Chương 2. SINH HỌC CÂY NGÔ

Chương 2
SINH HỌC CÂY NGÔ

2.1    Đặc điểm thực vật học cây ngô (rễ, thân, lá, bông, hoa, hạt  => PDF
2.2    Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây ngô 
2.3    Đặc điểm sinh lý của ruộng ngô năng suất cao
2.4    Nghiên cứu sinh lý cây ngô  =>PDF
2.5    Nghiên cứu di truyền cây ngô =>PDF

 

2.1.Đặc điểm thực vật học cây ngô (rễ, thân, lá, hoa, hạt)

(TS Kiều Thị Ngọc, 2009)

2.1.1. Rễ ngô

Rễ là cơ quan hút nước và hút dinh dưỡng trong đất phục vụ cho quá trình sống của cây, giúp cho cây bám chặt vào đất và đứng vững hơn. Bộ rễ cây ngô phát triển mạnh thuận lợi cho quá trình hút nước và dinh dưỡng, tăng khả năng chống đổ cho cây. Căn cứ vào vị trí xuất hiện, thời kỳ phát sinh và chức năng của rễ, có thể phân hệ thống rễ ngô thành các loại sau:

Rễ mầm (rễ tạm thời): Khi hạt ngô nảy mầm, từ phôi mọc ra một rễ mầm chính. Sau khi xuất hiện 10 - 12 giờ, trên rễ mầm chính mọc thêm 2 - 5 rễ mầm phụ. Chức năng chính của rề mầm là hút nước cung cấp cho quá trình nẩy mầm (dinh dưỡng ở giai đoạn từ nẩy mầm đến ba lá sử dụng chất dinh dưỡng dự trữ có sẵn trong nội nhũ). Rễ mầm chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn (15- 20 ngày sau khi mọc) đến lúc cây ngô có 4 - 5 lá thì teo đi. Tuy là rễ tạm thời nhưng rễ mầm đóng vai trò quan trọng, nếu rễ mầm vì một lý do nào đó bị chết sớm sẽ gây ảnh hưởng xấu đến giai đoạn cây con làm cho cây sinh trưởng kém, thậm chí mầm không mọc được.

Rễ đốt: Lúc ngô bắt đầu có 4 lá từ các đốt thân ở dưới đất mọc ra các tầng rễ đốt thay thế rễ mầm. Nhiệm vụ của rễ đốt là hút nước, hút dinh dưỡng phục vụ cho cây từ lúc 4 lá đến khi cây già chết. Đồng thời giúp cho ngô đứng vững. Do đó rễ đốt là loại rễ giữ vai trò quan trọng nhất đối với đời sống của cây ngô (rễ đốt còn có tên gọi khác là rễ phụ).

-        Rễ chân kiềng: Còn gọi là rễ không khí, thường xuất hiện khi ngô đã trưởng thành, và gặp các điều kiện bất lợi như ẩm độ cao, cây bị đổ, ... thì từ các đốt thân ở trên mặt đất xuất hiện rễ chân kiềng. Loại rễ này không có lông hút và không phân nhánh (trừ khi nó đã cắm vào đất). Đầu rễ thường tiết ra các chất nhờn, rễ thường có màu tím tía sau chuyến thành màu xanh lục. Nhiệm vụ của rễ chân kiềng là tạo thế đứng vững cho cây, còn hút nước và hút dinh dưỡng là phụ.

Đặc điểm phát triên của rễ

Rễ ngô thuộc loại rễ chùm, có khả năng ăn sâu và rộng trong đất, song phần lớn bề mặt hoạt động của rễ phân bố ở tầng canh tác chiếm 55,4 - 79,4% so với tổng lượng rễ.

Bộ rễ có kết cấu thành nhiều tầng. Vòng quanh mỗi đốt thân dưới mặt đất các rễ được mọc ra hợp thành một chùm rễ. Khi ngô có 4 lá thì bắt đầu có 1 tầng rề đốt. Sau đó cứ hoàn thành một lá mới thì ngô cũng mọc thêm ra một tầng rễ đốt mới theo thứ tự từ dưới lên trên. Trong thực tế đến lúc cây ngô trưởng thành có 6 - 8 tầng rễ. số tầng rễ đốt nhiều hay ít phụ thuộc vào giống và chế độ canh tác: các giống chín sớm thường có tốc độ phát triển rễ nhanh hơn giống chín muộn, nhimg số tầng rễ lại ít hơn. Với chế độ canh tác và giống tốt như bón phân đầy đủ, vun xới kịp thời, đất tơi xốp, tưới tiêu thích hợp v.v. cây ngô có bộ rễ lớn, có nhiều tầng rễ và số rễ ở mỗi tầng sẽ nhiều.

Thời kỳ sinh trưởng khác nhau, sự phát triến của rễ ngô cùng khác nhau: Thời kỳ cây con tốc độ phát triển chậm, phạm vi hoạt động hẹp (ăn rộng 18 - 20 cm, ăn sâu 10 - 15cm). Sau đó tăng dần và phát triển mạnh nhất từ khi lớn vọt đến khi nhú cờ (có thể ăn rộng tới 220cm và ăn sâu tới 180cm), từ sau trỗ trở đi rễ phát triến giảm dần và ổn định. Do đó trong chăm sóc ngô việc vun xới và bón phân cần phải chú ý đến phạm vi phân bố của rễ, tránh tồn thương đến rễ.

Trên cơ sở hiểu biết về rễ ngô và quá trình phát triển của rễ cần có biện pháp kỹ thuật tác động thích họp đế bộ rễ ngô phát triến thuận lợi như

Chọn đất thích họp để trồng ngô: Đất tơi xốp dễ thoát nước, giàu dinh dưỡng

Thực hiện tốt các biện pháp chăm sóc như: Bón phân, xới xáo, tưới tiêu nước họp lý, tránh làm tổn thương đến rễ.

Chọn giống có bộ rễ phát triển để gieo trồng.

2.1.2 Thân ngô

        Thân ngô là cơ quan thực hiện quá trình trao đổi và vận chuyển các chất dinh dưỡng giữa hai bộ phận lá và rễ, đồng thời mang toàn bộ lá của cây. Thân cao trung bình từ 1,5 - 3 mét. Tiết diện hình bầu dục, đường kính trung bình ở lóng thử ba là 3- 4cm, thân thường có từ 8 - 30 lóng, trung bình là 20 lóng. Quá trình phân lóng ở ngô diễn ra rất sớm và kết thúc khi cây ngô được 5 lá. Do đó chỉ có điều kiện sinh trưởng trong giai đoạn cây con mới ảnh hưởng đến số lóng trôn cây.

        Thân ngô non xốp, có nhiều nước và chứa khoảng 5% đường. Sau khi trỗ, lượng đường trong thân giảm nhanh và được chuyển về dự trữ ở hạt. Các giống ngô thường ít nảy chồi, nhưng có một số giống có thể cho 1- 3 chồi trong điều kiện bình thưòng hoặc khi gặp môi trường thuận lợi như đất tốt, đủ dinh dưỡng, đủ nước và trồng thưa. Các chồi nhánh cũng có thể cho phát hoa đực và cái nhưng trái thường nhỏ và không có hạt. Đây là đặc tính xấu của giống vì nó làm tiêu hao dưỡng chất tích lũy trong thân chính.

        Các giống ngô trồng để lấy thân nuôi gia súc thì thân cây chứa ít xơ, giúp trâu, bò ăn dễ tiêu hóa hơn, nhưng vì thân mềm nên các giống này dẽ bị đổ ngã và sâu bệnh tấn công.

Hình thái của thân ngô:

        Thuộc loại thân thảo, được chia làm nhiều đốt và lóng.

        Đốt trên thân ngô: Trên mỗi đốt của thân đều mang một mầm ngủ, những mầm ngủ nằm ở đốt gốc có khả năng phát triến thảnh chồi (đó là hiện tượng đẻ nhánh ở ngô) có lợi cho việc lấy thân lá xanh làm thức ăn cho gia súc. Những mầm khác ở trên đốt thân đều có khả năng hình thành ngô, song thực tế chỉ có 1- 2 ngô hữu hiệu.

        Lóng trên thân ngô: số lượng lóng ngô thay đổi trung bình từ 8 -14 lóng tùy thuộc vào giống. Độ dài lóng và đường kính lóng thay đổi theo vị trí trên cây. Các lóng càng gần mặt đất càng ngắn và to tạo cho cây đứng vững chắc, chống đồ tốt, các lóng thân mang ngô và mang phần lớn số lá trên cây. Các lóng phía ngọn nhỏ và dài, đặc biệt lóng ngọn dài nhất tạo điều kiện cho bông cờ trỗ thoát, số lóng và chiều dài lóng quyết định chiều cao cây và có tương quan thuận với năng suất (trong điều kiện nhất định). Trường hợp cây cao vóng, lóng dài (khi bị thiếu ánh sáng) thì cho năng suất thấp. Thực tế công tác giống cho thấy chiều cao cây thích hợp từ 150 - 160cm, thân có nhiều lóng, lóng nhặt, mập thì có khả năng cho năng suất cao, ít đổ.

        Chiều cao thân: Chiều cao cuối cùng thường được xác định sau khi ngô trỗ cờ và được tính từ cố rễ đến mút bông cờ, chia làm 3 nhóm: 1/ Nhóm ngô lùn cao 50 -  60cm 2/Nhóm ngô cao trung bình từ 100 - 300cm  3/ Nhóm ngô cao cây trên 300cm.

        Màu sắc thân: Thân ngô có màu xanh hoặc da mận (thân màu đỏ tía có khả năng chịu hạn và chống đổ tốt hon).

Đặc điểm phát triển của thân ngô:

         Tốc độ phát triển của thân ngô không đồng đều và có liên quan đến sự phát triển của hệ thống rễ ngô trong đất.

         Từ nhú mầm đến 3 lá: Cây sử dụng dinh dưỡng trong hạt, lúc này rễ chưa phát triển nên thân cũng chưa phát triến.

         Thời kỳ từ 3 - 4 lá đến lúc ngô có 7 - 8 lá: Tốc độ phát triển của thân là chậm nhất, vì ngô đã chuyển sang dinh dưỡng tự lập, hệ rễ mới hình thành, số lượng rễ đốt còn ít, khả năng hút dinh dưỡng cung cấp cho các bộ phận trên mặt đất còn hạn chế.

Thời kỳ tù 7 – 8 lá đến nhú cờ: Thân ngô phát triển nhanh nhất (có trường hợp thân dài 8-10 cm/ngày) nên còn gọi là thời kỳ lớn vọt của cây. Nhờ sự hoạt động mạnh mẽ của các mô phân sinh lóng nằm ở tất cả các lóng, các lóng thân được kéo dài ra, giúp cho thân ngô có thể lớn nhanh. Mặt khác, ở thời kỳ này hệ thống rề đốt phát triển mạnh, tổng bề mặt hấp thu lớn sẽ đáp ứng được nhu cầu của cây. Nếu gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi như thiếu dinh dưỡng, thiếu nước chiều cao cây bị giảm, thiếu ánh sáng cây mềm yếu, vươn cao.

         Thời kỳ từ trổ cờ đến chín: Ngô ổn định về chiều cao

2.1.3 Lá ngô

         Lá là cơ quan quang họp, phát tán hơi nước và hấp thu dinh dưỡng của cây. Lá ngô mọc từ các đốt trên thân, có số lá bằng với số đốt trên thân. Các giống ngô trồng thường có từ 12 - 22 lá. Các giống chín sớm (< 80 ngày) có từ 12 - 16 lá, giống sinh trưởng 85-100 ngày có từ 17-22 lá và giống chín muộn (> 100 ngày) có trên 22 lá. số lá trên cây ngô được ấn định rất sớm. Ngay khi cây còn nhỏ, đã phân hóa tạo đủ số mầm lá lúc cây cao được 12— 25 cm. Do đó trong thời kỳ cây con (sau khi gieo 7-10 ngày) có đủ nước và nhiệt độ thích họp, cây ngô có thể cho thêm từ 1 - 2,5 lá/cây

Các bộ phận của lá và tác dụng

Một lá ngô hoàn toàn gồm có các bộ phận sau:

-    Đai lá: là phần tiếp giáp giữa bẹ lá và thân ngô đồng thời nâng đỡ toàn bộ lá ngô.

-    Bẹ lá: Bao quanh lóng thân, mặt ngoài có nhiều lông tơ, có nhiệm vụ bảo vệ thân và nâng đỡ phiến lá.

-    Tai lá: là phần nối tiếp giữa bẹ lá và phiến lá. Một số giống tai lá thoái hóa làm cho lá mọc đứng thích họp cho việc trồng dày (ngô lá bó)

-    Phiến lá: Phiến lá dài gồm một gân chính và các gân phụ song song nhau. Phiến lá là bộ phận lớn nhất của lá ngô làm nhiệm vụ quang họp tạo chất hữu cơ cho cây và phát tán hơi nước. Phiến lá dài, mép lá lượn sóng là vì các tế bào ở bìa lá thường phát triến hơn các tế bào bên trong nên làm cho lá ngô lượn sóng. Trên mặt lá có nhiều lông tơ tác dụng làm giảm thoát hơi nước và tăng tính chống chịu của cây. số lượng khí khổng trên lá rất lớn từ 20 - 30 triệu tế bào trên một lá. Do có những đặc điếm trên mà ngô được xếp vào loại cây trồng chịu hạn tốt, sử dụng nước có hiệu quả cao. Mồi lá trên cây đều giữ một vai trò nhất định trong từng thời kỳ sinh trưởng. Tình trạng sinh trưởng của lá mang ngô có liên quan trực tiếp đến năng suất. Lá lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, chế độ chăm sóc, điều kiện ngoại cảnh, ... song kích thước lá lớn là một đặc tính tốt.

-    Lá bi: là bộ phận bao bọc và bảo vệ ngô. Do bẹ lá phát triển mà thành phiến lá bị thoái hóa (có một số giống trên lá bi vẫn còn dấu vết của phiến lá) cũng có một số giống lá bi không che hết đầu ngô, do vậy những hạt ở đầu ngô dễ bị bệnh hại nên trong chọn giống cần chú ý tạo ra những giống lá bi che kín được ngô.

Đặc điểm phát triển của lá ngô

        Sự phát triển của lá ngô: Các lá ngô đều phát sinh từ các đốt trên và dưới mặt đất. Các lá mọc đối chéo qua thân cuộn tròn hình loa kèn xung quanh thân ngô. Tổng số lá trên cây phụ thuộc chủ yếu vào giống và chế độ canh tác. Ví dụ: Giống chín sớm có 16 - 19 lá, giống chín muộn có 22 - 25 lá. Chế độ chăm sóc không tốt, thời vụ trồng không thích hợp... (đặc biệt lúc phân hoá đốt thân và mầm lá) thì số lá có thể bị giảm tới 5 lá.

        Tốc độ ra lá ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau: Sự ra lá của ngô khác nhau ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau và có tương quan chặt chẽ với sự tăng trưởng của thân. Ví dụ: Thời kỳ từ 3 - 4 lá đến 7 - 8 lá bộ rễ kém phát triển, tốc độ ra lá rất chậm 4 - 5 ngày 1 lá. Đến thời kỳ lớn vọt, bề mặt hoạt động của rễ lớn, thân lớn lên rất nhanh, tốc độ ra lá ở thời kỳ này cũng rất nhanh 2 - 3 ngày ra 1 lá.

        Bộ lá ngô tốt: Lá có kích thước lớn, số lá nhiều, đời sống của lá dài. Đặc điểm này phụ thuộc vào nhiều yếu tố tồng hợp như: giống, nước, dinh dưỡng, ... cần chú ý rằng: hệ rễ và các bộ phận trên mặt đất có liên quan chặt chẽ với nhau. Vì vậy để thân lá phát triển tốt cần tác động các biện pháp kỹ thuật làm cho bộ rễ phát triển, sẽ kéo theo sự phát triển của thân lá.

2.1.4 Bông ngô

        Hoa ngô là hoa đơn tính cùng gốc, trên cùng một cây có cả hoa đực và hoa cái. Hoa đực được phát sinh từ đỉnh sinh trưởng chính gọi là bông cờ. Hoa cái được phát sinh từ các mầm nách ở đốt thân gọi là ngô.

Bông cờ và hoa đực

        Hình thái cấu tạo của bông cờ: Là một chùm tụ tán trên ngọn gọi là cờ ngô. Cờ dài khoảng 40cm, mang nhiều nhánh. Mồi nhánh gọi là gié. Mồi gié mang nhiều hoa đực. Hoa mọc thành chùm nhỏ trên cả trục chính và trên các nhánh. Mỗi chùm hoa có từ 2 - 4 hoa. Một hoa: có cuống ngắn, bên ngoài có hai vỏ trấu bảo vệ, bên trong là màng hoa mỏng gọi là vảy nhỏ và ba nhị đực. Mỗi nhị đực có một bao phấn chia làm 2 ngăn chứa 4 - 5 nghìn hạt phấn. Hạt phấn nhỏ hình thoi hoặc bầu dục, màu vàng. Mỗi bông cờ có từ 700 - 1000 hoa.

Quá trình nở hoa tung phấn

Quá trình nở hoa

*   Sự nở hoa được tiến hành khi các vảy nhỏ trương lên, tăng thế tích hàng chục lần đế đấy vỏ trấu tách ra hai bên. Sau đó vòi nhị dài ra rất nhanh đấy bao phấn thò ra bên ngoài. Quá trình nở hoa phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện ngoại cảnh như: nhiệt độ thích hợp 20 -  22°C, ẩm độ 80%. Ngày nắng không mưa hoa thường nở vào 7 - 8 giờ sáng. Những ngày trời mát có mưa nhỏ, ... thì hoa có thể nở muộn hơn.

*   Thứ tự nở hoa trên bông cờ: Các hoa nở không đồng loạt mà theo trình tự: các hoa ở phần giữa trục chính và gần ngọn nở trước. Ở nhánh, các hoa ở ngọn nở trước. Trong một chùm hoa các hoa ở phía ngoài nở trước ... sau đó đến các hoa ở cuối bông cờ và hoa ở bên trong chùm hoa. Trong một bông cờ các hoa sẽ nở rộ vào các ngày thứ 3, 4, 5 của thời gian nở hoa. Hoa cái nhận được hạt phấn tươi trong thời gian hoa đực nở rộ thì tốt nhất.

*   Thời gian nở hoa của bông cờ: Mùa hè (nhiệt độ cao) hoa nở tập trung, kéo dài 5 - 6 ngày. Còn mùa đông thời gian nở hoa kéo dài 8 - 10 ngày.

Quá trình tung phấn

        Sau khi hoa nở, bao phấn vờ ra, hạt phấn tung ra ngoài, nhờ gió và côn trùng mà hạt phấn được mang đi rất xa, tỷ lệ tạp giao của ngô rất cao 95 - 97%.

*    Hạt phấn rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh, chỉ có sức sống tốt khi còn nằm trong bao phấn, thích họp trong điều kiện nhiệt độ 18- 20°C, ẩm độ 80%. Khi gặp nhiệt độ cao trên 35°C, ẩm độ dưới 60%, nắng gắt hạt phấn dễ chết, thậm chí chết ngay trong bao phấn. Mặt khác khi ẩm độ quá cao (bão hòa), mưa lớn hạt phấn bị nứt vỡ hoặc bị rửa trôi gây nên hiện tượng thiếu phấn trong quá trình thụ phấn, thụ tinh.

*    Khi tách khỏi bao phấn sức sống của hạt phấn giảm rất nhanh, chính vì vậy hạt phấn phải nhiều mới đủ cho quá trình thụ tinh. Tuy nhiên trong điều kiện bình thường số lượng hạt phấn của một bông cờ đủ đế thụ tinh cho 5 ngô. Mặt khác trong sản xuất thời gian tung phấn gặp điều kiện ngoại cảnh bất lợi (nhiệt độ cao quá, thấp quá, hạn, úng, mưa bão v.v...) sẽ làm giảm năng suất ngô do bị khuyết hàng, khuyết hạt, và hiện tượng đuôi chuột.

Trái ngô và hoa cái:

        Hoa cái ở ngô có cuống rất ngắn được gắn thành hàng trên một trục tạo thành hoa tự gọi là ngô.

        Đặc điểm và cấu tạo trái (ngô): Trên cây ngô thường được phát sinh ở vị trí lá thứ 7, thứ 8 của thân. Độ cao từ mặt đất đến vị trí đóng ngô trên cùng gọi là chiều cao đóng ngô. Chiều cao đóng ngô tùy thuộc vào giống (giống cao cây chiều cao đóng ngô thường dài và ngược lại). Chiều cao đóng ngô là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến khả năng chống đố, chống sâu bệnh và khả năng thụ phấn của cây. cấu tạo của một ngô gồm có: cuống lá, lá bi, lõi ngô, hoa (là hạt ngô sau này).

        Cuống ngô: là thân của chồi bên, trên cuống có nhiều đốt ngắn mang lá bi để bảo vệ ngô. Độ dài của cuống biến động nhiều: có loại cuống ngắn 3 + 5 cm, có loại cuống dài 30 + 40cm tùy theo giống.

        Lá bi: Đây là các lá khác thường chỉ có bẹ lá không có phiến lá. Tuy nhiên một số giống ngô vẫn còn tồn tại phiến lá nhỏ. Lá bi tương tự như bẹ lá nhưng mỏng hơn, bao quanh ngô. Có 3 dạng lá bi che ngô: lá bi ngắn hơn ngô, lá bi dài bằng ngô, lá bi dài hơn ngô. Trong đó loại hình lá ngắn hơn ngô dễ bị sâu bệnh gây hại.

        Lõi ngô: Là một trục hình trụ trên có gắn các hàng hoa cái. Độ lớn của lõi và màu sắc lõi phụ thuộc vào giống. Lối nhỏ có một đặc tính tốt.

        Hoa cái: Hoa xếp thảnh hàng kép dọc theo lõi ngô. Đặc tính cặp đôi của hoa cái đã tạo cho số lượng hàng hạt luôn luôn là chẵn. Trung bình mỗi ngô có từ 12 + 14 hàng hoa. số hoa trên ngô biến động từ 700 + 800 hoa. số lượng hoa/ngô phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh tác động vào thời điếm phân hóa hoa. số hoa/ngô nhiều là một đặc tính tốt.

     Cấu tạo của hoa cái gồm: Cuống hoa rất ngắn, có một bầu nhụy tròn, ở phía dưới bầu nhụy có mày trong và mày ngoài đề bảo vệ. Phía trên bầu nhụy có vòi nhụy rất dài gọi là râu ngô. Đầu vòi nhụy có xẻ thùy và có nhiều lông tơ nhỏ thấm dung dịch hydrat cacbon đây là môi trường dinh dưỡng tạo điều kiện cho việc tiếp nhận hạt phấn và thụ tinh của hoa đực dề dàng.

Đặc điếm phun râu của hoa cái (sự nở hoa): Trên cây ngô hoa cái bao giờ cũng phun râu

sau hoa đực tung phấn từ 2 - 5 ngày. Trường hợp thiếu nước, thiếu dinh dưỡng, ... thời gian chênh lệch này còn kéo dài hơn nữa. Điều đó sẽ làm giảm số hạt/ngô rất rõ rệt. Vì sức sống của hạt phấn rất ngắn trung bình là 5 - 6 giờ, tối đa là 10 giờ sau khi tung ra khỏi bao, vì vậy hạt phấn sẽ chết trước khi thụ phấn cho hoa cái. Thời gian để một ngô phun râu xong kéo dài 5 – 10 ngày, trong thời gian đó những hoa nở gần cuống ngô phun râu trước thường hình thành hạt tự thụ. Tiếp đó là những hoa ở giữa ngô phun râu tương đối đồng loạt và thường trùng vào thời gian tung phấn rộ lên lựa chọn được hạt phấn thích hợp hạt ngô sau này sẽ chắc mấy. Còn lại những hoa ở cuối ngô phun râu sau cùng, lúc này số lượng hạt phấn ít, chất lượng hạt kém do vậy hạt ngô hình thành thường nhỏ hoặc lép gây nên hiện tượng ngô bị thót “đuôi chuột”. Cũng chính sự nở hoa không đồng đều ở hoa cái nên chất lượng hạt ở đầu ngô, giữa ngô và cuối ngô khác nhau. Trên một cây có nhiều ngô thì ngô trên sẽ phun râu trước.

Đặc điểm của quá trình thụ phấn thụ tinh:

         Khi hạt phấn rơi trên râu ngô nhờ các dung dịch dinh dưỡng có sẵn ở đó nên khoảng 5 - 6 giờ sau thì nảy mầm mọc ra ống phấn. Ông phấn xuyên qua vòi nhụy hướng vào noãn. Sau đó ống phấn trương lên vách tế bào lan ra hình thành hai tinh tử. Một trong hai tinh tử kết hợp với tế bào trứng đế hình thành nên phôi, còn tinh tử kia kết họp với nhân thứ cấp hình thành nội nhũ. Sau 24 - 26 giờ thì kết thúc quá trình thụ tinh.

        Trên râu ngô có nhiều hạt phấn rơi vào song noãn chỉ tiếp nhận một hạt phấn thích hợp, hay có thể nói sự thụ tinh ở ngô có tính chất chọn lọc. Mặt khác sự giao phấn ở ngô còn có tác dụng làm tăng năng suất bởi vì các hạt phấn rơi lên đầu vòi nhụy chưa nẩy mầm nó đã tiết ra một chất dịch có vai trò như một chất kích thích làm cho phosphor tập trung vào nhụy, và khi nẩy mầm nó thúc đấy quá trình trao đối lân và hàng loạt các chất khác.

        Sự sinh trưởng và phát dục của hoa ngô sẽ quyết định số hạt trên ngô - là yếu tố quan trọng quyết định năng suất ngô. Vì vậy để đạt được năng suất cao cần: làm giảm tới mức tối đa thời gian chênh lệch giữa sự tung phấn của hoa đực và sự phun râu của hoa cái. Chọn thời vụ trồng sao cho thời kỳ tung phấn phun râu, thụ phấn không gặp nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp. Thực hiện thụ phấn bổ sung cho ngô. Chọn những giống có tỉ lệ “đuôi chuột” thấp để gieo trồng.

        Số trái ngô trên cây: Cây ngô có khả năng cho nhiều ngô/cây, vì mỗi trồi nách trên thân đều có thể hình thành ngô, song thực tế chỉ có khoảng 1- 2 trái ngô/cây. Hiện tượng này xảy ra do nhiều nguyên nhân.

-        Trước hết là sự khác nhau về chất giữa các chồi nách: chồi nách được hình thành từ dưới lên trên, các chồi phía dưới bị các tầng lá trên che cóm, nên kém phát triển. Đặc biệt khi các chồi này bước vào phân hoá ngô đến bước 3 và đầu bước 4 do thiếu ánh sáng sẽ phân hóa chậm hơn các chồi phía trên. Ngược lại các chồi phía trên (khoảng 1 - 2 chồi) ít bị lá che cóm đã phát triển nhanh hơn về mặt giai đoạn và hình thành ngô trước. Khi trên cây đã có một hai ngô phát triển nó sẽ ức chế sự phát triển của các chồi khác. Trong trường họp trồng thưa và bón nhiều phân sẽ kích thích hình thành nhiều ngô/cây.

-        Số ngô cây còn phụ thuộc vào đặc điểm di truyền của từng giống, có giống đẻ nhánh, trên mỗi nhánh đều có trái ngô. Có giống trên cây có 2 ngô, 3 ngô, 4 ngô, các ngô đều to như nhau (DK₈₈₈).

2.1.5.Hạt ngô

Cấu tạo của hạt:

        Hạt ngô là các hoa cái được thụ tinh phát triển mà thành. Ngoài cùng là lớp vỏ hạt đã hoá cutin nhẵn, không màu có tác dụng bảo vệ phôi và nội nhũ.

-        Nội nhũ: Bên trong hạt là nội nhũ chiếm 85  -90% khối lượng. Có hai kiểu nội nhũ: nội nhũ sừng cứng thường nằm hai bên thành hạt, bên trong thường là nội nhũ bột có màu trắng. Tỷ lệ giữa nội nhũ bột và và nội nhũ sừng tùy thuộc vào giống. Hạt có nhiều nội nhũ bột mềm dễ gia công song dễ hút ấm khó bảo quản.

-        Phôi ngô: Chiếm 8  - 12% khối lượng hạt. Thành phần gồm bao lá mầm, lá mầm, lóng nguyên thủy thứ nhất, rễ mầm, thân nguyên thủy và chứa các men phân giải các chất dinh dưỡng trong nội nhũ.

Màu sắc và dạng hạt

        Màu sắc của hạt ngô phong phú: Trắng, vàng, tím, đỏ v.v... Màu sắc hạt do nội nhũ quyết định và tùy thuộc vào giống.

        Dạng hạt: hạt ngô cũng có nhiều hình dạng, dạng hạt tròn, dạng hạt hình răng ngựa, ...

Quá trình hình thành hạt ngô:

Sau khi thụ tinh bầu nhụy phát triển thành hạt ngô. Quá trình hình thành chia làm 3 giai đoạn:

-        Hình thành khuôn hạt: Ke từ khi thụ tinh xong đến chín sữa: Giai đoạn này mới tích lũy được 30 - 35% chất khô. Hạt rất mềm, ở cuối giai đoạn này trong hạt chứa dung dịch trắng như sữa. Quá trình này diễn ra trong khoảng 10 - 15 ngày.

-        Giai đoạn đẫy hạt: Hạt từ chín sữa đến chín sáp: lúc này hạt đã tích lũy được 60 - 75% chất khô, phôi đã phát triển đầy đủ. Màu sắc hạt đã rõ. Lúc chín sáp có thể dùng dao cắt được. Thời gian để hoàn thành giai đoạn này là 10 - 15 ngày.

-        Hạt chín: Kế từ khi hạt chín sáp xong đến chín hoàn toàn hạt được tích lũy đầy đủ vật chất khô. Chân hạt có chấm đen (xuất hiện tầng rời). Quá trình này tiến hành trong thời gian là 10 - 15 ngày. Qua nghiên cứu các nhà khoa học đã khẳng định rằng để huy động vật chất khô cho hạt thì sự đóng góp của lá là 60%; thân là 26%, còn lại là rễ. Do đó lá là bộ phận chủ yếu cung cấp vật chất khô cho hạt, chính vậy bộ lá ngô nhanh vàng và khô đi.

2.2.Các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây ngô

Thời kỳ nảy mầm và mọc:

Bắt đầu từ khi hạt hút trương nước đến khi mầm nhú lên khỏi mặt đất. Gồm hai giai đoạn nhỏ:

-        Giai đoạn hút trương: Hạt ngô giống được gieo xuống đất ẩm sẽ hút nước và trương lên, quá trình sống bắt đầu. Dễ nhận thấy hiện tượng này sau gieo 24 giờ (đất đủ ẩm và nhiệt độ thích hợp).

-        Giai đoạn nảy mầm: Sau khi hút trương rễ mầm sơ sinh dài ra đầu tiên, tiếp theo là bao lá mầm có chồi mầm được bọc kín ở trong, rồi đến các rễ mầm thứ sinh. Sau đó chồi mầm dài ra rất nhanh đẩy bao lá mầm ra khỏi mặt đất bắt đầu giai đoạn mọc. Thông thường hạt sau khi gieo 5 - 7 ngày thì mọc, được tính khi thấy 70% số hạt theo dõi nhú lên khỏi mặt đất. Bản chất của giai đoạn này là quá trình phân giải các chất dự trữ trong nội nhũ thành các chất đơn giản hơn (dưới tác dụng của các men đặc hiệu) cung cấp cho phôi, phôi sẽ phát động và nẩy mầm. Để hoàn thành được giai đoạn nảy mầm cần phải có các điều kiện sau:

1/ Điều kiện nội tại: Phôi hạt phải còn sống, hạt chứa đầy đủ các chất dự trữ (không bị lép, không bị sâu mọt đục, ...).

2/ Điều kiện ngoại cảnh:

-        Nước: Là điều kiện quan trọng tối cần thiết vì hạt ngô muốn nấy mầm được thì trước hết phải hút đủ nước (hàm lượng nước chiếm 45% so với khối lượng hạt). Hạt hút nước nhanh hay chậm phụ thuộc vào ẩm độ đất, nhiệt độ không khí, hàm lượng nước trong hạt. Ẩm độ đất tốt nhất cho hạt nảy mầm là 75 -80%.

-        Nhiệt độ: Cũng là một yếu tố quan trọng đế hạt nấy mầm. Nhiệt độ thích hợp cho hạt nảy mầm là 25 - 28°C. Trời lạnh - nhiệt độ thấp ngô mọc kém do các quá trình phân hóa xảy ra chậm. Ví dụ nếu nhiệt độ không khí là 8-  9°C thì 27 - 28 ngày sau khi gieo ngô vẫn chưa mọc. Hoặc mọc được cây rất yếu, lá bị trắng, ... Nhiệt độ cao quá (trên 40°C) không có lợi cho quá trình nẩy mầm.

-        Ôxy: Đất gieo ngô phải đạt tiêu chuẩn tơi xốp, thoáng khí. Trường hợp đất làm gượng ép thì không nên gieo trực tiếp mà phải phủ đất bột khô hoặc gieo vào bầu v.v...

Thời kỳ mọc đến 3 lá:

Được bắt đầu từ khi mầm mọc đến khi có lá thứ ba. Đặc điếm của thời kỳ này là cây sống nhờ vào chất dinh dưỡng có sẵn trong hạt. Cây ngô lúc này mới chỉ hút nước mà chưa hút dinh dưỡng trong đất. Sự sinh trưởng còn chậm. Trong đó sự sinh trưởng của thân lá chậm hơn sự sinh trưởng của bộ rễ. Rễ mầm chính dài ra và trên đó mọc ra nhiều rễ mầm phụ. Điều kiện nhiệt độ 25-  28°C,  ẩm độ 70- 80% thích hợp cho sự sinh trưởng của cây con. Thời kỳ này điểm sinh trưởng còn nằm dưới mặt đất, nên phải hết sức tránh, không để ngô bị úng lụt. Thông thường thời kỳ này kéo dài 5 - 8 ngày.

Thời kỳ từ 3 đến 7- 9 lá:

Thời kỳ từ 3 đến 7 – 9 lá  ngô sinh trưởng rất chậm. Hệ thống rễ mầm đã thực sự ngừng phát triển, hệ thống rễ đốt đang dần hình thành và giữ vai trò chính hút nước và dinh dưỡng của cây. Thân chính mới cao được 1 - 2cm so với mặt đất, đỉnh sinh trưởng đang tiếp tục phân hóa để hình thành đốt thân, bông cờ và ngô, vào khoảng lá thứ 5 bông cờ phân hóa đến bước 4 và ngô phân hóa bước 1. Cũng ở thời điểm 5 – 6 lá  cây ngô có khả năng chịu hạn, ẩm độ đất thấp 60% tạo điều kiện cho rễ ăn sâu, đốt lóng gốc to, ngắn, chống đổ tốt. Để giúp cho cây sinh trưởng thuận lợi khi ngô có lá thứ 4 thì bắt đầu chăm sóc đợt 1: xới xáo và bón thúc. Cuối thời kỳ này ngô có 6 – 7 lá đối với giống ngắn ngày và 8 – 9 lá đối với giống dài ngày. Ngô chuyển sang dinh dưỡng nhờ đất.

 Thời kỳ 7 - 9 lá đến nhú cờ:

Tất cả các bộ phận như rễ, thân, lá sinh trưởng rất nhanh. Chiều cao cây có thể tăng được từ 8 - 10 cm/ngày nên còn gọi là thời kỳ lớn vọt của ngô. Hệ thống rễ và lá của ngô được hoàn thiện dần. Đây là thời kỳ phân hóa và quyết định số lượng hoa đực hữu hiệu, độ lớn của ngô và số lượng hoa cái. Cây được 15 lá trở đi tốc độ ra lá nhanh hon, khoảng 1 – 2 ngày lại thêm một lá mới. Các chồi ngô phía trên đã phát triển hcm vượt các chồi ngô phía dưới. Thời kỳ này ngô cần nhiều nước và dinh dưỡng. Nếu gặp hạn sẽ làm cho cây ngô thấp, số lượng hoa hình thành ít, chất lượng kém. Nếu thiếu dinh dưỡng sẽ làm giảm năng suất rõ rệt. Trong thực tế bắt đầu vào thời kỳ này cần tiến hành bón phân đợt 2 và tưới nước để đất có độ ấm 80%.

Thời kỳ trỗ hoa (trỗ cờ, tung phấn, phun râu, thụ phấn, thụ tinh)

Giai đoạn này bắt đầu từ khi nhánh cuối cùng của bông cờ xuất hiện rõ, ngô chưa phun râu và kết thúc khi tiến hành thụ tinh xong (râu ngô chuyến màu). Cây ngô đã đạt tới độ cao cuối cùng. Thời gian giữa trỗ cờ và phun râu dao động đáng kế phụ thuộc vào giống và điều kiện môi trường. Đặc biệt trong thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng cây ngô bị thiếu nước (nhất là trước trỗ cờ 10 - 15 ngày) thì thời gian chênh lệch này càng tăng lên.

Giai đoạn trỗ cờ tung phấn phun râu, thụ phấn thụ tinh diễn ra trong một thời gian ngắn (10 - 15 ngày) song có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất ngô vì nó quyết định số hạt chắc trên ngô. Nếu gặp điều kiện bất lợi như hạn, nhiệt độ cao trên 30°C hay thấp dưới 15°C làm cho hạt phấn mất sức sống, hoa cái không được thụ phấn, thụ tinh sẽ làm giảm số hạt/ngô (gây ra hiện tượng khuyết hàng, khuyết hạt).

Thời kỳ tạo hạt đến chín:

Là giai đoạn vận chuyển các chất hữu cơ từ thân lá về hạt, lượng nước trong hạt giảm dần. Đây là thời kỳ quyết định khối lượng hạt. Dựa vào trạng thái của hạt trong giai đoạn chín được chia ra:

-        Chín sữa: Sau khi phun râu 18 - 20 ngày các vật chất bên trong hạt ở dạng lỏng, màu trắng như sữa, râu ngô đã khô, hàm lượng nước trong hạt là 80% so với khối lượng hạt.

-        Chín sáp (24 - 28 ngày sau khi phun râu): Chất lỏng bên trong hạt đặc lại, hạt cứng dần. Hàm lượng nước trong hạt khoảng 70% khối lượng hạt.

-        Chín hoàn toàn (sau 55 - 60 ngày phun râu): Hạt đạt trọng lượng tối đa, lóp sẹo đen ở chân hạt đã hình thành. Hàm lượng nước trong hạt chiếm 30 -  35% so với khối lượng hạt

 

2.3.Đặc điểm sinh lý của ruộng ngô

2.3.1. Các thành phần năng suất ngô

2.3.2. Các biện pháp kỹ thuật tăng năng suất ngô

 

2.3.3. Những trở ngại chính làm giảm năng suất ngô trên đồng ruộng.

2.3.4. Kỹ thuật tối đa hoá năng suất ngô

2.4.Đặc điểm sinh lý cây ngô

2.4.1 Cấu trúc tế bào

Cấu trúc tế bào thân, lá ngô

Cấu trúc tế bào thân, lá ngô chứa chủ yếu các chất liệu của thành tế bào. Số lượng và loại thành tế bào quyết định chất lượng dinh dưỡng của thân lá ngô. Khi cây ngô còn non, lớp tế bào đơn bên ngoài gọi là lớp tế bào sơ cấp (Hình 2.1). Khi cây ngô trưởng thành lớp tế bào thứ cấp được hình thành bên trong lớp thứ nhất. Lớp tế bào thứ hai sẽ dày hơn lớp sơ cấp, làm cho cây cứng hơn. Lớp tế bào sơ cấp và thứ cấp tạo thành 40-80% hàm lượng chất khô của thân lá ngô. Thành phần cấu trúc chính của 2 loại tế bào tế bào sơ cấp và thứ cấp gồm cacbonhydrate gọi là cellulose và hemicellulose. Gia súc không thể tự sản sinh ra enzyme tiêu hóa cellulose và hemicellulose. Tuy nhiên, vi sinh vật cư trú trong tuyến tiêu hóa của động vật nhai lại có thể sinh ra các enzyme tiêu hóa và sử dụng hiệu quả các cellulose (C. Holland and W. Kezar, 1999).

Trong tế bào của các cây dùng làm thức ăn gia súc có chứa các phức hợp không cacbonhydrate gọi là lignin, nằm giữa thành tế bào sơ cấp và tế bào thứ cấp. Ligin giúp cho cây tăng cường sức mạnh dẻo dai và độ cứng, được xem như bộ xương của tế bào thực vật. Hàm lượng lignin nhiều quá, ảnh hưởng tiêu cực rất mạnh đến dinh dưỡng thức ăn ủ chua, vì nó hoàn toàn không tiêu hóa được và sự có mặt của lignin làm giảm tỷ lệ cellulose và hemicellulose trong thân lá cây ngô. Lớp tế bào sơ cấp giống như những viên gạch, lớp tế bào thứ cấp giống như những khối than cháy dở ở bên trong những viên gạch. Lignin giống như những lớp vữa chèn giữa những viên gạch và lớp tro bên trong. Khi cây ngô càng già, lớp lignin càng dày lên, làm cho chất lượng thức ăn càng khó tiêu hóa (C. Holland and W. Kezar, 1999).

Cấu trúc tế bào hạt ngô

Cấu trúc tế bào hạt ngô bao gồm chủ yếu 3 thành phần: Vỏ hạt (Pericarp), đó là lớp ngoài cùng áo hạt, nội nhũ (Endosperm) và mầm (hay phôi) như Hình 2.2.  dưới đây.

Vỏ hạt là lớp mỏng ngoài cùng gồm 2 lớp. Hai lớp này được tách khỏi hạt ngô gọi là cám ngô. Nội nhũ chứa tới 82% chất khô của hạt, là nguồn năng lượng cung cấp cho hạt nảy mầm. Nội nhũ gồm 2 loại tinh bột: loại có màu trong như thủy tinh và loại bột Hình 2.3 . Tỷ lệ giữa 2 loại này do cấu trúc di truyền (gen) điều khiển. Loại tinh bột thì mềm, khi hạt trưởng thành loại tinh bột này khô dần và lõm hạt đối với những giống lõm hạt (răng ngựa). Loại tinh bột có màu trong có nhiều ở dạng ngô đá, có xu hướng cứng hơn và gia súc khó tiêu hóa hơn vì protein liên kết chặt hơn. Vì thế số lượng tinh bột có màu trong có mặt ở hạt ngô tăng, hệ số tiêu hóa giảm, trừ khi được chế biến ủ chua.

Hình 2.3

Phôi mầm ngô chứa tất cả các thông tin di truyền, một số dinh dưỡng và tinh dầu cần thiết để hỗ trợ nẩy mầm và sinh trưởng ban đầu. Mầm phôi chứa 25% chất béo (dầu ngô), chủ yếu là axit linoleic. Lớp mày hạt không được che phủ bởi vỏ hạt vì đó là tiếp giáp giữa hạt và lõi ngô ngô.

2.4.2. Đặc tính sinh học

Quang hợp

Ngô là cây trồng quang hợp theo chu trình C4 nên có ưu thế tạo được sinh khối lớn hơn so với cây quang hợp theo chu trình C3 (lúa). Những loài cây quang hợp theo chu trình C4 có hiệu suất sử dụng ánh sáng cao (5-6%), trong khi các loài cây quang hợp theo chu trình C3 có hiệu suất sử dụng ánh sáng hấp (3-4%). Cây quang hợp theo chu trình C4 không có hiện tượng hô hấp ánh sáng, có điểm bù CO₂ rất thấp và cường độ quang hợp cao. Hầu hết CO₂ chuyển hóa trong quang hợp C4 đều được sử dụng trao đổi chất. Vì vậy, trong suốt thời gian sinh trưởng, ngô tích lũy được một khối lượng sinh khối lớn hơn so với các loài cây có hô hấp ánh sáng. Những cây quang hợp theo chu trình C4 có sức hút rất lớn đối với CO₂, vì trong tế bào thịt lá có một lượng lớn men phốt pho enonpiruvatcacboxilaza có tác dụng xúc tiến quá trình cố định CO₂, ngay cả khi lượng CO₂ trong môi trường xuống đến mức rất thấp. Ở những cây này quang hợp vẫn có thể diễn ra ngay cả khi khí khổng đã đóng kín.

Ngô là loài cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới vùng khô hạn, nên khi gặp điều kiện thiếu nước, nắng nóng, những khí khổng của lá hầu như đóng kín hoàn toàn vào ban ngày để hạn chế sự bốc thoát hơi nước, giữ nước cho các hoạt động sinh lý, sinh học trong cây. Vì thế, việc tiêu tốn nước để tạo ra một đơn vị chất khô thấp. Trong điều kiện khô hạn, ánh sáng nhiều, ngô có thể sản xuất ra lượng chất khô gấp 1,5-2,0 lần so với cây quang hợp C3.

Khả năng tổng hợp dinh dưỡng cao nhất của ngô là 52 g/m²/ngày đến 55 g/m²/ngày. Hiệu suất sử dụng ánh sáng là 4,2-4,6%, trong khi các giá trị tương ứng ở lúa nước là 35-36 g/m²/ngày và 2,7-2,8%. Vì vậy, với khả năng tích lũy chất khô như trên, nên ngô là cây trồng có thể đạt năng suất cao hơn các loài cây ngũ cốc khác (Đường Hồng Dật, 2004).

Thụ phấn chéo và kết hạt ngô

Khi hạt phấn rơi vào râu ngô mở đầu cho quá trình thụ phấn chéo ở ngô, tiếp theo là quá trình thụ tinh. Thụ phấn, thụ tinh là quá trình sinh học diễn ra liên tục gồm các bước: Hạt phấn nảy mầm, phát triển ống phấn, sự hòa nhập nhân các tế bào sinh dục, sự phát triển của phôi thai. Hạt phấn rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm, nhiệt độ cao thời gian tung phấn rút ngắn. Nếu nhiệt độ trên 35^oC, độ ẩm không khí thấp dưới 50%, hạt phấn ngô dễ bị chết. Gặp mưa hoặc độ ẩm cao, hạt phấn dễ bị bết lại và dễ bị chết. Nhiệt độ thích hợp cho thụ phấn, thụ tinh từ 18-20^oC và ẩm độ không khí 80%. Sau khi rời khỏi bao phấn, sức sống hạt phấn bị giảm nhanh, cụ thể sau 72 giờ, tỷ lệ hoa tạo thành hạt chỉ còn 7,5% (Cao Đắc Điểm, 1988). Sau khi thụ tinh, phôi và nội nhũ được tạo thành. Phôi phát triển tạo thành hạt. Số lượng hàng hạt và số lượng hạt trên hàng được tạo thành, trọng lượng các hạt, số lượng ngô hữu hiệu trên cây, số cây trên một đơn vị diện tích tạo thành năng suất ruộng ngô. Để có năng suất cao, cần có sự vận chuyển thuận lợi các chất đã tổng hợp trong cây và các hạt. Năng suất ngô cao hay thấp một phần được quyết định do sức chứa của các hạt. Nguồn các chất để đưa vào hạt là lượng các chất dự trữ đã được tích tụ ở các bộ phận của cây như: thân, lá, rễ. Các chất dự trữ này cần được vận chuyển và tích tụ vào hạt, vì vậy năng suất cao hay thấp tùy thuộc vào 3 yếu tố:

-   Khối lượng các chất dự trữ được tích tụ ở các bộ phận của cây. Các chất dự trữ này là hiệu số của khối lượng các chất tạo ra do quá trình quang hợp, trừ đi khối lượng các chất bị tiêu hao do quá trình hô hấp và khối lượng các chất do sâu bệnh và các loài gây hại khác ăn mất hoặc hủy hoại.

-   Quá trình vận chuyển và tích tụ các chất vào hạt: Quá trình này chịu ảnh hưởng lớn của các hoạt động sinh lý, sinh hóa trong cây. Tình trạng sức khỏe, khả năng đồng hóa, các quá trình chuyển đổi và vận chuyển các chất trong cây, v.v... đều ảnh hưởng lớn đến vận chuyển và tích tụ các chất vào hạt.

- Sức chứa của hạt: Đối với năng suất kinh tế, sức chứa của quần thể có ý nghĩa quyết định so với sức chứa của từng hạt, từng cây. Để có năng suất cao, cần áp dụng nhiều biện pháp để nâng sức chứa của toàn bộ cây trong ruộng ngô. Số hạt trên ngô được quyết định ngay từ quá trình thụ phấn. Sau khi thụ phấn xong không thể tăng số lượng hạt lên được nữa. Vì vậy, cần tác động nhiều biện pháp để nâng cao khả năng thụ phấn, thụ tinh được thật nhiều, để có nhiều hạt trên mỗi ngô.

Sau khi số hạt được hình thành thì năng suất chịu ảnh hưởng bởi sức mẩy của hạt hay trọng lượng hạt. Sức mẩy hạt phụ thuộc vào quá trình vận chuyển và tích tụ các chất vào hạt. Quá trình này lại chịu ảnh hưởng bởi khối lượng các chất được vận chuyển, tốc độ và thời gian kéo dài vận chuyển. Các chất tích tụ vào hạt được tiến hành ở thời kỳ hình thành hạt (30-35%) và thời kỳ đầy hạt (65-70%). Quá trình tích tụ các chất vào hạt có sự tương quan thuận chặt giữa năng suất hạt và số ngày từ sau khi thụ phấn thụ tinh đến khi hạt chín (Đường Hồng Dật, 2004).

2.5  Nghiên cứu di truyền cây ngô

2.5.1 Nguồn gen và đa dạng di truyền cây ngô

Ngô là cây trồng được thu thập, mô tả và bảo tồn rất tốt từ các trung tâm đa dạng di truyền. Từ năm 1943, quỹ Rockeíeller hợp tác với các nước Mỹ La tinh đã thu thập nguồn gen ngô từ những trung tâm đa dạng chính, tạo cơ sở cho các tập đoàn ngô ở Mexico, Colombia và Brazil. Ngày nay có khoảng 15.000 mẫu giống ngô đã được thu thập từ các nước khác nhau trên thế giới.

Ở Việt Nam, nguồn gen ngô được bảo tồn tại Viện nghiên cứu ngô với khoảng 400 mẫu giống thụ phấn tự do và 3.000 dòng [10].

Tập đoàn ngô Mexico - trung tâm xuất của ngô có sự đa dạng tối đa. Ở đây có bốn nòi chính được xác lập đó là:

A.    Nhóm nòi bản địa cổ đại: Người ta cho rằng nhóm này xuất phát từ ngô bọc nguyên thuỷ ở Mexico. Các nòi ở nhóm này khác nhau bởi sự phát triển độc lập ở những địa bàn và môi trường khác nhau tuy chúng cùng một tổ tiên. Bốn nòi chính trong nhóm này là Palomero toluqueno, Arrocillo amarillo, Chapalote và Nal-tel.

B.     Nhóm nhập nội tiền Columbus: Các nòi của nhóm này được nhập vào Mexico từ Trung và Nam Mỹ vào thời tiền sử. Bốn nòi này là: Cacahuacintle, Harinoso de Ocho, Oloton và ngô ngọt.

C.    Nhóm con lai tiền sử: Nhóm này bao gồm các nòi được coi là tạo ra từ việc lai tạp giữa các nòi bản địa cổ đại với các nòi nhập nội tiền Columbus, hoặc giữa hai nhóm trên với Teosinte. Hiện nay còn tám nòi là: Conico, Reventador, Tablonicillo, Tehua, Tepecintla, Comiteco, Jala và Zapalote chico.

D.    Nhóm hiện đại: Bao gồm các nòi phát triển gần đây và chưa đạt đến trạng thái ổn định, tuy nhiên có những đặc điểm phân biệt xác định. Có bốn nòi được gọi là: Chalqueno, Celaya, Conico Norteno và Bolita.

Từ đây ta thấy rõ sự biến dị to lớn đã được xảy ra như thế nào. Đó là những nòi giống cơ bản sản sinh ra nguồn gen ngô thế giới và sự đa dạng di truyền của nó.

Sự đa dạng di truyền của ngô được thể hiện ở tất cả các tính trạng của cây bông cờ và ngô. Ở các đặc điểm của cây, sự biến động thể hiện ở chiều cao cây, chiều cao đóng ngô và đặc điểm của lá (dài lá, chiều rộng lá, số lá trên cây, số lá trên ngô), màu thân và dạng lóng. Sự biến động ở cờ thể hiện ở độ dài bông cờ, cuống bông cờ, độ nhánh dài, số nhánh cấp hai và ba, đường kính ngô và số hàng hạt. Đặc biệt sự biến động rất đa dạng ở nội nhũ hạt, từ đây ta phân biệt các dạng răng ngựa, đá rắn, bột, đường, nếp, nổ và bọc. Sự biến động còn thể hiện ở kích thước hạt, màu hạt và chất lượng hạt.

Ở Việt Nam ngô là cây trồng nhập nội do vậy sự phong phú về nguồn gen có hạn hẹp. Theo các nghiến cứu phân loại ngô địa phương Việt Nam (GS.TS Ngô Hữu Tình, 1995) từ những năm 60 đến nay cho thấy, ngô Việt Nam tập trung chủ yếu vào hai loài phụ là đá rắn và nếp.

Ngày nay để đánh giá sự đa dạng di truyền của một loài, người ta không chỉ dựa vào các đặc điểm thực vật học dễ nhận biết và riêng rẽ mà cần phân tích trên cơ sở nhiều tính trạng để phân biệt các nhóm cách biệt di truyền thông qua khoảng cách Ơclit hoặc khoảng cách Mahalanobis... Gần đây công nghệ sinh học đã góp phần rất đắc lực trong việc xác định đa dạng di truyền thông qua kỹ thuật Isozyme hoặc “sự đa hình độ dài các phân đoạn cắt hạn chế’ (RFLP - Restriction Flagment Length Polymorphis), RAPD (Đa hình các đoạn khuếch đại ngẫu nhiên)...

 

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

TÀI LIỆU THAM KHẢO