Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài Ngô là cây trồng quang hợp theo chu trình C4, có tiềm năng năng suất cao mà không một cây ngũ cốc nào có thể so sánh được. Đạm là một trong những nguyên tố dinh dưỡng ảnh hưởng có tính chất quyết định đến năng suất ngô. Ngô cần đạm trong suốt thời kỳ sinh trưởng, đặc biệt vào các thời kỳ 3 - 5 lá, 7 - 9 lá và trước trỗ 10 - 15 ngày.
Bón đạm đầy đủ làm tăng diện tích và tuổi thọ của lá, tăng khả năng quang hợp, đây là cơ sở của việc nâng cao khả năng tích lũy chất khô và năng suất ngô. Theo Barbieri và cs (2000) [25] thì mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất hạt. Hiệu quả của việc bón đạm cho ngô phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất, giống ngô và các biện pháp canh tác khác như mật độ, chế độ tưới, bón cân đối giữa đạm với lân và kali…(Trần Trung Kiên, 2009) [11]. Sự hút các chất dinh dưỡng thay đổi theo các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây ngô.
Dựa vào sự thay đổi hình thái của cây để xác định nhu cầu dinh dưỡng từng thời kỳ của cây ngô. Viện kỹ thuật cây ngũ cốc và thức ăn gia súc Pháp chia quá trình sinh trưởng ngô thành 3 giai đoạn: - Giai đoạn tăng trưởng chậm: Từ khi ngô mọc đến khi ngô được 7 - 8 lá: Hình thành và phát triển bộ rễ, phân hóa tạo bông cờ. Giai đoạn này lượng dinh dưỡng cây hút từ 1 - 4% tổng lượng dinh dưỡng so với cả vòng đời cây hút. Giai đoạn này sự hút dinh dưỡng tuy chậm nhưng rất quan trọng, bao gồm các dạng dễ hấp thu của các hợp chất chứa NPK so với tổng lượng dinh dưỡng và chất khô tích lũy.
Thấy rằng: Sau mọc 20 - 30 ngày ngô tích lũy: 4% chất khô, 9% lân, 10% đạm, 14% kali; sau 60 ngày: 45% chất khô, 57% lân, 66% đạm, 92% kali. n 5 - Giai đoạn tăng trưởng nhanh: Từ 7 - 8 lá đến sau trỗ 15 ngày. Các quá trình sinh trưởng phát triển mạnh, lượng tinh bột và chất khô trong bắp tăng nhanh. Đây là giai đoạn cây hấp thụ tối đa dinh dưỡng bằng 75 - 95% tổng lượng dinh dưỡng so với cả vòng đời cây hút.
Thiếu dinh dưỡng vào thời kỳ 8 - 11 lá sẽ cản trở sinh trưởng của lá và làm giảm 10 - 20% năng suất, đặc biết ở thời kỳ trỗ cờ phun râu cây đòi hỏi dinh dưỡng rất cao nên nếu một nửa số lá bi khô héo sẽ làm giảm 25 - 30% năng suất. - Giai đoạn chín: Quá trình tích lũy vật chất khô đã hoàn thành, ngô bắt đầu mất nước nhanh chóng, các bộ phận sinh trưởng sinh dưỡng chuyển sang màu vàng. Thực tế, nhu cầu về đạm của ngô biến đổi rất lớn do sự khác nhau về khả năng cung cấp đạm của đất. Vì vậy bón đạm theo số lượng và số lần định sẵn theo quy trình khuyến cáo không tránh khỏi khi thừa, khi thiếu đạm.
Để tăng hiệu quả sử dụng đạm thì liều lượng và thời gian bón đạm cần được xác định dựa vào tình trạng dinh dưỡng đạm của cây, vì hàm lượng đạm trong lá liên quan chặt với khả năng quang hợp và khối lượng chất khô mà ngô tích lũy được. Nhiều nghiên cứu về liều lượng đạm bón cho ngô ở Việt Nam, những nghiên cứu đó đã kết luận: Liều lượng đạm bón phụ thuộc vào khả năng cung cấp đạm của đất, vùng sinh thái, giống ngô và điều kiện trồng trọt. Máy đo chỉ số diệp lục được xem là cực kỳ chính xác trong việc đánh giá tình trạng N của ngô ở giai đoạn 6 đến 7 lá (V6 - V7) (Argenta et al. Máy đo chỉ số diệp lục (SPAD-502, Minolta, Ramsey, NJ) nhằm xác định tương quan giữa số lượng diệp lục trong lá với sự hấp thu tia sáng đỏ (λ = 650 nm được hấp thu nhiều nhất) và ánh sáng hồng ngoại (λ = 950 nm được hấp thu ít nhất).
Vì các chỉ số máy đo tương quan với hàm lượng diệp lục/đơn vị diện tích lá. Do vậy, có thể dùng chỉ số diệp lục (CSDL) để tính toán lượng đạm bón cho ngô. n 6 Do đó, tiến hành nghiên cứu liều lượng đạm bón cho ngô vụ đông theo tình trạng dinh dưỡng thong qua chỉ số diệp lục vào thời kỳ 8 - 9 lá không những có ý nghĩa về mặt lý luận mà còn có giá trị thực tiễn phục vụ cho việc thâm canh tăng năng suất ngô ở tỉnh Thái Nguyên. Tình hình sản suất ngô trên thế giới và Việt Nam 1.
Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Trên thế giới, ngô là một trong những cây ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nước; sản lượng xếp hạng thứ hai và năng suất cao nhất trong các cây ngũ cốc. Năm 1961, diện tích ngô toàn thế giới đạt 105,48 triệu ha, năng suất 19,4 tạ/ha, sản lượng 205 triệu tấn, đến năm 2012 diện tích trồng ngô thế giới đạt khoảng 176,99 triệu ha, năng suất bình quân 49,44 tạ/ha, sản lượng 875,10 triệu tấn. Tình hình sản xuất ngô thế giới từ năm 1961 - 2012 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 1961 105,48 19,4 205.00 2004 147,47 49,48 729,21 2005 147,44 48,42 713,91 2006 148,61 47,53 706,31 2007 158,61 49,69 788,11 2008 161,01 51,09 822,71 2009 155,7 51,9 809,02 2010 161,91 52,15 844,41 2011 171,78 51,54 885,29 2012 176,99 49,44 875,10 (Nguồn: FAOSTAT, 2013) [5] Qua bảng số liệu bảng 1.1 cho thấy: Năng suất và sản lượng ngô thế giới tăng dần qua các năm là nhờ sử dụng giống ngô lai và kỹ thuật trồng trọt tiên tiến, năng suất ngô trên thế giới đã tăng 2,54 lần và sản lượng tăng 4,26 lần trong vòng 51 năm (1961 - 2012). Trong đó Mỹ, Trung Quốc, Braxin là n 7 những nước đứng đầu về diện tích và sản lượng.
Năng suất ngô ở Mỹ lại có sự tăng đột biến, kết quả đó có được là nhờ ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất. Theo Ming Tang Chang và cộng sự (Minh Tang Chang, 2005) [31] cho biết: Ở Mỹ chỉ còn 48% giống ngô được sử dụng được chọn tạo theo công nghệ truyền thống, 52% là bằng công nghệ sinh học. Do đó năng suất ngô ở Mỹ đã tăng từ 1,5 tấn/ha vào năm 1930 đến 7 tấn/ha vào những năm 1990 (SK.Vasal et al, 1990) [34]. Năm 2012 tổng sản lượng ngô của Mỹ là 273,83 nghìn tấn, trên diện tích 35,36 triệu ha.
Trung Quốc là nước đứng thứ 2 trên thế giới về diện tích trồng ngô là 34,97 triệu ha, với tổng sản lượng 208,26 nghìn tấn. Do có trình độ khoa học kỹ thuật và thâm canh cao nên Ixaren là nước đứng đầu về năng suất với 255,56 tạ/ha, năng suất ngô thấp nhất là Ấn Độ (25,07 tạ/ha) và Mexicô là 31,87 tạ/ha. Tình hình sản xuất ngô của một số nước trên thế giới năm 2012 Diện tích Năng suất Sản lượng Nước (triệu ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) Mỹ 35,36 77,44 273,83 Trung Quốc 34,97 59,55 208,26 Braxin 14,23 50,12 71,30 Mexicô 6,92 31,87 22,07 Ấn Độ 8,40 25,07 21,06 Ý 0,98 83,58 8,20 Đức 0,51 97,86 5,00 Hy Lạp 0,175 114,29 2,00 Ixaren 0,033 255,56 0,85 (Nguồn: FAOSTAT, 2013) [5] Qua bảng số liệu 1.3 cho thấy: Sản xuất ngô của thế giới ngày càng phát triển nhưng tập trung và phân bố không đều ở các khu vực: Châu Mỹ đứng đầu với 64,5 triệu ha chiếm 37,85%, Châu Á chiếm 32,17% và Châu Phi là 20,27%, châu Âu có diện tích sản xuất ngô thấp nhất chiếm 9,65% so với diện tích trồng ngô trên toàn thế giới. Sản xuất ngô ở một số châu lục trên thế giới năm 2011 Diện tích Năng suất Sản lượng STT Khu vực (Triệu ha) (tạ/ha) (Triệu tấn) 1 Châu Á 54,81 49,42 270,87 2 Châu Mỹ 64,50 67,96 438,39 3 Châu Âu 16,45 66,00 108,57 4 Châu Phi 34,55 18,83 65,50 (Nguồn: FAOSTAT, 2013) [5] Trong những năm vừa qua diện tích và thị trường ngô chưa có biến động lớn, chỉ có năng suất ngô là tăng tương đối nhanh ở nhiều quốc gia.
Năng suất ngô tăng mạnh sẽ làm cho sản lượng ngô tăng, đặc biệt ở các nước đang phát triển như Trung Quốc. Giá ngô trên thị trường thế giới trong thời gian qua đã có sự biến động đáng kể, bình quân thời kỳ 1994 - 1999 là 138 - 142 USD/tấn; hiện nay là 300 - 305 USD/tấn. Các nước xuất khẩu ngô chính vẫn là Mỹ, Achentina, Pháp… các nước nhập khẩu ngô chính gồm Nhật Bản, Nam Triều Tiên, Malaysia, Đài Loan… [1]. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Cây ngô được đánh giá là cây trồng có vai trò hết sức quan trọng trong cơ cấu cây trồng ở nước ta; năm 2011 diện tích trồng ngô là 1.117,2 nghìn ha (trong đó trên 90% diện tích trồng ngô lai), sản lượng đạt trên 4.
Tuy vậy sản xuất ngô trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu, hàng năm nước ta phải nhập khẩu lượng lớn ngô nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi. Những năm qua nhà nước cũng đã hết sức quan tâm đầu tư cho việc nghiên cứu phát triển cây ngô: 2 dự án phát triển giống ngô lai đã được đầu tư, dự án phát triển giống ngô lai giai đoạn 2006 - 2010 (đã kết thúc) và dự án phát triển sản xuất giống ngô lai giai đoạn 2011 - 2015 (đang triển khai). n 9 Nhà nước có nhiều cơ chế chính sách hỗ trợ giống đã khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài nước sản xuất, cung cấp giống, giới thiệu các giống mới có năng suất, chất lượng tốt vào sản xuất, nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật về sản xuất ngô đã được chuyển giao đến người nông dân. Tuy nhiên việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất vẫn còn nhiều hạn chế, với địa hình phức tạp, trên 70% diện tích ngô được trồng trên đất có độ cao, phụ thuộc vào nước trời, ít đầu tư thâm canh nên năng suất ngô vẫn còn thấp so với tiềm năng của giống.
Năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ cao hơn trung bình thế giới trong suốt hơn 20 năm qua. Năm 1980, năng suất ngô nước ta chỉ bằng 34% so với trung bình thế giới, năm 1990 bằng 42% và năm 2009 đạt 78,5%.