Ứng dụng các sản phẩm nano Kim loại Cu0, Fe0, Co0 trong quá trình xử lý hạt giống nhằm kích thích tăng trưởng, tăng năng suất thu hoạch cho cây ngô trên địa bàn tỉnh Cao Bằng

Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS. Hoàng Anh Sơn

Đơn vị chủ trì: Viện Khoa học vật liệu

Thời gian thực hiện: Năm 2017-2018

I. Đặt vấn đề

Ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Cây ngô không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là cây trồng xoá đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Nhu cầu ngô hạt cần cho công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi liên tục tăng khi diện tích trồng ngô và năng suất ngô Việt Nam đã bị trững lại.

Tại Cao Bằng, diện tích ngô toàn tỉnh là 38,9 nghìn ha, nhưng sản lượng và năng suất chưa cao. Nhằm nâng cao và ổn định thu nhập cho người sản xuất, trong thời gian tới ngành nông nghiệp tỉnh tập trung chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cơ cấu giống, đưa vào sản xuất các loại giống ngô ngắn ngày, có khả năng chịu hạn cao, như LVN 146, NK7328, NK 4300, VN8960. Tuy nhiên, hiện nay diện tích ngô của tỉnh tập trung chủ yếu vào các vùng đồi núi, sườn đất dốc nên việc canh tác ngô gặp trở ngại lớn do đất bị rửa trôi mạnh trong mùa mưa làm cạn kiệt dinh dưỡng, độ phì và bào mòn lớp đất mặt, gây tác động xấu đến môi trường.

Để sản xuất ngô có giá trị kinh tế cao, cải thiện đời sống cho người nông dân, việc ứng dụng khoa học công nghệ, lựa chọn mô hình canh tác thông minh kết hợp các tiến bộ về giống, phân bón, xử lý hạt giống bằng các nano kim loại phù hợp, kỹ thuật mới trong gieo trồng và chăm sóc cây ngô là giải pháp cốt lõi để phát triển vùng sản xuất ngô năng suất cao theo hướng phát triển bền vững trên địa bàn tỉnh. Với mục đích đưa nghiên cứu KH&CN nano vào ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp, Viện khoa học Vật liệu đã triển khai thực hiện đề tài “Ứng dụng các sản phẩm nano kim loại Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ trong quá trình xử lý hạt giống nhằm kích thích tăng trưởng, tăng năng suất thu hoạch cho cây ngô trên địa bàn tỉnh”.  

II. Mục tiêu đề tài

- Tăng khả năng sinh trưởng (nảy mầm, phát triển rễ, thân, lá), khả năng chống chịu hạn và bệnh cho cây ngô;

- Tăng năng suất thu hoạch ngô hạt;

- Chuyển giao quy trình xử lý hạt giống ngô bằng các nano kim loại và mô hình ứng dụng công nghệ nano vào thâm canh cây ngô trên địa bàn huyện Hà Quảng.

III. Kết quả nghiên cứu

Sau 2 năm nghiên cứu thực hiện, đề tài đã hoàn thành mục tiêu, nội dung đề ra, cụ thể:

- Đã chế tạo được các hạt tinh thể nano kim loại Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ có kích thước hạt trung bình trong khoảng 40-70nm với độ tinh khiết cao.

- Từ các nano kim loại được điều chế đề tài đã thiết lập được quy trình xử lý hạt ngô giống bằng các dung dịch huyền phù của hạt nano với các định lượng khác nhau: 60mg/ha, 80mg/ha và 100mg/ha.

- Tiến hành thử nghiệm ứng dụng xử lý hạt ngô giống bằng các nano Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ trong 2 vụ, vụ hè thu 2016, vụ xuân 2017 tại xã Sóc Hà và xã Tổng Cọt, huyện Hà Quảng tỉnh Cao Bằng với quy mô 1,5ha/vụ. Đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ đến sự sinh trưởng của cây ngô giai đoạn còn non, sự sinh trưởng của cây ngô giai đoạn trưởng thành, khả năng chống chịu hạn của cây ngô, khả năng chống chịu gẫy, đổ, sâu bệnh của cây ngô, năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây ngô.

Từ kết quả thí nghiệm, đề tài đã lựa chọn các giống ngô để thí điểm diện rộng tại xã Sóc Hà và xã Tổng Cọt cho thấy có sự biểu hiện rõ rệt trên đồng rộng về sự sinh trưởng phát triển và năng suất giữa khu vực được xử lý hạt giống bằng nano kim loại và khu vực hạt giống không được xử lý.

+ Giống ngô LVN092, xử lý hạt giống bằng nano Cu⁰ hàm lượng 80mg/ha cho năng suất cao nhất đạt 54,49 tạ/ha, vượt đối chứng 13,12% so với đối chứng đạt 48,17 tạ/ha. Trong đó, xử lý bằng nano Fe⁰ hàm lượng 100mg/ha năng suất đạt 49,74tạ/ha; xử lý bằng nano Co⁰ hàm lượng 80mg/ha năng suất đạt 49,22 tạ/ha.

+  Giống ngô LVN 146, xử lý hạt giống bằng nano Cu⁰ hàm lượng 80mg/ha cho năng suất cao nhất đạt 92,19 tạ/ha, vượt đối chứng 13,5% so với đối chứng đạt 81,22 tạ/ha. Trong đó, xử lý bằng nano Fe⁰ hàm lượng 80mg/ha năng suất đạt 87,19 tạ/ha; xử lý bằng nano Co⁰ hàm lượng 100mg/ha năng suất đạt 86,44 tạ/ha.

+ Giống ngô NK4300, xử lý hạt giống bằng nano Cu⁰ hàm lượng 80mg/ha cho năng suất cao nhất đạt 54,85 tạ/ha, vượt đối chứng 17,02% so với đối chứng đạt 46,87 tạ/ha. Trong đó, xử lý bằng nano Fe⁰ hàm lượng 80mg/ha năng suất đạt 50,15 tạ/ha; xử lý bằng nano Co⁰ hàm lượng 80mg/ha năng suất đạt 52,9 tạ/ha.

+ Giống ngô NK7328, xử lý hạt giống bằng nano Cu⁰ hàm lượng 80mg/ha cho năng suất cao nhất đạt 69,22 tạ/ha, vượt đối chứng 15,21% so với đối chứng đạt 60,08 tạ/ha. Trong đó, xử lý bằng nano Fe⁰ hàm lượng 80mg/ha năng suất đạt 64,89tạ/ha; xử lý bằng nano Co⁰ hàm lượng 100mg/ha năng suất đạt 64,25 tạ/ha.