quân đạt 2,4 tấn / ha (Hình 2) thấp hơn so<br /> với năng suất trung bình của thế giới (5,14 tấn / ha). Nhu cầu ngô ở Ấn Độ dự báo sẽ cần<br /> 30 triệu tấn vào năm 2020, 40 triệu tấn vào năm 2030 (Sai Kumar, 2012).<br /> <br /> Hình 2. Sản xuất ngô của Ấn Độ từ 1990-2013 (The India Maize Summit, 2013).<br /> <br /> Gần 90 % sự gia tăng hàng năm về sản xuất ngô sẽ diễn ra ở các nước đang phát<br /> triển. Đây là mức tăng đặc biệt mạnh mẽ phục vụ chăn nuôi, từ 55 % trong thời kỳ<br /> <br /> 2005/07 đến 68 %/năm 2050, trong khi đó ngô cũng sẽ là cây lương thực quan trọng ở<br /> vùng Phụ cận Sahara (subSaharan) châu Phi và Mỹ Latin, vùng có nhiều nước vẫn còn có<br /> chỗ cho khu vực mở rộng.<br /> Dự kiến năm 2050, sản lượng ngô sẽ đạt 1.178 triệu tấn (Hình 3), diện tích thu<br /> hoạch 194 triệu ha (với mức tăng trưởng hàng năm khu vực có mưa là 0,65% / năm, có<br /> tưới 0,2% /năm) và năng suất 6,1 tấn/ha (khu vực có mưa là 5,65 tấn/ha, khu vực có tưới<br /> 7,43 tấn/ha) (FAOSTAT, 2012). Nhu cầu toàn cầu tăng mạnh, dự kiến sẽ duy trì ở mức<br /> tương đối cao, sản lượng hàng năm đã tăng trung bình 1,4% mỗi năm, khu vực tăng trung<br /> bình 0,4% mỗi năm, và sản lượng được dự báo sẽ tăng lên 1.016 triệu tấn vào năm<br /> 2018/19, so với 948 triệu tấn so với niên vụ 2013/2014 (Bảng 1), và tiêu thụ đa dạng hóa,<br /> khoảng 48% đối với thức ăn chăn nuôi (Hình 4) (IGC, 2013).<br /> <br /> Hình 3. Dự báo sản xuất ngô thế giới đến 2050 (IGC, 2014)<br /> Bảng 1. Cung cầu trung hạn và tóm tắt nhu cầu ngô của thế giới<br /> Thay đổi năng suất/năm<br /> Bình quân<br /> Trước<br /> Chỉ tiêu / năm<br /> <br /> Bình quân<br /> 5 năm<br /> <br /> Năng suất (tấn/ha)<br /> Diện tích (triệu/ha)<br /> Sản lượng (triệu tấn)<br /> Tiêu thụ (triệu tấn)<br /> <br /> Nguồn: IGC (2013)<br /> <br /> 1.2 Tình hình sản xuất ngô trong nước<br /> Sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1990 đến nay có những bước nhảy vượt bậc về diện<br /> tích năng suất và tổng sản lượng, nhờ việc không ngừng mở rộng giống ngô lai ra sản<br /> xuất, đồng thời cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi của giống mới. Năm<br /> 1991, diện tích trồng giống lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha ngô, năm 2007 giống<br /> lai đã chiếm khoảng 90% trong tổng số > 1 triệu ha. Năng suất ngô của Việt Nam tăng<br /> nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua. Năm<br /> 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới (11/32 tạ/ha); năm<br /> 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2000 bằng 60% (25/42 tạ/ha); năm 2005 bằng 73%<br /> (36/49 tạ/ha) và năm 2007 đạt 81,0% (39,6/49 tạ/ha), 2009 đạt 78,46% (40,8/52,0 tạ/ha).<br /> <br /> Sản xuất ngô trong năm 2010 đạt 1.112.000 ha với năng suất bình quân 46,06<br /> tạ/ha và tổng sản lượng 4,620 triệu tấn (Hội nghị phi sinh học về Chọn tạo ngô chống<br /> chịu để tăng thu nhập và an ninh lương thực của người nghèo ở Nam và Đông Nam Á),<br /> trong năm 2012 sản lượng ngô đạt 4,97 triệu tấn (FAOSTAT, 2012), và trong năm 2013<br /> ước tính sẽ đạt tới 5,2 triệu tấn (Ministry of Industry and Trade of Vietnam, 2013)(Hình<br /> 4). Hiện nay, sản lượng ngô của Việt Nam đạt 62% so với mục tiêu vào năm 2015 và gần<br /> 50% so với mục tiêu vào năm 2020, nghĩa là sản xuất không đủ nhu cầu (NMRI, 2009).<br /> Tình trạng cung không đủ cầu ngô ở Việt Nam còn kéo dài. Theo Bộ Nông nghiệp<br /> và Phát triển Nông thôn Việt Nam và Hiệp hội chăn nuôi Việt Nam năm 2013, nước ta<br /> phải nhập khẩu 2,19 triệu tấn ngô từ Ấn Độ, Brazil, Argentina, Campuchia, Lào và Thái<br /> Lan, tăng 35,6% về lượng và 34,9% về giá trị so với cùng kỳ năm 2012 (IAS, 2013). Ngô<br /> tiếp tục đóng một vai trò ngày càng quan trọng, góp phần chuyển đổi nhanh chóng về cơ<br /> cấu kinh tế theo hướng sản xuất hàng hoá nông nghiệp, phát triển an toàn, bền vững và đa<br /> dạng. Vì vậy, đây là những thách thức lớn, đòi hỏi phải không ngừng nâng cao năng suất,<br /> chất lượng giống, quy trình canh tác, ứng dụng cơ giới hóa, tưới tiêu để nâng tổng sản<br /> lượng ngô sản xuất tại Việt Nam.<br /> <br /> Hình 4. Sản xuất ngô ở Việt Nam từ 1975-2013 ( Tổng cục thống kê, 2015)<br /> <br /> Sản xuất ngô ở các tỉnh phía Nam<br /> Với hơn một triệu hecta diện tích trồng ngô trên 7 địa bàn sinh thái của cả nước thì<br /> các tỉnh miền Nam chiếm khoảng 48% diện tích trên 4 vùng sinh thái và 55% tổng sản<br /> lượng hàng năm. Giữa 4 vùng sinh thái thuộc các tỉnh phía nam (Duyên Hải Trung Bộ,<br /> Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long) có sự khác biệt rất lớn về<br /> điều kiện sinh thái, đất đai và kinh tế xã hội. Ngô ở các tỉnh phía Nam chủ yếu được sản<br /> xuất theo hướng hàng hóa và có tầm quan trọng đối với ngành chăn nuôi. Tuy vậy, đầu tư<br /> cho nghiên cứu về cây ngô ở các tỉnh phía Nam rất hạn chế cả về nhân lực và tài lực.<br /> Hiện trạng về sản xuất ngô ở các tỉnh phía Nam có diễn tiến gần giống như tình hình<br /> chung của cả nước, đã có những thay đổi khá sâu sắc từ những năm sau 1990. Năng suất<br /> và sản lượng ngô kể từ sau năm 1990 đã tăng rất nhanh nhờ ứng dụng các giống lai năng<br /> suất cao vào sản xuất. Các giống lai nhập nội cùng với giống lai của một số cơ quan trong<br /> nước, đứng đầu là Viện Nghiên cứu ngô, đã làm thay đổi sâu sắc diện mạo ngành trồng<br /> <br /> ngô, tạo bước tiến lớn về năng suất ngô của cả nước cũng như các tỉnh phía Nam. Tuy<br /> nhiên, so với nhiều nước khác tên thế giới, năng suất ngô ở các tỉnh phía Nam vẫn chỉ ở<br /> mức rất khiêm tốn. Với sự phát triển nhanh của ngành chăn nuôi, nhu cầu ngô hạt của<br /> ngành này tăng nhanh hơn mức phát triển về sản lượng ngô ở nước ta. Vì vậy, hiện nay<br /> ngành chề biến thức ăn gia súc vẫn phải nhập khoảng 4 triệu tấn ngô hạt để bù đắp cho<br /> thiếu hụt này. Vấn đề là phải khai thác được các tiềm năng này để tăng sản lượng nhằm<br /> trước mắt giảm nhập khẩu ngô hạt. Công tác nghiên cứu trong 40 năm qua của IAS chủ<br /> yếu hỗ trợ cho việc phát huy tiềm năng cây ngô đã và đang được tập trung với các nghiên<br /> cứu theo hai hướng chủ đạo: nông học và chọn tạo giống.<br /> 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT<br /> NÔNG NGHIỆP MIỀN NAM<br /> 2.1. Các nghiên cứu chọn tạo giống thụ phấn tự do và giống lai không qui ước<br /> Các giống cải thiện và lai không qui ước có vai trò quan trọng trong giai đoạn sản<br /> xuất còn chưa phát triển. Sau năm 1975 các giống ngô được IAS phát triển bằng phương<br /> pháp cải tiến quần thể gồm có Thái sớm, Đà Lạt 11, HL24, HL36. Các giống này cùng<br /> với giống TSB1 (gốc là Suwan1) đã có vai trò quan trọng trong sản xuất ngô ở các tỉnh<br /> phía Nam. Trong khoảng thời gian rất ngắn, từ năm 2000 đến 2005 hai giống lai không<br /> qui ước LS8, BL8 đã được ứng dụng rất nhanh trong sản xuất và phải nhường chỗ cho<br /> giống ngô lai đơn kể từ năm 2007. Các giống cải thiện và lai không qui ước có tiềm năng<br /> năng suất hạn chế nhưng dễ trồng, giá hạt giống rất thấp là lựa chọn thích hợp cho giai<br /> đoạn phát triển của những năm đầu sau 1975, tương tự với các nước khác trong khu vực.<br /> 2.2. Nghiên cứu chọn tạo giống lai qui ước<br /> Khoảng thời gian từ 2000 đến nay Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền<br /> Nam tập trung nhiều hơn vào việc chọn tạo các giống lai đơn với mục đích đưa ra sản<br /> xuất ở các tỉnh phía Nam. Các lai đơn V98-1, V98-2, V112, V118 và VN25-99 của Viện<br /> Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam. Tiềm năng năng suất của những giống này<br /> nhìn chung tương đương với các giống CP888, C919, G49, NK72, NK66 của các công ty<br /> CP, Monsanto và Syngenta. Tuy nhiên, mức tham gia sản xuất thực tế của các giống này<br /> rất khiêm tốn trên thị trường hạt giống ở phía Nam. Đặc biệt thời gian gần đây, các giống<br /> ngô lai mới của các công ty lớn đa quốc gia được giới thiệu liên tục vào sản xuất với hình<br /> thức bán hàng, quảng bá rất chuyên nghiệp. Thị phần các giống ngô lai do các cơ quan<br /> trong nước chọn tạo và cung cấp càng thu hẹp với tốc độ nhanh hơn. Như vậy, để có thể<br /> tự mình đóng góp tốt hơn cho sản xuất, các đơn vị nghiên cứu và cung cấp giống trong<br /> nước cần phải thay đổi, hợp tác hoặc phân công phù hợp hơn mới có thể cạnh tranh với<br /> giống nhập nội.<br /> 2.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong công tác chọn tạo giống ngô chịu hạn<br /> Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học để phát triển giống ngô đang là phong<br /> trào mạnh trên thế giới nhưng rất ít được ứng dụng ở các đơn vị phía Nam. IAS đã thực<br /> hiện một đề tài mới từ 2009-2011và bước đầu có kết quả rất khích lệ. Bắt đầu với 62<br /> dòng thuần được phân lập chủ yếu từ các nguồn gen chịu hạn ở mức độ khác nhau, nội<br /> <br />