Yếu tố môi trường không chỉ ảnh hưởng đến sinh trường và năng suất của cây ngũ cốc, nó còn ảnh hưởng đến khả năng chống chịu bệnh (Sasho and Franci, 2012). Waha et al., (2013) nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến năng suất ngô đã nhận thấy ảnh hưởng của nhiệt độ là rất quan trọng và nhận biết có 4 nhóm, vùng có ảnh hưởng nghiêm trọng nhất khi biến đổi môi trường năng suất thay đổi −33%, vùng trung bình năng suất thay đổi −33% đến −10% vùng ảnh hưởng nhẹ năng suất thay đổi −10% đến +6%. Ba nhóm nhiệt độ tăng dẫn đến giảm năng suất ngô từ 3 đến 20% trừ miền núi cao.
Ngô là cây có khả năng thích nghi rộng với điều kiện môi trường và được trồng ở nhiều điều kiện sinh thái. Nhìn chung ngô phù hợp với nhiệt độ trung bình từ 20-27o C. Đất tốt và thoát nước, lượng mưa từ 500 đến 1100 mm trong giai đoạn sinh trưởng phát triển của ngô. Ngô có nhu cầu nước và đạm ở mức cao hơn so với cây lấy hạt khác, nó mẫn cảm với môi trường ở giai đoạn tung phấn và phun râu. Mặc dù có một
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18
số giống chịu hạn nhưng hầu hết các giống bị hạn thời kỳ trỗ cờ phun râu sẽ giảm năng suất (Phan Xuân Hào và cs, 2004).
Những điều kiện bất thuận đối với thực vật là những điều kiện ngoại cảnh có ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển và năng suất thực vật học. Điều kiện bất thuận sinh học và phi sinh học có thể làm giảm tới 65-87% năng suất cây trồng tùy theo từng loài cây (David, 2002).
Do nhiệt độ không khí tăng là nguyên nhân cây trồng sinh trưởng phát triển nhanh và nhanh chín hơn, như thế sẽ rút ngắn bắt buộc thời gian sinh trưởng là nguyên nhân bất lợi với năng suất (Muchow et al., 1990). Trong trường hợp của ngô nó có thể bù đắp bằng tăng tỷ lệ quang hợp kết quả trực tiếp từ nồng độ CO2 phải cao hơn (Zaidi, 2003).
Ngô là cây ưa nóng. Nhu cầu về nhiệt được thể hiện bằng tổng nhiệt độ cao hơn nhiều cây trồng khác mà ngô cần để hoàn thành chu kỳ sống từ gieo đến chín. Theo Velican, (1956), cây ngô cần tổng nhiệt từ 1700oC đến 3700oC tùy thuộc vào giống (Ngô Hữu Tình, 1997). Nghiên cứu các giống ngô ở Trung Quốc cho rằng tổng nhiệt lượng hoạt động đối với các giống chín sớm là 2000-2200oC, giống chín trung bình là 2300-2600oC và giống chín muộn là 2500-2800oC (Lưu Trọng Nguyên, 1965). Bên cạnh đó nhu cầu về nhiệt của cây ngô được thể hiện bằng các giới hạn nhiệt độ mà cây đòi hỏi như nhiệt độ tối thấp, tối cao và tối ưu (Ngô Hữu Tình, 1997). Về phương diện này các nhà khoa học đã định vùng trồng ngô lấy hạt là vùng được giới hạn bằng đường đồng nhiệt cao nhất là 18oC (Necula, 1957). Ngày nay người ta quan tâm nhiều hơn đến nhiệt độ trung bình tháng gieo hạt. Theo Kulesov, (1955), Iakuskin, (1953) thì nhiệt độ tối thấp sinh vật học ở giai đoạn mọc mầm của hạt ngô là 8-10oC. Một số tác giả khác cho rằng để hạt ngô mọc bình thường, nhiệt độ cần thiết tối thiểu phải từ 12- 14oC. Wallace and Bressman cho rằng nhiệt độ trung bình tối ưu để trồng ngô ở miền Trung Iowa là 15,5oC vào tháng 5; 21oC vào tháng 6; 23oC vào tháng 7; 22,2oC vào tháng 8 và 17,5oC vào tháng 9 (Ngô Hữu Tình, 1997).
Ở Việt Nam, nhiều tác giả như Luyện Hữu Chi, Trần Hồng Uy, Trương Đích, Cao Đắc Điểm, Trần Hữu Miện, Võ Đình Long, Đỗ Hữu Quốc thống nhất quan điểm với các nhà khoa học thế giới cho rằng các giống ngô có thời gian sinh trưởng khác
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19
nhau có nhu cầu tổng tích ôn rất khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống của mình (Ngô Hữu Tình, 1997).
Nước là yếu tố môi trường quan trọng đối với đời sống cây ngô. Ở những vùng nóng, nơi có sự bốc hơi nước và thoát nước cao, nhu cầu nước của cây ngô lại càng lớn. Cây ngô thuộc cây C4, nó cần từ 350-500 lít nước để sản sinh ra 1 kg hạt (tùy theo khí hậu và tình trạng dinh dưỡng đất), năng suất ngô có thể đạt 12-15 tấn/ha dễ dàng trong điều kiện có tưới (David, 2002). Khi gặp điều kiện hạn, cây ngô có sự phân bố lại chất dinh dưỡng trong thân. Nếu hạn xảy ra trùng với thời kỳ tích lũy chất khô vào hạt đến ngô bị chín ép, hạt lép. Hạn xảy ra thời kỳ cây con ảnh hưởng đến mật độ, giảm diện tích lá và tốc độ quang hợp (Campbell et al., 2004).
Trong quá trình sinh trưởng phát triển của cây ngô, nó đã hút và thoát hơi nước hàng ngày là 18 tấn nước/ha, hay khoảng 1800 tấn nước/ha trong tất cả các giai đoạn, tương đương với lượng mưa 175 mm. Theo Wallace and Bressman, lượng nước tiêu tốn còn phụ thuộc vào lượng ngô sản sinh ra. Để đạt được 3800 kg/ha cần một lượng mưa là 287,5 mm, để đạt được 6300 kg/ha cần lượng mưa là 486-616 mm (Ngô Hữu Tình, 1997; Ngô Hữu Tình, 2005; Trần Hồng Uy, 2001).
Nhu cầu về nước của cây ngô thay đổi theo giai đoạn phát triển của nó. Theo Wolfe, (1972); Shaw, (1997) thì thời kỳ đầu hạt ngô cần hút một lượng nước bằng 40- 44% khối lượng hạt ban đầu và hạt ngô mọc nhanh nhất khi độ ẩm đất đạt 80% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng. Hạt ngô không mọc được ở ẩm độ đất bằng 10% sức chứa ẩm độ đất tối đa đồng ruộng, còn khi độ ẩm nước 100% hoặc cao hơn, sự nảy mầm cũng bị chậm lại do thiếu oxy (Ngô Hữu Tình, 1997).
Ngô là cây trồng cạn cần nhiều nước, nhưng cũng rất nhạy cảm với độ ẩm đất cao, đặc biệt ở giai đoạn cây con còn nhỏ khi điểm sinh trưởng còn nằm dưới mặt đất. Vào giai đoạn này chỉ cần ngập nước 1-2 ngày cây ngô cũng có thể bị chết (Ngô Hữu Tình, 1997; Ngô Hữu Tình, 2005; Trần Hồng Uy, 2001).
Ánh sáng là yếu tố quan trọng cho sinh trưởng và phát triển của cây ngô, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tích lũy chất dinh dưỡng và ảnh hưởng đến độ dài quá trình sinh trưởng. Theo phản ứng ánh sáng, cây ngô thuộc nhóm cây trồng ngày ngắn. Iakuskin, (1951) cho rằng ngày ngắn thúc đẩy quá trình phát triển cây ngô. Điều này
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20
được khẳng định bởi thí nghiệm tiến hành tại Uruguay với 40 giống ngô, qua đó có một số loại không cho bắp ở điều kiện ngày dài. Tuy nhiên, do tác động trong quá trình cải thiện đã tạo ra một số giống ngô thích nghi cho những vùng phía Bắc với điều kiện ngày dài. Từ kết quả của 61 thí nghiệm năm 1927 ở viện cây trồng Leningrad được tiến hành ở những vùng địa lý khác nhau, Baliura, (1955) đã kết luận điều kiện ngày dài không phải là yếu tố bất lợi cho cây ngô. Thực vậy, các giống ngô trồng ở châu Âu đã thích nghi với việc hoàn thành chu kỳ sống của mình trong điều kiện ngày dài đã làm yếu đi nhu cầu ngày ngắn. Kuperman, (1977); Sain, (1964) cho rằng trong điều kiện chiếu sáng nhân tạo 12 giờ một ngày xúc tiến quá trình trổ cờ và hình thành bắp (Ngô Hữu Tình, 1997; Ngô Hữu Tình, 2005; Trần Hồng Uy, 2001).
Phản ứng với độ dài ngày còn phụ thuộc vào các giống ngô khác nhau, nhất là về thời gian sinh trưởng. Một số nhà khoa học cho rằng, các giống ngô chín sớm không phản ứng với quang chu kỳ. Chúng có khả năng phát triển ở bất kỳ quang chu kỳ nào. Các giống chín muộn không có khả năng đó.
Một yếu tố quan trọng hơn độ dài chiếu sáng đó là cường độ ánh sáng và chất lượng ánh sáng. Cũng theo Sain and Kuperman, các tia sáng dài vào sáng sớm và chiều tối kìm hãm sự phát triển của thực vật; các tia sáng ngắn vào những giờ ban ngày lại xúc tiến quá trình sinh trưởng của chúng. Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trời, Humlum, (1957) nhận thấy rằng để có năng suất ngô cao cần thiết các giờ chiếu sáng của mặt trời với tổng lý thuyết là 55-64% vào tháng 5; 45- 54% vào tháng 6; 55-74% vào tháng 7, 8 và 9. Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào tháng 7-9 sẽ làm giảm năng suất ngô dưới mức bình thường (Ngô Hữu Tình, 1997; Ngô Hữu Tình, 2005; Trần Hồng Uy, 2001).