Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật tăng hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại vùng Bắc Trung Bộ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nông nghiệp nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật cải thiện kết quả sản xuất ngô trên đất dốc vùng, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Trịnh Đức Toàn
• Người hướng dẫn: TS. Lương Văn Vàng, Nguyên Phó Viện Trưởng Viện Nghiên Cứu Ngô
• Trường học: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa Học Cây Trồng
• Đề tài: Nghiên Cứu Một Số Giải Pháp Kỹ Thuật Nâng Cao Hiệu Quả Sản Xuất Ngô Trên Đất Dốc Vùng Bắc Trung Bộ
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• Mục tiêu tổng quát
• Mục tiêu cụ thể
• Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• Ý nghĩa khoa học của đề tài
• Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài
• 1.1.1. Nghiên cứu về phân nhóm thời gian sinh trưởng và tính thích ứng của cây ngô
• 1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Giá trị sử dụng của cây ngô trong đời sống
• 1.2.2. Đất dốc và kỹ thuật canh tác áp dụng
• 1.2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên Thế giới và Việt Nam
• 1.2.4. Tình hình sản xuất ngô trên địa bàn tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa
• 1.2.5. Những khó khăn, thách thức và cơ hội trong sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam
• 1.3. Một số kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 1.3.1. Kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống ngô lai trên Thế giới và ở Việt Nam
• 1.3.2. Kết quả nghiên cứu mật độ trồng ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.3. Kết quả nghiên cứu phân bón cho cây ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.4. Một số kết quả nghiên cứu về cơ giới hoá
• 1.3.5. Nghiên cứu về thời vụ trồng ngô trên Thế giới và Việt Nam
• 1.3.6. Kết quả nghiên cứu về thuốc bảo vệ thực vật
• 1.4. Một số nhận xét rút ra từ tổng quan
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.1. Các loại phân bón và vật tư
• 2.2. Điều kiện nghiên cứu
• 2.2.1. Điều kiện khí hậu, thời tiết trong quá trình nghiên cứu
• 2.2.2. Đất thí nghiệm
• 2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.3.1. Địa điểm nghiên cứu
• 2.3.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.4.1. Nội dung 1: Điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 2.4.2. Nội dung 2: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 2.4.3. Nội dung 3: Xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón,...) trên giống ngô tuyển chọn được (Giống CS71)
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Nội dung 1: Điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 2.5.2. Nội dung 2: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 2.5.3. Xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón,...) trên giống ngô tuyển chọn được (Giống CS71)
• 2.5.4. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp đánh giá
• 2.5.4.1. Các chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng, phát triển
• 2.5.4.2. Các chỉ tiêu về hình thái, sinh lý
• 2.5.4.3. Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại, mức độ đổ gãy và chịu hạn
• 2.5.4.4. Các chỉ tiêu về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
• 2.5.5. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế
• 2.5.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả điều tra tình hình sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 3.1.1. Kết quả điều tra đặc điểm khí hậu ở vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012-2017
• 3.1.2. Kết quả điều tra đặc điểm lý hóa tính đất canh tác ngô
• 3.1.3. Kết quả sản xuất ngô vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012 - 2017
• 3.1.4. Thời vụ và cơ cấu giống ngô ở vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012 – 2017
• 3.1.5. Tình hình áp dụng kỹ thuật trong sản xuất ngô ở vùng Bắc Trung bộ
• 3.1.6. Diễn biến các loại sâu bệnh trên cây ngô giai đoạn 2012 – 2017
• 3.1.7. Hiệu quả sản xuất ngô ở Bắc Trung bộ qua các thời vụ khác nhau
• 3.1.8. Hệ thống cung cấp giống, phương thức thu hoạch và mô hình tiêu thụ ngô vùng Bắc Trung bộ
• 3.1.9. Một số yếu tố thuận lợi và hạn chế trong sản xuất ngô ở vùng Bắc Trung bộ
• 3.2. Kết quả nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 3.2.1. Kết quả nghiên cứu xác định giống ngô phù hợp trồng trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa
• 3.2.2. Kết quả nghiên cứu xác định thời vụ thích hợp cho sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa (thí nghiệm thực hiện trên giống ngô CS71)
• 3.2.3. Kết quả nghiên cứu xác định mật độ, liều lượng phân bón thích hợp cho giống ngô được tuyển chọn (giống CS71)
• 3.2.4. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm cơ giới hóa trong sản xuất ngô trên đất dốc
• 3.2.5. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp phòng trừ sâu bệnh hại, cỏ dại trong sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa (thí nghiệm thực hiện trên giống ngô CS71)
• 3.2.6. Đề xuất quy trình kỹ thuật canh tác tổng hợp cho cây ngô trên đất dốc các tỉnh Bắc Trung Bộ
• 3.3. Kết quả xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón,...) trên giống ngô tuyển chọn được
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ GIỐNG NGÔ THAM GIA THÍ NGHIỆM
• PHỤ LỤC 2: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
• PHỤ LỤC 3: XỬ LÝ THỐNG KÊ
• PHỤ LỤC 4: HIỆU QUẢ KINH TẾ

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên toàn cầu, đóng góp vào việc nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa gạo, với diện tích và sản lượng tăng đều qua các năm. Tuy nhiên, năng suất ngô của Việt Nam vẫn còn thấp so với mức trung bình thế giới, đặc biệt là ở vùng Bắc Trung Bộ, nơi có địa hình đồi núi chiếm hơn 70% diện tích. Giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ là cần thiết để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và cải thiện đời sống người dân.

1.1. Tình hình sản xuất ngô tại Bắc Trung Bộ

Vùng Bắc Trung Bộ có diện tích trồng ngô đứng thứ hai cả nước, với tổng diện tích năm 2019 đạt 182.600 ha. Tuy nhiên, sản xuất ngô tại đây gặp nhiều khó khăn do địa hình dốc, hiện tượng rửa trôi đất, và thời tiết bất lợi như hạn hán và mưa lũ. Giải pháp kỹ thuật cần tập trung vào việc chọn giống ngô phù hợp và áp dụng các biện pháp canh tác bền vững để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế.

II. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại vùng Bắc Trung Bộ, đặc biệt là tại hai tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa. Đề tài hướng đến việc đánh giá hiện trạng sản xuất, xác định các biện pháp kỹ thuật phù hợp, và xây dựng mô hình thực nghiệm áp dụng đồng bộ các giải pháp này.

2.1. Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu cung cấp dẫn liệu khoa học cho việc tuyển chọn giống ngô và các biện pháp canh tác phù hợp với điều kiện sinh thái của vùng Bắc Trung Bộ. Đây là cơ sở để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô, góp phần tái cơ cấu ngành nông nghiệp và thích ứng với biến đổi khí hậu.

2.2. Ý nghĩa thực tiễn

Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất giúp tăng năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của cây ngô, đồng thời cải thiện đời sống người dân. Việc áp dụng các biện pháp canh tác mới cũng góp phần bảo vệ môi trường và duy trì độ màu mỡ của đất.

III. Kết quả nghiên cứu và đóng góp mới

Nghiên cứu đã xác định được giống ngô CS71 có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa, với năng suất cao và ổn định. Các giải pháp kỹ thuật bao gồm thời vụ gieo trồng, mật độ trồng, liều lượng phân bón, và ứng dụng cơ giới hóa đã được đề xuất để nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.1. Giống ngô CS71

Giống ngô CS71 được chứng minh có khả năng chống chịu tốt với điều kiện bất thuận trên đất dốc, đạt năng suất từ 6,03 đến 6,47 tấn/ha. Đây là giống ngô phù hợp để canh tác tại vùng Bắc Trung Bộ, đặc biệt trong vụ xuân.

3.2. Biện pháp kỹ thuật canh tác

Các biện pháp kỹ thuật được đề xuất bao gồm thời vụ gieo trồng từ 20/01 đến 27/01, mật độ trồng 6,5 - 7,5 vạn cây/ha, và liều lượng phân bón 180N + 80P2O5 + 100K2O. Việc ứng dụng cơ giới hóa trong các khâu làm đất, rạch hàng, và tách hạt cũng được khuyến nghị để nâng cao hiệu quả sản xuất.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã đưa ra các giải pháp kỹ thuật hiệu quả để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế của cây ngô trên đất dốc tại vùng Bắc Trung Bộ. Việc áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật đã giúp tăng năng suất ngô lên trên 65,0 tạ/ha và cải thiện hiệu quả kinh tế từ 22-30% so với phương pháp canh tác truyền thống.

4.1. Đề xuất

Cần tiếp tục nghiên cứu và nhân rộng các giải pháp kỹ thuật đã được đề xuất để áp dụng trên diện rộng tại vùng Bắc Trung Bộ. Đồng thời, cần tăng cường công tác đào tạo và chuyển giao kỹ thuật cho người dân để đảm bảo hiệu quả bền vững trong sản xuất ngô.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây ngũ cốc chủ yếu trên toàn cầu, giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp lương thực cho khoảng một phần ba dân số thế giới và là nguồn nguyên liệu thiết yếu cho ngành chăn nuôi, công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm, dược phẩm và nhiên liệu sinh học. Tại Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa nước. Theo số liệu thống kê năm 2019, diện tích gieo trồng ngô cả nước đạt 990,8 nghìn ha (chiếm trên 94% là diện tích ngô lai), năng suất bình quân đạt 48,0 tạ/ha, tổng sản lượng đạt 4,76 triệu tấn. Mặc dù năng suất đã gia tăng đáng kể so với các giai đoạn trước, năng suất ngô của Việt Nam chỉ đạt xấp xỉ 82,8% so với mức trung bình thế giới (5,8 tấn/ha năm 2019). Sản lượng sản xuất trong nước chỉ đáp ứng khoảng gần 30% nhu cầu ngô hạt phục vụ chế biến thức ăn chăn nuôi. Hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu từ 10 đến 12 triệu tấn ngô; riêng năm 2019 nhập khẩu 11,7 triệu tấn (trị giá hơn 2,3 tỷ USD), năm 2020 vượt mốc 12 triệu tấn (khoảng 2,5 tỷ USD) và niên vụ 2020/2021 nhập khẩu trên 13 triệu tấn.

Vùng Bắc Trung Bộ có địa hình phức tạp với hơn 70% diện tích là đồi núi, do đó đất dốc đóng vai trò trọng yếu trong sản xuất nông nghiệp. Năm 2019, tổng diện tích ngô toàn vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ đạt 182.600 ha (chiếm 15,5% diện tích ngô cả nước), năng suất bình quân 47,1 tạ/ha, tập trung chủ yếu tại Nghệ An (47.700 ha) và Thanh Hóa (46.100 ha). Đa số diện tích ngô tại đây phân bố trên đất dốc, chịu hiện tượng rửa trôi bề mặt lớn và suy thoái độ phì nhanh. Đồng thời, thời tiết diễn biến bất thuận: vụ hè thu thường bị khô hạn cuối vụ, vụ đông hay gặp mưa lũ đầu vụ, và đặc biệt là hiện tượng gió phơn tây nam (gió lào) khô nóng trong giai đoạn trỗ cờ - phun râu làm giảm tỷ lệ kết hạt. Thực tế sản xuất tại địa phương tồn tại nhiều hạn chế: thiếu các giống ngô lai có khả năng chống chịu điều kiện bất thuận; trình độ kỹ thuật không đồng đều; diện tích manh mún khó cơ giới hóa làm tăng chi phí lao động; tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch cao (13 - 15%); kỹ thuật canh tác bón phân chưa cân đối và phòng trừ dịch hại chưa đồng bộ.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là việc thiếu vắng các nghiên cứu hệ thống về việc tuyển chọn giống ngô lai trung ngày phù hợp với sinh thái đất dốc Bắc Trung Bộ, cũng như việc xây dựng một gói kỹ thuật canh tác đồng bộ (thời vụ gieo trồng tối ưu, mật độ và phân bón NPK hợp lý, thử nghiệm cơ giới hóa và biện pháp bảo vệ thực vật) nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trên đất dốc.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

• Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu tổng hợp các giải pháp kỹ thuật để nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ (tập trung tại Nghệ An và Thanh Hóa).
• Mục tiêu cụ thể:
  1. Đánh giá được hiện trạng sản xuất ngô trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ.
  2. Xác định được một số giải pháp kỹ thuật (giống, biện pháp kỹ thuật…) nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên địa bàn tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa.
  3. Xây dựng được mô hình thực nghiệm áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật thích hợp cho giống ngô lai tuyển chọn trên đất dốc tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Tập đoàn giống ngô lai khảo nghiệm, giống ngô lai CS71; các biện pháp kỹ thuật canh tác (thời vụ gieo trồng, mật độ gieo, liều lượng phân bón khoáng N-P-K, các khâu cơ giới hóa làm đất, rạch hàng, tách hạt và các hoạt chất thuốc bảo vệ thực vật trừ cỏ, sâu đục thân, bệnh khô vằn).
• Phạm vi không gian: Vùng đất dốc thuộc địa bàn tỉnh Nghệ An (huyện Anh Sơn, Con Cuông, Nghĩa Đàn...) và tỉnh Thanh Hóa (huyện Như Xuân, Cẩm Thủy...); loại đất nghiên cứu chính là đất vàng đỏ phát triển trên đá phiến sét.
• Phạm vi thời gian: Số liệu điều tra hiện trạng thu thập trong giai đoạn 2012 - 2017 (kết hợp chuỗi số liệu thống kê 2010 - 2019); các thí nghiệm đồng ruộng được triển khai trong các năm 2015, 2016; xây dựng mô hình trình diễn tổng hợp trong vụ xuân năm 2017; luận án hoàn thành và bảo vệ năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu trong luận án được phân tích theo các hướng nghiên cứu chính:

Thứ nhất, nghiên cứu về phân nhóm thời gian sinh trưởng và tính thích ứng sinh thái của cây ngô. Luận án điểm lại thang phân loại chín nhóm của FAO (1988) dựa trên chỉ số thời gian sinh trưởng từ nhóm cực sớm (<81 ngày, giống chuẩn Wisconsin 1600) đến nhóm rất muộn (>130 ngày, giống chuẩn US 523W); phân nhóm bốn mức của CIMMYT; phân nhóm theo tổng lượng nhiệt của Cao Đắc Điểm (1998) và Lưu Trọng Nguyên (1965); phân nhóm dựa trên hình thái chiều cao cây, số lóng và số lá của Đinh Thế Lộc và cộng sự (1997). Tại Việt Nam, Ngô Hữu Tình (1997, 2003, 2016) cùng các tác giả như Phạm Đức Cường, Luyện Hữu Chỉ, Trần Hồng Uy, Trương Đích, Đỗ Hữu Quốc, Võ Đình Long, Trần Hữu Miện khẳng định việc xác định thời gian sinh trưởng dựa vào tổng tích nhiệt hữu hiệu là tiêu chí chính xác nhất do nhiệt độ biến động giữa các vĩ độ và vùng sinh thái. Luận án cũng dẫn phân chia của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2011b) về thời gian sinh trưởng ngô ở các vùng sinh thái. Về tương tác kiểu gen và môi trường (G x E), tác giả trích dẫn Signor và Charcosset (2001) khi nghiên cứu 132 tổ hợp ngô lai trên 229 môi trường trong 12 năm, chỉ ra 6 hiệp phương sai giải thích khoảng 40% ảnh hưởng tương tác; các công trình của Bùi Mạnh Cường và cộng sự (2019) tại Việt Nam về tính ổn định năng suất của ngô lai.

Thứ hai, tác động của các yếu tố sinh học và phi sinh học. Về sâu hại, Phạm Văn Lầm (2002) xác định các loài gây hại chính gồm sâu đục thân ngô châu Á (Ostrinia furnacalis), sâu xám (Agrotis ipsilon), sâu cắn lá (Mythimna separata, M. loreyi), rệp muội (Rhopalosiphum maidis), sâu xanh (Helicoverpa armigera), sâu gai (Dactylispa lameyi). Về bệnh hại, các tác nhân nguy hiểm gồm bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani), đốm lá lớn (Helminthosporium turcicum), đốm lá nhỏ (Helminthosporium maydis), bạch tạng (Sclerospora maydis), gỉ sắt (Puccinia maydis). Về yếu tố phi sinh học, Trần Văn Minh (2004) xác định ngô sinh trưởng thuận lợi ở nhiệt độ 25 - 30°C; nhu cầu nước cả vụ từ 3.000 - 4.000 m³/ha, đỉnh điểm ở kỳ trỗ cờ - phun râu cần 65 - 70 m³/ngày/ha; đất đai cần tầng canh tác sâu, pH thích hợp 6 - 7 và chế độ thoáng khí tốt do rễ tiêu thụ 0,35 - 1,43 mg O₂/gam chất khô/ngày. Về dinh dưỡng, Ngô Hữu Tình (2003) và Lê Thanh Bồn (2006) chỉ rõ cây ngô lấy đi từ đất trung bình 22,3 kg N; 8,2 kg P₂O₅ và 12,2 kg K₂O để tạo ra 1 tấn hạt.

Thứ ba, xói mòn và kỹ thuật canh tác trên đất dốc. Hilger và cộng sự (2013), Borrelli và cộng sự (2020), Vezina và cộng sự (2006) ghi nhận diện tích xói mòn ở Việt Nam chiếm khoảng 40% diện tích đất tự nhiên (130.000 km²). Dung và cộng sự (2008) ghi nhận lượng đất mất do xói mòn lên tới 150 Mg/ha/năm tại vùng trồng ngô miền Bắc Việt Nam; Dinh và cộng sự (2021) chỉ rõ mức độ xói mòn phụ thuộc loại cây, độ dốc và quy mô ruộng. Các giải pháp kiểm soát dòng chảy và bảo vệ đất được tổng kết từ Ma và cộng sự (2019), Rodrigo Comino và cộng sự (2016), Anache và cộng sự (2017), Chauhan và cộng sự (2012), Kassam và cộng sự (2012) về nông nghiệp bảo tồn (không làm đất hoặc làm đất tối thiểu, che phủ hữu cơ, canh tác theo đường đồng mức) và Garrity (1999) về hàng rào thực vật đệm.

Thứ tư, nghiên cứu chọn tạo giống ngô lai, mật độ và phân bón. Về giống, các nghiên cứu quốc tế của Dao và cộng sự (2015), Etwire (2013), Ribeiro và cộng sự (2017), Adu và cộng sự (2021) nhấn mạnh chọn giống có sự tham gia của nông dân theo chuỗi giá trị. Tại Việt Nam, Trần Hồng Uy (2012) và Trần Kim Định và cộng sự (2015) tổng kết giai đoạn ngô lai không quy ước (LS-3, LS-5, LS-7, LS-8, TSB1) chuyển dịch sang ngô lai đơn; Bùi Mạnh Cường phát triển 140 dòng thuần bằng nuôi cấy bao phấn, chọn tạo các giống LVN145, LVN885, VN154, VN172; Phan Xuân Hào (2016) ứng dụng chỉ thị phân tử SSR; Trần Kim Định và cộng sự (2015) lập bản đồ QTLs chịu hạn và tạo giống MN-1. Về mật độ và phân bón, các nghiên cứu của Sangoi và cộng sự (2002), Timlin và cộng sự (2014), Dias và cộng sự (2019), Gou và cộng sự (2017), Tạ Thu Cúc và cộng sự (2000), Trần Trung Kiên (2019), Phan Xuân Hào (2008) và văn bản khuyến cáo của Cục Trồng trọt (2006) chỉ rõ mật độ thích hợp cho ngô lai ngắn và trung ngày dao động từ 5,5 đến 7,0 vạn cây/ha.

Vị trí của luận án: Luận án kế thừa các nguyên lý về nông học, sinh thái ngô và các chỉ số dinh dưỡng khoáng, tập trung giải quyết khoảng trống thực tiễn tại vùng đất dốc Nghệ An và Thanh Hóa — nơi chịu tác động mạnh của hạn hán và gió phơn tây nam — bằng cách xác định giống ngô lai trung ngày CS71 có độ ổn định năng suất cao, thiết lập tổ hợp mật độ - phân bón NPK tối ưu, thử nghiệm cơ giới hóa các khâu phù hợp với địa hình dốc và hoàn thiện quy trình bảo vệ thực vật đồng bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết về sinh thái cây trồng, tương tác kiểu gen - môi trường (Genotype x Environment Interaction - G x E) và các nguyên lý nông nghiệp bảo tồn đất dốc. Khung phân tích tập trung vào mối quan hệ giữa kiểu gen của giống ngô lai với các điều kiện giới hạn của môi trường đất dốc Bắc Trung Bộ (độ phì thấp, dốc, khô hạn cuối vụ xuân và gió phơn tây nam), từ đó can thiệp bằng các biện pháp kỹ thuật canh tác (thời vụ, mật độ gieo trồng, chế độ phân bón khoáng NPK cân đối, cơ giới hóa cục bộ và thuốc bảo vệ thực vật) nhằm tối ưu hóa các yếu tố cấu thành năng suất và gia tăng hiệu quả kinh tế.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tổ chức theo ba khối nội dung:

1. Phương pháp điều tra, đánh giá hiện trạng:

• Thu thập tài liệu, số liệu thống kê thứ cấp về điều kiện khí hậu, thời tiết, tính chất lý hóa học của đất vàng đỏ trên đá phiến sét, diện tích, năng suất, sản lượng ngô giai đoạn 2012 - 2017 tại Bắc Trung Bộ, Nghệ An và Thanh Hóa.
• Điều tra sơ cấp thông qua phiếu phỏng vấn trực tiếp các hộ nông dân trồng ngô tại các vùng sinh thái đại diện của Nghệ An và Thanh Hóa nhằm đánh giá cơ cấu giống, thời vụ, tập quán đầu tư phân bón, tình hình dịch hại, mức độ cơ giới hóa và kênh tiêu thụ.

2. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Các thí nghiệm được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (Randomized Complete Block Design - RCBD) với 3 lần nhắc lại:

• Thí nghiệm tuyển chọn giống: So sánh tập đoàn các giống ngô lai triển vọng trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa, đối chứng với giống đang sản xuất phổ biến tại địa phương; đánh giá khả năng sinh trưởng, tính chống chịu và tính ổn định năng suất qua phân tích hồi quy với chỉ số môi trường.
• Thí nghiệm thời vụ: Thử nghiệm các mốc thời vụ gieo trồng khác nhau trong vụ xuân trên giống ngô được tuyển chọn (CS71) để xác định khung thời gian né tránh khô hạn và gió lào thời kỳ ra hoa.
• Thí nghiệm mật độ và phân bón: Thí nghiệm hai yếu tố gồm các mức mật độ gieo trồng (từ 5,5 đến 7,5 vạn cây/ha) kết hợp các mức liều lượng phân bón khoáng N-P-K (với tỷ lệ đạm, lân, kali nguyên chất khác nhau) trên nền đất dốc tại hai tỉnh.
• Thí nghiệm cơ giới hóa: So sánh phương pháp canh tác mới (CTM) có ứng dụng máy cơ giới trong các công đoạn làm đất, rạch hàng, tách hạt với phương pháp canh tác truyền thống (PPTT) làm bằng thủ công tại huyện Như Xuân (Thanh Hóa) và huyện Anh Sơn (Nghệ An) trong các năm 2015 và 2016.
• Thí nghiệm bảo vệ thực vật: Đánh giá hiệu lực của các loại thuốc trừ cỏ (hoạt chất Acetochlor, Nicosulfuron) đối với cỏ hòa thảo, năn lác, lá rộng; thuốc trừ sâu (hoạt chất Emamectin benzoate) đối với sâu đục thân (Ostrinia furnacalis); thuốc trừ bệnh (hoạt chất Difenoconazole và Propiconazole) đối với bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani).

3. Phương pháp xây dựng mô hình trình diễn: Triển khai mô hình áp dụng đồng bộ gói kỹ thuật (giống CS71, thời vụ tối ưu, mật độ và liều lượng phân bón xác định, ứng dụng cơ giới hóa và quy trình bảo vệ thực vật) tại Nghệ An và Thanh Hóa trong vụ xuân 2017, so sánh đối chứng trực tiếp với ruộng canh tác theo tập quán của nông dân địa phương.

Hệ thống chỉ tiêu và phương pháp phân tích:

• Chỉ tiêu nông sinh học: Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng (gieo - mọc, trỗ cờ, phun râu, chín sáp, chín hoàn toàn); chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá; trạng thái cây, độ kín bao bắp.
• Chỉ tiêu chống chịu: Mức độ nhiễm sâu đục thân, rệp cờ, bệnh khô vằn, bệnh đốm lá; tỷ lệ cây đổ gốc, gãy thân; khả năng chịu hạn theo thang điểm quy chuẩn.
• Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất: Số bắp/cây, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt (P1000), tỷ lệ hạt/bắp, độ ẩm hạt; năng suất lý thuyết (NSLT) và năng suất thực thu (NSTT) quy về độ ẩm tiêu chuẩn 14%.
• Phương pháp hạch toán kinh tế: Tổng chi phí sản xuất (giống, phân bón, thuốc BVTV, công lao động, máy móc), tổng thu, thu nhập thuần và tỷ suất lợi nhuận (VCR).
• Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm IRRISTAT; phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sai khác giữa các giá trị trung bình bằng chỉ số sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD ở mức xác suất P = 0,05) và hệ số biến động (CV%).

Nguồn tư liệu và dữ liệu: Số liệu thứ cấp thu thập từ Cục Thống kê Nghệ An, Cục Thống kê Thanh Hóa, Tổng cục Thống kê, FAOSTAT, USDA và các báo cáo tổng kết sản xuất nông nghiệp của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hai tỉnh. Dữ liệu thực nghiệm đồng ruộng do tác giả trực tiếp theo dõi, thu thập và phân tích từ năm 2015 đến năm 2017.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Phần Mở đầu trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vai trò của cây ngô trong cơ cấu lương thực và thức ăn chăn nuôi, áp lực nhập khẩu ngô hạt của cả nước và các thách thức đặc thù trong sản xuất ngô trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ (xói mòn, suy thoái đất, hạn hán cuối vụ hè thu, ngập lụt đầu vụ đông, gió phơn khô nóng và thiếu gói kỹ thuật canh tác đồng bộ). Tác giả xác định mục tiêu tổng quát, 3 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn và công bố tóm tắt 4 đóng góp mới của luận án.

Chương 1. Tổng quan tài liệu và cơ sở khoa học của đề tài

Nội dung chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài:

• Cơ sở lý luận: Phân tích các tiêu chí phân nhóm thời gian sinh trưởng của cây ngô trên thế giới và tại Việt Nam. Trình bày chi tiết bảng phân nhóm 9 mức của FAO (1988) và bảng phân loại theo tổng lượng nhiệt của Cao Đắc Điểm (1998) cùng phân nhóm hình thái của Đinh Thế Lộc (1997). Khẳng định cơ sở phân nhóm theo tổng tích nhiệt hữu hiệu của Ngô Hữu Tình (1997, 2003, 2016) trên 8 vùng sinh thái ngô Việt Nam. Phân tích nguyên lý tương tác giữa kiểu gen và môi trường (G x E) dựa trên công trình của Signor và Charcosset (2001) và Bùi Mạnh Cường (2019). Luận giải chi tiết các yếu tố sinh học (sâu đục thân, rệp, bệnh khô vằn, đốm lá) theo Phạm Văn Lầm (2002) và các yếu tố phi sinh học (nhiệt độ tối thích 25 - 30°C; nhu cầu nước 100 lít/cây tương đương 3.000 - 4.000 m³/ha; ánh sáng ngày ngắn; độ thoáng khí của đất và O₂ cho hô hấp rễ; nhu cầu dinh dưỡng khoáng 22,3 kg N; 8,2 kg P₂O₅; 12,2 kg K₂O cho 1 tấn hạt theo Ngô Hữu Tình, 2003).
• Cơ sở thực tiễn: Khảo sát giá trị sử dụng của ngô trong đời sống, đặc biệt là vai trò làm thức ăn chăn nuôi (chiếm 65% trên thế giới giai đoạn 2000 - 2007; tại Việt Nam năm 2013 chiếm 79,73% tổng sản lượng, vùng Bắc Trung Bộ sử dụng 92,8% ngô làm thức ăn chăn nuôi). Nhu cầu ngô sinh khối phục vụ đàn bò sữa (như liên kết TH True Milk tại Nghệ An). Đánh giá thực trạng xói mòn trên đất dốc Đông Nam Á và Việt Nam (lượng đất mất lên tới 150 Mg/ha/năm theo Dung và cộng sự, 2008); các giải pháp nông nghiệp bảo tồn (Kassam và cs, 2012; Chauhan và cs, 2012). Tổng quan số liệu sản xuất ngô toàn cầu (FAOSTAT, 2021) và Việt Nam giai đoạn 1960 - 2019 qua 3 giai đoạn phát triển; phân tích diện tích, năng suất, sản lượng ngô năm 2019 giữa 6 vùng sinh thái (Đông Nam Bộ đạt năng suất cao nhất 66,3 tạ/ha, Trung du và miền núi phía Bắc có diện tích lớn nhất 435,1 nghìn ha nhưng năng suất thấp nhất 39,5 tạ/ha). Đánh giá thực trạng sản xuất tại Nghệ An (giai đoạn 2010 - 2019 diện tích giảm từ 62.700 ha xuống khoảng 55.000 ha, năng suất đạt 44,09 tạ/ha) và Thanh Hóa (năm 2019 diện tích 46,1 nghìn ha, năng suất 45,1 tạ/ha, sản lượng 207,7 nghìn tấn). Điểm lại các nghiên cứu về chọn giống ngô lai, mật độ gieo trồng và phân bón khoáng trong và ngoài nước.

Chương 2. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết vật liệu, địa bàn, nội dung và kỹ thuật thực nghiệm:

• Vật liệu nghiên cứu: Các giống ngô lai tham gia thí nghiệm so sánh (trong đó có giống CS71); phân bón hóa học (đạm Urê 46% N, supe lân 16% P₂O₅, kali clorua 60% K₂O); các loại thuốc bảo vệ thực vật (thuốc trừ cỏ chứa Acetochlor, Nicosulfuron; thuốc trừ sâu chứa Emamectin benzoate; thuốc trừ bệnh chứa Difenoconazole và Propiconazole); máy móc cơ giới làm đất, rạch hàng, máy tách hạt ngô.
• Điều kiện nghiên cứu: Đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa tại Nghệ An và Thanh Hóa; đặc điểm tính chất lý hóa học của đất vàng đỏ trên đá phiến sét (thành phần cơ giới, dung trọng, độ ẩm, độ chua pH, hàm lượng mùn, đạm tổng số, lân dễ tiêu, kali dễ tiêu).
• Địa điểm và thời gian: Triển khai điều tra tại các huyện trồng ngô trọng điểm của Nghệ An và Thanh Hóa; bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại huyện Anh Sơn (Nghệ An) và huyện Như Xuân (Thanh Hóa) trong các năm 2015, 2016; xây dựng mô hình vụ xuân 2017.
• Nội dung nghiên cứu: Gồm 3 nội dung chính: (1) Điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa; (2) Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất (tuyển chọn giống, xác định thời vụ, xác định mật độ và liều lượng phân bón, thử nghiệm cơ giới hóa, thử nghiệm thuốc BVTV); (3) Xây dựng mô hình áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật trên giống ngô tuyển chọn (CS71).
• Phương pháp bố trí: Phương pháp điều tra PRA; phương pháp thí nghiệm đồng ruộng theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) 3 lần nhắc lại; quy trình theo dõi chỉ tiêu nông sinh học, sâu bệnh, cấu thành năng suất theo quy chuẩn khảo nghiệm giống ngô quốc gia; công thức tính hiệu quả kinh tế; phần mềm xử lý thống kê IRRISTAT (phân tích phương sai ANOVA, LSD₀.₀₅, CV%, phân tích hồi quy năng suất với chỉ số môi trường).

Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

• Hiện trạng sản xuất: Khái quát đặc điểm khí hậu vùng Bắc Trung Bộ giai đoạn 2012 - 2017. Đất canh tác ngô chủ yếu là đất vàng đỏ trên đá phiến sét có phản ứng chua (pH(KCl) dao động từ 4,2 - 4,8), hàm lượng mùn từ nghèo đến trung bình (1,2 - 1,8%), lân dễ tiêu và kali dễ tiêu ở mức thấp. Diện tích ngô toàn vùng có xu hướng giảm nhẹ nhưng năng suất tăng từ 40,5 lên 45,1 tạ/ha. Cơ cấu giống tại Nghệ An và Thanh Hóa chủ yếu là các giống ngô lai trung ngày cũ (Bioseed 9797, DK888, LVN10, LVN4, CP999, NK66...) qua nhiều năm canh tác đã biểu hiện thoái hóa, nhiễm sâu đục thân và bệnh khô vằn từ trung bình đến nặng. Đa phần nông dân bón phân chưa cân đối (thừa đạm, thiếu lân và kali), khâu làm đất và tách hạt chủ yếu thủ công, tỷ lệ cơ giới hóa rất thấp, tổn thất sau thu hoạch lớn (13 - 15%).
• Tuyển chọn giống ngô phù hợp: Khảo nghiệm tập đoàn giống ngô lai trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa xác định giống ngô lai CS71 có nhiều đặc tính nông sinh học ưu việt. Giống CS71 thuộc nhóm trung ngày, thời gian sinh trưởng vụ xuân từ 110 - 118 ngày; chiều cao cây (195 - 210 cm) và chiều cao đóng bắp (85 - 95 cm) cân đối; lá bi bao kín bắp; khả năng chống đổ gãy tốt; mức độ nhiễm sâu đục thân và bệnh khô vằn nhẹ; khả năng chịu hạn tốt. Phân tích hồi quy năng suất theo chỉ số môi trường chứng minh giống CS71 có tính ổn định cao và khả năng thích ứng rộng trên đất dốc. Năng suất thực thu của CS71 đạt từ 6,03 - 6,21 tấn/ha tại Nghệ An và đạt 6,35 - 6,47 tấn/ha tại Thanh Hóa, vượt trội so với các giống đối chứng địa phương ở mức sai khác có ý nghĩa thống kê (P < 0,05).
• Xác định thời vụ gieo trồng: Thí nghiệm thời vụ trên giống ngô CS71 chỉ ra rằng khung thời vụ gieo từ 20/01 đến 27/01 hàng năm trong vụ xuân cho kết quả tốt nhất. Cây ngô sinh trưởng thuận lợi, tránh được rét đậm lúc cây con và đặc biệt tránh được thời kỳ khô hạn, gió phơn tây nam vào giai đoạn trỗ cờ - phun râu, giúp bắp kết hạt tốt, tỷ lệ hạt/bắp cao và đạt năng suất thực thu cao nhất.
• Xác định mật độ và liều lượng phân bón: Thí nghiệm tổ hợp mật độ và phân bón N-P-K cho thấy tương tác rõ nét giữa mật độ cây và chế độ dinh dưỡng:
  • Mật độ thích hợp cho giống CS71 là từ 6,5 đến 7,5 vạn cây/ha (khoảng cách hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 19 - 22 cm). Ở mật độ này, chỉ số diện tích lá (LAI) phát triển tối ưu, quần thể tận dụng tốt ánh sáng mà không làm tăng tỷ lệ đổ gãy.
  • Liều lượng phân bón khoáng tối ưu trên đất dốc vàng đỏ phiến sét được xác định là: 180 kg N + 80 kg P₂O₅ + 100 kg K₂O/ha. Công thức này giúp cây phát triển cân đối, tăng khối lượng 1000 hạt (P1000), tỷ lệ hạt/bắp đạt trên 78% và mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
• Thử nghiệm cơ giới hóa: So sánh giữa ứng dụng cơ giới hóa (CTM) và phương pháp truyền thống thủ công (PPTT) trong các năm 2015 và 2016 tại huyện Như Xuân (Thanh Hóa) và huyện Anh Sơn (Nghệ An) chứng minh việc đưa máy móc vào khâu cày bừa đất, khâu rạch hàng tra hạt và khâu tách hạt ngô sau thu hoạch giúp giảm 25 - 35 công lao động/ha, hạ giá thành sản xuất, giảm tổn thất cơ học và nâng cao rõ rệt thu nhập thuần cho nông hộ.
• Thử nghiệm biện pháp bảo vệ thực vật: Xác định thuốc trừ cỏ hoạt chất Acetochlor (phun tiền nảy mầm) và Nicosulfuron (phun hậu nảy mầm giai đoạn 3 - 5 lá) có hiệu lực trừ cỏ hòa thảo, năn lác và lá rộng đạt trên 80 - 85%; thuốc trừ sâu hoạt chất Emamectin benzoate kiểm soát sâu đục thân đạt hiệu lực cao; thuốc trừ bệnh phối hợp hoạt chất Difenoconazole và Propiconazole phòng trừ bệnh khô vằn hiệu quả, giữ bộ lá xanh bền đến khi chín.
• Xây dựng mô hình thực nghiệm: Triển khai mô hình áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật (giống CS71, gieo 20/01 - 27/01, mật độ 6,5 - 7,5 vạn cây/ha, phân bón 180N + 80P₂O₅ + 100K₂O, cơ giới hóa 3 khâu và thuốc BVTV đặc hiệu) tại Nghệ An và Thanh Hóa trong vụ xuân 2017. Năng suất thực thu của mô hình đạt trên 65,0 tạ/ha (trên 6,5 tấn/ha), hiệu quả kinh tế tăng từ 22% đến 30% so với ruộng đối chứng canh tác truyền thống của nông dân.

Chỉ tiêu kỹ thuật / kinh tế	Tập quán nông dân (Đối chứng)	Mô hình gói kỹ thuật của luận án
Giống ngô gieo trồng	Giống cũ (DK888, LVN10...)	Giống ngô lai CS71
Thời vụ gieo trồng (vụ xuân)	Đầu tháng 2 đến giữa tháng 2	20/01 – 27/01
Mật độ gieo trồng (vạn cây/ha)	4,8 – 5,5	6,5 – 7,5
Liều lượng phân bón (kg/ha)	Mất cân đối (120-140N + 40-50P₂O₅ + 30-40K₂O)	Cân đối: 180N + 80P₂O₅ + 100K₂O
Khâu cơ giới hóa áp dụng	Chủ yếu thủ công, dùng trâu bò cày kéo	Cơ giới hóa khâu làm đất, rạch hàng, tách hạt
Phòng trừ dịch hại	Phun thuốc không theo giai đoạn chuẩn	Hoạt chất Acetochlor, Nicosulfuron, Emamectin benzoate, Difenoconazole + Propiconazole
Năng suất thực thu (tạ/ha)	42,0 – 48,0	> 65,0
Hiệu quả kinh tế so với đối chứng	Chuẩn so sánh (100%)	Tăng từ 22,0% đến 30,0%

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận:

• Cung cấp cơ sở khoa học và các dẫn liệu thực nghiệm về tương tác kiểu gen - môi trường (G x E) của các giống ngô lai trung ngày trên lập địa đất dốc vùng Bắc Trung Bộ; làm sáng tỏ phản ứng thích nghi của giống ngô lai trong điều kiện hạn chế về dinh dưỡng đất và thời tiết khô nóng đặc thù do gió phơn tây nam.
• Bổ sung dẫn liệu định lượng về quy luật sinh trưởng, khả năng tích lũy sinh khối và các yếu tố cấu thành năng suất ngô lai dưới tác động phối hợp của mật độ quần thể cao và chế độ phân bón khoáng NPK cân đối trên đất vàng đỏ phát triển trên đá phiến sét.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn (theo nội dung luận án tự công bố):

1. Đã đánh giá được hiện trạng sản xuất ngô trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ (tập trung tại Thanh Hóa và Nghệ An), xác định rõ nguyên nhân hạn chế hiệu quả sản xuất là do thiếu giống ngô thích hợp và các biện pháp kỹ thuật canh tác chưa được áp dụng đồng bộ.
2. Tuyển chọn được giống ngô lai CS71 có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận trên đất dốc Nghệ An và Thanh Hóa; đạt năng suất cao và ổn định trong vụ xuân (năng suất thực thu đạt 6,03 - 6,21 tấn/ha tại Nghệ An và 6,35 - 6,47 tấn/ha tại Thanh Hóa).
3. Xác định được gói giải pháp kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống ngô CS71 trên đất dốc Nghệ An và Thanh Hóa:
   • Thời vụ gieo trồng tối ưu: Từ ngày 20/01 đến ngày 27/01 hàng năm trong vụ xuân.
   • Mật độ gieo trồng hợp lý: 6,5 đến 7,5 vạn cây/ha.
   • Liều lượng phân bón khoáng tối ưu: 180 kg N + 80 kg P₂O₅ + 100 kg K₂O/ha.
   • Cơ giới hóa: Ứng dụng máy móc vào 3 khâu xung yếu gồm cày bừa làm đất, rạch hàng tra hạt và tách hạt ngô sau thu hoạch.
   • Biện pháp bảo vệ thực vật: Sử dụng thuốc có hoạt chất Acetochlor, Nicosulfuron để trừ cỏ dại; hoạt chất Emamectin benzoate phòng trừ sâu đục thân; hoạt chất Difenoconazole kết hợp Propiconazole phòng trừ bệnh khô vằn và bệnh hại lá.
4. Xây dựng thành công mô hình thực nghiệm áp dụng đồng bộ gói giải pháp kỹ thuật trên đất dốc tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa; năng suất mô hình đạt trên 65,0 tạ/ha, hiệu quả kinh tế nâng cao từ 22% đến 30% so với tập quán sản xuất của địa phương.

Kiến nghị và đề xuất của tác giả:

• Đề nghị các cơ quan quản lý nông nghiệp tại Nghệ An, Thanh Hóa và các tỉnh có điều kiện sinh thái tương tự đưa giống ngô lai CS71 vào cơ cấu giống gieo trồng vụ xuân trên đất dốc.
• Áp dụng rộng rãi quy trình kỹ thuật canh tác đồng bộ (thời vụ 20/01 - 27/01, mật độ 6,5 - 7,5 vạn cây/ha, bón phân 180N + 80P₂O₅ + 100K₂O và cơ giới hóa 3 khâu) vào sản xuất đại trà.
• Chính quyền địa phương cần có chính sách hỗ trợ vốn để nông dân tiếp cận các loại máy nông nghiệp phục vụ làm đất, rạch hàng và máy tách hạt nhằm giải phóng sức lao động và giảm chi phí sản xuất trên địa bàn miền núi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

• Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm đồng ruộng mới tập trung chủ yếu vào vụ xuân — vụ sản xuất chính đạt năng suất cao nhất — chưa triển khai nghiên cứu chuyên sâu đối với vụ hè thu và vụ đông trên đất dốc (hai vụ thường xuyên gặp rủi ro cao về hạn hán cuối vụ và mưa lũ đầu vụ).
• Địa bàn thực nghiệm đồng ruộng và mô hình mới thực hiện đại diện tại hai tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa, trên nền loại đất vàng đỏ phát triển trên đá phiến sét; chưa bao quát hết các nhóm đất dốc khác trong toàn vùng Bắc Trung Bộ (như đất phong hóa trên đá vôi, đá granit hoặc sa thạch).
• Về mặt cơ giới hóa, đề tài mới chỉ giải quyết được việc cơ giới hóa cục bộ ở 3 công đoạn (làm đất, rạch hàng, tách hạt); khâu gieo hạt và khâu thu hoạch vẫn phụ thuộc vào lao động thủ công do đặc thù độ dốc phức tạp của địa hình.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Tiếp tục khảo nghiệm và đánh giá tính thích ứng của giống ngô lai CS71 cùng các tổ hợp lai mới trong vụ hè thu và vụ đông trên đất dốc nhằm hoàn thiện cơ cấu mùa vụ quanh năm.
• Nghiên cứu mở rộng gói giải pháp kỹ thuật trên các loại đất dốc và tiểu vùng sinh thái khác tại các tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế.
• Nghiên cứu thiết kế hoặc cải tiến các công cụ cơ giới hóa chuyên dụng (đặc biệt là công cụ gieo hạt theo đường đồng mức và máy thu hoạch mi ni) phù hợp với độ dốc cao để hoàn thiện chuỗi cơ giới hóa đồng bộ trong canh tác ngô vùng đồi núi.

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với các nhóm đối tượng:

1. Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Trồng trọt:

• Cung cấp phương pháp luận thực nghiệm về bố trí thí nghiệm nông học nhiều yếu tố (giống, thời vụ, mật độ, phân bón, cơ giới hóa, thuốc BVTV) trên vùng đất dốc.
• Cung cấp phương pháp đánh giá độ ổn định và tính thích nghi của giống ngô lai thông qua phân tích tương tác kiểu gen và môi trường (G x E) bằng mô hình hồi quy với chỉ số môi trường trên phần mềm IRRISTAT.
• Là tài liệu tham khảo chi tiết về hệ thống phân loại thời gian sinh trưởng của cây ngô theo FAO, CIMMYT và tổng tích nhiệt hữu hiệu tại Việt Nam.

2. Đối với cán bộ khuyến nông, trung tâm dịch vụ nông nghiệp tại các địa phương miền núi:

• Phần quy trình kỹ thuật canh tác tổng hợp (thời vụ gieo 20/01 - 27/01, mật độ 6,5 - 7,5 vạn cây/ha, định mức bón phân khoáng N-P-K cân đối và phác đồ bảo vệ thực vật) là tài liệu chuyển giao kỹ thuật trực tiếp cho người trồng ngô.
• Cung cấp các thông số định mức thực tế về hiệu quả giảm công lao động và chi phí khi áp dụng máy làm đất, máy rạch hàng và máy tách hạt ngô trên sườn dốc.

3. Đối với các nhà quản lý, hoạch định chính sách nông nghiệp tại các tỉnh Bắc Trung Bộ:

• Báo cáo số liệu thực trạng sản xuất ngô giai đoạn 2012 - 2017 tại Nghệ An và Thanh Hóa phản ánh khách quan các khó khăn về độ dốc, khí hậu, thoái hóa giống và tổn thất sau thu hoạch.
• Làm cơ sở khoa học để xây dựng các đề án tái cơ cấu ngành trồng trọt, chuyển đổi đất dốc kém hiệu quả sang thâm canh ngô hạt hoặc ngô sinh khối gắn với chuỗi liên kết chăn nuôi bò sữa, bò thịt tại khu vực Bắc Trung Bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Giống ngô lai nào được luận án tuyển chọn để phát triển trên đất dốc Bắc Trung Bộ và năng suất đạt bao nhiêu? Luận án đã tuyển chọn giống ngô lai CS71. Đây là giống thuộc nhóm trung ngày, sinh trưởng phát triển tốt, lá bi bao kín bắp, chống đổ gãy và chịu hạn tốt, ít nhiễm sâu đục thân và bệnh khô vằn. Trong các thí nghiệm tại vụ xuân, năng suất thực thu của CS71 đạt từ 6,03 đến 6,21 tấn/ha tại Nghệ An và từ 6,35 đến 6,47 tấn/ha tại Thanh Hóa; khi áp dụng trong mô hình đồng bộ đạt năng suất trên 65,0 tạ/ha (trên 6,5 tấn/ha).

2. Khung thời vụ gieo trồng nào được xác định là tối ưu cho giống ngô CS71 tại Nghệ An và Thanh Hóa? Thời vụ gieo trồng thích hợp nhất cho giống CS71 trong vụ xuân là từ ngày 20/01 đến ngày 27/01 hàng năm. Khung thời vụ này giúp cây tránh được rét đậm ở giai đoạn mọc mầm và quan trọng nhất là né tránh được thời kỳ hạn hán, gió phơn tây nam khô nóng vào giai đoạn ngô trỗ cờ - phun râu, đảm bảo quá trình thụ phấn và kết hạt đạt tỷ lệ cao.

3. Mật độ gieo trồng và công thức bón phân NPK nào cho hiệu quả cao nhất trên đất dốc? Luận án xác định mật độ gieo trồng thích hợp cho giống ngô CS71 là 6,5 - 7,5 vạn cây/ha (hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 19 - 22 cm). Mức bón phân khoáng tối ưu trên đất vàng đỏ phát triển trên đá phiến sét là: 180 kg N + 80 kg P₂O₅ + 100 kg K₂O/ha, kết hợp với kỹ thuật bón phân cân đối theo từng thời kỳ sinh trưởng của cây.

4. Luận án đã thử nghiệm ứng dụng cơ giới hóa vào những công đoạn nào và hiệu quả ra sao? Luận án thử nghiệm cơ giới hóa tại 3 khâu chính: làm đất (cày bừa bằng máy), rạch hàng tra hạt và tách hạt ngô sau thu hoạch tại Như Xuân (Thanh Hóa) và Anh Sơn (Nghệ An) trong hai năm 2015 và 2016. Kết quả cho thấy phương pháp canh tác mới có cơ giới hóa giúp giảm 25 - 35 công lao động thủ công/ha, giảm thiểu chi phí đầu vào, hạ tổn thất sau thu hoạch và nâng cao hiệu quả kinh tế so với phương pháp canh tác truyền thống.

5. Các hoạt chất bảo vệ thực vật nào được khuyến cáo sử dụng trong quy trình canh tác ngô của luận án? Luận án xác định hiệu quả của các hoạt chất:

• Trừ cỏ dại: Hoạt chất Acetochlor (trừ cỏ tiền nảy mầm) và Nicosulfuron (trừ cỏ hậu nảy mầm khi ngô đạt 3 - 5 lá) cho hiệu lực diệt trừ cao đối với cả 3 nhóm cỏ hòa thảo, năn lác và lá rộng.
• Trừ sâu hại: Hoạt chất Emamectin benzoate đạt hiệu lực phòng trừ cao đối với sâu đục thân (Ostrinia furnacalis).
• Trừ bệnh hại: Hoạt chất phối hợp Difenoconazole và Propiconazole kiểm soát hiệu quả bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani), hạn chế hiện tượng cháy lá và giúp bộ lá ngô duy trì hoạt động quang hợp đến cuối vụ.

Kết luận

Luận án tiến sĩ nông nghiệp của tác giả Trịnh Đức Toàn đã đánh giá toàn diện hiện trạng sản xuất ngô và những hạn chế kỹ thuật trên đất dốc tại hai tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa. Thông qua hệ thống thí nghiệm đồng ruộng theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) và xử lý thống kê bằng IRRISTAT, công trình đã tuyển chọn được giống ngô lai CS71 có tính ổn định và thích ứng cao, đồng thời xác lập thành công gói giải pháp kỹ thuật canh tác đồng bộ gồm thời vụ gieo từ 20/01 đến 27/01, mật độ 6,5 - 7,5 vạn cây/ha, liều lượng bón phân 180N + 80P₂O₅ + 100K₂O/ha, ứng dụng cơ giới hóa 3 khâu và sử dụng các hoạt chất bảo vệ thực vật đặc hiệu. Mô hình trình diễn đồng bộ triển khai trong vụ xuân 2017 đạt năng suất trên 65,0 tạ/ha, nâng cao hiệu quả kinh tế từ 22% đến 30% so với tập quán sản xuất của nông dân. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học và thực tiễn có giá trị phục vụ thâm canh ngô bền vững, góp phần hạn chế xói mòn và nâng cao hiệu quả kinh tế trên đất dốc vùng Bắc Trung Bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận của đề tài 1. Nghiên cứu về phân nhóm thời gian sinh trưởng và tính thích ứng của cây ngô 1. Phân nhóm thời gian sinh trưởng của cây ngô Cây ngô có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nhưng qua quá trình trồng trọt, chọn lọc và thuần hóa đến ngày nay cây ngô có thể trồng ở nhiều vùng khí hậu khác nhau.

Các nhà khoa học đã tổng kết thời gian sinh trưởng (TGST) của cây ngô kéo dài khác nhau tùy theo từng giống, vĩ độ trồng. Căn cứ vào TGST các giống ngô được phân làm 3 nhóm chính: Nhóm chín sớm (ngắn ngày), nhóm chín trung bình (trung ngày) và nhóm chín muộn (dài ngày). Tuy nhiên, căn cứ để phân nhóm TGST của cây ngô thì có nhiều quan điểm khác nhau. Ở Châu Âu, phân nhóm TGST theo thang điểm của FAO được sử dụng rộng rãi.

FAO đã đưa ra thang điểm gồm 9 nhóm (bảng 1. Chỉ số đánh giá thời gian sinh trưởng theo thang điểm FAO Nhóm Khoảng chỉ số nhóm Thời gian sinh trưởng (ngày) Giống chuẩn 1 100 -199 < 81 Wisconsin 1600 2 200 - 299 82-86 Wisconsin 240 3 300 - 399 87-102 Wisconsin 355 4 400 - 499 103-107 Wisconsin 464 5 500 - 599 108-111 Ohio M15 6 600 - 699 112-116 Iowa 4416 7 700 - 799 117-122 Indiana 416 8 800 - 899 123-130 US 13 9 900 - 999 >130 US 523W Nguồn: Theo FAO 1988 Theo các nhà nghiên cứu CIMMYT, TGST của ngô được chia làm 4 nhóm: Nhóm chín cực sớm có chỉ số từ 100- 200 với TGST từ 80- 85 ngày. Nhóm trung bình sớm có chỉ số 201- 500 với TGST 86- 105 ngày. Nhóm chín trung bình có chỉ số 501- 700 với TGST 106- 115 ngày.

Nhóm chín muộn có chỉ số từ 701- 900 với TGST trên 135 ngày. ` 6 Ngô cũng được chia nhóm theo thời gian sinh trưởng thành các nhóm cực ngắn (rất sớm): < 90 ngày; ngắn ngày (sớm): 90- 95 ngày; trung bình: 105- 110 ngày; chín muộn (dài ngày): 115- 120 ngày và rất muộn: > 120 ngày. Theo Cao Đắc Điểm (1998), đã phân nhóm giống ngô theo lượng nhiệt ở từng vĩ độ trồng khác nhau (Bảng 1. Tổng lượng nhiệt của các nhóm giống ngô ở các vĩ độ khác nhau (0C) TT Nhóm giống Vĩ độ 400 450 500 550 1 Chín sớm (Ngắn ngày) 2.250 2 Chín trung bình (Trung ngày) 2.120 Lưu Trọng Nguyên (1965) khi nghiên cứu các giống ngô của Trung Quốc đã kết luận rằng: Đối với giống chín sớm tổng tích nhiệt hoạt động là 2000 - 22000C; giống chín trung bình là 2300 - 26000C và giống chín muộn 2500 - 28000C.

Theo Đinh Thế Lộc và cs (1997) đã phân nhóm TGST của ngô dựa trên các chỉ số về chiều cao cây, số đốt (lóng) và số lá (bảng 1. Phân nhóm giống dựa theo các bộ phận của cây ngô TT Bộ phận cây ĐVT Nhóm giống ngô Ngắn ngày Trung ngày Dài ngày 1 Chiều cao m 1,2 - 1,5 1,8 - 2,0 2,0 - 2,5 2 Số lóng (đốt) Lóng (đốt) 14 - 15 18 - 20 20 - 22 3 Số lá/cây Lá 15 - 16 18 - 20 > 20 Nguồn: Đinh Thế Lộc và cs (1997). Ở miền Bắc Việt Nam, tổng nhiệt độ bình quân ngày đêm cần cho sự phát dục bình thường của giống ngô chín sớm là 1.0000C; giống ngô chính vụ và muộn 2.6000C, trong vụ Đông Xuân ở miền Bắc tổng tích nhiệt lên tới 2. Dựa vào điều kiện đất đai, khí hậu, Việt Nam được chia thành 8 vùng trồng ngô chính (Ngô HữuTình 2016).

1 - Vùng Đông Bắc: độ cao 300 - 900 m so với mặt nước biển. Vụ chính là vụ Xuân, gieo vào tháng 02, tháng 3.