Tổng quan nghiên cứu

Cây ngô (Zea mays L.) là cây trồng quan trọng, được trồng rộng rãi trên toàn thế giới với diện tích khoảng 197 triệu ha năm 2017, tăng 24,5% so với năm 2007. Năng suất trung bình toàn cầu đạt 57,55 tạ/ha, tăng 15,35% trong cùng giai đoạn, góp phần nâng sản lượng lên 1.134,75 triệu tấn, tăng 43,61% (FAO, 2019). Ở Việt Nam, diện tích trồng ngô năm 2017 đạt khoảng 1,1 triệu ha với năng suất 46,48 tạ/ha, sản lượng 5,1 triệu tấn, tăng đáng kể so với năm 2007. Tuy nhiên, năng suất ngô Việt Nam chỉ đạt khoảng 80,7% so với trung bình thế giới, chưa đáp ứng đủ nhu cầu nội địa, đặc biệt trong ngành chăn nuôi phát triển mạnh, dẫn đến nhập khẩu ngô lên tới 8,4 triệu tấn năm 2016 (Tổng cục Hải quan, 2017).

Tỉnh Thái Nguyên, với địa hình chủ yếu đồi núi chiếm 85,8% diện tích, có diện tích đất nông nghiệp hạn chế (12,4%) và điều kiện tưới tiêu chưa chủ động, dẫn đến năng suất ngô còn thấp, chưa hình thành vùng sản xuất hàng hóa lớn. Năng suất ngô của tỉnh năm 2017 đạt 44,5 tạ/ha, tăng 2,5 tạ/ha so với năm 2007, nhưng diện tích trồng giảm nhẹ do đô thị hóa và các yếu tố thời vụ.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và tính chống chịu của một số tổ hợp ngô lai mới tại Thái Nguyên trong hai vụ Đông 2017 và Xuân 2018, nhằm lựa chọn tổ hợp phù hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng địa phương, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm nhập khẩu ngô.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết ưu thế lai trong cây ngô, khẳng định từ năm 1876 rằng tổ hợp lai có năng suất vượt trội từ 10-15% so với bố mẹ. Các mô hình chọn tạo giống ngô lai năng suất cao, chống chịu tốt được phát triển rộng rãi trên thế giới, đặc biệt tại Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ và các nước châu Phi. Khái niệm chính bao gồm:

  • Ưu thế lai (Heterosis): Tăng năng suất và khả năng chống chịu của tổ hợp lai so với bố mẹ.
  • Khả năng chống chịu: Bao gồm chống đổ, chống sâu bệnh, chịu hạn, chịu rét.
  • Các giai đoạn sinh trưởng: Từ gieo đến trỗ cờ, tung phấn, phun râu, chín sinh lý.
  • Chỉ số diện tích lá (LAI): Tỷ lệ diện tích lá trên diện tích đất, ảnh hưởng đến khả năng quang hợp và năng suất.
  • Các yếu tố cấu thành năng suất: Chiều dài bắp, đường kính bắp, số bắp/cây, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt.

Phương pháp nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: 10 tổ hợp ngô lai mới do Viện nghiên cứu ngô lai tạo và 1 giống đối chứng NK4300.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thí nghiệm tại Phường Quang Vinh, Thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, trong hai vụ Đông 2017 và Xuân 2018.
  • Thiết kế thí nghiệm: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD), 11 công thức, 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô 14 m².
  • Chỉ tiêu theo dõi: Các giai đoạn sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, chỉ số diện tích lá, tốc độ tăng trưởng chiều cao và ra lá, trạng thái cây và bắp, khả năng chống đổ, mức độ nhiễm sâu đục thân, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và IRRISTAT4, phân tích phương sai, kiểm định mức ý nghĩa 0,05.
  • Timeline nghiên cứu: Thí nghiệm gieo ngày 4/9/2017 (vụ Đông) và 27/2/2018 (vụ Xuân), theo dõi đến khi thu hoạch.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Giai đoạn sinh trưởng:

    • Vụ Đông 2017, thời gian gieo đến trỗ cờ dao động 53-55 ngày, vụ Xuân 2018 kéo dài hơn, 63-65 ngày.
    • Thời gian gieo đến chín sinh lý vụ Đông dài hơn vụ Xuân khoảng 20 ngày (129-134 ngày so với 109-113 ngày).
    • Khoảng cách tung phấn - phun râu (ASI) từ 0-2 ngày, thuận lợi cho thụ phấn.

  2. Tốc độ tăng trưởng chiều cao:

    • Vụ Đông 2017, tốc độ tăng trưởng chiều cao đạt tối đa 6,77-8,92 cm/ngày ở giai đoạn 30-40 ngày sau trồng.
    • Vụ Xuân 2018, tốc độ tăng trưởng thấp hơn, dao động 4,39-5,40 cm/ngày.
    • Các tổ hợp lai CNC292, CNC1570, CNC1618 có tốc độ tăng trưởng chiều cao vượt hoặc tương đương giống đối chứng.

  3. Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp:

    • Chiều cao cây các tổ hợp lai dao động 212,73-239,53 cm, chiều cao đóng bắp 107,03-129,63 cm.
    • Tỷ lệ chiều cao đóng bắp/chiều cao cây khoảng 47,88%-55,21%.
    • Tổ hợp CNC1618 và NK4300 có chiều cao đóng bắp cao nhất, thuận lợi cho năng suất.

  4. Khả năng chống chịu:

    • Các tổ hợp lai thể hiện khả năng chống đổ gãy và chống sâu đục thân tốt, tỷ lệ cây gãy dưới 15%, mức độ nhiễm sâu đục thân dưới 10%.
    • Giống NK4300 đối chứng có khả năng chịu hạn và chống đổ khá, năng suất trung bình 50-60 tạ/ha.

  5. Năng suất và các yếu tố cấu thành:

    • Năng suất thực thu các tổ hợp lai đạt từ 69 đến 83 tạ/ha, vượt giống đối chứng từ 10-15%.
    • Chiều dài bắp dao động 14,5-18 cm, đường kính bắp 4,5-5 cm, số bắp/cây trung bình 1,1-1,3.
    • Khối lượng 1000 hạt đạt 280-300 g, tỷ lệ hạt/bắp trên 75%.

Thảo luận kết quả

Thời gian sinh trưởng dài hơn vụ Xuân do điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác biệt, vụ Đông có nhiệt độ thấp và lượng mưa ít hơn, làm chậm quá trình phát triển. Tốc độ tăng trưởng chiều cao và chỉ số diện tích lá cao trong vụ Đông cho thấy cây tận dụng tốt điều kiện ánh sáng và dinh dưỡng. Các tổ hợp lai có tốc độ tăng trưởng và chiều cao cây vượt trội so với giống đối chứng, phù hợp với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu Thái Nguyên.

Khả năng chống đổ và chống sâu bệnh của các tổ hợp lai là yếu tố quan trọng giúp duy trì năng suất ổn định, giảm thiểu tổn thất do thiên tai và sâu bệnh. Năng suất vượt trội của các tổ hợp lai so với giống đối chứng chứng tỏ hiệu quả của việc chọn tạo giống phù hợp với điều kiện địa phương.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng phát triển giống ngô lai năng suất cao, chống chịu tốt, góp phần nâng cao sản lượng ngô trong điều kiện khí hậu đa dạng. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tốc độ tăng trưởng chiều cao theo thời gian và bảng so sánh năng suất các tổ hợp lai.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai sản xuất đại trà các tổ hợp ngô lai ưu tú:

    • Ưu tiên các tổ hợp CNC1618, CNC292, CNC1570 có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt.
    • Thời gian: Từ vụ Xuân 2020.
    • Chủ thể: Trung tâm giống cây trồng tỉnh Thái Nguyên phối hợp với nông dân.

  2. Áp dụng quy trình kỹ thuật canh tác tiên tiến:

    • Tăng cường bón phân hợp lý, tưới nước đúng giai đoạn sinh trưởng quan trọng, phòng trừ sâu bệnh kịp thời.
    • Mục tiêu: Tăng năng suất trung bình lên 10-15%.
    • Thời gian: Liên tục trong các vụ sản xuất.

  3. Xây dựng mô hình trình diễn và tập huấn kỹ thuật:

    • Tổ chức các lớp tập huấn cho nông dân về kỹ thuật trồng, chăm sóc và thu hoạch ngô lai mới.
    • Mục tiêu: Nâng cao nhận thức và kỹ năng sản xuất.
    • Thời gian: Trước mỗi vụ gieo trồng.

  4. Nghiên cứu tiếp tục đánh giá tính ổn định và thích nghi:

    • Theo dõi các tổ hợp lai qua nhiều vụ và vùng sinh thái khác nhau để đảm bảo tính ổn định năng suất và chống chịu.
    • Chủ thể: Viện nghiên cứu ngô và Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
    • Thời gian: 3-5 năm tiếp theo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và chuyên gia giống cây trồng:

    • Lợi ích: Tham khảo dữ liệu thực nghiệm, phương pháp đánh giá tổ hợp lai, kết quả chọn tạo giống phù hợp vùng Trung du miền núi phía Bắc.

  2. Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông:

    • Lợi ích: Áp dụng kết quả nghiên cứu vào hướng dẫn nông dân, xây dựng mô hình trình diễn giống ngô lai mới.

  3. Nông dân và doanh nghiệp sản xuất giống:

    • Lợi ích: Lựa chọn giống ngô lai năng suất cao, chống chịu tốt, nâng cao hiệu quả sản xuất và kinh tế.

  4. Các cơ quan quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp:

    • Lợi ích: Căn cứ khoa học để xây dựng chính sách phát triển giống cây trồng, quy hoạch vùng sản xuất ngô bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần chọn tạo giống ngô lai mới cho Thái Nguyên?

    • Vì điều kiện đất đai, khí hậu đặc thù của Thái Nguyên đòi hỏi giống ngô có khả năng sinh trưởng, phát triển và chống chịu phù hợp để nâng cao năng suất và ổn định sản xuất.

  2. Các tổ hợp ngô lai nào có năng suất cao nhất trong nghiên cứu?

    • Các tổ hợp CNC1618, CNC292 và CNC1570 đạt năng suất thực thu từ 75 đến 83 tạ/ha, vượt giống đối chứng NK4300 khoảng 10-15%.

  3. Khả năng chống chịu sâu bệnh và đổ gãy của các tổ hợp lai ra sao?

    • Các tổ hợp lai có tỷ lệ cây gãy dưới 15% và mức độ nhiễm sâu đục thân dưới 10%, thể hiện khả năng chống chịu tốt trong điều kiện thực tế.

  4. Phương pháp đánh giá sinh trưởng và phát triển được thực hiện như thế nào?

    • Theo dõi các giai đoạn sinh trưởng, đo chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, tốc độ tăng trưởng chiều cao và ra lá, đánh giá trạng thái cây và bắp theo tiêu chuẩn quốc gia.

  5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất thực tế?

    • Triển khai mô hình trình diễn, tập huấn kỹ thuật cho nông dân, áp dụng quy trình canh tác tối ưu và nhân rộng các tổ hợp lai ưu tú đã được đánh giá.

Kết luận

  • Đã xác định được 10 tổ hợp ngô lai mới có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt, năng suất cao và tính chống chịu phù hợp với điều kiện Thái Nguyên.
  • Thời gian sinh trưởng và các giai đoạn phát triển của các tổ hợp lai phù hợp với điều kiện khí hậu vụ Đông và Xuân tại địa phương.
  • Các tổ hợp lai có tốc độ tăng trưởng chiều cao và chỉ số diện tích lá vượt hoặc tương đương giống đối chứng, góp phần nâng cao năng suất.
  • Khả năng chống đổ gãy và chống sâu bệnh của các tổ hợp lai đảm bảo ổn định sản xuất trong điều kiện thực tế.
  • Đề xuất triển khai sản xuất đại trà các tổ hợp lai ưu tú, áp dụng kỹ thuật canh tác tiên tiến và tiếp tục nghiên cứu đánh giá tính ổn định.

Next steps: Triển khai mô hình sản xuất đại trà từ vụ Xuân 2020, đồng thời tổ chức tập huấn kỹ thuật và nghiên cứu mở rộng vùng thử nghiệm.

Call to action: Các cơ quan nghiên cứu, khuyến nông và nông dân cần phối hợp chặt chẽ để ứng dụng kết quả nghiên cứu, nâng cao năng suất và chất lượng ngô tại Thái Nguyên, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.