Ảnh hưởng của gây hạn nhân tạo tới một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh ở ngô ( zae mays l ) giai đoạn nảy mầm và cây non

thân, rễ), hóa sinh (hàm lượng glycine betain, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein). - Khuyến khích người dân sử dụng giống ngô có khả năng chịu hạn tốt hơn. 3 NỘI DUNG CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cây ngô 1.1.1. Nguồn gốc phân loại của cây ngô Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Maydeae, họ Hòa thảo Gramineae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ. Ngô có bộ nhiễm sắc thể (2n=20). Có nhiều cách để người ta phân loại ngô, một trong các cách đó là dựa vào cấu trúc nội nhũ của hạt và hình thái bên ngoài của hạt. Ngô được phân thành các loài phụ: ngô đá rắn, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa răng ngựa. Từ các loài phụ dựa vào màu hạt và màu lõi ngô được phân chia thành các thứ. Ngoài ra, ngô còn được phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng và thương phẩm [8]. Có rất nhiều giả thuyết về nguồn gốc của ngô tại châu Mỹ như ngô là sản phẩm thuần dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp. Parviglumis) một năm ở Trung Mỹ, có nguồn gốc từ khu vực thung lũng sông Balsas ở miền nam Mexico. Cũng có giả thuyết khác cho rằng ngô sinh ra từ quá trình lai ghép giữa ngô đã thuần hóa nhỏ (dạng thay đổi không đáng kể của ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes. Song điều quan trọng nhất nó đã hình thành vô số loài phụ, các thứ và nguồn dị hợp thể của cây ngô, các dạng cây và biến dạng của chúng đã tạo cho nhân loại một loài ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì và lúa nước [8]. 1.1.2. Đặc điểm nông sinh học của cây ngô Cơ quan sinh dưỡng của ngô gồm rễ, thân, và lá làm nhiệm vụ duy trì đời sống cá thể. Hạt được coi là cơ quan khởi đầu của cây. Sau khi gieo hạt, ngô phát triển thành mầm. Cây mầm chủ yếu sử dụng nguồn dinh dưỡng chứa trong nội nhũ hạt. Bộ phận phía trên hạt phát triển lên 4 mặt đất gồm 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 lá mầm là thân lá mầm. Trên trục của cây mầm, một đầu 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 nước và các chất dinh dưỡng. Rễ chân kiềng mọc xung quanh các đốt phần thân sát gốc trên mặt đất, rễ này giúp cây chống đổ, đồng thời cũng tham gia vào hút nước và thức ăn cho cây. Số lượng rễ, số lông rễ và chiều dài rễ khác nhau ở mỗi giống. Thân ngô thường phát triển mạnh, thẳng cứng dạng bền chắc. Thân chia làm nhiều gióng, các gióng nằm giữa các đốt, các gióng dài và to dần từ dưới 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 trưởng 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, nhưng chỉ 1 – 3 mầm nách trên cùng phát triển thành bắp. Tùy thuộc vào giống, điều kiện sinh thái, chăm bón, mật độ, mùa vụ… mà tỉ lệ cây 2 – 3 bắp, số hạt trên bắp, vị trí đóng bắp, thời gian phun râu, trỗ cờ… có khác nhau. Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phận chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi và nội nhũ. Phía dưới hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô. Vỏ hạt bao bọc xung quanh, màu sắc vỏ hạt tùy thuộc vào từng giống, nằm sau lớp vỏ hạt là lớp alơron bao bọc lấy nội nhũ và phôi. Nội nhũ là thành phần chính 70 – 80% trọng lượng hạt, thành phần chủ yếu là tinh bột, ngoài ra còn có protein, lipit, vitamin, khoáng và enzyme để nuôi phôi phát triển. Phôi ngô lớn (chiếm 8 – 15%) nên cần chú trọng bảo quản [8]. 5 Mỗi giai đoạn sinh trưởng, cây ngô yêu cầu về điều kiện sinh thái khác nhau. Trong điều kiện đảm bảo về độ ẩm, ôxy và nhiệt độ thích hợp cho hạt nảy mầm từ 8 – 120C, nhiệt độ tối đa cho hạt nảy mầm từ 40 – 450C, nhiệt độ tối thích từ 25 – 280C. Ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau thì sự hút chất dinh dưỡng cũng như yêu cầu về dinh dưỡng của ngô cũng khác nhau. Ở thời kì đầu cây ngô hút chất dinh dưỡng chậm, thời kỳ từ 7 – 8 lá đến sau trỗ 15 ngày toàn bộ các bộ phận trên mặt đất cũng như các bộ phận dưới mặt đất của cây ngô tăng trưởng nhanh, các cơ quan sinh trưởng phát triển mạnh, lượng tinh bột và chất khô tăng nhanh. Đây là giai đoạn cây ngô hấp thu chất dinh dưỡng tối đa (bằng 70 – 90% chất dinh dưỡng cả vòng đời cây hút). Ở thời kỳ này nếu cây thiếu nước và chất dinh dưỡng sẽ làm giảm năng suất từ 10 – 20%. Trong các yếu tố dinh thì đạm là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng bậc nhất của cây ngô [2]. 1.1.3. Vai trò cây ngô trong nền kinh tế Ngô là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 dân số trên toàn thế giới, tất cả các nước trồng ngô nói chung đều ăn ngô ở mức độ khác nhau. Toàn thế giới sử dụng 21% sản lượng ngô làm lương thực cho người. Các nước ở Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi sử dụng 85% sản lượng ngô làm lương thực cho người. Các nước ở Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi sử dụng ngô làm lương thực chính. Các nước Đông Nam Phi sử dụng 85%, Tây Trung Phi 80%, Bắc Phi 42%, Tây Á 27%, Nam Á 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương 39%, Đông Á 30%, Trung Mỹ và các vùng Caribe 61%... sản lượng ngô làm lương thực cho người. Ngô là thức ăn gia súc quan trọng nhất hiện nay. Hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ ngô, điều đó phổ biến trên toàn thế giới. Ngô còn là nguyên liệu chính cho các nhà máy thức ăn gia súc tổng hợp, là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất rượu, tinh bột, bánh kẹo… 6 Ngô cũng là hàng hóa xuất khẩu. Hàng năm lượng ngô xuất khẩu khoảng 70 triệu tấn. Đó là nguồn lợi lớn của các nước xuất khẩu: Mỹ, Pháp, Argentina, Trung Quốc, Thái Lan. Các nước nhập chính là Nhật Bản, Hàn Quốc, Liên Xô cũ, Châu Phi, Mexico… [9]. 1.1.4. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam a. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây có địa bàn phân bố vào loại rộng nhất trên thế giới, trải rộng hơn 90 vĩ tuyến: từ 400N lên gần đến 550B, từ độ cao 1 – 2m đến 400m so với mực nước biển [8]. Do đó ngô được trồng ở hầu hết các nơi trên thế giới như Châu Mỹ, Châu Âu, Châu Úc, Châu Phi. Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới (IPRI, 2003), vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô thế giới là 852 triệu tấn, trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làm nguyên liệu công nghiệp. Ở các nước phát triển chỉ dùng 5% ngô làm lương thực nhưng ở các nước đang phát triển sử dụng 22% ngô làm lương thực (IPRI, 2003). Như vậy trên thế giới trong những năm qua về năng suất ngô đã tăng nhanh ở một số nước phát triển và các nước đang phát triển. Hiện nay, thị trường ngô trên thế giới được đánh giá là một thị trường tương đối khả quan. Chính vì vậy mà sản xuất ngô trên toàn cầu sẽ tăng trưởng mạnh trong những năm tới (theo USDA 1/2003). b. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa, là cây trồng chính để phát triển ngành chăn nuôi. Năng suất ngô ở nước ta trước đây rất thấp so với năng suất ngô thế giới, do sử dụng giống ngô địa phương và áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế. Phải tới năm 1991 cây ngô lai mới bắt đầu được đưa vào trồng ở nước ta, tỷ lệ trồng giống lai từ 7 0,1% năm 1990, năm 2006 đã tăng lên 80% và đưa Việt Nam trở thành nước sử dụng giống lai nhiều và có năng suất cao của khu vực Đông Nam Á [4]. Bảng 1: Tình hình sản xuất ngô từ năm 2004 đến năm 2006 Năm Diện tích Năng suất Sản lƣợng (1000 ha) (Tạ/ha) (1000 tấn) 2004 991,10 34,6171 3430,9 2005 1052,60 35,6859 3576,3 2006 1031,60 37,024 3819,4 Ở nước ta, ngô được trồng ở hầu hết các địa phương có đất cao dễ thoát hơi nước. Những vùng trồng ngô lớn là Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía Bắc, Trung du đồng bằng Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung. Năng suất ngô những năm gần đây tăng chưa cao do kĩ thuật canh tác, chất dinh dưỡng, nước,…. Vì vậy việc sưu tầm, nghiên cứu đánh giá về khả năng chịu hạn của các giống ngô là hết sức cần thiết. 1.2. Hạn và tác động của hạn đến thực vật Hạn là khái niệm dùng để chỉ sự thiếu nước của thực vật do môi trường gây nên làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật. Hạn cũng có thể được định nghĩa là sự thiếu lượng nước do mưa hoặc tưới nước trong một thời gian dài tạo sự can kiệt độ ẩm trong đất và gây nên tổn thương cho thực vật. Khả năng thực vật có thể giảm thiểu mức tổn thương do thiếu hụt nước gây ra gọi là tính chịu hạn. Những cây trồng có khả năng duy trì sự phát triển trong điều kiện khô hạn gọi là khả năng chịu hạn. Hạn là một trong những nguyên nhân chính gây mất mùa vụ trên diện tích rộng, làm giảm 50% năng suất trung bình và có thể là hơn [26]. Hạn là phức hệ các điều kiện khí tượng bất lợi gây ra sự thiếu nước, mất nước ở thực vât, bao gồm: hạn trong đất và hạn trong không khí. Hạn trong đất có thể do nhiệt độ thấp hoặc nồng độ dịch đất cao. Hạn trong không khí có thể do độ ẩm quá 8