Tổng quan nghiên cứu

Ngô (Zea mays L.) là cây ngũ cốc quan trọng thứ hai trên thế giới về diện tích trồng, chỉ sau lúa mì, nhưng lại có năng suất và sản lượng cao nhất trong ba loại cây ngũ cốc chính. Năm 2016, diện tích trồng ngô toàn cầu đạt khoảng 188 triệu ha với năng suất trung bình 56,4 tạ/ha, sản lượng đạt trên 1 tỷ tấn. Mỹ, Trung Quốc và Brazil là những quốc gia dẫn đầu về diện tích và sản lượng ngô. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa, với diện tích trồng năm 2016 đạt khoảng 1,15 triệu ha, năng suất trung bình 45,53 tạ/ha, tuy nhiên vẫn thấp hơn khoảng 19% so với mức trung bình thế giới. Nhu cầu ngô trong nước ngày càng tăng, trong khi sản lượng chưa đáp ứng đủ, dẫn đến nhập khẩu ngô nguyên liệu tăng từ 1,6 triệu tấn năm 2011 lên 8,4 triệu tấn năm 2016.

Huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ, có diện tích đất nông nghiệp chiếm khoảng 12,81% tổng diện tích tự nhiên, trong đó ngô là cây trồng chính với diện tích gieo trồng năm 2015 đạt khoảng 2.500 ha. Tuy nhiên, do đặc điểm địa hình đồi núi, đất dốc, hiện tượng xói mòn và hạn chế về kỹ thuật canh tác, năng suất ngô trung bình của huyện chỉ đạt khoảng 46 tạ/ha, thấp hơn so với tiềm năng. Việc lựa chọn và phát triển các tổ hợp ngô lai có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt với điều kiện khí hậu và đất đai của huyện là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo an ninh lương thực và tăng thu nhập cho nông dân.

Mục tiêu nghiên cứu là lựa chọn được 1-2 tổ hợp ngô lai mới có năng suất cao, thích ứng tốt với điều kiện sinh thái huyện Thanh Sơn, làm cơ sở cho công tác chọn tạo giống mới. Nghiên cứu tập trung vào đánh giá đặc điểm sinh trưởng, phát triển, khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ, cũng như các yếu tố cấu thành năng suất của các tổ hợp ngô lai thí nghiệm trong vụ xuân 2017 tại xã Thục Luyện và thị trấn Thanh Sơn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc định hướng phát triển giống ngô phù hợp và thực tiễn trong việc nâng cao năng suất, chất lượng ngô tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết ưu thế lai trong chọn tạo giống ngô, theo đó giống ngô lai có năng suất và sức sống vượt trội so với giống bố mẹ, tăng từ 10-25% năng suất. Lý thuyết sinh trưởng phát triển cây ngô được áp dụng để phân tích các giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng (Vegetative) và sinh trưởng sinh thực (Reproductive), bao gồm các giai đoạn từ nảy mầm đến chín sinh lý. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Thời gian sinh trưởng (TGST): Tổng số ngày từ gieo hạt đến chín sinh lý, ảnh hưởng đến khả năng bố trí thời vụ và chọn giống phù hợp.
  • Chỉ số diện tích lá (ASI): Diện tích lá trên một đơn vị diện tích đất, liên quan đến hiệu suất quang hợp và tiềm năng năng suất.
  • Khả năng chống đổ và chống chịu sâu bệnh: Các chỉ tiêu quan trọng đánh giá tính ổn định và bền vững của giống trong điều kiện sản xuất thực tế.
  • Các yếu tố cấu thành năng suất: Bao gồm số bắp/cây, chiều dài bắp, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, khối lượng 1000 hạt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành tại thị trấn Thanh Sơn và xã Thục Luyện, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ, trên đất bãi ven sông đặc trưng cho vùng trồng ngô. Thời gian thực hiện từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2017.

  • Vật liệu nghiên cứu: 7 tổ hợp ngô lai và 1 giống đối chứng LVN10, đều là giống lai đơn có thời gian sinh trưởng trung bình, do Viện Nghiên cứu Ngô cung cấp.
  • Thiết kế thí nghiệm: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 8 công thức, 3 lần nhắc lại, diện tích mỗi ô thí nghiệm 14 m², mật độ gieo 5,7 vạn cây/ha (70cm x 25cm).
  • Quy trình kỹ thuật: Áp dụng theo Quy chuẩn quốc gia QCVN01-56:2011/BNNPTNT, bao gồm làm đất, gieo trồng, bón phân (10 tấn phân chuồng + 140kg N + 70kg P₂O₅ + 90kg K₂O/ha), chăm sóc và tưới nước định kỳ ở các giai đoạn quan trọng.
  • Chỉ tiêu theo dõi: Giai đoạn sinh trưởng (ngày mọc, trỗ cờ, phun râu, chín sinh lý), đặc điểm hình thái (chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, số lá, chỉ số diện tích lá), trạng thái cây và bắp, mức độ nhiễm sâu bệnh, khả năng chống đổ, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm SAS 9.1 để xử lý thống kê, kiểm định sai khác giữa các tổ hợp và địa điểm trồng với mức ý nghĩa 95%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thời gian sinh trưởng: Các tổ hợp ngô lai có thời gian sinh trưởng từ 105 đến 108 ngày, thuộc nhóm chín trung bình, phù hợp với điều kiện sinh thái huyện Thanh Sơn. Thời gian từ gieo đến trỗ cờ dao động 62-63 ngày, từ gieo đến phun râu 64-67 ngày, khoảng cách giữa tung phấn và phun râu ngắn (1-3 ngày), thuận lợi cho quá trình thụ phấn và thụ tinh.

  2. Đặc điểm hình thái:

    • Chiều cao cây dao động từ 200,2 đến 213,83 cm, không có sai khác đáng kể giữa các tổ hợp, nhưng chiều cao cây tại thị trấn Thanh Sơn cao hơn xã Thục Luyện khoảng 4,6%.
    • Chiều cao đóng bắp từ 96,38 đến 106,57 cm, chiếm khoảng 46-50% chiều cao cây, với tổ hợp TAX-4 và TAX-7 có chiều cao đóng bắp cao hơn giống đối chứng LVN10.
    • Số lá ổn định từ 18 đến 18,9 lá/cây, không chịu ảnh hưởng của địa điểm trồng.
    • Chỉ số diện tích lá dao động từ 2,57 đến 2,94 m² lá/m² đất, thấp hơn mức tối ưu 4 m², nhưng tổ hợp TAX-3, TAX-4 và TAX-7 đạt chỉ số tương đương giống đối chứng. Chỉ số này tại thị trấn Thanh Sơn cao hơn xã Thục Luyện khoảng 7,8%.

  3. Trạng thái cây và bắp:

    • Trạng thái cây và bắp của các tổ hợp từ khá đến tốt (điểm 1-3 trên thang 5), trong đó TAX-3 và TAX-4 có trạng thái cây tốt nhất.
    • Độ bao bắp từ khá đến trung bình, với TAX-5 và TAX-3 có độ bao bắp thấp hơn, ảnh hưởng đến khả năng bảo quản hạt.

  4. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ:

    • Mức độ nhiễm sâu đục thân và sâu đục bắp thấp, đa số tổ hợp đạt điểm 1-2 (dưới 15% cây/bắp bị sâu).
    • Rệp cờ xuất hiện nhẹ đến trung bình, không gây thiệt hại nghiêm trọng.
    • Khả năng chống đổ tốt, tỷ lệ cây gẫy và đổ rễ thấp, phù hợp với điều kiện canh tác trên đất dốc.

  5. Năng suất:

    • Năng suất thực thu của các tổ hợp dao động từ khoảng 50 đến 70 tạ/ha, trong đó một số tổ hợp như TAX-4 và TAX-7 đạt năng suất cao hơn giống đối chứng LVN10 từ 5-10%.
    • Các yếu tố cấu thành năng suất như số bắp/cây, chiều dài bắp, số hàng hạt và khối lượng 1000 hạt đều có sự khác biệt rõ rệt giữa các tổ hợp, góp phần giải thích sự chênh lệch năng suất.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy các tổ hợp ngô lai thí nghiệm có khả năng sinh trưởng và phát triển phù hợp với điều kiện sinh thái huyện Thanh Sơn, đặc biệt là thời gian sinh trưởng trung bình, phù hợp với lịch thời vụ địa phương. Chỉ số diện tích lá và chiều cao cây, chiều cao đóng bắp phản ánh khả năng quang hợp và chống đổ, là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất.

Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ của các tổ hợp được đánh giá tốt, phù hợp với điều kiện canh tác trên đất đồi dốc, hạn chế thiệt hại do sâu bệnh và gió bão. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả tương đồng với các giống ngô lai có năng suất cao và khả năng thích ứng rộng, đồng thời vượt trội hơn so với giống địa phương và giống lai cũ.

Việc lựa chọn được tổ hợp ngô lai có năng suất cao hơn giống đối chứng từ 5-10% là bước tiến quan trọng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất ngô tại huyện Thanh Sơn. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh năng suất, chiều cao cây và chỉ số diện tích lá giữa các tổ hợp và địa điểm trồng để minh họa rõ ràng sự khác biệt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng tổ hợp ngô lai có năng suất cao: Khuyến khích nông dân huyện Thanh Sơn sử dụng tổ hợp TAX-4 và TAX-7 trong sản xuất đại trà nhằm tăng năng suất từ 5-10% so với giống hiện tại, thực hiện trong vòng 2 vụ/năm.

  2. Tăng cường kỹ thuật canh tác: Đào tạo và hướng dẫn kỹ thuật làm đất, bón phân cân đối, tưới nước đúng thời điểm nhằm nâng cao chỉ số diện tích lá và khả năng chống đổ, giảm thiểu thiệt hại do sâu bệnh, triển khai trong 1 năm tới bởi các cơ quan khuyến nông địa phương.

  3. Phòng trừ sâu bệnh tích hợp: Áp dụng biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) để kiểm soát sâu đục thân, sâu đục bắp và rệp cờ, giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ môi trường và sức khỏe người sản xuất, thực hiện liên tục trong các vụ sản xuất.

  4. Nghiên cứu và phát triển giống mới: Tiếp tục nghiên cứu lai tạo và khảo nghiệm các tổ hợp ngô lai mới có khả năng thích ứng rộng, chống chịu tốt hơn với điều kiện khắc nghiệt của vùng đồi núi, phối hợp với Viện Nghiên cứu Ngô và các trường đại học trong 3-5 năm tới.

  5. Xây dựng mô hình trình diễn và chuyển giao công nghệ: Thiết lập các mô hình trình diễn giống mới kết hợp kỹ thuật canh tác tiên tiến tại các xã trọng điểm, tạo điều kiện cho nông dân tiếp cận và áp dụng, thực hiện trong vòng 2 năm bởi các trung tâm khuyến nông và hợp tác xã.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân và hợp tác xã nông nghiệp: Nhận biết các tổ hợp ngô lai có năng suất cao, kỹ thuật canh tác phù hợp để áp dụng nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm thiểu rủi ro sâu bệnh và đổ gẫy.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả đánh giá sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu của giống ngô lai trong điều kiện thực tế vùng đồi núi.

  3. Cơ quan quản lý và khuyến nông địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách phát triển giống cây trồng, tổ chức đào tạo và chuyển giao công nghệ cho nông dân.

  4. Các công ty giống và doanh nghiệp nông nghiệp: Tham khảo để phát triển, sản xuất và cung ứng giống ngô lai phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương, nâng cao chất lượng sản phẩm và thị phần.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao chọn tổ hợp ngô lai thay vì giống địa phương?
    Giống ngô lai có ưu thế lai, năng suất cao hơn từ 10-25%, khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện bất lợi tốt hơn, giúp tăng hiệu quả sản xuất và thu nhập cho nông dân.

  2. Thời gian sinh trưởng của các tổ hợp ngô lai có phù hợp với điều kiện Thanh Sơn không?
    Các tổ hợp có thời gian sinh trưởng trung bình từ 105-108 ngày, phù hợp với lịch thời vụ và điều kiện khí hậu của huyện, giúp bố trí sản xuất hiệu quả.

  3. Chỉ số diện tích lá ảnh hưởng thế nào đến năng suất?
    Chỉ số diện tích lá phản ánh khả năng quang hợp của cây, chỉ số cao giúp cây tổng hợp nhiều chất hữu cơ, tăng năng suất. Tuy nhiên, chỉ số quá cao cũng có thể gây cản trở do sức chứa hạn chế.

  4. Khả năng chống đổ của các tổ hợp ngô lai được đánh giá ra sao?
    Các tổ hợp nghiên cứu có khả năng chống đổ tốt, tỷ lệ cây gẫy và đổ rễ thấp dưới 15%, phù hợp với điều kiện đất đồi dốc và gió mạnh tại Thanh Sơn.

  5. Làm thế nào để phòng trừ sâu bệnh hiệu quả trên ngô lai?
    Áp dụng biện pháp quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), kết hợp sử dụng giống kháng, theo dõi sâu bệnh thường xuyên, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hợp lý và kỹ thuật canh tác tốt.

Kết luận

  • Đã lựa chọn được các tổ hợp ngô lai có thời gian sinh trưởng trung bình, phù hợp với điều kiện sinh thái huyện Thanh Sơn, thời gian từ gieo đến chín sinh lý dao động 105-108 ngày.
  • Các tổ hợp ngô lai có đặc điểm hình thái ổn định, chiều cao cây từ 200-214 cm, chiều cao đóng bắp chiếm khoảng 46-50% chiều cao cây, chỉ số diện tích lá đạt 2,57-2,94 m²/m² đất.
  • Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ của các tổ hợp được đánh giá tốt, mức độ nhiễm sâu đục thân, sâu đục bắp và rệp cờ thấp, phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.
  • Năng suất thực thu của một số tổ hợp như TAX-4 và TAX-7 vượt trội hơn giống đối chứng LVN10 từ 5-10%, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất ngô tại địa phương.
  • Đề xuất áp dụng các tổ hợp ngô lai năng suất cao, kết hợp kỹ thuật canh tác và quản lý dịch hại tổng hợp để nâng cao năng suất và chất lượng ngô, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển giống mới phù hợp.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và nông dân triển khai áp dụng các tổ hợp ngô lai ưu việt, đồng thời đẩy mạnh công tác đào tạo, chuyển giao kỹ thuật và nghiên cứu phát triển giống mới nhằm nâng cao năng suất và bền vững sản xuất ngô tại huyện Thanh Sơn.