Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Canh tác ngô trên đất dốc ở Yên Bái nói riêng cũng như khu vực Trung du miền núi phía Bắc cho thấy, những vùng đất dốc hiện nay có độ che phủ thấp. Ảnh hưởng của xói mòn, rửa trôi từ cách canh tác nước rẫy không có thời gian bỏ hóa trên các sườn dốc theo truyền thống lạc hậu, chọc lỗ bỏ hạt, không bón phân hoặc rất ít sử dụng phân bón là những nguyên nhân làm cho đất đồi núi ngày càng nghèo kiệt về dinh dưỡng (Lương Đức Toàn và cs, 2016). Phân bón ảnh hưởng tới 30,6% năng suất ngô, còn các yếu tố khác như mật độ, phòng trừ cỏ dại, đất trồng có ảnh hưởng ít hơn (Berzenyi và Gyorff, 1996).
Theo Minh Tang Chang and Peter L. Keeling (2005) năng suất ngô ở Mỹ trong hơn 40 năm qua tăng thêm 58% là nhờ đóng góp của giống lai đơn, 21% nhờ tăng mật độ và 5% nhờ thu hẹp khoảng cách hàng. Phân bón là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến năng suất cây trồng. Trong đó, phân bón chậm tan có thể coi là một loại phân bón mới có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất ngô trên đất dốc nhờ chi phí thấp, giải phóng dinh dưỡng từ từ để cung cấp dinh dưỡng cho đất.
Phân bón chậm tan chủ yếu là các loại phân bón chứa urê và các chất giải phòng chậm được phối trộn vào phân bón (Bai et al., 2017; Ni et al. Phân bón chậm tan làm giảm mất đạm thông qua các chất chậm tan được thêm vào hạt urê như polyacrylamide (Golbashy et al., 2017; Xiang et al., 2014; Qin và cs., 2012; Zhang et al. Sử dụng phân bón chậm tan sẽ rất phổ biến, đặc biệt ở những nơi có nguy cơ bị mất đạm lớn, ở mùa vụ dễ xảy ra mất đạm và đối với những cây trồng có bộ rễ ăn nông. Ở Hoa Kỳ phân chậm tan đã được sử dụng nhiều cho ngô (Balkcom et al.
Nhiều kết quả nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng phân viên nén ở các mức khác nhau có ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất và hiệu quả kinh tế (Châu Ngọc Lý và cs, 2013; Phạm Đức Ngà và cs, 2012; Nguyễn Văn Phú và cs, 2012; Trần Đức Thiện, 2014). 5 Phân viên nén được sử dụng nhằm tiết kiệm công lao động do chỉ bón 1 lần duy nhất trong toàn bộ thời gian sinh trưởng, tăng hiệu suất sử dụng phân, ngoài ra còn hạn chế xói mòn, rửa trôi đất dốc, hướng tới mục tiêu canh tác bền vững. Việc bón phân viên nén cho ngô năm 2008 tại Sơn La đã tăng năng suất 12 - 20% (Nguyễn Tất Cảnh, 2008). Sử dụng phân viên nén tiết kiệm được 20 - 30% chi phí phân bón do chỉ phải bón một lần trong cả vụ (Đỗ Hữu Quyết, 2008).
Công thức bón phân viên nén NK thích hợp cho cây ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái là (150 N + 90 K2O) trên nền 2 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh + 90 kg P2O5 (Trần Trung Kiên và cs, 2015). Tạo giống chịu mật độ cao là một trong những mục tiêu quan trọng của các nhà tạo giống ngô. Việc xác định mật độ, khoảng cách trồng trồng và lượng phân bón thích hợp cho từng giống sẽ tận dụng được tối đa tiềm năng cho năng suất của giống. Cùng một vùng sinh thái, cùng một giống và biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống nhau được so sánh qua những mật độ trồng khác nhau, lượng phân bón khác nhau sẽ biểu hiện khả năng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất khác nhau.
Mật độ trồng hợp lý ảnh hưởng tới việc tiếp nhận năng lượng ánh sáng mặt trời tốt hơn, giảm sự bốc hơi nước và hạn chế cỏ dại phát triển do sớm che phủ mặt đất (trích theo Sener O. Mật độ, khoảng cách trồng cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của ngô. Nếu trồng với mật độ thấp thì cây sinh trưởng tốt, bắp to, tăng số hạt trên bắp nhưng số lượng cây ít, nên năng suất không tăng. Nếu mật độ cao thì số cây trên diện tích gieo trồng tăng nhưng cây và trọng lượng bắp nhỏ, do đó cần xác định mật độ trồng hợp lý.
Cần căn cứ vào giống, điều kiện đất đai và mùa vụ để xác định mật độ và khoảng cách trồng thích hợp (Trần Trung Kiên và cs, 2016). Mật độ gieo 6 vạn cây/ha cho năng suất cao nhất 8., (2002) năng suất đạt cao nhất ở khoảng cách hàng 38 cm và mật độ 9 vạn cây/ha. Neradic và Slovic (1999) đã thí nghiệm trên giống ngô lai ZPSP 704 với mật độ 40.416 cây/ha và bón đạm với lượng 100 - 125 N/ha. Kết quả cho thấy năng suất ngô tăng khi mật độ tăng và đã đạt năng suất cao nhất 12,2 tấn/ha ở mật độ 80.
6 Biện pháp làm đất tối thiểu và che phủ đất là các kỹ thuật canh tác có hiệu quả cao trong chống xói mòn và thoái hoá đất. Che phủ đất kết hợp làm đất tối thiểu làm giảm quá trình bốc hơi nước từ đất, hạn chế xói mòn rửa trôi đất, góp phần nâng cao độ phì đất. Kết quả nghiên cứu một số vật liệu che phủ như thân lá ngô, rơm rạ, thân lá các loài cỏ tự nhiên (cỏ Lào) trong canh tác ngô trong năm 2007 tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái cho thấy tác dụng của các vật liệu che phủ đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô cũng như khả năng hạn chế xói mòn trên đất dốc giảm từ 19 - 95% và năng suất tăng từ 9 - 54%. Các vật liệu che phủ là xác các thực vật, độ phì đất được cải thiện rõ rệt, giảm độ chua và độc tố nhóm, tăng hàm lượng mùn và dung tích hấp thu trong đất (Lê Quốc Doanh, Nguyễn Quang Tin, 2008).
Một số kết quả nghiên cứu của các tác giả khác đã khẳng định các lợi ích khi áp dụng các kỹ thuật che phủ và làm đất tối thiểu như làm giảm xói mòn đất, giảm lượng phân bón bị thất thoát do bốc hơi và rửa trôi, tăng khả năng giữ ẩm đất, hạn chế sự phát triển của cỏ dại, giảm chi phí về phân bón và thuốc trừ cỏ (A. Mercado Jr et al. Menzies et al. Chabierskia et al.
Olivier et al. Xuất phát từ những cơ sở khoa học trên và tìm ra giải pháp canh tác nhằm tăng năng suất ngô, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, nâng cao độ phì đất, giảm xói mòn rửa trôi và đảm bảo canh tác đất dốc bền vững, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ưu thế lai.
Ngô còn là cây điển hình được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vục di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới giai đoạn 2012 – 2018 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2012 179,8 48,7 875,0 2013 187,0 54,4 1.147,6 (Nguồn: FAOSTAT, 2020) Từ 20 năm nay, cùng với những thành tựu trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phương pháp truyền thống và công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa nước. Năm 2018, diện tích trồng ngô trên thế giới đã đạt 193,7 triệu ha (giảm 3,5 triệu ha so với năm 2017) trong khi đó diện tích trồng lúa nước chỉ đạt 167,1 triệu ha. Năng suất ngô cũng không ngừng tăng từ năm 2012 là 48,7 tạ/ha đến năm 2018 đạt 59,2 tạ/ha, sản lượng ngô thu được trong năm 2018 đạt 1.
Sản xuất ngô của một số vùng trên thế giới năm 2018 Diện tích Năng suất Sản lượng Vùng (Triệu ha) (Tạ/ha) (Triệu tấn) Thế giới 193,7 59,2 1.147,6 Châu Mỹ 70,6 81,8 578,0 Châu Á 67,3 53,7 361,6 Châu Âu 17,1 75,4 128,6 Châu Phi 38,7 20,4 78,9 Châu Úc 0,01 79,8 0,6 (Nguồn: FAOSTAT, 2020) 8 Hình 1. Sản lượng ngô một số khu vực trên thế giới tính theo tỷ trọng Cây ngô được trồng rộng rãi trên toàn thế giới, nhưng có sự phân bố không đồng đều giữa các châu lục. Do trình độ khoa học kỹ thuật và khả năng đầu tư kinh tế vào sản xuất ngô của mỗi châu lục là khác nhau lên diện tích, năng suất, sản lượng ngô giữa các châu lục trên thế giới có sự chênh lệch nhau rất lớn. Nhờ quá trình cơ giới hóa sản xuất và áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật trong khâu chọn, tạo giống, đặc biệt là ngô chuyển gen, châu Mỹ tiếp tục dẫn đầu về sản lượng (578,0 triệu tấn) chiếm 50,4% tổng sản lượng toàn thế giới và diện tích (70,6 triệu ha) đất canh tác ngô.
Châu Á có diện tích lớn thứ hai sau châu Mỹ, diện tích trồng đạt 67,3 triệu ha, năng suất đạt 53,7 tạ/ha và sản lượng đạt 361,6 triệu tấn (chiếm 31,5% tổng sản lượng). Diện tích trồng ngô của châu Phi khá lớn (38,7 triệu ha) nhưng trình độ canh tác còn lạc hậu nên năng suất ngô chỉ đạt 20,4 tạ/ha, bằng 34,4 % năng suất ngô bình quân của thế giới. Sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế giới năm 2018 Diện tích Năng suất Sản lượng Tên quốc gia (Triệu ha) (Tạ/ha) (Triệu tấn) Trung Quốc 42,1 61,0 257,2 Mỹ 33,1 118,6 392,5 Brazil 16,1 51,0 82,3 Ấn Độ 9,2 30,2 27,8 Argentina 7,1 60,9 43,5 Mexico 7,1 38,1 27,8 Indonesia 5,7 53,2 30,3 Philippines 2,5 31,0 7,8 Thái Lan 1,1 45,0 5,0 Việt Nam 1,0 47,2 4,9 (Nguồn: FAOSTAT, 2020) 9 Trung Quốc được xem là cường quốc trong sản xuất ngô với diện tích trồng năm 2018 đạt 42,1 triệu ha, đứng thứ nhất trong khu vực Châu Á. Hiện nay, Mỹ và Trung Quốc là hai quốc gia có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với các quốc gia khác trên thế giới.
Các nước khác như Canada, Israel.mặc dù năng suất ngô cao nhưng sản lượng vẫn còn thấp do diện tích trồng ngô chưa được mở rộng. Bên cạnh đó, với ứng dụng khoa học công nghệ trong sản xuất nguyên, nhiên liệu sạch, ngô được coi là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất xăng sinh học (ethanol) tuy giai đoạn hiện nay chưa phát triển mạnh nhưng xu thế đang có chiều hướng phát triển nhanh.