Tài liệu Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh bình phước

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƢU THỊ THANH THẤT NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ LAI CHỊU HẠN VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO GIỐNG NGÔ LAI MỚI TẠI TỈNH BÌNH PHƢỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƢU THỊ THANH THẤT NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGÔ LAI CHỊU HẠN VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC CHO GIỐNG NGÔ LAI MỚI TẠI TỈNH BÌNH PHƢỚC Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. TS. LÊ QUÝ KHA 2. TS. PHAN THỊ VÂN THÁI NGUYÊN - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất cả các kết quả nghiên cứu và thực nghiệm trong luận án này là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Lƣu Thị Thanh Thất ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước”, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các cấp lãnh đạo, quý thầy cô hƣớng dẫn và các bạn đồng nghiệp. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến: - TS. Lê Quý Kha - Phó Viện trưởng, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam - TS. Phan Thị Vân - Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên Là hai thầy cô hƣớng dẫn khoa học giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án tại Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên. - Xin chân thành cảm ơn quý Ban lãnh đạo, tập thể giáo viên khoa Nông học, trƣờng Cao đẳng Công nghiệp cao su đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận án. - Chân thành cảm ơn các em sinh viên lớp CĐ10TT, CĐ11CT, CĐ12 CT, CĐ13 CT, CĐ14 CT và CĐ15CT đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Đào tạo - Đại học Thái Nguyên, Phòng Đào tạo (Bộ phận Sau đại học) - Trƣờng Đại học Nông Lâm và quý thầy cô, các nhà khoa học, các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã động viên cổ vũ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu. Thái Nguyên - 2017 Tác giả luận án Lƣu Thị Thanh Thất iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ ...................................................................... xi ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 3 3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................... 3 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn .................................................................... 4 5. Những đóng góp mới của luận án ........................................................................... 4 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 5 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................................... 5 1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam .............................. 6 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới ............................................... 6 1.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam ................................................ 9 1.2.3. Tình hình sản xuất ngô ở vùng Đông Nam bộ và Bình Phƣớc ....................... 11 1.3. Những thành tựu trong chọn tạo giống ngô ở Việt Nam ................................... 16 1.4. Một số kết quả nghiên cứu về khả năng chịu hạn của cây ngô .......................... 18 1.4.1. Khả năng thích nghi và chống chịu hạn của cây trồng ................................... 18 1.4.2. Tác hại của hạn đối với cây ngô ...................................................................... 19 1.4.3 Một số chỉ tiêu liên quan đến chịu hạn ở cây ngô ............................................ 22 1.4.4 Một số nghiên cứu về hạn đối với cây ngô ...................................................... 23 1.5. Tính ổn định năng suất của giống cây trồng ...................................................... 26 1.6. Kết quả nghiên về cứu mật độ, khoảng cách trồng ngô trên thế giới và Việt Nam ..... 27 1.6.1. Kết quả nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trên thế giới .......... 27 1.6.2. Kết quả nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô ở Việt Nam .......... 29 1.7. Một số kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới và Việt Nam ..... 33 iv 1.7.1. Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trên thế giới .................................. 33 1.7.2. Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô ở Việt Nam ................................... 38 1.7.3. Kết quả nghiên cứu về phân bón cho ngô trong điều kiện khô hạn ................ 42 Chƣơng 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 46 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 46 2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 48 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi .................................................... 48 2.3.1. Nội dung 1: Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống và tổ hợp lai thí nghiệm .............. 48 2.3.2 Nội dung 2: Đánh giá đặc điểm nông học và tính ổn định năng suất của các giống và tổ hợp lai thí nghiệm ................................................................. 53 2.3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu xác định khoảng cách và liều lƣợng đạm thích hợp cho giống lai đã tuyển chọn .................................................................... 57 2.3.4 Nội dung 4: Xây dựng mô hình trình diễn ....................................................... 60 2.4. Quy trình chăm sóc áp dụng trong các thí nghiệm đồng ruộng ......................... 60 2.5. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 61 2.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu .................................................................................. 62 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 63 3.1. Kết quả nghiên cứu khả năng chịu hạn của các giống, THL ............................. 63 3.1.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của các giống, THL ở thời kỳ cây con ..................... 63 3.1.2. Khả năng chịu hạn của giống, THL trong điều kiện tƣới và điều kiện gây hạn..... 68 3.2. Kết quả tuyển chọn giống ngô lai tại tỉnh Bình Phƣớc ...................................... 86 3.2.1. Các giai đoạn sinh trƣởng, phát triển của các giống, THL ................................. 86 3.2.2. Đặc điểm hình thái của các giống, THL thí nghiệm ....................................... 88 3.2.3. Khả năng chống chịu sâu bệnh của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú ..... 92 3.2.4. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp ...................................................... 94 3.2.5. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống, THL ....................... 95 3.3. Đánh giá mức độ ổn định năng suất của các giống, THL ................................ 102 3.4. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của giống ngô LCH9 ......................................................... 105 v 3.4.1. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến các giai đoạn sinh trƣởng của giống LCH9 tại Đồng Xoài .................................................. 105 3.4.2. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến đặc điểm hình thái của giống LCH9 tại Đồng Xoài ................................................................ 108 3.4.3. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống LCH9........................................ 112 3.5. Kết quả xây dựng mô hình trình diễn giống ƣu tú tại huyện Đồng Phú và thị xã Đồng Xoài - tỉnh Bình Phƣớc .................................................................... 127 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 129 1. Kết luận ............................................................................................................... 129 2. Đề nghị ................................................................................................................ 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN..................................................... 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 131 PHỤ LỤC .................................................................................................................... vi CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. ASI : Anthesis silking Interval- chênh lệch thời gian tung phấn phun râu 2. CCC : Chiều cao cây 3. CEC : Cation Exchange Capacity - Khả năng trao đổi cation 4. CIMMYT Centro International De Mejoramiento de Maíz y Trigo Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa mì Quốc tế 5. DI : Chỉ số hạn 6. CV : Coefficient of Variance - Hệ số biến động 7. FAOSTAT : Food anh Agriculture Organization Corporate statisticad database - Dữ liệu thống kê của Tổ chức Nông Lƣơng Liên hợp quốc 8. G - FR : Thời gian từ gieo đến phun râu 9. G - TF : Thời gian từ gieo đến tung phấn 10. HSHQ : Hệ số hồi quy 11. HT : Hè Thu 12. IGC : International Grains Council - Hội đồng ngũ cốc quốc tế 13. LSD : Least Significant Difference - Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa 14. M 1000 hạt : Khối lƣợng 1000 hạt 15. NSTT : Năng suất thực thu 16. PEG : Polyethylen Glycol 17. QCVN : Quy chuẩn Việt Nam 18. RCBD : Randommized Complete Block Design - khối đầy đủ ngẫu nhiên 19. TĐ : Thu đông 20. THL : Tổ hợp lai 21. TGST : Thời gian sinh trƣởng 22. USDA : United Stated Degartment of Agriculture - Bộ Nông nghiệp Mỹ vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới (2011- 2016) .............6 Bảng 1.2.Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2011 - 2016 ........................9 Bảng 1.3. Tình hình nhập khẩu ngô ở Việt Nam năm 2013-2015 ............................10 Bảng 1.4. Tình hình sản xuất ngô của các tỉnh Đông Nam Bộ năm 2015 ................11 Bảng 1.5: Lƣợng mƣa trong các tháng 5,6,10,11 tại Bình Phƣớc.............................13 Bảng 1.6. Tình hình sản xuất ngô ở Bình Phƣớc giai đoạn 2007 - 2016 ..................15 Bảng 1.7. Ảnh hƣởng của quá trình bốc hơi nƣớc đến năng suất ngô ......................21 Bảng 1.8. Lƣợng phân N, P, K bón cho ngô tẻ .........................................................41 Bảng 2.1. Nguồn gốc vật liệu tham gia thí nghiệm...................................................46 Bảng 3.1. Tỷ lệ nảy mầm và phát triển của mầm ở các giống, THL thí nghiệm trong dung dịch polyethylen glycol 20% .................................................64 Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của hạn đến khả năng tích luỹ vật chất khô ở rễ của các giống, THL thí nghiệm ............................................................................66 Bảng 3.3. Tỷ lệ cây héo, cây phục hồi và chỉ số hạn tƣơng đối của các giống, THL thí nghiệm .......................................................................................67 Bảng 3.4. Các giai đoạn phát dục chính của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài ...............................69 Bảng 3.5. Các giai đoạn phát dục chính của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Phú ................................69 Bảng 3.6. Chiều cao cây của các giống, THL thí nghiệm trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ..............71 Bảng 3.7. Chiều cao đóng bắp của các giống, THL thí nghiệm trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú .73 Bảng 3.8. Số lá/cây của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ..........................................74 Bảng 3.9. Số bắp/cây của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ................................75 Bảng 3.10. Chiều dài bắp của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013-2014 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ...................................76 viii Bảng 3.11. Đƣờng kính bắp của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ............................................77 Bảng 3.12. Số hàng trên bắp của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ....................................79 Bảng 3.13. Số hạt trên hàng của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ....................................80 Bảng 3.14. Khối lƣợng 1000 hạt của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú................................81 Bảng 3.15. Suy giảm năng suất thực thu và chỉ số hạn của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú .......84 Bảng 3.16. Thời gian sinh trƣởng của các giống, THL vụ Hè Thu, Thu Đông 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ............................................................87 Bảng 3.17. Chiều cao cây của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 ............................................................................88 Bảng 3.18. Chiều cao đóng bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 .................................................................90 Bảng 3.19. Số lá trên cây của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 ............................................................................91 Bảng 3.20. Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của các giống, THL tại Đồng Xoài, Đồng Phú vụ Hè thu và Thu đông 2013 ...................................................................93 Bảng 3.21. Trạng thái cây, trạng thái bắp, độ bao bắp của các giống, THL trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ...................94 Bảng 3.22. Chiều dài bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 ............................................................................96 Bảng 3.23. Đƣờng kính bắp của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 ......................................................................97 Bảng 3.24. Đặc điểm hình thái bắp của các giống, THL trong vụ Hè Thu và Thu Đông năm 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phú ..........................................98 Bảng 3.25. Khối lƣợng 1000 hạt của các giống, THL trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 tại Đồng Xoài và Đồng Phù - Bình Phƣớc .........................100 ix Bảng 3.26. Năng suất thực thu của các giống, THL tại Đồng Xoài và Đồng Phú vụ Hè Thu và Thu Đông 2013 ...............................................................101 Bảng 3.27. Năng suất thực thu của các giống, THL qua các điểm khảo nghiệm tại Bình Phƣớc ............................................................................................103 Bảng 3.28. Kết quả phân tích ổn định năng suất của 13 giống, THL qua 5 điểm khảo nghiệm tại Bình Phƣớc, vụ Hè Thu 2013 .................................................104 Bảng 3.29. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến các giai đoạn sinh trƣởng của giống ngô LCH 9 trong vụ Hè Thu 2014 tại Đồng Xoài ...106 Bảng 3.30. Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến thời gian sinh trƣởng của giống ngô LCH 9 trong vụ Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài ......107 Bảng 3.31: Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến đặc điểm hình thái của giống LCH 9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài............................................................................................... 108 Bảng 3.32: Ảnh hƣởng tƣơng tác giữa khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đền đặc điểm hình thái của giống LCH9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài............................................................................................... 109 Bảng 3.33: Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến số bắp trên cây, chiều dài, đƣờng kính bắp của giống LCH 9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài ....................................................................... 112 Bảng 3.34: Ảnh hƣởng tƣơng tác giữa khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đền số bắp trên cây, chiều dài và đƣờng kính bắp của giống LCH9 tại Đồng Xoài .............................................................................................. 113 Bảng 3.35: Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến số hàng trên bắp, số hạt trên hàng và khối lƣợng 1000 hạt của giống LCH 9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài ............................................................ 116 Bảng 3.36: Ảnh hƣởng tƣơng tác giữa khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đền số hàng/bắp, số hạt/hàng, khối lƣợng 1000 hạt của giống LCH9 tại Đồng Xoài .............................................................................................. 117 Bảng 3.37: Ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến năng suất thực thu của giống LCH 9 trong vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài .............................................................................................. 121 x Bảng 3.38: Ảnh hƣởng tƣơng tác giữa khoảng cách cây (C) và liều lƣợng đạm (N) đền năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài............................................................................................... 124 Bảng 3.39: Ảnh hƣởng tƣơng tác giữa khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đền năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài .............................................................................................. 125 Bảng 3.40. Năng suất thực thu của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông năm 2015 tại Đồng Xoài và Đồng Phú .......................................................... 127 Bảng 3.41. Hiệu quả kinh tế của mô hình trồng giống LCH9, CP888 trong vụ Hè Thu và Thu Đông năm 2015 tại Đồng Xoài và Đồng Phú .................... 128 xi DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 3.1 Sự phát triển mầm, rễ của các giống LCH9, VS71B, VS26 trong dung dịch PEG 20% ..................................................................................... 65 Biểu đồ 3.1. Năng suất thực thu của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Xoài .............................................. 82 Biểu đồ 3.2. Năng suất thực thu của các giống, THL trong điều kiện tƣới và gây hạn vụ Đông Xuân 2013 tại Đồng Phú ............................................... 83 Biểu đồ 3.3. Ảnh hƣởng của tƣơng tác giữa khoảng cách hàng (H) với khoảng cách cây (C) đến năng suất của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài ................................................................. 122 Biểu đồ 3.4. Ảnh hƣởng của tƣơng tác giữa khoảng cách hàng (H) với liều lƣợng đạm (N) đến năng suất của giống LCH9 vụ Hè Thu và Thu Đông 2014 tại Đồng Xoài ............................................................................ 123 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô (Zea may L.) là một trong những cây ngũ cốc quan trọng cung cấp lƣơng thực cho ngƣời và thức ăn cho gia súc. Ngô là nguyên liệu cho các nhà máy chế biến lƣơng thực - thực phẩm - dƣợc phẩm và năng lƣợng sinh học. Ngô là mặt hàng nông sản xuất khẩu thu về ngoại tệ cho nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ. Với giá trị kinh tế cao và khả năng thích ứng rộng, cây ngô đã đƣợc trồng ở hầu hết các vùng trên thế giới. Năm 2014, diện tích trồng ngô trên thế giới đạt 183,32 triệu ha, năng suất trung bình đạt 55,7 tạ/ha, tổng sản lƣợng đạt 1021,62 triệu tấn. Trong đó, Mỹ là nƣớc có diện tích lớn nhất với 33,7 triệu ha, năng suất bình quân đạt 100,73 tạ/ha và sản lƣợng đạt 361,09 triệu tấn chiếm 35,34% tổng sản lƣợng ngô toàn thế giới (FAO, 2015)[145]. Ở nƣớc ta những năm gần đây, sản xuất ngô đã có nhiều thay đổi. Việc sử dụng các giống ngô lai trong sản xuất, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến đã góp phần nâng cao năng suất và sản lƣợng ngô. Tuy nhiên năng suất ngô trung bình ở nƣớc ta vẫn còn thấp so với trung bình trên thế giới và trong khu vực. Năm 2014 năng suất ngô của Việt Nam đạt 44,1 tạ/ha (Tổng cục thống kê, 2016) [153] chỉ bằng 71,8% năng suất ngô của Trung Quốc, 43,78 % của Mỹ và 79,17 % năng suất trung bình của thế giới (FAO, 2015) [145]. Theo chiến lƣợc của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, đến năm 2020 sản lƣợng ngô của Việt Nam cần đạt 8 9 triệu tấn/năm để đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng trong nƣớc và từng bƣớc tham gia xuất khẩu. Để sản xuất ngô của Việt Nam theo kịp các nƣớc trong khu vực và đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc cần phát triển sản xuất ngô theo 2 hƣớng: mở rộng diện tích và tăng năng suất. Tuy nhiên mở rộng diện tích trồng ngô là bài toán rất khó khăn do diện tích sản xuất nông nghiệp hạn chế và phải cạnh tranh với nhiều loại cây trồng khác, cho nên để tăng sản lƣợng phƣơng án tối ƣu là tăng năng suất. Trong giải pháp tăng năng suất thì giống đƣợc coi là hƣớng đột phá có ý nghĩa quyết định. 2 Bình Phƣớc là một trong các tỉnh ở miền Đông Nam Bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam cùng với các tỉnh: Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Bình Dƣơng, Tây Ninh, Long An, Tiền Giang, là cửa ngõ của vùng với Tây Nguyên và Đông Bắc Campuchia. Sản xuất ngô ở Bình Phƣớc, năm 2014 đạt diện tích là 4.900 ha, năng suất 36,1 tạ/ha và sản lƣợng 17.700 tấn (Tổng cục thống kê, 2016)[153]. Nếu so với năng suất ngô trung bình của cả nƣớc (44,1 tạ/ha) hay năng suất ngô trung bình của vùng Đông Nam Bộ (59,5 tạ/ha) thì năng suất ngô của tỉnh Bình Phƣớc trong năm 2014 đều thấp hơn rất nhiều (bằng 81,86% so với năng suất chung của cả nƣớc và chỉ bằng 60,67 % năng suất ngô trung bình của vùng Đông Nam Bộ). Theo báo cáo của Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bình Phƣớc (2015) [24], cơ cấu giống ngô tại tỉnh Bình Phƣớc còn hạn chế, các giống ngô đang đƣợc trồng phổ biến là LVN10, CP 888, VL 222, R49.... những giống này hầu hết là những giống cũ, năng suất thấp, khả năng chịu hạn kém. Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh giống có vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất. Ngô Hữu Tình (2003)[31] đã khẳng định giống tốt có thể cải thiện năng suất từ 20 - 25%, đồng thời kết quả nghiên cứu của Trƣờng Đại học Minnesota (2012) [158] cho thấy giống có thể góp phần làm tăng năng suất ngô từ 37 – 64%. Do nằm trong vùng mang đặc trƣng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo gió mùa, nên khí hậu của Bình Phƣớc khá phức tạp, đƣợc chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa diễn ra từ tháng 5 - 11, chiếm 85-90% tổng lƣợng mƣa cả năm, tháng có lƣợng mƣa lớn nhất 376 mm (tháng 7). Lƣợng mƣa bình quân hàng năm biến động từ 2045 - 2325 mm. Mùa khô từ cuối tháng 11 đến đầu tháng 5 năm sau, lƣợng mƣa chỉ chiếm 10 - 15% tổng lƣợng mƣa cả năm, tháng có lƣợng mƣa ít nhất là tháng 1- 3. Tại Bình Phƣớc ngô đƣợc trồng hai vụ chính là vụ Hè Thu và Thu Đông. Mặc dù đƣợc trồng trong điều kiện mùa mƣa, tuy nhiên trong quá trình sinh trƣởng, cây ngô vẫn có thể gặp phải những giai đoạn hạn cục bộ làm ảnh hƣởng đến năng suất nhƣ vụ Hè Thu thƣờng gặp hạn ở giai đoạn nảy mầm và phát triển của cây con làm giảm tỷ lệ nảy mầm và giảm chiều cao cây do giảm chiều dài của lóng. Vụ Thu Đông hạn thƣờng 3 ảnh hƣởng đến giai đoạn trỗ cờ do vậy sẽ ảnh hƣởng nhiều đến quá trình thụ phấn, thụ tinh, do đó sẽ ảnh hƣởng đến năng suất. Đối với kỹ thuật canh tác trong sản xuất ngô tại Bình Phƣớc, mật độ trồng đƣợc khuyến cáo cho tất cả các loại giống là 5,7 vạn cây/ha (70 x 25 cm). Nhƣng thực tế, mỗi giống có đặc điểm hình thái khác nhau và xu hƣớng của các nhà chọn giống hiện nay là chọn giống có thế lá đứng, do đó việc nghiên cứu tăng mật độ trồng là một trong những biện pháp góp phần nâng cao năng suất ngô. Đối với chế độ bón phân, mức phân bón cho ngô đang đƣợc khuyến cáo trên các loại đất tại tỉnh Bình Phƣớc là 150-170 kg N; 80-90 kg P2O5; 90 kg K2O trên ha (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2011)[6]. Tuy nhiên trong thực tế, lƣợng phân bón cho ngô còn thấp hơn so với khuyến cáo, đặc biệt là phân đạm nên đã hạn chế rất nhiều đến năng suất ngô. Hiện nay, nhu cầu sử dụng ngô làm lƣơng thực và phục vụ chăn nuôi ở Bình Phƣớc rất lớn nên việc tuyển chọn ra những giống ngô mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống chịu hạn và ổn định năng suất là hƣớng ƣu tiên hàng đầu trong việc nghiên cứu tuyển chọn giống ngô ở tỉnh Bình Phƣớc. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn giống ngô lai chịu hạn và xác định một số biện pháp kỹ thuật canh tác cho giống ngô lai mới tại tỉnh Bình Phước” đã đƣợc thực hiện. 2. Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn đƣợc giống ngô lai mới có năng suất cao, ổn định, khả năng chịu hạn tốt và xác định đƣợc khoảng cách trồng, liều lƣợng đạm thích hợp cho giống mới phù hợp với điều kiện sản xuất tại tỉnh Bình Phƣớc. 3. Yêu cầu của đề tài - Nghiên cứu khả năng chống chịu hạn của các giống và tổ hợp ngô lai thí nghiệm. 4 - Đánh giá khả năng sinh trƣởng - phát triển và tính ổn định năng suất của các giống và tổ hợp ngô lai thí nghiệm tại Bình Phƣớc. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đến sinh trƣởng, phát triển và của giống tuyển chọn đƣợc. - Đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển của giống ƣu tú với kỹ thuật đã nghiên cứu trong mô hình trình diễn tại Bình Phƣớc. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học chọn giống phù hợp với điều kiện sinh thái của tỉnh Bình Phƣớc. - Kết quả nghiên cứu của đề tài là luận cứ quan trọng cho các nghiên cứu về sinh trƣởng, phát triển, khả năng chịu hạn, khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm đối với cây ngô. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Chọn đƣợc giống ngô LCH9 và AG89-TB15 đạt năng suất cao, ổn định, khả năng chịu hạn tốt thích nghi với điều kiện sản xuất ngô của tỉnh Bình Phƣớc. Xác định đƣợc khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm phù hợp với giống LCH9 tại Bình Phƣớc. 5. Những đóng góp mới của luận án Đã xác định đƣợc hai giống LCH9 và AG89-TB15 có năng suất cao, chịu hạn tốt phục vụ cho sản xuất ngô của tỉnh Bình Phƣớc. Đã xác định đƣợc mật độ trồng và tổ hợp phân bón thích hợp cho giống LCH9 để phát triển ra sản xuất tại tỉnh Bình Phƣớc. 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hóa nên diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp vì vậy tăng sản lƣợng cây trồng theo hƣớng mở rộng diện tích trồng là điều rất khó khăn. Do đó, giải pháp phát triển sản xuất ngô theo hƣớng sử dụng giống có năng suất ngô cao, ổn định là giải pháp đƣợc các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Hạn là một trong những nguyên nhân gây ảnh hƣởng rất lớn đến năng suất ngô. Hạn ở bất cứ giai đoạn sinh trƣởng nào của cây ngô cũng có thể gây ảnh hƣởng đến năng suất, tuy nhiên nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh giai đoạn cây con và giai đoạn trỗ là hai giai đoạn cây ngô mẫn cảm nhất với hạn, trong đó một lƣợng lớn năng suất giảm là do ngô gặp hạn trong giai đoạn trỗ và thậm chí trong thời kỳ trỗ nếu hạn xảy ra nghiêm trọng ngô có thể không cho thu hoạch (Westgate and Boyer, 1986; Denmead and Shaw, 1960)[135][75]. Chính vì vậy để chọn đƣợc các giống có khả năng chịu hạn, hai giai đoạn đƣợc quan tâm trong quá trình nghiên cứu là giai đoạn cây con và giai đoạn trỗ. Ở Bình Phƣớc, thời gian từ tháng 12 năm trƣớc đến tháng 4 năm sau là giai đoạn có lƣợng mƣa ít nhất trong năm. Do đó, để đánh giá đƣợc phản ứng của các giống, THL thí nghiệm với điều kiện hạn, nghiên cứu đƣợc thực hiện ở vụ Đông Xuân. Giống cây trồng có quan hệ mật thiết với môi trƣờng sống. Giống chỉ có thể phát huy đƣợc tính ƣu việt trong điều kiện trồng trọt phù hợp. Chính vì vậy, trƣớc khi đƣa giống vào sản xuất tại một vùng nào đó cần phải tiến hành khảo nghiệm ở các mùa vụ khác nhau. Ngoài ra, để phát huy đƣợc tiềm năng năng suất của giống phải yêu cầu những biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp. Trong các biện pháp kỹ thuật canh tác, mật độ và phân bón là hai yếu tố ảnh hƣởng lớn nhất đến năng suất của giống. Mật độ trồng liên quan đến khoảng cách hàng và khoảng cách cây, lựa chọn đƣợc khoảng cách hàng, khoảng cách cây hợp lý sẽ giúp cho quá trình quang hợp của cây diễn ra thuận 6 lợi hơn. Trong các yếu tố dinh dƣỡng, đạm là nguyên tố ảnh hƣởng rất lớn đến năng suất ngô, đặc biệt trên đất nghèo đạm. Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng giữa mật độ trồng và lƣợng phân bón cần thiết cho quá trình sinh trƣởng – phát triển của cây ngô có sự tƣơng tác với nhau, khi mật độ trồng tăng thì nhu cầu dinh dƣỡng của quần thể cũng tăng. Tuy nhiên mối quan hệ này chỉ đạt đỉnh cao ở một giới hạn nhất định tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác. Vì vậy nghiên cứu tƣơng tác giữa khoảng cách trồng và liều lƣợng đạm cho giống mới trƣớc khi phát triển ra sản xuất là điều rất cần thiết. Để đảm bảo độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu, thí nghiệm đƣợc thực hiện ở nhiều vụ và các địa điểm khác nhau. 1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới * Tình hình sản xuất ngô trên thế giới Sản xuất ngô thế giới tăng liên tục từ đầu thế kỷ 20 đến nay, nhất là trong hơn 40 năm gần đây. Ngô là cây trồng có tốc độ tăng trƣởng về năng suất cao nhất trong các cây lƣơng thực chủ yếu do đƣợc ứng dụng rộng rãi công nghệ trong chọn tạo giống, kỹ thuật nông học tiên tiến và những thành tựu của các ngành khoa học khác nhƣ công nghệ sinh học, công nghệ chế biến và bảo quản, cơ khí hoá, công nghệ tin học vào sản xuất. Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới (2011- 2016) Diện tích Năng suất Sản lƣợng (Triệu ha) (Tạ/ha) (Triệu tấn) 2011 172,26 51,5 887,85 2012 178,55 48,9 872,80 2013 184,19 55,2 1016,74 2014 183,32 55,7 1021,62 2015 179,82 56,5 1015,57 2016 177,61 54,1 960,73 Năm (Nguồn: FAO, 2015; USDA, 2016)[145][161] 7 Diện tích, năng suất và sản lƣợng ngô trên thế giới nhìn chung có sự tăng trƣởng không ngừng từ năm 2011 đến nay. So với năm 2011, năm 2016 diện tích đạt 177,61 triệu ha (tăng 3,01 %), năng suất đạt 54,1 tạ/ha (tăng 4,81 %) và sản lƣợng đạt 960,73 triệu tấn (tăng 7,59 %). Dự kiến năm 2050, sản lƣợng ngô sẽ đạt 1.343 triệu tấn, diện tích thu hoạch đạt 156 triệu ha và năng suất là 86 tạ/ha (Deepak K. Ray và cộng sự, 2013)[74]. Có thể nói, thành tựu có ý nghĩa quyết định đến sự gia tăng sản lƣợng ngô trên thế giới là việc lai tạo và sử dụng giống ngô lai. Ngô lai là một trong những thành tựu tạo giống cây trồng lớn nhất của loài ngƣời, đóng góp vào việc giải quyết nạn đói ở các nƣớc đang phát triển vùng châu Á, châu Phi và châu Mỹ La Tinh (Nguyễn Thế Hùng, 2002)[14]. Nếu xét về sản lƣợng, Mỹ là nƣớc có sản lƣợng ngô đạt cao nhất thế giới. Năm 2016, sản lƣợng ngô của Mỹ là 345,51 triệu tấn, chiếm 35,96 % tổng sản lƣợng của thế giới, năng suất trung bình đạt 105,7 tạ/ha, gấp 1.95 lần năng suất trung bình của thế giới. Trung Quốc là nƣớc có diện tích trồng ngô đứng đầu thế giới, năm 2016 diện tích trồng ngô của Trung Quốc là 38,12 triệu ha, chiếm 21,46 % diện tích trồng ngô toàn thế giới (USDA, 2016)[161]. Theo Family Corn Farmers (2013) [83] năng suất ngô của Mỹ có thể tăng thêm 40% trƣớc năm 2020 và đạt khoảng 190 tạ/ha vào năm 2030. Tuy nhiên nếu xét về năng suất thì Isarel là quốc gia có năng suất ngô cao nhất thế giới đạt 340,98 tạ/ha, cao gấp 6,12 lần so với năng suất trung bình của thế giới (FAO, 2015)[145]. * Tình hình tiêu thụ ngô trên thế giới Tổng sản lƣợng ngô tiêu thụ nội địa trên thế giới rất lớn, trung bình hàng năm đều trên 700 triệu tấn. Năm 2011, lƣợng ngô tiêu thụ ở Mỹ chiếm 85% tổng sản lƣợng ngô sản xuất trong nƣớc và chiếm 34,45% lƣợng ngô tiêu thụ nội địa của thế giới. Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA, 2014)[160] trong niên vụ 2014/15, nhu cầu tiêu thụ nội địa của ngô trên thế giới có thể lên đến 967,52 triệu tấn, Mỹ là nƣớc có nhu cầu tiêu thụ nội địa lớn nhất (296,81 triệu tấn) chiếm 30,68% nhu cầu tiêu thụ nội địa toàn thế giới.