Nông Nghiệp - Khí Tượng Nông Nghiệp phần 1 ppsx

ðối tượng sử dụng giáo trình: Giáo trình KHÍ TƯỢNG NÔNG NGHIỆP biên soạn nhằm phục vụ cho các chuyên ngành ñào tạo về Chọn giống cây trồng, Nông học, Bảo vệ thực vật, Công nghệ sinh học

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp I

-o0o -

giáo trình khí tượng nông nghiệp

các tác giả: trần đức hạnh

Lê quang vĩnh

Nguyễn thanh bình

Hà Nội - 2008

GIỚI THIỆU GIÁO TRÌNH

1 ðối tượng sử dụng giáo trình:

Giáo trình KHÍ TƯỢNG NÔNG NGHIỆP biên soạn nhằm phục vụ cho các chuyên ngành ñào tạo về Chọn giống cây trồng, Nông học, Bảo vệ thực vật, Công nghệ sinh học, Môi trường nông nghiệp, Khoa học ñất, Sư phạm kỹ thuật nông nghiệp… thuộc các trường ðại học Nông nghiệp và Nông - Lâm nghiệp Giáo trình còn là một tài liệu tham khảo cần thiết

ñối với các Học viên cao học, Nghiên cứu sinh, Cán bộ giảng dạy và nghiên cứu trong các

lĩnh vực thuộc ngành Nông Lâm

2 Mục tiêu cuốn giáo trình:

Trang bị cho sinh viên kiến thức về thời tiết, khí hậu, biến ñổi khí hậu và tác ñộng của chúng ñối với cây trồng và sâu bệnh ngoài ñồng ruộng, kỹ năng khảo sát và ñánh giá các yếu

tố thời tiết, khí hậu, ảnh hưởng của chúng ñối với sinh vật và sản xuất nông nghiệp

3 Kiến thức trọng tâm của giáo trình:

Khái quát về khí tượng nông nghiệp, khí hậu nông nghiệp, phương pháp quan trắc, thu thập số liệu khí tượng, phân tích ñịnh tính, ñịnh lượng các yếu tố khí tượng ảnh hưởng

ñến tình hình sinh trưởng, phát triển, năng suất của cây trồng, phát sinh của sâu bệnh và sản

xuất nông nghiệp

4 Phân công biên soạn:

Chủ biên và hiệu ñính: PGS.TS ðoàn Văn ðiếm

Trường ðại học nông nghiệp I

1 PGS.TS ðoàn Văn ðiếm, Trường ðHNN I biên soạn các chương II, IV, VI, VIII, IX, phần mở ñầu và thực tập

2 PGS TS Trần ðức Hạnh, Trường ðHNN I biên soạn các chương X và XI

3 TS Lê Quang Vĩnh, Trường ðHNL Huế biên soạn các chương III và VII

4 ThS Nguyễn Thanh Bình, ðH Tây Nguyên biên soạn các chương I và V

5 Những ñiểm mới của giáo trình:

Căn cứ vào nhiệm vụ giảng dạy của khối ngành Nông - Lâm ở bậc Ðại học và khung chương trình ñào tạo mới ñưọc Hội ñồng tư vấn Bộ Giáo dục và Ðào tạo thông qua, trên cơ

sở cuốn Giáo trình Khí tượng nông nghiệp của trường ÐHNNI xuất bản năm 1997 và các tài liệu trong và ngoài nước cùng nhiều ý kiến ñóng góp của các chuyên gia, giáo trình Khí

tượng nông nghiệp lần này ñã cập nhật các kiến thức mới, bổ sung các nội dung phù hợp với

mục tiêu ñào tạo của các ngành học Giáo trình ñã bổ sung thêm các chương về tác ñộng của các yếu tố khí tượng tới sinh vật ( chương VI), thiên tai khí tượng nông nghiệp (chương VII), biến ñổi khí hậu (chương IX) và phần thực tập khí tượng nông nghiệp (phần E) Giáo trình cũng ñã bổ sung nội dung về mối quan hệ giữa khí hậu và sản xuất nông nghiệp (mục I, phần A), Thực trạng và giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên khí hậu ở Việt Nam (mục 1 và 2, chương X) Ngoài ra giáo trình lần này ñã hiệu ñính chuẩn xác nhiều kiến thức, công thức

ñịnh lượng và số liệu khí tượng… cung cấp cho bạn ñọc nguồn tài liệu sử dụng trong nghiên

cứu khoa học

6 Hướng dẫn sử dụng Giáo trình:

Giáo trình viết cho nhiều chuyên ngành, tùy từng chuyên ngành khi sử dụng có thể chọn lựa các chương chuyên sâu phù hợp ñể giảng dạy cho sinh viên Nếu sử dụng cho 3 ñơn

vị học trình (3 ðVHT), nên giảng lý thuyết 35 tiết (2 ÐVHT) và thực tập 10 tiết (1 ÐVHT)

7 Tài liệu tham khảo khi ñọc Giáo trình:

1 Trần ðức Hạnh, Văn Tất Tuyên, ðoàn Văn ðiếm, Trần Quang Tộ, Giáo trình khí tượng nông nghiệp NXB Nông nghiệp, H - 1997

2 Trần ðức Hạnh, ðoàn văn ðiếm, Nguyễn Văn Viết, Lý thuyết về khai thác hợp lý nguồn tài nguyên khí hậu nông nghiệp, Giáo trình Cao học, NXB Nông nghiệp - 1997

3 Lê Quang Huỳnh và cộng tác viên Ðánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp Việt Nam, Báo cáo khoa học ñề tài cấp nhà nước, Mã số 42A-01 Tổng cục KTTV, Hà Nội - 1989

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG GIÁO TRÌNH

ASEAN Association of South-East Asian Nation Các nước đông Nam Á

BĐKH Climate Change Biến ựổi khắ hậu

BXMT Solar Radiation Bức xạ mặt trời

ENSO En Nino - Southern Oscilation En Nino - Dao ựộng Nam bán cầu

ETA Actual Evapo-Transpiration Bốc thoát hơi nước thực tế

FAO Food and Agricultural Organization Tổ chức nông - lương Thế giới

ICRAF International Centre for Research in

Kcr Crop Coefficient Hệ số cây trồng

KTNN Agro-Meteorology Khắ tượng nông nghiệp

KTTV Hydrometeorological Service of Vietnam Khắ tượng thủy văn

N,S ,E,W North, South, East, West Hướng gió: Bắc, Nam, đông, Tây NASA National Aeronautics and Space

quốc gia (Mỹ) PAR Photosynthesis Active Radiation Bức xạ quang hợp

PET Potential Evapo-Transpiration Bốc thoát hơi nước tiềm năng

TPHCM Ho Chi Minh City Thành phố Hồ Chắ Minh

DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 1.1 Khối lượng khắ quyển (m) tia sáng ựi qua ứng với ựộ cao mặt trời (ho) 14 Bảng 1.2 Lượng bức xạ trung bình tháng (cal/cm2/tháng) ở vùng Postdum 16 Bảng 1.3 Trị số albedo trên các loại bề mặt (%) 20 Bảng 1.4 Khả năng bức xạ tương ựối của các loại bề mặt khác nhau (δ) 21 Bảng 1.5 độ dài bước sóng và năng lượng của thành phần bức xạ mặt trời 24 Bảng 1.6 độ dài ngày thiên văn tắnh theo vĩ ựộ ựịa lý (ựơn vị: giờ, phút) 25 Bảng 1.7 độ dài chiếu sáng sinh lý ở các vĩ ựộ khác nhau 25 Bảng 2.1 Nhiệt ựộ không khắ khảo sát lúc 7h (0h GMT) ở các ựộ cao tại Hà Nội 29 Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt ựộ và ẩm ựộ ựến mật ựộ không khắ 31 Bảng 2.3 Thành phần không khắ khô, không bị ô nhiễm 32 Bảng 2.4 Thành phần các chất khắ trong ựất 38 Bảng 2.5 Ảnh hưởng của biện pháp trồng cây che bóng ựối với sâu, bệnh hại cà

phê chè Catimor ở huyện Hướng hóa, Quảng trị 39 Bảng 3.1 Nhiệt dung của các chất cấu tạo ựất 41 Bảng 3.2 Nhiệt dung thể tắch của một số loại ựất có ựộ ẩm khác nhau 42 Bảng 3.3 Hệ số dẫn nhiệt của một số vật chất cấu tạo ựất 42 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tỷ trọng và ựộ ẩm ựối với hệ số truyền nhiệt ựộ của ựất 43 Bảng 3.5 Biến thiên nhiệt ựộ hàng ngày của một số loại ựất, ựá tại Huế (oC) 45 Bảng 3.6 Biên ựộ nhiệt ựộ ngày ựêm của ựất trồng chè Phú Hộ - Phú Thọ 47 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của việc làm luống tới nhiệt ựộ ựất 48 Bảng 3.8 Biến thiên nhiệt ựộ ngày theo khoảng cách từ bờ biển 52 Bảng 3.9 Nhiệt ựộ tối cao tuyệt ựối các tháng mùa nóng và năm (0C) 55 Bảng 3.10 Nhiệt ựộ tối thấp tuyệt ựối các tháng mùa lạnh và năm (0C) 56 Bảng 3.11 Tổng nhiệt ựộ trung bình, hoạt ựộng và hữu hiệu của ngô Bioseed 9670 59 Bảng 3.12 Chế ựộ nhiệt và bức xạ các vườn cà phê ở Khe Sanh (Quảng Trị) 59 Bảng 4.1 Cân bằng nước trên trái ựất hàng năm 62 Bảng 4.2 Hệ số tương quan giữa lượng mưa với thời gian sinh trưởng và các yếu

tố cấu thành năng suất ngô LVN10 vụ đông ở đBSH 82 Bảng 5.1 Cấp gió Beaufort (Theo Quy phạm quan trắc - Tổng cục KTTV 1994) 98 Bảng 6.1 Hiệu suất sử dụng bức xạ mặt trời trong ựiều kiện kỹ thuật tối ưu 106 Bảng 6.2 Bức xạ quang hợp các tháng ở một số nơi 107 Bảng 6.3 Một số chỉ tiêu nhiệt ựộ của cây trồng (oC) 111 Bảng 6.4 Giới hạn nhiệt ựộ tối thấp sinh vật học ( B 0C) của cây trồng 112 Bảng 6.5 Nhu cầu nhiệt ựộ ựất của một số hạt giống cây trồng thời kỳ nảy mầm 113 Bảng 6.6 Ảnh hưởng của nhiệt ựộ ựến tốc ựộ sinh trưởng chiều dài của rễ ngô 113 Bảng 6.7 Tốc ựộ gió trong các lô cà phê có ựai rừng chắn gió ở Khe Sanh 118 Bảng 7.1 Tần số sương muối trung bình ở một số vùng 121 Bảng 7.2 Quan hệ giữa hệ số C và ựộ ẩm tương ựối của không khắ 122 Bảng 7.3 Mức ựộ gió khô nóng ở một số ựịa ựiểm vùng Bắc Trung Bộ 123 Bảng 7.4 Chỉ số khắ tượng của các loại hạn không khắ 125 Bảng 7.5 Tần suất hạn hán trong mùa khô ở Quảng Ngãi (%) 126 Bảng 7.6 Thiệt hại do lũ lụt gây ra ở miền Trung (Quảng Bình - Bình Thuận) 128 Bảng 7.7 Tần số bão, áp thấp nhiệt ựới ảnh hưởng trực tiếp (*) hay gián tiếp (**) 132 Bảng 8.1 Ngày mặt trời qua thiên ựỉnh ở các vĩ ựộ ựịa lý 135 Bảng 8,2, Độ cao mặt trời và ựộ dài ngày ở các vĩ ựộ ựịa lý 136

Bảng 8.3 Tổng lượng bức xạ lý thuyết nhận ñược hàng năm ở các vĩ ñộ ñịa lý 136 Bảng 8.4 Một số ñặc trưng thời tiết ở Hà Nội khi có tín phong mùa ñông 137 Bảng 8.5 Một số ñặc trưng của không khí cực ñới thổi về Hà Nội* 137 Bảng 8.6 Một số ñặc trưng của không khí vịnh Bengan trên lãnh thổ Việt Nam* 139 Bảng 8.7 Ðặc trưng khái quát của gió mùa Ðông Nam Á trên lãnh thổ nước ta* 139 Bảng 8.8 So sánh các ñặc trưng khí hậu ở một số ñịa ñiểm vùng nội chí tuyến 141 Bảng 8.9 Các khối không khí, thời kỳ ảnh hưởng và phạm vi tác ñộng 142 Bảng 8.10 Tổng lượng bức xạ mặt trời các tháng ở một số ñịa ñiểm 146 Bảng 8.11 Nhiệt ñộ không khí trung bình các tháng (0C) 148 Bảng 8.12 Biên ñộ trung bình ngày của nhiệt ñộ không khí (0C) 149 Bảng 8.13 Lượng mưa trung bình tháng (mm) 152 Bảng 8.14 Ðộ ẩm không khí tương ñối trung bình ở một số nơi (%) 153 Bảng 8.15 Tần số bão ñộ bộ vào bờ biển Việt Nam (cơn) 154 Bảng 8.16 Các ñặc trưng khí hậu trung bình năm ở một số nơi 155 Bảng 9.1 Sự thay ñổi vĩ ñộ ở một số nơi trong các thời ñại ñịa chất 166 Bảng 9.2 Ngày tan băng các thời kỳ trên các sông, hồ thuộc Bắc Âu 167 Bảng 9.3 Thời gian thu hoạch nho qua các thế kỷ ở Dijion, Pháp 167 Bảng 9.4 Biến ñổi khí hậu từ sau Công nguyên ñến thế kỷ XIX 168 Bảng 9.5 Số lượng các tác nhân ô nhiễm trên toàn thế giới trong năm 1992 170 Bảng 9.6 Thống kê hiện tượng En Nino từ 1949 ñến nay 180 Bảng 9.7 Chuẩn sai nhiệt ñộ trung bình của thập kỷ 1986 - 1995 (0C) 182 Bảng 10.1 Tiềm năng năng suất lúa tính theo các phương pháp khác nhau (tạ/ha) 191 Bảng 10.2 Nhu cầu nước, lượng nước tưới và mức giảm năng suất do nước gây ra 193 Bảng 10.3 Năng suất khoai tây ở các thời vụ có bức xạ quang hợp khác nhau 194

Phần thực tập

Bảng I.1 Tần số và tần suất (%) các nhóm nhiệt ñộ 216 Bảng II.1 Phương trình tương quan giữa số giờ nắng và bức xạ quang hợp 221 Bảng III.1 Lập bảng hiệu chính giản ñồ nhiệt ký 226 Bảng IV.1 Bảng tra sức trương hơi nước bão hòa (Emb) và ñiểm sương (τ 0C) 232 Bảng VI.1 Xác ñịnh tốc ñộ gió theo vòng răng máy Wind-gauge 246

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ ñồ hệ mặt trời - trái ñất 10 Hình 1.2 Phổ bức xạ mặt trời ñi qua khí quyển xuống mặt ñất (Gates, 1965) 13 Hình 1.3 Sơ ñồ ñường ñi của tia sáng trong khí quyển 13 Hình 1.4 ðộ cao mặt trời và ñường ñi của tia sáng trong khí quyển 14 Hình 1.5 Sơ ñồ trực xạ trên bề mặt nằm ngang 15 Hình 1.6 Phân bố trung bình năm của tổng xạ (Kcal/cm2/phút) 18 Hình 1.7 Sự phân bố cân bằng bức xạ trên trái ñất (Kcal/cm2/phút) 22 Hình 1.8 Quang phổ của bức xạ mặt trời 23 Hình 2.1 Nhiệt ñộ và khí áp trung bình ở các tầng cấu trúc của khí quyển 28 Hình 2.1 Quang hợp của cây thông và nồng ñộ CO2 trong không khí 36 Hình 3.1 Biến thiên nhiệt ñộ ñất feralit trồng cà phê theo chiều sâu tại Tây Hiếu,

Nghệ An (Theo Fritland - 1968) 46 Hình 4.1 Vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên 61 Hình 4.2 Vòng tuần hoàn nước trong giới hạn lục ñịa 62 Hình 4.3 Ðồ thị biểu diễn phụ thuộc của áp suất hơi nước bão hòa vào nhiệt ñộ 64 Hình 4.4 Mây hình thành trên front lạnh 75 Hình 4.5 Mây hình thành trên front nóng 75 Hình 4.6 Mây ti - Ci (Cirrus) 77 Hình 4.7 Mây ti tằng - Cs (Cirro - stratus) 77 Hình 4.8 Mây ti tích - Cc ( Cirro - cumulus) 77 Hình 4.9 Mây trung tằng - As (Alto - stratus) 77 Hình 4.10 Mây trung tích - Ac (Alto - cumulus) 78 Hình 4.11 Mây tằng - St (Stratus) 78 Hình 4.12 Mây tằng tích - Sc (Strato - cumulus) 78 Hình 4.13 Mây vũ tằng - Ns (Nimbo - stratus) 78 Hình 4.14 Mây tích - Cu (Cumulus) 78 Hình 4.15 Mây vũ tích - Cb (Cumulo - nimbus) 78 Hình 5.1 Biến trình khí áp theo ñộ cao 88 Hình 5.2 Khí áp kế thủy ngân 88 Hình 5.3 Sơ ñồ biến ñổi của áp suất khí quyển 88 Hình 5.4 Sơ ñồ chênh lệch bậc khí áp 90 Hình 5.5 Bản ñồ các ñường ñẳng áp trên mực nước biển 91 Hình 5.6 Sơ ñồ giải thích nguyên nhân sinh ra gió 92 Hình 5.7 Sơ ñồ giải thích chênh lệch nhiệt ñộ dẫn ñến chênh lệch khí áp 93 Hình 5.8 Sơ ñồ giải thích lực gradient khí áp 93 Hình 5.9 Tác dụng của lực làm lệch hướng do sự tự quay của trái ñất 94 Hình 5.10 Hướng của lực ma sát và hướng chuyển ñộng của không khí 95 Hình 5.11 Sơ ñồ giải thích lực ly tâm 95 Hình 5.12 Hoa gió xác ñịnh hướng gió 96 Hình 5.13 Xác ñịnh hướng gió bằng góc ñộ 96 Hình 5.14 Sơ ñồ hoàn lưu ñịa cầu 99 Hình 5.15 Sơ ñồ giải thích sự hình thành gió ñất - biển 100 Hình 5.16 Gió núi - thung lũng (ban ngày) 101 Hình 5.17 Sơ ñồ giải thích sự hình thành gió fohn 101 Hình 5.18 Hướng gió trong vùng khí áp cao 103

Hình 5.19 Hướng gió trong vùng khí áp thấp 103 Hình 7.1 Ảnh vệ tinh chụp cơn bão Andriu ñổ bộ vào Florida (Mỹ) năm 1992 130 Hình 7.2 Sơ ñồ các dòng không khí và sự phát triển của mây trong vùng bão 131 Hình 7.3 ðường ñi của các cơn bão vào Việt Nam qua các tháng 132 Hình 8.1 Sơ ñồ vị trí trái ñất - mặt trời ngày 22/6 135 Hình 8.2 Bản ñồ phân bố khí áp mặt biển và hoàn lưu khí quyển tháng I (mb) 138 Hình 8.3 Bản ñồ phân bố khí áp mặt biển và hoàn lưu khí quyển tháng VII (mb) 140 Hình 8.4 Bản ñồ ñịa hình Việt Nam 144 Hình 8.5 Toán ñồ suất bảo ñảm ngày bắt ñầu và kết thúc mùa nóng (t0 > 250C) 147 Hình 8.6 Toán ñồ suất bảo ñảm ngày bắt ñầu và kết thúc mùa lạnh (t < 200C) 151 Hình 9.1 Nêm nhiệt ở Thái Bình Dương trong ñiều kiện bình thường 175 Hình 9.2 Nêm nhiệt ở Thái Bình Dương trong ñiều kiện El Ninô 176 Hình 9.3 Những khu vực chịu tác ñộng mạnh của El Ninô mùa ñông 177 Hình 9.4 Những khu vực chịu tác ñộng mạnh của El Ninô mùa hè 177 Hình 11.1 Mô hình xoáy thuận 198 Hình 11.2 Mô hình xoáy nghịch 198 Hình 11.3 Bản ñồ thời tiết xoáy thuận 199

Phần thực tập

Hình I.1 Sơ ñồ Vườn quan trắc khí tượng 214

Hình II.1 Lux kế EA - 505 - 092 219

Hình II.3 Giản ñồ nhật quang ký 221 Hình III.1 Nhiệt kế thường (A); Bầu nhiệt kế tối cao (B); Vi quản nhiệt kế tối thấp 224 Hình III.2 Giá ñặt nhiệt biểu 225

Hình III.4 Giản ñồ nhiệt ký 225 Hình IV.1 Nhiệt ẩm biểu lều 229

Hình IV.3 Nhiệt ẩm biểu Assman 230

Hình VI.4 Máy ño gió Wind-gauge 245 Hình VI.5 Máy ño gió cầm tay 246

A NHỮNG VẤN đỀ CHUNG CỦA MÔN HỌC

1 MỐI QUAN HỆ GIỮA KHÍ HẬU VÀ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

Sản xuất nông nghiệp bị chi phối rất nhiều bởi ựiều kiện ngoại cảnh vì ựối tượng của

nó là sinh vật Trong các yếu tố ngoại cảnh như khắ hậu, ựất, nước, con người và sinh vật khác thì khắ hậu ựược coi là yếu tố tác ựộng trực tiếp và thường xuyên nhất ựối với sinh vật Trong thời ựại ngày nay, do những hoạt ựộng công nghiệp ngày càng gia tăng, khắ hậu ựang biến ựổi theo chiều hướng bất lợi Vì vậy, vấn ựề sử dụng hợp lý tài nguyên khắ hậu ựang là một thách thức với con người trước mọi hoạt ựộng trong ựó có sản xuất nông nghiệp để hiểu rõ tầm quan trọng vấn ựề sử dụng bền vững tài nguyên khắ hậu, chúng ta cần tìm hiểu mối quan hệ giữa khắ hậu và sản xuất nông nghiệp

1.1 Sự phân bố sinh vật trên trái ựất phụ thuộc vào ựiều kiện khắ hậu

Như chúng ta ựã biết, trên bề mặt trái ựất ở các vùng khác nhau có những ựặc ựiểm khắ hậu khác nhau Mỗi vùng khắ hậu ựược quyết ựịnh do ựiều kiện ựịa lý và vật lý riêng của chúng Người ta ựã phân biệt các ựới khắ hậu với những ựặc ựiểm riêng biệt rõ nét về chế ựộ bức xạ, chế ựộ nhiệt, chế ựộ mưa, ẩm Ngay trong mỗi ựới khắ hậu thì tùy thuộc vào ựiều kiện của mỗi nước, mỗi vùng khắ hậu, thời tiết khác nhau rất xa Do ựặc ựiểm khắ hậu, sinh vật ựược phân bố một cách phù hợp Các loài sinh vật, ngay cả các giống trong cùng một loài cũng có thể chỉ sinh trưởng, phát triển tốt trong mỗi vùng khắ hậu nào ựó Không phải ngẫu nhiên mà sinh vật chỉ lựa chọn ựiều kiện khắ hậu cho riêng mình như vậy Ngược lại, chắnh ựiều kiện khắ hậu diễn ra hàng ngàn năm nay ựã lựa chọn chủng loại sinh vật phù hợp cho nó Ngoài ra, sinh vật cũng tìm cách thắch nghi dần với ựiều kiện khắ hậu mà nó sinh sống Tuy nhiên, những biến ựổi thất thường của ựiều kiện khắ hậu ựã tiêu diệt nhiều cá thể có sức khỏe yếu ựể dần dần lựa chọn ựược những cá thể và chủng loại sinh vật phù hợp nêu trên Kết quả

là nhiều loại sinh vật chỉ phân bố hẹp trong những ựiều kiện khắ hậu rất riêng mà khó có thể di chuyển sang những vùng khắ hậu khác ựược

Theo nhà chọn giống cây trồng người Nga Vavilốp, ngay từ xa xưa trên trái ựất ựã hình thành nhiều Trung tâm khởi nguyên về giống cây trồng ở các vùng khắ hậu khác nhau Theo các nhà khoa học, vùng đông Nam Á là vùng có khắ hậu nhiệt ựới, gió mùa với tài nguyên nhiệt, bức xạ dồi dào, lượng mưa và ựộ ẩm cao ựã hình thành Trung tâm khởi nguyên loài lúa nước (Oryza Sativa) Tương tự như vậy, có rất nhiều cái nôi của những giống cây trồng, vật nuôi ựược gọi là các Trung tâm khởi nguyên như Trung Quốc, Trung Á, địa Trung Hải, Trung đông, Abixini, Trung Mỹ, Nam Mỹ Không phải ngẫu nhiên mà các nền văn minh từ cổ ựại ựến hiện ựại chỉ hình thành và phát triển ở những vùng ựịa lý riêng của nó Cách ựây 5 - 6 ngàn năm, vùng Cận đông ựã tồn tại nền văn minh Lưỡng hà rực rỡ, ở Trung

Mỹ là nền văn minh Maya , sự phát triển và suy vong của các nền văn minh ựó ựều có bàn tay của khắ hậu Các vùng sa mạc của vùng Cận động rộng lớn ngày nay chắnh là những khu vực ựất ựai màu mỡ ngày xưa Xyry trước ựây là một vùng nguyên liệu cung cấp cho Ai Cập nhiều loại gỗ quý và cho La Mã nho và cọ dầu Hy Lạp xưa kia phồn vinh và nổi tiếng với cảnh quan trù phú, núi xanh và ựồng ruộng phì nhiêu xã hội ựạt tới một trình ựộ văn minh tuyệt ựỉnh đây chắnh là một chặng dừng chân của con ựường tơ lụa từ đông sang Tây Ngày nay, vùng này chỉ là một vùng ựịa lý bình thường với những ngọn ựồi trơ trụi, ựất ựai khô cằn ựang sa mạc hóa Một nguyên nhân quan trọng là sự thay ựổi của khắ hậu ở khu vực này trong suốt nhiều thiên niên kỷ qua từ ẩm ướt sang khô hạn

1.2 Khắ hậu là yếu tố quyết ựịnh chất lượng nông sản phẩm

Trên thế giới, trong mỗi Quốc gia ựều có những vùng cây trồng ựặc sản Do ựiều kiện ựất ựai, khắ hậu riêng mà thiên nhiên ựã ban tặng, loại cây trồng ựặc sản không những cho phẩm chất ựặc biệt mà năng suất cũng rất cao Khắ hậu là môi trường gắn liền với ựất ựai và liên hệ tới cây trồng Các yếu tố khắ hậu như năng lượng bức xạ mặt trời, nhiệt ựộ, ựộ ẩm không khắ, lượng mưa, bốc hơi thường ựược phối hợp tác ựộng khá tinh vi ựối với các loại men sinh học trong các tế bào ựể tổng hợp hay phân giải các chất hữu cơ tạo nên chất lượng nông sản Bức xạ mặt trời là nguồn cung cấp năng lượng cho quá trình quang hợp, tổng hợp các chất Nhiệt ựộ, ựộ ẩm và biên ựộ ngày ựêm của chúng trong những trường hợp thuận lợi

ựã ựiều chỉnh, gia giảm ựể tổng hợp nên những chất thơm, alcaloid, tanin, vitamine, ựường bột, protein, lipid hay một chất hoạt tắnh riêng nào ựó Trong nghệ thuật nấu ăn người dầu bếp

ựã từng gia giảm các chất gia vị ựể tạo ra các món ăn nổi tiếng của ựịa phương mình đối với khắ hậu cũng như người ựầu bếp vậy, nó cần mẫn ựiều chỉnh chút nắng, chút gió, chút sức nóng hay ựộ lạnh ựể có một sản phẩm riêng của nó Còn các loại cây ựặc sản thì tiếp nhận sự gia giảm tác ựộng của các yếu tố khắ hậu ựể tạo nên những trái thơm, quả ngọt

Không phải ngẫu nhiên miền núi lại có những loại dược liệu chất lượng cao từ cây trồng, vật nuôi để có sản phẩm hàng hóa, con người ựã tiến hành sản xuất dược liệu ngay ở vùng ựồng bằng khắ hậu ôn hòa với năng suất cao nhưng ựã không tạo ra ựược sản phẩm chất lượng cao Khắ hậu khắc nghiệt ựối với chất lượng dược liệu cũng giống như ựặc tắnh chữa bệnh của dược liệu là Ộ thuốc ựắngỢ thì Ộdã tậtỢ Ở miền núi, các yếu tố khắ hậu thường biến ựộng rất nhiều: ban ngày trời nắng, nóng, ban ựêm trời lạnh; ựộ ẩm không khắ lúc cao, lúc thấp đặc biệt trong chế ựộ mưa, ẩm thì phân biệt rõ thời kỳ mưa nhiều, thời kỳ mưa ắt Chắnh do hình thành và tắch lũy các chất dược hoạt tắnh trong những ựiều kiện ựó mà cây dược liệu ựã cho chất lượng cao

Ở miền Bắc ựối với cây mắa, nông dân ựã tổng kết: ỘMắa tháng bảy ựường chảy lên ngọnỢ Từ tháng bảy âm lịch, khắ hậu ở miền Bắc bắt ựầu chuyển sang tiết heo may (ảnh hưởng của trung tâm khắ áp cao cận chắ tuyến): trời trong xanh, không một gợn mây, ban ngày tròi nắng, ban ựêm se lạnh, ựộ ẩm không khắ thấp Từ ựộ tiết Thu sang thì cây cối bước vào thời kỳ tắch lũy các chất dinh dưỡng, chất lượng mắa và hoa quả ựều tăng lên ựáng kể Biên ựộ nhiệt ựộ ngày ựêm cao ựã tạo ựiều kiện cho các loại men tổng hợp ựường saccaroza hoạt ựộng tốt còn men hô hấp, phân giải thì hoạt ựộng yếu ựi

Còn một vắ dụ nữa về sự chi phối của khắ hậu ựối với chất lượng nông sản phẩm Ở các tỉnh vùng đồng bằng Bắc Bộ thường biết rất rõ về chất lượng của cơm, gạo lúa vụ mùa đặc sản ở một số nơi ựã nổi tiếng về Ộcơm niêu ựất, thổi gạo mùaỢ để có thứ cơm ựó người

ta thường phải chọn loại gạo hạt trong, không bị bạc bụng, ựó là gạo lúa vụ mùa Do thời gian làm hạt vào tháng 9, tháng 10 có thời tiết heo may như trên mà chất lượng cơm gạo lúa mùa hơn hẳn so với lúa vụ chiêm, xuân (xét cùng một giống) Lúa vụ chiêm, xuân thì làm hạt vào tháng 4, tháng 5, với thời tiết nhiều mây, nóng nực, biên ựộ nhiệt ựộ ngày ựêm thấp mà ựộ ẩm không khắ cao đó là ựiều kiện thường làm cho cây trồng tắch lũy dinh dưỡng kém, hô hấp mạnh

Khi bước tới vườn cây ăn quả, nếu bạn muốn hái một quả thơm ngon thì hãy chọn những quả ở ựầu cành, trên một cây ở giữa vườn nhiều nắng, nhiều gió, không bị che khuất bởi tán của những cây khác đó chắnh là chất lượng mà khắ hậu ựã ban tặng bạn

1.3 Quan hệ giữa khắ hậu và ựất ựai

Theo các tiêu chuẩn ựành giá ựất ựai của Tổ chức Nông nghiệp, lương thực Quốc tế

(FAO) thì khí hậu là chỉ tiêu hàng ñầu cần ñược nghiên cứu Trong Quy trình ñánh giá ñất ở Việt Nam, các công ñoạn từ xây dựng bản ñồ ñơn vị ñất ñai (LMU), xác ñịnh loại hình sử dụng ñất (LUT) cũng cần phải nghiên cứu rất kỹ ñiều kiện khí hậu Khí hậu hàng ngày, hàng giờ có ảnh hưởng tới ñất ñai Trong quá trình hình thành ñất, các yếu tố khí hậu như bức

xạ mặt trời, nhiệt ñộ, lượng mưa, ñộ ẩm ñã tác ñộng không chỉ tới thành phần nông hóa mà còn ảnh hưởng tới cấu trúc ñất, thành phần cơ giới của ñất ðất không xuất hiện ñột ngột từ

ñá mẹ mà phát triển từ từ dưới ảnh hưởng của khí hậu và sinh vật sống trên ñó Tùy theo các vùng khí hậu khác nhau mà hình thành nhiều loại ñất khác nhau Ở vùng nhiệt ñới, sự phân hủy ñá mẹ xảy ra với cường ñộ mạnh hơn nhiều so với các vùng ôn ñới ðất nhiệt ñới có khuynh hướng rửa trôi rất mạnh dioxit silic và tích tụ các ôxit sắt, nhôm, mangan làm cho ñất

có màu vàng ñỏ Cùng với dioxit silic, các chất dễ tan, chất màu mỡ cũng bị rửa trôi, xói mòn làm cho ñất trở nên nghèo dinh dưỡng ñối với cây trồng Các loại ñất feralit của vùng nhiệt ñới có các tiểu phần riêng biệt rất mảnh nhưng thường ñược gắn chặt với nhau thành những hạt nhỏ như cát (hạt cát giả) nên ít dẻo, nhẹ, ít trương khi bị thấm nước và rất dễ cày Các loại ñất này nếu gặp ñiều kiện khí hậu khô hạn thì rời rạc, không có kết cấu và gây ra hiện tượng

bị xói mòn do gió Ví dụ, khoảng năm 1935 ở Hoa kỳ, người ta ñã phải kéo còi báo ñộng vì những cơn lốc bụi (dust bowls) Trên những ñồng bằng rộng lớn vùng Têchzat bị khô hạn nghiêm trọng, ñất ñai bị vỡ vụn dưới chân của ñàn gia súc và biến thành bụi, bị gió tung lên

mù mịt không trung Các khu ñất màu mỡ trước ñó ñã biến thành những ñụn cát trên sa mạc

ðất thường ñược che phủ bởi thảm thực vật nên nước mưa không rơi trực tiếp làm phá

vỡ kết cấu ñât Ở tầng canh tác, ñất ñược bảo vệ bởi hệ thống rễ cây, tạo thành một “miếng bọt biển” khổng lồ hút vào và giữ lại nước mưa ñể chúng có thể ngấm dần xuống mạch nước ngầm rồi mới chảy ra sông, ra suối Nếu thực bì bị tiêu diệt thì nước sau những trận mưa sẽ không ñược giữ lại mà chảy tràn trên mặt ñất, gây ra sự xói mòn ñất Theo số liệu ñiều tra của FAO, trong mỗi thế kỷ có trên 1/4 ñất nông nghiệp ñã bị thoái hóa do khí hậu và sự sử dụng không hợp lý của con người Hàng năm nước mưa có thể cuốn trôi hơn 3 tỷ tấn chất hữu cơ trên mặt ñất Ở Trung Quốc, hàng năm hiện tượng xói mòn ñã mang ñi khoảng 2,5 tỷ tấn ñất màu mỡ ñổ vào các con sông Hoàng Hà, Hoàng Hải Ở nước ta, mỗi năm những trận mưa rào cũng ñã cuốn ñi hàng triệu tấn ñất vào các dòng sông rồi ñổ ra biển Lượng ñất này bị mất ñi

mà không bao giờ có thể hoàn lại ñược

1.4 Khí hậu và mùa vụ sản xuất

Khác với sản xuất công nghiệp, sản xuất nông nghiệp có tính thời vụ Do yêu cầu khác nhau về ñiều kiện khí hậu của mỗi loại cây trồng mà nó chỉ sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao ở một giai ñoạn khí hậu nào ñó trong một năm Nếu gieo trồng trái mùa vụ thì con người sẽ không ñạt ñược những mong muốn của họ Trong quá trình sản xuất người nông dân ñã có những kinh nghiệm canh tác ñối với mỗi loại cây trồng trên những thời vụ nhất ñịnh Ở Việt Nam, hàng năm người ta thường tiến hành từ 2 ñến 4 vụ trồng trọt ñối với loại cây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày ðối với các loại cây ăn quả lâu năm thì hàng năm thường ñược một mùa thu hái Thời vụ ñược hình thành như vậy và yếu tố chủ yếu quyết ñịnh thời vụ cây trồng là khí hậu

Do sản xuất nông nghiệp mang tính thời vụ nên mọi hoạt ñộng khác của người nông dân cũng dần dần hình thành tính thời vụ Chúng ta ñều biết ñến vấn ñề sử dụng lao ñộng ở nông thôn thường gặp nhiều khó khăn do tính thời vụ Mỗi năm, ở nông thôn thường có thời

kỳ “ñông vụ” rất căng thẳng về lao ñộng và thời kỳ “nông nhàn” dư thừa lao ñộng ðiều này ảnh hưởng không những ở nông thôn mà ngay cả tới các thành phố nữa Vào thời kỳ “nông