Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Tuyển chọn giống ngô và biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp với điều kiện đất dốc tại tỉnh Yên Bái

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:245

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án nhằm tuyển chọn được giống ngô lai triển vọng và xác định một số biện pháp canh tác thích hợp trên đất dốc nhằm nâng cao năng suất ngô, hiệu quả kinh tế, bảo vệ và nâng cao độ phì đất tại tỉnh Yên Bái. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Tuyển chọn giống ngô và biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp với điều kiện đất dốc tại tỉnh Yên Bái

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NCS. HOÀNG HẢI HIẾU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC THÍCH HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN ĐẤT DỐC TẠI TỈNH YÊN BÁI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN, NĂM 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NCS. HOÀNG HẢI HIẾU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC THÍCH HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN ĐẤT DỐC TẠI TỈNH YÊN BÁI Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Đặng Văn Minh 2. TS. Trần Trung Kiên THÁI NGUYÊN, NĂM 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận án đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Nghiên cứu sinh Hoàng Hải Hiếu
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới GS.TS. Đặng Văn Minh, TS. Trần Trung Kiên đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Viết Hƣng, PGS.TS Nguyễn Thị Lân, TS Lƣu Thị Xuyến cùng toàn thể cán bộ Khoa Nông học, bộ môn Cây trồng – Trƣờng Đại học Nông Lâm đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Sỹ Trung, TS. Dƣơng Thị Nguyên cùng tập thể cán bộ Phòng Đào tạo Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Nghiên cứu ngô đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc cung cấp giống để thực hiện quá trình nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Yên Bái, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Yên Bái, phòng Nông nghiệp & PTNT huyện Văn Yên, Trung tâm Giống Cây trồng tỉnh Yên Bái, Trại Giống Cây trồng Đông Cuông, UBND xã Đông Cuông, UBND xã Đông An, UBND xã An Bình và 05 hộ dân thực hiện mô hình canh tác ngô trên đất dốc. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện của Ban lãnh đạo Công ty CP Chứng nhận và Giám định VinaCert, gia đình và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện thành công luận án này. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021 Nghiên cứu sinh Hoàng Hải Hiếu
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................................ii MỤC LỤC........................................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..........................................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ..............................................................................................................x MỞ ĐẦU ..........................................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 1 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ................................................................ 2 4. Những đóng góp mới của đề tài ........................................................................... 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.......................................................................3 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 3 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam ........................................... 5 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới........................................ 5 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam ........................................ 8 1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở vùng Trung du và miền núi phía Bắc ............. 11 1.2.4. Tình hình sản xuất ngô tại tỉnh Yên Bái ................................................. 13 1.3. Tình hình nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới và ở Việt Nam .............. 15 1.3.1. Những nghiên cứu về giống ngô lai trên thế giới.................................... 15 1.3.2. Những nghiên cứu về giống ngô lai ở Việt Nam .................................... 19 1.4. Kết quả nghiên cứu về một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho ngô lai trên đất dốc............................................................................................................. 24 1.4.1. Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới và ở Việt Nam ............ 24 1.4.2. Kết quả nghiên cứu về mật độ, khoảng cách trồng ngô trên thế giới và ở Việt Nam ................................................................................................... 32 1.4.3. Kết quả nghiên cứu về che phủ và làm đất trên thế giới và ở Việt Nam....... 37 1.5. Kết luận rút ra từ tổng quan nghiên cứu ......................................................... 40 Chƣơng 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................41 2.1. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 41 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................... 42 2.2.1. Địa điểm và đặc điểm đất đai, thời tiết khí hậu khu vực nghiên cứu ............ 42 2.2.2. Thời gian nghiên cứu .............................................................................. 43
iv 2.3. Nội dung nghiên cứu....................................................................................... 43 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 44 2.4.1. Điều tra, đánh giá thực trạng sản xuất ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái...... 44 2.4.2.Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển của một số THL/giống ngô lai thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái ..................................... 44 2.4.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô trên đất dốc theo hƣớng bền vững tại tỉnh Yên Bái ...................................................................... 46 2.4.4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình canh tác ngô trên đất dốc theo hƣớng bền vững tại tỉnh Yên Bái.................................................. 50 2.5. Phƣơng pháp theo dõi, đánh giá ..................................................................... 50 2.5.1. Phƣơng pháp lựa chọn hộ điều tra, đánh giá mức độ ảnh hƣởng ............ 50 2.5.2. Phƣơng pháp xác định lƣợng đất xói mòn qua mỗi vụ canh tác ............. 51 2.5.3. Phƣơng pháp xác định độ ẩm đất ............................................................ 51 2.5.4. Phƣơng pháp theo dõi đặc điểm nông sinh học của cây ......................... 51 2.5.5. Phƣơng pháp theo dõi về sâu, bệnh hại ................................................... 54 2.5.6. Phƣơng pháp xác định hiệu quả kinh tế .................................................. 55 2.5.7. Phƣơng pháp xác định hiệu suất sử dụng phân viên nén ........................ 56 2.5.8. Phƣơng pháp xây dựng mô hình trình diễn ............................................. 56 2.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................................. 56 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................57 3.1. Kết quả điều tra thực trạng sản xuất ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái .............. 57 3.1.1. Hiện trạng sử dụng đất và quy mô trồng ngô của các hộ dân trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái ........................................................................................... 57 3.1.2. Những thuận lợi và khó khăn trong sản xuất ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái .............................................................................................................. 58 3.1.3. Cơ cấu sử dụng giống ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái ........................ 59 3.1.4. Tình hình phát sinh sâu, bệnh hại trên cây ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái .............................................................................................................. 60 3.1.5. Tình hình sử dụng phân bón cho ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái ....... 61 3.1.6. Kết quả điều tra, đánh giá một số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô trên đất dốc của ngƣời nông dân tại tỉnh Yên Bái ............................................. 61 3.1.7. Kết quả điều tra, đánh giá năng suất ngô trên đất dốc ở các vụ trồng chính tại tỉnh Yên Bái........................................................................................ 63 3.1.8. Những vấn đề tồn tại qua kết quả điều tra, đánh giá thực trạng sản xuất ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái ............................................................... 64
v 3.2. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, phát triển của một số tổ hợp lai, giống ngô lai thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái .......................................... 64 3.2.1. Các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ........................... 64 3.2.2. Đặc điểm hình thái của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ...................................................... 66 3.2.3. Khả năng chống chịu của một số tổ hợp lai/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái .............................................. 68 3.3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô trên đất dốc theo hƣớng bền vững tại tỉnh Yên Bái ........................................................................... 79 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng tới sinh trƣởng và năng suất giống ngô lai VS71 trên đất dốc .......................... 79 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất tới sinh trƣởng và năng suất giống ngô lai VS71 trên đất dốc ....................................... 97 3.4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình canh tác ngô trên đất dốc theo hƣớng bền vững tại tỉnh Yên Bái .......................................................... 110 3.4.1. Giống ngô sử dụng ................................................................................ 111 3.4.2. Kỹ thuật trồng và chăm sóc ................................................................... 111 3.4.3. Phân bón ................................................................................................ 112 3.4.4. Che tủ đất .............................................................................................. 112 3.4.5. Chăm sóc và phòng trừ sâu, bệnh ......................................................... 112 3.4.6. Phòng trừ sâu, bệnh hại ......................................................................... 113 3.4.7. Thu hoạch và bảo quản.......................................................................... 114 3.4.8. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn .................................................... 114 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................................... 117 1. Kết luận ............................................................................................................ 117 2. Đề nghị ............................................................................................................. 118 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐƢỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN... 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 120
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ đƣợc viết tắt BVTV: Bảo vệ thực vật CCC: Chiều cao cây CĐB: Chiều cao đóng bắp CEC: Cation Exchange Capacity (dung tích hấp thu của đất) International Maize and Wheat improvement centre (Trung tâm cải CIMMYT: tạo ngô và lúa mỳ quốc tế) CS: Cộng sự CT: Công thức CV: Coefficient of variation (Hệ số biến động) FAO: Food Agriculture Oganization (Tổ chức Nông Lƣơng thực) HT: Vụ Hè Thu KL1000: Khối lƣợng 1000 hạt LAI: Leaf Area Index (chỉ số diện tích lá) LSD: Leat significant difference (Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa) NSLT: Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu PTNT: Phát triển nông thôn RCBD: Randomized Complete Block Design (Thiết kế khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh) SD: Standard Deviation (Độ lệch chuẩn) SE: Standard Error (Sai số chuẩn) SPD: Split-Plot Design (Thiết kế ô chính – ô phụ) TGST: Thời gian sinh trƣởng THL: Tổ hợp lai USDA: United State Department of Agriculture (Bộ Nông nghiệp Mỹ) XH: Vụ Xuân Hè
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới giai đoạn 2012 – 2018 .............................................................................................. 6 Bảng 1.2. Sản xuất ngô của một số vùng trên thế giới năm 2018 ............................... 6 Bảng 1.3. Sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế giới năm 2018 ......................... 7 Bảng 1.4. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô ở Việt Nam giai đoạn 2012 – 2018 ..............9 Bảng 1.5. Sản xuất ngô của một số vùng ở Việt Nam năm 2018 ............................. 10 Bảng 1.6. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô ở Trung du miền núi phía Bắc giai đoạn 2012 – 2018 ..................................................................... 11 Bảng 1.7. Sản xuất ngô của một số tỉnh ở Trung du miền núi phía Bắc năm 2018.......... 12 Bảng 1.8. Tình hình sản xuất ngô tại tỉnh Yên Bái giai đoạn 2012 - 2018 ............... 13 Bảng 2.1. Tên gọi và nguồn gốc xuất sứ của các THL, giống ngô lai thí nghiệm .......... 41 Bảng 2.2. Kết quả phân tích mẫu đất khu vực thí nghiệm năm 2015 ....................... 42 Bảng 2.3: Bảng theo dõi thời tiết, khí hậu tỉnh Yên Bái giai đoạn 2014 - 2018............. 43 Bảng 2.4. Các THL/giống ngô thí nghiệm ................................................................ 45 Bảng 2.5. Lƣợng phân bón và mật độ, khoảng cách trồng của các công thức thí nghiệm ............................................................................................... 47 Bảng 2.6. Phƣơng thức làm đất và vật liệu che tủ của các công thức thí nghiệm ............ 49 Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất dốc của nông hộ .................................................. 57 Bảng 3.2. Qui mô và tỷ lệ số hộ trồng ngô trên đất dốc của nông dân ..................... 58 Bảng 3.3. Những thuận lợi và khó khăn chính trong sản xuất ngô trên đất dốc ............. 59 Bảng 3.4. Cơ cấu giống ngô gieo trồng trên đất dốc................................................. 59 Bảng 3.5. Một số loại sâu bệnh hại chính trên cây ngô gieo trồng trên đất dốc ............. 60 Bảng 3.6. Tình hình sử dụng phân bón cho ngô trên đất dốc tại các hộ nông dân .......... 61 Bảng 3.7. Một số biện pháp kỹ thuật đƣợc ngƣời dân áp dụng trong trồng ngô trên đất dốc ...................................................................................... 61 Bảng 3.8. Năng suất ngô trồng trên đất dốc .............................................................. 64 Bảng 3.9. Các giai đoạn sinh trƣởng, phát dục của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ................ 65 Bảng 3.10. Chiều cao cây, số lá và chỉ số diện tích lá của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ................ 67
viii Bảng 3.11. Tình hình nhiễm sâu bệnh hại của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ......................... 68 Bảng 3.12. Khả năng chống đổ của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ........................................... 70 Bảng 3.13. Khả năng chịu hạn của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ........................................... 71 Bảng 3.14. Chiều dài bắp, đƣờng kính bắp và số bắp trên cây của một số THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ....................................................................................... 73 Bảng 3.15. Số hàng hạt trên bắp, số hạt trên hàng, khối lƣợng 1000 hạt của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái .............................................................................. 75 Bảng 3.16. Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của các THL/giống ngô lai trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái ................ 76 Bảng 3.17: Mối quan hệ giữa năng suất với các đặc điểm nông sinh học của giống ngô lai VS71 trong vụ Hè Thu 2015 và vụ Xuân Hè 2016 tại tỉnh Yên Bái (n=27).................................................................................. 78 Bảng 3.18. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến thời gian sinh trƣởng của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ......................................................... 80 Bảng 3.19. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến một số đặc điểm nông sinh học của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 .......................................... 83 Bảng 3.20. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến khả năng chống chịu của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ......................................................... 86 Bảng 3.21. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến chiều dài bắp, đƣờng kính bắp và số bắp trên cây của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ........................... 87 Bảng 3.22. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến số hàng hạt trên bắp, số hạt trên hàng và khối lƣợng 1000 hạt của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ........................................................................................... 88
ix Bảng 3.23. Ảnh hƣởng của phân bón và mật độ, khoảng cách trồng đến năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ............ 91 Bảng 3.24. Hạch toán hiệu quả cho kinh tế cho 1 ha ngô VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 .......................................... 93 Bảng 3.25. Hiệu suất sử dụng phân viên nén ở các công thức thí nghiệm của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2016 và vụ Hè Thu 2016 ...................................................................................... 94 Bảng 3.26: Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất đến lƣợng đất xói mòn trong vụ Xuân Hè 2017 và vụ Hè Thu 2017 .................................. 98 Bảng 3.27. Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất đến độ ẩm đất ở các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2017 và vụ Hè Thu 2017...................... 100 Bảng 3.28. Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất đến thời gian sinh trƣởng phát triển của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2017 và vụ Hè Thu 2017 ....................................................... 102 Bảng 3.29. Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất đến một số đặc điểm nông sinh học của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2017 .................................................................................. 103 Bảng 3.30. Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất tới các yếu tố cấu thành năng suất của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2017 và vụ Hè Thu 2017 ....................................................... 106 Bảng 3.31. Ảnh hƣởng của làm đất tối thiểu và che tủ đất tới năng suất của giống ngô lai VS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2017 và vụ Hè Thu 2017 ......................................................................................... 109 Bảng 3.32. Lƣợng phân bón khuyến cáo sử dụng cho giống ngô lai CS71 trên đất dốc ........................................................................................... 112 Bảng 3.33. Kết quả xây dựng mô hình canh tác giống ngô lai CS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2018.................................................................. 114 Bảng 3.34. Hạch toán hiệu quả cho kinh tế giữa bón phân viên nén NPK Con Lƣời 17:5:11 và bón vãi thông thƣờng cho 1 ha ngô CS71 trên đất dốc trong vụ Xuân Hè 2018 ..................................................... 115
x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sản lƣợng ngô một số khu vực trên thế giới tính theo tỷ trọng .................. 7 Hình 2.1. Sơ đồ thí nghiệm 1 .................................................................................... 45 Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm 2 .................................................................................... 47 Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm 3 .................................................................................... 49 Hình 3.1. Kết quả khảo sát, đánh giá mức độ ảnh hƣởng của một số biện pháp kỹ thuật đến năng suất ngô trên đất dốc ............................................ 63 Hình 3.2. Tƣơng quan giữa chỉ số diện tích lá và năng suất thực thu của các THL/giống ngô lai tham gia thí nghiệm .............................................. 78 Hình 3.3: Tƣơng quan giữa năng suất và lƣợng bón phân viên nén cho ngô ........... 96 Hình 3.4. Tƣơng quan giữa che tủ đất đến lƣợng đất xói mòn ................................. 99
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Yên Bái là tỉnh có diện tích trồng ngô chủ yếu tập trung trên đất dốc. Tỉ lệ đất có độ dốc từ 8-15o chiếm khoảng 33% tổng diện tích đất canh tác nông nghiệp, đất có độ dốc từ 15o đến dƣới 25o chiếm khoảng 28,7%. Cùng với đó, khả năng tƣới chủ động trong sản xuất nông nghiệp ở mức thấp chiếm 30,9%, phần còn lại là tƣới nhờ nƣớc trời đặc biệt ở khu vực đất dốc có địa hình chia cắt là một trong những nguyên nhân góp phần ảnh hƣởng lớn đến sản xuất ngô (Lƣơng Đức Toàn và cs, 2016). Năm 2018, diện tích trồng ngô của tỉnh Yên Bái là 28,5 nghìn ha (diện tích trồng ngô trên đất dốc khoảng 16 - 18 nghìn ha/năm, chiếm 56 - 63% tổng diện tích trồng ngô) nhƣng năng suất ngô chỉ bằng 72,5 % so với năng suất ngô của cả nƣớc và bằng 86,8% so với vùng Trung du và miền núi phía Bắc (Tổng cục Thống kê, 2020). Theo tập quán canh tác ngô truyền thống, tàn dƣ của các cây trồng vụ trƣớc cùng thân xác thực vật thƣờng đƣợc nông dân đốt bỏ hoặc dọn sạch khỏi nƣơng trƣớc khi gieo trồng vụ mới do lo ngại khi sử dụng tàn dƣ thực vật có thể tạo thành môi trƣờng thuận lợi để sâu, bệnh hại phát sinh phát triển (Pham Thi Sen et al, 2013). Chính vì vậy, cần thiết phải có những nghiên cứu sâu hơn nữa trong việc thử nghiệm các giống ngô có khả năng thích ứng với điều kiện sinh thái của vùng và xây dựng các biện pháp canh tác trên đất dốc theo hƣớng bền vững nhằm tăng năng suất ngô, bảo vệ và nâng cao độ phì đất, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngƣời nông dân đồng thời hạn chế sự xói mòn rửa trôi đảm bảo cân bằng sinh thái. Xuất phát từ thực tiễn trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tuyển chọn giống ngô và biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp với điều kiện đất dốc tại tỉnh Yên Bái”. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Tuyển chọn đƣợc giống ngô lai triển vọng và xác định một số biện pháp canh tác thích hợp trên đất dốc nhằm nâng cao năng suất ngô, hiệu quả kinh tế, bảo vệ và nâng cao độ phì đất tại tỉnh Yên Bái.
2 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đề tài đã bổ sung thêm dữ liệu khoa học trong việc tuyển chọn giống ngô lai thích hợp với vùng đất dốc khu vực Trung du và miền núi phía Bắc. - Đề tài đã bổ sung cơ sở khoa học trong việc xây dựng một số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô trên đất dốc. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài đã chọn đƣợc giống ngô lai CS71 (tên cũ là VS71) cho năng suất cao và thích hợp với điều kiện canh tác trên đất dốc của tỉnh Yên Bái. - Đề tài đã xác định đƣợc biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống ngô lai CS71 trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái. - Đề tài đã góp phần chuyển đổi cơ cấu cây trồng, tăng vụ nhằm khai thác hết tiềm năng đất đai, góp phần xoá đói giảm nghèo, tăng thu nhập cho các hộ nông dân, canh tác bền vững và bảo vệ môi trƣờng sinh thái trên đất dốc tỉnh Yên Bái. 4. Những đóng góp mới của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài đã làm rõ thêm thực trạng và những hạn chế trong sản xuất ngô trên đất dốc của Yên Bái nói riêng và cũng là cho vùng Trung du miền núi phía Bắc nói chung. Đề tài đã tuyển chọn đƣợc giống ngô lai CS71 có khả năng chịu hạn, năng suất cao, ổn định và thích hợp với canh tác đất dốc tại tỉnh Yên Bái. Đề tài cũng đã chọn và giới thiệu cho sản xuất một số biện pháp kỹ thuật canh tác đối với giống ngô lai CS71 trên đất dốc: Trồng với mật độ 66.600 cây/ha (khoảng cách 60 x 25 cm), sử dụng phân viên nén NPK Con Lƣời (17:5:11) với lƣợng 500 kg/ha, kết hợp làm đất tối thiểu (không làm đất, rạch hàng) và che tủ đất bằng thân lá ngô khô với khối lƣợng 4 tấn/ha cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao, giảm thiểu xói mòn, tăng độ phì đất và bảo đảm canh tác đất dốc theo hƣớng bền vững.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Canh tác ngô trên đất dốc ở Yên Bái nói riêng cũng nhƣ khu vực Trung du miền núi phía Bắc cho thấy, những vùng đất dốc hiện nay có độ che phủ thấp. Ảnh hƣởng của xói mòn, rửa trôi từ cách canh tác nƣớc rẫy không có thời gian bỏ hóa trên các sƣờn dốc theo truyền thống lạc hậu, chọc lỗ bỏ hạt, không bón phân hoặc rất ít sử dụng phân bón là những nguyên nhân làm cho đất đồi núi ngày càng nghèo kiệt về dinh dƣỡng (Lƣơng Đức Toàn và cs, 2016). Phân bón ảnh hƣởng tới 30,6% năng suất ngô, còn các yếu tố khác nhƣ mật độ, phòng trừ cỏ dại, đất trồng có ảnh hƣởng ít hơn (Berzenyi và Gyorff, 1996). Theo Minh Tang Chang and Peter L. Keeling (2005) năng suất ngô ở Mỹ trong hơn 40 năm qua tăng thêm 58% là nhờ đóng góp của giống lai đơn, 21% nhờ tăng mật độ và 5% nhờ thu hẹp khoảng cách hàng. Phân bón là yếu tố có ảnh hƣởng lớn đến năng suất cây trồng. Trong đó, phân bón chậm tan có thể coi là một loại phân bón mới có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất ngô trên đất dốc nhờ chi phí thấp, giải phóng dinh dƣỡng từ từ để cung cấp dinh dƣỡng cho đất. Phân bón chậm tan chủ yếu là các loại phân bón chứa urê và các chất giải phòng chậm đƣợc phối trộn vào phân bón (Bai et al., 2017; Ni et al., 2013). Phân bón chậm tan làm giảm mất đạm thông qua các chất chậm tan đƣợc thêm vào hạt urê nhƣ polyacrylamide (Golbashy et al., 2017; Xiang et al., 2014; Qin và cs., 2012; Zhang et al., 2009). Sử dụng phân bón chậm tan sẽ rất phổ biến, đặc biệt ở những nơi có nguy cơ bị mất đạm lớn, ở mùa vụ dễ xảy ra mất đạm và đối với những cây trồng có bộ rễ ăn nông. Ở Hoa Kỳ phân chậm tan đã đƣợc sử dụng nhiều cho ngô (Balkcom et al., 2003). Nhiều kết quả nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng phân viên nén ở các mức khác nhau có ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, năng suất và hiệu quả kinh tế (Châu Ngọc Lý và cs, 2013; Phạm Đức Ngà và cs, 2012; Nguyễn Văn Phú và cs, 2012; Trần Đức Thiện, 2014).
4 Phân viên nén đƣợc sử dụng nhằm tiết kiệm công lao động do chỉ bón 1 lần duy nhất trong toàn bộ thời gian sinh trƣởng, tăng hiệu suất sử dụng phân, ngoài ra còn hạn chế xói mòn, rửa trôi đất dốc, hƣớng tới mục tiêu canh tác bền vững. Việc bón phân viên nén cho ngô năm 2008 tại Sơn La đã tăng năng suất 12 - 20% (Nguyễn Tất Cảnh, 2008). Sử dụng phân viên nén tiết kiệm đƣợc 20 - 30% chi phí phân bón do chỉ phải bón một lần trong cả vụ (Đỗ Hữu Quyết, 2008). Công thức bón phân viên nén NK thích hợp cho cây ngô trên đất dốc tại tỉnh Yên Bái là (150 N + 90 K2O) trên nền 2 tấn phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh + 90 kg P2O5 (Trần Trung Kiên và cs, 2015). Tạo giống chịu mật độ cao là một trong những mục tiêu quan trọng của các nhà tạo giống ngô. Việc xác định mật độ, khoảng cách trồng trồng và lƣợng phân bón thích hợp cho từng giống sẽ tận dụng đƣợc tối đa tiềm năng cho năng suất của giống. Cùng một vùng sinh thái, cùng một giống và biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống nhau đƣợc so sánh qua những mật độ trồng khác nhau, lƣợng phân bón khác nhau sẽ biểu hiện khả năng sinh trƣởng, phát triển và cho năng suất khác nhau. Mật độ trồng hợp lý ảnh hƣởng tới việc tiếp nhận năng lƣợng ánh sáng mặt trời tốt hơn, giảm sự bốc hơi nƣớc và hạn chế cỏ dại phát triển do sớm che phủ mặt đất (trích theo Sener O. et al., 2004). Mật độ, khoảng cách trồng cũng ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình sinh trƣởng, phát triển và năng suất của ngô. Nếu trồng với mật độ thấp thì cây sinh trƣởng tốt, bắp to, tăng số hạt trên bắp nhƣng số lƣợng cây ít, nên năng suất không tăng. Nếu mật độ cao thì số cây trên diện tích gieo trồng tăng nhƣng cây và trọng lƣợng bắp nhỏ, do đó cần xác định mật độ trồng hợp lý. Cần căn cứ vào giống, điều kiện đất đai và mùa vụ để xác định mật độ và khoảng cách trồng thích hợp (Trần Trung Kiên và cs, 2016). Mật độ gieo 6 vạn cây/ha cho năng suất cao nhất 8.190 kg/ha (Borleanu Ioana Claudia (2010). Theo William D. et al., (2002) năng suất đạt cao nhất ở khoảng cách hàng 38 cm và mật độ 9 vạn cây/ha. Neradic và Slovic (1999) đã thí nghiệm trên giống ngô lai ZPSP 704 với mật độ 40.016 - 90.416 cây/ha và bón đạm với lƣợng 100 - 125 N/ha. Kết quả cho thấy năng suất ngô tăng khi mật độ tăng và đã đạt năng suất cao nhất 12,2 tấn/ha ở mật độ 80.256 cây/ha.
5 Biện pháp làm đất tối thiểu và che tủ đất là các kỹ thuật canh tác có hiệu quả cao trong chống xói mòn và thoái hoá đất. Che tủ đất kết hợp làm đất tối thiểu làm giảm quá trình bốc hơi nƣớc từ đất, hạn chế xói mòn rửa trôi đất, góp phần nâng cao độ phì đất. Kết quả nghiên cứu một số vật liệu che phủ nhƣ thân lá ngô, rơm rạ, thân lá các loài cỏ tự nhiên (cỏ Lào) trong canh tác ngô trong năm 2007 tại huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái cho thấy tác dụng của các vật liệu che phủ đối với sinh trƣởng, phát triển và năng suất ngô cũng nhƣ khả năng hạn chế xói mòn trên đất dốc giảm từ 19 - 95% và năng suất tăng từ 9 - 54%. Các vật liệu che phủ là xác các thực vật, độ phì đất đƣợc cải thiện rõ rệt, giảm độ chua và độc tố nhóm, tăng hàm lƣợng mùn và dung tích hấp thu trong đất (Lê Quốc Doanh, Nguyễn Quang Tin, 2008). Một số kết quả nghiên cứu của các tác giả khác đã khẳng định các lợi ích khi áp dụng các kỹ thuật che phủ và làm đất tối thiểu nhƣ làm giảm xói mòn đất, giảm lƣợng phân bón bị thất thoát do bốc hơi và rửa trôi, tăng khả năng giữ ẩm đất, hạn chế sự phát triển của cỏ dại, giảm chi phí về phân bón và thuốc trừ cỏ (A. R. Mercado Jr et al., 2012; N. Menzies et al., 2012; S. Chabierskia et al., 2012; H. Olivier et al., 2001; J. R. Benites, 2007). Xuất phát từ những cơ sở khoa học trên và tìm ra giải pháp canh tác nhằm tăng năng suất ngô, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, nâng cao độ phì đất, giảm xói mòn rửa trôi và đảm bảo canh tác đất dốc bền vững, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài này. 1.2. Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến nhất trên thế giới, không cây nào sánh kịp với cây ngô về tiềm năng năng suất hạt, về quy mô, hiệu quả ƣu thế lai. Ngô còn là cây điển hình đƣợc ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vục di truyền học, chọn giống, công nghệ sinh học, cơ giới hoá, điện khí hoá và tin học vào công tác nghiên cứu và sản xuất.
6 Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới giai đoạn 2012 – 2018 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2012 179,8 48,7 875,0 2013 187,0 54,4 1.016,2 2014 185,8 55,9 1.039,3 2015 190,4 55,3 1.052,1 2016 195,4 56,3 1.100,2 2017 197,2 57,6 1.134,8 2018 193,7 59,2 1.147,6 (Nguồn: FAOSTAT, 2020) Từ 20 năm nay, cùng với những thành tựu trong chọn tạo giống lai nhờ kết hợp phƣơng pháp truyền thống và công nghệ sinh học thì việc ứng dụng công nghệ cao trong canh tác đã góp phần đƣa sản lƣợng ngô thế giới vƣợt lên trên lúa nƣớc. Năm 2018, diện tích trồng ngô trên thế giới đã đạt 193,7 triệu ha (giảm 3,5 triệu ha so với năm 2017) trong khi đó diện tích trồng lúa nƣớc chỉ đạt 167,1 triệu ha. Năng suất ngô cũng không ngừng tăng từ năm 2012 là 48,7 tạ/ha đến năm 2018 đạt 59,2 tạ/ha, sản lƣợng ngô thu đƣợc trong năm 2018 đạt 1.147,6 triệu tấn. Bảng 1.2. Sản xuất ngô của một số vùng trên thế giới năm 2018 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Vùng (Triệu ha) (Tạ/ha) (Triệu tấn) Thế giới 193,7 59,2 1.147,6 Châu Mỹ 70,6 81,8 578,0 Châu Á 67,3 53,7 361,6 Châu Âu 17,1 75,4 128,6 Châu Phi 38,7 20,4 78,9 Châu Úc 0,01 79,8 0,6 (Nguồn: FAOSTAT, 2020)
7 Hình 1.1. Sản lượng ngô một số khu vực trên thế giới tính theo tỷ trọng Cây ngô đƣợc trồng rộng rãi trên toàn thế giới, nhƣng có sự phân bố không đồng đều giữa các châu lục. Do trình độ khoa học kỹ thuật và khả năng đầu tƣ kinh tế vào sản xuất ngô của mỗi châu lục là khác nhau lên diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô giữa các châu lục trên thế giới có sự chênh lệch nhau rất lớn. Nhờ quá trình cơ giới hóa sản xuất và áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật trong khâu chọn, tạo giống, đặc biệt là ngô chuyển gen, châu Mỹ tiếp tục dẫn đầu về sản lƣợng (578,0 triệu tấn) chiếm 50,4% tổng sản lƣợng toàn thế giới và diện tích (70,6 triệu ha) đất canh tác ngô. Châu Á có diện tích lớn thứ hai sau châu Mỹ, diện tích trồng đạt 67,3 triệu ha, năng suất đạt 53,7 tạ/ha và sản lƣợng đạt 361,6 triệu tấn (chiếm 31,5% tổng sản lƣợng). Diện tích trồng ngô của châu Phi khá lớn (38,7 triệu ha) nhƣng trình độ canh tác còn lạc hậu nên năng suất ngô chỉ đạt 20,4 tạ/ha, bằng 34,4 % năng suất ngô bình quân của thế giới. Bảng 1.3. Sản xuất ngô của một số quốc gia trên thế giới năm 2018 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Tên quốc gia (Triệu ha) (Tạ/ha) (Triệu tấn) Trung Quốc 42,1 61,0 257,2 Mỹ 33,1 118,6 392,5 Brazil 16,1 51,0 82,3 Ấn Độ 9,2 30,2 27,8 Argentina 7,1 60,9 43,5 Mexico 7,1 38,1 27,8 Indonesia 5,7 53,2 30,3 Philippines 2,5 31,0 7,8 Thái Lan 1,1 45,0 5,0 Việt Nam 1,0 47,2 4,9 (Nguồn: FAOSTAT, 2020)
8 Trung Quốc đƣợc xem là cƣờng quốc trong sản xuất ngô với diện tích trồng năm 2018 đạt 42,1 triệu ha, đứng thứ nhất trong khu vực Châu Á. Hiện nay, Mỹ và Trung Quốc là hai quốc gia có diện tích trồng ngô lớn nhất và cao gấp nhiều lần so với các quốc gia khác trên thế giới. Các nƣớc khác nhƣ Canada, Israel....mặc dù năng suất ngô cao nhƣng sản lƣợng vẫn còn thấp do diện tích trồng ngô chƣa đƣợc mở rộng. Bên cạnh đó, với ứng dụng khoa học công nghệ trong sản xuất nguyên, nhiên liệu sạch, ngô đƣợc coi là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất xăng sinh học (ethanol) tuy giai đoạn hiện nay chƣa phát triển mạnh nhƣng xu thế đang có chiều hƣớng phát triển nhanh. Ƣớc tính đến năm 2020, tổng sản lƣợng nhiên liệu sinh học sẽ đạt 197 tỷ lít/năm sẽ là nguồn thay thế từ dầu lửa đang ngày một khan hiếm (trích theo Đào Ngọc Ánh, 2015). Dân số thế giới ngày càng tăng, trong khi đó diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp do sa mạc hóa và xu thế đô thị hóa. Nền nông nghiệp thế giới ngày nay luôn phải trả lời làm thế nào để giải quyết đủ năng lƣợng cho 8 tỷ ngƣời vào năm 2021 và 16 tỷ ngƣời vào năm 2030? Để giải quyết đƣợc câu hỏi này, ngoài biện pháp phát triển nền nông nghiệp nói chung thì cũng phải nhanh chóng chọn ra những giống cây trồng, giống ngô có năng suất cao, ổn định mang nhiều đặc tính chống chịu tốt mới đáp ứng yêu cầu của nền nông nghiệp hiện đại (trích theo Đào Ngọc Ánh, 2015). 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam Ngô đƣợc đƣa vào Việt Nam từ cuối thế kỷ 17, là cây màu số một, góp phần đáng kể trong việc giải quyết lƣơng thực tại chỗ cho ngƣời dân Việt Nam. Nhờ những đặc tính sinh học ƣu việt nhƣ khả năng thích ứng rộng, chịu thâm canh, đứng đầu về năng suất, trồng đƣợc ở nhiều vùng sinh thái và ở các vụ khác nhau trong năm, từ đó diện tích trồng ngô nhanh chóng đƣợc mở rộng ra khắp cả nƣớc, đặc biệt là các vùng Trung du và miền núi phía Bắc (Ngô Hữu Tình, 2003).