Tuyển chọn giống ngô và biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp với điều kiện đất dốc tại tỉnh yên bái tt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NCS HỒNG HẢI HIẾU TUYỂN CHỌN GIỐNG NGƠ VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CANH TÁC THÍCH HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN ĐẤT DỐC TẠI TỈNH YÊN BÁI Ngành: Khoa học trồng Mã số: 9.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Thái Nguyên, 2021 Luận án hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đặng Văn Minh TS Trần Trung Kiên Người phản biện 1: Người phản biện 2: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường Họp tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia - Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên - Thư viện Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Hoàng Hải Hiếu, Trần Trung Kiên, Đặng Văn Minh (2019), "Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển số giống ngô lai đất dốc tỉnh n Bái", Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn (ISSN: 1859-4581), Chuyên đề Phát triển nông nghiệp bền vững khu vực Trung du – miền núi phía Bắc, số tháng 11/2019, trang 13-19 Hoàng Hải Hiếu, Trần Trung Kiên, Đặng Văn Minh (2020), "Ảnh hưởng làm đất tối thiểu che tủ đất đến sinh trưởng suất giống ngô VS71 đất dốc tỉnh Yên Bái" Tạp chí KH&CN Đại học Thái Nguyên (ISSN: 1859-2171), 225(08), trang 366-373 Hoàng Hải Hiếu, Trần Trung Kiên, Đặng Văn Minh (2020), "Ảnh hưởng phân bón mật độ trồng đến sinh trưởng phát triển giống ngô lai VS71 đất dốc tỉnh n Bái" Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn (ISSN: 1859-4581), Số 16(2), tháng 8/2020, trang 39-45 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Yên Bái tỉnh có diện tích trồng ngơ chủ yếu tập trung đất dốc Tỉ lệ đất có độ dốc từ 8-15o chiếm khoảng 33% tổng diện tích đất canh tác nơng nghiệp, đất có độ dốc từ 15o đến 25o chiếm khoảng 28,7% Cùng với đó, khả tưới chủ động sản xuất nông nghiệp mức thấp chiếm 30,9%, phần lại tưới nhờ nước trời đặc biệt khu vực đất dốc có địa hình chia cắt nguyên nhân góp phần ảnh hưởng lớn đến sản xuất ngơ (Lương Đức Tồn cs, 2016) Năm 2018, diện tích trồng ngơ tỉnh n Bái 28,5 nghìn (diện tích trồng ngơ đất dốc khoảng 16 - 18 nghìn ha/năm, chiếm 56 - 63% tổng diện tích trồng ngơ) suất ngơ 72,5 % so với suất ngô nước 86,8% so với vùng Trung du miền núi phía Bắc (Tổng cục Thống kê, 2020) Theo tập quán canh tác ngô truyền thống, tàn dư trồng vụ trước thân xác thực vật thường nông dân đốt bỏ dọn khỏi nương trước gieo trồng vụ lo ngại sử dụng tàn dư thực vật tạo thành môi trường thuận lợi để sâu, bệnh hại phát sinh phát triển (Pham Thi Sen et al, 2013) Chính vậy, cần thiết phải có nghiên cứu sâu việc thử nghiệm giống ngô có khả thích ứng với điều kiện sinh thái vùng xây dựng biện pháp canh tác đất dốc theo hướng bền vững nhằm tăng suất ngơ, bảo vệ nâng cao độ phì đất, góp phần nâng cao hiệu kinh tế cho người nơng dân đồng thời hạn chế xói mịn rửa trôi đảm bảo cân sinh thái Xuất phát từ thực tiễn tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tuyển chọn giống ngô biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp với điều kiện đất dốc tỉnh Yên Bái” Mục tiêu nghiên cứu Tuyển chọn giống ngô lai triển vọng xác định số biện pháp canh tác thích hợp đất dốc nhằm nâng cao suất ngô, hiệu kinh tế, bảo vệ nâng cao độ phì đất tỉnh Yên Bái Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học - Đề tài bổ sung thêm liệu khoa học việc tuyển chọn giống ngơ lai thích hợp với vùng đất dốc khu vực Trung du miền núi phía Bắc - Đề tài bổ sung sở khoa học việc xây dựng số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô đất dốc 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài chọn giống ngô lai CS71 (tên cũ VS71) cho suất cao thích hợp với điều kiện canh tác đất dốc tỉnh Yên Bái - Đề tài xác định biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp cho giống ngô lai CS71 đất dốc tỉnh Yên Bái - Đề tài góp phần chuyển đổi cấu trồng, tăng vụ nhằm khai thác hết tiềm đất đai, góp phần xố đói giảm nghèo, tăng thu nhập cho hộ nông dân, canh tác bền vững bảo vệ môi trường sinh thái đất dốc tỉnh Yên Bái Những đóng góp đề tài Kết nghiên cứu đề tài làm rõ thêm thực trạng hạn chế sản xuất ngô đất dốc Yên Bái nói riêng cho vùng Trung du miền núi phía Bắc nói chung Đề tài tuyển chọn giống ngơ lai CS71 có khả chịu hạn, suất cao, ổn định thích hợp với canh tác đất dốc tỉnh Yên Bái Đề tài chọn giới thiệu cho sản xuất số biện pháp kỹ thuật canh tác giống ngô lai CS71 đất dốc: Trồng với mật độ 66.600 cây/ha (khoảng cách 60 x 25 cm), sử dụng phân viên nén NPK Con Lười (17:5:11) với lượng 500 kg/ha, kết hợp làm đất tối thiểu (không làm đất, rạch hàng) che tủ đất thân ngô khô với khối lượng tấn/ha cho suất hiệu kinh tế cao, giảm thiểu xói mịn, tăng độ phì đất bảo đảm canh tác đất dốc theo hướng bền vững Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài Canh tác ngô đất dốc Yên Bái nói riêng khu vực Trung du miền núi phía Bắc cho thấy, vùng đất dốc có độ che phủ thấp Ảnh hưởng xói mịn, rửa trơi từ cách canh tác nước rẫy khơng có thời gian bỏ hóa sườn dốc theo truyền thống lạc hậu, chọc lỗ bỏ hạt, khơng bón phân sử dụng phân bón ngun nhân làm cho đất đồi núi ngày nghèo kiệt dinh dưỡng (Lương Đức Toàn cs, 2016) Theo Minh Tang Chang and Peter L Keeling (2005) suất ngô Mỹ 40 năm qua tăng thêm 58% nhờ đóng góp giống lai đơn, 21% nhờ tăng mật độ 5% nhờ thu hẹp khoảng cách hàng Tạo giống chịu mật độ cao mục tiêu quan trọng nhà tạo giống ngơ Mật độ trồng cơng thức phân bón thích hợp yếu tố quan trọng ngành trồng trọt Việc xác định mật độ trồng lượng phân bón thích hợp cho giống tận dụng tối đa tiềm cho suất giống Cùng vùng sinh thái, giống biện pháp kỹ thuật chăm sóc giống so sánh qua mật độ trồng khác nhau, lượng phân bón khác biểu khả sinh trưởng, phát triển cho suất khác Một số kết nghiên cứu tác giả khác khẳng định lợi ích áp dụng kỹ thuật che tủ làm đất tối thiểu làm giảm xói mịn đất, giảm lượng phân bón bị thất bốc rửa trơi, tăng khả giữ ẩm đất, hạn chế phát triển cỏ dại, giảm chi phí phân bón thuốc trừ cỏ (A R Mercado Jr et al., 2012; N Menzies et al., 2012; S Chabierskia et al., 2012; H Olivier et al., 2001; J R Benites, 2007) 1.5 Kết luận rút từ tổng quan nghiên cứu Xói mịn, rửa trơi đất sản xuất nơng nghiệp đất dốc nói chung canh tác ngơ nói riêng vấn đề lớn tồn cầu Vì biện pháp kỹ thuật canh tác liên quan đến phân bón, khoảng cách, mật độ trồng, làm đất tối thiểu, mơ hình tiểu bậc thang, che phủ đất nghiên cứu ngô số nơi nước Qua nghiên cứu tài liệu, kết nghiên cứu liên quan đến ngô giới Việt Nam cho thấy, có nhiều nghiên cứu tuyển chọn giống ngô thực hiện, nhiên nghiên cứu chọn tạo giống thích ứng với điều kiện đất dốc, vùng khô hạn chưa nhiều dừng lại số nghiên cứu (nghiên cứu chọn tạo) Kết nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật canh tác cho ngô đất dốc cho thấy, tùy vào điều kiện đất đai, khí hậu, địa hình tập qn canh tác để lựa chọn loại phân bón, mật độ khoảng cách trồng thích hợp Đối với tỉnh Yên Bái, canh tác ngô đất dốc phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện tự nhiên, chưa có nghiên cứu tổng thể để đưa quy trình kỹ thuật canh tác cho ngô, dừng lại nghiên cứu đơn lẻ khảo nghiệm số giống ngô lai phân bón dạng đơn phân bón chứa hai thành phần NK cho ngô Tuy nhiên, qua điều tra, đánh giá sản xuất ngô đất dốc tỉnh Yên Bái, người dân thực hoạt động đốt nương làm rẫy, canh tác theo truyền thống dẫn đến q trình xói mịn, rửa trơi đất diễn chưa có xu hướng giảm Chính vậy, nghiên cứu triển khai thực đề tài Chương VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Các giống ngơ tham gia thí nghiệm: Gồm tổ hợp lai (THL) Viện Nghiên cứu Ngô, Việt Nam chọn tạo giống đối chứng DK6919 giống ngô lai trồng phổ biến địa phương - Phân viên nén NPK Con Lười (17:5:11) Cơng ty Cổ phần Phân bón Mùa Vàng - Vật liệu che phủ: Thân ngô khô từ vụ trước xử lý nấm bệnh trước che tủ 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 2.2.1 Địa điểm đặc điểm đất đai, thời tiết khí hậu khu vực nghiên cứu Các thí nghiệm, mơ hình thực vùng đất dốc tỉnh Yên Bái đất đồi phụ thuộc nước trời, có độ dốc < 15o, cụ thể: + Thí nghiệm nghiên cứu tuyển chọn giống: Thực xã Đông Cuông, huyện Văn Yên Trại Thực nghiệm – Trường Trung cấp KTKT Yên Bái, thành phố Yên Bái, tỉnh Yên Bái + Các thí nghiệm nghiên cứu biện pháp kỹ thuật: Thực huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái + Mơ hình trình diễn huyện Văn n, tỉnh Yên Bái 2.2.2 Thời gian nghiên cứu - Điều tra, đánh giá thực trạng canh tác ngô đất dốc tỉnh Yên Bái năm 2014 - Nghiên cứu tuyển chọn giống: Thực năm 2015 năm 2016 - Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật canh tác: Thực năm 2016 năm 2017 - Xây dựng mơ hình trình diễn áp dụng tổng hợp biện pháp kỹ thuật canh tác ngô vụ Xuân Hè 2018 2.3 Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Điều tra, đánh giá thực trạng sản xuất ngô đất dốc tỉnh Yên Bái - Nội dung 2: Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển số tổ hợp lai (THL)/ giống ngơ lai thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái - Nội dung 3: Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô đất dốc theo hướng bền vững tỉnh Yên Bái: + Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng phân bón mật độ, khoảng cách trồng tới sinh trưởng phát triển giống ngô lai đất dốc (giống ngơ có triển vọng xác định từ kết nghiên cứu nội dung 2) + Nghiên cứu ảnh hưởng làm đất tối thiểu che tủ đất sinh trưởng phát triển giống ngơ lai đất dốc (giống ngơ có triển vọng xác định từ kết nghiên cứu nội dung 2, cơng thức phân bón, mật độ khoảng cách trồng xác định nội dung số 3) - Nội dung 4: Ứng dụng kết nghiên cứu xây dựng mơ hình canh tác ngơ đất dốc theo hướng bền vững tỉnh Yên Bái 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Điều tra, đánh giá thực trạng sản xuất ngô đất dốc tỉnh Yên Bái - Phương pháp điều tra phiếu hỏi: + Điều tra phiếu hỏi 45 hộ nông dân xã Đông Cuông, xã Đông An xã An Bình, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái + Sử dụng phương pháp phân tích, đánh giá theo mơ hình TFP (Total Factor Productivity) Diego Comin (2006) để xác định yếu tố ảnh hưởng tới sản suất ngô lập đồ thị 2.4.2 Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển số THL/giống ngô lai thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái Thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hồn chỉnh (RCBD) gồm cơng thức với lần nhắc lại Diện tích thí nghiệm 14 m (5 m x 2,8 m) trồng hàng Mỗi lần nhắc lại giống thí nghiệm gieo ngẫu nhiên liên tiếp nhau, THL/ giống trồng hàng, hàng cách hàng 70 cm, cách 25 cm (mật độ 57.000 cây/ha) Các tiêu theo dõi thực hàng ô Xung quanh thí nghiệm có băng bảo vệ, chiều rộng băng trồng hàng ngơ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm 2.4.3 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật canh tác ngô đất dốc theo hướng bền vững tỉnh Yên Bái Các thí nghiệm nghiên cứu biện pháp kỹ thuật canh tác ngô đất dốc thực giống ngơ có triển vọng xác định từ thí nghiệm 2.4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng phân bón mật độ, khoảng cách trồng tới sinh trưởng suất giống ngô triển vọng đất dốc Thí nghiệm hai nhân tố thiết kế theo kiểu – phụ (Split-Plot Design – SPD) gồm 15 công thức với lần nhắc lại tiến hành vụ Xuân Hè vụ Hè Thu 2016 Lượng bón phân viên nén (NPK Con Lười 17:5:11) nhân tố gồm mức phân bón (P0: khơng bón phân, P1: bón vãi thơng thường với lượng 150 N + 90 P2O5 + 90 K2O, P2: bón 400 kg phân viên nén NPK Con Lười 17:5:11, P3: bón 500 kg phân viên nén NPK Con Lười 17:5:11, P4: bón 600 kg phân viên nén NPK Con Lười 17:5:11) mật độ khoảng cách trồng nhân tố phụ gồm mức (M1: 66.600 cây/ha (50 x 30 cm), M2: 66.600 cây/ha (60 x 25 cm), M3: 57.000 cây/ha (70 x 25 cm) Số công thức thí nghiệm x = 15 cơng thức Tổng số thí nghiệm x x = 45 ô Gieo hàng/ô với mật độ, khoảng cách cơng thức thí nghiệm Hàng ngô trồng theo đường đồng mức Trồng hạt/hốc tỉa để cây/hốc Các tiêu theo dõi hàng ơ, xung quanh thí nghiệm có dải bảo vệ, chiều rộng dải bảo vệ hàng ngô Dải bảo vệ I M2P3 M1P2 M3P1 M2P1 M1P0 M3P4 M2P2 M1P4 M3P3 M2P4 M1P1 M3P0 M2P0 M1P3 M3P2 II M1P2 M3P0 M2P3 M1P1 M3P3 M2P0 M1P4 M3P2 M2P1 M1P3 M3P4 M2P2 M1P0 M3P1 M2P4 III M3P1 M2P2 M1P0 M3P2 M2P3 M1P1 M3P0 M2P1 M1P4 M3P3 M2P4 M1P2 M3P4 M2P0 M1P3 Hình 2.2 Sơ đồ thí nghiệm 2.4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng làm đất tối thiểu che tủ đất tới khả xói mịn sinh trưởng, suất ngơ đất dốc Thí nghiệm hai nhân tố thiết kế theo kiểu – phụ (Split-Plot Design – SPD) gồm công thức với lần nhắc lại tiến hành vụ Xuân vụ Hè Thu năm 2017 Vật liệu che tủ: Thân, ngơ lả nhân tố gồm mức (D1: tấn/ha; D2: 2,0 tấn/ha; D3: 2,0 tấn/ha.) phương thức làm đất nhân tố phụ gồm mức (S1: Cày bừa, rạch hàng S2: Không cày bừa, rạch hàng; S3: Khơng cày bừa, cuốc hốc) Số cơng thức thí nghiệm là: x = công thức Tổng số thí nghiệm là: x x = 27 ô Gieo trồng với khoảng cách 60 x 25 cm (mật độ 66.600 cây/ha) Hàng ngô trồng theo đường đồng mức Các tiêu theo dõi hàng Dưới chân thí nghiệm đào hố với kích thước m x 0,5 m x 0,8 m, hố phủ nilon lên bề mặt để thu giữ lượng đất bị rửa trôi mưa Dải bảo vệ S1D1 S1D2 S1D3 I S3D3 S3D1 S3D2 S2D2 S2D3 S2D1 II S2D2 S1D1 S3D3 S2D3 S1D2 S3D1 Dải bảo vệ S1D1 S1D2 S3D3 S3D1 S2D2 S2D3 Dải bảo vệ Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm 2.4.4 Ứng dụng kết nghiên cứu xây dựng mơ hình canh tác ngơ đất dốc theo hướng bền vững tỉnh Yên Bái - Lựa chọn phương pháp “nơng dân tham gia” xây dựng mơ hình - Mơ hình thực đất có độ dốc < 15o diện tích 1,0 (tại 05 hộ xã Đơng Cng, xã An Bình xã Đông An, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái), diện tích đối chứng 2.500 m Giống trình diễn lựa chọn từ thí nghiệm 1; Mật độ trồng, lượng phân bón lựa chọn từ kết nghiên cứu thí nghiệm 2; Phương thức làm đất lượng che tủ lựa chọn từ kết nghiên cứu thí nghiệm phân hữu vi sinh Sông Gianh 2.5 Phương pháp theo dõi, đánh giá 2.5.1 Phương pháp lựa chọn hộ điều tra, đánh giá mức độ ảnh hưởng 2.5.2 Phương pháp xác định lượng đất xói mịn qua vụ canh tác 2.5.3 Phương pháp xác định độ ẩm đất 2.5.4 Phương pháp theo dõi đặc điểm nông sinh học III S1D3 S3D2 S2D1 S2D1 S1D3 S3D2 2.5.5 Phương pháp theo dõi sâu, bệnh hại 2.5.6 Phương pháp xác định hiệu kinh tế 2.5.7 Phương pháp xác định hiệu suất sử dụng phân viên nén 2.5.8 Phương pháp xây dựng mơ hình trình diễn 2.6 Phương pháp xử lý số liệu Kết thí nghiệm thu thập tổng hợp phần mềm Microsoft Excel 2016 Các số liệu thí nghiệm xử lý thống kê theo phương pháp ANOVA, sử dụng phần mềm IRRISTAT 5.0 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết điều tra thực trạng sản xuất ngô đất dốc tỉnh Yên Bái 3.1.8 Những vấn đề tồn qua kết điều tra, đánh giá thực trạng sản xuất ngô đất dốc tỉnh Yên Bái Kết điều tra tình hình sản xuất ngơ đất dốc cho thấy: Tỷ lệ hộ có diện tích đất dốc trồng ngơ tương đối lớn (> 90%), chủ yếu trồng với diện tích nhỏ 1000 m2 Giống sử dụng sản xuất chủ yếu giống ngô lai đơn nhập nội, phần trăm giống Việt Nam chọn tạo chưa cao suất ngô thấp (< 4,0 tấn/ha) giống chưa thích ứng với điều kiện sinh thái vùng, bón phân cân đối N-P-K, khơng sử dụng phân chuồng (phân hữu vi sinh) không che tủ bề mặt dẫn đến xói mịn, rửa trơi đất lớn Tóm lại, qua kết điều tra cho thấy, cần có giải pháp tổng hợp biện pháp kỹ thuật canh tác từ việc lựa chọn giống, phân bón, phương thức làm đất, khoảng cách mật độ gieo trồng, che tủ đất đến biện pháp phòng trừ sâu, bệnh hại để nâng cao suất, chất lượng nâng cao hiệu hiệu kinh tế cho người dân Yên Bái nói riêng đồng bào khu vực miền núi phía Bắc nói chung 3.2 Nghiên cứu khả sinh trưởng, phát triển số tổ hợp lai, giống ngơ lai thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái 3.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng, phát triển THL/giống ngô lai vụ Hè Thu 2015 vụ Xuân Hè 2016 tỉnh Yên Bái Bảng 3.9 Các giai đoạn sinh trưởng, phát dục THL/giống ngô lai vụ Hè Thu 2015 vụ Xuân Hè 2016 tỉnh Yên Bái Vụ Hè thu 2015 Vụ Xuân hè 2016 Thời gian từ gieo đến… Thời gian từ gieo đến… THL/Giốn (ngày) (ngày) g Tung Phun Chín Tung Phun Chín phấn râu sinh lý phấn râu sinh lý Huyện Văn Yên H0271 58 62 98 68 69 102 H6554 56 62 99 65 66 105 10 (đ/c) P LSD.05 CV(%) H0271 H7142 H7154 H41142 H65675 ĐH151 VS71 VS686 DK6919 (đ/c) P LSD.05 CV(%) 0,05 >0,05 >0,05 >0,05 0,05 P(P) >0,05 >0,05 0,05 >0,05 >0,05 P(D) 0,0 0,05 >0,05 0,05 >0,05 >0,05 - 14,1 14,1 14,4 >0,05 >0,05 0,05 >0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 >0,05 >0,05 >0,05 P(S) >0,05