Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ và phân bón đối với cây ngơ
2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ
Mật độ thực vật là một trong những thực tiễn quan trọng nhất quyết định năng suất hạt, cũng như các thuộc tính nơng nghiệp quan trọng khác của cây trồng. Mật độ ảnh hưởng đến kiến trúc thực vật, làm thay đổi mơ hình tăng trưởng và phát triển, ảnh hưởng đến sản xuất và phân chia carbohydrate (Casal, 1985).
Ngô nhạy cảm hơn với sự biến động mật độ thực vật so với các thành viên khác trong họ cỏ (Almeida and Sangoi, 1996). Ở mật độ thấp, nhiều giống ngô hiện đại không canh tác hiệu quả và thường chỉ tạo ra một quả mỗi cây. Do đó, ngơ khơng có cùng đặc tính của hầu hết các giống đẻ nhánh để bù đắp cho diện tích lá thấp và một số đơn vị sinh sản nhỏ bằng cách phân nhánh (Gardner et al., 1985).
Mặt khác, việc sử dụng quần thể cao làm tăng sự cạnh tranh giữa các tế bào đối với ánh sáng, nước và chất dinh dưỡng. Điều này có thể gây bất lợi cho năng suất cuối cùng vì nó kích thích sự thống trị đỉnh, gây ra sự khô cằn, và cuối cùng giảm số lượng tai được sản xuất ra cho mỗi cây và hạt nhân đặt trên mỗi tai (Sangoi and Salvador, 1998a).
Sự nhạy cảm của ngô đối với sự biến đổi mật độ đã tạo ra những nỗ lực nghiên cứu mạnh mẽ nhằm hiểu rõ hơn về sự thay đổi số lượng cá thể trên mỗi khu vực ảnh hưởng đến định nghĩa năng suất hạt và xác định mật độ tối ưu đối với ngô trong nhiều điều kiện khác nhau.
Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng phát triển
Mức tăng năng suất của ngơ khi có tưới phụ thuộc cả mật độ gieo, có liên quan với độ chiếu sáng khác nhau cũng như cường độ quang hợp khác nhau. Theo tác giả Crookston et al. (1978), (dẫn theo Neal C. Stoskopf, 1981) , thì khi tăng mật độ cây khơng có nghĩa là làm tăng khối lượng vật chất khô. Trong khi đó Duncan, (1971) (dẫn theo Neal C. Stoskopf, 1981), cho rằng: sự tăng năng suất về mặt lý thuyết chỉ đạt được khi chỉ số diện tích lá (LAI) xấp xỉ 4,0 và năng suất sẽ không tăng khi chỉ số diện tich lá là 4,7.
Theo các tác giả Rutgers et al. (1971) (dẫn theo Neal C. Stoskopf, 1981) (Moro, 1996), mối quan hệ giữa năng suất hạt và chỉ số diện tích là ở ngơ đã phát hiện được sự khác nhau rất rõ giữa các kiểu gen. Ở mật độ 34.600 và 65.200 cây /ha (Mason and Zuber, 1976) đo chỉ số LAI tương ứng là 2,47 và 4,00, ở mật độ cây cao chi số LAI rất khác nhau giữa 15 giống từ mức thấp 3,45 đến mức cao 4,61. Sự khác nhau rất lớn của LAI ở mật độ cây cao của các giống, chỉ ra việc quản lý điều chỉnh diện tích lá thơng qua mật độ cây.
Theo EL – Lakaly and Rssell (1971), Robert (1985), mối quan hệ giữa các đặc tính của ngơ với năng suất khi kiểm tra các cặp lai đơn gieo trồng ở những mật độ khác nhau cho thấy: Ở mật độ thấp, chiều cao cây, chiều cao đóng bắp quan hệ có ý nghĩa đối với năng suất; ở mật độ cây trung bình, đường kính bắp. Tỷ lệ hạt/bắp, chiều cao cây và chiều cao đóng bắp là có quan hệ ý nghĩa đối với năng suất ngoại trừ khối lượng 1.000hạt, ngày tung phấn, ngày phun râu.
Theo Rechard D. Walren (1968), Pedro Revilla (2000), giữa LAI và mật độ cây trồng có quan hệ trực tiếp với nhau. LAI tăng theo đường thẳng khi mật độ cây tăng từ 34.000 đến 69.000 cây/ha cho dù diện tích lá /cây giảm khi mật độ cây tăng.
Mật độ - cũng khuyến cáo dựa vào thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái như chiều cao cây, bộ lá (dài ngày, cao cây, lá rậm… thì trồng thưa; ngắn ngày, thấp cây, lá thống hoặc đứng thì trồng dày), theo mùa vụ… (trích theo Phan Xuân Hào, 2009) .
Trong 3 năm 2006, 2007, 2008 tại Đan Phượng, Viện Nghiên cứu Ngô đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu mật độ và khoảng cách trồng nhằm tăng năng suất và hiệu quả sản xuất ngô” với:
+ 8 giống: LVN4, LVN184, LVN99, LVN10, LVN45, LVN9, LVN14 và LVN145. Đa dạng về thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu.
+ 5 mật độ: 5, 6, 7, 8 và 9 vạn cây/ha ;
+ Khoảng cách hàng đều : 50, 70 , 90 cm (2006,2007);
+ Hàng kép: (70+50), (70+40), (65+35) cm và 60cm cho mật độ 7,6 vạn cây/ha (2008).
Kết quả thí nghiệm cho thấy: Chiều cao cây và độ cao đóng bắp ở khoảng cách hàng 90cm có xu hướng thấp hơn một ít so với các cơng thức khác. Tức là ở khoảng cách này, cây ngô nhận được ánh sáng nhiều nhất. Tuy nhiên, năng suất lại cho thấp nhất. Điều đó là do ưu thế của cây ngô với quang hợp C4 và lợi thế về dinh dưỡng khi trồng hàng hẹp, khoảng cách giữa các cây phân bố đều nhau hơn ( Phan Xuân Hào, 2009).
Ảnh hưởng của mật độ trồng ngô đến năng suất
Tạo giống chịu mật độ cao là một trong những mục tiêu quan trọng của các nhà tạo giống ngô. Bằng nhiều phương pháp người ta đã không ngừng cải thiện mật độ trồng ngô trên thế giới. Theo Hallauer (1991), Banzinger et al. (2000) cùng nhiều tác giả khác: Các giống ngơ lai mới có khả năng chịu được mật độ cao gấp 2-3 lần so với các giống tạo ra cách đây 50 năm và có tiềm năng năng suất cao hơn hẳn.
Theo Minh Tang Chang (2005), năng suất ngô của Mỹ trong hơn 40 năm qua tăng thêm 85% là nhờ đóng góp của giống ngơ lai đơn, 21% là nhờ tăng mật độ và 5% nhờ thu hẹp khoảng cách hàng.
Mật độ trồng và khoảng cách giữa các hàng ngô là những vấn đề được nghiên cứu nhiều và sâu nhất trong các biện pháp canh tác cây ngô. Cùng với
việc mở rộng các giống ngơ lai và cơ giới hố, khoảng cách hàng hẹp hơn đã trở nên phổ biến với khoảng cách cây đều nhau hơn. Stickler (1964), ở Kansas kết luận rằng: với cùng một mật độ nhưng khoảng cách hàng 51 cm cho năng suất tăng 5% so với 102 cm ở điều kiện khô hạn và 6% ở điều kiện có tưới. Rossman and Cook (1966), thu được năng suất tăng 14% ở khoảng cách hàng 46 cm so với 91 cm ở Michigan. Coville (1966), qua 9 thí nghiệm ở Nebraska cho thấy, năng suất hạt tăng 16% ở khoảng cách hàng 51 cm và 4% ở khoảng cách hàng 76 cm so với 102 cm. Barbieri et al. (2000), ở Argentina đã công bố kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách hàng gieo 35 cm và 70 cm cùng với 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 (35cm) năng suất cao hơn hẳn so với khoảng cách truyền thống.
Widdicombe and Kurt D. Thelen (2002), đã là thí nghiệm với 4 giống ngơ khác nhau về thời gian sinh trưởng, chiều cao cây, kiều bắp và góc lá tại 6 địa điểm ở vành đai ngô nước Mỹ vào năm 1998 -1999, với 5 mật độ từ 5,6 – 9 vạn cây/ha và khoảng cách hàng là 38 cm, 56 cm và 76 cm đã rút các kết luận năng suất đạt cao nhất ở khoảng cách hàng 38 cm và mật độ 9 vạn cây/ha. Kết quả nghiên cứu của Sener et al. ở đại học Nebraska (Hoa Kỳ) cho thấy năng suất cao nhất (14 tấn/ha) thu được ở khoảng cách hàng 45-50cm và mật độ 9-10 vạn cây/ha.
Trong 3 vụ Xuân 2006, Xuân và Thu 2007, 5 giống ngô (LVN4, LVN184, LVN99, LVN45 và LVN10) có thời gian sinh trưởng, đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu khác nhau được trồng thí nghiệm tại Viện Nghiên cứu Ngô, Đan Phượng, Hà Tây, với 3 khoảng cách hàng (50, 70, 90 cm), 4 mật độ ( 50, 60, 70 và 80 nghìn cây/ha); Các giống thấp cây, lá đứng, ngắn ngày, thân mảnh (LVN184,LVN99) còn trồng thêm mật độ 9 vạn cây/ha. Kết quả cho thấy:
1. Với cùng một mật độ, khoảng cách hàng 50cm cho năng suất cao nhất và thấp nhất là ở 90 cm cho tất cả các giống và mọi mật độ thí nghiệm.
2. 4 trong 5 giống thí nghiệm cho năng suất cao nhất ở mật độ 8 vạn cây/ha với khoảng cách 50 x 25 cm, chỉ có LVN10 ở 7 vạn cây/ha và khoảng cách 50 x 28 cm.
3. Ưu thế của khoảng cách hàng hẹp càng rõ khi mật độ tăng: Ở mật độ 5 vạn cây/ha, năng suất ở khoảng cách 50 cm vượt ở 70cm và 90cm tương ứng 6,0 và 11,9%; Ở 6 vạn cây/ha là 8,8 và 17,3%; Ở 7 vạn cây/ha là 11,4 và 18,5%; Ở 8
vạn cây/ha có chênh lệch lớn nhất với 17,8 và 25,4%; Ở khoảng cách hàng 50 cm năng suất ở mật độ 8 vạn cây/ha vượt 5 vạn cây/ha là 1.623 kg, tương đương 23%, ở khoảng cách hàng 70cm chênh lệch năng suất giữa 2 mật độ là 721 kg (10,8%), còn ở khoảng cách 90 cm chỉ có 623 kg (9,9%),Với KC hàng 50 cm, khi tăng mật độ từ 7 vạn lên 8 vạn cây/ha NS tăng thêm 536 kg/ha (6,6%), còn ở KC 70cm và 90 cm chênh lệch NS ở 2 mật độ chỉ là 70 kg/ha (1,0%) và 56 kg/ha (0,8%)...( Phan Xuân Hào, 2009).
Vụ Xuân 2006, tại Viện Nghiên cứu Ngơ đã làm thí nghiệm với 7 giống ngô: LVN10, LVN4, LVN9, LVN99, LVN45, LVN145 và LVN184, ở 5 mật độ:5, 6, 7, 8 và 9 vạn cây/ha và 3 khoảng cách giữa các hàng là 50, 70 và 90cm. Kết quả cho thấy: ở tất cả các mật độ, năng suất cao nhất đạt được ở khoảng cách hàng 50cm, sau đó là 70cm và thấp nhất là 90cm. Trong đó mật độ 8 vạn cây/ha, sự sai khác thể hiện rõ nhất: ở khoảng cách 50cm năng suất trung bình của các giống cao hơn 1652kg/ha, tương đương 22%, so với khoảng cách 70 và 1766 kg/ha, tương đương 23,5%. Trong đó, ở mật độ 8 vạn cây/ha, sự sai khác thể hiện rõ nhất: Ở khoảng cách 50cm năng suất trung bình của các giống cao hơn 1652kg/ha, tương đương 22%, so với khoảng cách 70 cm và 1766kg/ha, tương đương 23,5%, so với khoảng cách 90cm.. Trong 7 giống thí nghiệm, thì có 6 giống cho năng suất cao nhất ở mật độ 8 vạn cây/ha, với khoảng cách 50 x 25cm; riêng giống LVN10 cho năng suất cao nhất ở 7 vạn cây/ha, với khoảng cách 50 x 28 (Phan Xuân Hào, 2009).
Ảnh hưởng của mật độ trồng đến chống chịu
Mục tiêu cuối cùng của người sản xuất là năng suất, nhưng để một giống ngơ có năng suất cao thì ngồi sinh trưởng, phát triển tốt, cần có khả năng chống chịu tốt Theo Derieux(1988) (W. M. Stall, 1989) khi làm thí ngiệm mật độ với giống ngơ chín sớm Browing ở khoảng cách hàng 80 cm cho thấy, mật độ cây có liên quan đến năng suất ngơ cũng như tỷ lệ đổ.
Ở mật độ 12cây/m2 năng suất ngô hạt đạt 72,3 tạ/ha, tỷ lệ đổ 18%. Ở mật độ 15cây/m2 năng suất tăng lên 73,9 tạ/ha và tỷ lệ đổ là 25%.
Thí nghiệm tại Viện Nghiên cứu Ngô – Đan Phượng – Hà Nội với các giống ngô lai phổ biến và triển vọng của Viện LVN10, LVN4, LVN99, LVN14.
* Vụ Xuân các giống được trồng với mật độ 7,58 vạn cây/ha, với các khoảng cách: - Hàng đơn : 60 x 22 cm/ cây; - Hàng kép : (70 + 50) x 22 cm/cây; - Hàng kép : (70 + 40) x 24 cm/cây. * Vụ Thu: - Hàng đơn : 50 x 26,6 cm/cây; - Hàng đơn : 60 x 22 cm/cây; - Hàng kép : (65 + 35) x 26,4 cm/cây.
Thí nghiệm với 3 lần nhắc lại theo khối ngẫu nhiên hoàn thiện.
* Các mơ hình trồng theo khoảng cách hàng 50-60 cm, khoảng cách cây từ 25-30 cm và mật độ đạt 6,6 – 7,1 vạn cây/ha.
Kết quả thí nghiệm cho thấy:
Ở vụ Xuân, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và chiều cao đóng bắp, khả năng chống đổ, gãy và sâu bệnh của các giống khơng có sự khác nhau giữa các khoảng cách hàng khác nhau. Chỉ phụ thuộc vào bản chất từng giống.
Ở vụ Thu, thời gian sinh trưởng, chiều cao cây và chiều cao đóng bắp, khả năng chống đỏ, gãy và sâu bệnh chỉ phụ thuộc vào giống, mà không phụ thuộc vào khoảng cách hàng và cây. Chẳng hạn giống LVN 4 bị đổ nhiều ở công thức hàng đơn 60x22 cm thì ở các cơng thức hàng kép cũng có biểu hiện tương tự, còn giống LVN 10 và LVN 99 không bị đổ gãy ở cả 3 công thức.
Các chỉ tiêu khác hầu như khơng 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 hưởng nặng hơn các giống khác (Phan Xuân Hào, 2009).
Theo nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Ngô (2006-2008) cho thấy trên đất phù sa sông Hồng việc tăng mật độ ở khoảng cách hàng 70 cm khơng có ý nghĩa làm tăng năng suất ngơ, nhưng ở khoảng cách hàng 50cm các giống thí nghiệm cho năng suất cao hơn rõ ở mật độ 7-8 vạn cây/ha (Viện nghiên cứu ngô, 2009; 2010).