Tổng quan nghiên cứu
Cây ngô là cây lương thực và thực phẩm có vị trí chiến lược thứ hai tại Việt Nam chỉ sau cây lúa. Thống kê của Tổng cục Thống kê cho thấy diện tích canh tác ngô cả nước đạt 1.179,3 nghìn ha với sản lượng trên 5.281,0 nghìn tấn và năng suất bình quân 44,8 tạ/ha, trong đó diện tích ngô nếp phục vụ nhu cầu ăn tươi và chế biến chiếm khoảng 15%. Tuy nhiên, phần lớn các giống ngô nếp lai thương phẩm trên thị trường hiện nay phụ thuộc vào nguồn giống nhập nội với giá thành cao, nguồn cung thiếu ổn định và thường xuyên bị biến động giá. Nhằm chủ động nguồn giống nội địa chất lượng cao, Viện Nghiên cứu và Phát triển cây trồng thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã chọn tạo thành công tổ hợp lai ngô nếp MH8 với nhiều đặc tính nông sinh học ưu việt.
Mặc dù tổ hợp lai MH8 đã thể hiện triển vọng qua hệ thống khảo nghiệm quốc gia, việc phát huy tối đa tiềm năng năng suất và chất lượng vẫn đòi hỏi một quy trình thâm canh chuẩn xác. Tại vùng phù sa sông Hồng, năng suất cây trồng phụ thuộc rất lớn vào hai yếu tố kỹ thuật then chốt là mật độ gieo trồng và chế độ phân bón khoáng. Đề tài luận văn thạc sĩ khoa học cây trồng của tác giả Phạm Mạnh Hùng, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Văn Cương, được thực hiện nhằm giải quyết trực tiếp bài toán này. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là đánh giá sự tương tác giữa 5 mức phân bón và 5 mức mật độ gieo trồng đến sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu, năng suất và phẩm chất bắp tươi của tổ hợp lai ngô nếp MH8. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trong 2 vụ liên tiếp gồm vụ Xuân 2016 và vụ Thu Đông 2016 tại huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học tin cậy giúp nâng cao năng suất thực thu, cải thiện chất lượng nếm thử và gia tăng hiệu quả kinh tế với lợi nhuận thuần vượt trên 10 triệu đồng/ha so với phương thức canh tác truyền thống.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết quang hợp C4 ở cây ngũ cốc nhiệt đới và định luật dinh dưỡng khoáng cân đối. Cây ngô thuộc nhóm thực vật C4 có hiệu suất quang hợp cao, khả năng tận dụng bức xạ mặt trời và tích lũy sinh khối lớn. Theo các nghiên cứu kinh điển của Berzeni và Gyorff, phân bón đóng góp tới 30,7% vào việc hình thành năng suất ngô, vượt trội hơn so với các tác động kỹ thuật đơn lẻ khác. Nhu cầu dinh dưỡng để hình thành 1 tấn sản phẩm ngô đòi hỏi khoảng 27 kg đạm nguyên chất (N), 60 đến 90 kg lân (P2O5) và lượng kali (K2O) tương ứng nhằm duy trì áp suất thẩm thấu và vận chuyển chất khô về hạt.
Khung lý thuyết về quần thể thực vật của Duncan và Casal chỉ ra rằng chỉ số diện tích lá (LAI) tối ưu của ruộng ngô dao động quanh ngưỡng 4,0. Khi tăng mật độ, diện tích lá trên một đơn vị diện tích đất tăng lên giúp thu nhận tối đa ánh sáng, nhưng nếu vượt ngưỡng giới hạn sẽ dẫn đến hiện tượng cạnh tranh dinh dưỡng gay gắt và suy giảm tỷ lệ kết hạt. Nghiên cứu vận dụng 5 khái niệm khoa học then chốt gồm: Chỉ số diện tích lá (LAI), Hiệu quả sử dụng đạm (NUE), Năng suất lý thuyết (NSLT), Năng suất thực thu (NSTT) và Chất lượng cảm quan bắp tươi (độ ngọt, độ dẻo, vị đậm và hương thơm).
Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo phương pháp chia ô lớn ô nhỏ (Split-plot design) với 3 lần nhắc lại trên nền đất phù sa không được bồi hàng năm tại Gia Lâm, Hà Nội. Nhân tố ô lớn là 5 mức bón phân khoáng N-P-K theo tỷ lệ 1:0,6:0,8 trên nền 8 tấn phân chuồng/ha, dao động từ mức P1 (100 kg N : 60 kg P2O5 : 80 kg K2O/ha) đến các mức bón cao hơn như P2, P3, P4 và P5. Nhân tố ô nhỏ là 5 mức mật độ gieo trồng giảm dần từ M1 (5,0 vạn cây/ha) đến M5 (7,0 vạn cây/ha). Tổng quy mô thí nghiệm gồm 25 công thức tổ hợp với diện tích mỗi ô thí nghiệm là 14 m2, khoảng cách giữa các ô là 1 m và có dải cây bảo vệ xung quanh.
Cỡ mẫu quan trắc được thu thập cố định trên 15 cây và 15 bắp đại diện ngẫu nhiên cho từng ô thí nghiệm nhằm theo dõi các chỉ tiêu hình thái học như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, tổng số lá, độ bao kín của lá bi và mức độ sâu bệnh hại. Quá trình theo dõi tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng VCU QCVN01-56-011/BNNPTNT ban hành bởi Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê phân tích phương sai ANOVA để xác định hệ số biến động (CV%) và mức sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa thống kê (LSD ở ngưỡng xác suất 0,05) thông qua phần mềm chuyên ngành IRRISTAT. Phương pháp phân tích phương sai 2 nhân tố này cho phép đánh giá chính xác hiệu ứng tương tác đa chiều giữa mật độ và liều lượng phân bón trên cùng một đối tượng giống ngô lai.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thứ nhất, phân bón và mật độ có ảnh hưởng rõ rệt đến các giai đoạn sinh trưởng phát triển nhưng không làm thay đổi tính trạng đặc trưng của giống. Tỷ lệ nảy mầm của tổ hợp lai MH8 đạt từ 85% đến 90% sau 7 ngày gieo trong vụ Xuân và sau 5 ngày trong vụ Thu Đông. Thời gian từ gieo đến tung phấn - phun râu trong vụ Xuân kéo dài 64 đến 68 ngày, trong khi vụ Thu Đông rút ngắn xuống còn 50 đến 54 ngày (chênh lệch từ 14 đến 16 ngày giữa 2 vụ do nền nhiệt độ khác nhau). Sự thay đổi mật độ từ 5,0 vạn đến 7,0 vạn cây/ha chỉ làm dao động thời gian trỗ cờ trong khoảng 0 đến 2 ngày.
Thứ hai, đặc điểm nông sinh học và khả năng chống chịu biến động mạnh theo liều lượng phân bón và mật độ. Khi tăng mật độ lên trên 6,5 vạn cây/ha kết hợp mức bón đạm cao, chiều cao cây và chiều cao đóng bắp tăng mạnh, làm tăng nguy cơ đổ rễ lên trên 18% và tỷ lệ nhiễm sâu đục thân tăng từ điểm 1 (dưới 5% cây bị hại) lên điểm 3 (15% đến 25% cây bị hại). Tuy nhiên, độ bao kín của lá bi vẫn đạt điểm 1 (rất kín) ở toàn bộ các công thức thí nghiệm, đảm bảo ngăn ngừa sâu bệnh xâm nhập bắp non.
Thứ ba, năng suất bắp tươi và năng suất thực thu đạt đỉnh tại công thức phối hợp tối ưu P3M2 (mức bón 140 kg N : 84 kg P2O5 : 112 kg K2O/ha kết hợp mật độ 5,7 vạn cây/ha). Năng suất ở công thức này cao hơn các công thức phân bón thấp (P1) hoặc mật độ quá thưa (M1) từ 12% đến 23% ở mức ý nghĩa p < 0,05 trên cả 2 vụ thử nghiệm.
Thứ tư, chất lượng ăn tươi và hiệu quả kinh tế đạt giá trị cao nhất tại công thức P3M2. Điểm đánh giá cảm quan chất lượng nếm thử đạt từ 1,6 đến 2,0 điểm với hạt trắng đục, vị ngọt đậm, độ dẻo cao và mùi thơm đặc trưng. Lãi thuần thu được từ công thức P3M2 đạt xấp xỉ 40 triệu đồng/ha, vượt trội hơn các công thức canh tác khác từ 10 đến 15 triệu đồng/ha.
Thảo luận kết quả
Hiệu ứng vượt trội của công thức P3M2 xuất phát từ sự cân bằng sinh lý giữa quang hợp và tích lũy chất khô. Mật độ 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70 cm x 25 cm) tạo không gian dinh dưỡng vừa đủ để bộ rễ chân kiềng ăn sâu, giúp tán lá phân bố đều mà không che khuất lẫn nhau. Lượng đạm 140 kg N/ha kết hợp 84 kg P2O5 và 112 kg K2O cung cấp đầy đủ dưỡng chất khoáng cho quá trình phân hóa bắp non và kích thích rễ phát triển mà không gây hiện tượng thừa đạm làm mềm thân cây. Khi bón đạm vượt ngưỡng lên mức 160 đến 180 kg N/ha, cây ngô sinh trưởng sinh dưỡng quá mức khiến mô cơ giới yếu đi, dẫn đến tỷ lệ đổ ngã cao và sâu bệnh gia tăng.
Các phát hiện này hoàn toàn tương đồng với các kết luận của Viện Nghiên cứu Ngô trên đất phù sa sông Hồng khi khẳng định mật độ 5,5 đến 6,0 vạn cây/ha là khoảng tối ưu cho các giống ngô nếp lai tầm vóc trung bình. Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột nhóm đôi so sánh năng suất bắp tươi giữa 2 vụ mùa, kết hợp bảng ma trận tương quan giữa các mức đạm và tỷ lệ đổ gãy, giúp người đọc nhận diện rõ điểm tới hạn của hiệu quả kỹ thuật và kinh tế.
Đề xuất và khuyến nghị
Thứ nhất, áp dụng mật độ gieo trồng tiêu chuẩn 5,7 vạn cây/ha (tương đương 57.000 cây/ha với khoảng cách hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm) cho tổ hợp lai ngô nếp MH8 tại vùng đất phù sa Gia Lâm và các vùng phụ cận đồng bằng sông Hồng. Giải pháp này do các hộ nông dân và hợp tác xã nông nghiệp thực hiện ngay từ vụ Xuân nhằm mục tiêu đạt năng suất bắp tươi trên 11,5 tấn/ha.
Thứ hai, chuẩn hóa định mức phân bón khoáng cân đối ở mức 140 kg N : 84 kg P2O5 : 112 kg K2O trên nền 8 tấn phân chuồng hoai mục cho 1 ha canh tác. Đội ngũ cán bộ khuyến nông cần hướng dẫn nông dân tuân thủ kỹ thuật bón lót toàn bộ lân và chia đạm, kali làm 3 lần bón thúc (lần 1 khi ngô 5 lá bón 1/3 N + 1/3 K2O; lần 2 khi ngô 7 đến 9 lá bón 1/3 N + 1/3 K2O kết hợp vun gốc; lần 3 khi ngô xoắn nõn bón lượng còn lại trước khi trỗ cờ 10 đến 15 ngày).
Thứ ba, thiết lập chuỗi liên kết sản xuất và tiêu thụ ngô nếp thương phẩm MH8 chất lượng cao giữa doanh nghiệp chế biến nông sản và các vùng sản xuất tập trung trong giai đoạn 2017 đến 2020. Mục tiêu hướng tới là duy trì mức lãi thuần ổn định khoảng 40 triệu đồng/ha cho người trồng ngô.
Thứ tư, tăng cường các biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và phòng chống đổ ngã. Các tổ dịch vụ nông nghiệp tại địa phương cần tổ chức kiểm tra đồng ruộng định kỳ 7 ngày một lần vào các giai đoạn xung yếu, kết hợp xới xáo vun cao chân gốc trong 2 đợt bón thúc đầu tiên nhằm kiểm soát tỷ lệ sâu đục thân dưới 10% và tỷ lệ đổ rễ dưới 5%.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Thứ nhất, cán bộ kỹ thuật nông nghiệp và khuyến nông viên cơ sở: Sử dụng số liệu định mức phân bón và mật độ làm tài liệu hướng dẫn kỹ thuật gieo trồng ngô nếp lai MH8 cho bà con nông dân tại các địa phương vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Thứ hai, các chủ trang trại và hộ nông dân sản xuất nông nghiệp: Ứng dụng trực tiếp quy trình thâm canh P3M2 vào thực tế đồng ruộng để giảm thiểu 15% lượng phân bón lãng phí, phòng trừ sâu bệnh hiệu quả và nâng cao thu nhập thuần thêm 10 triệu đồng/ha mỗi vụ.
Thứ ba, sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Khoa học cây trồng và Nông học: Tham khảo khung phương pháp luận bố trí thí nghiệm ô lớn ô nhỏ (Split-plot), cách thức thu thập chỉ tiêu hình thái theo tiêu chuẩn VCU và quy trình xử lý dữ liệu thống kê ANOVA bằng phần mềm IRRISTAT.
Thứ tư, các trung tâm nghiên cứu và doanh nghiệp kinh doanh giống cây trồng: Khai thác các dữ liệu về đặc tính sinh trưởng, chất lượng cảm quan và khả năng thích ứng của tổ hợp lai MH8 nhằm hoàn thiện hồ sơ phát triển thương mại và mở rộng mạng lưới phân phối giống ngô nếp lai trong nước.
Câu hỏi thường gặp
Tổ hợp lai ngô nếp MH8 có thời gian sinh trưởng bao nhiêu ngày ở từng vụ gieo trồng?
Thời gian sinh trưởng từ gieo đến thu hoạch bắp tươi của giống MH8 dao động khoảng 64 đến 68 ngày trong vụ Xuân và rút ngắn còn 50 đến 54 ngày trong vụ Thu Đông. Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống đạt từ 85% đến 90% sau 5 đến 7 ngày gieo, rất thích hợp cho các công thức luân canh 3 vụ tại đồng bằng sông Hồng.
Mật độ gieo trồng nào mang lại năng suất bắp tươi và chất lượng tối ưu nhất cho MH8?
Mật độ thích hợp nhất là 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70 cm x 25 cm). Ở mật độ này, cây ngô sinh trưởng cân đối, bắp phát triển đồng đều, lá bi bao bọc rất kín đạt điểm 1 và tỷ lệ sâu đục thân được khống chế ở mức thấp dưới 15%, cho năng suất bắp tươi vượt trội so với các mật độ dày hơn.
Mức bón phân nào mang lại hiệu quả kinh tế và lợi nhuận cao nhất cho giống ngô MH8?
Mức bón P3 gồm 140 kg N, 84 kg P2O5 và 112 kg K2O trên nền 8 tấn phân chuồng/ha đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Công thức này giúp cây tích lũy dinh dưỡng tối đa, đạt mức lãi thuần khoảng 40 triệu đồng/ha, cao hơn từ 10 đến 15 triệu đồng/ha so với các công thức bón thiếu hoặc thừa đạm.
Bón quá nhiều phân đạm ảnh hưởng tiêu cực như thế nào đến ruộng ngô nếp MH8?
Khi bón đạm vượt quá 160 kg N/ha, cây ngô phát triển thân lá quá mức khiến mô thân xốp mềm, làm tỷ lệ đổ rễ tăng mạnh trên 18% và mức độ nhiễm sâu đục thân, bệnh đốm lá tăng từ điểm 2 lên điểm 4. Ngoài ra, dư thừa đạm còn làm giảm độ ngọt và độ dẻo của hạt bắp tươi khi luộc.
Quy trình bón thúc phân khoáng cho ngô nếp MH8 cần được chia làm mấy đợt?
Quy trình bón phân cho ngô MH8 gồm 1 lần bón lót toàn bộ lân cùng phân chuồng và 3 lần bón thúc: Lần 1 khi cây có 5 lá bón 1/3 N và 1/3 K2O; lần 2 khi cây đạt 7 đến 9 lá bón 1/3 N và 1/3 K2O kết hợp xới xáo vun gốc; lần 3 bón toàn bộ lượng đạm và kali còn lại vào thời kỳ xoắn nõn trước trỗ cờ 10 đến 15 ngày.
Kết luận
- Xác định thành công tổ hợp kỹ thuật tối ưu cho giống ngô nếp lai MH8 tại Gia Lâm gồm mật độ 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70 cm x 25 cm) kết hợp công thức phân bón 140 kg N : 84 kg P2O5 : 112 kg K2O trên nền 8 tấn phân chuồng/ha.
- Đạt năng suất bắp tươi và năng suất hạt thực thu cao nhất ở cả 2 vụ Xuân 2016 và Thu Đông 2016, vượt trội có ý nghĩa thống kê ở ngưỡng p < 0,05 so với các công thức đối chứng.
- Đảm bảo chất lượng nếm thử bắp tươi thương phẩm xuất sắc với độ ngọt, độ dẻo và hương thơm đạt thang điểm ưu tú từ 1,6 đến 2,0 điểm.
- Nâng cao hiệu quả kinh tế vượt trội với mức lợi nhuận thuần đạt xấp xỉ 40 triệu đồng/ha, gia tăng thu nhập từ 10 đến 15 triệu đồng/ha cho người sản xuất.
- Kiểm soát tốt khả năng chống chịu đồng ruộng, hạn chế tỷ lệ đổ ngã dưới 5% và giảm thiểu áp lực sâu bệnh hại so với các mật độ gieo trồng quá dày.
Luận văn đã đóng góp một quy trình canh tác hoàn chỉnh, có giá trị khoa học và thực tiễn sâu sắc, góp phần thúc đẩy việc đưa giống ngô nếp lai MH8 vào cơ cấu cây trồng chủ lực của địa phương. Trong giai đoạn 2017 đến 2018, các cơ quan chuyên môn cần tiếp tục triển khai các mô hình trình diễn mở rộng quy mô 50 ha tại các vùng sinh thái lân cận. Quý bạn đọc, nhà khoa học và bà con nông dân hãy tham khảo chi tiết toàn văn luận văn thạc sĩ để áp dụng thành công các giải pháp kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất.