Luận án tiến sĩ: Đặc điểm nông sinh học của giống ngô lai chịu hạn tại Sơn La

Luận án tiến sĩ phân tích nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số giống ngô lai mới có khả năng chịu hạn và năng suất, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm, đóng

• Tác giả: Dương Gia Định
• Người hướng dẫn: PGS. Luân Thị Đẹp
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của một số giống ngô lai mới có khả năng chịu hạn và năng suất cao tại Sơn La
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục đích và yêu cầu của đề tài
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
• 1.2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
• 1.2.3. Tình hình sản xuất ngô tại Sơn La
• 1.3. Tình hình nghiên cứu ngô trên thế giới và Việt Nam
• 1.3.1. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô trên thế giới
• 1.3.2. Nghiên cứu chọn tạo giống ngô ở Việt Nam
• 1.3.3. Nghiên cứu về sinh trưởng và phát triển của cây ngô
• 1.3.4. Một số kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây ngô
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Địa điểm và thời gian thực hiện thí nghiệm
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp nghiên cứu trong phòng
• 2.4.2. Thí nghiệm ngoài đồng ruộng
• 2.4.3. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
• 2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô thí nghiệm thời kỳ cây con trong điều kiện gây hạn nhân tạo
• 3.1.1. Tỷ lệ cây không héo của các giống ngô thí nghiệm sau gây hạn
• 3.1.2. Tỷ lệ cây phục hồi của các giống ngô thí nghiệm sau gây hạn
• 3.1.3. Kết quả đánh giá tỷ lệ vật chất khô của các giống ngô thí nghiệm
• 3.1.4. Chỉ số chịu hạn tương đối của các giống ngô thí nghiệm
• 3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng phát triển của các giống ngô thí nghiệm vụ hè thu năm 2015
• 3.2.1. Các giai đoạn sinh trưởng, phát dục chính của các giống ngô thí nghiệm vụ hè thu năm 2015
• 3.2.2. Kết quả đánh giá mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính và chống đổ của các giống của các giống ngô thí nghiệm vụ Hè Thu 2015 tại Sơn La
• 3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống ngô thí nghiệm vụ Hè Thu 2015 tại Sơn La
• 3.4. Hạch toán hiệu quả kinh tế sản xuất các giống ngô
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu giống ngô lai chịu hạn và năng suất cao tại Sơn La

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá đặc điểm nông sinh học của các giống ngô lai mới có khả năng chịu hạn và năng suất cao tại tỉnh Sơn La. Sơn La là một tỉnh miền núi phía Tây Bắc Việt Nam, nơi mà nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế địa phương. Biến đổi khí hậu và hạn hán kéo dài đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là cây ngô. Do đó, việc phát triển các giống ngô lai có khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu khắc nghiệt là một yêu cầu cấp thiết.

1.1. Mục đích và yêu cầu của nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là lựa chọn 1-2 giống ngô lai có năng suất cao và khả năng chịu hạn tốt, phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu của Sơn La. Nghiên cứu yêu cầu đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô trong giai đoạn cây con, theo dõi các giai đoạn sinh trưởng chính, và đánh giá các yếu tố cấu thành năng suất ngô. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học để phát triển nông nghiệp bền vững tại Sơn La.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học quan trọng trong việc xác định các giống ngô lai phù hợp với điều kiện sinh thái của Sơn La. Đồng thời, nghiên cứu cũng mang lại giá trị thực tiễn cao khi cung cấp các giống ngô có năng suất cao và khả năng chịu hạn tốt, giúp hỗ trợ nông dân trong việc tăng cường sản xuất và cải thiện thu nhập.

II. Tổng quan về tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam

Ngô là một trong ba cây ngũ cốc quan trọng nhất trên thế giới, đứng thứ hai về diện tích nhưng đứng đầu về sản lượng. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới đã có sự tăng trưởng đáng kể trong những năm gần đây, đặc biệt là ở các nước phát triển như Mỹ, Trung Quốc và Brazil. Tại Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa, đóng vai trò chính trong ngành chăn nuôi và công nghiệp chế biến.

2.1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Theo số liệu từ FAOSTAT (2016), diện tích trồng ngô trên thế giới đạt 183,32 triệu ha, với sản lượng khoảng 1.038,28 triệu tấn. Châu Mỹ là khu vực có năng suất ngô cao nhất thế giới, đạt 76,97 tạ/ha, trong khi Châu Phi có năng suất thấp nhất do điều kiện khí hậu khắc nghiệt và trình độ thâm canh thấp.

2.2. Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam

Tại Việt Nam, diện tích trồng ngô đã tăng từ 1.126,4 nghìn ha năm 2010 lên 1.178,5 nghìn ha năm 2014. Tuy nhiên, năng suất ngô của Việt Nam vẫn thấp hơn mức trung bình thế giới, chỉ đạt 44,35 tạ/ha năm 2013. Trung du và miền núi phía Bắc là vùng có diện tích trồng ngô lớn nhất nhưng năng suất thấp nhất do điều kiện đất đai và khí hậu khó khăn.

III. Phương pháp nghiên cứu và kết quả đạt được

Nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô lai trong giai đoạn cây con, kết hợp với theo dõi các giai đoạn sinh trưởng và đánh giá năng suất ngô tại Sơn La. Kết quả nghiên cứu cho thấy một số giống ngô lai có khả năng chịu hạn tốt và năng suất cao, phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu của địa phương.

3.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống ngô

Các giống ngô lai được đánh giá khả năng chịu hạn thông qua tỷ lệ cây không héo và tỷ lệ cây phục hồi sau giai đoạn gây hạn nhân tạo. Kết quả cho thấy một số giống có khả năng chịu hạn vượt trội, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của Sơn La.

3.2. Đánh giá năng suất và hiệu quả kinh tế

Các yếu tố cấu thành năng suất ngô như số bắp, chiều dài bắp và trọng lượng hạt được đánh giá. Kết quả cho thấy một số giống ngô lai có năng suất cao, đạt từ 7-8 tấn/ha, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã xác định được các giống ngô lai có khả năng chịu hạn tốt và năng suất cao, phù hợp với điều kiện đất đai và khí hậu của Sơn La. Những giống này có tiềm năng lớn trong việc cải thiện sản xuất ngô tại địa phương, góp phần vào phát triển nông nghiệp bền vững.

4.1. Đề xuất ứng dụng vào sản xuất

Các giống ngô lai được lựa chọn nên được nhân rộng và đưa vào sản xuất đại trà tại Sơn La. Đồng thời, cần tăng cường hỗ trợ nông dân trong việc áp dụng các kỹ thuật trồng ngô tiên tiến để tối ưu hóa năng suất và hiệu quả kinh tế.

4.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để phát triển các giống ngô lai mới có khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu và các điều kiện bất lợi khác. Đồng thời, cần đánh giá tác động của các giống ngô mới đến thị trường ngô và nền kinh tế địa phương.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Cây ngô (Zea mays L.) giữ vị trí then chốt trong an ninh lương thực toàn cầu và là nguồn nguyên liệu thiết yếu cho ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi. Theo số liệu thống kê năm 2014, Việt Nam phải nhập khẩu tới 4,79 triệu tấn ngô hạt với tổng kim ngạch đạt 1,22 tỷ USD, tăng 82,09% so với năm 2013. Mặc dù diện tích trồng ngô cả nước đạt khoảng 1,17 triệu ha, năng suất bình quân của vùng Trung du và miền núi phía Bắc chỉ đạt 36,7 tạ/ha, thấp hơn đáng kể so với mức trung bình 44,1 tạ/ha của cả nước.

Tại tỉnh Sơn La, ngô là cây trồng chủ lực với diện tích canh tác hàng năm trên 162,51 nghìn ha, đóng góp sản lượng hơn 657 nghìn tấn. Tuy nhiên, phần lớn diện tích ngô phân bố trên đất đồi dốc bị thoái hóa, xói mòn mạnh và hoàn toàn phụ thuộc vào nước trời. Biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp, hạn hán đầu vụ và khô nóng kéo dài đã khiến năng suất ngô của tỉnh sụt giảm xuống còn 37,08 tạ/ha vào năm 2015.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài tập trung đánh giá đặc điểm nông sinh học, khả năng chịu hạn nhân tạo ở giai đoạn cây con và khả năng thích ứng ngoài đồng ruộng của 8 giống ngô lai mới trong vụ Hè Thu năm 2015 tại hai vùng sinh thái đại diện gồm xã Chiềng Xôm (Thành phố Sơn La) và xã Mường Bon (huyện Mai Sơn). Mục tiêu then chốt là tuyển chọn từ 1 đến 2 giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao, khả năng chống chịu hạn vượt trội để bổ sung vào cơ cấu mùa vụ, góp phần ổn định sản lượng ngô toàn tỉnh trên 650 nghìn tấn và nâng cao thu nhập cho nông dân địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết ưu thế lai (Heterosis) khởi xướng từ các công trình kinh điển của Charles Darwin và George Harrison Shull, khẳng định ưu thế vượt trội của các tổ hợp lai đơn về sức sống, tốc độ sinh trưởng và năng suất so với dạng bố mẹ thuần chủng. Đồng thời, đề tài tích hợp lý thuyết chống chịu hạn thực vật và cơ chế di truyền tính trạng cộng gộp của Betran cùng mô hình phân giải sinh lý hạn của Trung tâm Cải tạo Giống Ngô và Lúa mì Quốc tế.

Hệ thống khái niệm chuyên ngành cốt lõi bao gồm:

• Khoảng cách tung phấn đến phun râu: Khoảng thời gian tính bằng ngày giữa thời điểm trên 50% số cây tung phấn và trên 50% số cây nhú râu bắp, chỉ số then chốt quyết định tỷ lệ thụ tinh và số hạt trên bắp trong điều kiện khô hạn.
• Chỉ số chịu hạn tương đối: Đại lượng tổng hợp phản ánh tỷ lệ sống sót, mức độ duy trì nước và khả năng tích lũy sinh khối khô của cây con dưới áp lực thiếu nước nghiêm trọng.
• Chỉ số diện tích lá: Tỷ số giữa tổng diện tích bề mặt lá xanh trên một đơn vị diện tích đất, thể hiện tiềm năng quang hợp và khả năng khép tán của quần thể ngô.
• Năng suất thực thu: Khối lượng hạt khô thu được trên một đơn vị diện tích sau khi trừ độ ẩm tiêu chuẩn 14%, phản ánh trực tiếp hiệu quả canh tác thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành khảo nghiệm 8 giống ngô lai đơn gồm 6 giống mới (DK9901, DK9955, HT818, VS36, CPA88, NK7328) cùng 2 giống đối chứng chịu hạn phổ biến tại địa phương là LVN8960 và NK4300.

Thí nghiệm trong phòng được thực hiện tại Trường Đại học Tây Bắc vào tháng 7 năm 2015. Cỡ mẫu gồm 30 hạt mỗi chậu chứa 5 kg cát vàng rửa sạch, bố trí 3 lần nhắc lại. Khi cây đạt 3 lá thật, tiến hành ngừng tưới để gây hạn nhân tạo và theo dõi tỷ lệ héo, tỷ lệ hồi phục sau 1, 3, 5, 7 ngày, kết hợp sấy mẫu 3 cây mỗi giống ở 105 độ C để xác định khối lượng vật chất khô và tính toán chỉ số chịu hạn tương đối.

Thí nghiệm đồng ruộng triển khai từ tháng 6 đến tháng 9 năm 2015 theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 lần lặp lại trên diện tích ô 14 m2 (kích thước 5m x 2,8m). Mật độ gieo trồng đạt 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70cm x 25cm, tương ứng 80 cây mỗi ô). Phương pháp chọn mẫu áp dụng thu thập số liệu ngẫu nhiên trên 10 đến 30 cây mẫu tại 2 hàng giữa của mỗi ô để loại trừ hiệu ứng viền. Toàn bộ quy trình tuân thủ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-56:2011/BNNPTNT và số liệu sinh trắc học được xử lý thống kê bằng phần mềm chuyên dụng IRRISTAT nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học cao nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo nghiệm gây hạn nhân tạo thời kỳ cây con ghi nhận sự phân hóa rõ rệt về khả năng giữ nước và sức hồi phục giữa các giống. Sau 7 ngày xử lý hạn, giống CPA88 duy trì tỷ lệ cây không héo cao nhất đạt 52,22%, tiếp theo là NK7328 đạt 42,22% và DK9955 đạt 36,67%, trong khi giống DK9901 sụt giảm nghiêm trọng chỉ còn 16,67% (thấp hơn CPA88 tới 35,55%).

Khi được tái cấp ẩm trở lại sau 7 ngày, giống CPA88 thể hiện năng lực phục hồi sinh trưởng vượt trội với tỷ lệ đạt 78,89%, NK7328 đạt 67,78% và VS36 đạt 63,33%, vượt trội hoàn toàn so với mức 35,56% của DK9901. Tỷ lệ tích lũy vật chất khô sau 7 ngày hạn của nhóm dẫn đầu gồm CPA88, NK7328 và DK9955 đạt giá trị cao từ 83,93% đến 87,91%. Do đó, chỉ số chịu hạn tương đối của CPA88 đạt kỷ lục 11.853,53, kế đến là NK7328 đạt 8.565,72, cao gấp từ 2,5 đến 3,5 lần so với DK9901 (3.365,12).

Trên đồng ruộng tại Chiềng Xôm và Mường Bon, toàn bộ 8 giống ngô đều có thời gian sinh trưởng ổn định từ 110 đến 113 ngày, thuộc nhóm giống chín trung bình. Điểm sáng nổi bật là khoảng cách giữa tung phấn và phun râu của các giống rất ngắn, chỉ dao động từ 0 đến 2 ngày (đặc biệt DK9955, CPA88, DK9901 đạt 0 ngày tại Mường Bon), đảm bảo quá trình thụ phấn thụ tinh diễn ra hoàn hảo. Chiều cao cây biến động trong khoảng 231,00 đến 275,67 cm và chiều cao đóng bắp từ 94,00 đến 122,67 cm, tạo thế cây cân đối và hạn chế tối đa nguy cơ đổ gãy thân.

Thảo luận kết quả

Khả năng chống chịu vượt trội của CPA88 và NK7328 bắt nguồn từ cơ chế thích ứng giải phẫu và sinh lý tế bào mạnh mẽ. Cây con của hai giống này phát triển hệ rễ ăn sâu, tỏa rộng sớm, kết hợp năng lực điều tiết đóng mở khí khổng nhạy bén giúp duy trì hàm lượng nước biểu mô mô lá. Điều này hoàn toàn tương đồng với các công bố quốc tế của CIMMYT khẳng định mối tương quan thuận giữa tốc độ tái tích lũy chất khô trong mô thân lá với tính bền vững quang hợp dưới áp lực hạn.

Chỉ số tung phấn - phun râu ngắn từ 0 đến 2 ngày là yếu tố sinh học quyết định giúp hạt phấn không bị thoái hóa bởi nhiệt độ cao, đảm bảo tỷ lệ kết hạt trên bắp đạt tối đa. Để minh họa trực quan các phát hiện này, dữ liệu động thái héo và hồi phục có thể được biểu diễn qua đồ thị đường đa biến theo các mốc thời gian 1, 3, 5, 7 ngày. Đồng thời, bảng ma trận phân hạng kết hợp biểu đồ cột so sánh chỉ số chịu hạn tương đối và năng suất hạt giữa 8 giống sẽ cung cấp góc nhìn toàn diện cho các nhà chọn giống.

Đề xuất và khuyến nghị

• Mở rộng diện tích gieo trồng các giống ngô lai triển vọng: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La cần đưa ngay hai giống ngô lai CPA88 và NK7328 vào danh mục cơ cấu giống cây trồng chính vụ Hè Thu tại các vùng đất dốc thiếu nước thuộc huyện Mai Sơn, Thuận Châu, Yên Châu, đặt mục tiêu bao phủ 30% diện tích ngô toàn tỉnh vào năm 2018 nhằm nâng năng suất bình quân lên 48 đến 52 tạ/ha.
• Triển khai gói kỹ thuật canh tác bảo tồn đất dốc: Trung tâm Khuyến nông tỉnh chủ trì hướng dẫn nông dân áp dụng mật độ gieo tiêu chuẩn 5,7 vạn cây/ha (khoảng cách 70cm x 25cm), kết hợp bón phân cân đối tỷ lệ 140 kg N : 70 kg P2O5 : 90 kg K2O cùng 10 tấn phân chuồng hoai mục trên 1 ha, áp dụng phủ rơm rạ giữ ẩm để giảm thiểu 35% lượng nước bốc hơi bề mặt trong giai đoạn 2016 - 2017.
• Xây dựng mạng lưới mô hình trình diễn chuyển giao tiến bộ kỹ thuật: Ủy ban nhân dân các huyện phối hợp với các viện nghiên cứu thiết lập từ 10 đến 15 điểm trình diễn đồng ruộng quy mô từ 2 đến 5 ha mỗi điểm trong khung thời gian 12 đến 24 tháng tới, giúp đồng bào dân tộc thiểu số tiếp cận trực quan quy trình làm đất, bón lót và tỉa định cây.
• Hoàn thiện chính sách chuỗi liên kết sản xuất và tiêu thụ: Các doanh nghiệp sản xuất hạt giống liên kết cùng hợp tác xã nông nghiệp bao tiêu 100% sản phẩm đầu ra, đồng thời hỗ trợ ứng trước nguồn giống lai chuẩn F1 và phân bón thương mại với lãi suất ưu đãi bắt đầu từ niên vụ 2017.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ quản lý ngành nông nghiệp và chuyên viên khuyến nông: Cung cấp căn cứ khoa học xác thực để định hướng tái cơ cấu mùa vụ, phân vùng sinh thái nông nghiệp và ban hành các hướng dẫn kỹ thuật canh tác ngô chịu hạn trên đất dốc vùng Tây Bắc.
• Chuyên gia chọn tạo giống và nhà nghiên cứu cây trồng: Sử dụng trọn vẹn phương pháp đánh giá hạn nhân tạo ở giai đoạn cây con qua chỉ số chịu hạn tương đối và hệ thống marker hình thái làm tài liệu chuẩn mực cho các chương trình lai tạo ngô thích ứng biến đổi khí hậu.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học cây trồng: Cung cấp mô hình chuẩn về bố trí thí nghiệm ngoài đồng ruộng theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, phương pháp thu thập chỉ tiêu sinh thái nông học và kỹ năng xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT.
• Doanh nghiệp kinh doanh giống cây trồng và chủ trang trại nông nghiệp: Hỗ trợ đánh giá tiềm năng thương mại, đặc tính thích nghi và hiệu quả kinh tế của các bộ giống ngô lai đơn mới để đưa ra quyết định đầu tư, chuyển giao giống chuẩn xác.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao việc đánh giá khả năng chịu hạn của cây ngô ở giai đoạn cây con lại có ý nghĩa quyết định? Giai đoạn 3 lá là thời điểm ngô chuyển từ dinh dưỡng phôi sang hút khoáng độc lập. Thiếu nước giai đoạn này làm teo rễ đốt, giảm 40% diện tích lá quang hợp và làm chậm quá trình phân hóa mầm hoa, trực tiếp làm giảm năng suất về sau.

Giống ngô nào thể hiện tính chống chịu hạn và phục hồi tốt nhất trong nghiên cứu? Giống CPA88 đạt kết quả xuất sắc nhất với chỉ số chịu hạn tương đối đạt 11.853,53, tỷ lệ cây không héo sau 7 ngày hạn đạt 52,22% và tỷ lệ phục hồi sau tưới đạt 78,89%, theo sau sát sao là giống NK7328.

Chỉ số tung phấn đến phun râu có tác động trực tiếp như thế nào tới năng suất hạt? Khoảng cách này càng ngắn (từ 0 đến 2 ngày) giúp quá trình thụ phấn diễn ra đồng thời với lúc râu bắp tiếp nhận phấn tốt nhất. Nếu khoảng cách kéo dài trên 3 ngày do hạn, hạt phấn bị khô chết khiến bắp bị khuyết hạt, giảm hơn 50% năng suất.

Phương pháp gây hạn nhân tạo bằng cát vàng có ưu điểm gì so với thí nghiệm ngoài đồng? Phương pháp dùng 5 kg cát vàng sạch tạo môi trường giữ ẩm đồng nhất, cho phép ngắt nguồn nước tuyệt đối để kiểm soát chính xác mức độ stress nước trên từng cá thể, loại bỏ hoàn toàn các biến số nhiễu từ độ phì và độ ẩm đất tự nhiên.

Khoảng cách và mật độ gieo trồng tối ưu được xác lập trong nghiên cứu là bao nhiêu? Mật độ chuẩn được khuyến nghị là 5,7 vạn cây/ha với khoảng cách hàng cách hàng 70 cm và cây cách cây 25 cm. Mật độ này tối ưu hóa chỉ số diện tích lá, tăng độ thông thoáng và giảm tỷ lệ đổ rễ xuống dưới 5%.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập phương pháp đánh giá nhanh tính chịu hạn của 8 giống ngô lai thời kỳ cây con thông qua hệ thống chỉ số sinh lý và mô hình chỉ số chịu hạn tương đối tin cậy.
• Tuyển chọn thành công 2 giống ngô lai ưu tú là CPA88 (chỉ số chịu hạn 11.853,53) và NK7328 (chỉ số chịu hạn 8.565,72) với tỷ lệ phục hồi sau hạn đạt từ 67,78% đến 78,89%.
• Xác định thời gian sinh trưởng của các giống ngô lai mới dao động từ 110 đến 113 ngày, khoảng cách tung phấn phun râu ngắn từ 0 đến 2 ngày, thích nghi tối ưu với tiểu vùng sinh thái Chiềng Xôm và Mường Bon.
• Đề ra hệ thống giải pháp kỹ thuật canh tác đồng bộ từ mật độ 5,7 vạn cây/ha đến quy trình bón phân cân đối nhằm phát huy tối đa tiềm năng giống trên đất dốc.
• Các đơn vị sản xuất và cơ quan khuyến nông cần nhanh chóng đưa giống CPA88 và NK7328 vào sản xuất thử nghiệm diện rộng trong 2 đến 3 vụ tới để sớm hiện thực hóa mục tiêu nâng cao năng suất ngô bền vững tại Sơn La.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.Cơ sở khoa học của đề tài Tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu, hạn hán kéo dài, lượng mưa không đều ở các vùng là một khó khăn lớn cho sản xuất nông nghiệp ở nhiều châu lục như châu Á, châu phi, Nam Mỹ….Ngoài tác động trực tiếp lên quá trình canh tác, biến đổi khí hậu còn làm thu hẹp diện tích sản xuất nông nghiệp. Việt Nam có khoảng 75% là đồi núi, đất dốc nên thường xuyên khan hiếm về nguồn nước gây khó khăn cho canh tác đối với nhiều loại cây trồng nói chung và cây ngô nói riêng. Do vậy, ngoài việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến trong thâm canh thì việc chọn giống ngô có khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất lợi nói chung, chịu hạn nói riêng là hết sức cần thiết mang tính thời sự trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Khả năng chịu hạn là sự thích nghi có bản chất di truyền, biểu hiện của sự đa dạng về đặc điểm hình thái, sinh lý và hóa sinh.

Do đó để đánh giá được khả năng chống chịu hạn ở thực vật nói chung và cây ngô nói riêng một cách toàn diện cần phải có trang thiết bị hiện đại, chi phí lớn. Tuy nhiên năng suất và khả năng chống chịu có mối quan hệ nhất định với một số đặc điểm nông sinh học, dựa vào mối quan hệ này ở các giai đoạn sinh trưởng như giai đoạn cây con, giai đoạn trỗ cờ, tung phấn, phun râu…. Có thể đánh giá nhanh khả năng chịu hạn làm cơ sở cho quá trình chọn giống. Do vậy chúng tôi đã tiến hành đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của các giống ngô lai thời kỳ cây con theo phương pháp của Lê Trần Bình và Lê Thị Muội 1998 [2].

Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Hiện nay ngô là cây lương thực đứng thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và lúa nước, năm 2014, diện tích trồng ngô khoảng 183,32 triệu ha, sản lượng 5 khoảng 1038,28 triệu tấn (FAOSTAT,9/ 2016) [33]. Trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật việc áp dụng những công nghệ mới vào sản xuất đã làm tăng năng suất và sản lượng ngô.Tình hình sản xuất ngô trên thế giới trong 5 năm gần đây được trình bày ở bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô trên thế giới giai đoạn 2010 – 2014 Năm Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2010 164,05 51,89 851,27 2011 171,38 51,77 887,13 2012 179,06 48,89 875,49 2013 186,02 54,71 1.038,28 (Nguồn:FAOSTAT,9/2016) [33] Số liệu bảng 1.1 cho thấy sản xuất ngô của thế giới trong những năm gần đây tăng đáng kể tăng cả về diện tích, năng suất và sản lượng. Diện tích trồng ngô từ 164,05 triệu ha (năm 2010 ) đến 183,32 triệu ha (năm 2014).

Năng suất tăng không đáng kể từ 51,89 tạ/ha (năm 2010) đến 56,64 tạ/ha (2014). Do diện tích tăng cho nên sản lượng vẫn có xu hướng tăng qua các năm. Có được kết quả này, trước hết là nhờ ứng dụng rộng rãi lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống, đồng thời không ngừng cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Hiện nay trên thế giới có khoảng 140 nước trồng ngô, trong đó có 38 nước là các nước phát triển còn lại là các nước đang phát triển.

Do sự khác nhau về điều kiện tự nhiên, tập quán canh tác và trình độ khoa học kỹ thuật nên có sự chênh lệch về năng suất ngô ở các châu lục. Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2014 được trình bày ở bảng 1.1: Tình hình sản xuất ngô ở một số châu lục năm 2014 Khu vực Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) Châu Mỹ 68,40 76,97 526,45 Châu Á 59,10 51,47 304,14 Châu Âu 18,75 69,02 129,43 Châu Phi 37,00 20,98 77,62 (Nguồn: FAOSTAT, 9/2016) [33] Số liệu bảng 1.2 cho thấy châu Mỹ là khu vực có diện tích, năng suất và sản lượng ngô lớn nhất thế giới. Năm 2014, năng suất ngô châu lục này đạt 76,97 tạ/ha, cao hơn năng suất trung bình của thế giới (55,2 tạ/ha) là 20,83 tạ/ha. Sản lượng đạt 526,45 triệu tấn chiếm 50,7% sản lượng ngô toàn thế giới.

Châu Á là châu lục có diện tích trồng ngô lớn thứ hai với 59,1 triệu ha nhưng năng suất ngô châu Á chỉ đứng thứ 3 (51,47 tạ/ha) sau châu Âu (69,02 tạ/ha). Mặc dù diện tích trồng ngô của châu Âu ít nhất (18,97 triệu ha) so với 4 châu lục nhưng năng suất ngô cao thứ hai trên thế giới. Do Châu Mỹ và Châu Âu, ngô được trồng ở các nước phát triển, trình độ thâm canh cao nên năng suất ngô 2 vùng này đạt cao nhất thế giới. Châu Phi là khu vực có diện tích trồng ngô đứng thứ 3 thế giới (37 triệu ha), nhưng vùng này có điều kiện khí hậu khắc nghiệt, chưa có điều điều kiện thâm canh nên năng suất ngô đạt thấp nhất (20,98 tạ/ha).Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây ngô đã được trồng cách đây khoảng 300 năm và được trồng trên những điều kiện sinh thái khác nhau của cả nước.

Là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây trồng chính để phát triển ngành chăn nuôi. Năng suất ngô ở nước ta trước đây rất thấp so với năng suất ngô thế giới, do sử dụng giống ngô địa phương và áp dụng khoa học kỹ thuật vào 7 sản xuất còn hạn chế. Sản xuất ngô ở Việt Nam đã trải qua nhiều bước thăng trầm và đến nay đã đạt được những thành tựu lớn. Tình hình sản xuất ngô trên ở Việt Nam trong 5 năm gần đây được trình bày ở bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngô tại Việt Nam giai đoạn 2010 - 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 2010 1.202,5 Nguồn:FAOSTAT,9/2016)[33] Trong 5 năm trở lại đây Việt Nam đã phát triển mạnh cây ngô trên cả 2 mặt năng suất và sản lượng.

Diện tích trồng ngô từ 1.126,4 nghìn ha (năm 2010), có chiều hướng tăng đến năm 2014 (1.178,5 nghìn ha), trong đó có khoảng 10% diện tích trồng ngô nếp, ngô ngọt và ngô rau. Năng suất ngô tăng dần qua các năm, từ 40,9 tạ/ha (năm 2010), đạt cao nhất năm 2013 (44,35 tạ/ha). Do diện tích và năng suất tăng nên sản lượng ngô tăng dần trong 5 năm gần đây, do nước ta đã chuyển đổi từ sản xuất quảng canh sang thâm canh, ứng dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật và đưa giống mới vào sản xuất, đặc biệt là sử dụng các giống ngô lai năng suất cao, khả năng thích ứng rộng vào sản xuất đại trà. Tuy nhiên năng suất ngô của Việt Nam còn thấp so với năng suất trung bình của thế giới và những nước phát triển.

Điều này đặt ra cho ngành sản xuất ngô những thách thức và khó khăn to lớn, đặc biệt là trong xu thế hội nhập và phát triển như hiện nay. Đòi hỏi các nhà khoa học trong cả nước tiếp tục nghiên cứu tạo ra những giống ngô tốt và biện pháp kỹ thuật canh tác hiệu quả để năng cao năng suất, chất 8 lượng trong sản xuất ngô, góp phần vào sự phát triển của ngành nông nghiệp Việt Nam. Hiện nay sản xuất ngô ở nước ta đã từng bước phát triển nhưng vẫn còn thấp hơn so với sự phát triển chung của thế giới. Do sự khác biệt về điều kiện tự nhiên và trình độ thâm canh ngô giữa các vùng miền trong cả nước nên sản xuất ngô của nước ta có sự chênh lệch tương đối lớn giữa các vùng miền.Tình hình sản xuất ngô các vùng trong cả nước được thể hiện ở bảng 1.

Số liệu bảng 1.4 cho thấy vùng Trung du và miền núi phía Bắc có diện tích trồng ngô lớn nhất cả nước với 514,7 nghìn ha, chiếm 43,71% diện tích trồng ngô của cả nước, ngô được trồng chủ yếu trên nương rẫy có độ dốc lớn, phụ thuộc chủ yếu vào nước trời, khó thâm canh, việc áp dụng các kỹ thuật tiến bộ vào sản xuất còn hạn chế. Bên cạnh đó đây còn là vùng có điều kiện khí hậu khác nghiệt như hạn hán và rét kéo dài, lượng mưa phân bố không đều ở các vùng nên năng suất ngô trung bình thấp nhất trong cả nước (37,6 tạ/ha), chiếm 83,2% năng suất trung bình của cả nước. Tuy nhiên do diện tích lớn nên sản lượng ngô vùng này đứng thứ 2 trong cả nước (1.4: Tình hình sản xuất ngô của các vùng và cả nước năm 2014 Diện tích Năng suất Sản lượng Vùng (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) Đồng bằng Sông Hồng 88,7 47,2 418,9 Trung du và miền núi phía Bắc 514,7 36,7 1.891,0 Bắc Trung Bộ và Duyên Hải 207,9 41,1 861,0 Nam Trung Bộ Tây Nguyên 248,2 53,1 1.318,5 Đông Nam Bộ 80,0 59,5 475,7 Đồng bằng Sông Cửu Long 38,0 59,6 226,6 Nguồn: Tổng cục thống kê, năm 2016 [18] 9 1. Tình hình sản xuất ngô tại Sơn La Sơn La là một tỉnh miền núi cao thuộc phía Tây Bắc Việt Nam có tọa độ địa lý 20039’ vĩ độ Bắc và 105011’÷ 103002’ kinh độ Đông, phía Bắc giáp các tỉnh Yên Bái, Lào Cai về, Phú Thọ, Hòa Bình, phía Tây phía Đông giáp tỉnh Lai Châu, Điện Biên, phía Nam giáp tỉnh Thanh Hóa và có 250 km đường biên giới chung với nước CHDCND Lào.

Thành phố Sơn La cách thủ đô Hà Nội 300 km Do điều kiện khí hậu đất đai phù hợp với sinh trưởng, phát triển của cây ngô nên Sơn La là tỉnh có diện tích trồng ngô lớn nhất. Tình hình sản xuất ngô của tỉnh Sơn La trong 5 năm gần đây được trình bày ở bảng 1.5 Số liệu bảng 1.5 cho thấy diện tích trồng ngô của Sơn La tăng dần từ năm 2010 (132,7 nghìn ha), đạt cao nhất vào năm 2012 (168,74 nghìn ha), sau đó giảm nhẹ (2013 – 2014: 162,51 – 162,79 nghìn ha). Năng suất ngô tăng dần trong 5 năm gần đây, từ 31,45 tạ/ha (năm 2010) lên 40,4 tạ/ha (năm 2014), cao hơn năng suất trung bình của các tỉnh miền núi phía Bắc (37,6 tạ/ha). Do đó sản lượng ngô của Sơn La trong 3 năm gần đây đạt 592,92 – 667,4 nghìn tấn.