Ảnh hưởng của xử lý hạt giống và phun chế phẩm nano đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngô tại Long An

60 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 ẢNH HƯỞNG CỦA XỬ LÝ HẠT GIỐNG VÀ PHUN CHẾ PHẨM NANO ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT NGÔ TẠI LONG AN Ngô Quang Vinh1, Bùi Xuân Mạnh1, Đinh Thị Hương1, Lê Quý Kha1, Nguyễn Hoài Châu2 TÓM TẮT Để đánh giá hiệu quả của việc tẩm hạt giống bằng chế phẩm vi lượng nano xử lý hạt (XLH) kết hợp phun chế phẩm vi lượng nano (CP) trên cây ngô, một thí nghiệm đã được Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam tiến hành tại xã Đức Lập, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2017. Thí nghiệm 2 yếu tố được bố trí theo kiểu lô chính-lô phụ (Split-plot design) với 3 lần lặp lại. Lô chính là CP phun lá (3 liều lượng), lô phụ là chế phẩm XLH (4 liều lựơng), đối chứng là tẩm hạt và phun nước lã. Kết quả bước đầu cho thấy việc xử lý hạt bằng XLH3, XLH4 có hay không kết hợp với việc phun trên lá bằng CP1 và CP2 đều cho năng suất khả quan, tăng hơn đối chứng 12,8 đến 14%. Tuy nhiên, cần nghiên cứu mở rộng để có kết luận chính xác. Từ khóa: Ngô, chế phẩm nano, xử lý hạt 1 Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam; 2 Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, vật liệu mới có cấu trúc nano đã trở thành một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất, trong đó có nông nghiệp. Một số kết quả nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Nga cho thấy, giống ngô lai Katrina CB có khả năng chịu hạn kém nhất sau khi xử lý với các hạt nano kim loại sắt năng suất đã tăng gấp 2 lần so với đối chứng trong điều kiện khô hạn (Churilov, 2010). Tại Iran, Mosanna và Behrozyar (2015) đã thí nghiệm sử dụng nano chelate kẽm cho ngô bằng các phương pháp bón gốc, phun lá và bón gốc + phun lá. Kết quả cho thấy, biện pháp bón gốc giúp tốc độ vào chắc hạt tăng 37% và thời gian vào chắc tăng 12%. Biện pháp phun trên lá làm tăng 24% khối lượng chất khô, 64% năng suất bắp và 68% năng suất hạt trên mỗi m2. Việc phun chế phẩm vi lượng kích thước nano qua lá đã phát huy được lợi thế của hệ thống lá có diện tích lớn. Trên lá, hạt nano có thể được hấp thu qua lớp biểu bì (cuticle) và qua khí khổng (Eichert T. et al., 2008). Các hạt nano có kích thước lớn hơn 50 nm đều có thể xâm nhập qua đường khí khổng, bởi kích thước khí khổng vào cỡ micromet (Willmer C. and Fricker M., 1996). Các kết quả nghiên cứu trên là những tham khảo có giá trị và khả thi cho nghiên cứu sử dụng nano trong canh tác ngô ở Việt Nam. Ngô là một trong những cây trồng quan trọng tại Long An, là cây chính trong việc chuyển đổi đất lúa kém hiệu quả sang cây trồng khác có hiệu quả kinh tế cao hơn. Theo Trung tâm Khuyến nông Quốc gia (2013), một vụ ngô năng suất khoảng 10 tấn/ha, có thể lãi 24 triệu đồng, gấp 3 lần lúa. Thí nghiệm (TN) này nằm trong chuỗi các thí nghiệm thuộc “Dự án Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp” do Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì, nhằm bổ sung một biện pháp kỹ thuật giúp nâng cao năng suất (NS) ngô tại Long An và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu - Giống ngô DK9901. - Chế phẩm vi lượng nano phun lá (CP) và chế phẩm vi lượng nano xử lý hạt (XLH) có thành phần như bảng 1. Bảng 1. Thành phần chế phẩm vi lượng nano phun lá và chế phẩm vi lượng nano xử lý hạt dùng trong thí nghiệm Vật liệu Thành phần Phương pháp và liều sử dụng CP1 Tổ hợp nano Fe, Cu, Co, Zn, Mn, B, Mo, Se và nền (N, P, K, GA3, Axit amin và chất phân tán). 1000 mg/lít/ha, phun trêncây CP2 1500 mg/lít/ha, phun trên cây CP3 2000 mg/lít/ha, phun trên cây XLH1 Tổ hợp nano Fe, Cu, Co, Zn, Mn, B, Mo, Se và nền (N, P, K, GA3, Axit amin và chất diệt nấm). 0,5 mg/50 ml/kg hạt, tẩm đều XLH2 1 mg/50 ml/kg hạt, tẩm đều XLH3 5 mg/50 ml/kg hạt, tẩm đều XLH4 10 mg/50 ml/kg hạt, tẩm đều 61 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 2 yếu tố được bố trí theo kiểu lô chính - lô phụ (Split - plot design) với 3 lần lặp lại, 20 công thức (Bảng 3), 60 ô thí nghiệm, mỗi ô 21,84 m2 [4,2 m (6 hàng ˟ 0,7 m/hàng) ˟ 5,2 m], mật độ gieo 71.428 cây/ha (70 cm ˟ 20 cm/cây). Lô chính: CP phun lá (A), trong đó A1: Phun nước lã (đối chứng); A2: phun CP1; A3: phun CP2; A4: phun CP3. Lô phụ: Chế phẩm XLH (B); trong đó, B1: Tẩm nước lã (đối chứng); B2: tẩm hạt bằng XLH1; B3: XLH2; B4: XLH3; B5: XLH4. - Xử lý hạt: Dùng 50 ml dung dịch XLH phun đều cho 1 kg hạt giống ngô, trộn đều 30 phút, rồi đem dàn mỏng hạt trên khay có lót giấy thấm nước, để khô tự nhiên trong vòng 1 - 2 giờ đem gieo. - Phun CP: Mỗi lít chế phẩm chuyên cho từng đợt pha với 200, 400 và 600 lít nước để phun vào 3 đợt tuần tự là: 15; 30; 45 ngày sau gieo (NSG). - TN trên đất xám trên phù sa cổ; nền kỹ thuật của thí nghiệm thực hiện theo quy trình hiện hành tại tỉnh Long An; trong đó, phân bón dùng 160 - 90 - 90 (N - P2O5 - K2O). 2.2.2. Phương pháp theo dõi, xử lý số liệu - Số cây theo dõi 10 cây/ô, 10 cây này phân bố đều trên 2 hàng, mỗi hàng 5 cây. Các cây theo dõi được treo thẻ, đánh số từ đầu vụ. - Các chỉ tiêu theo dõi: Chiều cao cây 15, 30, 45 NSG, chiều cao đóng bắp, khối lượng (P) trái/ô, tỷ lệ P hạt trên P bắp, độ ẩm hạt đồng ruộng, NS ô quy ra NS trên ha ở độ ẩm 14%; tình hình sâu đục thân và bệnh khô vằn (thường gặp). 2.2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu Xử lý bằng phần mềm Excel và phần mềm IRRISTAT 5.0. Dùng kiểm định Duncan để đánh giá sự khác biệt giữa các số liệu trung bình. 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu - Thời gian thực hiện thí nghiệm: Từ tháng 1 đến tháng 4/2017. Gieo hạt 10/01/2017, thu hoạch 18/4/2017. - Địa điểm: Xã Đức Lập, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của việc tẩm hạt giống bằng chế phẩm XLH kết hợp phun chế phẩm CP đến sinh trưởng của cây ngô Số liệu bảng 2 thể hiện kết quả tác động đơn lẻ của việc xử lý hạt giống bằng các chế phẩm nano vi lượng, tác động đơn lẻ của việc phun chế phẩm nano cũng như tác động đồng thời của 2 yếu tố nói trên đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô, đại diện bằng chỉ tiêu chiều cao cây ở 15 ngày, 30 ngày, 45 ngày sau gieo, chiều cao đóng bắp. Bảng 2. Ảnh hưởng của việc tẩm hạt giống bằng XLH kết hợp phun CP lên lá đến chiều cao cây ngô (đo tại 1 số thời điểm) Yếu tố 15 NSG (cm) 30 NSG (cm) 45 NSG (cm) Chiều cao đóng bắp (cm) A. Các CP phun lá A1-Nước (đối chứng) 28,5 99,4 184,8 111,1 A2- CP 1 28,6 106,2 194,0 112,4 A3- CP 2 28,5 107,8 191,9 111,3 A4- CP 3 27,5 107,4 193,2 109,2 CV (%) 4,5 7,4 5,4 6,0 LSD0,05 NS NS NS NS B. Các chế phẩm xử lý hạt B1- Nước (ĐC) 27,7 106,0 187,7 111,7 B2-XLH1 28,1 107,0 193,3 111,5 B3-XLH2 29,0 105,9 189,1 110,7 B4-XLH3 28,3 103,8 193,6 109,6 B5-XLH4 28,3 103,3 191,3 111,7 LSD0,05 NS NS NS NS C. Tương tác A*B A1B1 (nước-ĐC) 28,7 103,0 180,7 116,7 A1B2 29,7 98,7 186,7 110,3 A1B3 28,7 99,3 183,3 109,3 A1B4 29,0 98,0 185,3 108,7 A1B5 26,7 98,0 188,0 110,7 A2B1 29,3 105,7 193,3 110,3 A2B2 27,3 110,0 193,0 116,7 A2B3 29,3 107,7 192,0 111,7 A2B4 27,3 104,7 199,7 110,3 A2B5 29,7 103,0 192,0 113,0 A3B1 25,7 112,0 186,3 109,7 A3B2 29,7 105,0 199,0 113,0 A3B3 29,3 107,0 188,3 109,0 A3B4 28,7 107,3 194,7 112,3 A3B5 29,0 107,7 191,3 112,7 A4B1 27,0 103,3 190,3 110,0 A4B2 25,7 114,3 194,3 106,0 A4B3 28,7 109,7 192,7 112,7 A4B4 28,3 105,0 194,7 107,0 A4B5 28,0 104,7 194,0 110,3 CV (%) 7,3 4,0 2,9 2,9 LSD0,05 NS NS NS NS Ghi chú: NS: không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). 62 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 Tác động của riêng việc phun CP (yếu tố A) đến chiều cao cây ở tất cả các thời điểm quan sát cũng như chiều cao đóng bắp cho thấy: có sự chênh lệch giữa các công thức nhưng rất nhỏ và sai khác đó không có ý nghĩa thống kê. Kết quả cũng tương tự khi xem xét tác động riêng của việc xử lý hạt (yếu tố B): có sai khác nhưng không có ý nghĩa thống kê. Kết quả xử lý cũng cho thấy: Không có sự tương tác giữa 2 yếu tố A và B, có sự sai khác giữa các công thức nhưng ở mức độ nhỏ và không có ý nghĩa thống kê. 3.2. Tình hình sâu bệnh hại trong thí nghiệm Kết quả theo dõi được trình bày Bảng 3. Ở tất cả các ô TN đều có bệnh khô vằn ở mức độ thấp, từ cấp 1 - 1,7 trong thang 5 cấp. Ở tất cả các công thức đều bị sâu đục thân, mức độ thấp, dao động từ 4 - 16%. Có sự khác biệt về mức độ sâu bệnh giữa các công thức như nói trên. Tuy nhiên, sự khác biệt này chưa cho một nhận xét chính xác việc sử dụng nano có liên quan gì đến mức độ sâu bệnh hay không vì sự sinh trưởng phát triển của sâu bệnh phải đựợc đánh giá trên một diện tích lớn và cần phải có phương pháp nghiên cứu khác. Thông tin về tình hình sâu bệnh này chỉ dùng cho việc lý giải sự khác biệt về NS nếu có. Ở đây, mức độ gây hại này không ảnh hưởng nhiều đến NS. Bảng 3. Mức độ gây hại của 2 loại sâu bệnh chính trong thí nghiệm TT Các công thức Bệnh khô vằn (cấp) Sâu đục thân (%) 1 A1B1 (ĐC) 1,7 16,0 2 A1B2 1,7 10,3 3 A1B3 1,3 7,7 4 A1B4 1,3 8,3 5 A1B5 1,3 8,3 6 A2B1 1,0 4,5 7 A2B2 1,0 5,2 8 A2B3 1,0 7,1 9 A2B4 1,3 9,9 10 A2B5 1,0 7,2 11 A3B1 1,3 16,3 12 A3B2 1,3 8,4 13 A3B3 1,3 8,3 14 A3B4 1,0 7,7 15 A3B5 1,0 5,8 16 A4B1 1,0 5,2 17 A4B2 1,0 5,2 18 A4B3 1,0 4,5 19 A4B4 1,3 7,1 20 A4B5 1,3 12,2 3.3. Ảnh hưởng của việc tẩm hạt giống bằng chế phẩm XLH kết hợp phun CP nano lên lá cây đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Đánh giá tác động của riêng việc phun CP (yếu tố A) đến NS, kết quả cho thấy: NS dao động trong khoảng 9,20 - 9,34 tấn/ha. Trong đó, thấp nhất là công thức đối chứng (9,20 tấn/ha), cao nhất là công thức A2 (9,34 tấn/ha). Tuy nhiên sự chênh lệch không có ý nghĩa thống kê. Đánh giá tác động của riêng việc tẩm hạt giống bằng chế phẩm XLH (yếu tố B) đến năng suất cũng cho thấy: NS dao động trong khoảng 8,9 đến 9,54 tấn/ha. Trong đó, thấp nhất là công thức đối chứng (8,9 tấn), cao nhất là công thức B4, 9,54 tấn/ha. Sự khác biệt cũng không có ý nghĩa thống kê (Bảng 4). Bảng 4. Ảnh hưởng của việc tẩm hạt giống bằng nano kết hợp phun CP nano lên cây đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Các yếu tố P trái/ô (kg) Hạt/ trái (%) NS (tấn/ha) So với ĐC (%) CP phun lá (A) A1(ĐC) 10,2 81,2 9,20 100 A2 10,8 80,6 9,34 101 A3 10,5 80,9 9,33 101 A4 10,6 81,1 9,22 100 CV (%) 4,5 0,6 6,5 LSD0,05 NS NS NS Xử lý hạt (B) B1(ĐC) 10,8 80,8 8,90 100 B2 10,7 91,0 9,02 101 B3 10,2 81,2 9,46 106 B4 10,7 80,7 9,54 107 B5 10,1 81,0 9,44 106 LSD0,05 NS NS NS Kết quả xử lý thống kê tìm hiểu khả năng tương tác giữa 2 yếu tố A và B đến năng suất cho thấy không có sự tương tác. Năng suất của các công thức dao động trong khoảng 8,64 đến 9,83 tấn/ha. Trong đó, thấp nhất là công thức đối chứng và cao nhất là công thức A1B4 (9,85 tấn), kế đến là A2B4 (9,83 tấn) và A1B5 (9,75 tấn/ha). Các công thức này cao hơn đối chứng lần lượt là 14 %, 13,8% và 12,8%. Tuy nhiên, sự sai khác không có ý nghĩa thống kê (Bảng 5). Mặc dù không thấy mối tương quan giữa 2 yếu tố, nhưng từ kết quả thực tế có thể chọn các yếu tố B4, B5 và A2, A3 (tức XLH3, XLH4, CP1, CP2) để nghiên cứu tiếp theo hướng tạo các tổ hợp bởi bước đầu cho thấy có tiềm năng. 63 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 2(99)/2019 Bảng 5. Ảnh hưởng tổng hợp của việc xử lý hạt và phun CP lên lá đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất ngô tại Long An Công thức P trái/ô (kg) Tỷ lệ hạt/ trái (%) NS (tấn/ha) So với ĐC (%) A1B1 (ĐC) 11,3 81,0 8,64 100 A1B2 9,6 81,1 8,31 96,2 A1B3 9,8 81,3 9,44 109,3 A1B4 10,6 81,5 9,85 114,0 A1B5 9,5 81,0 9,75 112,8 A2B1 11,2 80,8 8,95 103,6 A2B2 11,7 81,1 9,23 106,8 A2B3 10,6 80,9 9,43 109,2 A2B4 10,5 79,4 9,83 113,8 A2B5 10,1 80,8 9,25 107,1 A3B1 10,3 80,2 8,96 103,7 A3B2 10,7 81,4 9,66 111,8 A3B3 9,7 81,6 9,43 109,1 A3B4 11,0 80,7 9,35 108,2 A3B5 10,7 80,8 9,26 107,2 A4B1 10,6 81,2 9,07 105,0 A4B2 10,7 80,6 8,88 102,8 A4B3 10,6 80,8 9,53 110,3 A4B4 10,8 81,3 9,14 105,8 A4B5 10,2 81,4 9,48 109,7 CV (%) 7,3 0,7 8,2 LSD0,05 NS NS NS Ghi chú: NS: không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). IV. KẾT LUẬN Nghiên cứu sử dụng chế phẩm nano vào canh tác ngô tại Long An bước đầu cho thấy việc xử lý hạt bằng XLH3, XLH4 có hay không kết hợp với việc phun trên lá bằng CP1 và CP2 đều cho năng suất khả quan, tăng hơn đối chứng 12,8 đến 14%. Tuy nhiên, cần nghiên cứu mở rộng để có kết luận chính xác. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này được thực hiện bởi sự hỗ trợ của Dự án KHCN trọng điểm cấp Viện Hàn lâm KHCNVN “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp”. Nhóm tác giả trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm Dự án và Hợp phần của Dự án. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, 2013. Hội thảo chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên đất lúa vùng ĐBSCL. Đồng Tháp, 25/10/2013. Churilov GI, 2010. Các hiệu ứng sinh học-sinh thái của các hạt kim loại dạng nano tinh thể. Tóm tắt luận án TSSH. TP. Balashikha. Eichert T, Kurtz A,  Steiner U,  Goldbach HE., 2008. Size exclusion limits and lateral heterogeneity of thestomatal foliar uptake pathwayfor aqueous solutes and water-suspended nanoparticles. Physiol Plantarum 134 (1): 151-160. Mosanna R, Behrozyar EK, 2015. Zinc nano-chelate foliar and soil application on maize (Zea mays L.) physiological response at different grow stages. J New Biol. Reports 4(1): 46-50. Willmer C and Fricker M, 1996. Stomata. Chapman and Hall ed.; London. Effects of seed treatment and spraying micronutrient nanofertilizer on growth, development and yield of maize in Long An province Ngo Quang Vinh, Bui Xuan Manh, Dinh Thi Huong, Le Quy Kha, Nguyen Hoai Chau Abstract An experiment with seed treatment combining with foliar spraying of micronutrient nanofertilizers on maize was conducted in Duc Hoa District, Long An province from January to April, 2017. A split-plot design, 3 replications was used with A factor including 3 doses of foliar fertilizer and water as control in main plots, B factor including 4 doses of a seed treatment and water as control in sub-plots. The preliminary result showed that treatment of seeds by XLH3, XLH4 with or without combining with foliar CP1 and CP2, maize could give higher yields compared to control up to 12.8 - 14%. However, it is needed further investigation to get get clearer information. Keywords: Maize, nanofertilizer, seed treatment Ngày nhận bài: 29/11/2018 Ngày phản biện: 15/12/2018 Người phản biện: TS. Đặng Ngọc Hạ Ngày duyệt đăng: 14/2/2019