Khảo sát một số tổ hợp lai và giống ngô có triển vộng tại nghệ an

Luận văn

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp hà nội

Người hướng dẫn khoa học: TS Phan xuân hào

HÀ NỘI - 2009

Lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ trong LuËn v¨n hoµn toµn trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

Hµ Néi, th¸ng n¨m 2009

T¸c gi¶

NguyÔn §øc Anh

Lời cảm ơn

Để hoàn thành khóa học và thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của ban thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, gia đình, các tập thể và bạn bè đồng nghiệp

Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:

TS Phan Xuân Hào - Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu Ngô, thầy hướng dẫn khoa học đM tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Viện Đào tạo sau Đại học, Khoa Nông học - Trường Đại Nông nghiệp Hà Nội

đM giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành chương trình học tập và luận văn Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc Trung Bộ

Bộ môn Cây lương thực - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Bắc trung bộ

đM tạo điều kiện về thời gian, cơ sơ nghiên cứu để tôi học tập và hoàn thành luận văn

Xin bày tỏ lòng biết ơn đối với bố mẹ, vợ và các anh chị em trong gia đình đM

động viên, tạo mọi điều kiện về thời gian, công sức và kinh phí để tôi hoàn thành luận văn này

Hà Nội, tháng năm 2009

Tác giả

Nguyễn Đức Anh

Mục lục

Lời cam đoan……… i

Lời cảm ơn ii

Mục lục……… iii

Danh mục các chữ viết tắt……… v

Danh mục bảng……… vi

Danh mục hình……… vii

1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 3

1.2.1 Mục đích của đề tài 3

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 3

2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 4

2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam 4

2.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới 4

2.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở nước ta 5

2.2 Những nghiên cứu cơ bản về cây ngô 11

2.2.1 Những nghiên cứu cơ bản về ngô trên thế giới 11

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 13

2.3 Nhu cầu dinh dưỡng cây ngô 17

2.3.1 Tình hình sử dụng dinh dưỡng của cây ngô 17

2.3.2 Vai trò của các nguyên tố đa lượng đối với cây ngô 22

2.3.3 Vai trò của một số nguyên tố vi lượng đối với cây ngô 25

2.4 ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến sinh trưởng phát triển cây ngô 26

2.5 Những nghiên cứu về mật độ, khoảng cách 35

3 vật liệu, Nội dung và phương pháp nghiên cứu 39

3.1 Thí nghiệm khảo sát tổ hợp lai và giống ngô có triển vọng 39

3.1.1 Vật liệu, địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 39

3.1.2 Nội dung nghiên cứu 40

3.1.3 Phương pháp nghiên cứu 40

3.2 Xây dựng mô hình 44

3.2.1 Vật liệu, thời gian và địa điểm xây dựng mô hình 44

3.2.2 Phương pháp tiến hành 44

4 kết quả nghiên cứu và thảo luận 45

4.1 Kết quả khảo sát các tổ hợp lai và giống ngô triển vọng 45

4.1.1 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các công thức 45

4.1.2 Các chỉ tiêu về hình thái cây của các công thức 50

4.1.3 Một số đặc điểm về bắp và hạt của các công thức 56

4.1.4 Khả năng chống chịu của các công thức thí nghiệm 57

4.1.5 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 62

4.2 Kết quả xây dựng mô hình 73

4.2.1 Thời gian sinh trưởng phát triển và hình thái cây của giống ngô LVN14 73

4.2.2 Khả năng chống chịu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 75

5 kết luận và đề nghị 80

5.1 Kết luận 80

5.2 đề nghị 80

Tài liệu tham khảo 81

phụ lục………83

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t vµ ký hiÖu

CIMMYT Trung t©m Nghiªn cøu Ng« vµ Lóa m× Quèc tÕ iFpri ViÖn Nghiªn cøu Ch−¬ng tr×nh L−¬ng thùc ThÕ giíi FAOSTAT Tæ chøc N«ng l−¬ng thÕ giíi

Danh mục bảng

Tên bảng

Trang Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì và lúa nước trên thế giới 4

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước trên thế giới năm 2007 5

Bảng 2.3 Sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 1961 đến những năm gần đây 6

Bảng 2.6 Sản xuất ngô tại các huyện, thị ở Nghệ An trong giai đoạn 2006 - 2008 10

Bảng 2.7 Lượng chất dinh dưỡng cây ngô lấy đi để tạo ra 10 tấn hạt .19

Bảng 2.8 Nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong các giai đoạn sinh trưởng 20

Bảng 2.9 Quan hệ giữa nhiệt độ trung bình ngày với một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô 27

Bảng 2.10 Nhu cầu nước để đạt được 1 kg chất khô ở một số cây trồng 28

Bảng 4.1 Thời gian sinh trưởng phát triển của các công thức từ gieo đến giai đoạn 7 – 9 lá 47

Bảng 4.2 Thời gian sinh trưởng phát triển của các công thức 48

Bảng 4.3 Các chỉ tiêu về hình thái cây của các công thức 52

Bảng 4.4 Số lá và số lá xanh lúc chín của các công thức 55

Bảng 4.5 Một số đặc điểm về bắp và hạt của các công thức thí nghiệm 56

Bảng 4.6 Khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh 58

Bảng 4.7 Khả năng chống chịu một số sâu hại chính 60

Bảng 4.8 Khả năng chống chịu một số bệnh hại chính 61

Bảng 4.9 Các chỉ tiêu về bắp liên quan tới năng suất của các công thức thí nghiệm 63

Bảng 4.10 Một số yếu tốt cấu thành năng suất của các công thức 66

Bảng 4.11 Một số yếu tố cấu thành năng suất các công thức (tiếp theo) 67

Bảng 4.12 Năng suất của các công thức thí nghiệm 69

Bảng 4.13 Thời gian sinh trưởng phát triển và hình thái của giống LVN14 74

Bảng 4.14 Khả năng chống chịu, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống trong mô hình trình diễn 76

Danh mục hình

Tên hình

Trang Hình 1 Diện tích, năng suất và sản l−ợng ngô Nghệ An từ 2004 đến nay 9

Hình 4.1 Chiều cao cây của các công thức trong hai vụ thí nghiệm 53

Hình 4.2 Năng suất thực thu của các công thức thíúcghiệm qua hai vụ 71

Hình 4.3 Năng suất của các giống trong mô hình trình trình diễn 78

1 Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngô (Zea mays L) là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mỳ và lúa gạo ở các nước Trung Mỹ, Nam á và Châu Phi, người ta sử dụng ngô làm lương thực chính cho người với phương thức rất đa dạng theo vùng địa lý và tập quán mỗi nơi Tại Việt Nam, ở những vùng miền núi, vùng khó khăn, đồng bào các dân tộc thiểu số vẫn còn tập quán sử dụng ngô làm lương thực chính

Ngô là nguồn thức ăn quan trọng nhất trong chăn nuôi hiện nay: 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc, gia cầm là từ ngô; ngô còn là thức ăn xanh

và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt là bò sữa Ngô cũng là cây thực phẩm, như ngô bao tử làm rau; ngô nếp, ngô đường dùng làm quả ăn tươi hoặc đóng hộp làm thực phẩm cao cấp Ngô cũng là nguyên liệu của ngành công nghiệp thực phẩm

và công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, bánh kẹo Đặc biệt, gần

đây ngô là nguồn nguyên liệu của ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học (nhiên liệu ethanol)

Trong gần 50 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu Năm 2007, sản xuất ngô thế giới đạt kỷ lục cả về diện tích, năng suất và sản lượng: với 158 triệu ha, năng suất 50,1 tạ/ha và sản lượng 791,8 triệu tấn, cao hơn lúa nước 132 triệu tấn và lúa mỳ 186 triệu tấn (theo FAO) So với năm 1961, năm 2007 năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm 32 tạ/ha (từ hơn 19 lên 50,1tạ/ha), lúa nước tăng gần 24 tạ/ha (từ 18,7 lên 42,3 tạ/ha), còn lúa mỳ tăng 17,4 tạ/ha (từ 10,9 lên 28,3 tạ/ha) [5], [22]

ở nước ta, ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa nước, nhưng cho đến cuối những năm 1970 năng suất ngô Việt Nam chỉ đạt chưa đến 10 tạ/ha (chưa bằng 30% năng suất trung bình thế giới) do 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 đM được trồng ở nước ta, góp phần đưa năng suất tăng lên gần đạt 15 tạ/ha vào đầu những năm 1990 Ngành sản xuất ngô nước ta có bước tiến nhảy vọt từ giữa những năm 1990, nhờ phát triển giống ngô lai và cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác Năm 1991, diện tích trồng giống

ngô lai chưa đến 1% trong hơn 400 nghìn hecta ngô Năm 2008, trong số 1.125,9 ngàn hecta thì ngô lai chiếm khoảng 95%, năng suất trung bình đạt 40,2 tạ/ha, sản lượng 4.531,2 ngàn tấn Đây là năm có diện tích, năng suất và sản lượng cao nhất từ trước đến nay [5], [19]

Mặc dù đM đạt được những kết quả rất quan trọng, nhưng sản xuất ngô ở nước

ta vẫn còn nhiều vấn đề đặt ra: Thứ nhất là năng suất ngô vẫn thấp so với trung bình thế giới, rất thấp so với năng suất thí nghiệm (tại Viện Nghiên cứu Ngô, năng suất thí nghiệm đM đạt 10 - 12 tấn/ha [5]), chênh lệch lớn giữa các vùng và các vụ; thứ 2

là giá thành sản xuất còn cao; thứ 3 là sản lượng chưa đáp ứng đủ nhu cầu trong nước ngày càng tăng lên rất nhanh, những năm gần đây phải nhập từ 500 - 700 nghìn tấn ngô hạt để làm thức ăn chăn nuôi

Nghệ An là một trong những tỉnh có diện tích ngô lớn, năm 2000 diện tích ngô toàn tỉnh là 37,5 nghìn ha, đứng vị trí thứ 6 so với tất cả các tỉnh trong cả nước, sau Hà Giang,

Đắk Lắk, Thanh Hoá, Sơn La, Đồng Nai Năng suất đạt 21 tạ/ha (bằng 76,4% năng suất trung bình của cả nước) và sản lượng 78,7 ngàn tấn Trong những năm gần đây diện tích ngô tăng nhanh, đến 2007 toàn tỉnh đạt 59,6 nghìn ha, đứng vị trí thứ 3, sau Đắk Lắk (117,0 nghìn ha) và Sơn La (92,7 nghìn ha), năng suất 34,2 tạ/ha, sản lượng đạt 204,0 nghìn tấn [19] Năm 2008 diện tích ngô toàn tỉnh 61,4 nghìn ha, năng suất 36,4 tạ/ha Theo đề án sản xuất của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Nghệ An, năm 2009 toàn tỉnh sẽ trồng ngô khoảng 65 nghìn ha, năng suất đạt 37 tạ/ha

Như thế, năng suất ngô Nghệ An còn rất thấp so với nhiều tỉnh trong nước, đặc biệt là rất thấp so với tiềm năng năng suất của các giống ngô lai được trồng ở Việt Nam Tuy điều kiện tự nhiên của tỉnh không thật thuận lợi như một số vùng sản xuất ngô tập trung với diện tích lớn như Tây Bắc, Tây Nguyên và Đông nam bộ, nhưng cũng không quá kho khăn, bởi ngô được trồng chủ yếu ở các bải ven sông và trên đất hai lúa trong

vụ Đông Giống ngô được người dân sử dụng chủ yếu như: LVN4, C919, CP888, LVN19, MX2 là những giống đM được trồng cách đây nhiều năm và nay đM nhiễm một số sâu bệnh nặng, chống chịu với điều kiện ngoại cảnh kém, khả năng cho năng suất không cao Kỹ thuật canh tác chưa được cải tiến nhiều, mức đầu tư thâm canh của người dân còn thấp, mật độ trồng chưa cao (thường từ 4,7 -5 vạn), khoảng cách giữa các

hàng còn thưa (70 - 80 cm) Trong khi giống và biện pháp kỹ thuật canh tác ngày không ngừng được cải tiến

Bởi vậy, thông qua việc khảo nghiệm các giống ngô lai mới theo quy trình thâm canh cao hơn để lựa chọn giống ngô có triển vọng nhất trong điều kiện Nghệ An nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất ngô của tỉnh là việc làm có tính cấp bách

Đó là lý do chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Khảo sát một số tổ hợp lai

và giống ngô có triển vọng tại Nghệ An"

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích của đề tài

Xác định được tổ hợp lai, giống ngô triển vọng cho Nghệ An

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Nghiên cứu đánh giá các đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các tổ hợp lai, giống ngô tham gia thí nghiệm trong vụ Thu Đông 2008 và vụ Xuân 2009

- Đánh giá khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận và một số sâu bệnh hại chính của các tổ hợp lai, giống ngô trong điều kiện tỉnh Nghệ An

- Xác định năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp lai, giống ngô thí nghiệm

2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Những năm gần đây ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năng suất cao nhất trong các cây lương thực chính Theo tổ chức FAO, năm 1961 năng suất ngô trung bình của thế giới mới đạt 20 tạ/ha, năm 2004 năng suất ngô đM đạt 49 tạ/ha

Đến năm 2007, diện tích ngô thế giới đM vượt qua lúa nước và đứng sau lúa mì, với diện tích 157 triệu ha, năng suất 50,1 tạ/ha Lúa mì với diện tích 214,208 triệu ha, năng suất mới đạt 28,3 tạ/ha Còn lúa nước chỉ có diện tích 155,8 triệu/ha và năng suất đạt 42,3 tạ/ha

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô, lúa mì và lúa nước trên thế giới

Năm D.tích

(1000 ha)

N.suất (tấn/ha)

S.lượng (1000 tấn)

D.tích (1000 ha)

N.suất (tấn/ha)

S.lượng (1000 tấn)

D tích (1000ha)

N suất (tấn/ha)

S lượng (1000tấn)

suất ngô, nước đạt năng suất bình quân cao nhất thế giới là Kuwait (210 tạ/ha), Jardan (187,5 tạ/ha), Israel (154,97 tạ/ha) Còn sản xuất ngô nước ta có diện tích (1.069,1 ngàn ha) đứng thứ 26, năng suất đứng thứ 53 (39,3 tạ/ha) và sản lượng (4.303,2 ngàn tấn)

đứng thứ 17 trên thế giới Như vậy, Mỹ và Trung Quốc là hai nước có diện tích và sản lượng ngô cao nhất thế giới, tuy nhiên năng suất ngô của Mỹ và Trung Quốc lại chưa cao so với một số nước khác

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô của một số nước trên thế giới năm 2007

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

ở Việt Nam, ngô là cây trồng có từ lâu đời Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào trồng ở nước ta từ những năm cuối thế kỷ 17 [12] Cây ngô có nhiều

đặc điểm quý, khả năng thích ứng rộng nên sớm được người dân chấp nhận và trở thành một trong những cây lương thực chính với diện tích, năng suất ngày càng tăng

Bảng 2.3 Sản xuất ngô ở Việt Nam từ năm 1961 đến những năm gần đây

(1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

đạt 11,4 tạ/ha và sản lượng là 260,1 tấn; đến những năm 1980 nhờ sự giúp đỡ của Trung tâm Cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), các nhà khoa học đM nghiên cứu và áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất, nên đến năm 1990 diện tích ngô nước ta đạt 432 ngàn ha và năng suất đạt 15,5 tạ/ha Từ đây, ngành sản xuất ngô nước ta mở ra một triển vọng mới Đó là không ngừng mở rộng diện tích, đặc biệt là diện tích ngô lai và cải thiện các biện pháp kỹ thuật nên ngành sản xuất ngô ở nước

ta đM đạt được những kết quả nhất định Đến năm 2008, cả nước sản xuất được 1.125,9 ngàn ha, năng suất đạt 40,2 tạ/ha và sản lượng hơn 4,5 triệu tấn, đây là năm ngành sản xuất ngô đạt diện tích cũng như năng suất cao nhất từ trước tới nay So với năm 1990, diện tích sản xuất ngô đM tăng 2,61 lần, năng suất tăng 2,59 lần và sản lượng tăng 6,75 lần

Còn Nghệ An là tỉnh sản xuất ngô với diện tích lớn, trong những năm qua diện tích, năng suất và sản lượng ngô tăng rất nhanh Năm 1995 toàn tỉnh sản xuất được 24,7 ngàn ha; năng suất đạt 13,3 tạ/ha Đặc biệt đến năm 2006, là năm tỉnh Nghệ An sản xuất ngô đạt diện tích (67,1 ngàn ha; bằng 45,27% diện tích vùng Bắc trung bộ) và sản lượng cao nhất từ trước tới nay (230,2 ngàn tấn; bằng 44,54% sản lượng vùng BTB); nhưng năng suất ngô mới đạt 34,3 tạ/ha Đến năm 2008, diện tích ngô Nghệ An sản xuất được 61,4 ngàn hecta, năng suất đạt 36,4 ta/ha (bằng 90,55% năng suất bình quân của cả nước, cao hơn năm 2006 là 1,8 tạ/ha) và sản lượng đạt 222,6 ngàn tấn

Bảng 2.4 Sản xuất ngô ở Nghệ An trong những năm gần đây

So với BTB (%)

2008, ngô vụ Đông chiếm diện tích lớn, từ 31.328 đến 39.420 hecta Đặc biệt năm

2006, Nghệ An sản xuất ngô với diện tích (67.129 ha), sản lượng (232.544 tấn) cao nhất từ trước tới nay; đồng thời là năm có diện tích ngô vụ Đông lớn nhất (39.420 ha; chiếm 58,72% diện tích ngô cả năm)

Bảng 2.5 Sản xuất ngô theo mùa vụ tại Nghệ An giai đoạn 2004 - 2008 Năm Vụ Diện tích (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản l−ợng (tấn)

2005 đến năm 2008 Năng suất ngô bình quân ở vụ Hè thấp nhất (dao động từ 20,50

đến 28,11 tạ/ha) và năng suất ngô bình quân đạt cao nhất ở vụ Xuân, cao hơn năng suất bình quân của cả năm từ 3,47 đến 11,13 tạ/ha Còn trong vụ Đông, năng suất ngô chênh lệch không lớn so với năng suất bình quân của cả năm

Do đó, trong những năm qua sản l−ợng ngô toàn tỉnh dao động từ 206,8 đến 232,5 ngàn tấn, năm đạt sản l−ợng cao nhất là năm 2006 (232,5 ngàn tấn) và tiếp

đến là năm 2008 (223,3 ngàn tấn)

Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Năng suất (tạ/ha)

Hình 1 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô Nghệ An từ 2004 đến nay

Qua bảng số liệu 2.6 cho thấy: Nghệ An là tỉnh có diện tích ngô lớn, nhưng chủ yếu tập trung ở một số huyện như Diễn Châu, Thanh Chương, Tân Kỳ Từ năm 2006 đến 2008, diện tích ba huyện này dao động từ 5,6 - 7,1 ngàn hecta/năm Các huyện Quỳnh Lưu, Nam

Đàn, Anh Sơn, Yên Thành và Đô Lương sản xuất ngô hàng năm với diện tích dao động từ 3,6 - 6,1 ngàn ha/năm Các huyện khác sản xuất ngô với diện tích dưới 3,6 ngàn hecta Mặc khác, diện tích ngô tại mỗi địa phương có sự chênh lệch lớn trong những năm qua, như huyện Yên Thành (năm 2006 diện tích là 6,1 ngàn hecta đến năm 2007 diện tích ngô còn 3,2 ngàn hecta)

Bảng 2.6 Sản xuất ngô tại các huyện, thị ở Nghệ An trong giai đoạn 2006 - 2008

Tên huyện D.tích

(ha)

N.suất (tạ/ha)

S.lượng (tấn)

D.tích (ha)

N.suất (tạ/ha)

S.lượng (tấn)

D.tích (ha)

N.suất (tạ/ha)

S.lượng (tấn) Diễn Châu 6.713 45,50 30.547 5.946 39,38 23.418 5.611 36,38 25.286 Yên Thành 6.162 28,95 17.837 3.634 32,11 11.667 3.623 45,07 13.421 Quỳnh Lưu 5.952 39,04 23.239 5.218 36,43 19.009 4.794 37,04 18.755 Nghi Lộc 3.644 21,05 7.672 3.977 26,88 10.692 4.126 39,12 9.112 Hưng Nguyên 1.602 33,90 5.430 1.121 27,06 3.033 730 22,08 2.403 Nam Đàn 5.024 37,34 18.758 4.760 34,91 16.615 4.240 32,92 15.669 Đô Lương 5.150 34,84 17.944 4.349 36,83 16.018 3.892 36,96 14.978 TP.Vinh 30 16,00 48 30 15,00 45 9 38,48 17 TX.Cửa Lò 294 21,84 642 284 22,36 635 284 18,89 668 Th.Chương 6.859 41,41 28.405 7.002 41,34 28.943 6.933 23,52 31.115 Anh Sơn 5.684 43,70 24.839 5.529 43,73 24.719 5.594 44,88 26.849 Nghĩa Đàn 2.795 26,20 7.323 2.190 28,80 6.307 2.315 47,99 6.889

Tân Kỳ 6.852 36,81 25.225 5.639 39,37 22.198 7.001 29,59 27.410 Quỳ Châu 852 19,25 1.639 542 17,99 975 729 39,15 1.432 Quỳ Hợp 2.346 24,79 5.816 2.176 26,81 5.834 2.606 19,64 6.789 Quế Phong 238 13,11 312 303 13,00 394 411 26,05 592 Con Cuông 2.709 37,83 10.248 2.558 38,46 9.841 2.684 14,40 11.277 Tương Dương 1.723 21,01 3.620 1.825 22,18 4.047 2.636 42,02 6.068

Kỳ Sơn 2.500 12,00 3.000 2.514 11,95 3.004 2.600 23,02 2.860 Toàn Tỉnh 67.129 34,64 232.544 59.868 34,73 206.854 61.385 36,37 223.288

(Nguồn: Sở NN&PTNT Nghệ An ) Năng suất ngô bình quân của tỉnh trong những năm qua dao động từ 33,95 đến 36,37 tạ/ha Nhưng trong đó có những huyện liên tục đạt năng suất từ 36 đến 45 tạ trên hecta như huyện Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Anh Sơn Riêng trong năm 2008, đM có huyện đạt năng suất ngô cao như Nghĩa Đàn (47,99 tạ/ha); Yên Thành (45,07 tạ/ha); Anh Sơn (44,88 tạ/ha); Tương Dương (42,02 tạ/ha) và địa phương đạt năng suất thấp nhất là huyện Con

Cuông (14,4 tạ/ha) Năm 2006 và năm 2007, năng suất ngô bình quân của các địa phương

có sự chênh lệch lớn, dao động từ 12 đến 45,5 tạ/ha Trong đó, có địa phương sản xuất ngô liên tục đạt năng suất thấp trong những năm qua như huyện Quế Phong (12 đến 26 tạ/ha);

vụ Xuân và vụ Hè, ngô thường được trồng trên đất màu, đất bMi ven sông; còn vụ

Đông ngô chủ yếu được trồng trên đất hai lúa và đất màu Ngô được trồng với mật

độ không cao (4,6 - 4,8 vạn cây/ha), khoảng cách là 70 x 30 x 1 cây và bón với lượng phân: 10 tấn phân chuồng + 120 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O/hecta Bón lót toàn bộ phân chuồng và phân lân; bón thúc đợt một lúc ngô 3 - 4 lá với 50% lượng phân

đạm + 50% lượng phân Kali; bón thúc đợt 2 lúc ngô 7 - 9 lá với lượng phân còn lại và kết hợp với vun gốc [33]

2.2 Những nghiên cứu cơ bản về cây ngô

2.2.1 Những nghiên cứu cơ bản về ngô trên thế giới

Ngô được con người quan tâm, nghiên cứu chủ yếu tập trung từ thế kỷ thứ 18 Người đầu tiên nghiên cứu về ngô là Cotton Mather và ông đM phát hiện giới tính của cây ngô Vào năm 1716, Mather đM quan sát thấy sự thụ phấn chéo ở ngô tại Massachusetts Trên ruộng ngô vàng được trồng một hàng bằng giống đỏ và xanh da trời, ông nhận thấy giống ngô vàng có sự thay đổi về màu hạt gây ra bởi giống đỏ và xanh Tám năm sau công bố của Cotton Mather, Paul Dudley đM đưa ra nhận xét về giới tính ngô và cho rằng gió đM mang phấn ngô cho quá trình thụ tinh

Năm 1812, John Lorain là một trong những chủ trang trại ở Pennsylvania đM biết lợi dụng những ưu việt của hỗn hợp các giống khác nhau trong sản xuất, thường

là gieo 2 giống ngô xen kẻ nhau trong cùng lô ruộng thu được năng suất cao hơn [1]

Đến năm 1871, người đầu tiên phát hiện ưu thế lai ở ngô là Charles Darwin, từ thí nghiệm nhỏ trong nhà kính ông nhận thấy những cây giao phối phát triển cao hơn cây tự phối 20% Darwin đM lai nhiều loài và giống cây, đến năm 1876 ông đM công

bố kết quả trong tác phẩm “Những tác động của giao phối và tự phối trong thế giới thực vật” Năm 1877, lần đầu tiên được William James Beal tiến hành nghiên cứu tại Học viện Nông nghiệp Michigan, ông đM tiến hành lai có kiểm soát giữa các giống ngô với mục đích tăng năng suất bởi ưu thế lai Ông nói: “Lai tạo cây trồng tuy còn phôi thai, song tôi tiên đoán trước rằng trong tương lai sẽ có những bước tiến vĩ đại theo hướng này cho lúa mỳ, yến mạch, ngô, rau, cây ăn quả và hoa – cây cảnh” [1]

Và sau một thời gian ngắn, G H Shull đM tiến hành nhiều thí nghiệm theo dõi các tính trạng như số hàng, chiều cao cây, tính nhiễm sâu bệnh và đM có nhận xét: “Bây giờ rõ ràng rằng tự phối chỉ đơn giản là làm thuần các dòng và rằng những so sánh của tôi không phải là giữa sự giao phối và tự phối, mà là giữa dòng thuần và con lai của nó”

Ông đM đóng góp thành tựu có ý nghĩa nhất cho nền nông nghiệp của thế kỷ 20 là sự phát triển ngô lai

Sau đó đến năm 1905, Edward Murray East tiếp tục nghiên cứu cũng nhằm

so sánh tác động tự phối và giao phối ngô, ông và Sull đều nhận thấy rằng tự phối làm suy giảm nhanh sức sống và giao phối thì khôi phục lại East đM thấy được ý nghĩa to lớn của phương pháp lai giữa dòng thuần cho nền nông nghiệp và khích lệ sản xuất hạt lai F1 Ông đM phát minh ra phương pháp “lai kép” (double cross) vào năm 1917 Phát kiến này là một bước tiến rất quan trọng trong thực tế sản xuất, các nhà chọn giống nhanh chóng áp dụng chương trình phát triển dòng thuần và các tổ hợp lai kép mới Từ đó lai kép được áp dụng rộng rMi ở các nước như Mỹ, Canada và châu âu Nhưng đến năm 60 của thế kỷ 20 đM phát triển được nhiều dòng thuần khoẻ

và năng suất cao, đM tạo điều kiện để sử dụng lai đơn vào sản xuất thay thế lai kép, bởi lai đơn có độ đồng đều và cho năng suất cao hơn lai kép Nên chỉ trong vòng 10 năm lai kép đM bị thay thế gần như hoàn toàn bởi lai đơn hoặc lai đơn cải tiến [1]

Tiến bộ khoa học về ngô lai được ứng dụng và mở rộng nhanh chóng ở Mỹ, sau đó ở các nước tiên tiến khác Có được sự thành công đấy phải kể đến công lao của Henry Agard Wallace, ông đM thấy được những ưu thế của ngô lai và bắt đầu tích cực giải thích những lợi thế đó và tuyên truyền xúc tiến phát triển ngô lai như thông qua tạp chí gia đình “Wallace Farmer” Năm 1926, Wallace đM thuyết phục bạn bè đầu tư liên doanh với Công ty Hi- Bred Corn Company (sau này thành Công

ty Pioneer Hi- Bred International) - chuyên nghiên cứu phát triển, sản xuất và buôn bán hạt giống ngô lai

Như vậy, trong những năm qua tiến bộ trong phát triển ngô lai đM thu được nhiều kết quả quan trọng: Như đM tạo ra số lượng dòng, tổ hợp lai lớn và vật liệu dùng trong chọn tạo dòng đM có sự thay đổi một cách cơ bản, trước những năm 1960 vật liệu tạo dòng chủ yếu là các giống ngô thụ phấn tự do địa phương, giai đoạn

1960 - 1980 vật liệu tạo dòng là các quần thể thụ phấn tự do cải tiến và một phần là giống tổng hợp Đến thập niên 80 và những năm đầu thập niên 90, vật liệu tạo dòng thuần là các quần thể giống thụ phấn tự do cải tiến, giống tổng hợp và các tổ hợp lai kép Còn từ cuối 1990 đến nay, vật liệu tạo dòng chủ yếu là các quần thể ưu tú giống tổng hợp, các tổ hợp lai kép, lai đơn (Duwick, 2001)

Cùng với sự thay đổi vật liệu di truyền thì sự cải tiến di truyền của các nguồn vật liệu cũng được đẩy mạnh; như sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong phân tích,

đánh giá mức độ đa dạng di truyền của các vật liệu trợ giúp công việc phân nhóm ưu thế lai, lập bản đồ di truyền của một số tính trạng quan trọng trên cơ sở đó phân loại vật liệu và chọn lọc một số tính trạng mong muốn Sử dụng kỹ thuật sinh học phân

tử và tái tổ hợp AND trong công tác đánh giá khả năng chống chịu sâu bệnh, chống hạn, chống đổ, chua phèn Nhờ thế, ngày nay vật liệu sử dụng trong chọn tạo giống ngô đM được cải tiến tăng khả năng kết hợp về năng suất, chất lượng, tăng khả năng chống chịu và có tính thích ứng rộng

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

ở Việt Nam, ngô có vị trí quan trọng thứ hai sau lúa nước nhưng thực sự

được đầu tư nghiên cứu từ những năm 1980 và cho đến nay, ngành sản xuất ngô nước ta đM gặt hái được những thành quả to lớn Có được những thành quả đó là do

Đảng, Chính phủ, Bộ Nông nghiệp và PTNT đM thấy được vai trò của cây ngô trong nền kinh tế, kịp thời đưa ra những chính sách, chương trình và biện pháp phù hợp nhằm khuyến khích nghiên cứu khoa học kỹ thuật và mở rộng sản xuất Đáp lại sự quan tâm đó, các nhà khoa học đM nắm bắt xu thế, nhạy bén đưa nhanh những tiến

bộ khoa học kỹ thuật, đặc biệt về giống mới vào sản xuất Từng thế hệ giống tốt thay thế nhau qua các giai đoạn lịch sử: Giống thụ phấn tự do (TPTD) tốt thay các giống

địa phương năng suất thấp, giống lai quy ước, lai đơn thay dần cho lai kép, lai ba

Những kết quả nghiên cứu chọn tạo giống ngô mới phục vụ sản xuất luôn gắn liền với chương trình khoa học công nghệ của Đảng và Chính phủ, được thể hiện qua các đề tài nghiên cứu phù hợp với từng giai đoạn phát triển như: Giai đoạn 1986 -

1990, đề tài “Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu các điều kiện bất thuận của môi trường phục vụ sản xuất các vùng sinh thái của Việt Nam” đM chọn tạo và phát triển giống ngô TPTD (VN1, MSB49 ) đM thay thế các giống ngô địa phương và góp phần đưa năng suất bình quân ngô của cả nước từ 10 tạ/ha lên 15,5 tạ/ha Giai đoạn 1991 - 1995, đề tài “Nghiên cứu lai tạo, chọn lọc bộ giống ngô mới có thời gian sinh trưởng khác nhau, thích hợp với cơ cấu mùa vụ, các vùng sinh thái trong cả nước, chống chịu với điều kiện bất thuận, có năng suất cao phẩm chất tốt” tiếp tục cải thiện nâng cao các giống ngô TPTD, hoàn thiện quy trình sản xuất hạt giống ngô TPTD, bước đầu nghiên cứu giống ngô lai không qui ước và qui ước; đM góp phần đưa năng suất ngô bình quân từ 15,5 tạ/ha lên 21,1 tạ/ha Giai đoạn 1996 - 2000, đề tài “Nghiên cứu chọn tạo cây màu, rau năng suất cao chất lượng tốt” đM đưa ra sản xuất nhiều giống ngô lai (lai đơn, lai ba, lai kép) góp phần nâng cao tỷ lệ hạt giống và đưa năng suất bình quân từ 21,1 tạ/ha lên 27,5 tạ/ha Giai đoạn 2001 - 2005, đề tài “Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô lai thích hợp các vùng sinh thái” đM thiết lập được hệ thống nghiên cứu cho các vùng trồng ngô chính như: Viện KHKTNN miền Nam, Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long, Trung tâm nghiên cứu và sản xuất giống ngô Sông Bôi; các giống mới tạo ra trong giai đoạn này chủ yếu là lai đơn, cùng với các giống mới của các công ty nước ngoài nhập nội đM góp phần thúc đẩy sản xuất, nâng cao diện tích sử dụng giống ngô lai lên trên 80% và đưa năng suất bình quân lên đạt 35,5 tạ/ha Giai đoạn 2006 đến

nay, đề tài “Nghiên cứu chọn tạo các giống ngô lai năng suất cao chất lượng tốt thích hợp các vùng sinh thái” tiếp tục mở rộng mạng lưới nghiên cứu ngô cho các

đơn vị như Viện KHKTNN Bắc trung bộ, Viện KHKT NL miền núi phía Bắc, Viện KHKTNN duyên hải Nam trung bộ , đề tài sơ bộ đM tạo ra giống ngô lai năng suất cao, chống chịu với điều kiện bất thuận

Nền tảng của công tác chọn tạo giống ngô lai là tập đoàn dòng thuần Công tác chọn lọc và phát triển tập đoàn dòng thuần trên đồng ruộng vốn đM đòi hỏi nhiều thời gian, song việc đánh giá, phân nhóm ưu thế lai và nhất là dự đoán được các cặp lai có năng suất cao là việc làm đòi hỏi nhiều thời gian và khá tốn kém Từ trước tới nay, phương pháp hiệu quả nhất là lai thử và đánh giá trực tiếp trên đồng ruộng Từ năm 1996 đến 2000, để rút ngắn thời gian tạo dòng, người ta đM áp dụng phương pháp nuôi cấy bao phấn Phương pháp này được Viện Di truyền Nông Nghiệp và Viện Nghiên cứu Ngô tiến hành nghiên cứu và bước đầu đM thu được một số kết quả như xác định được 27 nguồn nguyên liệu có tỷ lệ hình thành cấu trúc phôi là 4,4%, giống lai có tỷ lệ hình thành cấu trúc phôi cao hơn giống thụ phấn tự do Chọn lọc

được 4 nguồn nguyên liệu có tỷ lệ hình thành cấu trúc phôi và tái sinh cây cao là C2

x C172, C153 x C172, AC7931 x C172, C164 x C172 Các dòng đơn bội kép có độ

đồng đều cao, thời gian sinh trưởng trung bình, muộn, sinh trưởng yếu hơn các dòng truyền thống, có thân cứng, chống đổ khá, chịu khô vằn, dạng hạt và màu sắc hạt

đáp ứng tiêu chuẩn dòng có thể tham gia thí nghiệm tạo giống lai

Đến năm 2001, Ngô Hữu Tình, Bùi Mạnh Cường đM nghiên cứu sử dụng chỉ thị phân tử (RAPD - Random Amplified Polymeric DNA) đánh giá đa dạng di truyền, phân nhóm ưu thế lai đM đạt được những kết quả: Xác định được khoảng cách di truyền của các dòng thí nghiệm, mối quan hệ giữa khoảng cách di truyền với năng suất hạt Phân nhóm ưu thế lai theo khoảng cách di truyền là hoàn toàn chính xác và cho phép loại bỏ 1/4 số cặp lai không cần thiết [24] Thông qua khoảng cách

di truyền và phân nhóm ưu thế lai, chúng ta lựa chọn được các cặp lai ưu tú có năng suất cao, phẩm chất tốt, khả năng chống chịu cao và thích ứng rộng

Giai đoạn 2003 - 2004, Phan Xuân Hào, Bùi Mạnh Cường đM nghiên cứu chỉ thị SSR (Simple Sequence Reppeeat) phân tích đa dạng di truyền tập đoàn ngô Theo

các nhà nghiên cứu, đây là một trong những chỉ thị có độ tin cậy cao, đánh giá chính xác và đầy đủ các thông tin phả hệ của tập đoàn dòng cần nghiên cứu Nhóm tác giả

đM nghiên cứu 88 dòng ngô (trong đó gồm 51 dòng ngô Việt Nam, 1 dòng nguồn gốc từ Mỹ, 36 dòng từ CIMMYT) Kết quả đM xác định được độ thuần về mặt di truyền của các dòng: Tất cả các dòng đều có dị hợp tử ở mức cho phép (< 20%) ĐM xác định được sơ đồ phả hệ giữa các dòng trong tập đoàn nghiên cứu Năm 2004, nghiên cứu tập đoàn dòng gồm 52 dòng của Việt Nam, 19 dòng từ CIMMYT và 1 dòng từ Mỹ Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa năng suất của con lai F1 có liên quan tới mức độ đa dạng di truyền của các nguồn vật liệu: Hệ số tương quan giữa năng suất F1 và ưu thế lai trung bình (Hmp) là tương quan thuận Tức là năng suất F1, ưu thế lai của tập đoàn vật liệu có mối liên quan mật thiết với sự đa dạng di truyền

Điều này rất có ý nghĩa để nâng cao hiệu quả công tác chọn tạo giống lai [24]

Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, bên cạnh những thuận lợi về điều kiện khí hậu như nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa thì cũng không ít khó khăn do thiên tai như gió bMo, lụt lội và hạn hán Hàng năm, nước ta phải hứng chịu từ 7 - 9 cơn bMo biển Đông, ngoài ra còn những cơn lốc, xoáy cục bộ đM làm đổ gMy cây trồng, trong đó có ngô Theo số liệu của các nhà khoa học khu vực, hàng năm gió bMo làm giảm sản lượng từ 10 - 15%, vì thế công tác nghiên cứu chọn tạo giống chống đổ - gMy là rất cần thiết Năm 2000 - 2001, Ngô Hữu Tình đM nghiên cứu trạng thái đổ - gMy ở ngô và đM có những kết quả: Nhóm giống gMy đốt cần loại

bỏ ra khỏi tập đoàn giống, vì gMy đốt dẫn đến gây thiệt hại năng suất 100% GMy lóng cũng gây thiệt hại nặng, nhưng vẫn có khả năng phục hồi sau gMy và vẫn cho năng suất chấp nhận được [24]

Nước ta có tới 3/4 diện tích đất tự nhiên là đất dốc (đất đồi núi) là loại đất khó khai thác sử dụng và kém hiệu quả, đặc biệt đất bị bóc trần khỏi thảm thực vật che phủ ở nhiều nơi với đất canh tác dốc cộng với nông dân chỉ quan tâm sử dụng giống mới và tăng hàm lượng phân hóa học mà không sử dụng phân hữu cơ, phân xanh hoặc tàn dư cây trồng để bảo vệ và nâng cao độ mùn cho đất Dẫn đến đất trồng ngô bị xói mòn và thoái hóa đến mức giống mới và phân hóa học không còn phát huy tác dụng Từ thực trạng đó, các nhà khoa học Viện KHKT Nông lâm miền

núi phía Bắc đM tiến hành thử nghiệm biện pháp tạo tiểu bậc thang trên đất có độ dốc lớn (20 - 250), kết hợp che phủ đất (bằng rơm rạ, thân cây ngô vụ trước) sau đó trồng ngô tại một số điểm của miền núi phía Bắc Kết quả cho thấy, với biện pháp canh tác này đM hạn chế xói mòn đất rất lớn, chỉ 0,53 tấn/ha đất bị trôi tức là giảm 84,5% so với đối chứng, tăng năng suất ngô từ 10,6 đến 31,9% Đồng thời giảm nhẹ công lao

động như làm đất, làm cỏ (giảm từ 25 đến 91,7% công làm cỏ) góp phần cải thiện

đời sống nông dân vùng cao mà vẫn bảo tồn được tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường sinh thái [30]

Những năm gần đây, ở nước ta nhiều giống mới liên tục được đưa vào khảo nghiệm: Vụ Thu Đông 2008, Trung tâm khảo kiểm nghiệm giống, sản phẩm cây trồng

và phân bón Quốc gia đM tiến hành khảo nghiệm cơ bản 35 giống ngô lai mới được lai tạo trong nước và nhập nội tại các tỉnh phía Bắc Kết quả khảo nghiệm qua 3 vụ thu

được giống SSC5130, MB069, BC42521, DK990 và 30A55 đề nghị sản xuất thử Các giống đề nghị khảo nghiệm sản xuất là SB07-70 và Đắc nguyệt số 2 [33]

ở Nghệ An, Trung tâm Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

đM thực hiện đề tài: “Tuyển chọn bộ giống ngô thích hợp cho từng mùa vụ ở các vùng trong tỉnh” (giai đoạn 2000 đến 2002) đM chọn được một số giống ngô lai như LVN10, LVN4, L6, B9681, CP888, C919, SC185, MX5 thay thế các giống ngô địa phương năng suất thấp [13] Nhưng đến nay, trồng các giống này đM bị sâu đục thân, đục bắp và bệnh khô vằn gây hại ở mức nặng

2.3 Nhu cầu dinh dưỡng cây ngô

2.3.1 Tình hình sử dụng dinh dưỡng của cây ngô

Ngô là loại cây có nhu cầu về dinh dưỡng rất lớn Theo Berzeny.Z, Gyorffy.B (1996), trong các biện pháp thâm canh tăng năng suất ngô, phân bón giữ vai trò quan trọng nhất, phân bón có thể 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

Xayơ (1955) cho rằng cây ngô hút hầu hết các chất dinh dưỡng trong lớp đất canh tác của vỏ trái đất và nguồn dinh dưỡng chủ yếu của cây ngô là từ đất trồng [12]

Cây ngô hút các chất dinh dưỡng cần thiết để sinh trưởng và phát triển thông qua các hợp chất vô cơ Cây hút khoáng trong đất chủ yếu nhờ vào hoạt động của bộ rễ, rễ ngô hút khoáng qua dung dịch đất, rễ ngô có thể trao đổi ion trực tiếp với keo đất nhờ lông hút của rễ

Hàng chục tấn nông sản được tạo ra và thu hoạch hàng năm, cây ngô đM lấy đi khỏi đất một lượng lớn về đạm, lân, kali trên 1 hecta đất canh tác Vì thế, để thu được năng suất ngô cao, ổn định hàng năm cần bổ sung một lượng lớn chất dinh dưỡng thông qua việc bón phân từ đất

Trong quá trình quang hợp để tạo lập hidrat cacbon, cây ngô sử dụng CO2 từ không khí, ion H+ và nguyên tử oxy từ nước và các nguyên tố khoáng từ trong đất Qua phân tích thu được các nguyên tố rất khác nhau và được xếp thứ tự như:

Nhóm nguyên tố đa lượng: C, O2, H2, N, P, S, K, Ca,Mg

Nhóm nguyên tố vi lượng: Sắt, mangan, kẽm, đồng, molipden, bo, clo

Nhóm nguyên tố siêu vi lượng: Si, Na, Al, Ti, Co, Ag, Ba [16]

Trong đó các nguyên tố cấu tạo thành cơ thể cây ngô chiếm số lượng lớn bao gồm C, O, N, H, P, S; chúng tạo thành các hợp chất hữu cơ quan trọng trong cây như

đường, tinh bột, xenluloza, licnin, aminoaxit, protein, lipit

Các nguyên tố khoáng tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa vật chất

và năng lượng trong cây, có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, hô hấp, cân bằng nước cũng như toàn bộ quá trình sinh trưởng phát triển của cây ngô Chúng

là yếu tố chính hoặc là thành phần tham gia cấu trúc hệ thống như: bộ máy quang hợp, chuỗi hô hấp, các trung tâm tổng hợp protein Trong cây tồn tại các ion K+,

Ca++, Mg++, Na+; chúng là những yếu tố điều chỉnh chế độ nước thông qua điều khiển tính chất và khả năng thẩm thấu trên bề mặt keo của thành tế bào

Các nguyên tố Fe, Mn, Ca, Zn có hóa trị thay đổi khi ở dạng ion điều khiển các phản ứng ôxy hóa khử trong trao đổi vật chất của cây, đóng vai trò là chất xúc tác sinh học

Có thể nói ít nhất là 16 nguyên tố cần thiết để tạo thành cơ thể và ổn định sự sinh trưởng bình thường của cây ngô Thiếu những nguyên tố này có thể gây nên những biến đổi làm suy yếu hoặc rối loạn sinh trưởng phát triển của ngô Nhưng

quan trọng là các yếu tố này phải có hàm lượng thích hợp trong đất cũng như dạng

dễ hấp thụ đối với rễ ngô Các nguyên tố Fe, Mn, Ca, Zn có hóa trị thay đổi khi ở dạng ion điều khiển các phản ứng ôxy hóa khử trong quá trình trao đổi vật chất của cây, chúng là chất xúc tác sinh học Ngô hấp thụ các yếu tố khoáng dưới dạng ion như NH4+, NO3-, H2PO4-, HPO42-, SO42-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, từ dung dịch đất hay

từ bề mặt keo đất [12]

Theo kết quả nghiên cứu của Viện lân kali - Atlanta (Mỹ), để tạo ra 10 tấn ngô hạt/ha, cây ngô lấy đi một số chất vi lượng khác như Canxi 45 kg, sắt 3,4 kg, kẽm 0,6 kg, đồng 0,2 kg, bo 0,1 kg và một lượng chất dinh dưỡng rất lớn (bảng 2.7)

Bảng 2.7 Lượng chất dinh dưỡng cây ngô lấy đi để tạo ra 10 tấn hạt

(đơn vị tính: kg/ha)

Bộ phận Đạm

(N)

Lân (P2O5)

Kali (K2O)

Manhe (Mg)

Lưu huỳnh (S) Chất khô %

ở nước ta, trong phạm vi nghiên cứu thuộc chương trình phát triển lương thực, Tạ Văn Sơn (1955) đM nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng cây ngô ở 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 (22,3 kg N), lân (8,2 kg P2O5), kali (12,2 kg K2O) [17] Lượng NPK tiêu tốn

để sản xuất ra 1 tấn ngô hạt là 33,9 kg N; 14,5 kg P2O5; 17,2 kg K2O Tỉ lệ nhu cầu các chất dinh dưỡng NPK là: 1: 0,35 : 0,45 ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau, cây ngô hút tỷ lệ các chất dinh dưỡng khác nhau (bảng 2.8) [12], [16]

Bảng 2.8 Nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong các giai đoạn sinh trưởng Nguyên tố Giai đoạn 6 - 7 lá Giai đoạn trổ cờ Thu hoạch

Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu của nước ngoài và thể hiện rõ

là việc hấp thụ kali được hoàn thành sớm trước khi ngô phun râu, còn các chất dinh dưỡng khác như đạm và lân còn tiếp tục đến lúc ngô chín [12]

Trong vụ ngô Đông trên đất phù sa Sông Hồng, Trần Hữu Miện (1987) đM

đưa ra nhiều công thức bón khác nhau để đạt được năng suất khác nhau: Bón 120 kg

N - 90 kg P2O5 - 60 kg K2O cho năng suất 40 - 45 tạ/hecta; bón 150 kg N - 90 kg

P2O5 - 100 kg K2O cho năng suất 50 - 55 tạ/hecta; bón 180 kg N - 90 kg P2O5 - 150

kg K2O cho năng suất 65 - 75 tạ/hecta Theo Phạm Kim Môn (1991) liều lượng phân bón thích hợp là 150 - 180 kg N, 90 kg P2O5, 50 - 60 kg K2O/hecta

Còn trên đất bạc màu ở Đồng bằng và Trung du Bắc Bộ, Bùi Thế Hùng (1997) khuyến cáo lượng phân bón cho ngô lai (LVN10) là 120 kg N, 120 kg P2O5, 120 kg

K2O/hecta Lê Văn Hải (2002) cho rằng mức phân bón phù hợp và cho hiệu quả kinh tế

đối với giống ngô lai (HQ2000) là 100 kg N, 120 kg P2O5, 160 kg K2O/hecta, với liều lượng này tổng lượng hút (NPK) lớn, hiệu suất sử dụng phân bón cao (N = 60,32%,

P2O5=31,03%,K2O = 32,92%) và nâng cao được chất lượng hạt ngô [16]

ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Hà Giang), theo Nguyễn Văn Bào (1996) liều lượng phân bón cho ngô thụ phấn tự do là 120 kg N, 60 kg P2O5, 50 kg P2O5 và giống ngô lai bón với 150 kg N, 60 kg P2O5, 50 kg K2O

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ (1999), liều lượng phân bón cho ngô tùy thuộc vào từng loại đất và giống ngô:

Đối với giống chín sớm: Trên đất phù sa bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 120 -

150 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 60 - 90 kg K2O/ha; trên đất bạc màu bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 120 - 150 kg N, 100 - 120 kg P2O5, 60 - 90 kg K2O/ha

Đối với giống chín trung bình và chín muộn, lượng phân bón cho 1 ha: Trên đất phù sa bón 8 -10 tấn phân chuồng, 150 - 180 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 80 - 100 kg K2O Còn trên đất bạc màu bón 8 - 10 tấn phân chuồng, 150 - 180 kg N, 70 - 90 kg P2O5, 120

- 150 kg K2O [16]

Vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên, theo Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam (Đỗ Trung Bình, 2000), khuyến cáo bón với lượng phân 120 kg N - 90 kg P2O5

- 60 kgK2O/hecta trong vụ Hè Thu, còn vụ Thu Đông có thể tăng lượng K2O lên 90

kg Còn 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 nhất

đạt năng suất cao nhất ở mức 120 K2O, mức 80 - 160 K2O cho hàm lượng protein, lysine và methionine cao hơn mức 0 - 40 K2O [20]

Năm 2003, Lê Quý Tường, Trần Văn Minh xác định lượng phân bón thích hợp cho ngô lai trên 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/hecta (với tỷ lệ NPK là 1,7: 1: 0,7 hoặc 2:1:0,7); vụ Hè Thu bón 10 tấn phân chuồng + 150 kg N + 90 kg

P2O5 + 60 kg K2O/hecta (với tỷ lệ NPK là 1,7: 1: 0,7 )

Như vậy, bón phân vô cơ kết hợp với phân hữu cơ cho ngô đM làm tăng năng suất ngô và giúp cải thiện độ phì trong đất, theo Bùi Đình Dinh (1988, 1994) để đảm bảo cây trồng đạt năng suất cao, ổn định phải bón phân hữu cơ chiếm 25% tổng số dinh dưỡng, còn 75% bón phân hóa học [12] Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bộ và cộng sự (1999), bón phân cân đối cho ngô không những cho năng suất

cao mà hiệu suất phân bón cũng đạt cao (12,6 kg ngô hạt/1 kg NPK trên đất bạc màu và 11,0 kg ngô hạt/1 kg NPK trên đất phù sa Sông Hồng) [16]

Hiệu quả của phân bón chỉ có thể phát huy đầy đủ khi có chế độ phân bón hợp lý và cân đối giữa các nguyên tố Bón phân cho ngô để đạt hiệu quả kinh tế cao phải căn cứ vào đặc tính của từng 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 cụ thể

Với điều kiện sinh thái và kinh tế Việt Nam, Ngô Hữu Tình đM nghiên cứu nhiều năm cho thấy phương thức bón phân cho ngô đạt hiệu quả cao là: Bón lót toàn bộ phân chuồng và phân lân Bón thúc vào ba giai đoạn: Lúc 3 - 4 lá, bón 1/3 lượng đạm và 1/2 kali Lúc ngô 9 - 10 lá, bón 1/3 lượng đạm và 1/2 kali Lúc ngô trổ cờ, bón lượng đạm còn lại [17]

2.3.2 Vai trò của các nguyên tố đa lượng đối với cây ngô

Đạm là nguyên tố cấu thành của tất cả các bộ phận sống Qua phân tích người

ta tìm thấy trung bình 1,9% đạm trong hạt và 0,75% trong thân Đạm tham gia vào thành phần các chất protein tìm thấy ở mỗi một tế bào, đặc biệt trong diệp lục và các chất hoạt tính sinh lí cao như enzim, một số ancaloit, glucozit và photphatit Để đảm bảo nhu cầu đạm cho ngô, cần phải thường xuyên bổ sung đạm qua phân bón Qua nhiều kết quả nghiên cứu, bón phân đạm cây ngô phản ứng rất rõ, cây sinh trưởng phát triển mạnh, lá xanh, cây mập Đặc biệt, trên đất nghèo dinh dưỡng, đạm là yếu tố quyết định năng suất sinh vật học và năng suất hạt của ngô Cây ngô hút đạm trong suốt quá trình sống, nhưng tập trung chủ yếu từ giai đoạn 4 - 5 lá cho đến hình thành hạt Giai đoạn này cây ngô hút tới 86% tổng lượng đạm cần thiết để tạo thân, lá, phát triển bộ rễ, bông cờ và bắp ngô Còn thời kỳ đầu (sau gieo 25 ngày) và giai đoạn cuối (25 ngày sau thâm râu) ngô hút đạm ít hơn khoảng 14% [16]

Nếu thiếu đạm: Thời kỳ cây con ngô chậm lớn, lá màu xanh hơi vàng Thời

kỳ phát triển mạnh, thiếu đạm biểu hiện các lá chân vàng đi ở chóp lá và lan dần dọc theo gân lá chính, hiện tượng này chuyển dần lên các lá trên, các lá chân chết sớm

ở giai đoạn kết hạt bắp sẽ nhỏ, hạt nhỏ Ngô là cây có nhu cầu đạm rất lớn, song nếu bón phân đạm quá nhiều, cây ngô kéo dài thời gian sinh trưởng, cây vươn cao,

lá xanh thẫm, khả năng chống chịu kém, đến giai đoạn thu hoạch nhưng lá bi và râu ngô vẫn còn xanh, dẫn đến lMng phí phân bón, làm giảm hiệu quả kinh tế Kết quả nghiên cứu của Gues (1967) bón đạm quá cao cho cây ngô đM làm tăng sự phát triển thân lá, hạn chế đến năng suất hạt ngô [12]

Theo Smith (1973) trong trường hợp không bón đạm năng suất ngô chỉ đạt 1.192 kg/ha, còn bón đạm năng suất tăng lên 7.338 kg/ha Velly nghiên cứu bón

đạm cho cây ngô đạt kết quả: bón đạm 40 kg N/ha, năng suất đạt 12,11 tạ/ha; bón

đạm 80 kg N/ha, năng suất đạt 15,61 tạ/ha; bón đạm 160 kg N/ha, năng suất đạt 41,47 tạ/ha; bón đạm 200 kg N/ha cho năng suất 52,18 tạ/ha

ở nước ta, Vũ Hữu Yêm (1995) nghiên cứu ảnh hưởng của lượng đạm đến năng suất ngô như sau: Không bón đạm năng suất ngô đạt 40 tạ/ha; bón 40 kg N/ha

đạt năng suất 56,5 tạ/ha; bón 80 kg N/ha đạt năng suất 70,8 tạ/ha; bón 120 kg N/ha

đạt năng suất 76,2 tạ/ha; bón 160 kg N/ha cho năng suất cao nhất 79,9 tạ/ha

Theo Nguyễn Thế Hùng (1996) bón đạm đM làm tăng năng suất ngô trên đất bạc màu, nhưng lượng tối đa là 225 kg N/ha và ngưỡng bón đạm kinh tế là 150 kg N/ha trên nền đất cân đối PK

Kết quả nghiên cứu bón đạm cho ngô của Đào Thế Tuấn cho thấy ở Đồng bằng sông Hồng với mức bón đạm 90 kg N/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 hiệu suất bón đạm đM đạt từ 9 - 14 kg hạt khô/1 kg N [12], [16]

Lân là thành phần cấu tạo tế bào, qua phân tích người ta thấy lân có trong hạt ngô ở tỉ lệ 0,55 - 0,60% và trong thân là 0,30 - 0,35% P2O5 Lân tham gia vào thành phần các hợp chất nucleotit: ADN và ARN, các hợp chất cao năng ATP, ADP Đây

là những hợp chất quan trọng trong quá trình phân chia tế bào, tạo mới các bộ phận của ngô Lân là nguyên tố tham gia tích cực vào các quá trình trao đổi chất, tổng hợp gluxit, lipit và quá trình hô hấp của cây ngô Lân góp phần tạo dựng bộ rễ phát triển tốt, làm tăng sức sống và khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất lợi,

đặc biệt là nhiệt độ thấp và thiếu nước Lân làm tăng khả năng kết hạt cũng như phẩm chất của hạt, rút ngắn thời gian sinh trưởng Cũng như đạm, cây ngô hút lân trong suốt quá trình sống, nhưng tập trung chủ yếu từ thời kỳ con gái đến thâm râu

(khoảng 88% tổng lượng lân), các giai đoạn còn lại chỉ hút khoảng 12% Cây ngô thiếu lân biểu hiện khá rõ, đặc biệt thời kỳ cây con, ở các lá biểu hiện màu đỏ tím (huyết dụ) nhất là các lá non, hệ thống rễ phát triển kém, phân bố hẹp và nông ở giai đoạn sau bông cờ bé, ít hoa, bắp ngô nhỏ, méo mó, hạt nhỏ

Kết quả nghiên cứu bón phân cho ngô trên đất đồi chua ở Philippin cho rằng bón phân ở mức 100 kg P2O5/ha thì năng suất ngô đạt 7.016 kg/ha (Duque, 1998) Còn theo Evangelista (1999) cho rằng năng suất ngô tăng lên cùng với việc tăng liều lượng lân, năng suất chỉ bắt đầu giảm xuống khi bón đến mức 160 kg P2O5/ha

Theo Trần Văn Minh (1995) liều lượng bón thích hợp cho ngô trên đất phù sa

cổ và đất đất bMi ven sông miền Trung là 90 kg P2O5/ha, kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu năm 1988 và 1989 của Trịnh Quang Võ (Trạm nông hóa thổ nhưỡng QuMng NgMi ); Ngô Hữu Tình (1995), Quách Ngọc Ân (1997) ở duyên hải Nam Trung bộ: phân lân làm tăng năng suất ngô theo tỷ lệ thuận đến mức 120 kg

P2O5/ha, nhưng ngưỡng kinh tế là 90 kg P2O5/ha [12]

Kali có trong hạt khoảng 0,37%, ở thân lá 1,64% K2O Kali có vai trò rất quan trọng trong quá trình quang hợp, tạo hydrat carbon, vận chuyển các sản phẩm quang hợp về hạt Kali cần cho hoạt động của keo nguyên sinh chất, hỗ trợ cho việc hút nước, nâng cao khả năng thẩm thấu và trạng thái trương của tế bào, hạn chế sự thoát hơi nước, nâng cao khả năng chống chịu sâu bệnh, hạn hán và nhiệt độ thấp Kali thúc đẩy việc hút và đồng hóa các chất dinh dưỡng khác như đạm và lân, làm tăng hiệu quả bón phân Thiếu kali, chóp lá và mép lá có màu vàng nâu lan dần vào gân lá, các lá dưới bị cháy khô, hạt nhỏ, lép ở đầu bắp hoặc đầu bắp không có hạt

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Trọng Thi, Nguyễn Văn Bộ (1999) cho thấy: trên đất bạc màu hiệu quả bón phân kali từ 15 - 20 kg ngô hạt/kg K2O; Liều lượng bón kali cho ngô trên đất phù sa sông Hồng từ 60 - 90 kg K2O/ha, trên đất bạc màu 90 - 120 kg K2O/ha Bón kali liều lượng 30 - 210 kg K2O/ha không làm tăng năng suất ngô ở vùng Tây sông Hậu Hiệu lực của phân kali trên đất phù sa sông Hồng đạt 5,2 kg ngô hạt/kg K2O [12]

2.3.3 Vai trò của một số nguyên tố vi lượng đối với cây ngô

Canxi tăng cường sự vững chắc của màng tế bào, tạo lập lông hút của rễ và sự lưu thông tinh bột Canxi còn đóng vai trò trong trao đổi chất hidrat cacbon và protit, canxi là nguyên tố đối kháng với sắt, hạn chế tính độc của sắt dư thừa, ổn định quá trình dinh dưỡng cây ngô

Magiê tham gia vào thành phần diệp lục và một số coenzym, magiê có vai trò trong quá trình hóa khử của cây cũng như quá trình đồng hóa và vận chuyển photpho Ngô hút magiê trong suốt thời gian sinh trưởng và tiếp tục hút khi làm hạt

Lưu huỳnh tham gia vào một số chất protit và một số phức hợp este Lưu huỳnh tham gia vào quá trình oxi hóa khử, là một nguyên tố kích thích sự hình thành diệp lục

Sắt có vai quan trọng trong quá trình trao đổi chất Sắt tham gia vào việc tạo lập diệp lục và quá trình oxi hóa khử, trong điều kiện sắt thiếu canxi, lân và kali, sắt tác

động bất lợi cho sinh trưởng và phát triển của cây ngô, một lượng sắt tích tụ ở đốt thân, cản trở việc vận chuyển các chất dinh dưỡng khác Ngoài các nguyên tố trên, ngô còn rất cần Mn, Zn và Cu, các nguyên tố này tham gia tạo thành coenzym hoặc hoạt hóa các enzym trong thực vật [16]

Như vậy, ngoài các chất dinh dưỡng đa lượng (N, P, K), các nguyên tố vi lượng cũng rất cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của cây ngô Theo nghiên cứu của Vũ Kim Bảng (1991), khi xử lí NAA; ZnSO4 không chỉ ảnh đến năng suất hạt

mà còn làm tăng hàm lượng các axit amin không thay thế như lyzin và tritophan Trần Thị áng (1995) đM nghiên cứu sử dụng phân vi lượng đa thành phần gồm có Bo (axit Boric), Mn, Zn (muối sunfat) cho ngô (giống VM - 1) nhận thấy các công thức

xử lý đều ảnh hưởng thuận lợi đến tỉ lệ nảy mầm (bằng 110 - 120% so với đối chứng), làm tăng trọng lượng tươi và khô lúc ngô 3, 5, 7 lá; làm tăng các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất từ 107% so với đối chứng ở công thức xử lí Bo, 115%

ở công thức xử lí Mn đến 126% ở công thức xử lí Hoàng Hà (1996) xử lí Zn và Mn cho ngô bằng cách ngâm hạt và phun bổ sung dung dịch lên lá thu được kết quả là hàm lượng diệp lục tổng số tăng 10 - 16%, chỉ số diện tích (LAI) tăng 10 - 32%, năng suất ngô tăng 6 - 13% so với đối chứng không xử lí [16]

2.4 ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến sinh trưởng phát triển cây ngô

- Nhiệt độ

Ngô là cây trồng có nhu cầu về nhiệt độ rất cao, để hoàn thành chu kì sống từ gieo

đến khi chín cây ngô cần lượng nhiệt cao hơn nhiều cây trồng khác Theo Velican (1956), cây ngô cần tổng nhiệt độ từ 1700 - 37000C tuỳ thuộc vào giống Còn theo Lưu Trọng Nguyên (1965) nghiên cứu các giống ngô ở Trung Quốc cho rằng tổng tích nhiệt hoạt động

đối với các giống chín sớm là 2000 - 22000C, giống trung ngày là 2300 - 26000C và giống chín muộn từ 2500 - 28000C Theo các chuyên gia CIMMYT ngô phát triển tốt trong khoảng 24 - 300C Nhiệt độ trên 380C ảnh hưởng không tốt tới sinh trưởng và phát triển của cây ngô, ở 450C hạt phấn và râu ngô có thể chết Còn nhiệt độ thấp cũng ảnh hưởng đến quá trình sống của cây, đặc biệt vào giai đoạn nảy mầm và ra hoa Theo Iakusakin V.I (1953) và Kulesov N.N (1955) thì nhiệt độ tối thấp sinh vật học ở giai đoạn mọc mầm của hạt ngô là 8 - 100C Một số tác giả khác cho rằng để hạt ngô mọc bình thường, nhiệt độ tối thiểu phải từ 12 - 140C Nhiệt độ 150C bắt đầu ảnh hưởng xấu tới quá trình tung phấn phun râu và thụ tinh Theo Wallace và Bressman cho rằng nhiệt độ trung bình tối ưu để trồng ngô

ở miền Trung bang Iowa (vành đai ngô của nước Mỹ) là 15,50C vào tháng 5; 210C vào tháng 6; 230C vào tháng 7; 220C vào tháng 8 và 17,50C vào tháng 9 [16]

Còn ở nước ta, nhiều tác giả như Luyện Hữu Chi, Trần Hồng Uy, Trương Đích, Cao Đắc Điểm, Trần Hữu Miện, Võ Đình Long, Đỗ Hưu Quốc thống nhất quan điểm của các nhà khoa học thế giới cho rằng các giống ngô có thời gian sinh trưởng khác nhau có tổng tích nhiệt khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống của mình

Năm 1995, Văn Tất Tuyên nghiên cứu mối quan hệ giữa một số yếu tố khí hậu đến số ngày phát dục của cây ngô và đM thấy rằng: Tổng nhiệt độ hoạt động có

hệ số tương quan thuận với số ngày các giai đoạn sinh trưởng, còn nhiệt độ trung bình ngày lại có mối tương quan nghịch với số ngày phát dục của các giai đoạn sinh trưởng như: giai đoạn gieo - mọc, mọc đến 9- 10 lá, 9- 10 lá đến trổ cờ, trổ cờ - chín sáp, chín sáp đến chín hoàn toàn Và ông cũng cho rằng quan hệ giữa nhiệt độ trung bình ngày và một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô là thuận (Bảng 2.9) [16], [17]

Bảng 2.9 Quan hệ giữa nhiệt độ trung bình ngày với một số

chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô

Chỉ tiêu sinh trưởng Giai đoạn Hệ số tương quan (r) Chiều cao cây (cm/ngày) Mọc đến 9 - 10 lá

9 - 10 lá đến trổ cờ

0,63 0,64 Tích lũy chất khô

(kg/ha/ngày)

Mọc đến 9 - 10 lá

9 - 10 lá đến trổ cờ Trổ cờ - chín hoàn toàn

0,46 0,69 0,06

Yêu cầu nhiệt độ của cây ngô ở các thời kỳ sinh trưởng rất khác nhau Ngô có thể nảy mầm ở nhiệt độ 10 - 120C, nhưng ở nhiệt độ này cây con phát triển rất chậm Khi nhiệt độ cao hơn 120C cây mới sinh trưởng phát triển, nhiệt độ càng tăng cây ngô càng phát triển mạnh Cây ngô sinh trưởng, phát triển thích hợp nhất ở nhiệt độ 25 -

300C [12]

- Nước và độ ẩm

Nước là yếu tố hết sức quan trọng đối với đời sống cây ngô Nước là nguyên liệu cho quang hợp, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa, là chất vận chuyển các nguyên tố dinh dưỡng nuôi cây

Ngô là cây trồng có nhu cầu nước lớn ở những vùng có khí hậu nóng, nơi có sự bốc hơi và thoát hơi nước cao, nhu cầu nước của cây ngô lại càng cao Theo Wallace và Bressman ở bang Nebrasca, một cây ngô phát triển, bốc hơi và thoát nước trong một ngày nóng từ 2 - 4 lít nước Trong quá trình sinh trưởng phát triển của ngô, cây đM hút

và thoát hàng ngày 18 tấn/ha hay cả quá trình là khoảng 1800 tấn/ha, tương đương lượng mưa 175 mm Và theo tác giả này, lượng nước tiêu tốn còn phụ thuộc vào sản lượng nó sinh ra, để đạt 3800 kg/ha cần lượng mưa là 287,5 mm; để đạt 6300 kg/ha cần lượng mưa 486 đến 616 mm Tuy nhiên, so với một số cây trồng khác, nhu cầu nước để cây ngô tạo chất khô không lớn (bảng 2.10) [16]

Bảng 2.10 Nhu cầu nước để đạt được 1 kg chất khô ở một số cây trồng

Cây trồng Lượng nước sử dụng tạo 1 kg chất khô

Độ ẩm đất quyết định đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô Thiếu nước

rễ ngô phải ăn sâu xuống tầng dưới để tìm nước, dẫn đến ít có rễ to phát triển ngang nên ngô không đủ điều kiện để huy động chất dinh dưỡng ở tầng đất mặt làm ảnh hưởng

đến toàn bộ quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô

Theo các nhà sinh lý thực vật tại CIMMYT (2000) gợi ý ở những vùng nhiệt đới thấp, trong điều kiện trồng ngô nhờ nước trời, tối thiểu một vụ ngô cần lượng mưa 400 -

500 mm để đạt năng suất lớn hơn 1 tấn/ha và lượng mưa 500 - 700 mm phân bố đều qua các tháng trong vụ mới đạt năng suất cao Đặc biệt vào khoảng 30 ngày trong thời gian ngô trổ cờ - kết hạt, nếu vùng nào có lượng mưa từ 100 - 200 mm được coi là vùng thiếu nước đối với sản xuất ngô, nếu lượng mưa nhỏ hơn 100 mm được coi là vùng không phù hợp, còn lớn hơn 200 mm được coi là phù hợp với hầu hết các giống ngô (Chapmuan, 2000) Trong quá trình sinh trưởng, vào thời kỳ đầu vụ, cây ngô tiêu thụ trung bình là 2,5 mm nước/ngày và sau khi phun râu đạt cực đại vào khoảng 10 mm nước/ngày Còn trong những ngày nắng nóng, lượng nước tiêu thụ cho ngô có thể gấp 2 lần những ngày mát, có mây (Shaw, 1963) [24]

Ngô là cây sinh trưởng phát triển mạnh, tạo ra khối lượng chất xanh lớn, nên ngô cần một lượng nước trong suốt thời gian sinh trưởng lớn hơn nhiều các loại cây trồng khác Trung bình một cây ngô từ khi gieo đến khi chín hoàn toàn cần 100 lít nước và trên 1 ha ngô cần khoảng 3000 - 4000 tấn nước, trong khi đó khoai tây chỉ cần 2870 tấn nước [12]

Nhu cầu nước của cây ngô cũng thay đổi theo giai đoạn phát triển của cây Ngô cần ít nước ở giai đoạn đầu, từ nảy mầm đến 3 - 4 lá ngô có khả năng chịu hạn hơn úng,

độ ẩm đất lúc này 60 - 65% làm cho bộ rễ phát triển tốt và ăn sâu Các giai đoạn tiếp theo nhu cầu độ ẩm tăng dần, ở thời kỳ 10 - 18 lá lượng nước cần mỗi ngày cho 1 hecta ngô là

35 - 40 m3, độ ẩm tối thích giai đoạn này là 70 - 75% Thời kỳ ngô cần nước nhất là trước trổ cờ 10 - 15 ngày đến chín sữa, độ ẩm đất thích hợp từ 75 - 80% Nhu cầu nước giai

đoạn này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Lêbêđép và Trần Hữu Miện (1968, 1969, 1970); theo Sinletap gọi đây là thời kỳ “khủng hoảng” về nước Nếu thiếu nước vào trước trổ cờ 10 - 15 ngày năng suất có thể giảm 20 - 50% Còn giai đoạn chín sáp đến chín hoàn toàn nhu cầu nước của cây ngô giảm dần, độ ẩm đất thích hợp 60 -70%

Theo nghiên cứu của Lêbêđép và Trần Hữu Miện (1968 - 1970), thời kỳ cây ngô cần nhiều nước nhất là từ trước trổ cờ 10 - 15 ngày đến chín sữa, đây gọi là thời kỳ

“khủng hoảng” về nước Nếu thiếu nước trước khi trổ cờ 15 - 20 ngày, lá héo 2 - 3 ngày làm cho năng suất ngô giảm tới 50%, mặc dù sau đó được tưới bổ sung đủ nước Thời kỳ

3 - 4 lá, cây ngô chịu hạn khá nhất Trong điều kiện sản xuất ngô ở nước ta nếu chỉ tưới 1 lần/vụ nên tưới vào thời kỳ ngô xoắn ngọn, năng suất tăng từ 16,3 tạ/ha lên 20,5 tạ/ha Nếu tưới nước 2 lần/vụ, nên tưới nước lúc ngô 8 - 10 lá và xoắn ngọn, tưới 3 lần thì nên tưới lúc ngô 8 - 10 lá, xoắn ngọn và chín sữa [12]

Trần Hữu Miện (1987) cho rằng để hoàn thành chu kỳ sống mỗi cây ngô cần khoảng 200 - 220 lít nước ở thời kỳ đầu cây phát triển chậm nên không cần nước nhiều Giai đoạn 7 - 13 lá, ngô cần 28 - 35 m3 nước/ha/ngày Còn giai đoạn xoắn nõn, trổ cờ, phun râu ngô cần 65 - 70 m3 nước/ha/ngày Ngô là cây trồng cạn cần nhiều nước song cũng rất nhạy cảm với độ ẩm đất cao, nhất là ở giai đoạn cây còn nhỏ khi điểm sinh trưởng còn nằm dưới mặt đất, giai đoạn này nếu cây nằm dưới nước 1 - 2 ngày cũng có thể bị chết Nếu độ ẩm đất quá cao, nhất là bị úng, rễ ngô không phát triển

được và cây bị vàng

Vào năm 1995, Văn Tất Tuyên đM nghiên cứu mối tương quan giữa độ ẩm đất và

độ ẩm không khí đến số ngày phát dục của các giai đoạn sinh trưởng phát triển cây ngô, thấy rằng hệ số tương quan giữa % độ ẩm đất với số ngày từ gieo đến mọc là 0,45; mọc

đến 9-10 lá là 0,78; từ 9 - 10 lá đến trỗ là 0,89 Độ ẩm không khí từ trỗ cờ đến chín sáp

là 0,88; từ chín sáp đến chín hoàn toàn là 0,79 Đến năm 1997, khi nghiên cứu tưới nước cho ngô ở đồng bằng sông Hồng, tác giả cho rằng: chỉ nên trồng ngô lai trên đất

có tưới tiêu chủ động ở thời kỳ đầu ngô chưa cần nhiều nước, thời kỳ 7 - 13 lá, ngô cần

28 - 35 m3 nước/ha/ngày, thời kỳ xoắn ngọn, trổ cờ, phun râu cần 65 - 75 m3

nước/ha/ngày [12], [16]

Còn ở duyên hải Trung bộ, theo Lê Quý Tường và Trần Văn Minh (2003) các thời kỳ tưới nước thích hợp cho ngô lai trong vụ Đông Xuân tưới 4 lần vào các thời kỳ như: 10 lá, xoắn ngọn, trổ cờ phun râu, chín sửa; còn vụ Hè Thu tưới nước vào các thời

kỳ 5 lá, 10 lá, xoắn ngọn, trổ cờ - phun râu, chín sữa - chín sáp [12]

Theo Lê Quý Kha, Trần Hồng Uy đM tìm hiểu diễn biến lượng mưa (từ 1988 đến 1998) trong thời kỳ ngô trổ cờ - kết hạt và đối với cả vụ nhờ nước trời ở Việt Nam, đM

có một số kết quả như sau: Trong vụ ngô thứ nhất (vụ ngô Xuân, Hè Thu), vào thời kỳ trổ cờ - kết hạt, chỉ có ở vùng Tây Bắc, Tây Nguyên, Đông Nam bộ và Nam bộ là những nơi có thời vụ gieo trồng vào tháng 4 hoặc tháng 5 thì ngô có đủ hoặc thừa lượng mưa cần thiết Ngược lại tần suất số năm có lượng mưa không phù hợp, thiếu mưa và số năm đủ mưa tương ứng ở Hà Giang (Đông Bắc) lần lượt là 0,55; 0,27 và 0,18; tại Hà Nội (đồng bằng Sông Hồng) là 0,55; 0,36 và 0,09; tại Nam Trung bộ là 0,75; 0,25 và 0,0; tai Bắc Trung bộ là 0,91; 0,09 và 0,0 Đối với cả vụ ngô, ở vùng Tây Bắc, Tây Nguyên, Đông Nam bộ và Nam bộ là những nơi có tần suất số năm có lượng mưa lớn hơn 500 mm là 1,00 Tần suất số năm có lượng mưa không phù hợp, thiếu mưa và số năm đủ mưa tương ứng ở Hà Giang lần lượt là 0,27; 0,18 và 0,55; tại Hà Nội (đồng bằng Sông Hồng) là 0,55; 0,18 và 0,27; tại Quảng NgMi (Nam Trung bộ) là 0,50; 0,13

và 0,88; tại Vinh (Bắc Trung bộ) là 0,64; 0,18 và 0,18

Còn ở vụ ngô thứ hai (vụ ngô Thu, Thu Đông, Đông hay Đông Xuân) vào thời

kỳ ngô trổ cờ - kết hạt, tần suất số năm có mưa lớn hơn 100 mm đạt cao nhất là 0,88 ở

Đồng Nai (Đông Nam bộ) và tiếp đến là Hà Giang (Đông Bắc) đạt 0,45; ở Vinh là 0,27;

ở Quảng NgMi là 0,13 và ở Hà Nội là 0,09 và 0,00 ở Sơn La Còn lượng mưa cả vụ chỉ

đạt trên 500 mm với tần suất số năm là 1,00 ở vùng Đồng Nai (Đông Nam bộ) và Hà Giang (Đông Bắc); 0,88 số năm ở Quảng NgMi; ở Sơn La có số năm là 0,27 Lượng mưa

từ 400 đến 500 mm chỉ đạt tần suất 0,18 số năm ở Hà Nội và ở Vinh Vùng Cần Thơ và

Kon Tum không có năm nào mưa cả vụ đạt trên 300 mm Như vậy, ở các vùng ngô nhờ nước trời, tuy lượng mưa cả năm, bình quân năm đạt 1411 mm (Sơn La) hoặc 2140 mm (Vinh) nhưng do phân bố không đều nên vẫn xẩy ra thiếu nước trong giai đoạn ngô cần nước, thậm chí cho ngô cả vụ ngô vẫn thiếu nước ở những vùng như Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Tây Bắc sản xuất ngô chủ yếu nhờ nước trời, nhiều năm bị hạn đầu vụ, khi trồng xong gặp hạn và ngô có thể chết phải trồng lại Tại những vùng ngô lớn - vùng ngô hàng hóa, có những năm ngô bị hạn vào thời kỳ 7 - 8 lá và giai đoạn trổ cờ làm giảm năng suất nghiêm trọng; còn các vụ khác mưa có xu hướng không ổn định qua các năm Như vùng trồng ngô lớn ở các tỉnh miền núi Đông Bắc ngô thường bị hạn vào

đầu vụ lúc gieo trồng (cuối tháng 2 - đầu tháng 3) và vào trước lúc trỗ cờ (tháng 5)

Như vậy, trong thập kỷ gần đây quy luật về mưa có xu hướng không ổn định và

có nhiều diễn biết bất thường, có khi hạn nặng (2 đến 3 năm xảy ra 1 lần, mang tính cục

bộ từng vùng), có khi bị mưa lớn tập trung trong 2 - 3 ngày với lượng mưa 300 - 700

mm như ở Thái Bình (tháng 9 năm 2003), hay ở các tỉnh Duyên Hai miền Trung vào năm 1999 Kết quả điều tra lượng mưa năm 2004 cho thấy, cả nước có khoảng 192,5 nghìn ha ngô thường gặp hạn nặng, 131 nghì ha ngô thường gặp hạn vừa và hơn 669 nghìn ha thường đủ mưa; trong đó vùng Bắc Trung Bộ có khoảng 96,6 nghìn ha ngô thường gặp hạn nặng, 19 nghìn ha ngô thường gặp hạn vừa và khoảng 25,4 ha ngô thường đủ mưa Đây là một trong những nguyên nhân làm cho năng suất ngô bình quân của Việt Nam (32 tạ/ha, năm 2003) vẫn ở mức thấp so với bình quân chung của toàn thế giới (44,7 tạ/ha) [24]

Còn ở các nước đang phát triển thì vấn đề hạn hán đM làm giảm năng suất ngô nghiêm trọng Theo CIMMYT, trên thế giới mỗi năm hạn gây tổn thất khoảng 8,8 triệu tấn ngô hạt ở vùng nhiệt đới thấp; 7,7 triệu tấn ở vùng cận nhiệt đới và 3,9 triệu tấn ở vùng núi cao Như thế, hàng năm toàn thế giới bị tổn thất khoảng 20,4 triệu tấn ngô do hạn ở các vùng khó khăn, chiếm 17% tổng sản lượng Vì thế CIMMYT đM

ưu tiên vào chọn tạo và phát triển giống ngô có khả năng chống chịu được với điều kiện bất thuận như hạn, đất nghèo đạm, đất chua Vấn đề nghiên cứu về giống ngô chịu hạn là đề tài không chỉ khó đối với điều kiện ở Việt Nam mà ở cả nhiều nước

đang phát triển trên thế giới (Lafitte, 1995; Edmeades et al., 1997), hơn nữa do hạn

chế về cơ sở vật chất và thiếu nguồn nhân lực nên kết quả nghiên cứu và thành tựu

về giống ngô chịu hạn ở nước ta còn ở mức khiêm tốn Một số kết quả nghiên cứu trong những năm 1990 tập trung vào một số khía cạnh của các vật liệu giống thụ phấn tự do (Đào Việt Bắc, 1996; Dương Văn Sơn, 1996 và Nguyễn Đức Lương, 1996) Qua những nghiên cứu này đM có một số kết luận như sau: Có sự biến động

về tính chịu hạn giữa các vật liệu giống thụ phấn tự do Một số kết quả khác đM tạo

ra được giống ngô chịu hạn tốt như MSB-49, TSB-2, Q-2 (Trần Hồng Uy, 2001) và hiện nay giống Q-2 vẫn được người dân vùng cao sử dụng trồng hàng chục ngàn hecta mỗi năm [10]

Qua những nghiên cứu về tình hình hạn hán cho thấy những vấn đề cấp thiết phải giải quyết để ngành sản xuất ngô Việt Nam phát triển mạnh mẽ hơn nữa, nâng cao hiệu quả sản xuất của người dân Đó là phải chọn tạo được bộ giống ngô lai có thời gian sinh trưởng khác nhau và chịu được hạn Tạo ra giống ngô năng suất cao, chín sớm để tránh hạn đầu vụ ở một số năm và vụ ngô Đông trồng muộn, hoặc tránh hạn và rét do nhiệt độ thấp vào tháng 12 (lúc trổ cờ - kết hạt) Nghiên cứu cơ cấu cây trồng, mùa vụ trong đó cây ngô tham gia sao cho có lợi nhất, tránh được thiên tai (hạn hán, lũ lụt ) để đạt năng suất cao [10], [24]

- ánh sáng

Năng lượng ánh sáng mặt trời được chuyển hoá và cố định vào các sản phẩm hữu cơ tạo sinh khối trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây ngô thông qua hoạt động quang hợp Ngô là cây trồng quang hợp kiểu cây C4 (chu trình quang hợp Hatch và Slack) có sản phẩm đầu tiên trong quá trình quang hợp là các axit hữu cơ gồm

4 nguyên tử cacbon Quang hợp C4 của cây ngô có nhiều ưu thế hơn chu kỳ quang hợp

C3 là có năng suất sinh học cao, quang hô hấp thấp, có tốc độ quang hợp cao và điểm bù

CO2 thấp trong điều kiện bMo hòa ánh sáng (Hesketh J D & Baker D N., 1970; Hesketh J D & Moss D N, 1963; Hesketh D N & Musgrave R B., 1962) Còn kết quả nghiên cứu của Blagovensenskoi Z K., 1984 về quang hợp cây ngô cho rằng: ngô quang hợp theo chu trình C4 và có cường độ quang hợp gấp 3 lần cây quang hợp theo chu trìnhC3 Có quá trình cacboxyl hóa mạnh, có điểm bMo hòa ánh sáng cao, có khả