luận án nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc vùng bắc trung bộ

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRỊNH ĐỨC TOÀN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN ĐẤT DỐC VÙNG BẮC TRUNG BỘ Chuyên ngành: Khoa học cây trồng LUẬN

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRỊNH ĐỨC TOÀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN XUẤT NGÔ

TRÊN ĐẤT DỐC VÙNG BẮC TRUNG BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2022

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

TRỊNH ĐỨC TOÀN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN XUẤT NGÔ TRÊN ĐẤT DỐC VÙNG BẮC TRUNG BỘ

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Lương Văn Vàng

2 PGS.TS Hồ Quang Đức

HÀ NỘI – 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng toàn bộ số liệu và kết quả trong luận án này là hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng bảo vệ trong một học vị nào Các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận án

Trịnh Đức Toàn

LỜI CẢM ƠN

Công trình nghiên cứu này đã được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của tập thể hướng dẫn khoa học: TS Lương Văn Vàng, nguyên Phó viện trưởng Viện nghiên cứu Ngô và PGS.TS Hồ Quang Đức, nguyên Viện trưởng Viện Thổ nhưỡng nông hóa Từ đáy lòng mình, tôi vô cùng biết ơn sự giúp đỡ quý báu, chân tình này đối với tập thể hướng dẫn khoa học của tôi

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ chí tình của tập thể chủ trì, cán bộ nghiên cứu triển khai đề tài “Nghiên cứu xây dựng gói kỹ thuật nhằm tăng năng xuất và hiệu quả sản xuất ngô ở các tỉnh miền Bắc”, đã cung cấp cho tôi toàn bộ vật liệu nghiên cứu, tài liệu khoa học và các trang thiết bị liên quan đến triển khai đề tài luận án

Đặc biệt tôi vô cùng biết ơn các thầy, cô giáo thuộc Thông tin và Ban đào tạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã cung cấp cho tôi những kiến thức mới nhất liên quan đến chuyên ngành nghiên cứu của mình

Tôi cũng rất biết ơn và ghi nhận những thông tin và chia sẻ kinh nghiệm của cán bộ và bà con nông dân trong vùng nghiên cứu tại 2 tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa trong quá trình nghiên cứu và triển khai thực hiện đề tài

Cuối cùng cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới tập thể Lãnh đạo, các bạn đồng nghiệp, cán bộ, viên chức Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Bắc Trung Bộ và các thành viên trong gia đình tôi đã luôn ở bên tôi, động viên tôi và tiếp thêm cho tôi sức mạnh và nghị lực để tôi có thể hoàn thành tốt nhất công trình nghiên cứu này

Tác giả luận án

NCS Trịnh Đức Toàn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

2.1 Mục tiêu tổng quát 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 3

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 3

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Cơ sở lý luận của đề tài 5

1.1.1 Nghiên cứu về phân nhóm thời gian sinh trưởng và tính thích ứng của cây ngô 5

1.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài 13

1.2.1 Giá trị sử dụng của cây ngô trong đời sống 13

1.2.2 Đất dốc và kỹ thuật canh tác áp dụng 16

1.2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên Thế giới và Việt Nam 19

1.2.4 Tình hình sản xuất ngô trên địa bàn tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa 27

1.2.5 Những khó khăn, thách thức và cơ hội trong sản xuất và tiêu thụ ngô ở Việt Nam 30

1.3 Một số kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài 34

1.3.1 Kết quả nghiên cứu về chọn tạo giống ngô lai trên Thế giới và ở Việt Nam 34

1.3.2 Kết quả nghiên cứu mật độ trồng ngô trên thế giới và Việt Nam 37

1.3.3 Kết quả nghiên cứu phân bón cho cây ngô trên thế giới và Việt Nam 41

1.3.4 Một số kết quả nghiên cứu về cơ giới hoá 45

1.3.5 Nghiên cứu về thời vụ trồng ngô trên Thế giới và Việt Nam 46

1.3.6 Kết quả nghiên cứu về thuốc bảo vệ thực vật 49

1.3.7 Một số nhận xét rút ra từ tổng quan 50

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 52

2.1 Vật liệu nghiên cứu 52

2.1.1 Giống ngô 52

2.1.2 Các loại phân bón và vật tư 52

2.2 Điều kiện nghiên cứu 53

2.2.1 Điều kiện khí hậu, thời tiết trong quá trình nghiên cứu 53

2.2.2 Đất thí nghiệm 53

2.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 53

2.3.1.Địa điểm nghiên cứu 53

2.3.2 Thời gian nghiên cứu 53

2.4 Nội dung nghiên cứu 54

2.4.1 Nội dung 1: Điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa 54

2.4.2 Nội dung 2: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa 54

2.4.3 Nội dung 3: Xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón, ) trên giống ngô tuyển chọn được (Giống CS71) 54

2.5 Phương pháp nghiên cứu 54

2.5.1 Nội dung 1: Điều tra, đánh giá hiện trạng sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa; 54

2.5.2 Nội dung 2: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa: 55

2.5.3 Nội dung 3 Xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón, ) trên giống ngô tuyển chọn được (Giống CS71) 59

2.6 Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp đánh giá 60

2.6.1 Các chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng, phát triển 60

2.6.2 Các chỉ tiêu về hình thái, sinh lý 60

2.6.3 Các chỉ tiêu về sâu bệnh hại, mức độ đổ gãy và chịu hạn 61

2.6.4 Các chỉ tiêu về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 63

2.6.5 Phương pháp tính hiệu quả kinh tế 64

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 64

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 66

3.1 Kết quả điều tra tình hình sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa 66

3.1.1 Kết quả điều tra đặc điểm khí hậu ở vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012-2017 66

3.1.2 Kết quả điều tra đặc điểm lý hóa tính đất canh tác ngô 68

3.1.3 Kết quả sản xuất ngô vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012 - 2017 69

3.1.4 Thời vụ và cơ cấu giống ngô ở vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012 – 2017 71

3.1.5 Tình hình áp dụng kỹ thuật trong sản xuất ngô ở vùng Bắc Trung bộ 72

3.1.6 Diễn biến các loại sâu bệnh trên cây ngô giai đoạn 2012 – 2017 73

3.1.7 Hiệu quả sản xuất ngô ở Bắc Trung bộ qua các thời vụ khác nhau 74

3.1.8 Hệ thống cung cấp giống, phương thức thu hoạch và mô hình tiêu thụ ngô vùng Bắc Trung bộ 74

3.1.9 Một số yếu tố thuận lợi và hạn chế trong sản xuất ngô ở vùng Bắc Trung bộ 75

3.2 Kết quả nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa 77

3.2.1 Kết quả nghiên cứu xác định giống ngô phù hợp trồng trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa 77

3.2.2 Kết quả nghiên cứu xác định thời vụ thích hợp cho sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa (thí nghiệm thực hiện trên giống ngô CS71) 92

3.2.3 Kết quả nghiên cứu xác định mật độ, liều lượng phân bón thích hợp cho giống ngô được tuyển chọn (giống CS71) 96

3.2.4 Kết quả nghiên cứu thử nghiệm cơ giới hóa trong sản xuất ngô trên đất dốc 108

3.2.5 Kết quả nghiên cứu một số biện pháp phòng trừ sâu bệnh hại, cỏ dại trong sản xuất ngô trên đất dốc tại Nghệ An và Thanh Hóa (thí nghiệm thực hiện trên giống ngô CS71) 114

3.2.6 Đề xuất quy trình kỹ thuật canh tác tổng hợp cho cây ngô trên đất dốc các tỉnh Bắc Trung Bộ 121

3.3.1 Kết quả xây dựng mô hình áp dụng tổng hợp các biện pháp kỹ thuật thích hợp (thời vụ, mật độ, phân bón, ) trên giống ngô tuyển chọn được 124

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 129

1 Kết luận 129

2 Đề nghị 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 131

PHỤ LỤC 2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

PHỤ LỤC 3 XỬ LÝ THỐNG KÊ

PHỤ LỤC 4: HIỆU QUẢ KINH TẾ

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

(Trung tâm cải tạo ngô và lúa mì quốc tế)

(Phần mềm quản lý nghiên cứu thống kê)

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Chỉ số đánh giá thời gian sinh trưởng theo thang điểm FAO 5

Bảng 1.2 Tổng lượng nhiệt của các nhóm giống ngô ở các vĩ độ khác nhau (0C) 6

Bảng 1.3 Phân nhóm giống dựa theo các bộ phận của cây ngô 6

Bảng 1.4 Phân nhóm giống ngô theo thời gian sinh trưởng 8

Bảng 1.5 Thống kê về sản xuất ngũ cốc trên toàn cầu 20

Bảng 1.6 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 1993 – 2019 22

Bảng 1.7 Tình hình sản xuất ngô của các vùng sinh thái năm 2019 24

Bảng 1.8 Nhập khẩu ngô của Việt Nam năm 2020 26

Bảng 1.9 Sản xuất ngô ở Nghệ An từ năm 2010 - 2019 27

Bảng 1.10 Diện tích, năng suất và sản lượng ngô trên toàn tỉnh Thanh Hóa 29

Bảng 2.1 Các giống ngô tham gia thí nghiệm gồm: 52

Bảng 3.1 Đặc điểm khí hậu tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa 67

Bảng 2.2 Tính chất lý hóa học của đất vàng đỏ trên đá phiến sét 68

tại Nghệ An và Thanh Hoá 68

Bảng 3.3 Diện tích sản xuất ngô tại các tỉnh Bắc Trung bộ giai đoạn 2012 - 2017 69

Bảng 3.4 Năng suất ngô tại các tỉnh vùng Bắc Trung bộ giai đoạn 2012-2017 70

Bảng 3.5 Tình hình sản xuất ngô của các hộ điều tra 71

tại tỉnh Thanh Hóa và Nghệ An 71

Bảng 3.6 Hiệu quả sản xuất ngô của vùng Bắc Trung bộ ở các thời vụ khác nhau 74

Bảng 3.7 Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng phát triển 78

của các giống ngô 78

Bảng 3.8 Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp của các giống ngô 80

Bảng 3.9 Trạng thái cây, độ kín bao bắp của các giống ngô 81

Tên giống 81

Bảng 3.10 Tình hình sâu, bệnh hại chính của các giống ngô thí nghiệm 83

Bảng 3.11 Khả năng chống đổ và chịu hạn của các giống ngô 84

Bảng 3.12 Số bắp/cây, số hàng hạt/bắp, số hạt/hàng, của các giống ngô 85

Bảng 3.13 Khối lượng bắp/ô, độ ẩm hạt của các giống ngô 86

Bảng 3.14 Tỷ lệ hạt/bắp của các giống ngô 87

Bảng 3.15 Năng suất thực thu của các giống ngô thí nghiệm 88

Bảng 3.16 Giá trị năng suất trung bình của các giống qua các địa điểm 89

Bảng 3.17 Ước lượng năng suất của các giống ngô thí nghiệm theo hồi quy với chỉ số môi trường trong vụ xuân tại các điểm thí nghiệm (tạ/ha) 90

Bảng 3.18 Tóm tắt các tham số để lựa chọn giống ngô ổn định về năng suất cho vụ xuân tại các điểm thí nghiệm 91

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng của giống ngô CS71 93

Bảng 3.20 Chiều cao cây, chiều cao đóng bắp, trạng thái cây 94

của giống ngô CS71 qua các thời vụ gieo trồng 94

Bảng 3.21 Khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh và sâu bệnh hại chính 95

Bảng 3.22 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống ngô CS71 qua các thời vụ 95

Bảng 3.23 Thời gian sinh trưởng của giống ngô CS71 ở các công thức mật độ và phân bón 97

Bảng 3.24 Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón và mật độ gieo trồng đến thời gian sinh trưởng của giống ngô CS71 98

Bảng 3.25 Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón và mật độ gieo đến chiều cao cây, chiều cao đóng bắp 100

Bảng 3.26 Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón và mật độ gieo đến trạng thái cây, trạng thái bắp 101

Bảng 3.27 Tỷ lệ nhiễm sâu bệnh của giống ngô CS71 ở các mật độ và liều lượng phân bón khác nhau 102

Bảng 3.28 Tỷ lệ đổ, gãy của giống ngô CS71 ở các mật độ và liều lượng phân bón khác nhau 103

Bảng 3.29 Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến tỷ lệ khối lượng hạt/bắp của giống ngô CS71 tại Nghệ An và Thanh Hóa 104

Bảng 3.30 Ảnh hưởng của mật độ và phân bón đến năng suất của giống ngô CS71 tại Nghệ An và Thanh Hóa 106

Bảng 3.31 Ảnh hưởng của các tổ hợp phân bón và mật độ gieo đến hiệu quả kinh tế 107

Bảng 3.32 Ảnh hưởng của ứng dụng cơ giới hóa và không ứng dụng cơ giới hóa tới các đặc tính nông sinh học, khả năng chống chịu và năng suất của thí nghiệm thử nghiệm cơ giới hóa tại Như Xuân - Thanh Hóa, Anh Sơn - Nghệ An năm 2015 và 2016 111

Bảng 3.33 Hiệu quả của việc sử dụng cơ giới hóa công đoạn làm đất, rạch hàng tại Nghệ An và Thanh Hóa năm 2015 và 2016 112 Bảng 3.34 Hiệu quả của việc sử dụng cơ giới hóa công đoạn tách hạt Nghệ An và Thanh Hóa năm 2015 và 2016 112 Bảng 3.35 Ảnh hưởng của ứng dụng cơ giới hóa và không ứng dụng cơ giới hóa tới hiệu quả kinh tế tại Như Xuân -Thanh Hóa, Anh Sơn - Nghệ An năm 2015 và 2016 113 Bảng 3.36 Thành phần và mức độ phổ biến của các loài cỏ dại trong vụ Xuân năm

2015 và 2016 114 Bảng 3.37 Hiệu lực của các công thức thí nghiệm đối với nhóm cỏ hòa thảo

trong vụ xuân năm 2015 và 2016 115 Bảng 3.38 Hiệu lực của các công thức thí nghiệm đối với nhóm cỏ năn lác trong vụ xuân năm 2015 và 2016 116 Bảng 3.39 Hiệu lực của các công thức thí nghiệm đối với nhóm cỏ lá rộng trong vụ xuân năm 2015 và 2016 117 Bảng 3.40 Hiệu lực của các công thức thí nghiệm đối với sâu đục nõn trong vụ xuân năm 2015 và 2016 118 Bảng 3.41 Hiệu lực của các công thức thí nghiệm đối với bệnh khô vằn ngô

trong vụ xuân năm 2015 và 2016 tại các tỉnh Bắc Trung Bộ 119 Bảng 3.42 Năng suất thực thu của các công thức thí nghiệm trong vụ xuân năm 2015 và

2016 tại các tỉnh Bắc Trung Bộ 120

Bảng 3.44 Khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh và mức độ nhiễm một số sâu bệnh hại chính trong vụ Xuân 2017 126

Bảng 3.46 Hiệu quả kinh tế của mô hình sản xuất ngô tại Nghệ An và Thanh Hóa vụ Xuân 2017 128

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Chỉ số biến động của sản xuất ngô toàn cầu giai đoạn 1961-2019 21 Hình 1.2 Phân bổ diện tích trồng ngô theo khu vực năm 2019 21 Hình 1.3 Phân bổ sản lượng ngô theo khu vực năm 2019 21

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu,

góp phần nuôi sống gần 1/3 dân số trên thế giới Là một trong ba cây ngũ cốc chính, khả năng cho năng suất cao, có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế lớn trong sản xuất nông nghiệp

Cây ngô không chỉ làm lương thực mà còn là nguồn thức ăn cho gia súc, gia cầm, nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp lương thực - thực phẩm - dược phẩm - công nghiệp nhẹ Ngoài ra, ngô còn là nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học được quan tâm phát triển trong giai đoạn hiện nay khi mà nguồn năng lượng dầu mỏ, than đá đang dần cạn kiệt

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng thứ hai sau lúa gạo Diện tích, năng suất, sản lượng ngô tăng theo từng năm, từ hơn 200 ngàn ha với năng suất 10 tạ/ha vào năm 1960, đến năm 2019, diện tích trồng ngô cả nước là 1.170,3 nghìn ha (trong

đó trên 94% diện tích trồng ngô lai), năng suất 48 tạ/ha, sản lượng đạt gần 5 triệu tấn Tuy nhiên, so với thế giới thì năng suất ngô của nước ta còn khá thấp, chỉ đạt 80,7% so với trung bình thế giới (57,6 tạ/ha).Tuy tốc độ tăng khá nhanh, nhưng sản lượng ngô đạt được vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước Những năm qua, mặc dầu sản lượng đã đạt từ 4,5-5 triệu tấn/năm, nhưng Việt Nam vẫn phải nhập từ 10-12 triệu tấn ngô/năm Theo báo cáo thống kế từ Tổng cục Hải quan, năm 2019, Việt Nam nhập khẩu tổng cộng 11,7 triệu tấn ngô, trị giá hơn 2,3 tỉ USD, tăng 13,7% về khối lượng và tăng 10,3% về trị giá so với năm 2018 (Báo cáo xuất nhập khẩu Việt Nam năm 2019 Như vậy, nhu cầu ngô ở nước ta trong thời gian tới là rất lớn Do đó, để đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ trong nước, bên cạnh việc mở rộng về diện tích trồng chúng ta còn phải đẩy mạnh công tác nghiên cứu, sử dụng các kỹ thuật phù hợp trong sản xuất các giống có tiềm năng năng suất và khả năng chống chịu tốt

Bắc Trung Bộ là vùng có địa hình tương đối phức tạp với trên 70% diện tích là đồi núi Do đó, đất dốc chiếm vị trí quan trọng trong phát triển sản xuất nông nghiệp

Theo thống kê, vùng Bắc Trung bộ và Duyên Hải Nam Trung bộ có diện tích ngô đứng

thứ 2 cả nước, tổng diện tích ngô năm 2019 toàn vùng đạt 182.600ha, chiếm 15,5% diện tích ngô cả nước Trong đó, năng suất ngô bình quân đạt 47,1 tạ/ha Diện tích tập trung chủ yếu tại các tỉnh Nghệ An (47.700 ha) và Thanh Hoá (46.100 ha) Đa số diện