CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Trong sản xuất nông nghiệp, giống có vai trò quan trọng góp phần nâng cao năng suất và sản lượng cây trồng. Khả năng thích ứng và sản lượng thu được của giống liên quan chặt chẽ và phụ thuộc vào điều kiện sinh thái của các vùng miền cũng như trình độ và tập quán canh tác của các vùng miền đó. Mỗi một cây trồng sẽ sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong điều kiện đủ ánh sáng và dinh dưỡng.
Điều đó đồng nghĩa với việc cấu tạo cho chúng một không gian sống phù hợp, chính là mật độ và khoảng cách giữa các cây trong ruộng, làm sao để đảm bảo giảm sự tranh chấp về dinh dưỡng cũng như ánh sáng, đồng thời giúp người sản xuất tiết kiệm tối đa diện tích gieo trồng có thể. Kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên cứu ngô Việt Nam cho thấy: Mật độ trồng phụ thuộc vào giống, mùa vụ và điều kiện canh tác. Mỗi giống đều có những đặc điểm riêng về sinh trưởng, phát triển như: sự phát triển của tán lá, chiều cao cây, sự phát triển của bộ rễ, nhu cầu dinh dưỡng, ánh sáng đều rất khác nhau; có giống ưa trồng dày, có giống ưa trồng thưa. Khi trồng ở mật độ quá thưa sẽ lãng phí đất, đồng thời xảy ra hiện tượng xói mòn ở những khoảng đất trống khi tán lá không che phủ tới, làm rửa trôi dinh dưỡng, cộng thêm vào đó là tình trạng cỏ dại mọc lấn át cây trồng khiến năng suất ngô giảm xuống trầm trọng.
Ngược lại, nếu trồng với mật độ quá dày sẽ gây tình trạng cạnh tranh giữa các cây về dinh dưỡng, ánh sáng; mật độ quá rậm rạp nền ẩm độ tăng cao tạo điều kiện thuận lợi cho sâu bệnh hại phát triển mạnh cũng dẫn tới sự tụt giảm về năng suất. Nhưng nếu trồng ở mật độ phù hợp với mỗi giống thì các cây được phân bố đều nhau hơn, giảm tối đa sự cạnh tranh giữa các cá thể về dinh dưỡng, ánh sáng và các yếu tố sinh trưởng khác, làm cơ sở giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất tối ưu. 5 Bên cạnh đó lượng phân bón và thời gian bón phân hợp lý cũng chính là nguyên nhân chủ yếu tạo thành năng suất cho cây Vì vậy, muốn phát huy hiệu quả tối đa của giống, nhất là những giống mới có tiềm năng, năng suất cao thì một trong những yêu cầu quan trọng đầu tiên là phải tiến hành nghiên cứu đánh giá khả năng thích ứng cũng như thử nghiệm các biện pháp kỹ thuật (mật độ, phân bón,.) đối với giống mới đó trước khi đưa vào sản xuất đại trà. Đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến sinh trưởng và phát triển của giống ngô lai DK 9901 tại huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái" nhằm kịp thời đưa ra được biện pháp kỹ thuật thích hợp góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế đối với giống ngô lai DK 9901 tại huyện Trấn Yên, tỉnh Yên Bái.
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Sản xuất ngô trên thế giới vào những năm cuối của thế kỷ 20 đã có những bước tiến nhảy vọt nhờ ứng dụng rộng rãi ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Ngô lai đã phát triển nhanh chóng là do ứng dụng tiến bộ kỹ thuật về ưu thế lai, các biện pháp kỹ thuật liên hoàn trong sản xuất. Chính ngô lai đã kích thích các nhà khoa học mở rộng đối tượng và phạm vi nghiên cứu nhằm thu được các giống lai có ưu thế lai lớn hơn và phong phú hơn.
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2011 172,26 51,5 887,85 2012 178,55 48,9 872,80 2013 184,19 55,2 1016,74 2014 183,32 55,7 1021,62 Nguồn: FAOSTAT,2015 [123] 6 Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến trên thế giới, có khả năng thích ứng rộng, được trồng từ 550 vĩ Bắc đến 400 vĩ Nam thuộc 69 nước trên thế giới, đồng thời có khả năng thích ứng tốt với các điều kiện sinh thái môi trường và địa bàn khác nhau, từ độ cao 1 - 2 m so với mặt nước biển ở vùng Andet - Peru đến gần 4. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên thế giới nhìn chung có sự tăng trưởng không ngừng từ năm 2011 đến nay. So với năm 2011, năm 2014 diện tích đạt 183,32 triệu ha (tăng 6,42%), năng suất đạt 55,7 tạ/ha (tăng 8,16) sản lượng đạt 1021,62 triệu tấn (tăng 15,07%). Dự kiến năm 2050, sản lượng ngô sẽ đạt 1343 triệu tấn, diện tích thu hoạch đạt 156 triệu ha và năng suất là 86 tạ/ha (Deepak K.
Ray, 2013) [65] Do nhận thức được vị trí và tầm quan trọng của cây ngô trong nền kinh tế, nên từ đầu thế kỷ 20 đến nay, sản xuất ngô trên thế giới phát triển liên tục cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Tình hình sản xuất ngô tại các châu lục năm 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng Vùng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Mỹ 68,39 76,97 526,4 Châu Á 59,09 51,46 304,1 Châu Âu 18,75 69,02 129,4 Châu Phi 37,0 20,97 77,61 Châu Úc 7,85 82,0 6,44 Nguồn: FAOSTAT,2015[43] Châu Mỹ dẫn đầu về diện tích (68,39 triệu ha), năng suất (76,97 tạ/ha) và sản lượng ngô (526,4 triệu tấn). 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. Tiếp đến là Châu Á, tuy nhiên năng suất chỉ đứng thứ 4 (hơn 7 Châu Phi).
Châu Úc có diện tích ngô thấp nhất (7,85 triệu ha) nhưng năng suất (82,0 tạ/ha) cao nhất. Diện tích trồng ngô của châu Phi khá lớn, đạt 37,0 triệu ha nhưng trình độ canh tác còn lạc hậu nên năng suất ngô chỉ đạt 20,97 tạ/ha, chỉ bằng 27,6% năng suất so với Châu Mỹ. Theo số liệu của tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên Hợp Quốc (FAO), việc sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới đang có sự mất cân đối giữa cung và cầu dẫn đến tình trạng các nước nhập khẩu ngô tăng dần, các nước xuất khẩu ngô giảm dần từ nay đến những năm đầu thế kỷ XXI. Xuất khẩu ngô đã đem lại nguồn lợi lớn cho các nước lớn sản xuất ngô như Mỹ, Trung Quốc, Brazil (Ngô Hữu Tình, 2003) [29].
Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Mỹ 33,64 107,32 361,091 Trung Quốc 35,98 59,97 215,812 Braxin 15,43 51,76 79,877 Mexicô 7,06 32,96 23,273 Ấn Độ 8,6 27,52 23,670 Đức 0,429 119,62 5,142 Hy Lạp 0,19 119,6 21,69 Ixaren 0,005 340,97 163,60 Nguồn FAOSTAT, 2015[43] Theo số liệu thống kê của FAO (2015), Mỹ là cường quốc số một trên thế giới về sản xuất ngô. Năm 2014, Mỹ có diện tích trồng ngô là 33,64 triệu ha, năng suất bình quân đạt 107,32 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 361,091 triệu tấn chiếm 34,8% sản lượng ngô toàn thế giới. Trung Quốc là nước đứng thứ 2 trên thế giới về sản xuất ngô. Năm 2014, diện tích trồng ngô của Trung Quốc là 35,98 triệu ha, chiếm 19,13% diện 8 tích trồng ngô thế giới, sản lượng đạt 215,812 triệu tấn, chiếm khoảng 27,3% sản lượng ngô toàn thế giới.
Sản xuất ngô trên thế giới có sự khác biệt rất lớn về năng suất giữa các nước phát triển và các nước đang phát triển. Năng suất ngô trung bình của các nước phát triển là 7,8 tấn/ha, cao hơn năng suất ngô trung bình của thế giới, còn các nước đang phát triển năng suất là 2,7 tấn/ha. Nguyên nhân chính dẫn đến sự chênh lệch này là do sự khác biệt về khoa học kỹ thuật. Ở các nước phát triển 90-100% diện tích ngô được trồng bằng các giống lai có ưu thế lai cao, trong khi đó các nước đang phát triển chủ yếu là trồng các giống thụ phấn tự do, diện tích trồng giống ngô lai chỉ chiếm 37% diện tích.
Ngoài ra ở các nước đang phát triển do điều kiện kinh tế khó khăn, khả năng đầu tư thâm canh thấp nên không khai thác hết tiềm năng năng suất của giống. Theo Đại học Tổng hợp Iowa (2006)[12], trong những năm gần đây khi thế giới cảnh báo nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt, vì vậy ngô đã và đang được dùng để chế biến ethanol, thay thế một phần nhiên liệu xăng dầu chạy ô tô ở Mỹ, Braxin, Trung Quốc,. Riêng ở Mỹ, về nhiên liệu tái tạo của chính phủ đòi hỏi sản xuất tới 13,2 tỉ gallon (49,2 tỉ lít) ethanol từ ngô trong năm 2012 và 13,8 tỉ gallon (52,2 tỉ lít) trong năm 2013. Như vậy trong năm 2012, chỉ tiêu này sẽ ngốn mất gần 40% tổng sản lượng ngô của nước này.
Đặc biệt, từ 10 năm nay, việc ứng dụng công nghệ cao trong chọn tạo giống và canh tác cây ngô đã góp phần đưa sản lượng ngô thế giới vượt lên trên lúa mì và lúa nước, góp phần giải quyết nhu cầu lương thực và Protein động vật cho hơn 6 tỷ người trên hành tinh. Theo báo cáo thường niên của ISAAA, diện tích cây trồng biến đổi gen không ngừng tăng trong thời gian gần đây. Cây chuyển gen đã được trồng rộng rãi trên 25 quốc gia. Đáng lưu ý rằng trong danh mục các loại cây trồng biến đổi 9 gen hiện đang được trồng và thương mại hóa trên thế giới cây ngô đứng thứ ba về diện tích.
Theo dự đoán vào năm 2020, các giống ngô biến đổi gen có thể chiếm 26% tổng diện tích. Tuy nhiên các giống ngô GMO này chủ yếu là giống kháng sâu và kháng thuốc trừ cỏ. Tình hình sản xuất Ngô ở Việt Nam Ở nước ta ngô là cây trồng nhập nội mới được đưa vào Việt Nam khoảng 300 năm nhưng đã nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng quan trọng trong hệ thống cây lương thực. Những năm trước đây do chưa được quan tâm, chú trọng phát triển nên cây ngô chưa phát huy được tiềm năng của nó.
Năng suất ngô Việt Nam những năm 1960 đến 1980 chỉ đạt 1,0 đến 1,1 tấn/ha, sản lượng 280-400 nghìn tấn. Từ giữa những năm 1980, nhờ sự hợp tác với Trung tâm cải tạo Ngô và Lúa mỳ Quốc tế (CIMMYT), nhiều giống ngô cải tiến đã được đưa vào trồng ở nước ta, góp phần nâng năng suất lên gần 1,5 tấn/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự có những bước tiến nhảy vọt đặc biệt là từ đầu những năm 2000 đến nay.