Ngô lai với năng suất cao đi kèm với nhiều biến động hơn

Ngành nông nghiệp đang gặp khó khăn; nó được giao đồng thời nhiều nhiệm vụ vừa cung cấp lương thực cho nguồn dân số ngày càng tăng đồng thời làm giảm thiểu ảnh hưởng xấu đến môi trường. Đối với các nhà nhân giống bắp, có nghĩa là nâng cao hiệu quả sử dụng nitơ và khả năng chịu đựng khi mật độ trồng trọt dày đặc, đồng thời với việc tối ưu sản lượng thu hoạch. Bước đầu tiên, theo một nghiên cứu mới của Đại học Illinois, đang tìm hiểu các giống lai hiện tại có tiềm năng di truyền năng suất cao.

"Các nhà trồng trọt và các chương trình chọn giống cần phải tìm hiểu những giống lai có năng suất ổn định trên các loại môi trường khác nhau hoặc có khả năng sản xuất năng suất cao hơn với nhiều phân bón hơn và mật độ trồng trọt dày hơn", theo Fred Below, giáo sư sinh lý cây trồng thuộc Bộ Nông nghiệp ở Đại học Illinois và là đồng tác giả nghiên cứu.

Một giống lai với năng suất cao ổn định ít đáp ứng với môi trường - nó sẽ hoạt động liên tục trong các điều kiện tối ưu. Đó là giống lai triển vọng: đáng tin cậy. Ngoài ra, một giống lai có khả năng thích ứng cao sẽ có năng suất tốt khi trồng trong điều kiện tối ưu, nhưng có thể kiến cho nông dân một năm khốn khó. Nó giống như một người đua ngựa: nó sẽ đi, nhưng nó rất kiểu cách.

Vấn đề là các chương trình nhân giống thương mại hiện nay đang phát triển giống lai của họ trong điều kiện tối ưu - phân bón nitơ cao và rất nhiều không gian giữa các hàng - và chỉ kiểm tra năng suất đáp ứng đối với các cách quản lý cây trồng khác nhau ở giai đoạn trước khi thương mại. Điều đó có nghĩa là có một sự hiểu biết hạn chế về sự ổn định và khả năng thích ứng của mỗi giống lai trong các điều kiện biến đổi.

Để lấp đầy khoảng trống này, Below và nhóm nghiên cứu của ông đã đánh giá 101 giống lai ưu tú được thương mại ở hai mật độ trồng và ba tỷ lệ phân bón nitơ trong nhiều năm và nhiều địa điểm.

"Mục tiêu là đo lường sự tương tác của giống lai với môi trường và các kiểu quản lý bằng cách đánh giá sự đa dạng của các giống ngô lai hiện tại đối với năng suất và phân loại chúng theo  sự ổn định năng suất và khả năng thích nghi quản lý cây trồng để cải thiện các chương trình nhân giống trong tương lai", ông nói.

Các nhà nghiên cứu thấy rằng lượng phân bón áp dụng có ảnh hưởng lớn đến năng suất hơn là mật độ trồng, nhưng họ nhấn mạnh rằng tính nhất quán của sự đáp ứng của sản lượng là quan trọng hơn.

Các giống lai có sản lượng trung bình trong các điều kiện không hấp thụ và nitơ thấp cho thấy sản lượng ổn định hơn ở bất kể các loại điều kiện môi trường, ngay cả khi trồng với tỷ lệ nitơ cao. Những con lai này vẫn hoạt động tốt trong các khu vực dễ bị mất nitơ.

Ngược lại, các giống lai khác sẽ cho  sản lượng cao hơn ở điều kiện đạm cao so với các điều kiện đạm thấp, nhưng năng suất của chúng lại khác nhau do độ nhạy cảm cao với điều kiện môi trường. Những con lai có tiềm năng cho năng suất cao hơn khi chúng được quản lý tối ưu và ở môi trường tốt, nhưng cũng mang lại nguy cơ cao hơn về năng suất không đạt hiệu quả khi phải đối mặt với điều kiện không lý tưởng.

"Chọn cây lai có năng suất cao và tính ổn định sản lượng có thể là thách thức, vì mức sản lượng dưới sự sẵn có thấp của nitơ và sản lượng tăng lên khi bón đạm cao có mối tương quan tiêu cực", Below nói. Các giống lai thích nghi với mật độ cây trồng và điều kiện nitơ cao thể hiện sự tiềm năng sản lượng cao nhưng sự biến động sản lượng cũng sẽ lớn.

Bùi Anh Xuân theo University of Illinois.