Nghiên cứu liều lượng đạm bón để xây dựng công thức bón phân hợp lý thông qua chỉ số diệp lục cho ngô vụ xuân tại Thái Nguyên

Lượng ngô sử dụng làm thức ăn chăn nuôi chiếm 66%, nguyên liệu cho ngành công nghiệp 5% và xuất khẩu trên 10% Ngô Hữu Tình, 1997 [23] cộng với đặc tính nông sinh học quý như: thích ứng r

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM QUỐC TOÁN

NGHIÊN CỨU LIỀU LƯỢNG ĐẠM BÓN

ĐỂ XÂY DỰNG CÔNG THỨC BÓN PHÂN HỢP LÝ THÔNG QUA CHỈ SỐ DIỆP LỤC CHO NGÔ

VỤ XUÂN TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, Năm 2012

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

PHẠM QUỐC TOÁN

NGHIÊN CỨU LIỀU LƯỢNG ĐẠM BÓN

ĐỂ XÂY DỰNG CÔNG THỨC BÓN PHÂN HỢP LÝ THÔNG QUA CHỈ SỐ DIỆP LỤC CHO NGÔ

VỤ XUÂN TẠI THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Các thông tin, tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được chỉ rõ nguồn gốc Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn

Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước phòng quản lý sau đại học và nhà trường về các thông tin, số liệu trong đề tài

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 09 năm 2012

Người viết cam đoan

Phạm Quốc Toán

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của

cô giáo hướng dẫn, cơ quan chủ quản Tôi xin chân thành cảm ơn:

Tiến sỹ Nguyễn Thị Lân, Trưởng bộ môn sinh lý – sinh hóa Khoa Nông

học trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên là người đã tận tâm hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Nhóm nghiên cứu ngô thuộc chương trình nghị định thư của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, phòng quản lý đào tạo Sau đại học, khoa Nông học, những người đã truyền thụ cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu tại trường

Và cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, các bạn sinh viên…Những người luôn quan tâm, chia sẻ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong thời gian tôi học tập và nghiên cứu vừa qua Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 09 năm 2012

Tác giả luận văn

Phạm Quốc Toán

1.2.1.1 Tình hình nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới 5 1.2.1.2 Tình hình nghiên cứu về phân bón và bón đạm cho ngô trên thế giới 7

1.2.2.1.Tình hình nghiên cứu về giống ngô lai ở Việt Nam 10 1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu về phân bón và bón đạm cho ngô ở Việt Nam 14

1.3.1.Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 19

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠN G PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.3.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 29

3.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khả năng sinh trưởng, phát triển

của một số giống ngô lai trong điều kiện vụ xuân tại Thái Nguyên 36 3.1.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khả năng sinh trưởng

3.1.1.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các giai đoạn

3.1.1.2 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tốc độ tăng trưởng

3.1.2 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến các đặc điểm hình thái

3.1.2.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chiều cao cây và

3.1.2.2.Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số lá trên cây và chỉ

số diện tích lá

45

3.1.3.Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khả năng chống chịu

3.1.3.1.Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến khả năng chống đổ

3.1.3.2.Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến một số loại sâu bệnh

hại chính

50

3.1.4 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến yếu tố cấu thành năng suất,

3.1.4.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến yếu tố cấu thành

3.1.4.2 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất lý thuyết

và năng suất thực thu của một số giống ngô lai thí nghiệm 59 3.2 Xác định lượng đạm bón cho ngô vào thời kỳ 7-9 lá trên cơ sở đánh

giá tình trạng dinh dưỡng đạm của cây thông qua chỉ số diệp lục 62 3.2.1.Tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây của một số giống ngô lai 62

3.2.1.2.Tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với năng suất

3.2.2 Xác định lượng đạm bón vào thời kỳ 7-9 lá trên cơ sở đánh giá

tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây thông qua chỉ số diệp lục 65

3.2.2.1 Diễn biến chỉ số diệp lục của lá ngô qua các thời kỳ sinh

3.2.2.2 Hệ số tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với chỉ 67

số diệp lục của giống ngô LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm

2011 - 2012 tại Thái Nguyên

3.2.2.3 Xác định lượng đạm bón vào thời kỳ 7-9 lá trên cơ sở đánh giá

tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây thông qua chỉ số diệp lục 69

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 1.1 Nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong giai đoạn sinh trưởng 14 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô thế giới từ năm 1961 – 2009 19 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2010 20

Bảng 1.5.Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 1960 - 2010 23 Bảng 1.6.Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên năm 2001 – 2010 26

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến thời gian sinh trưởng qua các thời

kỳ phát dục của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân 2011-2012 37 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tốc độ tăng trưởng chiều cao

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tốc độ tăng trưởng chiều cao

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chiều cao cây, chiều cao đóng

bắp của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011-2012 43 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số lá và hệ số diện tích lá của

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến đổ rễ và gẫy thân của

giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011 - 2012 48 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến tỷ lệ nhiễm sâu bệnh

của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011 - 2012 50 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến chiều dài bắp và đường kính

bắp của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011-2012

53

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số bắp/cây và số hàng hạt/bắp

của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011-2012 55 Bảng 3.10 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến số hạt/ hàng và khối lượng 1000

hạt của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011-2012 58 Bảng 3.11 Ảnh hưởng của liều lượng đạm đến năng suất lý thuyết và

năng suất thực thu của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ

Xuân năm 2011-2012

60

Bảng 3.12 Hệ số tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với các

yếu tố cấu thành năng suất, năng suất ngô của giống ngô lai

LVN14 và LVN99 qua 2 vụ Xuân năm 2011 – 2012

64

Bảng 3.13 Hệ số tương quan giữa chỉ số diệp lục với yếu tố cấu thành

năng suất, năng suất ngô, hàm lượng protein trong hạt vụ Xuân

năm 2011 – 2012

69

Bảng 3.14 Mô hình phân tích tương quan đa biến để dự đoán năng suất

ngô và hàm lượng protein trong hạt dựa trên chỉ số diệp lục của lá 70 Bảng 3.15 Lượng đạm bón vào thời kỳ 7 – 9 lá cho ngô vụ xuân ở

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH VẼ

Trang

Đồ thị 01: Diễn biến hàm lượng đạm trong cây qua các thời kỳ

Đồ thị 02: Diễn biến chỉ số diệp lục của ngô qua các thời kỳ sinh

Đồ thị 03: Hệ số tương quan giữa hàm lượng đạm trong cây với chỉ số diệp

lục của giống ngô lai LVN14 và LVN99 vụ Xuân năm 2011–2012 68

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây quan trọng cung cấp lương thực cho

loài người, là nguồn thức ăn cho gia súc, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp, làm hàng hóa xuất khẩu (Ngô Sơn, 2007) [21] Với vai trò làm lương thực cho người (17% tổng sản lượng) ngô được sử dụng để nuôi sống 1/3 dân số toàn cầu, trong đó các nước ở Trung Mỹ, Nam Mỹ và Châu Phi ngô được dùng làm lương thực chính (Ngô Hữu Tình, 2003) [25] Lượng ngô sử dụng làm thức ăn chăn nuôi chiếm (66%), nguyên liệu cho ngành công nghiệp (5%) và xuất khẩu trên 10% (Ngô Hữu Tình, 1997) [23] cộng với đặc tính nông sinh học quý như: thích ứng rộng, chống chịu tốt với các điều kiện bất thuận, hiệu suất quang hợp lớn có tiềm năng năng suất cao nên

cây ngô đã được trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới

Ngoài chức năng làm lương thực cho người và thức ăn cho chăn nuôi thì ngô còn là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp đặc biệt là công nghiệp chế biến Từ ngô người ta sản xuất ra được 670 mặt hàng khác nhau của các ngành lương thực thực phẩm, công nghiệp dược và công nghiệp nhẹ.

Ở Việt Nam, cây ngô được di cư đến cách đây 300 năm, mặc dù là cây lương thực đứng thứ 2 sau lúa nhưng thời gian đầu do không được chú trọng nên cây ngô chưa phát huy tiềm năng của nó Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 chỉ đạt trên 1 tấn/ha Đến đầu những năm 1990, nhờ hợp tác với Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mì quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô ở Việt Nam chỉ thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ những năm 1990 đến nay, đồng thời với việc không ngừng

mở rộng diện tích ngô lai, các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến đã được áp dụng trong sản xuất Ngô là cây lương thực có vị trí quan trọng được trồng ở

nhiều vùng sinh thái khác nhau, trong những năm gần đây sản xuất ngô phát triển rất nhanh chóng Theo thống kê 2010 diện tích trồng ngô cả nước là 1126,9 nghìn ha, năng suất đạt 40,9 tạ/ha và sản lượng đạt 4606,8 nghìn tấn (Tổng cục thống kê, tháng 7, 2012) [28]

Để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô ngoài việc mở rộng diện tích cần thay đổi cơ cấu giống, đặc biệt là mở rộng diện tích trồng các giống ngô lai, sử dụng phân bón hợp lý và áp dụng đồng bộ những biện pháp kỹ thuật thâm canh cùng với các chính sách phù hợp Ngô là cây phàm ăn, yêu cầu bón nhiều phân, trong số các nguyên tố đa lượng thiết yếu thì đạm được xem

là nguyên tố quan trọng nhất cho quá trình sinh trưởng thân lá, nở hoa và hình thành hạt Thời kỳ bón có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao hiệu lực của phân đạm và tăng năng suất Hiện nay đạm thường được bón vào 3 giai đoạn: 3 – 5

lá, 7 – 9 lá và trước trỗ cờ 10 ngày, trong đó hàm lượng đạm trong thân lá từ giai đoạn 7 – 9 lá đến trỗ cờ có liên quan chặt với năng suất

Nhiều nhà khoa học cho rằng, nhu cầu về đạm của ngô biến đổi rất lớn

do sự khác nhau về khả năng cung cấp đạm của đất Vì vậy bón đạm theo số lượng và số lần định sẵn theo quy trình khuyến cáo không tránh khỏi khi thừa, khi thiếu đạm Để tăng hiệu quả sử dụng đạm thì liều lượng và thời gian bón đạm cần được xác định dựa vào tình trạng dinh dưỡng đạm của ngô, vì hàm lượng đạm trong lá liên quan chặt với khả năng quang hợp và khối lượng chất khô của ngô (Dobermann và cs, 2003) [40] Sự sinh trưởng, tình trạng dinh dưỡng đạm trong cây ngô có thể sử dụng để dự đoán năng suất đồng thời xác định lượng đạm cần bón cho ngô

Xuất phát từ thực tế trên, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên

cứu liều lượng đạm bón để xây dựng công thức bón phân hợp lý thông qua chỉ số diệp lục cho ngô vụ Xuân tại Thái Nguyên”

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng đạm đến sinh trưởng và năng suất ngô

- Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng đạm trong cây, chỉ số diệp lục với các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô

- Xác định lượng đạm bón cho ngô ở giai đoạn 7 – 9 lá thông qua chỉ số diệp lục

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học

- Giúp các học viên củng cố kiến thức, tiếp cận với phương pháp nghiên cứu khoa

học và áp dụng được những kiến thức lý thuyết đã học vào trong thực tiễn sản xuất

- Kết quả của đề tài mở ra hướng nghiên cứu mới về phương pháp bón phân nói

chung, bón đạm nói riêng cho ngô và các loại cây trồng khác từ đó giúp nâng cao năng suất các loại cây trồng; đồng thời giúp ổn định Nitơrat trong đất; nâng cao hiệu lực đạm; giảm chi phí sản xuất; bảo vệ môi trường sống

3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

Hiện nay, các giống ngô lai đang là lựa chọn của nhiều hộ nông dân tại tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh miền núi Phía Bắc Kết quả của đề tài bước đầu xác định được lượng đạm tối ưu và thời kỳ bón tốt nhất để các giống ngô lai LVN14, LVN99 phát huy được tiềm năng năng suất, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế sản suất ngô tại tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh miền núi phía Bắc

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Cây ngô là một cây ngũ cốc quang hợp theo chu trình C4, là cây ưa nhiệt, có hệ thống rễ chùm phát triển (Ngô Hữu Tình, 1997) [23] và tiềm năng năng suất lớn Trong các biện pháp thâm canh tăng năng suất ngô, phân bón giữ vai trò quan trọng nhất Theo Berzeni và Gyorff (1996) [4], [36] thì phân bón ảnh hưởng tới 30,7% năng suất ngô còn các yếu tố khác như mật độ, phòng trừ cỏ dại, đất trồng có ảnh hưởng ít hơn Sự hút các chất dinh dưỡng thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của ngô Dựa vào biến đổi hình thái của cây để xác định nhu cầu dinh dưỡng từng thời kỳ cho ngô

Trong số các nguyên tố đa lượng thiết yếu thì đạm được xem là nguyên tố quan trọng nhất cho quá trình sinh trưởng thân lá, nở hoa và hình thành hạt Hiệu lực của đạm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu, giống (trong đó các giống ngô lai yêu cầu lượng đạm cao hơn giống thuần) Thực tế, nhu cầu về đạm của ngô biến đổi rất lớn do sự khác nhau về khả năng cung cấp đạm của đất Vì vậy bón đạm theo số lượng và số lần định sẵn theo quy trình khuyến cáo không tránh khỏi khi thừa, khi thiếu đạm Để tăng hiệu quả sử dụng đạm thì liều lượng

và thời gian bón đạm cần được xác định dựa vào tình trạng dinh dưỡng đạm của cây, vì hàm lượng đạm trong lá liên quan chặt với khả năng quang hợp và khối lượng chất khô mà ngô tích lũy được Sự sinh trưởng và tình trạng dinh dưỡng đạm trong thân lá có thể sử dụng để dự đoán năng suất và hàm lượng protein trong hạt đồng thời xác định lượng đạm cần bón ở giai đoạn 7 – 9 lá đến trước khi trỗ 10 ngày Bón đạm theo tình trạng dinh dưỡng đạm trong thân lá nâng cao hiệu quả sử dụng đạm, góp phần giảm thiểu môi trường

Nhiều nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng đạm cho kết quả: Sự khác nhau về chỉ số diện tích lá, khối lượng chất khô, hàm lượng diệp lục và hàm lượng đạm trong lá đều làm cho phản xạ của tán lá khác nhau Máy đo chỉ số diệp lục (SPAD-502, Minolta, Ramsey, NJ) nhằm xác định tương quan giữa

số lượng diệp lục trong lá với sự hấp thu tia sáng đỏ (λ = 650 nm được hấp thu nhiều nhất) và ánh sáng hồng ngoại (λ = 950 nm được hấp thu ít nhất) Nhiều tác giả đã sử dụng máy đo chỉ số diệp lục (SPAD) để xác định hàm lượng diệp lục trong lá ngô vì các chỉ số máy đo tương quan với hàm lượng diệp lục/đơn vị diện tích lá Do vậy, có thể dùng chỉ số diệp lục (CSDL) để tính toán lượng đạm bón cho ngô

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngô trên thế giới

1.2.1.1 Tình hình nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới

Ngô lai có vai trò đặc biệt trong nền nông nghiệp của nước Mỹ Các nhà

di truyền, cải lương giống ngô Mỹ đã sớm thành công trong việc chọn lọc và lai tạo giống Vào cuối thế kỷ 19, Mỹ đã có 770 giống ngô chọn lọc cải lương Theo E.Rinke (1979) việc 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, 1997) [30] 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 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) [37], là một trong số những nước có năng suất ngô cao nhất trên thế giới

Lợi dụng ưu thế lai đã có từ lâu trong sản xuất nông nghiệp đối với cây ngô, từ xa xưa những người thổ dân da đỏ ở Châu Mỹ đã biết cách gieo các giống ngô khác nhau bên cạnh nhau, cho lai tự nhiên để nâng cao năng suất Trong quá trình nghiên cứu và sản xuất hiện tượng ưu thế lai ở cây ngô được các nhà khoa học quan tâm từ rất sớm Thực hành tạp giao đầu tiên ở ngô với mục đích nâng cao năng suất hạt là John Lorain, năm 1812 ông đã nhận thấy rằng việc trộn lẫn các loài ngô khác nhau như người da đỏ đã làm sẽ cho năng suất ngô cao Tuy nhiên người đầu tiên đưa ra lý thuyết về hiện tượng ưu thế lai là Charles Darwin vào năm 1871 Bằng cách nghiên cứu hàng loạt các cá thể giao phối và tự phối ở nhiều loài khác nhau như đậu đỗ, ngô, ông nhận thấy sự hơn hẳn của các cây giao phấn với các cây tự thụ phấn về chiều cao, tốc độ nẩy mầm của hạt, số quả trên cây và cả sức chống chịu với điều kiện bất thuận và năng suất hạt

Sử dụng ưu thế lai trong tạo giống ngô lai được nhà nghiên cứu Wiliam, Janes Beal người Mỹ bắt đầu nghiên cứu từ năm 1876, ông thu được những cặp lai hơn hẳn các giống bố mẹ về năng suất từ 10 - 15% (Rinke.E, 1979) [52] Shull là nhà khoa học dẫn chứng và nêu khái niệm về ưu thế lai khá hoàn chỉnh trên cây ngô Năm 1904 ông đã tiến hành tự thụ cưỡng bức ở ngô

để thu được các dòng thuần và tạo ra các giống lai từ các dòng thuần này Năm 1913, nhà khoa học này đã chính thức đưa ra thuật ngữ “Heterosis” để chỉ ưu thế lai, những công trình nghiên cứu về ngô lai của Shull đã đánh dấu bắt đầu thực sự của chương trình chọn tạo giống ngô (Hallauer, 1988)[43] Ngoài Shull, các nhà khoa học người Mỹ như East, Heyes cũng đã nghiên cứu ưu thế lai ở ngô Từ năm 1918, khi Jones đề xuất sử dụng lai kép trong sản xuất để giảm giá thành hạt giống thì việc áp dụng ưu thế lai vào trồng trọt, chăn nuôi được phát triển nhanh chóng Ngô lai đơn đã đem lại năng suất và lợi nhuận cao cho người trồng ngô Nhờ việc sản xuất lượng lớn

hạt giống với giá thành hạ nên đã tạo điều kiện cho cây ngô lai phát triển mạnh mẽ ở Mỹ và các nước có kỹ thuật trồng ngô tiên tiến trên thế giới Năm 1966, Trung tâm cải tiến ngô và lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT) được thành lập tại Mêxicô Nhiệm vụ của Trung tâm là nghiên cứu và đào tạo về ngô, lúa mỳ tại các nước đang phát triển Trung tâm đã đưa ra giải pháp là tạo giống ngô thụ phấn tự do (OPV), làm bước chuyển tiếp ngô địa phương và ngô lai Hơn

30 năm hoạt động Trung tâm đã góp phần đáng kể vào việc xây dựng, phát triển

và cải tiến hàng loạt vốn gen, quần thể và giống ngô trên 80 quốc gia trên thế giới Dòng thuần là nguyên liệu được sử dụng trong chọn tạo giống ngô lai cũng được chú trọng, theo điều tra của Bauman năm 1981, ở Mỹ các nhà tạo giống đã sử dụng 15% quần thể có nguồn di truyền rộng, 16% từ quần thể có nền di truyền hẹp, 14% từ quần thể của các dòng ưu tú, 39% từ tổ hợp lai của các dòng ưu tú và 17% từ quần thể hồi giao để tạo dòng (Bauman,1981)[35]

Ngô lai đang tiến triển tốt đẹp ở các nước Châu Á Có thể nói Trung Quốc là một cường quốc ngô lai của Châu Á, với diện tích 25 triệu ha, năng suất 4,9 tấn/ha, sản lượng ngô hàng năm trên 120 triệu tấn, đứng thứ hai trên thế giới sau Mỹ Năng suất 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) [37]

1.2.1.2 Tình hình nghiên cứu về phân bón và bón đạm cho ngô trên thế giới

Đạm là một trong những nguyên tố dinh dưỡng có vao trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao năng suất ngô Đạm là thành phần cấu trúc của vách tế bào (William, 1993) [60] Đạm là yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng của cây và là thành phần của tất cả các protein Khi thiếu N chồi lá mầm sẽ không phát triển đầy đủ, sự phân chia tế bào ở đỉnh sinh trưởng bị kìm hãm và kết quả là giảm diện tích lá, kích thước của cây và năng suất giảm Phân đạm có thể tạo ra sự tăng diện tích lá hiệu quả ngay từ đầu vụ

và duy trì một diện tích lá xanh lớn vào cuối vụ để quá trình đồng hóa quang hợp đạt cực đại (Patrick, 2001[50]; Wolfe và cs, 1988 [61]) Mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất hạt (Barbieri và cs, 2000) [34], (Minh-Tang Chang và cs, 2005) [49] Các giống ngô lai khác nhau có thể sử dụng phân đạm ở mức độ khác nhau, năng suất cây trồng cao cần phải cung cấp một lượng lớn phân bón, đặc biệt là đạm (Debreczeni, K., 2000) [39] Theo (Uhart và Andrade, 1995) [57], [58], thiếu đạm làm chậm sinh trưởng của hai giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực, giảm tốc độ

ra lá, hạn chế mạnh đến sự phát triển diện tích lá Thiếu đạm hạn chế đến hiệu quả sử dụng bức xạ, nhất là thời kỳ ra hoa, ảnh hưởng đến năng suất bắp tổng số Cũng theo hai tác giả trên việc cung cấp và tích luỹ N ở thời kỳ ra hoa có tính quyết định số lượng hạt ngô, thiếu N trong thời kỳ này làm giảm khả năng đồng hoá C của cây, nhất là giai đoạn ra hoa sẽ giảm năng suất hạt

Theo De Geus, 1973 [38], năng suất trung bình của các giống ngô lai

là 6.838 kg/ha, với liều lượng phân bón: 95N – 67 P2O5 – 20 K2O kg/ha Theo Shan (1994) [53], mức bón phân được khuyến cáo cho ngô ở Đài Loan là 175 kg N + 95 kg P2O5 + 70 kg K2O/ha Theo Sinclair và Muchow (1995) [54], hàng thập kỷ gần đây, năng suất ngô tăng lên có liên quan chặt chẽ với mức cung cấp N cho ngô Đạm được cây ngô hút với một lượng lớn

và đạm có ảnh hưởng khác nhau rõ rệt đến sự cân bằng cation và anion ở trong cây Khi cây hút đạm NH4+ thì sự hút các cation khác chẳng hạn như

K+, Ca2+, Mg2+ sẽ giảm trong khi sự hút anion đặc biệt là Phosphorus sẽ thuận lợi Xảy ra chiều hướng ngược lại, khi cây hút N nitrat (Mengel, 1968) (dẫn theo Arnon, 1974) [33] Tùy thuộc vào tuổi của cây, với cây ngô non sự hút amonium-N nhanh hơn sự hút đạm nitrat, trái lại các cây ngô già dạng đạm hút chủ yếu là đạm nitrat và có thể chiếm tới hơn 90% tổng lượng đạm cây hút (Coic, 1964) (Barbieri và cs, 2000) [34]

Năng suất ngô vùng Nhiệt đới thấp hơn năng suất ngô vùng Ôn đới bởi chỉ số thu hoạch (HI) của ngô Nhiệt đới thấp hơn Goldsworthy và cs, 1974; Fisher và Palamer, 1983) (dẫn theo Mitsuru, 1994 [47], 1995 [48]) Nhìn chung, cây ngô quang hợp theo chu trình C4 và nó phù hợp nhiệt độ cao, người ta thừa nhận là ngô có thể đạt năng suất chất khô cao ở vùng Nhiệt đới (Evan, 1985) (dẫn theo Mitsuru, 1994) [47] Để đạt được năng suất cao một lượng đạm hữu hiệu phải được cây hút ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng vì từ

50 – 60% đạm trong hạt đã được lấy từ đạm đồng hoá ở trong lá và thân, trước thời kỳ ra hoa (Crowford và cs, 1982; Mitsuru và cs, 1991b) (dẫn theo Mitsuru, 1995) [48]

Kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã khẳng định, hiệu quả sử dụng đạm của ngô rất thấp Poss và Saragoni (1992) nhận thấy rằng 13 – 36

kg N/ha đã bị rửa trôi bên dưới vùng rễ ngô trong thời kỳ sinh trưởng Mayers (1988) đã xác định cây ngô chỉ hấp thu 20 – 40% lượng đạm cung cấp trong suốt thời gian sinh trưởng (dẫn theo Sing và cs, 2004) [55] Đạm rễ bị mất bởi một phần các hợp chất đạm khoáng bị rửa trôi khỏi lớp đất cày (Misuxtin, Peterburgxki, 1975) [46]

Năng suất ngô cao chỉ có thể đạt được khi thời gian diện tích lá xanh kéo dài và tỷ lệ đồng hoá đạm cao sau thời kỳ ra hoa (Mitsuru, 1994) [47] Một số báo cáo về khả năng hút N cũng đã chỉ ra rằng tốc độ đồng hoá cực đại xảy ra gần giai đoạn phun râu (Hay và cs, 1953; Hanway, 1962; Mengel và Barber, 1974; Bigeriego và cs, 1979) và kết thúc vào cuối giai đoạn tung phấn (dẫn theo Mitsuru, 1995) [48] Theo Moxolov (1979) [13], nếu mức dinh dưỡng nitơ đủ thì kali sẽ xâm nhập vào cây nhiều hơn và sự hút kali mạnh hơn là nguyên nhân thúc đẩy nhanh chu trình chuyển hoá các hợp chất phốt pho trong cây

Dự trữ đạm ở cây ngô có ảnh hưởng rất lớn đối với sự sinh trưởng và phát triển lá, sự tích luỹ sinh khối và sự tăng trưởng của hạt (Muchow, 1988 (1994) (dẫn theo Thomas và cs, 1995) [56], ảnh hưởng về sau của đạm là quan trọng khi đánh giá phản ứng của cây trồng đối với phân đạm Số liệu dẫn

ra của Rhoads (1984)[51] ở một thí nghiệm ngô tưới nước theo rãnh cho thấy: Năng suất ngô 1.200 kg/ha khi không bón đạm và 6.300 kg/ha khi bón 224 kg/ha N trên đất chưa bao giờ trồng ngô và năm trước đó không bón đạm Ở năm tiếp theo năng suất ngô là 4.400 kg/ha khi không bón đạm và 7.000 kg/ha khi bón N ở mức 224 kg/ha

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng vai trò của phân đạm và S đến sự sinh trưởng, năng suất và chất lượng của giống ngô lai (Cargill 707), tác giả Hussain và cs, (1999) [44], cho rằng sự cung cấp phân bón ở các mức 150N + 30S và 150N + 20S (kg/ha) làm tăng một cách tương ứng khối lượng chất khô/cây, số hạt/ bắp và khối lượng hạt/ bắp so với các xử lý khác Năng suất ngô đạt cao nhất (5,59 tấn/ ha) ở công thức bón 150N + 30S (kg/ha) Theo Velly và cs (dẫn theo De Geus, 1973) [38], khi bón cho ngô với liều lượng:

40 kg N/ha năng suất thu được 12,11 tạ/ha; 80 kg N/ha năng suất thu được 15,61 tạ/ha; 120 kg N/ha năng suất thu được 32,12 tạ/ha; 160 kg N/ha năng suất thu được 41,47 tạ/ha; 200 kg N/ha năng suất thu được 52,18 tạ/ha

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngô tại Việt Nam

1.2.2.1.Tình hình nghiên cứu về giống ngô lai ở Việt Nam

Việt Nam tiếp cận với ngô lai khá sớm, ngay từ những năm 60 chúng ta

đã có những nghiên cứu về chọn tạo và sử dụng ngô lai vào sản xuất Nhưng

do vật liêu khởi đầu của chúng ta còn nghèo nàn và không phù hợp, vì vậy ngô lai đã không phát huy được vai trò của nó Phải đến những năm đầu của thập kỷ 90 công tác chọn tạo giống ngô lai được các nhà khoa học coi là

nhiệm vụ chiến lược chủ yếu, góp phần đưa nghề trồng ngô nước ta đứng vào hàng ngũ những nước tiên tiến ở Châu Á Trong những năm 1992-1994, Viện nghiên cứu ngô đã lai tạo ra các giống ngô lai không quy ước là: LS-5, LS-6, LS-7, LS-8 Bộ giống ngô lai này gồm những giống chín sớm, chín trung bình và chín muộn, có năng suất từ 3-7 tấn/ha và đã được mở rộng trên phạm vi toàn quốc, mỗi năm diện tích gieo trồng trên 80.000 ha tăng năng suất 1 tấn/ha so với giống thụ phấn tự do (Trần Hồng Uy, 1997) [30]

Trong giai đoạn từ 1996 đến 2002 các nhà chọn tạo giống ngô Việt Nam

đã chú trọng đến việc tạo dòng thuần để tạo giống ngô lai Kết quả đã đưa ra được nhiều giông ngô lai có năng suất cao và đã đưa ra khảo nghiệm ở các vùng sinh thái khác nhau như: LVN4, LVN10, LVN17, LVN20, LVN25 Viện khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam trong giai đoạn này cũng nghiên cứu và lai tạo ra giống ngô lai đơn V98 - 1 Đây là giống ngô lai đơn ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao chống chịu đổ ngã, nhiễm khô vằn nhẹ (ở mức độ điểm 1 - 2), trồng được nhiều vụ trong năm, thích hợp với điều kiện sinh thái ở Miền Nam Việt Nam (Phạm Thị Rịnh và cs) [18] Trong giai đoạn 2006-2010 đã có rất nhiều giống ngô lai mới có năng suất, chất lượng được đưa vào sản xuất Bộ giống ngô lai trong sản xuất rất đa dạng về chủng loại, hầu hết các giống được xếp vào 2 nhóm giống:

- Nhóm giống có thời gian sinh trưởng dài (LVN10, LVN98, CP888 ) bố trí trên các chân đất bãi ven sông, đất 1 vụ lúa, đất chuyên ngô và vụ Đông sớm

- Nhóm giống có thời gian sinh trưởng từ trung bình đến trung bình sớm (LVN4, LVN99, VN8960, LVN145, LVN45, CP999, CP989, PC3Q, CP333, CPA88, NK4300, NK54, NK66, NK6654, C919, DK9955, DK9901, DK8868, B9698, B9681, B06, B21, SSC557, SSC886, LVN154 (GS8) ) có

thể bố trí ở tất cả các khung thời vụ của các địa phương

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) Do vậy, 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, 1997) [30]

Bên cạnh việc tạo ra các giống ngô lai có năng suất chất lượng cao thì công tác lai tạo các giống ngô thích hợp với nhiều vùng sinh thái khác nhau với nhiều đặc tính nông học quý được các nhà nghiên cứu rất quan tâm Trong giai đoạn 1995 -

2002 nhóm nghiên cứu ngô thuộc Trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng Trung ương đã lai tạo giống ngô lai đơn T9 và giống ngô lai ba T7 triển vọng cho sản xuất tại các tỉnh Duyên Hải Nam Trung Bộ, trong đó giống T9 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là giống khu vực hoá tại Miền Trung tháng 9 - 2002 Năm 2000, Viện nghiên cứu ngô tiếp tục đưa ra thử nghiệm giống ngô lai HQ2000 có chất lượng cao, hàm lượng Protein cao hơn hẳn ngô thông thường, đặc biệt là hai loại axit amin thường thiếu ở ngô là Lyzin và Triptophan, nhờ vậy mà nâng cao được giá trị dinh dưỡng của ngô (Trần Trung Kiên , 2009) [10] Năm 2005, nghiên cứu tạo giống ngô lai cho vùng sinh thái đồng bằng sông Cửu Long, bước đầu tạo ra 9 tổ hợp lai có triển vọng trong sản xuất (Lưu Văn Quỳnh và cs, 2005) [17]

Thông qua dự án "Phát triển giống ngô chịu hạn nhằm cải thiện thu nhập

cho Nông dân vùng Đông Nam Châu Á” (AMNET), chúng ta đã thu thập được

một số nguồn nguyên liệu mới từ CIMMYT và các nước trong khu vực, bước đầu tạo ra một số tổ hợp lai có triển vọng Nhờ nguồn nguyên liệu tạo dòng khá

phong phú và được thử nghiệm trong điều kiện sinh thái và mùa vụ nên các giống ngô lai mới tạo ra đã tỏ ra có nhiều ưu thế hơn như: chịu hạn, chống đổ, ít nhiễm sâu bệnh, chất lượng và màu dạng hạt tốt hơn Điển hình là các giống dài ngày, tỷ lệ 2 bắp/cây cao như: LVN98, LVN145 có màu dạng hạt đẹp, thời gian sinh trưởng ngắn; một số giống ngô chịu hạn tốt, thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau như:VN8960, LCH9, LVN61, LVN14

Nhờ nỗ lực không ngừng trong việc nghiên cứu và ứng dụng ngô lai trong sản xuất, đến năm 2007 giống ngô lai chọn tạo của Việt Nam chiếm 32,5% diện tích, giống nước ngoài chiếm 52,3% Số giống ngô có mặt trong sản xuất là 114 giống, trong đó 10 giống được ưa chuộng nhất là LVN10, CP888, B9698, CP999, C919, G49, B9681, P11, LVN4, CP989 với diện tích chiếm gần 73% diện tích gieo trồng, riêng giống LVN10 chiếm 25% Khác với lúa lai, các giống ngô lai chủ yếu sản xuất trong nước, đơn vị chính tham gia sản xuất và cung ứng giống ngô lai là CP Group, Bioseed, SSC, NSC, Syngenta, Monsanto và Viện nghiên cứu ngô với thị phần được thể hiện ở biểu đồ 1.1

Biểu đồ 1.1 Cơ cấu thị phần giống ngô lai ở Việt Nam

(Nguồn: Báo cáo hiện trạng ngành giống cây trồng Việt Nam, 2007)[1]

1.2.2.2.Tình hình nghiên cứu về phân bón và bón đạm cho ngô ở Việt Nam

Trong phạm vi nghiên cứu thuộc chương trình phát triển lương thực, Tạ Văn Sơn (1995) [20] đã nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cây ngô ở vùng Đồng bằng sông Hồng, thu được kết quả như sau:

- Để tạo ra 1 tấn hạt, ngô lấy đi từ đất trung bình một lượng đạm, lân, kaly là: N = 22,3 kg; P2O5 = 8,2 kg; K2O = 12,2 kg

- Lượng NPK tiêu tốn để sản xuất ra 1 tấn ngô hạt là: N = 33,9 kg; P2O5= 14,5 kg; K2O = 17,2 kg

- Tỉ lệ nhu cầu dinh dưỡng NPK là: (1: 0,35: 0,45)

- Tỉ lệ N: P: K thay đổi trong quá trình sinh trưởng phát triển như sau:

Bảng 1.1 Nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong giai đoạn sinh trưởng(%)

Nguồn: Tạ Văn Sơn (1995) [20]

Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu của nước ngoài và thể hiện rõ là hút kaly được hoàn thành sớm trước phun râu, còn các chất dinh dưỡng khác như đạm và lân còn tiếp tục đến lúc ngô chín Theo Đường Hồng Dật (2003) [6] trung bình với năng suất 60 tạ/ha ngô hạt, cây ngô lấy từ đất 155 kg N, 60 kg

P2O5, 115 kg K2O (tương đương 337 kg urê, 360 kg supe lân, 192 kg clorua kaly) Theo tác giả Ngô Hữu Tình (1995) [22], trên đất phù sa sông Hồng tỷ lệ nhu cầu dinh dưỡng của N, P, K cho cây ngô đạt năng suất cao là (1 : 0,35 : 0,45) và liều lượng bón phân cho năng suất cao là: 180N – 60P2O5 – 120K2O; ở

Duyên hải miền Trung: 120N – 90P2O5 – 60K2O; miền Đông Nam bộ: 90N – 90P2O5 – 30K2O; Đồng bằng sông Cửu Long: 150N – 50P2O5 – 0K2O Theo Phạm Kim Môn (1991) [14], với ngô Đông trên đất phù sa sông Hồng liều lượng phân bón thích hợp là: 150 – 180 kg N; 90 kg P2O5; 50 – 60 kg K2O/ha

Theo Trần Hữu Miện (1987) [11] thì trên đất phù sa sông Hồng lượng phân bón phù hợp là: 120N – 90P2O5 – 60K2O cho năng suất 40 – 50 tạ/ha; 150N – 90P2O5 – 100K2O cho năng suất 50 – 55 tạ/ha; 180N – 90P2O5 – 100K2O cho năng suất 65 – 75 tạ/ha

Theo Nguyễn Văn Bộ (2007) [5], lượng phân bón khuyến cáo cho ngô phải tuỳ thuộc vào đất, giống ngô và thời vụ Giống có thời gian sinh trưởng dài hơn, có năng suất cao hơn cần phải bón lượng phân cao hơn Đất chua phải bón nhiều lân hơn, đất nhẹ và vụ gieo trồng có nhiệt độ thấp cần bón nhiều kali hơn Liều lượng khuyến cáo chung cho ngô là:

* Đối với giống chín sớm:

- Trên đất phù sa: 8 – 10 tấn phân chuồng; 120 – 150 kg N; 70 – 90 kg

P2O5; 60 – 90 kg K2O/ha

- Trên đất bạc màu: 8 – 10 tấn phân chuồng; 120 – 150 kg N; 70 – 90 kg

P2O5; 100 – 120 kg K2O/ha

* Đối với giống chín trung bình và chín muộn:

- Trên đất phù sa: 8 – 10 tấn phân chuồng; 150 – 180 kg N; 70 – 90 kg

120P2O5 – 120K2O/ha và cho năng suất hạt gấp 2 lần so với công thức đối chứng không bón phân Cũng theo tác giả thì trên đất bạc màu, hiệu suất của 1

kg NPK là 8,7 kg; 1 kg N là 11,3 kg; 1 kg P205 là 4,9 kg; 1 kg K20 là 8,5 kg Tác giả Vũ Cao Thái cũng cho rằng liều lượng và tỷ lệ phân bón cho cây ngô khác nhau trên các loại đất khác nhau Theo ông, trên đất phù sa nên bón

120 kg N – 60 kg P2O5 – 90 kg K2O/ha, tỷ lệ N:P:K là 1:0,5:0,75 Trên đất xám bạc màu bón 100 kg N – 100 kg P2O5 – 150 kg K2O/ha với tỷ lệ là 1:1:1,5 (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003) [25]

Theo Nguyễn Văn Bào (1996) [3], liều lượng phân bón thích hợp cho ngô ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Hà Giang) là 120 kg N – 60 kg P2O5 – 50

kg K2O/ha cho các giống thụ phấn tự do và 150 kg N – 60 kg P2O5 – 50 kg

K2O/ha cho các giống lai

Theo Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam, liều lượng phân bón cho 1

ha ngô ở vùng Đông Nam bộ và Tây Nguyên là: 120 kg N – 90 kg P2O5 – 60

kg K2O cho vụ Hè Thu, còn vụ Thu Đông (vụ 2) có thể tăng lượng K2O lên

90 kg (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2006) [26] Trên đất xám của vùng Đông Nam bộ, theo kết quả nghiên cứu của Trần Thị Dạ Thảo và Nguyễn Thị Sâm (2002), liều lượng phân bón cho ngô có hiệu quả kinh tế cao nhất là 180 kg N – 80 kg P2O5 – 100 kg K2O/ha (giống LVN99) (Ngô Hữu Tình, 2003) [25]

Các loại phân khác nhau với mức bón khác nhau có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và năng suất ngô LVN10 vụ Xuân 2000, vì vậy việc sử dụng loại phân và lượng phân cần được xác định trên cơ sở lợi nhuận ở cả 3 loại phân mức bón kinh tế

là 200 kg NPK/ha Phân NPK Lâm Thao loại 5-10-3 là rất phù hợp với cây ngô với lượng bón tối đa là 350 kg NPK/ha, sử dụng ở mức bón N-P-K: 100-50-50 là kinh tế nhất (Ngô Hữu Tình và cs 2001) [24] Theo Lê Quý Tường và Trần Văn Minh, lượng phân bón thích hợp cho ngô lai trên đất phù sa cổ ở duyên hải Trung bộ trong

vụ Đông Xuân là 10 tấn phân chuồng + (150-180)kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha (tỷ lệ NPK là 1,7:1:0,7 hoặc 2:1:0,7), tiêu tốn lượng đạm từ 22,6 – 28,8 kgN/1 tấn ngô hạt; vụ Hè Thu bón 10 tấn phân chuồng + 150 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg

K2O/ha (tỷ lệ NPK là 1,7:1:0,7), tiêu tốn lượng đạm từ 27,9 – 28,4 kgN/1tấn ngô hạt (dẫn theo Trần Văn Minh, 2004) [12]

Bón phân vô cơ kết hợp phân hữu cơ cho ngô đã làm tăng năng suất ngô và giúp cải thiện độ phì trong đất, theo Bùi Đình Dinh (1988, 1994) để đảm bảo cho cây trồng có năng suất cao, ổn định, bón phân hữu cơ chiếm 25% tổng số dinh dưỡng, còn 75% phân hoá học (Trần Văn Minh, 2004) [12]

Hiệu quả của phân bón chỉ có thể phát huy đầy đủ khi có chế độ phân bón hợp lý, bón cân đối giữa các nguyên tố Bón phân cho ngô để đạt hiệu quả kinh

tế cao phải căn cứ vào đặc tính của loại giống ngô, yêu cầu sinh lý của cây ngô qua các thời kỳ sinh trưởng, tình trạng của cây trên đồng ruộng, tính chất đất, đặc điểm loại phân bón, kỹ thuật trồng trọt và điều kiện khí hậu thời tiết

Bón cân đối đạm – kaly có hiệu lực cao hơn nhiều so với lúa Bội thu do bón cân đối (trung bình của nhiều liều lượng đạm) có thể đạt 33 tạ/ha trên đất phù sa sông Hồng; 37,7 tạ/ha trên đất bạc màu; 11,7 tạ/ha trên đất xám và 3,9 tạ/ha trên đất đỏ vàng Xét về hiệu quả kinh tế thì bón phân cân đối cho ngô trên đất bạc màu, đất xám có lãi hơn nhiều so với đất phù sa và đất đỏ vàng (Nguyễn Văn Bộ, 2007)[5]

Theo tác giả Bùi Huy Hiền (2002)[7], từ năm 1985 đến nay tình hình sử dụng phân đạm ở nước ta tăng trung bình là 7,2%/năm, phân lân là 13,9%/năm, phân kali là 23,9%/năm Tổng lượng N + P2O5 + K2O trong 15 năm qua tăng trung bình 9,0%/năm Tỷ lệ N : P2O5 : K2O trong 10 năm qua đã cân đối hơn với tỷ lệ tương ứng qua các năm 1990, 1995 và 2000 là (1 : 0,12 : 0,05); (1 : 0,46 : 0,12) và (1 : 0,44 : 0,37) Lượng phân bón/ha cũng đã tăng

lên qua các năm 1990, 1995, 2000 với tổng lượng N : P2O5 : K2O tương ứng

là 58,7; 117,7 và 170,8 kg/ha, tỷ lệ này còn thấp so với các nước phát triển như Mỹ, Hàn Quốc, Pháp, Nhật với tổng lượng N : P2O5 : K2O khoảng 240 –

400 kg/ha Theo Vũ Hữu Yêm (1995) [32], ảnh hưởng của bón đạm như sau: Không bón năng suất đạt 40 tạ/ha; bón 40 kg N năng suất đạt 56,5 tạ/ha; bón

80 kg N năng suất đạt 70,8 tạ/ha; bón 120 kg N năng suất đạt 76,2 tạ/ha; bón

160 kg N năng suất đạt 79,9 tạ/ha

Trên đất phù sa cổ, đối với giống ngô lai LVN4 bón đạm ở các liều lượng nền 1 + 150N, nền 1 + 180N, nền 1 + 210N đều làm năng suất hơn đối chứng 1 (không bón phân) từ 26,64 - 32,48 tạ/ha trong vụ Đông Xuân và 28,43 - 30,98 tạ/ha trong vụ Hè Thu Lượng đạm tăng từ 120 - 210N thì năng suất ngô cũng tăng theo, nhưng hiệu quả kinh tế cao nhất là bón 10 tấn phân chuồng + 150N + 90P2O5 + 60K2O/ha (Lê Quý Tường và cs, 2001) [29] Khi nghiên cứu về phân bón cho ngô trên đất bạc mầu, Nguyễn Thế Hùng (1996) [8], đã chỉ ra rằng phân

N có tác dụng rất rõ đối với ngô trên đất bạc mầu, song lượng bón tối đa là 225 kg/ha, ngưỡng bón N kinh tế là 150 kg/ha trên nền cân đối P – K

Kết quả nghiên cứu bón đạm cho ngô của Đào Thế Tuấn cho thấy ở Đồng bằng sông Hồng với mức bón đạm 90 kgN/ha, hiệu suất bón đạm đối với ngô địa phương là 13 kg ngô hạt/1 kg N và ngô lai là 18 kg ngô hạt/1 kg

N Bón đến mức 180 kg N/ha đã đạt 9 – 14 kg ngô hạt/1 kg N (dẫn theo Trần Văn Minh, 2004) [12]

Trần Hữu Miện (1987) [11] để tạo ra 1 tấn ngô hạt trong vụ ngô Đông miền Bắc cần 25 – 28 kg N, vụ Xuân 28 – 32 kg N, vụ Hè Thu 32 – 35 kg N, Thu Đông 30 – 32 kg N

Kết quả nghiên cứu của Lê Quý Kha (2001) [9] đã chỉ ra rằng mặc dầu trong điều kiện ít có khả năng đầu tư đạm và thiếu nước, ví dụ như nhờ nước

trời, tốt hơn hết vẫn phải chia nhỏ lượng đạm làm nhiều lần để bón thì hiệu quả sử dụng đạm của cây ngô mới cao

1.3 TÌNH HÌNH SẢN SUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến trên thế giới, không cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vực di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá

và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất

Sản xuất ngô trên thế giới liên tục tăng từ đầu thế kỷ XX cho đến nay, trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu So với năm 1961 năng suất ngô trung bình của thế giới mới đạt 19 tạ/ha, năm 2007 năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm hơn 30,64 tạ/ha (từ 19 tạ/ha lên 49,64 tạ/ha) Đến năm

2010 diện tích ngô trên toàn thế giới đạt 161,00 triệu ha, năng suất đạt 50,6 tạ/ha và sản lượng đạt 840 triệu tấn.(FAOSTAT, 2011)[42]

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 1961 - 2010 Năm (triệu ha) Diện tích Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (triệu tấn)

Kết quả trên có được, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác Đặc biệt, từ 10 năm nay cùng với những thành tựu trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước Những thành tựu mà ngành ngô thế giới đạt được trong những năm gần đây có thể nói là đã vượt ngoài mọi dự đoán Năm 2000 do điều kiện khí hậu khó khăn sản lượng ngô giảm xuống còn 592,5 triệu tấn, đến năm 2007 đã đạt tới 789,48 triệu tấn Riêng 7 năm gần đây đã tăng thêm gần 300 triệu tấn Tuy sản lượng tăng nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu về ngô của thế giới nên giá ngô vẫn ở mức cao

Cây ngô được trồng rộng rãi trên toàn thế giới, nhưng có sự phân bố không đồng đều giữa các châu lục Do trình độ khoa học kỹ thuật và khả năng đầu tư kinh tế vào sản xuất ngô của mỗi châu lục là khác nhau lên diện tích, năng suất, sản lượng ngô giữa các châu lục trên thế giới có sự chênh lệch nhau rất lớn

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2010

(Triệu ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lƣợng (Triệu tấn)

Nhờ ứng dụng thành công nhiều thành tựu của khoa học kỹ thuật vào việc chọn tạo ra nhiều giống ngô lai có năng suất cao đã giúp cho châu Mỹ luôn dẫn đầu về diện tích, năng suất, cũng như sản lượng ngô Năm 2010, diện tích trồng ngô của châu Mỹ là 63,1 triệu ha, năng suất đạt 70,98 tạ/ha, cao hơn gần 40% so với năng suất ngô bình quân của toàn thế giới, sản lượng đạt 447, 92 triệu tấn Châu Âu có diện tích trồng ngô thấp nhất có 14,11 triệu ha, nhưng năng suất đạt 60,64 tạ/ha cao hơn rất nhiều so với năng suất ngô của Châu Á và Châu Phi Châu Á diện tích là 53,71 triệu ha, năng suất chỉ đạt 45,83 Châu Phi do có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, nền kinh tế còn khó khăn và khả năng áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn hạn chế, sử dụng giống ngô cũ, canh tác lạc hậu chủ yếu dựa vào tự nhiên lên mặc dù có diện tích trồng ngô đứng thứ 3 trên thế giới 30,38 triệu

ha, nhưng năng suất lại thấp nhất chỉ đạt 20,82 tạ/ha, bằng 37,3% năng suất

bình quân của thế giới (FAOSTAT, 2011) [42]

Hàng năm Mỹ là nước dẫn đầu xuất khẩu ngô chiếm khoảng 60-73% tổng lượng ngô thương mại thế giới và dự kiến chiếm 70% vào năm 2013 (USDA, 2008) [59] Achentina xuất khẩu khoảng 10 triệu tấn/năm và dự kiến

sẽ được 14 triệu tấn ngô (2013), Brazil xuất khẩu được 5 triệu tấn/năm và sẽ giữ vững ở mức này vì đảm bảo nhu cầu trong nước Trong khi đó nhiều nước trong khối EU, Đông Á, Đông Nam Á, vùng Tây và Nam Phi vẫn là những nước nhập khẩu ngô chính Thương mại ngô ở vùng Châu Á sẽ tăng nhanh chủ yếu phụ thuộc vào ngô Trung Quốc Năm 2010 Trung Quốc đã nhập khẩu 1,3 triệu tấn ngô con số cao nhất trong vòng 15 năm qua

Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới (IPRI, 2003) [45], dự báo nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 chỉ lên đến 852 triệu tấn trong đó 15% dùng làm lương thực, 69% dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16% dùng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp Đến năm 2020 nhu cầu ngô trên

thế giới tăng 45% so với nhu cầu năm 1997, chủ yếu tăng ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông Nam Á nhu cầu tăng 70% so với năm 1997

Bảng 1.4 Dự báo nhu cầu ngô trên thế giới đến năm 2020

1.3.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa ở nước ta Ngô được đưa vào Việt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình, 2009)[27] Do

có vai trò quan trọng đối với kinh tế xã hội cộng với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nên ngô đã nhanh chóng được mở rộng, trồng khắp các vùng miền cả nước Trước đây, sản xuất ngô ở Việt Nam còn nhỏ lẻ và phân tán, chủ yếu là tự cung tự cấp theo nhu cầu của hộ nông dân Tại một số vùng miền núi do khó khăn về sản xuất lúa nước nên nông dân phải trồng ngô làm

lương thực thay gạo Các giống ngô được trồng đều là các giống truyền thống của địa phương, giống cũ nên năng suất rất thấp

Cùng với sự tiến bộ của toàn thế giới, việc phát triển sản xuất ngô ở Việt Nam trong vài thập kỷ, cuối thế kỷ 20 cũng đã thu được những kết quả quan trọng Việc đạt được những thành tựu lớn trong sản xuất ngô ở nước ta trong những năm gần đây là nhờ có những chính sách khuyến khích của Đảng và Nhà nước trong việc áp dụng thành công những tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, kỹ thuật canh tác vào sản xuất nên cây ngô đã có những bước tiến mạnh về diện tích, năng suất và sản lượng

Bảng 1.5 Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 1960 đến 2010

Nhìn vào bảng 1.5 ta có thể thấy, vào thập kỷ 60 của thế kỷ trước, diện tích ngô cả nước chỉ khoảng 198,6 nghìn hecta, năng suất chỉ đạt 10 tạ/ha, đến đầu những năm 1980 cũng không cao hơn nhiều, diện tích trồng ngô cả nước 389,6 nghìn ha, năng suất chỉ ở mức 11,2 tạ/ha, sản lượng đạt 436,35 tấn do vẫn trồng các giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng góp phần nâng năng suất ngô lên 15,5 tạ/ha vào đầu những năm 90 Đặc biệt, hai sự kiện tạo

sự chuyển biến quan trọng đó là “Ngô đông trên đất hai lúa ở Đồng bằng Bắc Bộ” & “Bùng nổ ngô lai” ở các vùng trồng ngô cả nước Ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt từ đầu những năm 1990 đến nay

do việc tạo được các giống ngô lai và mở rộng diện tích trồng ngô lai trong sản xuất, kết hợp áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác theo nhu cầu của giống mới Năm 1991, diện tích trồng giống lai chưa đến 1% trên 430 nghìn hecta trồng ngô Năm 2006, giống ngô lai đã chiếm khoảng 90% diện tích trong hơn 1 triệu hecta ngô cả nước, giống do các cơ quan nghiên cứu trong nước chọn tạo và sản xuất chiếm từ 58-60% thị phần trong nước, số còn lại là của các công ty liên doanh với nước ngoài Trong đó, giống ngô lai do Viện nghiên cứu ngô (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) tạo ra chiếm tới 90% lượng giống lai của Việt Nam Một số giống khá nổi bật như: LVN10, LVN99, LVN4, LVN9, VN8960, LVN885, LVN66

Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác Năm 2008, diện tích trồng ngô của cả nước (trong đó 90% diện tích là ngô lai) đạt 1.125.9000 ha, tổng sản lượng trên 4.531.200 tấn So với năm 1990 diện tích ngô cả nước đã

tăng 2,61 lần, năng suất tăng 2,59 lần, sản lượng tăng 6,75 lần Nhưng đến năm 2009 diện tích ngô cả nước giảm xuống còn 1086,8 nghìn ha (diện tích giảm 39,1 nghìn ha) Năm 2010, diện tích tăng lên đạt 1126,9 nghìn ha, năng suất 40,9 tạ/ha, tổng sản lượng lên tới trên 4.600.000 tấn Mục tiêu phấn đấu đến năm 2015 đưa diện tích ngô cả nước đạt 1,3 triệu ha với năng suất bình quân 50 - 55 tạ/ha và đến năm 2020 đạt 1,4 - 1,5 triệu ha; năng suất bình quân đạt 55 - 60 tạ/ha; tổng sản lượng 8 - 9 triệu tấn nhằm đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhu cầu khác trong nước

và xuất khẩu (Viện nghiên cứu ngô, 2010) [31]

Như vậy để cây ngô Việt Nam phát triển một cách bền vững, đáp ứng trên 80% nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất, việc đánh giá đúng thực trạng sản xuất ngô, đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm mở rộng diện tích trồng ngô là điều hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay

1.3.3 Tình hình sản xuất ngô ở tỉnh Thái Nguyên

Thái Nguyên là một tỉnh miền núi Trung du Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên 356.282 ha, dân số hiện nay khoảng 1.139.400 người, chiếm 1,13% diện tích và 1,41% dân số so với cả nước

Thái Nguyên có điều kiện đất đai phức tạp gây cản trở lớn trong việc sản xuất ngô của tỉnh Đại đa số các huyện còn nghèo, cơ sở vật chất, trình độ thâm canh còn thấp Điều kiện tự nhiên phức tạp, hệ thống thuỷ lợi còn chưa đáp ứng được nhu cầu nước tưới cho nên sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất ngô nói riêng còn nhiều hạn chế Tuy nhiên do cây ngô có một vị thế quan trọng trong nền kinh tế nên tỉnh đã rất chú trọng đưa ra những giải pháp khắc phục khó khăn, đưa các giống ngô lai năng suất cao vào sản xuất và áp dụng các biện

pháp kỹ thuật thâm canh Vì vậy bước đầu đã đạt được những thành quả nhất định

Bảng 1.6.Tình hình sản xuất ngô tại Thái Nguyên năm 2001 - 2010

Nguồn: Tổng cục thống kê, tháng 9 năm 2012 [28]

Qua bảng 1.6 cho thấy diện tích, năng suất, sản lượng ngô đều tăng đáng kể Diện tích trong giai đoạn này tăng khá nhanh từ 9,7 lên 17,9 nghìn ha Năng suất ngô tăng 0,91 tạ/ha/năm Sản lượng ngô tăng từ 29,7 nghìn tấn năm 2001 lên 75,2 nghìn tấn năm 2010 (tăng 5,05 nghìn tấn/năm) Sản lượng ngô tăng chậm là do diện tích đất trồng ngô ở nhiều vùng ở Thái Nguyên bị thu hẹp, một số nơi chuyển sang trồng các cây công nghiệp khác, năng suất lại tăng chậm Từ những thống kê trên cho

thấy những năm tiếp theo diện tích trồng ngô của tỉnh có xu hướng ổn định, còn năng suất vẫn không ngừng tăng

Để không ngừng nâng cao năng suất và sản lượng ngô, chúng ta cần phải

có các giống ngô lai mới, phù hợp với điều kiện mỗi địa phương và tiến hành nghiên cứu về các loại phân bón, liều lượng và cách bón từng loại phân sao cho đạt được hiệu quả cao nhất của phân bón

1.4 KẾT LUẬN RÚT RA TỪ PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Hiện nay, khuyến cáo liều lượng N bón cho cây trồng nói chung và cho ngô nói riêng thường dựa vào tiềm năng năng suất và kết quả phân tích đất mà ít dựa vào tình trạng sinh trưởng và dinh dưỡng của cây Kết quả là một quy trình bón phân có thể được áp dụng cho một vùng rộng lớn, trên nhiều giống ngô có tình trạng sinh trưởng và dinh dưỡng khác nhau dẫn tới có nơi cây thiếu N, ảnh hưởng tới năng suất và có nơi thừa N ảnh hướng xấu tới môi trường;

Kết quả nghiên cứu về bón phân theo vùng chuyên biệt cho thấy hiệu quả kinh tế và môi trường của phương pháp này nhưng do biến động lớn giữa các thửa đất trong cùng thời gian và biến động các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển của cây qua các năm làm cho phương pháp này cần được tiếp tục nghiên cứu;

Kết quả nghiên cứu dựa vào chỉ số diệp lục (CSDL) cho thấy tiềm năng ứng dụng của phương pháp này cho thực tế sản xuất Tuy nhiên ở Việt Nam mới tập trung nghiên cứu trên cây lúa, chè, chưa có công trình nào nghiên cứu trên cây ngô Thành công của đề tài góp phần nâng cao năng suất ngô, nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm, giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong sản xuất ngô, mở ra hướng nghiên cứu và ứng dụng tính

toán lượng phân bón cho các cây trồng nông nghiệp khác ở Việt Nam

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Vật liệu thí nghiệm gồm 2 giống ngô lai do Viện nghiên cứu ngô Đan Phượng, Hà Nội cung cấp là giống LVN14 và giống LVN99

* LVN14: Là giống ngô lai đơn do Tiến sĩ Phan Xuân Hào - Phó Viện trưởng Viện nghiên cứu Ngô chọn tạo, đã được Bộ NN - PTNT cho phép sản xuất thử trên phạm vi cả nước LVN14 có TGST trung bình: Vụ Xuân 120 - 125 ngày, vụ hè thu 90 - 100 ngày, chiều cao cây 200 - 220

cm, chiều cao đóng bắp 100 - 110 cm, chiều dài bắp 18 - 20 cm, đường kính bắp 5,0 - 5,5 cm, số hàng hạt 14, số hạt/hàng 35 - 38 hạt, khối lượng

1000 hạt 330 - 350g, tỷ lệ hạt trên bắp 78 - 80% Khả năng chống chịu tốt, đặc biệt chịu hạn và chống đổ Năng suất: 60 - 80 tạ/ha, thâm canh tốt có thể đạt trên 100 tạ/ha

* LVN99: là giống lai đơn giữa dòng mẹ và dòng bố của giống lai

ưu tú nhập nội có nguồn gốc nhiệt đới Giống được công nhận tạm thời năm 2002, được công nhận giống quốc gia năm 2004 theo quyết định số