Ngô là cây có khả năng thích ứng rộng với điều kiện môi trường và được trồng ở nhiều điều kiện sinh thái khác nhaụ Nhìn chung, ngô phù hợp với nhiệt độ trung bình 68 đến 720F (20 - 270C). Đất tốt và thoát nước, lượng mưa từ 500 đến 1.100mm trong giai đoạn sinh trưởng phát triển của ngô. Ngô có nhu cầu nước và đạm ở mức cao hơn so với các cây lấy hạt khác, nó mẫn cảm với môi trường ở giai đoạn trổ cờ tung phấn và phun râụ Mặc dù có một số giống chịu hạn nhưng hầu hết các giống bị hạn thời kỳ trổ cờ phun râu sẽ
giảm năng suất [49].
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 [25].
Môi trường không những ảnh hưởng đến năng suất ngô mà ảnh hưởng cả đến khả năng kết hợp. F.J. Betran và cộng sự năm 2002 đã đánh giá 17 dòng ngô trắng nhiệt đới thuần có mặt trong lai diallen các dòng và con lai đã được đánh giá ở 12 môi trường bất thuận và không bất thuận. Biểu hiện ưu thế lai ở môi trường hạn lớn hơn và nhỏ hơn ở điều kiện đạm thấp. Bộ Marker DNA nhận biết 81 locus sử dụng là chỉ thị 17 dòng ngô. Mức độ đa dạng di truyền cao với 4,65 allen/locus và giá trị thông tin đa hình ở phạm vi 0,11 đến 0,82. Vùng genome và các locus tính trạng số lượng (QTL) cho chịu hạn biểu hiện ở mức độ đa dạng di truyền thấp hơn. Khoảng cách di truyền trên cơ sở
số liệu marker RFLP sắp xếp các dòng thuần phù hợp với thế hệ phả hệ của chúng. Tương quan được tìm thấy giữa khoảng cách di truyền và khả năng kết hợp riêng, ưu thế lai trung bình (MPH) và ưu thế lai thực (HPH) khả năng phối hợp riêng tương quan chặt với khoảng cách di truyền và tương quan chặt hơn khi điều kiện bất thuận [48].
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 chỉ bù đắp bằng tăng tỷ lệ quang hợp kết quả
trực tiếp từ nồng độ CO2 phải cao hơn [51].
Nhu cầu cây ngô về các điều kiện sinh thái như sau: * Nhiệt độ:
Ngô là cây ưu nóng. Nhu cầu về nhiệt độ 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 độ từ 1.7000C đến 3.700 0C tùy thuộc vào giống [9], [10]. Còn Lưu Trọng Nguyên (1965) nghiên cứu các giống ngô ở Trung Quốc cho rằng tổng tích nhiệt hoạt động đối với các giống chín sớm là 2.000 – 2.2000C, giống chín trung bình là 2.300 – 2.6000C và giống chín muộn là 2.500 – 2.8000C. Bên cạnh đó nhu cầu về
nhiệt độ 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 [9], [10]. 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 18 0C (Necula Gh: 1957). Ngày nay, người ta quan tâm nhiều hơn đến nhiệt độ trung bình tháng gieo hạt. Theo Kulesov N.N. (1955), Iakuskin V.Ị (1953) thì nhiệt độ tối thấp sinh vật học ở giai đoạn mọc mầm của hạt ngô là 8 - 10 0C. Một số tác giả khác cho rằng để hạt ngô mọc bình thường, nhiệt độ cần thiết tối thiểu phải từ 12 - 140C. Wallace và Bressman cho rằng nhiệt độ trung bình tối ưu để trồng ngô ở miền Trung bang Iowa (vành đai ngô nước Mỹ) là 15,50C vào tháng 5; 210C vào tháng 6; 230C vào tháng 7; 22,20C vào tháng 8 và 17,50C vào tháng 9 [9], [10].
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 nhau có nhu cầu tổng tích ôn rất khác nhau để hoàn thành chu kỳ sống của mình [9], [10].
Trong nghiên cứu của mình về một số yếu tố khí hậu với số ngày phát dục cảu cây ngô, Văn Tất Tuyên cho rằng: tổng nhiệt độ hoạt động có hệ số tương quan thuận dương với số ngày của các giai đoạn sinh trưởng. Trong khi đó nhiệt độ trung bình ngày lại có mối tương quan nghịch với số
ngày phát dục của các giai đoạn như: gieo - mọc; mọc - 9, 10 lá; 9, 10 lá - trỗ; trỗ - chín sáp; chín sáp - chín hoàn toàn. Cũng theo Văn Tất Tuyên thì quan hệ giữa nhiệt độ trung bình ngày với một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây ngô là thuận [9], [10].
* Nước
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 hơi nước cao, nhu cầu nước của cây ngô lại càng lớn. Cây ngô thuộc loại cây C4, nó cần từ 350 đến 500 lít nước để sản sinh ra 1kg 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 [23]. Khi có hạn xẩy ra, cây ngô có sự phân bố lại chất dinh dưỡng trong thân. Nếu hạn xẩy ra trùng với thời kỳ tích lũy chất khô vào hạt dẫn đến ngô bị chín ép, hạt lép. Hạn xẩy ra thời kỳ cây con ảnh hưởng đến mật độ, giảm diện tích lá và tốc độ quang hợp [22].
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của 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 175mm. Theo Wallace và Bressman, lượng nước tiêu tốn còn phụ thuộc vào sản lượng ngô sản sinh rạ Để đạt được 3.800kg/ha cần một lượng mưa là 287,5mm; để đạt được 6.300kg/ha cần lượng mưa là 486 - 616mm [9], [10].
Nhu cầu về nước của cây ngô thay đổi theo giai đoạn phát triển của nó. Theo Wolfe, 1972 (Shaw R.H., 1977) 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 độ ẩm đất bằng 10% sức chứa ẩm tối đa đồng ruộng, còn khi độ no nước 100% hoặc cao hơn, sự nẩy mầm cũng bị chậm lại do thiếu oxy [9], [10].
Ngô là cây trồng cạn cần nhiều nước, nhưng cũng rất nhậy 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 [9], [10].
* Ánh sáng
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 ngắn ngàỵ Iakaskin V.Ị, 1951 cho rằng, ngày ngắn thúc đẩy quá trình phát triển cây ngô. Điều này được khẳng định bởi thí nghiệm tiến hành tại Uruguay với 40 giống ngô, qua đó có một số giống không cho bắp ở điều kiện ngày dàị 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 dàị Từ kết quả của 61 thí nghiệm năm 1927 ở viện cây trồng Leningrad được tiến hành ở các vùng địa lý khác nhau, Baliura 1955 (theo Necula, 1957) đã kết luận điều kiện ngày dài không phải là một yếu tốt 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 F.Ị, 1977; Sain S.S., 1964 cho rằng trong điều kiện chiếu sáng nhân tạo 12 giờ một ngày xúc tiến quá trình trỗ cờ và hình thành bắp [9], [10].
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 có phản ứng với quang chu kỳ. Chúng có khả năng phát triển
ở bất cứ quang chu kỳ nàọ 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 S.S và Kuperman F.Ị, 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 phát triển của chúng. Khi nghiên cứu mối tương quan giữa năng suất ngô và bức xạ mặt trời, Humlum J. (Obrejanu, 1957) nhận thấy rằng để có năng suất ngô cao cần thiết các giờ
chiếu sáng của mặt trời so với tổng lý thuyết là 55 - 64% vào tháng 5; 45 - 54% vào tháng 6 và 55 - 74% vào tháng 7, 8 và 9. Độ dài chiếu sáng dưới 55% vào các tháng 7 - 9 sẽ làm giảm năng suất ngô dưới mức bình thường [9], [10].