Năm 2016, thực hiện đề tài “Ứng dụng các sản phẩm nano Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ trong quá trình xử lý hạt giống nhằm kích thích sinh trưởng, tăng năng suất thu hoạch cho cây ngô trên địa bàn tỉnh Cao Bằng” thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ tỉnh Cao Bằng, Viện Khoa học Vật liệu đã hợp tác với Phòng Nông nghiệp huyện Hà Quảng, Trung tâm ứng dụng tiến bộ KHCN - Sở KHCN Cao Bằng triển khai áp dụng thử nghiệm công nghệ xử lý hạt ngô giống bằng các nano Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ gieo trồng từ ngày 23-24 tháng 7 năm 2016 trên tổng diện tích 1,5 ha của vụ Hè Thu tại hai xã Sóc Hà (vùng thấp) và Tổng Cọt (Lục Khu) huyện Hà Quảng, tỉnh Cao Bằng.
Hai giống ngô được lựa chọn thí điểm là các giống ngô đang được trồng phổ biến tại địa phương: LVN 092 (định lượng 20 kg/ha) và NK 4300 (18 kg/ha).
Các chỉ tiêu theo dõi
Các chỉ tiêu theo dõi được tiến hành theo hướng dẫn đánh giá và thu thập số liệu ở các thí nghiệm của CIMMYT 1985, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng (QCVN 01-56:2011/BNNPTNT).
* Chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng
Theo dõi ngày mọc, ngày trỗ cờ, tung phấn, phun râu; ngày chín sinh lý.
* Các chỉ tiêu hình thái
- Chiều cao cây (cm): Đo từ mặt đất đến điểm phân nhánh cờ đầu tiên.
- Chiều cao đóng bắp (cm): Đo từ mặt đất đến đốt mang bắp trên cùng.
- Trạng thái cây (điểm): Đánh giá vào giai đoạn lá bi chuyển màu vàng, khi cây còn xanh và bắp đã phát triển đầy đủ.
- Trạng thái bắp (điểm): Sau khi thu hoạch và trước khi lấy mẫu, cho điểm dựa vào các đặc tính như thiệt hại do sâu bệnh, kích thước bắp, màu dạng hạt và độ đồng đều của bắp.
- Độ bao bắp: Đánh giá trước khi thu hoạch 1 - 3 tuần.
* Chỉ tiêu về các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất:
- Chiều dài bắp (cm): Được đo phần bắp có hàng hạt dài nhất.
- Đường kính bắp (cm): Đo phần giữa bắp.
- Số hàng hạt trên bắp: Đếm số hàng có trên 1 bắp (1 hàng được tính khi có 50 % số hạt so với hàng dài nhất).
- Số hạt /hàng: Được đếm theo hàng hạt có chiều dài trung bình.
- Khối lượng 1000 hạt (gam): Ở ẩm độ 14 %, lấy 2 mẫu, mỗi mẫu 500 hạt.
- Tỷ lệ hạt/bắp khi thu hoạch (%): Mỗi công thức lấy trung bình 10 bắp mẫu đại diện trong ô, tẽ lấy hạt để tính tỷ lệ.
- Năng suất thực thu (tạ/ha) ở ẩm độ 14 % được tính theo công thức:

FW x (P1 - P2) x (100 - MC) x 100
NSTT(tạ/ha) = ------------------------------------------
S x P1 x (100 - RC)
Trong đó: FW: Khối lượng ô (kg) MC: Độ ẩm hạt khi thu hoạch (%)
P1: Khối lượng mẫu (gam) P2: Khối lượng lõi (gam)
RC: Độ ẩm tiêu chuẩn hạt (14 %) S: Diện tích ô thí nghiệm (m²)

Ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ đến sự sinh trưởng của cây ngô giai đoạn còn non
Ở thời kỳ mọc, các công thức được xử lý cây con mọc nhanh và đều hơn so với đối chứng chứng. Nguyên nhân do tác động của hạt nano kích thích hoạt động của các ezim thúc đẩy quả trình hút nước của hạt giống, sự trao đổi chất trong hạt ở quá trình nảy mầm diễn ra mạnh vì vậy quả trình mọc của cây diễn ra nhanh hơn, trong ba loại định lượng xử lý thì ở định lượng 60 mg/ha cây ngô mọc nhanh hơn 0,5 ngày, định lượng 80 nhanh hơn 1,0 ngày và định lượng 100 là 1,5 ngày. Ở thời kỳ cây con, với các công thức xử lý cây sinh trưởng nhanh hơn, thời kỳ này hiện tượng vượt trội về khả năng sinh trưởng của cây con ở các công thức được xử lý được biểu hiện rõ nét. Chiều cao cây ở giai đoạn này biểu hiện ở sự đồng đều hơn, nguyên nhân do tác động của các hạt nano kim loại kích thích sự phát triển của bộ rễ cây và diệt trừ các loại nấm bệnh vì vậy cây con sinh trưởng phát triển nhanh và đều hơn.
Bảng 3.1 Kết quả theo dõi quá trình mọc của các thí nghiệm

TT	Công thức	Số ngày mọc sau gieo (ngày)
1	CT1 (Fe nano 100)	4,5
2	CT2 (Fe nano 80)	5,0
3	CT3 (Fe nano 60)	5,5
4	CT4 (Co nano 100)	4,5
5	CT5 (Co nano 800)	5,0
6	CT6 (Co nano 60)	5,5
7	CT7 (Cu nano 100)	4,5
8	CT8 (Cu nano 80)	5,0
9	CT9 (Cu nano 60)	5,5
10	Đối chứng (Không xử lý)	6,0

Trong 3 loại nano kim loại biểu hiện tác động đến sự sinh trưởng phát triển trên hai giống ngô ở giai đoạn cây con lần lượt là Co> Cu>Fe.
.Ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ đến sự sinh trưởng của cây ngô giai đoạn cây trưởng thành
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ đến sự sinh trưởng của giống LVN092 vụ Thu Đông năm 2016
Kết quả thí nghiệm cho thấy: Sự chênh lệch về thời gian tung phấn và phun râu giữa các công thức có xử lý nano kim loại và công thức không xử lý là không rõ rệt và tương tự ở chỉ tiêu chiều cao cây cũng như chiều cao đóng bắp giữa các công thức được xử lý hạt giống bằng hạt nano kim loại thu được cho thấy không có sự khác biệt, điều này cho thấy khi sử dụng hạt nano kim loại Fe, Co và Cu ở các nồng độ khác nhau không làm ảnh hưởng đến các giai đoạn sinh trưởng phát triển và đặc điểm nông sinh học của giống ngô LVN092.
.Ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây ngô
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của việc xử lý bằng các hạt nano kim loại Fe⁰, Cu⁰, Co⁰ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống ngô lai LVN092

TT	Công thức	Chiều dài bắp (cm)	Đường kính bắp (cm)	Số hàng hạt/bắp (hàng)	Số hat/hàng (hạt)	P 1000 hạt (gram)	NSTT (tạ/ha)
1	CT1 (Fe nano 100)	15,9	4,3	12,5	36,1	303,9	49,75
2	CT2 (Fe nano 80)	15,6	4,2	11,6	36,3	288,1	49,32
3	CT3 (Fe nano 60)	15,8	4,2	12,0	36,3	278,1	48,88
4	CT4 (Co nano 100)	15,9	4,4	11,6	37,1	301,1	48,67
5	CT5 (Co nano 800)	15,4	4,2	12,0	36,6	305,6	49,22
6	CT6 (Co nano 60)	15,5	4,3	11,9	36,3	302,8	48,87
7	CT7 (Cu nano 100)	15,1	4,3	12,1	35,7	310,7	49,03
8	CT8 (Cu nano 80)	16,0	4,5	12,5	38,0	324,3	56,40
9	CT9 (Cu nano 60)	15,6	4,1	11,9	36,3	313,9	51,51
10	Đối chứng (Không X.lý)	15,8	4,2	11,7	35,3	305,2	48,39

Chiều dài bắp: Các công thức có chiều dài bắp dao động từ 15,1- 16,0 cm trong đó công thức CT8 (nano Cu⁰ 80mg/ha) có chiều dài bắp lớn nhất (16,0 cm ) và CT7 (Cu nano 100) có chiều dài ngắn nhất ( 15,1 cm).
Đường kính bắp của các công thức dao động từ 4,1 – 4,5 cm. công thức CT8 có đường kính bắp lớn nhất (4,5 cm).
Số hàng hạt/bắp của các công thức ít biến động và có giá trị trung bình từ 11,6 - 12,5 hàng và đều cao hơn đối chứng. Số hạt/hàng của các công thức dao động từ 35,7 -38,0 hạt trong khi đối chứng là 35,3 hạt, nhìn chung khi sử lý các nano kim loại số hat/hàng của giống trong các công thức ít biến động.
Khối lượng 1000 hạt: Các công thức xử lý bởi nano Cu⁰ có khối lượng 1000 hạt cao nhất đạt từ 310,7-324,6 gram, cao hơn đối chứng từ 5,5- 19,1 gram.
Năng suất thực thu của các công thưc thí nghiệm dao động từ 48,67 - 56,40 tạ/ha trong khi công thức đối chứng cho năng suất là 48,39 tạ/ha. Công thức CT8 cho năng suất cao nhất (55,94 tạ/ha) vượt công thức đối chứng là 16,55 %. Kết quả phân tích thống kê cho thấy công thức CT8 cho năng suất cao hơn có ý nghĩa thống kê so với đối chứng ở mức xác suất tin cậy 95%.
Tại xã Tổng Cọt, giống ngô lai NK 4300:

Một đặc điểm nổi bật của giống ngô lai NK 4300 sau khi xử lý bởi các nano kim loại Fe, Cu, Co là ngoài khả năng kích thích nảy mầm và mọc sớm hơn còn tăng khả năng chống chịu, chịu hạn lên rất nhiều. Kể từ thời điểm gieo trồng (23/7/2016) trở đi, vùng Lục Khu Hà Quảng hoàn toàn không có hạt mưa nào trong suốt 2 tháng trời, tuy nhiên sau đó cây ngô sau khi bón phân, làm cỏ và có mưa nhẹ đã phát triển rất tốt. Thời gian sinh trưởng và thu hoạch không bị ảnh hưởng, trong khi đó vùng Lục Khu đa số mất mùa ngô hoặc năng suất rất thấp. Kết quả đánh giá tổng hợp cho thấy năng suất thu hoạch của cây ngô được xử lý bởi hạt nano Cu định lượng 80 mg/ha cho năng suất cao nhất, tăng 13,12 % so với đối chứng.

Bảng 3.4. Hiệu quả xử lý hạt giống ngô NK 4300

Stt	Chỉ tiêu	Kết quả
		Có xử lý hạt giống	Không xử lý
1	Thời gian sinh trưởng (ngày)	108	109
2	Chiều cao cây (cm)	180,2	176,3
3	Độ cao đóng bắp (cm)	84,9	82,7
4	Chống đổ	Tốt	Tốt
5	Chịu hạn	Tốt	khá
6	Chống chịu sâu bệnh	Tốt	Khá
7	Khả năng kết hạt	Rất tốt	Rất tốt
8	Độ che phủ của lá bao bắp	Rất kín	Rất kín
9	Chiều dài bắp (cm)	16,0	15,8
10	Đường kính bắp (cm)	4,5	4,2
11	Số hàng hạt (Hàng)	12,1	11,7
12	Số hạt/hàng (Hạt)	36,6	35,3
13	Năng suất trung bình (tạ/ha)	54,49	48,17

Việc thực hiện đề tài “Ứng dụng các sản phẩm nano Cu⁰, Fe⁰, Co⁰ trong quá trình xử lý hạt giống nhằm kích thích sinh trưởng, tăng năng suất thu hoạch cho cây ngô trên địa bàn tỉnh Cao Bằng” bước đầu đã đạt được một số kết quả khả quan như sau: áp dụng kỹ thuật xử lý hạt giống bằng các nano kim loại Cu làm tăng khả năng chống chịu, chịu hạn của hai giống ngô LVN092 và NK 4300; năng suất thu hoạch tăng từ 13-16% với chi phí thấp, ước tính chỉ từ 300-500 nghìn đồng/ha.
Để phát triển sản xuất ngô bền vững cần có sự liên kết chặt chẽ giữa nhà quản lý, nhà khoa học, nhà doanh nghiệp và nhà nông, nhà nước cần quan tâm hơn đến việc xây dựng và ban hành cơ chế chính sách phù hợp để hỗ trợ nông dân đầu tư phát triển cây ngô, gắn kết giữa cơ sở chế biến với người dân. Đặc biệt, cần có chính sách cởi mở hơn trong thu hút các doanh nghiệp đầu tư cơ sở chế biến gắn với bao tiêu sản phẩm giúp nông dân sản xuất bền vững đảm bảo mục tiêu phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng biên giới của tỉnh qua đó, nâng cao đời sống tinh thần, vật chất của các đồng bào dân tộc, đảm bảo mục tiêu an ninh, quốc phòng.

Nhóm tác giả:
PGS.TS.Hoàng Anh Sơn-Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ VN,
KS.Đàm Thị Lâm-Trung tâm ứng dụng tiến bộ KHCN – Sở KHCN Cao Bằng
KS.Lưu Trọng Hính, KS.Đàm Văn Phú - Phòng Nông nghiệp huyện Hà Quảng