Tổng quan nghiên cứu

Cây ngô (Zea mays L.) là một trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới và tại Việt Nam, đóng vai trò thiết yếu trong cung cấp lương thực, thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu công nghiệp. Theo số liệu của FAOSTAT, diện tích trồng ngô toàn cầu tăng từ 158,6 triệu ha năm 2007 lên khoảng 197 triệu ha năm 2017, năng suất trung bình cũng tăng từ 49,7 tạ/ha lên 57,55 tạ/ha, sản lượng tăng 44% trong cùng giai đoạn. Tại Việt Nam, ngô đứng thứ hai sau lúa về diện tích và sản lượng, với năng suất trung bình năm 2017 đạt 46,7 tạ/ha, tăng đáng kể so với những năm trước. Thành phố Hà Nội có diện tích trồng ngô khoảng 19 nghìn ha với năng suất trung bình 49,2 tạ/ha năm 2017.

Tuy nhiên, năng suất ngô tại huyện Chương Mỹ, Hà Nội, nơi có điều kiện đất đồi gò thuận lợi, vẫn chưa khai thác hết tiềm năng do chưa có quy trình kỹ thuật tối ưu cho giống ngô lai biến đổi gen NK4300 Bt/GT. Giống này có khả năng kháng sâu đục thân và thuốc trừ cỏ Glyphosat, năng suất trung bình đạt 70-75 tạ/ha, có thể lên đến 80-90 tạ/ha khi thâm canh tốt. Nghiên cứu nhằm xác định ảnh hưởng của phân đạm và mật độ trồng đến sinh trưởng, năng suất của giống ngô này trong vụ xuân 2018 tại huyện Chương Mỹ, với mục tiêu đề xuất liều lượng phân đạm và mật độ trồng tối ưu, góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh trưởng cây trồng, dinh dưỡng cây ngô và ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  • Lý thuyết sinh trưởng cây trồng: Sinh trưởng và phát triển của cây ngô phụ thuộc vào điều kiện môi trường, giống, và kỹ thuật canh tác, trong đó phân đạm đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein và phát triển mô cây.

  • Mô hình mật độ trồng và năng suất: Mật độ trồng ảnh hưởng đến sự cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng và không gian sinh trưởng, từ đó tác động đến năng suất. Mật độ quá thấp gây lãng phí đất, mật độ quá cao làm giảm năng suất do cạnh tranh gay gắt và tăng nguy cơ sâu bệnh.

Các khái niệm chính bao gồm: phân đạm (N), mật độ trồng (cây/ha), năng suất lý thuyết, năng suất thực thu, khả năng chống đổ, tỷ lệ nhiễm sâu bệnh.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thí nghiệm được thực hiện tại cánh đồng Sống, thôn Nam Hài, xã Nam Phương Tiến, huyện Chương Mỹ, Hà Nội, vụ xuân năm 2018.

  • Thiết kế thí nghiệm: Thí nghiệm 2 nhân tố gồm 5 mức phân đạm (120, 150, 180, 210, 240 kg N/ha) và 3 mức mật độ trồng (47.600; 57.100; 71.400 cây/ha), bố trí theo kiểu ô lớn - ô nhỏ (Split-plot design), lặp lại 3 lần, tổng diện tích thí nghiệm 890 m2.

  • Chỉ tiêu theo dõi: Thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, tỷ lệ nhiễm sâu bệnh (rụp cờ, bệnh khô vằn), khả năng chống đổ (đổ rễ, gẫy thân), các yếu tố cấu thành năng suất (số bắp/cây, chiều dài bắp, số hàng hạt, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt), năng suất lý thuyết và thực thu.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm IRRISTAT 5.0 và Excel để phân tích phương sai, xác định mức độ ảnh hưởng của các nhân tố và sự tương tác giữa chúng.

  • Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của phân đạm và mật độ đến thời gian sinh trưởng: Thời gian từ gieo đến trỗ cờ kéo dài từ 71 đến 81 ngày, tăng theo mật độ và lượng đạm. Công thức có mật độ thấp và đạm thấp nhất (M1P1) có thời gian ngắn nhất (71 ngày), trong khi mật độ cao và đạm cao nhất (M3P5) kéo dài đến 81 ngày. Thời gian sinh trưởng tổng thể dao động từ 120 đến 131 ngày, tăng rõ rệt theo lượng đạm (từ 120 ngày ở 120 kg N/ha lên 128 ngày ở 240 kg N/ha).

  2. Ảnh hưởng đến chỉ tiêu hình thái: Chiều cao cây dao động từ 175,4 đến 187,7 cm, tăng tỷ lệ thuận với mật độ và lượng đạm. Mật độ 47.600 cây/ha có chiều cao thấp nhất, khác biệt có ý nghĩa so với mật độ 57.100 và 71.400 cây/ha. Lượng đạm từ 210 đến 240 kg N/ha làm tăng chiều cao cây đáng kể so với mức 180 kg N/ha. Chiều cao đóng bắp cũng tăng theo mật độ và đạm, dao động từ 75,5 đến 82,9 cm. Số lá trên cây ổn định, dao động từ 16,5 đến 16,9 lá, không chịu ảnh hưởng đáng kể của mật độ hay đạm.

  3. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ: Rệp cờ và bệnh khô vằn xuất hiện với mức độ tăng theo mật độ và lượng đạm. Mật độ cao và đạm cao nhất (M3P5) có tỷ lệ cây bị nhiễm rệp cờ lên đến 6,7% và bệnh khô vằn 34%. Mật độ thấp và đạm thấp có tỷ lệ nhiễm thấp hơn nhiều. Tỷ lệ đổ rễ và gẫy thân cũng tăng theo mật độ và lượng đạm, ảnh hưởng đến khả năng chống đổ của cây.

  4. Ảnh hưởng đến năng suất: Năng suất lý thuyết và thực thu tăng theo mật độ và lượng đạm đến mức tối ưu, sau đó giảm do cạnh tranh và sâu bệnh. Mật độ 57.100 cây/ha và lượng đạm 180 kg N/ha cho năng suất thực thu cao nhất, đạt khoảng 75-80 tạ/ha, vượt mức mật độ thấp và cao hơn mật độ 71.400 cây/ha. Lượng đạm vượt 180 kg N/ha không làm tăng năng suất đáng kể mà còn làm tăng sâu bệnh và đổ gẫy.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy lượng phân đạm và mật độ trồng có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của giống ngô lai NK4300 Bt/GT trên đất đồi gò huyện Chương Mỹ. Việc tăng lượng đạm kéo dài thời gian sinh trưởng, tăng chiều cao cây và chiều cao đóng bắp, tuy nhiên cũng làm tăng nguy cơ sâu bệnh và đổ gẫy. Mật độ trồng cao giúp tăng năng suất nhưng vượt quá mức tối ưu sẽ gây cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng và tăng sâu bệnh.

So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, mật độ trồng từ 5,7 đến 6 vạn cây/ha và lượng đạm khoảng 180 kg N/ha được xác định là phù hợp với điều kiện sinh thái và giống ngô lai biến đổi gen này. Kết quả cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của mật độ và phân đạm đến năng suất ngô, đồng thời bổ sung dữ liệu khoa học cho giống NK4300 Bt/GT tại vùng đất đồi gò.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa mật độ, lượng đạm và năng suất, cũng như bảng so sánh tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ theo từng công thức thí nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng mật độ trồng 57.100 cây/ha (70 x 25 cm): Đây là mật độ tối ưu giúp cân bằng giữa năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh, phù hợp với điều kiện đất đồi gò huyện Chương Mỹ. Thời gian áp dụng: vụ xuân hàng năm. Chủ thể thực hiện: nông dân và cán bộ kỹ thuật địa phương.

  2. Bón phân đạm với liều lượng 180 kg N/ha kết hợp phân hữu cơ và phân lân, kali theo nền thí nghiệm: Giúp tăng chiều cao cây, năng suất và giảm thiểu sâu bệnh so với liều lượng cao hơn. Thời gian áp dụng: trong suốt vụ trồng. Chủ thể thực hiện: nông dân, kỹ sư nông nghiệp.

  3. Tăng cường quản lý sâu bệnh, đặc biệt là rệp cờ và bệnh khô vằn: Áp dụng biện pháp phòng trừ tổng hợp, vệ sinh đồng ruộng, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đúng kỹ thuật và thời điểm. Chủ thể thực hiện: nông dân, cán bộ bảo vệ thực vật.

  4. Tổ chức tập huấn kỹ thuật cho nông dân về mật độ trồng, bón phân và phòng trừ sâu bệnh: Nâng cao nhận thức và kỹ năng canh tác để khai thác tối đa tiềm năng giống ngô lai NK4300 Bt/GT. Thời gian: trước vụ xuân hàng năm. Chủ thể thực hiện: các cơ quan khuyến nông, trường đại học, trung tâm nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng ngô tại các vùng đất đồi gò, đặc biệt huyện Chương Mỹ và các vùng lân cận: Giúp áp dụng kỹ thuật mật độ và phân bón phù hợp để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế.

  2. Cán bộ kỹ thuật, khuyến nông viên: Là tài liệu tham khảo để tư vấn, hướng dẫn nông dân áp dụng quy trình kỹ thuật tối ưu cho giống ngô lai biến đổi gen NK4300 Bt/GT.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng, nông học: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm, phương pháp nghiên cứu và kết quả phân tích về ảnh hưởng của phân đạm và mật độ đến sinh trưởng, năng suất ngô.

  4. Doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh giống và phân bón: Tham khảo để phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu kỹ thuật canh tác và điều kiện sinh thái địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao mật độ trồng ảnh hưởng đến năng suất ngô?
    Mật độ trồng ảnh hưởng đến sự cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng và không gian sinh trưởng giữa các cây. Mật độ quá thấp gây lãng phí đất, mật độ quá cao làm cây cạnh tranh gay gắt, giảm năng suất. Nghiên cứu cho thấy mật độ 57.100 cây/ha là tối ưu cho giống NK4300 Bt/GT.

  2. Lượng phân đạm bao nhiêu là phù hợp cho giống ngô này?
    Lượng phân đạm 180 kg N/ha được xác định là phù hợp, giúp cây sinh trưởng tốt, tăng năng suất mà không làm tăng sâu bệnh và đổ gẫy như các mức đạm cao hơn.

  3. Giống ngô NK4300 Bt/GT có ưu điểm gì nổi bật?
    Giống có khả năng kháng sâu đục thân và thuốc trừ cỏ Glyphosat, năng suất cao (70-75 tạ/ha), thích ứng rộng, phù hợp với nhiều vùng sinh thái, giúp giảm chi phí nhân công và tăng hiệu quả kinh tế.

  4. Làm thế nào để phòng trừ sâu bệnh hiệu quả trên giống ngô này?
    Áp dụng biện pháp phòng trừ tổng hợp, bao gồm vệ sinh đồng ruộng, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đúng kỹ thuật, bảo vệ thiên địch và không trồng quá dày để hạn chế rệp cờ và bệnh khô vằn.

  5. Thời gian sinh trưởng của giống ngô này là bao lâu?
    Thời gian sinh trưởng vụ xuân kéo dài từ 120 đến 131 ngày, phụ thuộc vào lượng phân đạm và mật độ trồng. Lượng đạm cao kéo dài thời gian sinh trưởng.

Kết luận

  • Nghiên cứu xác định mật độ trồng 57.100 cây/ha và lượng phân đạm 180 kg N/ha là tối ưu cho giống ngô lai biến đổi gen NK4300 Bt/GT trên đất đồi gò huyện Chương Mỹ, giúp tăng năng suất và giảm sâu bệnh.

  • Lượng đạm và mật độ ảnh hưởng rõ rệt đến thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, khả năng chống đổ và tỷ lệ nhiễm sâu bệnh.

  • Mật độ và phân đạm vượt mức tối ưu làm tăng sâu bệnh, đổ gẫy và không tăng năng suất đáng kể.

  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác phù hợp, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất ngô tại địa phương.

  • Đề xuất triển khai áp dụng quy trình kỹ thuật này trong các vụ xuân tiếp theo, đồng thời mở rộng nghiên cứu để tối ưu hóa các yếu tố kỹ thuật khác.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng, nông dân và doanh nghiệp phối hợp triển khai áp dụng kết quả nghiên cứu, tổ chức tập huấn kỹ thuật và giám sát hiệu quả thực tế trên đồng ruộng.