Tổng quan nghiên cứu

Ngô (Zea mays L.) là cây ngũ cốc quan trọng, đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất nông nghiệp toàn cầu và Việt Nam. Theo số liệu FAOSTAT giai đoạn 2007-2017, diện tích trồng ngô thế giới tăng từ 158,6 triệu ha lên 197,19 triệu ha, năng suất trung bình tăng từ 49,7 tạ/ha lên 57,55 tạ/ha, sản lượng tăng 44% đạt khoảng 1,13 tỷ tấn. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa, với diện tích trồng năm 2017 khoảng 1,2 triệu ha, năng suất trung bình đạt 46,7 tạ/ha. Thành phố Hà Nội có diện tích trồng ngô khoảng 19.100 ha với năng suất 49,2 tạ/ha năm 2017, tập trung chủ yếu ở các vùng đồi gò như huyện Chương Mỹ.

Giống ngô lai biến đổi gen NK4300 Bt/GT được Bộ Nông nghiệp và PTNT cho phép sản xuất từ năm 2016, có khả năng kháng sâu đục thân và thuốc trừ cỏ Glyphosat, năng suất trung bình đạt 70-75 tạ/ha. Tuy nhiên, việc áp dụng quy trình kỹ thuật chung chưa khai thác tối đa tiềm năng giống này, đặc biệt về mật độ trồng và lượng phân đạm bón.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định liều lượng phân đạm và mật độ trồng thích hợp cho giống ngô NK4300 Bt/GT trên đất đồi gò huyện Chương Mỹ, nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế. Nghiên cứu được thực hiện trong vụ xuân năm 2018, với phạm vi thí nghiệm tại xã Nam Phương Tiến, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học bổ sung dữ liệu về giống ngô lai biến đổi gen trên đất đồi gò và thực tiễn giúp nông dân áp dụng kỹ thuật canh tác phù hợp, góp phần phát triển sản xuất ngô bền vững tại địa phương.

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 mô hình chính được áp dụng gồm:

  • Mô hình sinh trưởng và phát triển cây ngô: Phân tích các giai đoạn sinh trưởng từ gieo đến thu hoạch, ảnh hưởng của dinh dưỡng và mật độ đến các chỉ tiêu hình thái như chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, thời gian sinh trưởng.

  • Mô hình dinh dưỡng cây trồng và cân đối phân bón: Tập trung vào vai trò của phân đạm (N) trong quá trình tổng hợp protein, phát triển bộ lá và năng suất hạt, đồng thời xem xét tương tác giữa lượng đạm và mật độ trồng.

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

Phương pháp nghiên cứu

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

  • Thiết kế thí nghiệm: Thí nghiệm 2 nhân tố theo kiểu ô lớn - ô nhỏ (Split-plot design) với 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), mỗi công thức lặp lại 3 lần, tổng 45 ô thí nghiệm.

  • Phương pháp chọn mẫu: Mẫu cây được chọn ngẫu nhiên trong các ô thí nghiệm để đo các chỉ tiêu sinh trưởng, hình thái, sâu bệnh và năng suất.

  • Chỉ tiêu theo dõi: Thời gian sinh trưởng các giai đoạn, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, tỷ lệ nhiễm rệp cờ và bệnh khô vằn, tỷ lệ đổ rễ, gãy 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 tương tác, với mức ý nghĩa thống kê P<0,05.

  • Timeline nghiên cứu: Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2018, thu hoạch và xử lý số liệu trong cùng năm.

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 thấp nhất M1P1 (47.600 cây/ha, 120 kg N/ha) có 71 ngày, công thức cao nhất M3P5 (71.400 cây/ha, 240 kg N/ha) có 81 ngày, chênh lệch 10 ngày.
    • Thời gian sinh trưởng tổng thể kéo dài từ 120 đến 131 ngày, tăng rõ rệt theo lượng đạm hơn là mật độ.

  2. Ảnh hưởng đến chỉ tiêu hình thái:

    • Chiều cao cây dao động từ 175,4 cm đến 187,7 cm, tăng tỷ lệ thuận với mật độ và lượng đạm.
    • Chiều cao đóng bắp từ 75,5 cm đến 82,9 cm, cũng tăng theo hai yếu tố này.
    • Số lá trên cây ổn định, dao động 16,5 - 16,9 lá/cây, không chịu ảnh hưởng đáng kể của mật độ và đạm.

  3. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh và khả năng chống đổ:

    • Rệp cờ xuất hiện nhiều hơn ở mật độ và lượng đạm cao, tỷ lệ cây bị nhiễm tăng từ 0% đến 6,7%.
    • Bệnh khô vằn có tỷ lệ nhiễm từ 8,3% đến 34%, tăng theo mật độ và lượng đạm.
    • Tỷ lệ đổ rễ và gãy thân cũng tăng khi mật độ và lượng đạm tăng, ảnh hưởng đến khả năng chống đổ của cây.

  4. Ảnh hưởng đến năng suất:

    • Năng suất lý thuyết và thực thu tăng khi mật độ và lượng đạm tăng đến mức tối ưu.
    • Mật độ 57.100 cây/ha kết hợp lượng đạm 180 kg N/ha cho năng suất thực thu cao nhất, đạt khoảng 75 tạ/ha, vượt mức mật độ thấp và cao hơn 10-15%.
    • Lượng đạm vượt quá 210 kg N/ha không làm tăng năng suất đáng kể mà còn làm tăng sâu bệnh và đổ gãy.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy lượng phân đạm và mật độ trồng có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng, hình thái và năng suất của giống ngô lai NK4300 Bt/GT. Việc tăng mật độ giúp tận dụng tối đa diện tích đất, tăng số cây trên một đơn vị diện tích, từ đó nâng cao năng suất. Tuy nhiên, mật độ quá cao gây cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng, làm tăng nguy cơ sâu bệnh và đổ gãy, giảm hiệu quả sản xuất.

Lượng phân đạm đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy chiều cao cây, chiều cao đóng bắp và kéo dài thời gian sinh trưởng, giúp cây phát triển tốt hơn. Tuy nhiên, bón đạm quá mức không chỉ làm tăng chi phí mà còn làm tăng tỷ lệ sâu bệnh, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với xu hướng chung về ảnh hưởng của mật độ và phân đạm đến năng suất ngô. Mức mật độ 57.100 cây/ha và lượng đạm 180 kg N/ha được xác định là phù hợp với điều kiện đất đồi gò huyện Chương Mỹ, giúp cân bằng giữa sinh trưởng, năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường thể hiện mối quan hệ giữa mật độ, lượng đạm và năng suất, cũng như bảng phân tích ANOVA cho các chỉ tiêu sinh trưởng và sâu bệnh.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng mật độ trồng 57.100 cây/ha kết hợp lượng phân đạm 180 kg N/ha để đạt năng suất tối ưu cho giống ngô NK4300 Bt/GT trên 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. Tăng cường quản lý sâu bệnh, đặc biệt là rệp cờ và bệnh khô vằn, bằng biện pháp canh tác tổng hợp như vệ sinh đồng ruộng, tỉa cây thưa, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hợp lý. Thời gian: từ giai đoạn cây 8-12 lá đến thu hoạch. Chủ thể: nông dân, cán bộ bảo vệ thực vật.

  3. Đào tạo, tập huấn kỹ thuật cho nông dân về quy trình bón phân cân đối và mật độ trồng phù hợp, nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng canh tác. Thời gian: trước vụ gieo trồng. Chủ thể: các trung tâm khuyến nông, trường đại học, tổ chức nông nghiệp.

  4. Khuyến khích nghiên cứu tiếp tục điều chỉnh kỹ thuật canh tác phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu từng vùng, nhằm tối ưu hóa năng suất và hiệu quả kinh tế. Thời gian: liên tục hàng năm. Chủ thể: các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp giống cây trồng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng ngô tại các vùng đồi gò, đặc biệt huyện Chương Mỹ và các vùng tương tự, giúp áp dụng kỹ thuật mật độ và phân đạm phù hợp để nâng cao năng suất và giảm thiểu sâu bệnh.

  2. Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông viên, sử dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn nông dân áp dụng biện pháp canh tác hiệu quả, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Khoa học cây trồng, tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả và phân tích để phát triển các đề tài liên quan về giống ngô lai biến đổi gen và kỹ thuật canh tác.

  4. Doanh nghiệp sản xuất giống và phân bón, dựa trên kết quả để điều chỉnh khuyến cáo kỹ thuật, phát triển sản phẩm phù hợp với điều kiện sinh thái và nhu cầu thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mật độ trồng ngô NK4300 Bt/GT tối ưu là bao nhiêu?
    Mật độ 57.100 cây/ha được xác định là phù hợp nhất, cân bằng giữa năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh, giúp cây phát triển tốt và đạt năng suất thực thu khoảng 75 tạ/ha.

  2. Lượng phân đạm bón bao nhiêu là hiệu quả nhất?
    Lượng đạm 180 kg N/ha cho hiệu quả kinh tế và năng suất cao nhất. Bón quá nhiều đạm không làm tăng năng suất mà còn làm tăng sâu bệnh và đổ gãy.

  3. Tại sao mật độ quá cao lại không tốt cho ngô?
    Mật độ quá cao gây cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng, làm cây còi cọc, tăng độ ẩm trong ruộng tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển, dẫn đến giảm năng suất và chất lượng.

  4. Làm thế nào để phòng trừ rệp cờ và bệnh khô vằn hiệu quả?
    Áp dụng biện pháp tổng hợp như vệ sinh đồng ruộng, tỉa cây thưa, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đúng cách và bảo vệ thiên địch giúp kiểm soát sâu bệnh hiệu quả.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các vùng khác không?
    Kết quả phù hợp với điều kiện đất đồi gò huyện Chương Mỹ, các vùng có điều kiện tương tự có thể tham khảo, tuy nhiên cần điều chỉnh phù hợp với đặc điểm sinh thái từng địa phương.

Kết luận

  • Xác định mật độ trồng 57.100 cây/ha và lượng phân đạm 180 kg N/ha là tối ưu cho giống ngô lai NK4300 Bt/GT trên đất đồi gò huyện Chương Mỹ.
  • Lượng đạm và mật độ ảnh hưởng rõ rệt đến thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, khả năng chống đổ và năng suất.
  • Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh tăng khi mật độ và lượng đạm vượt mức khuyến cáo, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác phù hợp, nâng cao hiệu quả sản xuất ngô tại địa phương.
  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng và đào tạo kỹ thuật cho nông dân nhằm phát huy tối đa tiềm năng giống ngô lai biến đổi gen.

Hành động tiếp theo: Áp dụng quy trình kỹ thuật được đề xuất trong vụ xuân tiếp theo, đồng thời tổ chức tập huấn cho nông dân và cán bộ kỹ thuật để nhân rộng mô hình thành công.