›

Luận văn Nghiên cứu bón phân cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam

pdf 196 trang yendo 6060
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu bón phân cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_van_nghien_cuu_bon_phan_cho_ngo_lai_trung_ngay_tren_dat.pdf

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu bón phân cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam

  1. HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐINH VĂN PHÓNG NGHIÊN CỨU BÓN PHÂN CHO NGÔ LAI TRUNG NGÀY TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU MIỀN BẮC VIỆT NAM NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2015
  2. HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐINH VĂN PHÓNG NGHIÊN CỨU BÓN PHÂN CHO NGÔ LAI TRUNG NGÀY TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU MIỀN BẮC VIỆT NAM Chuyên ngành: KHOA HỌC ĐẤT Mã số: 62 62 01 03 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. NGUYỄN NHƢ HÀ 2. PGS.TS. NGUYỄN VĂN BỘ HÀ NỘI - 2015
  3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng dùng để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 08 tháng 11 năm 2015 Tác giả luận án Đinh Văn Phóng i
  4. LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận án này, trƣớc hết Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Nhƣ Hà và PGS.TS. Nguyễn Văn Bộ đã tận tình hƣớng dẫn, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tác giả trân trọng cảm ơn: - Các thầy, cô giáo Bộ môn Nông hóa, Khoa Quản lý đất đai, Ban Quản lý đào tạo, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài. - Ban Giám đốc Công ty TNHH hạt giống C.P. Việt Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt trong suốt thời gian thực hiện đề tài. - Ban Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu đất và phân bón (Hiệp Hoà-Bắc Giang), Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa đã giúp đỡ thực hiện đề tài. Nghiên cứu sinh cũng bày tỏ lòng biết ơn tới ngƣời thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tận tình động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Hà Nội, ngày 08 tháng 11 năm 2015 Tác giả luận án Đinh Văn Phóng ii
  5. MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Các ký hiệu và chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình x Trích yếu luận án xi Thesis abstract xiii PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục đích của đề tài 2 1.3 Những đóng góp mới của đề tài 2 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới và Việt Nam 4 2.1.1 Đặc điểm của cây ngô 4 2.1.2 Tình sản xuất ngô trên thế giới 7 2.1.3 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam 9 2.1.4 Những tồn tại trong sản xuất ngô ở Việt Nam 10 2.2 Nghiên cứu bón phân cho ngô trên thế giới và ở Việt Nam 11 2.2.1 Vai trò của dinh dƣỡng khoáng và bón phân cân đối, hợp lý trong trồng trọt 11 2.2.2 Nghiên cứu bón phân cho ngô ở trong và ngoài nƣớc 18 2.3 Mối quan hệ giữa mật độ và khoảng cách trồng với sử dụng phân bón trong trồng ngô 22 2.3.1 Nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trong và ngoài nƣớc 22 2.3.2 Mối quan hệ giữa giống, mật độ và sử dụng phân bón trong trồng ngô 27 2.4 Đất xám bạc màu và các đặc điểm liên quan tới sử dụng phân bón 29 2.4.1 Đặc điểm chung về đất xám bạc màu 29 2.4.2 Đặc điểm độ phì nhiêu đất xám bạc màu 31 iii
  6. PHẦN 3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 3.1 Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu 33 3.2 Nội dung nghiên cứu 33 3.2.1 Nghiên cứu khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày hợp lý bằng giảm khoảng cách hàng 33 3.2.2 Nghiên cứu xác định lƣợng N, P, K thích hợp cho ngô lai trung ngày, trồng dày hợp lý trên đất xám bạc màu 34 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 34 3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày hợp lý trên đất xám bạc màu bằng giảm khoảng cách hàng 34 3.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định lƣợng N, P, K thích hợp trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu ở mật độ dày hợp lý 36 3.4 Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi 38 3.5 Phƣơng pháp phân tích 40 3.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu 42 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 4.1 Các yếu tố tự nhiên ảnh hƣởng tới nghiên cứu 43 4.1.1 Tính chất đất vùng nghiên cứu 43 4.1.2 Điều kiện khí hậu thời tiết vùng nghiên cứu 43 4.2 Xác định mật độ dày hợp lý khi giảm khoảng cách hàng trong trồng ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu 46 4.2.1 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến sinh trƣởng, phát triển của cây ngô 46 4.2.2 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng đến tình trạng sâu, bệnh hại ngô 49 4.2.3 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô. 50 4.2.4 Ảnh hƣởng của mật độ và khoảng cách hàng trồng đến việc hấp thu các chất dinh dƣỡng chính của cây ngô 53 4.2.5 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng đến hiệu quả kinh tế 57 4.3 Xác định lƣợng n, p, k bón thích hợp cho thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ và khoảng cách trồng dày hợp lý trên đất xám bạc màu 59 iv
  7. 4.3.1 Xác định lƣợng N, P, K bón thích hợp cho thâm canh ngô lai trung ngày bằng tăng N,P, K bón theo cùng tỷ lệ 59 4.3.2 Xác định lƣợng N, P, K bón hợp lý trong thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ dày hợp lý trên đất xám bạc màu bằng tăng từng lƣợng N, P, K bón 75 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 95 5.1 Kết luận 95 5.2 Đề nghị 95 Danh mục công trình đã công bố 97 Tài liệu tham khảo 98 Phụ lục 105 v
  8. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải BVTV Bảo vệ thực vật CIMMYT International Maize and Wheat Improvement Center Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa mỳ CT Công thức CTTN Công thức thí nghiệm ĐVT Đơn vị tính FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations Tổ chức Nông – Lƣơng Thế giới GTSX Giá trị sản xuất IFPRI International Food Policy Research Institute (IFPRI) Viện Nghiên cứu Chính sách Lƣơng thực Thế giới LAI Leaf Area Index: Chỉ số diện tích lá MĐC Mật độ cao PC Phân chuồng PTNT Phát triển nông thôn PP Phụ phẩm SSP Superphosphate: Phân supe phốt phát Lâm Thao STST Sinh trƣởng sinh thực TB Trung bình TCN Tiêu chuẩn Ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TGST Thời gian sinh trƣởng XBM Xám bạc màu VCR Value Cost Rate: Hệ số lãi UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên hiệp quốc USD Đô la Mỹ USDA United States Department of Agriculture Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ vi
  9. DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô, lúa mì, lúa nƣớc của thế giới giai đoạn 1960 – 2014 8 2.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 - 2014 9 2.3 Sử dụng phân bón và năng suất cây trồng ở Việt Nam 14 2.4 Mối quan hệ N-K và loại đất 15 2.5 Bón phân cân đối với năng suất ngô tại Mỹ 16 2.6 Lƣợng dinh dƣỡng cây hút đất và phân bón (kg/ha) 18 2.7 Hiệu quả bón phân cân đối cho ngô 21 2.8 Cân đối dinh dƣỡng cho ngô trên đất phù sa sông Hồng 21 4.1 Một số tính chất lý, hoá học đất nghiên cứu 43 4.2 Điều kiện khí hậu thời tiết ở 3 vụ làm thí nghiệm 45 4.3 Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến chiều cao và số lá của cây ngô 47 4.4 Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến chỉ số diện tích lá của cây ngô 48 4.5a Ảnh hƣởng của mật độ khoảng cách hàng trồng đến mật độ sâu hại ngô 49 4.5b Ảnh hƣởng của mật độ khoảng cách hàng trồng đến tỷ lệ bệnh hại ngô 49 4.6 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến các yếu tố cấu thành năng suất ngô 50 4.7 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến các năng suất và hệ số kinh tế của cây ngô 52 4.8 Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng đến hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng chính trong cây ngô (%) 54 4.9a Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng đến lƣợng hút NPK, vụ đông 2010 55 4.9b Ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng đến lƣợng hút NPK, vụ xuân 2011 56 4.10a Ảnh hƣởng của mật độ khoảng cách hàng đến hiệu quả kinh tế vụ ngô đông 2010 57 4.10b Ảnh hƣởng của mật độ khoảng cách hàng trồng đến hiệu quả kinh tế vụ ngô xuân 2011 58 vii
  10. 4.11 Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỷ lệ đến tăng trƣởng chiều cao của cây ngô qua các giai đoạn theo dõi 60 4.12a Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỉ lệ đến chỉ số diện tích lá (LAI) vụ đông 2010 và xuân 2011 62 4.12b Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỉ lệ đến chỉ số diện tích lá (LAI) vụ đông 2011 62 4.13a Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỉ lệ tới tình trạng sâu bệnh hại cây ngô lai vụ đông 2010 63 4.13b Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỉ lệ tới tình trạng sâu bệnh hại cây ngô lai vụ xuân 2011 63 4.14 Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỉ lệ tới các yếu tố cấu thành năng suất ngô 64 4.15 Ảnh hƣởng của việc bón tăng lƣợng NPK theo cùng tỷ lệ đến năng suất và hệ số kinh tế của cây ngô lai 66 4.16 Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân bón đến một số chỉ tiêu chất lƣợng hạt ngô 67 4.17 Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân bón đến hàm lƣợng N, P, K trong thân lá và hạt ngô 68 4.18a Ảnh hƣởng của việc tăng liều lƣợng phân bón đến lƣợng hút các chất dinh dƣỡng chính, vụ đông 2010 69 4.18b Ảnh hƣởng của việc tăng liều lƣợng phân bón đến lƣợng hút N, P, K của cây ngô vụ xuân 2011 69 4.19a Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân bón đến hiệu quả sử dụng phân bón cho cây ngô vụ đông 2010 71 4.19b Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân bón đến hiệu quả sử dụng phân bón cho cây ngô vụ xuân 2011 71 4.20a Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân N, P, K bón theo cùng tỷ lệ đến hiệu quả kinh tế của trồng ngô ở vụ đông 2010 73 4.20b Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân N, P, K bón đến hiệu quả kinh tế ngô vụ xuân 2011 73 4.20c Ảnh hƣởng của việc tăng lƣợng phân N, P, K bón đến hiệu quả kinh tế ngô vụ đông 2011 74 viii
  11. 4.21 Ảnh hƣởng của tăng lƣợng N, P, K bón theo cùng tỷ lệ cho ngô tới giá thành sản phẩm ngô hạt 74 4.22 Ảnh hƣởng của lƣợng N bón đến sinh trƣởng của cây ngô trên đất xám bạc màu vụ đông 2011 76 4.23 Ảnh hƣởng của lƣợng N bón đến chỉ số diện tích lá ngô vụ đông 2011 77 4.24 Ảnh hƣởng của lƣợng N bón cho ngô đến tình trạng sâu bệnh hại ngô vụ đông 2011 78 4.25 Ảnh hƣởng của lƣợng N bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô vụ đông 2011 79 4.26 Ảnh hƣởng của lƣợng N bón đến chất lƣợng hạt ngô 80 4.27 Hiệu quả của các lƣợng đạm bón cho ngô vụ đông 2011 81 4.28 Ảnh hƣởng của lƣợng đạm bón đến hiệu quả kinh tế của trồng ngô ở vụ đông 2011 82 4.29 Ảnh hƣởng của lƣợng phân lân bón đến sinh trƣởng của cây ngô trên đất xám bạc màu vụ đông 2011 83 4.30 Ảnh hƣởng của lƣợng lân bón đến chỉ số diện tích lá ngô ở vụ đông 2011 84 4.31 Ảnh hƣởng của lƣợng lân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô ở vụ đông 2011 85 4.32 Ảnh hƣởng của lƣợng phân lân bón đến một số chỉ tiêu chất lƣợng hạt ngô ở vụ đông 2011 86 4.33 Hiệu quả của phân lân bón cho ngô, vụ đông 2011 87 4.34 Ảnh hƣởng của lƣợng lân bón đến hiệu quả kinh tế ngô ở vụ đông 2011 88 4.35 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến chiều cao cây, số lá ngô vụ đông 2011 89 4.36 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến chỉ số diện tích lá ngô 89 4.37 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô ở vụ đông 2011 90 4.38 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến hàm lƣợng Protein, Lipid trong hạt ngô ở vụ đông 2011 91 4.39 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến hiệu quả của phân kali bón cho ngô ở vụ đông 2011 92 4.40 Ảnh hƣởng của lƣợng kali bón đến hiệu quả kinh tế của trồng ngô ở vụ đông 2011 93 ix
  12. DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 4.1 Biểu diễn tổng lƣợng mƣa và nhiệt độ trung bình qua các năm 44 4.2 Biểu diễn số giờ nắng và độ ẩm không khí trung bình năm 2008 - 2012 44 4.3 Biểu diễn động thái chiều cao cây ngô vụ đông 2011 61 4.4 Mối quan hệ giữa liều lƣợng đạm bón với năng suất ngô đông 2011 80 4.5 Mối quan hệ giữa liều lƣợng lân bón với năng suất ngô đông 2011 86 4.6 Mối quan hệ giữa liều lƣợng kali bón với năng suất ngô đông 2011 91 x
  13. TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả : Đinh Văn Phóng Tên luận án: Nghiên cứu bón phân cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam. Chuyên nghành: Khoa học đất; Mã số: 62 62 01 03 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:1. PGS. TS. Nguyễn Nhƣ Hà, 2. PGS. TS Nguyễn Văn Bộ. Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 1. Mục tiêu và đối tƣợng nghiên cứu của luận án - Mục đích nghiên cứu của luận án : (1) Xác định mật độ dày thích hợp, khi giảm khoảng cách hàng trồng, tạo khả năng tăng sử dụng phân bón trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu (2) Xác định lƣợng phân N,P,K thích hợp cho thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ và khoảng cách hàng dày hợp lý trên đất xám bạc màu. - Vật liệu và đối tƣợng nghiên cứu của luận án : (1) Đất xám bạc màu phát triển trên phù sa cổ tại Hiệp Hòa, Bắc Giang. (2) Giống ngô lai C.P.333, là giống phổ biến tại vùng nghiên cứu. (3) Đạm urê, phân lân supe và kali clorua. 2. Phƣơng pháp nghiên cứu : Thực hiện thí nghiệm đồng ruộng trong thời gian từ tháng 9/2010 đến tháng 2/2012. (1)Thí nghiệm xác định khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu bằng giảm khoảng cách hàng. (2) Thí nghiệm xác định lƣợng N, P, K thích hợp trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu ở mật độ dày hợp lý bằng thay đổi lƣợng N,P,K bón theo cùng tỷ lệ. Thí nghiệm xác định lƣợng N,P,K thích hợp bằng thay đổi từng lƣợng N.P,K bón cho ngô. 3. Kết quả phát hiện chính và kết luận - Kết quả phát hiện chính: (1) Chỉ rõ tiềm năng tăng năng suất và nhu cầu tăng lƣợng phân bón cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu ở mật độ dày hợp lý: 7,0 vạn cây/ha với khoảng cách hàng 50 cm. (2) Xác định đƣợc lƣợng phân N,P, K bón thích hợp (trên nền 10 tấn phân chuồng) cho thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ dày hợp lý trên đất xám bạc màu là 176 kg N + 117 kg P2O5 + 130 kg K2O. (3) Chỉ rõ thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu trong điều kiện mật độ, khoảng cách hàng dày và lƣợng phân N,P,K hợp lý sẽ tạo cho cây ngô sinh trƣởng, phát triển tốt , ít sâu bệnh hại, cho năng suất hạt (6,5 - 8,3 tấn/ha) với chất lƣợng ở mức cao nhất, tạo giá trị sản xuất cao (45,307 -57,409 triệu đ/ha) với chi phí sản xuất hợp lý, đem lại lãi ( xi
  14. 15,971 - 28,5178 triệu đồng/ha) cao hơn nhiều (24,7 - 56,2%) so với trồng ngô trong thực tế. - Kết luận 1) Trên đất xám bạc màu ,để phát huy tốt nhất hiệu quả của giống ngô lai trung ngày, cần giảm khoảng cách hàng trồng từ 70 xuống 50 cm, tăng mật độ từ 5,0 lên 7,0 vạn cây/ha tạo khoảng cách và mật độ trồng ngô hợp lý hơn. Ở mật độ và khoảng cách hàng trồng này, cây ngô ít bị sâu bệnh hại, sinh trƣởng phát triển , hút đƣợc nhiều dinh dƣỡng hơn, cho chỉ số diện tích lá và tích các yếu tố cấu thành năng suất tối ƣu, nên cho năng suất (5,473 - 6,658 tấn/ha) và lãi trong trồng ngô (13,6 – 20,0 triệu đồng/ha) cao nhất, cao hơn so với trồng ngô ở mật độ và khoảng cách hàng trồng thƣờng áp dụng ( 5 vạn cây/ha, khoảng cách hàng 70 cm) về năng suất 7,2-8,8% và lãi là 17,9-20,0 %. 2) Trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu, cùng với việc áp dụng mật độ trồng 7,0 vạn cây/ha với khoảng cách hàng 50 cm, cần bón các loại phân đa lƣợng ( trên nền 10 tấn PC) với lƣợng (kg/ha): 176 N 117 P2O5 130 K2O. Ở mức bón phân hợp lý này sẽ tạo cho cây ngô sinh trƣởng, phát triển tốt nhất , ít sâu bệnh hại, hút đƣợc nhiều dinh dƣỡng ( N,P,K) nhất, cho năng suất hạt (6,5-8,3 tấn/ha) với chất lƣợng hạt ở mức cao nhất. Kết quả tạo giá trị sản xuất cao (45,307-57,409 triệu đ/ha ) với chi phí sản xuất hợp lý (26,841-29,336 triệu đ/ha) và lãi đạt từ 15,971-28,5178 triệu đồng/ha, cao hơn nhiều (24,7-56,2%) so với trồng ngô trong thực tế (12,539-19,947 triệu đồng/ha). 3) Hiệu quả của việc tăng đầu tƣ các loại phân đa lƣợng ( trên nền 10 tấn PC) với lƣợng (kg/ha): 176 N 117 P2O5 130 K2O trong thâm canh ngô lai trung ngày (ở mật độ 7,0 vạn cây/ha và khoảng cách trồng 50 cm ) trên đất xám bạc màu so với mức bón thông thƣờng (135 N 90 P2O5 100 K2O ) rất cao: làm tăng năng suất ngô hạt 24,2- 35,1 % với hiệu suất phân bón 16,4-19,6 kg ngô hạt/kgNPK và tỷ lệ lãi trên chi phí mua phân bón (VCR) đạt 4,4-6,1. Ở mức bón các loại phân đa lƣợng trên, hiệu suất của từng loại phân đa lƣợng lần lƣợt đạt: 22,5 kg ngô/kg N, 8,3 kg ngô/kg P2O5 và 8,0 kg ngô/kg K2O. xii
  15. THESIS ABSTRACT Author Name: Dinh Van Phong Thesis tile: Research on the fertilizer for medium hybrid maize on the degraded soil in Northern Vietnam. Major: Soil Science; Code: 62 62 01 03 Name supervisors: Assoc. Prof. Nguyen Nhu Ha; Assoc. Prof. Nguyen Van Bo Training Facility: Viet Nam National University of Agriculture 1. The purpose and object research of the thesis - The purpose research of the thesis: (1) Determine appropriate density, while reducing plant row spacing, enabling increased use of the fertilizer for hybrid maize average growth time on the degraded soil (2) Determining the amount fertilizer N, P, K suitable for hybrid maize average growth time at density and row spacing reasonably thickness planting on the degraded soil. - Materials and research object of the thesis: (1) The Haplic Acrisols in Hiep Hoa, Bac Giang. (2) The C.P.333 hybrid maize, it is the main varieties in the research region. (3) urea, superphosphate and potassium chloride. 2. Research methods: The experimental made in the period from September 2010 to February 2012 on the field. (1) The experimental determined the ability to increase the density for hybrid maize average growth time on the degraded soil by reduced planting row spacing. (2) The Experimental determined the amount fertilizer N, P, K suitable for hybrid maize average growth time cultivation on the degraded soil at reasonable density by rate changing the amount of N, P, K fertilizers. 3. Finding results and conclusions - Finding results : (1) In the thesis showed that potential to increase yield and increasing fertilizer demand for hybrid maize average growth time on the degraded soil that determining the planting density and suitable row spacing is 70,000 plants per hectare with row spacing of 50 cm. (2) In the thesis determined the amount suitable of fertilizer N, P, K (based on 10 tons of manure) for hybrid maize cultivation with average growth time at suitable thick planting density on the degraded soil was 176 kg N + 117 kg P2O5 + 130 kg K2O per hectare. (3) In the thesis showed that cultivate for hybrid maize average growth time on the degraded soil in case thickness planting row xiii
  16. spacing density and amount of fertilizer N, P, K reasonably which making the plant corn good development growth, less pests, achieved grain yield (6.5-8.3 tons per hectare) with grain quality at the highest it made high production value (from 45.307 to 57.409 million VND per hectare) with reasonable production costs and profit achieved from (15.971 to 28.5178 million per hectare), higher (from 24.7 to 56.2 percent) compared with maize cultivation currently. - Conclude 1) On the degraded soil to best promote the efficiency of hybrid maize average growth time, needs to reduce row spacing from 70 to 50 cm, density increased from 50,000 to 70,000 thousand plants per hectare that made distance and density more reasonable for cultivate maize. This was row spacing planting and density, the plant corn less pests, growth and development, taken more nutritious, the leaf area index and the factors constitute optimal yield, gave yield (5.473 to 6.658 tons per hectare) and interest in maize cultivate (13.6 to 20.0 million per hectare), it was higher than maize cultivate in density and row spacing planting usually apply (50,000 thousand plants per hectare , row spacing of 70 cm) of yield from 7.2 to 8.8 percent and interest is from 17.9 to 20.0 percent. 2) Cultivate maize on the degraded soil, along with the application of density 70,000 thousand plants per hectare with row spacing of 50 cm, we should apply the most amount at fertilizers rates 10 tons + 176 kg N + 117 kg P2O5 + 130 kg K2O per hectare. At a reasonable fertilizing level will make for maize growth and development of the best, less pests, taken more nutrients (N, P, K) achieved grain yield (6.5-8.3 tons per hectare) with grain quality at the highest. The result are made high production value (from 45.307 to 57.409 million VND per hectare) with reasonable production costs (26.841 to 29.336 million VND per hectare) and profit achieved from 15.971 to 28.5178 million per hectare, higher (from 24.7 to 56.2 percent) compared with maize cultivate currently applied is (12.539 to 19.947 million / ha). 3) The effect of increased investment in fertilizers N,P,K (on basic 10 tons manure) on amount (kg / ha): 176 N 117 P2O5 130 K2O for intensive cultivate of hybrid maize average growth time (density 70,000 thousand plant per hectare and row spacing planting distance of 50 cm) on the degraded soil compared with currently fertilizers (135 N 90 P2O5 100 K2O) very high: it made increased productivity from 24.2 to 35.1 percent grain corn with fertilizer efficiency 16.4 to 19.6 kg of corn/kgNPK and interest rates on the cost of purchasing fertilizers (VCR) achieved 4.4 to 6.1. At the N,P,K fertilizers level, each efficiency fertilizers respectively achieved: 22.5 kg of corn /kg N, 8.3 kg corn /kg P2O and 8.0 kg of corn/kg K2O. xiv
  17. PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngô là một loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, đứng thứ ba sau lúa mỳ và lúa gạo. Ở Việt Nam, ngô là cây lƣơng thực có vị trí thứ 2 (sau lúa), là cây trồng hàng hóa quan trọng ở các vùng sinh thái. Do cây ngô có khả năng chịu hạn, không kén đất, có thể trồng đƣợc nhiều vụ trong năm. Ngoài tác dụng làm lƣơng thực, nhất là tại vùng cao, ngô đƣợc dùng chủ yếu làm nguyên liệu cho chế biến thức ăn chăn nuôi và nhiên liệu sinh học. Việt Nam có điều kiện phù hợp cho phát triển ngô qui mô lớn tại hầu hết các vùng sinh thái, nhất là tại miền núi phía Bắc, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Nhu cầu ngô hạt cho chế biến thức ăn chăn nuôi để thay thế nhập khẩu ngày càng lớn, năm 2013 nƣớc ta phải nhập khẩu 1,9 triệu tấn ngô hạt trong tổng số trên 9,0 triệu tấn nguyên liệu cho sản xuất thức ăn chăn nuôi có trị giá trên 4 tỉ USD (Lê Nghĩa và Hữu Vinh, 2014). Theo dự đoán nhu cầu ngô thế giới sẽ là 852 triệu tấn vào năm 2020 (International Food Policy Research Institute - IFPRI, 2003), tăng 45% so với năm 1997, riêng với khu vực Đông Nam Á nhu cầu tăng 70% so với năm 1997 (International Maize and Wheat Improvement Center - CIMMYT, 2008). Nhu cầu ngô của toàn thế giới tập trung trên 80% ở các nƣớc đang phát triển và chỉ khoảng 10% từ các nƣớc công nghiệp. Các nƣớc đang phát triển sẽ phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu nhƣ không tăng (James, 2010). Chính vì vậy, Chính phủ và Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trƣơng tăng cƣờng sản xuất ngô tại vùng đồng bằng, thay thế một phần diện tích lúa kém hiệu quả tại đồng bằng sông Cửu Long và tăng vụ đông tại đồng bằng sông Hồng. Đồng thời phát triển giống mới, cải tiến kỹ thuật để tăng năng suất tại các vùng sản xuất ngô truyền thống. Ngành sản xuất ngô đã có từ lâu ở nƣớc ta và thực sự có những bƣớc tiến nhảy vọt từ đầu những năm 1990, gắn liền với việc mở rộng diện tích trồng giống lai và các nghiên cứu hoàn thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Trong đó có việc xác định mức bón NPK cân đối trên cơ sở mật độ 5,0 - 5,5 vạn cây/ha với khoảng cách hàng rộng (70 cm) cho các giống ngô lai. Năng suất ngô trung bình của Việt Nam tuy đã tăng liên tục trong 20 năm gần đây, nhƣng cho đến năm 1
  18. 2013 mới đạt 4,45 tấn/ha, bằng 86,9% năng suất trung bình của thế giới, thấp hơn rất nhiều so với các nƣớc phát triển (8 - 10 tấn/ha) (Tổng cục Thống kê, 2013; Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013b). Chính vì năng suất thấp nên giá thành ngô hạt ở Việt Nam còn cao chƣa cạnh tranh đƣợc với giá ngô thế giới. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngô hạt trong nƣớc ngày càng tăng cho phát triển chăn nuôi, nhiên liệu sinh học, ngoài việc quan tâm bổ sung các giống ngô lai có tiềm năng năng suất cao, đặc biệt nhóm ngô lai trung ngày có thời gian sinh trƣởng hợp lý cho việc thâm canh tăng vụ ở các vùng sinh thái. Rất cần nghiên cứu áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến, trong đó áp dụng mật độ và khoảng cách trồng dày hợp lý và tăng lƣợng phân bón cân đối là rất cần thiết. Hiện tại, diện tích trồng các giống ngô lai trung ngày chiếm trên 70% diện tích sản xuất ngô của Việt Nam, trong đó các giống chủ lực (tiêu thụ 700 - 1.600 tấn/năm) nhƣ: DK 9901, DK 9955, NK 7328, NK 4300, C.P. A88, C.P.333 . Đất xám bạc màu là đất có độ phì nhiêu tự nhiên thấp nhƣng có diện tích và có tiềm năng trồng ngô lớn ở miền Bắc Việt Nam. Tuy nhiên, sản xuất ngô ở đây cũng còn nhiều tồn tại về mật độ, phân bón để phát huy tiềm năng của giống. Vì vậy, để đảm bảo phát triển sản xuất ngô bền vững trên đất xám bạc màu từ thực tiễn sản xuất ngô nêu trên rất cần thiết nghiên cứu bón phân cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam. 1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Xác định mật độ dày thích hợp, khi giảm khoảng cách hàng trồng, tạo khả năng tăng sử dụng phân bón trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu. - Xác định lƣợng phân N, P, K thích hợp cho thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ và khoảng cách hàng dày hợp lý trên đất xám bạc màu. 1.3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Chỉ rõ tiềm năng tăng năng suất và nhu cầu tăng lƣợng phân bón cho ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu khi xác định đƣợc mật độ và khoảng cách hàng trồng dày hợp lý là 7,0 vạn cây/ha với khoảng cách hàng 50 cm bằng giảm khoảng cách hàng trồng từ 70 cm xuống 50 cm. Xác định đƣợc lƣợng phân N,P, K bón thích hợp (trên nền 10 tấn phân chuồng) cho thâm canh ngô lai trung ngày ở mật độ và khoảng cách hàng dày hợp 2
  19. lý trên đất xám bạc màu là 176 kg N + 117 kg P2O5 + 130 kg K2O. Chỉ rõ thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu trong điều kiện mật độ, khoảng cách hàng dày và lƣợng phân N,P,K hợp lý sẽ tạo cho cây ngô sinh trƣởng, phát triển tốt , ít sâu bệnh hại, cho năng suất hạt (6,5 - 8,3 tấn/ha) với chất lƣợng ở mức cao nhất, tạo giá trị sản xuất cao (45,307 -57,409 triệu đ/ha) với chi phí sản xuất hợp lý, đem lại lãi ( 15,971 - 28,5178 triệu đồng/ha) cao hơn nhiều (24,7 - 56,2%) so với trồng ngô trong thực tế. 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.4.1. Ý nghĩa khoa học - Bổ sung cơ sở khoa học cho việc tăng mật độ và phân bón hợp lý trong thâm canh ngô đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao trên đất xám bạc màu. - Dùng làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu mật độ trong mối quan hệ với bón phân trong thâm canh ngô. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn - Xây dựng chế độ bón phân cho ngô thâm canh phù hợp với mật độ - Góp phần bổ sung vào tài liệu khuyến nông cây ngô. 3
  20. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1. Đặc điểm của cây ngô Cây ngô là cây lƣơng thực có tiềm năng năng suất cao, năng suất kỷ lục trên thế giới đã đạt 22 tấn hạt/ha. Ngoài tác dụng làm lƣơng thực cung cấp dinh dƣỡng cho con ngƣời, nó còn là nguồn thức ăn và nguyên liệu để sản xuất thức ăn chăn nuôi rất quan trọng (Nguyễn Nhƣ Hà, 2006; Vũ Hữu Yêm, 1995). 2.1.1.1. Đặc điểm sinh thái của cây ngô Cây ngô có thời gian sinh trƣởng (TGST) dao động 90 - 160 ngày (Đinh Thế Lộc và cs., 1997). Các giống ngô đƣợc chia ra thành 2 nhóm lớn: ngô thƣờng và ngô lai. Ngô thƣờng là các giống ngô địa phƣơng, thụ phấn tự do có khả năng thích ứng rộng do chịu đƣợc những điều kiện khó khăn về rét, hạn và thiếu nƣớc, nghèo dinh dƣỡng, hạt thu từ vụ trƣớc có thể dùng làm giống cho vụ sau. Phù hợp với điều kiện trình độ thâm canh chƣa cao, bón ít phân, nhƣng không chịu đƣợc những lƣợng phân bón cao để đạt năng suất cao. Ngô lai là các giống ngô lai giữa các dòng, giống với nhau (quy ƣớc và không quy ƣớc) phù hợp với điều kiện trình độ thâm canh cao, có yêu cầu đƣợc bón nhiều phân để đạt năng suất cao (7 - 11 tấn/ha). Nhƣng các giống này có khả năng chịu khó khăn kém, thiếu phân, chăm sóc kém thì năng suất còn kém hơn cả giống ngô địa phƣơng, hạt thu từ vụ trƣớc không dùng làm giống cho vụ sau. Các giống ngô lai trung ngày thƣờng có TGST khoảng 120 ngày trong điều kiện bình thƣờng vừa tạo khả năng thâm canh đạt năng suất cao vừa tiết kiệm thời gian chiếm đất và công chăm sóc, tạo tiền đề cho đạt hiệu quả kinh tế cao. Ngô là cây có thể trồng trong những điều kiện khí hậu khác nhau: tuy nhiệt độ tối thích cho sinh trƣởng mạnh 21 - 270C, khi nhiệt độ dƣới 19 độ ngô sinh trƣởng chậm lại. Cây ngô có khả năng chịu hạn và sử dụng nƣớc tiết kiệm nên nơi có lƣợng mƣa thích hợp cho trồng ngô trong khoảng 600 - 900 mm/năm. Nhƣng cây ngô cần nhiều nƣớc và phát triển thuận lợi, cho năng suất cao trong điều kiện ẩm độ cao, nhất là giai đoạn từ 7 - 9 lá tới trỗ cờ (Nguyễn Nhƣ Hà, 2006). Cây ngô yêu cầu ánh sáng mạnh, trồng ngô trong điều kiện ánh sáng mạnh sẽ cho năng suất, phẩm chất hạt cao. Trong điều kiện trồng ngô ở Việt Nam, 4
  21. thời vụ trồng ngô càng có nhiều nắng càng có lợi cho ngô sinh trƣởng, phát triển và tạo hạt. Ánh sáng cần cho cây ngô trong suốt quá trình sinh trƣởng, đặc biệt sau khi ngô thụ phấn cần có ánh sáng mạnh, sẽ rất có lợi cho năng suất hạt (Nguyễn Thế Hùng, 2001). Ngƣời ta thừa nhận là ngô có thể đạt năng suất chất khô cao ở vùng nhiệt đới (Mitsuru, 1994). Cây ngô không kén đất, nhƣng thích hợp nhất trên đất tơi xốp, có pH từ ít chua - trung tính (5,6 - 7,0) giàu mùn và dinh dƣỡng. Cây ngô có thể trồng đƣợc nhiều vụ trong năm, ở miền Bắc thƣờng trồng ngô trong các vụ đông và xuân, còn ở miền Nam trồng trong các vụ hè thu và đông xuân. Để đạt năng suất cao và ổn định, ngô cần đƣợc bón phân cân đối, đặc biệt là các yếu tố N, P, K. Điều này đã đƣợc chứng minh rất rõ qua các thí nghiệm bón các tổ hợp phân cho ngô trong suốt 28 vụ của Viện Kali Quốc tế cho thấy chỉ có bón cân đối N, P, K năng suất ngô mới cao và ổn định (Viện Lân – Kali Atlanta, 1996). 2.1.1.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây ngô Theo nhiều tác giả Đinh Thế Lộc và cs. (1997), Nguyễn Thế Hùng (2001), Nguyễn Nhƣ Hà (2006) giai đoạn STSD của cây ngô đƣợc bắt đầu từ nảy mầm đến khi có cờ (khoảng 55 - 60 ngày), trong đó gồm các thời kỳ: nảy mầm - từ gieo hạt đến khi cây có 3 - 4 lá thật, cây phát triển chủ yếu dựa vào dinh dƣỡng trong hạt; cây con – từ khi ngô có 3 - 4 lá đến khi ngô 7 - 9 lá, cây cần đƣợc cung cấp dinh dƣỡng chƣa nhiều do còn phát triển chậm; vƣơn cao và phân hoá cơ quan sinh sản từ khi ngô có 7 - 9 lá đến trỗ cờ, cây phát triển mạnh nên cần đƣợc cung cấp nhiều dinh dƣỡng. Giai đoạn STST đƣợc bắt đầu từ khi ngô trỗ cờ phun râu tới chín, trong đó gồm các thời kỳ: nở hoa diễn ra trong 10 - 15 ngày, là thời kỳ phát triển mạnh và có ảnh hƣởng quyết định đến năng suất ngô hạt, cần cung cấp nhiều dinh dƣỡng; chín, kéo dài trong 35 - 40 ngày với thời kỳ hình thành hạt- xảy ra tích luỹ chất khô mạnh (có thể chia ra: chín sữa: 10 - 15 ngày đầu, chín sáp: 10 - 15 ngày tiếp theo và chin hoàn toàn - khô hạt và thân lá. Nhƣ vậy ở giai đoạn STST của cây ngô có 35 - 40 ngày đầu là giai đoạn cây ngô sinh trƣởng phát triển mạnh, yêu cầu đƣợc cung cấp nhiều dinh dƣỡng. Theo Trần Trung Kiên (2009), Viện Kỹ thuật Cây ngũ cốc và Thức ăn gia súc Pháp chia quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây ngô ra làm 4 giai đoạn: tăng trƣởng chậm, tăng trƣởng nhanh, nở hoa, chín. Giai đoạn tăng trƣởng chậm- từ khi mọc đến khi cây có 7 - 8 lá, là giai 5
  22. đoạn hình thành, phát triển bộ rễ và phân hoá tạo bông cờ của cây ngô. Đây cũng là giai đoạn lƣợng dinh dƣỡng cây hút không lớn chỉ bằng 1 - 4% tổng lƣợng dinh dƣỡng so với cả vòng đời cây hút. Việc hút chất dinh dƣỡng ở thời kỳ này tuy chậm nhƣng rất quan trọng cho ngô. Sau mọc 20 - 30 ngày ngô tích luỹ đƣợc 4% chất khô, 9% lân, 10% đạm, 14% kali; sau 60 ngày: 45% chất khô, 57% lân, 66% đạm, 92% kali. Giai đoạn tăng trƣởng nhanh: Từ 7 - 8 lá đến sau trỗ 15 ngày. Ở giai đoạn này các bộ phận trên mặt đất (thân lá) và dƣới mặt đất đều tăng trƣởng rất nhanh. Các cơ quan sinh trƣởng phát triển mạnh, lƣợng tinh bột và chất khô trong bắp tăng nhanh. Đây là giai đoạn cây hấp thu tối đa dinh dƣỡng bằng 75 - 95% tổng lƣợng dinh dƣỡng so với cả vòng đời cây hút. Thiếu chất dinh dƣỡng ở thời kỳ 8 - 11 lá sẽ cản trở sinh trƣởng của lá và giảm 10 - 20% năng suất, đặc biệt ở thời kỳ trỗ cờ phun râu cây đòi hỏi dinh dƣỡng rất gay gắt, nếu thời kỳ này một nửa số lá héo sẽ làm giảm 25 - 30% năng suất. Thời kỳ nở hoa, ngô đã hút gần nhƣ toàn bộ số kali cần thiết và lƣợng lớn đạm và lân. Giai đoạn chín: Quá trình tích luỹ chất khô đã hoàn thành, ngô bắt đầu mất nƣớc nhanh, các bộ phận sinh trƣởng sinh dƣỡng chuyển sang màu vàng. Hầu hết các giống đều cần khoảng 60 ngày để hoàn thành hạt; trong đó các giống ngắn ngày cần ít hơn, khoảng 35 - 40 ngày trong thời gian hình thành hạt, mỗi ngày bình quân tạo thành 2,5 - 3% trọng lƣợng hạt khi chín hoàn toàn. Trong giai đoạn chín cây ngô thực hiện các chức năng phân phối lại lƣợng dinh dƣỡng đã hấp thụ. Lƣợng dinh dƣỡng cây hấp thụ đƣợc không chỉ tích luỹ ở hạt mà còn một lƣợng lớn ở thân lá (dẫn theo Trần Trung Kiên, 2009). 2.1.1.3. Đặc điểm hệ rễ của cây ngô Ngô có hệ rễ chùm, căn cứ vào hình thái, vị trí và thời gian phát sinh có thể chia bộ rễ ngô thành 3 loại: rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng. Rễ mầm tồn tại từ nảy mầm đến khi ngô 4 - 5 lá. Rễ đốt - phát triển từ đốt thấp nhất, nằm dƣới mặt đất 3 - 4 cm, xuất hiện khi ngô đƣợc 3 - 4 lá, chiếm ƣu thế tuyệt đối làm nhiệm vụ hút nƣớc và thức ăn trong suốt đời cây ngô. Rễ chân kiềng mọc từ đốt gần sát trên mặt đất làm nhiệm vụ chống đổ cho cây và cũng tham gia hút nƣớc và chất dinh dƣỡng. 6
  23. Bộ rễ ngô có thể ăn sâu 80 - 90 cm và lan rộng 120 - 140 cm, phạm vi hoạt động rễ ngô có khác nhau tuỳ thuộc thời kỳ sinh trƣởng tính theo số lá: khi có 3 - 4 lá: rễ lan rộng 10 - 12 cm, ăn sâu 18 - 20 cm; khi có 5 - 6 lá: rễ lan rộng 30 - 35 cm, ăn sâu 50 - 60 cm; khi trỗ cờ: rễ lan rộng 60 -70 cm, ăn sâu 80 - 90 cm; khi hình thành hạt: rễ lan rộng 90 - 100 cm, ăn sâu khoảng 200 cm. Trong điều kiện thích hợp rễ ngô có thể mở rộng và đâm sâu khoảng 60 cm sau 4 tuần trồng. Ở thời kỳ ra hoa giữa các hàng ngô gần nhƣ đƣợc bao phủ bởi một lớp rễ. Làm đứt rễ khi xới xáo là hiện tƣợng khó tránh, vì thế sau khi xới xáo cần tăng cƣờng bón phân và tƣới nƣớc giữ ẩm cho đất để rễ ngô chóng hồi phục (Nguyễn Nhƣ Hà, 2006). Nhìn chung cây ngô có bộ rễ phát triển, tạo khả năng chịu hạn và khai thác đƣợc nhiều dinh dƣỡng từ đất cho cây. 2.1.2. Tình sản xuất ngô trên thế giới Cây ngô là cây có nền di truyền rộng, thích ứng với nhiều vùng sinh thái khác nhau, do vậy ngô đƣợc trồng ở hầu hết các nƣớc trên thế giới. Ngô còn là cây điển hình đƣợc ứng dụng nhiều thành tựu khoa học về các lĩnh vực 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 (Ngô Hữu Tình, 1977). Do vậy diện tích ngô trên thế giới liên tục tăng trong những năm gần đây. Sản xuất ngô trên thế giới liên tục phát triển từ đầu thế kỷ 20 đến nay. Năm 2012 diện tích trồng ngô của thế giới đã vƣợt qua diện tích trồng lúa nƣớc, với 174 triệu ha, năng suất 4,89 tấn/ha và sản lƣợng đạt 852 triệu tấn. Trong đó, Mỹ là nƣớc có sản lƣợng ngô lớn nhất với 273,8 triệu tấn, đứng thứ hai là Trung Quốc với 208,0 triệu tấn (United States Department of Agriculture - USDA, 2013). Trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng năng suất cao nhất trong các cây lƣơng thực chính. So với năm 1960, năm 2012, năng suất ngô trung bình của thế giới tăng thêm 2,94 tấn/ha, tƣơng đƣơng tăng 150% (từ 1,95 tấn/ha lên 4,89 tấn/ha), trong khi đó năng suất lúa (qui gạo) tăng có 1,68 tấn/ha, (từ 1,26 tấn/ha lên 2,94 tấn/ha), còn năng suất lúa mỳ chỉ tăng từ 1,15 tấn/ha lên 3,01 tấn/ha (USDA, 2013). Có đƣợc kết quả trên ngoài việc ứng dụng rộng rãi lý thuyết ƣu thế lai trong chọn tạo giống, các biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến với ngô cũng không ngừng đƣợc nghiên cứu, cải tiến. Nhờ vậy, những thành tựu mà ngành sản 7
  24. xuất ngô thế giới đạt đƣợc trong những năm gần đây có thể nói là đã vƣợt ngoài mọi dự đoán lạc quan nhất. Năm 2000, sản lƣợng ngô thế giới 591 triệu tấn, vậy mà vào năm 2012 đã đạt tới 852 triệu tấn, tức là chỉ sau 10 năm, sản lƣợng ngô thế giới tăng thêm hơn 44%. Trong khi đó, Viện Nghiên cứu Chính sách Lƣơng thực thế giới (IFPRI) dự báo sản lƣợng ngô trên thế giới vào năm 2020 chỉ vào khoảng 852 triệu tấn (Ngô Hữu Tình, 2009). Bảng 2.1. Diện tích, năng suất, sản lƣợng ngô, lúa mì, lúa nƣớc của thế giới giai đoạn 1960 – 2014 Diện tích: triệu ha; Năng suất: tấn/ha; Sản lƣợng: triệu tấn Ngô Lúa mì Lúa nƣớc Năng Sản Năm Diện Năng Sản Diện Năng Sản Diện suất gạo lƣợng tích suất lƣợng tích suất lƣợng tích xay gạo 1960 102 1,95 200 202 1,15 233 120 1,26 151 2000 137 4,31 591 216 2,70 583 152 2,62 399 2005 146 4,80 700 219 2,83 619 154 2,71 417 2006 149 4,79 714 212 2,81 596 155 2,72 420 2007 160 4,96 795 217 2,82 612 155 2,79 432 2008 159 5,03 800 225 3,04 683 158 2,84 449 2009 159 5,19 822 226 3,04 687 156 2,82 441 2010 164 5,08 832 218 2,99 652 158 2,85 449 2011 170 5,21 884 222 3,14 696 159 2,92 465 2012 174 4,89 852 218 3,01 654 158 2,94 466 2013 182 5,46 992 220 3,25 715 162 2,97 480 2014 179 5,64 1.009 223 3,25 725 160 2,98 477 Nguồn: USDA (2013, 2015) Ngô hiện cung cấp khoảng 8% lƣợng calo trong khẩu phần ăn của hơn 1 tỷ ngƣời, tập trung chủ yếu ở châu Á gồm Paskistan, Ấn Độ, Butan, Nepan, Miến Điện, Trung Quốc, Việt Nam, Philippin và Inđônêsia (Deleon and Paroda, 1993). Hiện nay, nhu cầu ngô tăng lên không chỉ do ngô đƣợc dùng làm lƣơng thực cho con ngƣời, sản xuất thức ăn chăn nuôi mà ngô còn đang đƣợc sử dụng rộng rãi cho sản xuất cồn sinh học. Vì vậy, việc tìm ra giải pháp để tăng năng suất và sản lƣợng ngô là vấn đề vô cùng cấp thiết trên phạm vi toàn thế giới. 8
  25. 2.1.3. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam Theo Lê Quý Đôn, cây ngô đƣợc đƣa vào Việt Nam từ thế kỷ 17. Nhờ những đặc điểm quý. Cây ngô sớm đƣợc ngƣời Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi là một trong những cây lƣơng thực chính, đặc biệt đối với đất cao không có điều kiện tƣới nƣớc (dẫn theo Trƣơng Công Tín, 1997). Trƣớc cách mạng tháng 8 năm 1945, diện tích trồng ngô rất ít, năng suất thấp chỉ 11,8 tạ/ha (Ngô Hữu Tình và cs., 1999). Sau khi đất nƣớc thống nhất diện tích trồng ngô của nƣớc ta tăng lên rất nhanh và ngô đã trở thành một trong những cây lƣơng thực quan trọng trong nền sản xuất nông nghiệp của nƣớc ta (Đinh Thế Lộc và cs., 1997; Nguyễn Hữu Tề và cs., 1997). Bảng 2.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1975 - 2014 Diện tích Năng suất Sản lƣợng Năm (nghìn ha) (tạ/ha) (nghìn tấn) 1975 267,6 10,42 278,4 1980 389,6 11,00 428,8 1985 392,2 14,90 584,9 1990 431,8 15,50 671,0 1995 556,8 21,30 1.184,2 2000 730,2 27,50 2.005,9 2005 1.052,6 36,00 3.787,1 2006 1.033,1 37,30 3.854,6 2007 1.096,1 39,30 4.303,2 2008 1.140,2 40,10 4.573,1 2009 1.089,2 40,10 4.371,7 2010 1.125,7 41,10 4.625,7 2011 1.121,3 43,10 4.835,6 2012 1.118,3 43,00 4803,6 2013 1.157,5 44,5 5.151,1 2014 1.177,5 44,1 5.191,7 Nguồn: Tổng cục Thống kê (2013, 2015), Bộ Nông nghiệp và PTNT (2013b) Năng suất ngô Việt Nam đến cuối những năm 1970 chỉ đạt 10 tạ/ha do trồng các giống ngô địa phƣơng với kỹ thuật canh tác lạc hậu. Từ giữa những năm 1980, nhờ hợp tác với CIMMYT, nhiều giống ngô cải tiến đã đƣợc nhập nội và 9
  26. trồng ở nƣớc ta, góp phần đƣa năng suất lên hơn 15 tạ/ha vào đầu những năm 1990. Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nƣớc ta thực sự có những bƣớc tiến nhảy vọt là từ giữa những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc mở rộng giống lai và cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác. Năm 1991, diện tích trồng giống lai chƣa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2010 giống lai đã chiếm trên 90% trong số hơn 1 triệu ha. Sản lƣợng ngô ở Việt Nam năm 1995 vƣợt ngƣỡng 1 triệu tấn, năm 2005 đã đạt sấp xỉ ngƣỡng 4 triệu tấn, đến năm 2013 đạt sản lƣợng cao nhất trên 5 triệu tấn (Tổng cục Thống kê, 2013; Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013b). Nhƣ vậy, có thể thấy, kim ngạch xuất khẩu gạo không đủ cho nhập khẩu thức ăn chăn nuôi (năm 2013, Việt Nam xuất khẩu gạo đƣợc 2.98 tỉ USD) (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013a, 2013b). Ngành sản xuất ngô ở Việt Nam thời gian qua tăng nhanh về diện tích, năng suất và sản lƣợng (Bảng 2.2) nhờ thay đổi các giống lai và một số cải tiến kỹ thuật canh tác. 2.1.4. Những tồn tại trong sản xuất ngô ở Việt Nam Trong những năm gần đây nghề trồng ngô của nƣớc ta đã từng bƣớc phát triển theo hƣớng thâm canh, mà tiền đề là công tác lai tạo chọn lọc, nhập nội các giống ngô lai mới có tiềm năng năng suất cao, thích nghi rộng để thay thế hầu hết các giống cũ của địa phƣơng. Tuy nhiên năng suất ngô ở nƣớc ta thấp hơn rất nhiều so với các nƣớc năng suất cao (8 - 10 tấn/ha) và với năng suất trong thí nghiệm do việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhƣ: mật độ, khoảng cách trồng và bón phân cân đối cho cây ngô thâm canh còn hạn chế. Do đó dù sản xuất ngô ở Việt Nam đã đạt đƣợc những thành tựu quan trọng, nhƣng sản lƣợng ngô nƣớc ta vẫn chƣa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc ngày một tăng nhanh. Hiện nay, nƣớc ta vẫn phải nhập khẩu nhiều ngô hạt để làm nguyên liệu chế biến thức ăn chăn nuôi, Nghiên cứu gần đây của Viện Nghiên cứu Ngô đã chỉ ra nguyên nhân trực tiếp của tình trạng trên do trong trồng ngô nông dân thƣờng mới chỉ quan tâm sử dụng giống ngô lai mà chƣa áp dụng đồng bộ các biện pháp kỹ thuật tƣơng ứng đƣợc hƣớng dẫn. Trong đó có mật độ trồng ngô thấp hơn nhiều so với quy trình và bất hợp lý về khoảng cách giữa các hàng, việc bón phân vừa ít vừa không cân đối dẫn đến hiệu quả chƣa cao (Phan Xuân Hào, 2008). Nguyên nhân gián tiếp do: Ngƣời dân chƣa thấy lợi ích của trồng ngô thâm canh bằng tăng mật độ và bón phân hợp lý để làm giảm giá thành ngô hạt và tăng thu nhập. 10
  27. 2.2. NGHIÊN CỨU BÓN PHÂN CHO NGÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.2.1. Vai trò của dinh dƣỡng khoáng và bón phân cân đối, hợp lý trong trồng trọt 2.2.1.1. Vai trò của dinh dưỡng khoáng đối với cây trồng Năng suất cây trồng là kết quả của quá trình quang hợp và đƣợc tạo thành trực tiếp từ các chất: nƣớc, dinh dƣỡng khoáng, CO2 và năng lƣợng mặt trời. Trong đó nguồn năng lƣợng mặt trời và CO2 có rất nhiều trong tự nhiên do các cơ thể quang hợp mới chỉ sử dụng đƣợc khoảng 2% tổng lƣợng mà mặt trời chiếu lên trái đất, CO2 do cây trồng lấy từ khí quyển qua lá cũng chỉ mới chiếm 3% tổng khối lƣợng của khí này có trong khí quyển. Xét về tổng số, nƣớc có trong tự nhiên thƣờng thừa thãi so với yêu cầu của cây từ lƣợng mƣa hàng năm, nhƣng do mƣa phân bố không phù hợp với yêu cầu (lúc quá nhiều khi quá ít) nên cây trồng vẫn thƣờng bị thiếu nƣớc. Do đó trong trồng trọt vẫn thƣờng phải quan tâm cung cấp nƣớc (tƣới, tiêu) theo nhu cầu tạo năng suất của từng loại cây trồng, nhƣng có thể khai thác từ những nguồn có sẵn trong tự nhiên: nƣớc sông, suối (Gross,1977). Trong các chất cấu thành năng suất cây trồng nêu trên, dinh dƣỡng khoáng tuy chiếm phần không lớn (khoảng 8%) nhƣng không thể thiếu cho việc tạo thành các hợp chất có từ 4 yếu tố hóa học trở lên, trong đó có protein là chất biểu hiện của sự sống trong cây (Gross,1977). Để bộ máy quang hợp hoạt động bình thƣờng, cây cần đƣợc cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dƣỡng khoáng thiết yếu. Các nguyên tố khoáng này có 3 vai trò cơ bản: tham gia xây dựng cấu trúc của bộ máy quang hợp; tham gia vào các quá trình chuyển hóa năng lƣợng ánh sáng thành năng lƣợng hóa học; tham gia vào sự điều tiết các hoạt động của hệ enzym quang hợp trong lục lạp (Hoàng Minh Tấn và Nguyễn Quang Thạch, 2006). Không những vậy các nguyên tố khoáng ngoài C, H, O còn có vai trò không thể thay thế là nguồn cung cấp các nguyên tố cấu tạo khác (N, P, Ca, Mg, S ) (Gross,1977). Vì vậy việc cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dƣỡng khoáng cho cây là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong trồng trọt. Sở dĩ việc cung cấp các chất dinh dƣỡng khoáng thiết yếu, đặc biệt là các chất đa lƣợng, có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng với những vai trò cụ thể (Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa, 2005; Nguyễn Nhƣ Hà, 2010) sau đây: - Đạm là chất không thể thiếu đối với các cơ thể sinh vật nói chung và đối 11
  28. với cây trồng nói riêng; đạm là yếu tố chính, yếu tố quyết định sự sinh trƣởng, phát triển và năng suất của cây. Do đạm là thành phần cơ bản và thƣờng chiếm 15 - 17% của chất protein - chất biểu hiện của sự sống. Không có N thì không có protein và cũng không có sự sống, vì vậy cây không có đạm thì cây sẽ chết. Đạm có trong nhiều hợp chất hữu cơ, rất cơ bản và rất cần thiết cho sự sinh trƣởng và phát triển của cây: Diệp lục, các axit nucleic (ADN và ARN), các loại men, bazơ có đạm, một số hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Đạm là yếu tố cơ bản của quá trình đồng hoá các bon vì nằm trong thành phần của diệp lục, đạm có tác dụng kích thích sự phát triển của bộ rễ và việc hút các yếu tố dinh dƣỡng khác của cây. - Lân là một trong những chất cần thiết bậc nhất của quá trình trao đổi chất của thực vật, do có ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình phân chia tế bào, tạo thành chất béo và protein. Lân thúc đẩy sự phát triển bộ rễ, đặc biệt là các rễ bên và lông hút (là bộ phận trực tiếp hấp thu dinh dƣỡng của cây), kích thích sự hình thành nốt sần ở cây bộ đậu. Lân cũng là yếu tố của sự sinh trƣởng và phát triển của cây, đủ lân hạn chế tác hại của việc thừa N, tăng khả năng hút N cho cây, cây sẽ sinh trƣởng và phát triển tốt hơn, thúc đẩy việc ra hoa và hình thành quả ở cây, làm quả mau chín. Cây trồng đƣợc cung cấp đủ lân sẽ có tỷ lệ năng suất thƣơng phẩm (hạt, quả ) cao hơn trong tổng năng suất sinh vật, có hàm lƣợng đạm protein tăng lên nhiều còn N không protein giảm xuống rất thấp do đó phẩm chất hạt tăng lên, ăn ngon hơn. Lân là yếu tố quyết định phẩm chất hạt giống do làm cho hạt giống có tỷ lệ nảy mầm cao, hạt đầy đặn (mẩy), vỏ có màu sắc đẹp hấp dẫn. Lân còn có tác dụng tạo cho cây có khả năng điều hoà những sự thay đổi về phản ứng môi trƣờng nhờ sự chuyển hóa của 2 dạng phốt phát hoá trị 1 và 2 tồn tại ở trong cây (thay đổi hoá trị), giúp cây tăng các khả năng chống chịu với điều kiện bất thuận nhƣ: khả năng chịu rét, chịu hạn và khả năng chống chịu sâu bệnh hại cây trồng. - Kali tham gia rất tích cực vào quá trình quang hợp, tổng hợp các chất hydratcácbon hay gluxit của cây nên các cây lấy bột, lấy đƣờng, lấy sợi có nhu cầu K cao. Kali điều tiết các hoạt động sống của cây, tham gia vào quá trình phân chia tế bào; tăng cƣờng khả năng hút các chất dinh dƣỡng khác, làm giảm tác hại của việc thừa N, tăng khả năng chống đổ và chống chịu các điều kiện khí hậu bất thuận, chống chịu sâu, bệnh hại cây. Kali có ảnh hƣởng nhiều tới chất lƣợng sản phẩm của cây trồng, làm tăng hàm lƣợng đƣờng, tinh bột, số lƣợng và chất lƣợng sợi, chất lƣợng thƣơng phẩm của các nông sản 12
  29. 2.2.1.2. Khái niệm, vai trò của bón phân cân đối và hợp lý trong trồng trọt Để phát triển bình thƣờng, cây trồng cần có một tỷ lệ xác định các nguyên tố cần thiết cho quá trình sống. Các công trình nghiên cứu về sinh lý thực vật đã chứng minh khi tỷ lệ các chất dinh dƣỡng đạt mức cân bằng tối thích thì cây trồng có năng suất cao nhất (Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa, 2005). Cây trồng lấy các nguyên tố dinh dƣỡng khoáng thiết yếu chủ yếu từ đất, tuy nhiên trữ lƣợng và khả năng cung cấp dƣới dạng dễ tiêu đối với cây của các chất này có trong đất lại có hạn, đặc biết đối với các loại đất nghèo dinh dƣỡng. Để duy trì các hoạt động sống và tạo năng suất, cũng nhƣ các cây trồng khác cây ngô chủ yếu phải lấy các chất dinh dƣỡng từ đất. Theo Xayơ (1955), Đinh Thế Lộc và cs. (1997) ở Mỹ, cây ngô hút hầu hết các chất dinh dƣỡng có trong lớp đất canh tác. Tuy nhiên thực tế cho thấy dù hàm lƣợng N, P, K tổng số có trong đất đều rất giàu, nhƣng hàm lƣợng dễ tiêu của chúng ở trong đất chỉ có đủ để cây tạo ra năng suất 3,5 tấn/ha, nếu không bón thêm phân cho cây, chỉ có thể đạt năng suất khoảng 3,5 tấn/ha, dù ngƣời sản xuất có sử dụng giống mới và áp dụng đầy đủ các biện pháp kỹ thuật tiên tiến. Do đó trong trồng trọt cần bón phân để cung cấp đủ nhu cầu dinh dƣỡng cho cây là rất cần thiết. Nghiên cứu và thực tiễn sản xuất trong và ngoài nƣớc đều cho thấy bón phân là cơ sở cho các biện pháp kỹ thuật trồng trọt khác (giống, làm đất, BVTV ) phát huy hiệu quả, là biện pháp kỹ thuật duy nhất trực tiếp cung cấp các nguyên tố dinh dƣỡng khoáng cho cây trồng (Gros, 1977; Nguyễn Xuân Hiển và cs., 1977), có ảnh hƣởng lớn nhất, quyết định nhất đến năng suất, thu nhập và lợi nhuận của sản xuất (Gros, 1977; Nguyễn Xuân Hiển và cs., 1977; Vũ Hữu Yêm, 1995; Nguyễn Nhƣ Hà, 2010; Mineev, 1990). Theo số liệu thống kê, năng suất và sản lƣợng các cây trồng chính tại Việt Nam có mối quan hệ chặt chẽ với lƣợng phân bón sử dụng (Bảng 2.3). Tuy nhiên để phân bón có đƣợc hiệu quả cao, cần bón phân cân đối cho cây trồng. Bón phân cân đối trong trồng trọt tuy là một khái niệm rất tƣơng đối và biến động nhƣng có thể hiểu là: phối hợp sử dụng các nguồn (loại, dạng) phân bón, bao gồm phân hóa học, phân hữu cơ để đảm bảo không chỉ cung cấp đủ (về chủng loại, số lƣợng), kịp thời các chất dinh dƣỡng khoáng thiết yếu theo yêu cầu của cây trồng (lƣợng, tỷ lệ trong quá trình sinh trƣởng) mà còn phải phù hợp 13
  30. với đặc điểm và khả năng cung cấp dinh dƣỡng của đất, điều kiện thời tiết, khí hậu và các biện pháp kỹ thuật trồng trọt để vừa đạt đƣợc năng suất cây trồng cao, phẩm chất nông sản tốt vừa ổn định và cải thiện đƣợc độ phì nhiêu đất, không gây hại môi trƣờng sinh thái. Bảng 2.3. Sử dụng phân bón và năng suất cây trồng ở Việt Nam Đơn vị: 1000 tấn N + P2O5 + K2O Tiêu thụ phân bón Năng suất cây trồng, (tấn/ha) Năm Toàn cầu Việt Nam Lúa Ngô Cà phê Chè 1961 31.182 89 1,34 1965 47.003 78 1,90 1970 69.308 311 2,01 1975 91.399 330 2,12 1,15 1980 116.720 155 2,08 1,10 2,01 1985 129.490 469 2,78 1,48 2,43 1990 137.829 560 3,19 1,55 0,77 2,41 1995 129.681 1.224 3,68 2,11 1,16 2,71 2000 135.198 2.267 4,24 2,75 1,42 3,58 2005 161.358 1.985 4,89 3,60 1,56 4,51 2010 163.500 2.582 5,34 4,11 1,98 6,42 2011 172.600 2.935 5,53 4,29 2,04 7,03 2012 176.600 2.774 5,66 4,32 1,97 7,80 2012 vs 566 3.116 422 375* 255 388 1961, % * So với năm 1970; So với năm 1990; So với năm 1980 Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2013) Bón phân cân đối đáp ứng đƣợc tối thiểu 3 yêu cầu: Bón đúng về các yếu tố dinh dƣỡng cây cần, bón đủ về liều lƣợng và phải bón phù hợp về tỷ lệ các nguyên tố dinh dƣỡng đó. Bón phân cân đối không có nghĩa là cung cấp cho cây các yếu tố dinh dƣỡng bằng nhau về khối lƣợng. Hơn thế về khía cạnh môi trƣờng, bón phân còn là sự can thiệp mạnh và phải là tích cực của con ngƣời vào vòng tuần hoàn các chất dinh dƣỡng trong tự nhiên nhằm tạo lập sự cân bằng dinh dƣỡng có lợi nhất hiệu quả nhất cho sản xuất nông nghiệp, đồng thời tạo khả năng cải thiện độ phì nhiêu đất, không ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng để phát triển bền vững. Yếu tố tác động trực tiếp tới năng suất cây trồng là sự hấp thu các chất dinh 14
  31. dƣỡng từ đất và phân bón, sự hấp thu dinh dƣỡng này phụ thuộc vào hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng có trong đất không chỉ về trị số tuyệt đối và sự thay đổi nồng độ của từng chất mà còn phụ thuộc vào quan hệ tƣơng tác và đối kháng giữa ion này với ion khác ở trong đất. Khi bón phân cân đối, đảm bảo cho các yếu tố dinh dƣỡng tác động lên cây trồng và tác động lẫn nhau một cách tốt nhất. Các yếu tố dinh dƣỡng cũng có mối tác động qua lại, khi thì tƣơng hỗ, lúc lại đối kháng và có mối liên quan rất chặt với độ phì nhiêu tự nhiên/loại đất. Với đất phù sa, giầu kali, giá trị hiệu lực tƣơng hỗ N-K và NP-NPK chỉ đạt khoảng 0,3 - 0,5 tấn thóc/ha hay 0,5 - 1,0 tấn ngô/ha; song trên đất cát biển, đất bạc màu, giá trị tƣơng hỗ có thể đạt tƣơng ứng 1,0 - 1,5 tấn thóc/ha và 3 - 4 tấn ngô hạt/ha (bảng 2.4). Bảng 2.4. Mối quan hệ N-K và loại đất Bội thu do bón K Loại đất Ngô Lúa tấn/ha % tấn/ha % Phù sa sông Hồng 0,95 33,0 0,23 5,0 Phù sa sông cửu Long - - 0,45 11,0 Bạc màu 3,76 83,5 1,05 46,0 Đất xám 1,17 47,0 1,20 41,0 Đất đỏ vàng trên Granit 0,39 7,0 - - Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2003) Mối quan hệ tƣơng hỗ và đối kháng còn thể hiện ở các liều lƣợng khi áp dụng. Với liều lƣợng thấp và tối ƣu, các mối quan hệ giữa N-P-K là tƣơng hỗ, song khi vƣợt quá ti lệ thích hợp, chúng trở nên đối kháng. Đây cũng chính là cơ sở khoa học để bón kali nhằm hạn chế lốp đổ hoặc tăng khả năng chịu lạnh khi bón quá dƣ thừa đạm. Trong mối quan hệ này, kali đã làm tăng hệ số sử dụng đạm của cây lúa. Không bón kali hệ số sử dụng đạm chỉ đạt 15 - 30%, trong khi có bón kali hệ số này tăng lên đến 39 - 49%. Nhƣ vậy, trong nhiều trƣờng hợp năng suất tăng không hẳn là do bón kali mà là kali đã có tác dụng tƣơng hỗ, làm cây hút đƣợc nhiều đạm và các chất dinh dƣỡng khác từ đất và phân bón. Ngƣợc lại dù bón đủ đạm mà thiếu lân và kali (không cân đối) trong thời gian dài, làm cho năng suất ngô giảm đi rõ rệt (bảng 2.5). 15
  32. Bảng 2.5. Bón phân cân đối với năng suất ngô tại Mỹ Năng suất, tấn/ha Năm Giảm năng suất, N-P-K (168-74-139) N(168) tấn/ha 1974 9,48 9,16 0,32 1975 9,35 8,72 0,63 1976 9,98 7,28 2,70 1977 9,60 5,02 4,58 1978 8,41 6,53 1,88 1979 9,98 2,32 7,66 1980 7,66 0,82 6,84 1981 11,93 3,26 8,67 1982 11,42 1,44 9,98 1983 7,85 1,32 6,53 1984 11,55 2,01 9,54 Tổng sản lƣợng mất trong 11 năm, tấn/ha 59,33 Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2003) Kết quả tổng kết của FAO trên phạm vi toàn thế giới cho thấy có ít nhất 10 nguyên nhân chính làm giảm hiêu lực phân bón, trong đó bón phân cân đối giữ vai trò quan trọng nhất, có thể làm giảm tới 50% cho cùng một lƣợng bón (Nguyễn Văn Bộ, 2003; Nguyễn Nhƣ Hà và Lê Bích Đào, 2010). Bón phân cân đối có quan tâm tới tính kinh tế của sử dụng phân bón (giá phân bón, giá nông sản) sẽ đem lại lợi nhuận tối đa cho sản xuất nông nghiệp tạo ra tính hợp lý cho sử dụng phân bón. Do không chỉ phát huy tối đa hiệu quả của độ phì nhiêu tự nhiên, cùng tất cả các nhân tố hợp thành khả năng sản xuất thực tế của đất mà còn giảm thiểu các chi phí cho việc sử dụng phân bón, hóa chất BVTV (Gros, 1977; Nguyễn Xuân Hiển và cs., 1977; Mineev, 1990; Nguyễn Nhƣ Hà, 2010). Khi nói về vai trò của bón phân hợp lý trong trồng trọt, giáo sƣ viện sĩ Viện hàn lâm Nông nghiệp Pháp A. Gros đã viết: Điều quan trọng nhất đối với sản xuất nông nghiệp là hiệu quả kinh tế cao, giữa 2 thái cực: không ngừng tìm kiếm những năng suất cao với bất cứ giá nào và giảm bừa bãi chi phí vật chất trong trồng trọt, may sao có một giải pháp để dung hòa là bón phân hợp lý, cho phép hạn chế chi phí trồng trọt ở đúng mức có lãi nhất (Gros, 1977; Nguyễn Xuân Hiển và cs., 1977). 16
  33. 2.2.1.3. Điều kiện cho việc bón phân cân đối trong trồng trọt Trong thực tế sản xuất, bón phân trong trồng trọt không chỉ liên quan đến phân bón, cây trồng mà phải gắn liền với đất đai, khí hậu và các biện pháp kỹ thuật canh tác cụ thể. Vì cây trồng thƣờng lấy phần khá lớn các chất dinh dƣỡng từ đất, trong khi đó khả năng cung cấp các chất dinh dƣỡng của đất cho cây trồng rất khác nhau tùy thuộc loại đất, loại phụ của đất Để bón phân đạt hiệu quả cao và an toàn, ngoài sự hiểu biết về phân bón về nhu cầu của cây trồng còn cần phải biết khả năng cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng của đất (dinh dƣỡng khoáng trong đất). Không những vậy, nhu cầu dinh dƣỡng khoáng của các loại cây trồng và khả năng cung cấp dinh dƣỡng khoáng của các loại đất cho cây trồng lại còn bị tác động mạnh của các điều kiện thời tiết, khí hậu và các biện pháp kỹ thuật áp dụng cho cây trồng đƣợc bón phân. Vì vậy, để bón phân cân đối trong trồng trọt cần hiểu biết không chỉ về cây trồng, phân bón mà còn về đất trồng và mối quan hệ qua lại, phức tạp của hệ thống cây trồng - đất - phân bón - khí hậu - kỹ thuật canh tác (Nguyễn Nhƣ Hà, 2010). Thiếu những hiểu biết đầy đủ về từng yếu tố và mối quan hệ phức tạp nhƣng biện chứng của hệ thống cây trồng - đất - phân bón - khí hậu và kỹ thuật trồng trọt trong sản xuất nông nghiệp, không thể tạo cho cây trồng đạt năng suất cao, phẩm chất tốt, an toàn môi trƣờng (Nguyễn Nhƣ Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013; Nguyễn Nhƣ Hà, 2014). Trong những nhân tố ảnh hƣởng tới việc bón phân cân đối, đất có vai trò đặc biệt quan trọng. Vì cây trồng thu hút chất dinh dƣỡng chủ yếu từ đất và thƣờng phải thông qua môi trƣờng đất, phân bón mới phát huy tác dụng. Trong cung cấp dinh dƣỡng khoáng hợp lý cho cây trồng, đất với phân bón là một thể thống nhất, không thể thiếu hiểu biết về đất để bón phân hợp lý. Vì tất cả các tính chất đất đều có khả năng ảnh hƣởng tới chuyển hoá của phân bón trong đất và việc bón phân cân đối cho cây trồng. Các biện pháp kỹ thuật canh tác nhƣ: làm đất, gieo trồng, mật độ và khoảng cách, thời vụ, chăm sóc (vun xới, trừ cỏ, phong trừ dịch hại ) ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, phát triển và khả năng hấp thu dinh dƣỡng của cây nên ảnh hƣởng lớn đến việc bón phân cho cây trồng. Kỹ thuật canh tác càng cao, làm cho cây lợi dụng đƣợc phân bón tốt hơn, hiệu quả phân bón càng cao. Do đó, biện pháp kỹ thuật canh tác và đặc điểm kỹ thuật canh tác cây trồng đƣợc bón phân 17
  34. ảnh hƣởng lớn đến việc bón phân. Đây cũng là nhân tố ảnh hƣởng lớn tới khả năng sử dụng phân bón mà ngƣời sản xuất dễ dàng tác động trong thực tế. Kỹ thuật canh tác đƣợc áp dụng trong sản xuất càng cao, càng tạo điều kiện để có thể sử dụng những lƣợng phân bón, cân đối, tối ƣu kinh tế trong trồng trọt nhằm tăng sức sản xuất thực tế của đất, nâng cao thu nhập và lãi cho sản xuất. 2.2.2. Nghiên cứu bón phân cho ngô ở trong và ngoài nƣớc 2.2.2.1. Nghiên cứu bón phân cho ngô ở ngoài nước Theo Dauphin (1985) để tạo ra mỗi một tấn hạt, cây ngô hút 23 - 24 kg N, 6,5 - 11 kg P2O5 và 14 - 42 kg K2O/ha từ đất. Yêu cầu dinh dƣỡng thay đổi khác nhau tuỳ thuộc vào giống và mức năng suất đƣợc tạo ra. Muốn năng suất ngô cao không thể thiếu đƣợc sự cung cấp dinh dƣỡng thật đầy đủ (Subandi et al., 1998). Theo Viện Lân - Kali Atlanta (1996) để tạo ra 10 tấn ngô hạt/ha, cây ngô lấy đi một lƣợng dinh dƣỡng nhƣ ở bảng 2.6. Bảng 2.6. Lƣợng dinh dƣỡng cây hút đất và phân bón (kg/ha) Năng suất Chỉ tiêu N P2O5 K2O Mg S % chất khô Hạt (10 tấn) 190 78 54 18 16 9.769 52,0 Thân lá cùi 79 33 215 38 18 8.955 48,0 Tổng số 269 111 269 56 34 18.724 100,0 Nguồn: Dẫn theo Trần Hữu Miện (1987) Theo Thomas et al. (2001) lƣợng dinh dƣỡng mà ngô hút nhƣ sau: Ngô lai năng suất 4,5 tấn/ha tổng lƣợng hút 115 kg N, 20 kg P2O5, 75 kg K2O, 9 kg Ca, 16 kg Mg, 12 kg S/ha. Bugai (1995) làm thí nghiệm ở Trạm Nghiên cứu Nông nghiệp Khaccop trong 7 năm liên tục cho thấy bón 20 tấn phân chuồng cho 1 ha đã làm tăng năng suất ngô trung bình 14,8 tạ/ha so với không bón. Thí nghiệm ở Trƣờng Đại học Nông nghiệp Ucraina trong 6 năm liên tục cũng bón lƣợng phân chuồng nhƣ trên đã làm tăng năng suất ngô trung bình 12,6 tạ/ha. Thí nghiệm ở Polecki bón 20 tấn phân chuồng cho 1 ha làm tăng năng suất ngô là 11,6 tạ, còn khi bón 30 – 40 tấn phân chuồng làm tăng năng suất ngô là 18,6 tạ/ha (dẫn theo Nguyễn Xuân Trƣờng, 2000). Tuy nhiên, hiệu lực bón đặc biệt cao khi bón phối hợp giữa phân hữu cơ và vô cơ. Cũng theo kết quả nghiên cứu 6 năm liền của trƣờng Đại học Nông nghiệp 18
  35. Ucranina cho thấy bón 20 tấn phân chuồng, 30 kg N, 30 kg P2O5, 30 kg K2O vào trƣớc lúc cày đất cho năng suất 53,3 tạ/ha (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003). Smaraep đã tổng kết việc bón phân cho ngô ở Mỹ cho thấy muốn thu hoạch 36 tạ/ha cần bón khoảng 134 kg N, 33,6 kg P2O5+ và 112 kg K2O (dẫn theo Trần Hữu Miện,1987). Mức bón phân đƣợc khuyến cáo cho ngô ở Đài Loan là 175 kg N + 95 kg P2O5 + 70 kg K2O/ha (Shan, 1994). Ở tỉnh Jinlin - Trung Quốc, bón 150 - 169 kg K2O tăng năng suất ngô 1,2 - 1,6 tấn/ha (tăng 12 - 21%). Ở tỉnh Liaoning, trên nền NP bón 112,5 kg K2O/ha tăng năng suất ngô 17,3 - 23,2%, bón 225 K2O/ha tăng năng suất ngô 20,1 - 26,2 % (Lei et al., 2000). 2.2.2.2. Nghiên cứu bón phân cho ngô ở trong nước Để tạo ra 1 tấn ngô hạt trong vụ đông ở miền Bắc cần 25 – 28 kg N, ở vụ xuân 28 – 32 kg N, ở vụ hè thu 32 – 35 kg N, ở thu đông 30 – 32 kg N. (Trần Hữu Miện, 1987). Theo Đƣờng Hồng Dật (2008), trung bình với năng suất 60 tạ ngô hạt/ha, cây ngô lấy từ đất 155kg N, 60kg P2O5, 115kg K2O. Các giống ngô có thời gian sinh trƣởng trung bình và muộn trồng trên đất bạc màu lƣợng phân bón thích hợp là: 8-10 tấn phân chuồng, 150 – 180 kg N, 70- 90 kg P2O5, 120 – 150 kg K2O/ha. Theo Phạm Kim Môn (1991), với ngô đông trên đất phù sa sông Hồng liều lƣợng phân bón thích hợp là: 150 – 180 kg N, 90 kg P2O5, 50 – 60 kg K2O/ha. Trên đất phù sa sông Hồng liều lƣợng bón phân cho ngô đạt năng suất cao là: 180 N – 60 P2O5 – 120 K2O; ở Duyên hải miền Trung: 120 N – 90 P2O5 – 60 K2O; ở miền Đông Nam bộ: 90 N – 90 P2O5 – 30 K2O; ở Đồng bằng sông Cửu Long: 150 N – 50 P2O5 – 0 K2O (Ngô Hữu Tình, 1995) Lƣợng phân bón thích hợp cho ngô ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Hà Giang) là 120 kg N – 60 kg P2O5 – 50 kg K2O/ha cho các giống thụ phấn tự do và 150 kg N – 60 kg P2O5 – 50 kg K2O/ha cho các giống lai (Nguyễn Văn Bào, 1996). Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam (Đỗ Trung Bình, 2000) cho biết, liều lƣợng phân bón cho 1 ha ngô ở vùng Đông Nam bộ và Tây Nguyên là: 120 kg N – 90 kg P2O5 – 60 kg K2O cho vụ hè thu, còn vụ thu đông (vụ 2) có thể tăng lƣợng K2O lên 90 kg (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003). 19
  36. Trên đất xám của vùng Đông Nam bộ, kết quả nghiên cứu của Trần Thị Dạ Thảo và Nguyễn Thị Sâm (2002), liều lƣợng phân bón cho ngô có hiệu quả kinh tế cao nhất là 180 kg N – 80 kg P205 – 100 kg K2O/ha (giống LVN99) (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2003). Lƣợng phân bón thích hợp cho ngô lai trên đất phù sa cổ ở duyên hải Trung bộ trong vụ đông xuân là 10 tấn phân chuồng + 150 - 180 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K2O/ha, cần 22,6 – 28,8 kg N/1 tấn ngô hạt; vụ hè thu bón 10 tấn phân chuồng + 150 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K20/ha, cần 27,9 – 28,4 kg N/1tấn ngô hạt (Trần Văn Minh, 2004). Nguyễn Thế Hùng (1996) cho rằng trên đất bạc màu vùng Đông Anh – Hà Nội, giống ngô LVN10 có phản ứng rất rõ với phân bón ở công thức bón 120 kg N – 120 kg P2O5 – 120 kg K2O/ha và cho năng suất hạt gấp 2 lần so với công thức đối chứng không bón phân. Cũng theo tác giả thì trên đất bạc màu, hiệu suất của 1 kg NPK là 8,7 kg, 1 kg N là 11,3 kg, 1 kg P2O5 là 4,9 kg, 1 kg K2O là 8,5 kg. Theo hƣớng dẫn của Cục Trồng trọt (2006) để đạt năng suất ngô trên 7 tấn/ha ở các tỉnh miền Bắc, thì lƣợng phân cần bón nhƣ sau: - Đối với loại đất tốt: 10 - 15 tấn phân chuồng; 150 - 180 kg N; 100 - 120 kg P2O5; 80 - 100 kg K2O/ha. - Đối với đất trung bình: 10 - 15 tấn phân chuồng; 180 - 200 kg N; 120 - 140 kg P2O5; 100 - 120 kg K2O/ha. Nguyễn Văn Bộ (2007) cho rằng lƣợng phân bón cho ngô tuỳ thuộc vào đất, giống ngô và thời vụ. Giống có thời gian sinh trƣởng dài hơn, có năng suất cao hơn cần phải bón lƣợng phân cao hơn. Đất chua phải bón nhiều lân hơn, đất nhẹ và vụ gieo trồng có nhiệt độ thấp cần bón nhiều kali hơn. Cụ thể trên đất xám bạc màu đối với giống chín sớm cần bón: 8 – 10 tấn phân chuồng; 120 – 150 kg N, 70 – 90 kg P2O5, 100 – 120 kg K2O/ha; đối với giống chín trung bình và chín muộn cần bón: 8 – 10 tấn phân chuồng; 150 – 180 kg N, 70 – 90 kg P2O5, 120 – 150 kg K2O/ha. Ngô Hữu Tình (2003) cũng cho rằng liều lƣợng và tỷ lệ phân bón cho ngô khác nhau trên các loại đất khác nhau. Trên đất xám bạc màu cần bón 100 kg N – 100 kg P2O5 – 150 kg K2O/ha với tỷ lệ là 1:1:1,5. Theo Nguyễn Văn Bộ (2007) bón cân đối N, K cho ngô có hiệu lực cao hơn nhiều so với bón cho lúa. Bội thu do bón phân cân đối (trung bình của nhiều 20
  37. lƣợng bón N) có thể đạt 33 tạ/ha trên đất phù sa sông Hồng, 37,7 tạ/ha trên đất bạc màu, 11,7 tạ/ha trên đất xám, 3,9 tạ/ha trên đất đỏ vàng. Xét về hiệu quả kinh tế thì bón phân cân đối cho ngô trên đất bạc màu, đất xám có hiệu quả kinh tế hơn đất phù sa và đỏ vàng. Bảng 2.7. Hiệu quả bón phân cân đối cho ngô Số kg ngô thu đƣợc từ 1kg phân Hệ số lãi Công thức bón nguyên chất Đất phù sa Đất bạc màu Đất phù sa Đất bạc màu NP 11,2 0,05 2,47 0 NPK 11,0 12,6 2,80 3,2 Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2007) Bón từng loại phân riêng rẽ hiệu lực không cao không đạt năng suất tối đa, bón kết hợp thì hiệu lực phân bón tăng và cho năng suất cao rõ rệt và cao hơn cả hiệu lực của mỗi loại phân bón (Nguyễn Văn Bộ, 2007). Bón cân đối phân vô cơ – hữu cơ cho ngô cũng rất quan trọng. Phân chuồng rất tốt cho ngô, song không bón phân khoáng, đặc biệt là đạm thì hiệu lực của phân chuồng cũng rất thấp. Chỉ bón phân chuồng, hiệu quả đạt 30 kg ngô/tấn phân chuồng, còn nếu bón kết hợp với N thì hiệu suất tăng lên 126 kg ngô hạt/tấn phân chuồng (Nguyễn Văn Bộ, 2007). Bảng 2.8. Cân đối dinh dƣỡng cho ngô trên đất phù sa sông Hồng Hiệu quả kinh tế Công thức Năng suất Bội thu (kg ngô/kg dinh dƣỡng Hệ số lãi bón (tạ/ha) (tạ/ha) nguyên chất) Không bón 4,5 - - - N 14,8 10,3 8,6 1,98 NP 28,0 23,5 11,2 2,47 K 4,5 0 0 0 NK 21,3 16,8 8,0 2.25 NPK 37,5 33,0 11,0 2,80 Nguồn: Nguyễn Văn Bộ (2007) Theo Nguyễn Văn Bộ (1993) hiệu lực phân lân trên đất bạc màu thƣờng chỉ đạt 20- 30% ở vụ thứ nhất, tuy nhiên ở vụ sau cây có thể hấp thu lân bón từ 21
  38. vụ trƣớc. Tuỳ theo loại đất và cây trồng mà lựa chọn phƣơng pháp sử dụng lân để đạt hiệu quả cao. Sử dụng kali nên chú ý hàm lƣợng kali trong đất, nhu cầu kali của từng loại cây trồng, lƣợng phân hữu cơ và lƣợng đạm sử dụng (Bùi Đình Dinh, 1995). Theo Đỗ Thị Xô và Ngô Xuân Hiền (1992) để tăng năng suất cây trồng và ổn định độ phì nhiêu của đất bạc màu nên dùng 40% - 70% phụ phẩm của cây trồng vụ trƣớc cho cây trồng vụ sau cùng với quy trình bón phân hiện đang đƣợc áp dụng. Bón phụ phẩm có thể giảm bớt một tỷ lệ phân khoáng nhất định mà vẫn không làm giảm năng suất cây trồng. Nâng cao hiệu quả phân khoáng bằng bón kết hợp với phân chuồng tăng hiệu quả sử dụng phân khoáng trên đất bạc màu lên 27 - 33% so với không bón phân chuồng. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu bón phân cho ngô với các giống ngô lai và trình độ thâm canh hiện tại (trong đó có trồng ở mật độ 5,0 vạn cây/ha với khoảng cách hàng 70 cm) trên đất xám bạc màu cho thấy, mức bón phân các phân đa lƣợng thích hợp nhất cho 1 ha ngô (trên nền 10 tấn phân chuồng) là: 135 kg N, 90 kg P2O5, 100 kg K2O, ứng với tỷ lệ N: P2O5: K2O là: 1:0,67: 0,74 (Nguyễn Nhƣ Hà, 2008; Nguyễn Nhƣ Hà và cs., 2011). 2.3. MỐI QUAN HỆ GIỮA MẬT ĐỘ VÀ KHOẢNG CÁCH TRỒNG VỚI SỬ DỤNG PHÂN BÓN TRONG TRỒNG NGÔ 2.3.1. Nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô trong và ngoài nƣớc 2.3.1.1. Nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô ở nước ngoài Trên thế giới mật độ và khoảng cách trồng là vấn đề đƣợc nghiên cứu nhiều và sâu nhất trong các biện pháp kỹ thuật canh tác ngô, đặc biệt là ngô lai. Theo Hallauer (1991), Banzinger et al. (2000) các giống ngô lai mới tạo ra hiện nay có khả năng chịu đƣợc mật độ cao gấp 2-3 lần và có tiềm năng năng suất cao hơn hẳn so với các giống lai tạo ra cách đây 50 năm. Tại Mỹ, giai đoạn trƣớc 1940, khoảng cách giữa các hàng chủ yếu phụ thuộc vào kích thƣớc của ngựa (dùng trong canh tác ngô ở Mỹ thời đó) và khoảng cách thuận lợi cho việc canh tác là 100 - 112 cm. Mật độ và khoảng cách trồng ngô trƣớc năm 1988 ở Mỹ đã đƣợc đánh giá trong cuốn sách “Corn and Corn Improvement” (Sprague and Dudley, 1988). Trong đó ngƣời ta đã nghiên cứu mật độ từ 0,5 đến 24,0 vạn cây/ha với khoảng cách giữa các hàng từ 30 cm đến hơn 200 cm William et al. (2002) đã thí nghiệm với 4 giống ngô khác nhau, 22
  39. tại 6 địa điểm ở vành đai ngô nƣớc Mỹ với 5 mật độ 5,0 – 9,0 vạn cây/ha và khoảng cách hàng là 38 cm, 56 cm và 76 cm đã rút ra các kết luận: năng suất đạt cao nhất ở khoảng cách hàng 38 cm và mật độ 9,0 vạn cây/ha. Kết quả nghiên cứu của Sener ở Đại học Nebraska (Sener et al., 2004) cho thấy: năng suất cao nhất (14 tấn/ha) thu đƣợc ở khoảng cách hàng 45 - 50 cm và mật độ 9,0 – 10,0 vạn cây/ha. Hiện tại ở Mỹ ngô lai đƣợc trồng phổ biến ở mật độ 8,0 - 8,5 vạn cây/ha, khoảng cách hàng là 40, 50 và 75cm; nhiều diện tích đƣợc trồng theo hàng kép với hàng hẹp 18 – 21 cm năng suất cao hơn hẳn so với mật độ và khoảng cách truyền thống (dẫn theo Phan Xuân Hào, 2008). Các nghiên cứu ở Liên Xô và Bungari cho thấy năng suất ngô vẫn tăng khi tăng mật độ đến 10,0 vạn cây/ha với điều kiện đủ ẩm và dinh dƣỡng. Trƣờng hợp đủ ẩm mà không bón phân thì càng tăng mật độ năng suất càng giảm và mật độ tối ƣu không vƣợt quá 4,5 vạn cây/ha. Trƣờng hợp có bón phân không đủ ẩm thì mật độ tăng lên 9,0 – 10,0 vạn cây/ha vẫn cho năng suất cao hơn trƣờng hợp đủ ẩm mà không đủ dinh dƣỡng. Trƣờng hợp không đủ ẩm và dinh dƣỡng thì cho năng suất thấp ở mọi mật độ (Vũ Hữu Yêm, 1975). Tại Thái Lan, trong các năm 1994 và 1995 đã làm thí nghiệm với giống ngô lai DK888 và giống thụ phấn tự do NS1 trên đất 2 vụ, với mật độ 5,33; 8,0 và 10,6 vạn cây/ha. Kết quả năng suất ngô đạt cao nhất ở mật độ 8,0 vạn cây/ha và thấp nhất ở mật độ 5,33 vạn cây/ha (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2008). Theo Barbieri et al. (2000) ở Argentina đã nghiên cứu ảnh hƣởng của khoảng cách hàng 35 cm và 70 cm với cùng mật độ 7,6 vạn cây/ha ở 2 giống ngô lai DK 636 và DK 639 trong 2 năm 1996 và 1997 cho thấy: Trong điều kiện gieo hàng hẹp (35 cm) năng suất cao hơn hẳn so với khoảng cách truyền thống. Tại vùng Simnic, Rumani trong 2 năm 2009 và 2010 nghiên cứu về mật độ gieo trồng với các giống ngô lai và 3 mật độ: 40.000 cây/ha, 50.000 cây/ha và 60.000 cây/ha. Kết quả cho thấy mật độ gieo trồng 60.000 cây/ha cho năng suất cao nhất 8190 kg/ha, tiếp theo là mật độ 50.000 cây/ha năng suất đạt 7570 kg/ha và cuối cùng là mật độ 40.000 cây/ha năng suất đạt 7430 kg/ha (Borleanu, 2010). Việc tăng năng suất ở khoảng cách hàng hẹp so với hàng rộng, đặc biệt ở mật độ cao, đƣợc giải thích là do tiếp nhận năng lƣợng mặt trời tốt hơn, giảm bốc hơi nƣớc bề mặt hạn chế cỏ dại phát triển do sớm che phủ mặt đất. Prasad and Krishnamarthy (1990) cũng cho rằng tăng mật độ làm cho năng suất hạt tăng, 23
  40. nguyên nhân do diện tích lá cao hơn đặc biệt lá ở tầng trên, những lá dƣới mọc thẳng hơn và không ảnh hƣởng tới lá trên. 2.3.1.2. Nghiên cứu về mật độ và khoảng cách trồng ngô ở Việt Nam Giải quyết tốt vấn đề mật độ là giải quyết mối quan hệ giữa sinh trƣởng và phát triển của từng cá thể và quần thể cây ngô nhằm tạo điều kiện cho quần thể cây ngô khai thác tốt nhất khoảng không gian (ánh sáng, không khí) và mặt đất (nƣớc và dinh dƣỡng khoáng) để thu đƣợc năng suất cao nhất (Đinh Thế Lộc và cs., 1997). Xác định mật độ thích hợp cho mỗi loại cây là biện pháp kỹ thuật quan trọng trong tăng năng suất và hiệu quả kinh tế cao (Tạ Thu Cúc và cs., 2000). Theo Đinh Thế Lộc và cs (1997), Nguyễn Thế Hùng (2001) những cơ sở để xác định mật độ trồng ngô là: đặc điểm sinh học của giống ngô (thời gian sinh trƣởng, chiều cao cây, đặc điểm lá); thời vụ (mỗi vùng sinh thái thích hợp với một số thời vụ); khả năng cung cấp nƣớc (lƣợng mƣa, chế độ tƣới); khả năng cung cấp dinh dƣỡng khoáng (độ phì đất, phân bón) cho cây. Xác định khoảng cách, mật độ cho một giống là điều khiển sự sinh trƣởng của cá thể và quần thể, làm cho cây lợi dụng tốt nhất các điều kiện dinh dƣỡng, nƣớc trong đất và ánh sáng mặt trời. Khoảng cách, mật độ phụ thuộc vào đặc điểm của giống, thời vụ trồng và phân bón (Tạ Thu Cúc và cs., 2000). Khái niệm mật độ khoảng cách thích hợp có thể hiểu là sự lựa chọn khoảng cách trồng phù hợp để cây ngô trên ruộng sinh trƣởng phát triển tốt, ít bị nhiễm sâu bệnh, thu đƣợc năng suất cao nhất trên một đơn vị diện tích (Nguyễn Thế Hùng, 2001). Ở Việt Nam, có nhiều nghiên cứu về mật độ và khoảng cách gieo trồng ngô đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu từ rất sớm. Chúng ta luôn có quan niệm: Mật độ trồng gắn liền với đặc điểm của giống, điều kiện sinh thái và mùa vụ, khả năng đầu tƣ của nông dân ở từng vùng cụ thể (Ngô Hữu Tình, 1987). Những năm 1984 – 1986, Trung tâm Nghiên cứu ngô sông Bôi đã trồng giống ngô MSB49 ở các mật độ 9,52 vạn cây/ha (70x15 cm), 7,14 vạn cây/ha (70x20 cm) và 5,7 vạn cây/ha (70x25 cm) với mức phân bón 120 N: 80 P2O5: 40 K2O kg/ha. Kết quả cho thấy: ở mật độ 9,52 vạn cây/ha cho năng suất cao nhất (55,30 tạ/ha) và ở mật độ 5,7 vạn cây/ha cho năng suất thấp nhất. Tuy nhiên, sự sai khác về năng suất giữa các công thức không đáng kể (Ngô Hữu Tình, 1987). Để tăng mật độ từ trƣớc đến nay ở Việt Nam thƣờng chỉ quan tâm giảm 24
  41. khoảng cách giữa các cây trong 1 hàng trên cơ sở cố định khoảng cách hàng (Phan Xuân Hào, 2008). Các nhà khoa học đã đi đến thống nhất khoảng cách tốt nhất giữa các hàng trong trồng ngô là 70 cm, có xu hƣớng cố định khoảng cách giữa các hàng, điều chỉnh thay đổi mật độ giữa các cây trong hàng (Nguyễn Thế Hùng, 2001). Điều đáng nói ở đây là các nghiên cứu về khoảng cách hàng chƣa đƣợc thực hiện ở ta, kể cả giống thụ phấn tự do và giống lai, mà chỉ dựa theo khuyến cáo của CIMMYT là 70 – 75 cm (Phan Xuân Hào, 2008). Quy trình kỹ thuật thâm canh ngô lai chƣa dựa trên cơ sở nghiên cứu trong thực tế cho phù hợp với điều kiện cụ thể của từng vùng sinh thái trồng ngô. Mật độ, cũng khuyến cáo dựa vào thời gian sinh trƣởng, mùa vụ, đặc điểm hình thái nhƣ chiều cao cây, bộ lá (dài ngày, cao cây, lá rậm thì trồng thƣa; ngắn ngày, thấp cây, lá thoáng hoặc đứng thì trồng dày, mà chƣa có một nghiên cứu cụ thể về các vấn đề trên ở điều kiện nƣớc ta (Phan Xuân Hào, 2008). Quy trình trồng ngô trƣớc năm 2006 ở Việt Nam đƣợc khuyến cáo với mật độ 4,8 - 6,2 vạn cây/ha và khoảng cách hàng cố định là 70 cm (Cục trồng trọt, 2006). Đến năm 2006, Bộ Nông nghiệp đã ban hành hƣớng dẫn quy trình kỹ thuật thâm canh ngô lai đạt năng suất trên 7 tấn/ha ở các tỉnh miền bắc (Cục Trồng trọt, 2006). Trong đó khuyến cáo, với các giống dài ngày nên trồng với mật độ 5,5 - 5,7 vạn cây/ha, các giống ngắn và trung ngày trồng 6,0 - 7,0 vạn cây/ha với khoảng cách giữa các hàng là 60 - 70 cm. Tuy nhiên, nhiều nơi bà con nông dân chƣa trồng đạt mật độ khuyến cáo, có nơi chỉ đạt khoảng 3,0 vạn cây/ha (một sào Bắc bộ chỉ đạt 1.200 - 1.300 cây). Đây là nguyên nhân chính dẫn đến năng suất ngô trong sản xuất của nƣớc ta chỉ mới đạt 30 – 40 % so với tiềm năng trong thí nghiệm (trong điều kiện thí nghiệm nhiều giống đã đạt năng suất 12 - 13 tấn/ha (Phan Xuân Hào, 2007). Trong các năm 2006 - 2007, Viện Nghiên cứu Ngô nghiên cứu trên các giống ngô lai khác nhau ở 3 vụ trên đất phù sa cho thấy: cùng một mật độ khi khoảng cách hàng hẹp hơn cho năng suất cao hơn; với khoảng cách hàng là 50 cm và mật độ 7,0 – 8,0 vạn cây/ha cho năng suất cao hơn 30 - 35 % so với khoảng cách và mật độ đang đƣợc khuyến cáo là 5,0 vạn cây và 70 cm (Phan Xuân Hào, 2008). Tuy nhiên các thí nghiệm mới chỉ dừng lại ở việc thay đổi mật độ và khoảng cách trồng mà chƣa đề cặp đến sự tƣơng thích giữa mật độ và phân bón (Phan Xuân Hào, 2008). Kết quả của các thí nghiệm trong dự án Quản lý dinh dƣỡng cho ngô theo 25
  42. vùng đặc thù của Viện Dinh dƣỡng cây trồng Quốc tế, Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa Việt Nam, Trƣờng Đại học Cần Thơ và một số viện khác thực hiện từ năm 2005 cho thấy: cùng một mật độ 6,7 vạn cây/ha nhƣng khoảng cách 50 30 cm cho năng suất cao hơn ở khoảng cách 75 20 cm. Tại Hội thảo quốc tế thuộc dự án “Quản lý dinh dƣỡng theo vùng đặc thù cho ngô ở Việt Nam” (7 - 9/8/2006 tại Hà Nội) đã kết luận ở vụ đông xuân 2005 - 2006, tại An Giang và Trà Vinh khi tăng mật độ từ 6,7 vạn cây/ha lên 7,4 vạn cây/ha (ở khoảng cách hàng 75 cm) thì năng suất ngô tăng lên khoảng 0,4 tấn/ha; cùng mật độ 6,7 vạn cây/ha nhƣng khoảng cách 50 cm cho năng suất cao hơn rõ rệt so với khoảng cách 75 cm (Phạm Sỹ Tân và Trịnh Quang Khuông, 2006). Kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Ngô năm 2006 đến 2008 trên đất phù sa đã xác định đƣợc mật độ cho năng suất cao nhất đối với phần lớn các giống thí nghiệm là 8,0 vạn cây/ha và giống LVN10 là 7,0 vạn cây/ha, với khoảng cách hàng 50 cm (hoặc 40 cm). Ở mật độ và khoảng cách này, năng suất các giống cao hơn so với mật độ và khoảng cách đã đƣợc khuyến cao lâu nay (5,7 vạn cây/ha, khoảng cách hàng 70 cm) trung bình 32 % (30 – 35%). Đề tài đã xác định: cùng một mật độ, nhƣng ở khoảng cách hàng hẹp hơn cho năng suất cao hơn với tất cả các giống và mật độ. Tất cả các giống ngô thí nghiệm cho năng suất cao nhất khi trồng với khoảng cách hàng 50 cm (hoặc 40 cm), tiếp đó là 70 cm và thấp nhất là 90 cm ở tất cả các mật độ (Viện Nghiên cứu Ngô, 2009). Tăng mật độ chỉ có hiệu quả cao khi đồng thời thu hẹp khoảng cách hàng. Ƣu thế của khoảng cách hàng hẹp hơn càng rõ khi mật độ tƣơng đối cao. Ở mật độ 5,0 vạn cây/ha, năng suất ở khoảng cách 50 cm vƣợt ở 70 và 90 cm tƣơng ứng 6,0 và 11,9 %; ở 6,0 vạn cây/ha là 8,8 và 17,3 %; ở 7,0 vạn cây/ha là 11,4 và 18,5 %; ở 8,0 vạn cây/ha có chênh lệch lớn nhất với 17,8 và 25,4 % (Viện Nghiên cứu Ngô, 2009). Thí nghiệm cũng theo dõi các chỉ tiêu về thời gian sinh trƣởng, đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu với sâu bệnh và đổ gãy, các yếu tố cấu thành năng suất. Kết quả cho thấy chỉ có chỉ tiêu về chiều cao cây và chiều cao đóng bắp ở khoảng cách hàng 90 cm có xu hƣớng thấp hơn một ít so với các công thức khác nhƣng không có ý nghĩa. Còn các chỉ tiêu khác hầu nhƣ không có sự khác biệt rõ ràng giữa các công thức, kể cả mức độ nhiễm sâu bệnh và đổ gãy. Các chỉ tiêu trên chỉ phụ thuộc vào giống, tức là những giống dễ đổ gãy hay dễ nhiễm sâu bệnh thì ở mật độ và khoảng cách nào cũng bị ảnh hƣởng nặng hơn các giống khác. 26
  43. Phan Xuân Hào (2008) cho rằng nên trồng theo hàng kép với khoảng cách hàng hẹp khoảng 35 cm và khoảng cách hàng rộng dƣới 65 cm, khoảng cách giữa các cây trong hàng khoảng 26 – 28 cm để đạt mật độ từ 7,0 - 7,5 vạn cây/ha. Ở phía Nam, do dùng thuốc trừ cỏ và ít vun xới, khoảng cách hàng rộng có thể khoảng 60 cm, hàng hẹp dƣới 40 cm và khoảng cách cây khoảng 25 cm để đạt mật độ xung quanh 8,0 vạn cây/ha (Viện Nghiên cứu Ngô, 2009). Ở Đông Nam bộ kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Ngô trong 3 năm (2007 - 2009) với 3 giống ngô LVN61, VN8960 và C919 cho thấy tất cả các giống ở mật độ 7,1 vạn cây/ha và khoảng cách hàng 50 cm cho năng suất cao nhất (Viện Nghiên cứu Ngô, 2010). Lê Văn Hải (2011) nghiên cứu với giống ngô lai LVN66 cho thấy ở mật độ 7,1 vạn cây/ha với khoảng cách 50 cm 28 cm cho năng suất cao hơn 46,1 - 57,6 % so với mật độ 5,7 vạn cây/ha với khoảng cách 70 cm 25 cm. Ở cùng khoảng cách hàng (50 cm hoặc 70 cm) năng suất giống LVN66 đạt cao nhất ở mật độ 7,1 vạn cây/ha. Khi thu hẹp khoảng cách hàng từ 70 cm xuống 50 cm, năng suất giống LVN66 tăng 9,3 - 18,6 %. Nghiên cứu của Chu Văn Tiệp (2010) tại nhiều địa phƣơng trong cả nƣớc về “Phƣơng pháp trồng ngô mật độ cao (MĐC)” dựa trên 2 công nghệ mới: “Gieo hạt kết hợp với chỉnh tán cây con” và “đặt bầu kết hợp chỉnh tán”, đã cho phép trồng mọi giống ngô ở MĐC 8,0 – 10,0 vạn cây/ha, cho năng suất tăng 40 - 50 % so trồng 4,5 - 5,5 vạn cây/ha. Phan Xuân Hào (2008) khẳng định sản lƣợng ngô Việt Nam có thể tăng thêm khoảng 1 triệu tấn so với hiện nay mà không cần tăng diện tích, nếu giải pháp trồng theo khoảng cách hẹp đều hoặc hàng kép (dƣới 40 và 70 cm) với mật độ khoảng 7,0 – 8,0 vạn cây/ha đƣợc áp dụng rộng rãi, cùng thực hiện nghiêm túc các giải pháp kỹ thuật khác đã đƣợc khuyến cáo. Tác giả chỉ rõ nguyên nhân năng suất tăng khi trồng ở hàng hẹp là: Khi trồng ở hàng hẹp, đặc biệt ở mật độ tƣơng đối cao, khoảng cách giữa các cây đƣợc phân bố đều nhau hơn, nhờ vậy chúng nhận đƣợc ánh sáng nhiều hơn, giảm sự cạnh tranh về dinh dƣỡng và các yếu tố sinh trƣởng phát triển khác. Khoảng cách hàng hẹp cũng làm hạn chế sự rửa trôi đất và dinh dƣỡng, hạn chế cỏ dại phát triển và bốc hơi nƣớc do đất sớm đƣợc che phủ (Viện Nghiên cứu Ngô, 2009). 2.3.2. Mối quan hệ giữa giống, mật độ và sử dụng phân bón trong trồng ngô Theo Võ Minh Kha (1996) hiệu quả phân bón thay đổi nhiều theo giống cây trồng. Không đầu tƣ phân bón nhiều nếu giống kém chịu phân. Cải tạo giống 27
  44. cần đi trƣớc một bƣớc. Thay đổi giống tốt mà năng suất không đạt đƣợc nhƣ tiềm năng của giống thì nên xem xét đến các điều kiện cho giống phát huy: nƣớc, phân bón Cần chọn đúng kỹ thuật canh tác, phù hợp với mức đầu tƣ phân bón. Khi tăng mật độ thích hợp cho cây trồng, cần áp dựng kỹ thuật cao nhƣ tăng cƣờng bón phân (Mineev, 1990; Tạ Thu Cúc và cs., 2000; Nguyễn Nhƣ Hà và Nguyên Văn Bộ, 2013). Việc tăng mật độ nếu chỉ quan tâm để quần thể cây ngô khai thác tốt nhất ánh sáng và không khí thì vẫn chƣa đủ đảm bảo cho việc tăng năng suất trong trồng ngô. Vì để thúc đẩy quá trình quang hợp cây cần đƣợc cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dƣỡng khoáng thiết yếu, đầu tiên là các chất đa lƣợng: đạm, lân và kali. Giữa mật độ gieo trồng và chế độ bón phân có quan hệ rất mật thiết và cũng rất phức tạp. Vì mật độ gieo trồng liên quan đến đặc tính của cây, có khi còn rất khác nhau giữa các giống và điều kiện ngoại cảnh. Đối với mỗi loại cây, vấn đề lại phải đ- ƣợc giải quyết theo một hƣớng thích hợp (Nguyễn Nhƣ Hà và Nguyễn Văn Bộ, 2013). Kết quả nghiên cứu ở Liên Xô (cũ) và Bungari cho thấy: tăng mật độ trồng ngô trong điều kiện không đủ ẩm và dinh dƣỡng thì vẫn cho năng suất thấp ở mọi mật độ; trƣờng hợp đủ ẩm mà không bón phân thì mật độ tối ƣu không vƣợt quá 4,5 vạn cây/ha và càng tăng mật độ năng suất càng giảm. Vì vậy các nƣớc Liên Xô (cũ) và Bungari đã nghiên cứu kỹ không chỉ về mật độ trồng ngô mà còn cả mối quan hệ giữa mật độ và các điều kiện cung cấp dinh dƣỡng khác nhau đã rút ra kết luận ở mật độ 8,0 – 9,0 vạn cây/ha mà cung cấp dinh dƣỡng đầy đủ thì cho năng suất cao, thậm chi tăng mật độ lên cao hơn nhƣng cung cấp dinh dƣỡng đầy đủ thì năng suất vẫn tăng (Phan Xuân Hào, 2008). Các nghiên cứu ở các nƣớc trên còn cho thấy năng suất ngô vẫn tăng khi mật độ tăng đến 10,0 vạn cây/ha với điều kiện đủ ẩm và dinh dƣỡng. Trong các yếu tố ảnh hƣởng tới khả năng và hiệu quả của việc tăng mật độ trong trồng ngô nêu trên, trong những điều kiện cụ thể chỉ có khả năng cung cấp dinh dƣỡng khoáng có thể thay đổi (do phụ thuộc vào độ phì nhiêu đất và bón phân). Đây cũng là yếu tố có ảnh hƣởng rất lớn không chỉ tới khả năng mà còn cả hiệu quả của giải pháp tăng năng suất bằng tăng mật độ trong trồng trọt nói chung và trong trồng ngô nói riêng. Để tạo cơ sở cho giải pháp tăng năng suất ngô bằng tăng mật độ 28
  45. trong trồng ngô (phát huy hết tiềm năng năng suất của giống ngô lai) tại mỗi vùng sinh thái trồng ngô cần xác định đƣợc chế độ bón phân cân đối. Đây cũng là một nội dung rất quan trọng của quy trình kỹ thuật trồng ngô (Nguyễn Nhƣ Hà, 2010). Tại Achentina, đã công bố kết quả nghiên cứu trong thời gian 1995 – 1996 và 1996 – 1997 về ảnh hƣởng của khoảng cách hàng và mức cung cấp đạm đến năng suất hạt (trong điều kiện chỉ làm đất tối thiểu, khoảng cách hàng gieo là 0,35 và 0,7 m ở cùng mật độ; các mức đạm: 0, 120, 140 N (Kg/ha), với 2 giống ngô Dekalb 636 và Dekalb 639). Kết quả cho thấy mức đạm thấp làm giảm số hạt và năng suất, trong khi đó khoảng cách hàng hẹp (0,35 m) đã tăng số hạt/đơn vị diện tích và năng suất hạt có ý nghĩa (Trung bình khoảng cách hàng hẹp đã tăng 14,5% số hạt và 20,5% năng suất). Kết quả đã chỉ ra rằng trong điều kiện thiếu đạm thì việc thu hẹp khoảng cách gieo là cần thiết để cho năng suất cao hơn so với khoảng cách gieo truyền thống (Nguyễn Thế Tài, 2007; Barbieri et al., 2000). Theo Trần Hữu Miện (1987), phân bón và mật độ có mối quan hệ mật thiết với nhau. Trên đất bãi sông Hồng: trồng với mật độ 6,0 vạn cây/ha, bón 120 kg N, 90 kg K2O, 60 kg P2O5/ha cho năng suất 40 - 50 tạ/ha; bón 150 kg N, 100 Kg K2O, 60 kg P2O5/ha cho năng suất 50 - 55 tạ/ha; bón 180 kg N, 150 kg K2O, 100 kg P2O5/ha cho năng suất 65 - 70 tạ/ha. Nghiên cứu của viện Nghiên cứu ngô (2009) cũng chỉ ra rằng: có thể tăng mật độ hợp lý trên cơ sở giảm khoảng cách hàng trong trồng các giống ngô lai, tạo điều kiện cho việc thâm canh và sử dụng phân bón nhiều hơn để đạt hiệu quả cao hơn cho sản xuất ngô. Tuy nhiên nghiên cứu chƣa đƣa ra đƣợc mật độ và công thức bón phân hợp lý cho cây ngô trên đất xám bạc màu. 2.4. ĐẤT XÁM BẠC MÀU VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM LIÊN QUAN TỚI SỬ DỤNG PHÂN BÓN 2.4.1. Đặc điểm chung về đất xám bạc màu Đất xám bạc màu Việt Nam đƣợc hình thành từ mẫu chất phù sa cổ và các loại đá mẹ chua nhƣ: granit, liparit, đá cát, khi phong hóa cho loại đất có thành phần cơ giới nhẹ và chua (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999; Bộ Nông nghiệp &PTNT, 2009). Đất xám bạc màu phân bố ở độ cao từ 6- 15m so với mặt nƣớc biển, có địa hình bậc thang tƣơng đối rõ, nhất là bạc màu xen vùng đồi gò (Lê Duy Mì, 1990; Hội khoa học Đất Việt Nam, 2000). 29
  46. Do có địa hình bậc thang lại nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới với lƣợng mƣa lớn và tập trung, mà sự rửa trôi xảy ra rất mạnh. (Lê Duy Mì, 1990; Hội khoa học Đất Việt Nam, 2000). Hiện tƣợng rửa trôi không chỉ xảy ra trên mặt, mà còn theo chiều thẳng đứng đã làm cho các cation kiềm, kiềm thổ (là những chất dễ hòa tan và di chuyển) bị nghèo kiệt đến mức không còn đủ cung cấp cho cây trồng, đất bị thoái hóa mạnh. Sự thoái hóa thể hiện nghiêm trọng về tất cả các tính chất hóa học và thành phần khoáng vật trong đất. Mức độ suy thoái đất diễn ra mạnh mẽ khi con ngƣời sử dụng đất không đúng kỹ thuật, tách rời việc sử dụng, cải tạo và bảo vệ đất (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999). Khí hậu vùng đất xám bạc màu đã mang tính chất lục địa: lƣợng mƣa ít hơn, hạn hán kéo dài hơn, biên độ giữa ngày và đêm khá lớn, mùa hanh khô kéo dài từ tháng 9 đến tháng 5. Làm cho chất hữu cơ bị phân hủy mạnh, đất bốc hơi nhiều làm cho ở nhiều nơi có hiện tƣợng Al, Fe theo nƣớc rút lên kết tủa ở tầng B tạo kết von, hay đá ong chặt nhất là ở những chân một lúa một màu. Mùa mƣa lại tập trung vào các tháng 6 – 7 – 8 (80% lƣợng mƣa cả năm), trên mặt là cát pha các lớp dƣới phần lớn là thịt nặng, nƣớc thấm kém chảy tràn trên mặt làm rửa trôi keo sét và các chất dinh dƣỡng từ ruộng cao xuống ruộng thấp, tạo quá trình bạc màu hóa ở đất trồng lúa lâu đời (Cao Liêm, 1975). Ở nƣớc ta diện tích xám đất bạc màu, phân bố chủ yếu ở vùng Trung du miền Bắc và Đông Nam bộ. Ở miền Bắc có diện tích không lớn chỉ khoảng 23000 ha, song ở một số tỉnh nó là loại đất sản xuất nông nghiệp chủ yếu, nhƣ ở tỉnh Vĩnh Phúc 70% diện tích đất sản xuất nông nghiệp là đất xám bạc màu (Hồ Quang Đức và nnk, 2014). Theo Cao Liêm (1975) căn cứ vào mẫu chất có thể chia đất bạc màu thành: Đất sét biển trồng lúa bạc màu; Đất dốc tụ trồng lúa bạc màu; Đất bậc thang trồng lúa bạc màu. Hội khoa học Đất Việt Nam (2000) và Viện Thổ nhƣỡng-Nông hóa (2001) chia đất xám bạc màu thành: Đất xám bạc màu trên phù sa cổ; Đất xám bạc màu glây trên phù sa cổ; Đất xám bạc màu trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit và đá cát. Bộ NN và PTNT chia đất xám bạc màu thành: Đất xám trên phù sa cổ; Đất xám bạc màu trên phù sa cổ, Đất xám bạc màu glây. Trong bảng phân loại theo FAO-UNESCO đất xám bạc màu nằm trong nhóm Acrisols (Hội khoa học đất Việt Nam,1996, Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa, 30
  47. 1995) đất bạc màu miền Bắc Việt Nam có thể chia thành các loại nhƣ sau: Đất xám bạc màu điển hình: Haplic Acrisols (ACh); Đất xám có tầng loang lổ: Plinthic Acrisols (ACp) Đất xám glây: Gleyic Acrisols (ACg). 2.4.2. Đặc điểm độ phì nhiêu đất xám bạc màu Theo Cao Liêm (1975) đất xám bạc màu có thành phần cơ giới nhẹ; rất chua đến chua (pHKCl phổ biến từ 3,0 – 4,5); độ no bazơ và dung tích hấp thu thấp; hàm lƣợng mùn tầng đất mặt nghèo đến rất nghèo (0,10 – 1,50%); mức phân giải chất hữu cơ mạnh (C/N< 10); các chất dinh dƣỡng tổng số và dễ tiêu đều nghèo. Hoạt động của vi sinh vật ở đất bạc màu rất kém, nhất là các loại cố định đạm, vì đất chua và nghèo chất hữu cơ. Chủ yếu là các loại nấm háo khí, chúng phân giải rất nhanh chất hữu cơ. Theo Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000), Bộ Nông nghiệp &PTNT (2009) đất xám bạc màu có hàm lƣợng mùn ở tầng đất mặt nghèo (thay đổi từ 0,5 - 1,5%), các chất dinh dƣỡng tổng số và dễ tiêu rất thấp. Hàm lƣợng đạm, lân, kali thƣờng từ rất nghèo đến nghèo. Phản ứng của đất xám bạc màu là từ chua đến rất chua, pHKCl chủ yếu từ 4 - 4,5. Trong đất nghèo cation kiềm trao đổi, hàm lƣợng Ca2+, Mg2+ trao đổi rất thấp (Ca2+ + Mg2+ < 2 me/100g đất), đất có độ no bazơ và dung tích hấp thụ thấp(CEC dao động từ 4,7 - 7,0 meq/100 g đất. Tầng canh tác đất xám bạc màu có thành phần cơ giới cát pha, thịt nhẹ, có kết cấu kém ; tỷ trọng phổ biến từ 2,62 ở tầng mặt và 2,70; dung trọng 1,4 – 1,7 g/cm3, độ xốp đạt 32 – 47% ; sức chứa ẩm đồng ruộng 24 – 30%, độ ẩm cây héo là 7,1 – 9,1%. Theo Nguyễn Thị Dần (1991) đất xám bạc màu có khả năng giữ nƣớc thấp, sức chứa ẩm đồng ruộng ở tầng đất mặt chung quanh 25%, nhƣng độ ẩm cây héo lại thấp 3 - 7%, do đó hàm lƣợng nƣớc hữu hiệu trong đất vào loại khá. Đó là nguyên nhân có thể canh tác nhiều loại cây trồng và có thể tồn tại khi gặp thời tiết khô hạn. Các tính chất vật lý nƣớc của đất là yếu tố quyết định độ phì nhiêu thực tế. Cần chú ý mối quan hệ giữa tính chất vật lý nƣớc, chế độ nƣớc với độ phì tự nhiên, khả năng hút chất dinh dƣỡng và tạo thành năng suất của cây trồng. Đỗ Trung Thu và Lê Duy Mì (1999) cho biết, đất xám bạc màu có đặc điểm: chất hữu cơ đã nghèo lại có tốc độ khoáng hóa nhanh nên càng nghèo kiệt, dung tích hấp thu thấp, độ bão hòa bazơ thƣờng nhỏ hơn 50% dẫn đến khả năng điều hòa dinh dƣỡng rất hạn chế. Đất lại thƣờng xuyên bị tác động của quá trình rửa trôi xói mòn theo chiều sâu và bề mặt nên nghèo kiệt hầu hết các chất dinh dƣỡng. 31
  48. Theo Đỗ Nguyên Hải (2005) quá trình thoái hóa về thành phần khoáng sét của đất là một trong những nguyên nhân chi phối đến các tính chất lý, hóa học và khả năng duy trì độ phì của đất. Tỷ lệ kaolinit và quartz trong các tầng của phẫu diện đất xám bạc màu ảnh hƣởng rất lớn đến khả năng hấp phụ dinh dƣỡng của loại đất này thấp. Vì vậy việc cung cấp các chất dinh dƣỡng cho cây trồng đòi hỏi phải đáp ứng thƣờng xuyên, lƣợng phân bón nên chia một cách thích hợp theo yêu cầu phát triển của từng giai đoạn của cây trồng mới có thể hạn chế đƣợc sự thất thoát do sự rửa trôi trong đất. Mặc dù đƣợc coi là một trong những loại đất xấu nhƣng đất XBM cũng có nhiều đặc điểm thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp và thích hợp cho nhiều loại cây trồng nên nhìn chung nông dân ở đây đã chú ý đầu tƣ phân bón trong thâm canh tăng vụ cây trồng. Vì vậy sau hàng chục năm tăng cƣờng sử dụng phân bón trong thâm canh cây trồng, chất lƣợng đất XBM hiện nay đã có nhiều thay đổi so với trƣớc đây. Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong tầng canh tác đất XBM hiện nay hầu hết ở mức trung bình, đặc biệt hàm lƣợng lân tổng số và dễ tiêu ở mức giàu đến rất giàu. Cụ thể pHKCl từ 4,3 - 4,9; OC% từ 1,01 - 1,45; N% từ 0,10 - 0,16; P2O5% từ 0,12 - 0,18; P2O5 dễ tiêu (mg/100g đất) từ 16,7 - 44,9; K2O% từ 0,16 - 0,62; K2O dễ tiêu (mg/100g đất) từ 4,5 - 8,2 (Hồ Quang Đức và cs., 2014). Nhƣ vậy kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã xác định mật độ trồng ngô cho năng suất cao nhất đối với phần lớn các giống ngô là 7,0-8,0 vạn cây/ha, với khoảng cách hàng 40-50 cm. Trong khi đó ở Việt Nam hiện đang áp dụng mật độ gieo trồng ngô thấp hơn (5,0-6,0 vạn cây/ha) có khoảng cách hàng rộng hơn (60-70 cm) nên hạn chế khả năng thâm canh ngô. Tổng kết nhiều kết quả nghiên cứu bón phân cho ngô với các giống ngô lai và kỹ thuật canh tác phổ biến (trong đó có việc áp dụng mật độ 5,0 vạn cây và khoảng cách hàng trồng 70) trên đất xám bạc màu cho thấy lƣợng bón các chất dinh dƣỡng đa lƣợng thích hợp nhất cho ngô là 135 kg N, 90 kg P2O5, 100 kg K2O, ứng với tỷ lệ N: P2O5 : K2O là: 1:0,67: 0,74. Vì vậy để tạo cho việc thâm canh ngô lai trung ngày đạt hiệu quả cao trên đất xám bạc màu cần xác định mật độ gieo trồng ngô dày hợp lý bằng giảm khoảng cách hàng tạo cơ sở cho cây ngô có điều kiện quang hợp và dinh dƣỡng khoáng tối ƣu. Đồng thời cần xác định lại những lƣợng phân cần bón trên. Đây cũng chính là cơ sở khoa học để chúng tôi thực hiện đề tài luận án này. 32
  49. PHẦN 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU - Giống ngô lai trung ngày C.P.333 đƣợc lai tạo ở Thái Lan, đƣa vào sản xuất đại trà ở một số nƣớc trong khu vực Đông Nam Á nhƣ Thái Lan, Myanma . Đây là giống ngô lai thuộc nhóm trung ngày, có thời gian sinh trƣởng tại phía Bắc trong vụ đông từ 110-116 ngày, vụ xuân 115-120 ngày; còn tại vùng Đông Nam Bộ ngắn hơn, chỉ còn 95-100 ngày và ở khu vực Tây nguyên có TGST là 105-110 ngày. Với thời gian sinh trƣởng khá ngắn nên C.P.333 phù hợp với cơ cấu cây trồng và mùa vụ ở nhiều vùng sản xuất ngô trong phạm vi cả nƣớc. Giống C.P.333 có chiều cao cây trung bình, dao động 195-210 cm; chiều cao đóng bắp thấp, 95-100 cm. Trạng thái cây của C.P.333 gọn nhờ bộ lá đứng và góc lá hẹp (đạt điểm 2,5). Đây là ƣu điểm nổi trội của giống C.P.333 để có thể bố trí trồng ở mật độ cao. Giống thuộc nhóm 1 bắp; chiều dài bắp trung bình 17,8 cm; đƣờng kính bắp 4,6 cm với 14-16 hàng hạt; tỷ lệ hạt/bắp đạt 77-79%; Khối lƣợng 1000 hạt dao động trong khoảng 250 - 270 gram (Công ty TNHH hạt giống C.P.Việt Nam, 2009). Thông qua quá trình khảo nghiệm giống C.P.333 đã đƣợc Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận và cho phép đƣa vào sản xuất rộng rãi ở Việt Nam từ năm 2009. - Phân bón: Đạm urê 46% N; lân supe 17% P2O5; kali clorua 60% K2O. Phân chuồng: sử dụng nguồn phân phổ biến tại địa phƣơng có thành phần hoá học chủ yếu là: 0,45% N, 0,31% P2O5, 0,32% K2O, độ ẩm 54%. - Đất nghiên cứu là đất xám bạc màu tại xã Lƣơng Phong - huyện Hiệp Hoà - tỉnh Bắc Giang. 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.2.1. Nghiên cứu khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày hợp lý bằng giảm khoảng cách hàng - Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến sinh trƣởng, phát triển của ngô (Chiều cao cây, số lá, chỉ số diện tích lá, tình hình sâu bệnh hại ở các thời kỳ sinh trƣởng chính). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất ngô (Sinh khối, số hạt/bắp, khối lƣợng 1000 hạt, năng suất hạt và hệ số kinh tế). 33
  50. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ, khoảng cách hàng trồng đến khả năng hấp thu các chất dinh dƣỡng N, P, K của cây ngô (Tích lũy N, P, K trong hạt và phụ phẩm: thân lá, lõi, vỏ bi và qua đó xác định tổng lƣợng hút N, P, K của cây). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ và khoảng cách hàng trồng đến hiệu quả sử dụng phân bón (hiệu suất sử dụng phân bón, chỉ số VCR). 3.2.2. Nghiên cứu xác định lƣợng N, P, K thích hợp cho ngô lai trung ngày, trồng dày hợp lý trên đất xám bạc màu - Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức phối hợp N, P, K đến sinh trƣởng của cây ngô (Chiều cao cây, số lá, chỉ số diện tích lá và tình hình sâu bệnh hại ở các giai đoạn sinh trƣởng chính). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức phối hợp N, P, K đến năng suất, các yếu tố cấu thành năng suất ngô (Sinh khối, số hạt/bắp, khối lƣợng 1000 hạt, năng suất hạt và hệ số kinh tế). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức phối hợp N, P, K đến khả năng hấp thu N, P, K của cây ngô (Tích lũy N, P, K trong hạt và phụ phẩm: thân lá, lõi, vỏ bi và qua đó xác định tổng lƣợng hút N, P, K của cây). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức phối hợp N, P, K đến hiệu quả sử dụng phân bón cho cây ngô (hiệu suất sử dụng phân bón, chỉ số VCR). - Nghiên cứu ảnh hƣởng của phân bón tới chất lƣợng hạt ngô (hàm lƣợng lipid, protein thô). 3.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để thực hiện các nghiên cứu nêu trên, chúng tôi đã bố trí các thí nghiệm đồng ruộng trong thời gian từ tháng 9/2010 đến tháng 2/2012. Các thí nghiệm cụ thể nhƣ sau: 3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày hợp lý trên đất xám bạc màu bằng giảm khoảng cách hàng Trong thí nghiệm này, thông qua việc nghiên cứu mối quan hệ giữa mật độ và khoảng cách hàng trồng giống ngô lai trung ngày C.P. 333 trên đất xám bạc màu để xác định mật độ trồng dày hợp lý cho các giống này 3.3.1.1. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm gồm 8 công thức (CT), trong đó có 5 CT (chính) trồng ngô ở khoảng cách hàng 50 cm, 3 CT còn lại dùng làm đối chứng phụ (trồng ở khoảng cách hàng 70 cm). 34
  51. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ trên cùng một nền phân bón đƣợc xác định là thích hợp theo các hƣớng dẫn bón phân trong thực tế (10 tấn PC + 135N + 90P2O5 + 100K2O; có tỷ lệ N:P:K là 1:0,67:0,740). Các CTTN đƣợc nhắc lại 4 lần, diện tích ô thí nghiệm 24 m2 trồng ở 2 khoảng cách hàng 50 cm và 70 cm. Nội dung công thức thí nghiệm, xác định khả năng tăng mật độ trồng ngô lai trung ngày hợp lý trên đất xám bạc màu bằng giảm khoảng cách hàng nhƣ sau: Nội dung công thức thí nghiệm STT Khoảng cách hàng Mật độ (vạn cây/ha) Phân bón (cm) 1 5,0 50 2 5,0 70 3 6,0 50 10 tấn PC + 135N + 4 7,0 50 90P2O5 + 100K2O; 5 7,0 70 có tỷ lệ N:P:K là 6 8,0 50 1:0,67:0,740 7 8,0 70 8 9,0 50 3.3.1.2. Kỹ thuật trồng ngô và chăm sóc Thí nghiệm đồng ruồng đƣợc tiến hành theo tiêu chuẩn TCN 341 – 2006, cụ thể nhƣ sau: - Làm đất: Đất đƣợc cày bừa kỹ, nhặt sạch cỏ dại, sau đó lên luống theo khoảng cách hàng phù hợp cho mỗi công thức. - Bón phân: + Bón lót 100% phân chuồng và phân lân, 25% phân đạm và 25% phân kali (Phân đƣợc trộn đều, bón theo hàng rạch sâu 10 - 15 cm). + Bón thúc: Chia làm 2 lần. Lần 1: Khi ngô đƣợc 4 - 6 lá thật bón 40% phân đạm, 25% phân kali, bón cách gốc 5 - 7 cm ở độ sâu 3 - 5 cm, lấp kín phân kết hợp vun đất. Lần 2: Khi ngô đƣợc 9 - 12 lá thật, bón hết lƣợng phân còn lại (35% phân đạm, 50% phân kali). Bón cách gốc 10 - 12cm, sâu 5 - 7cm lấp kín phân kết hợp vun gốc. - Chăm sóc: Giai đoạn cây con, tiến hành xới xáo, tƣới nƣớc duy trì độ ẩm 35
  52. đất 70 - 80%. Khi ngô đƣợc 4 - 6 lá thật, xới vun nhẹ quanh gốc kết hợp bón thúc lần 1, tƣới nƣớc đủ ẩm và tiến hành tỉa dặm định cây đảm bảo mật độ trồng mỗi hốc 1 cây. Khi ngô đƣợc 9 - 12 lá thật, xới xáo diệt cỏ dại kết hợp bón thúc lần 2, vun cao gốc và tƣới nƣớc đủ ẩm (70 - 80% độ ẩm đồng ruộng). - Tƣới nƣớc: Phải tƣới nƣớc đủ ẩm (70 - 80% độ ẩm đồng ruộng) ở các giai đoạn 7 - 9 lá, xoáy nõn và khi kết thúc thụ phấn. - Phòng trừ sâu bệnh: Chỉ dùng thuốc khi đến ngƣỡng phòng trừ theo hƣớng dẫn chung của ngành bảo vệ thực vật. Dùng Validaxin 5% trừ bệnh khô vằn và Dragon trừ sâu hại. - Thu hoạch: Tiến hành thu hoạch khi ngô chín sinh lý (khi chân hạt có vết đen hoặc 75% số cây có lá bi khô). 3.3.2. Thí nghiệm 2: Xác định lƣợng N, P, K thích hợp trong thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc màu ở mật độ dày hợp lý Thí nghiệm nhằm xác định mức phân bón N, P, K hợp lý cho ngô ở mật độ 7,0 vạn cây/ha với khoảng cách hàng 50 cm. 3.3.2.1. Thí nghiệm xác định N, P, K thích hợp theo phương pháp thay đổi lượng N, P, K bón theo cùng tỷ lệ Thí nghiệm gồm 6 CTTN, trong đó CT1 đến CT5 đƣợc tiến hành trong vụ đông 2010 và vụ xuân 2011; CT2 đến CT6 thực hiện tiếp vụ đông 2011. Trên nền phân bón 10 tấn phân chuồng/ha (10 tấn PC/ha). Lƣợng NPK bón từ 0,85 đến 1,60 lần so với mức khuyến cáo. (Mức khuyến cáo bón 135 kg N + 90 kg P2O5 + 100 kg K2O qui định là 1,0 NPK có tỷ lệ N:P:K là 1:0,67:0,74). Nội dung công thức thí nghiệm, xác định lƣợng N, P, K thích hợp cho ngô trồng ở mật độ khoảng cách hàng dày hợp lý theo phƣơng pháp thay đổi lƣợng N, P, K bón theo cùng tỷ lệ nhƣ sau: Mật độ, S Phân bón khoảng cách TT trồng ngô 1 10 tấn PC/ha + 0,85 NPK (115 kg N/ha + 77 kg P2O5/ha + 85 kg K2O/ha) 7,0 vạn 2 10 tấn PC/ha+ 1,00 NPK (135 kg N/ha + 90 kg P2O5/ha +100 kg K2O/ha) cây/ha 3 10 tấn PC/ha+ 1,15 NPK (155 kg N/ha + 104 kg P2O5/ha + 115 kg K2O/ha) Khoảng 4 10 tấn PC/ha + 1,30 NPK (176 kg N/ha + 117 kg P O /ha + 130 kg K O/ha) 2 5 2 cách hàng 5 10 tấn PC/ha+ 1,45 NPK (196 kg N/ha + 131 kg P O /ha + 145 kg K O/ha) 2 5 2 50 cm 6 10 tấn PC/ha + 1,60 NPK (216 kg N/ha + 144 kg P2O5/ha + 160 kg K2O/ha) 36
  53. Các công thức thí nghiệm đƣợc bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 4 lần nhắc lại. Diện tích mỗi ô thí nghiệm 24m2. Mọi chỉ tiêu theo dõi đánh giá đƣợc thực hiện ở các hàng giữa của ô thí nghiệm. Kỹ thuật trồng và chăm sóc ngô nhƣ thí nghiệm 1 (trang 35 và 36). 3.3.2.2. Thí nghiệm xác định lượng bón N, P, K thích hợp bằng thay đổi từng lượng N, P, K bón cho ngô Từ kết quả nghiên cứu xác định N, P, K thích hợp theo phƣơng pháp thay đổi lƣợng N, P, K bón theo cùng tỷ lệ xác định đƣợc tổ hợp phân bón thích hợp (176 kg N/ha + 117 kg P2O5/ha + 130 kg K2O/ha, trên nền 10 tấn phân chuồng/ha) cho thâm canh ngô lai trung ngày trên đất xám bạc mầu với mật độ trồng 7,0 vạn cây/ha (khoảng cách hàng 50cm). Để khẳng định kết quả trên chúng tôi bố trí thí nghiệm xác định lƣợng bón N, P, K thích hợp bằng thay đổi từng lƣợng N, P, K bón (phƣơng pháp xác định lƣợng phân bón kinh điển) gồm 3 thí nghiệm về bón phân N, P, K. Các công thức thí nghiệm đƣợc bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB), nhắc lại 4 lần, ô thí nghiệm có diện tích 24m2. Nghiên cứu tiến hành ở vụ đông 2011 gồm các thí nghiệm và CTTN cụ thể nhƣ sau: - Nội dung công thức thí nghiệm, xác định lƣợng N thích hợp cho ngô trồng ở mật độ khỏang cách hàng dày hợp lý theo phƣơng pháp thay đổi lƣợng N bón: S Mật độ, khoảng Phân bón TT cách trồng ngô 1 10 tấn PC/ha + 117 kg P2O5/ha + 130 kg K2O/ha - nền 2 Nền + 135 kg N/ha 7,0 vạn cây/ha 3 Nền + 155 kg N/ha Khoảng cách hàng 4 Nền + 176 kg N/ha 50 cm 5 Nền + 196 kg N/ha 6 Nền + 216 kg N/ha - Nội dung công thức thí nghiệm, xác định lƣợng P thích hợp cho ngô trồng ở mật độ khỏang cách hàng dày hợp lý theo phƣơng pháp thay đổi lƣợng P bón: 37