Nghiên cứu, đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa tại tỉnh quảng bình

Trong bối cảnh đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa tại tỉnh Quảng Bình” nhằm tính toán, phân tích, làm rỏ các ảnh hưởng của khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

NGUYỄN LÊ HÀ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨUĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI – 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

NGUYỄN LÊ HÀ PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU

ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA TẠI TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Đăng Quế

HÀ NỘI - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Nguyễn Đăng Quế, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác Kết quả của luận văn chưa từng được công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác

Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng quy cách

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sỹ khoa học chuyên ngành Biến đổi khí hậu: “Nghiên cứu

đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa tại tỉnh Quảng Bình”được hình thành và hoàn thiện, ngoài nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận

được những sự trợ giúp tận tình của thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình

Đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn trân trọng đến PGS.TS Nguyễn

Đăng Quế, người đã tận tình hướng dẫn học viên từ khi hình thành ý tưởng và

hoàn thiện luận văn Bên cạnh đó là sự góp ý chân thành và bổ ích của các thành viên hội đồng trong quá trình phản biện đề cương

Tôi cũng hết sức biết ơn Trung tâm khí tượng thủy văn, sở Nông nghiệp, Hội nông dân tỉnh Quảng Bình đã tạo điều kiện cho tôi có cơ hội khảo sát thực tiễn và cung cấp tài liệu, số liệu giúp tôi hoàn thành luận văn này

Trong quá trình học tập và làm luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ

bảo tận tình của các thầy cô giáo và cán bộ Khoa Các khoa học liên ngành - Đại học Quốc gia Hà Nội và đặc biệt là tập thể lớp K3-BĐKH, đây là những

động lực cả về chuyên môn lẫn tinh thần giúp tôi có thể vượt qua những khó khăn trong quá trình học tập

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, những người đã luôn ở bên

học viên từ khi được sinh ra cho đến ngày hôm nay!

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Học viên

MỤC LỤC

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu 8

2 Mục tiêu của đề tài 10

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 10

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 11

4.1 Nội dung nghiên cứu 11

4.2 Phương pháp nghiên cứu 11

5 Dự kiến những đóng góp của đề tài 12

6 Cấu trúc của luận văn 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 13

1.1 Ảnh hưởng của các điều kiện khí hậu đến sản xuất nông nghiệp 13

1.1.1 Điều kiện ánh sáng 13

1.1.2 Điều kiện nhiệt 15

1.1.3 Điều kiện nước và độ ẩm đất, độ ẩm không khí 16

1.2 Các tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp 17

1.2.1 Tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam 18

1.2.2 Tác động của các yếu tố khí hậu và biến đổi khí hậu đến năng suất lúa ở Việt Nam 21

1.3 Đặc điểm tự nhiên, địa lý, kinh tế-xã hội và khí hậu ở Quảng Bình 23

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên, địa lý, kinh tế - xã hội 23

1.3.2 Đặc điểm khí hậu ở Quảng Bình 28

1.4 Khái quát về đặc điểm sinh lý và sinh thái của lúa 31

1.4.1 Đặc điểm sinh lý của lúa 31

1.4.2 Đặc điểm sinh thái của lúa 33

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU 37

2.1 Phương pháp nghiên cứu 37

2.1.1 Khung đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất 37

2.1.2 Năng suất xu thế và năng suất thời tiết 38

2.1.3 Phương pháp tính toán thống kê 40

2.2 Nguồn số liệu 48

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49

3.1 Diễn biến khí hậu tại tỉnh Quảng Bình trong thời gian qua 49

3.1.1 Thay đổi về nhiệt độ 49

3.1.2 Thay đổi lượng mưa 53

3.2 Kịch bản biến đổi khí hậu cho tỉnh Quảng Bình 55

3.2.1 Kịch bản nhiệt độ 55

3.2.2 Kịch bản lượng mưa 55

3.3 Tác động của khí hậu và biến đổi khí hậu đến năng suất lúa 56

3.3.1 Năng suất thực tế và năng suất xu thế 56

3.3.2 Dao động năng suất do thời tiết khí hậu tạo nên 58

3.3.3 Ảnh hưởng của yếu tố khí hậu đến năng suất suất thời tiết 59

3.4 Kiểm tra tính đúng đắn của các phương trình trên chuỗi số liệu phụ thuộc và chuỗi số liệu độc lập 62

3.4.1 Xây dựng mô hình hồi quy 62

3.4.2 Đánh giá chất lượng của mô hình hồi quy 63

3.5 Năng suất thời tiết cho các vụ lúa tỉnh Quảng Bình trong tương lai 67

3.6 Giải pháp ứng phó với BĐKH trong canh tác lúa tỉnh Quảng Bình 68

3.6.1 Định hướng chung ứng phó với BĐKH trong canh tác lúa 68

3.6.2 Các biện pháp cụ thể thích ứng đối với biến đổi khí hậu trong canh tác lúa ở tỉnh Quảng Bình 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 77

THÔNG TIN TÁC GIẢ 84

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Danh sách các thiên tai diễn ra tại Quảng Bình và trật tư ưu tiên được ghi nhận 30Bảng 2 Phần trăm (%) thay đổi lượng mưa tại Quảng Bình 31Bảng 3: Tiêu chuẩn tin cậy của 43Bảng 4 Mức tăng nhiệt độ trung bình (oC) qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời kỳ 1980-1999 của tỉnh Quảng Bình ứng với kịch bản B2 55Bảng 5 Mức thay đổi lượng mưa (%) qua các thập kỷ của thế kỷ 21 so với thời

kỳ 1980-1999 của tỉnh Quảng Bình ứng với kịch bản B2 55Bảng 6 Hệ số tương quan giữa các yếu tố khí hậu và năng suất thời tiết trong vụ Đông Xuân tại Quảng Bình 60Bảng 7 Hệ số tương quan giữa các yếu tố khí hậu và năng suất thời tiết trong vụ

Hè Thu tại Quảng Bình 62Bảng 8 Phương trình tính toán độ lệch của năng suất lúa 63Bảng 9 Năng suất thời tiết theo kịch bản B2 giai đoạn 2020-2100 đối với cây lúa vụ Đông Xuân tỉnh Quảng Bình (tạ/ha) 67Bảng 10 Năng suất thời tiết theo kịch bản B2 giai đoạn 2020-2100 đối với cây lúa vụ Hè Thu tỉnh Quảng Bình (tạ/ha) 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Bình 24

Hình 3 Khung đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất 37

Hình 4 Sơ đồ trạm khí tượng ở Quảng Bình 48

Hình 5 Diễn biến nhiệt độ trung bình năm ở Quảng Bình (1961-2014) 50

Hình 6 Diễn biến nhiệt độ tối thấp trung bình năm ở Quảng Bình 51

Hình 7 Diễn biến nhiệt độ tối cao trung bình năm ở Quảng Bình 52

Hình 8 Diễn biến tổng lượng mưa năm ở Quảng Bình (1961-2014) 54

Hình 9 Năng suất thực tế và năng suất xu thế lúa Đông Xuân tỉnh Quảng Bình giai đoạn 1976-2014 57

Hình 10 Năng suất thực tế và năng suất xu thế lúa Hè Thu tỉnh Quảng Bình giai đoạn 1976-2014 57

Hình 11 Năng suất thời tiết của lúa vụ Đông Xuân tỉnh Quảng Bình 58

Hình 12 Năng suất thời tiết của lúa vụ Hè Thu tỉnh Quảng Bình 59

Hình 13 Năng suất thời tiết thực tế và tính toán vụ Đông Xuân 64

Hình 14 Năng suất thời tiết thực tế và tính toán vụ Hè Thu 65

Hình 15 Năng suất thời tiết thực tế và tính toán vụ Đông Xuân 66

Hình 16 Năng suất thời tiết thực tế và tính toán vụ Hè Thu 66

Hình PL1 Diễn biến nhiệt độ trung bình mùa tại trạm Đồng Hới 77

Hình PL2 Diễn biến nhiệt độ trung bình mùa tại trạm Tuyên Hóa 78

Hình PL 3 Diễn biến nhiệt độ trung bình mùa tại trạm Ba Đồn 78

Hình PL 4 Diễn biến nhiệt độ tối thấp trung bình mùa tại trạm Đồng Hới 79

Hình PL 5 Diễn biến nhiệt độ tối thấp trung bình mùa tại trạm Tuyên Hóa 79

Hình PL 6 Diễn biến nhiệt độ tối thấp trung bình mùa tại trạm Ba Đồn 80

Hình PL 7 Diễn biến nhiệt độ tối cao trung bình mùa tại trạm Đồng Hới 80

Hình PL 8 Diễn biến nhiệt độ tối cao trung bình mùa tại trạm Tuyên Hóa 81

Hình PL 9 Diễn biến nhiệt độ tối cao trung bình mùa tại trạm Ba Đồn 81

Hình PL 10 Diễn biến lượng mưa mùa tại trạm Đồng Hới 82

Hình PL 11 Diễn biến lượng mưa mùa tại trạm Tuyên Hóa 83

Hình PL 12 Diễn biến lượng mưa mùa tại trạm Ba Đồn 83

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu và là một thách thức lớn đối với môi trường toàn cầu trong đó có Việt Nam Biểu hiện chủ yếu của BĐKH là sự ấm lên trên toàn cầu mà nguyên nhân chính bắt nguồn

từ sự phát thải quá mức vào khí quyển các chất có hiệu ứng nhà kính do hoạt động kinh tế và xã hội trên Trái Đất Kéo theo sự tăng lên của nhiệt độ toàn cầu

là những biến động mạnh mẽ của lượng mưa và sự gia tăng các hiện tượng khí hậu, thời tiết cực đoan như lũ lụt, hạn hán, Hệ quả tiếp theo là nước biển dâng

và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực ven biển, có thể làm ngập hoặc nhiễm mặn nhiều diện tích ruộng đất, làm mất dần rừng ngập mặn, gia tăng chi phí cho việc tu bổ các công trình cầu cảng, đô thị ven biển,

BĐKH đã trở thành vấn đề nóng bỏng, đang được cả thế giới đặc biệt quan tâm Do ảnh hưởng của BĐKH, thiên tai trên phạm vi toàn cầu đã, đang và

sẽ xảy ra với tần suất nhiều hơn, phức tạp hơn, cường độ tăng mạnh hơn Việt Nam nằm trong số các quốc gia dễ bị tổn thương nhất do BĐKH do Việt Nam là nước có bờ biển khá dài, với 2 đồng bằng được xem là thấp, đặc biệt là đồng bằng sông Cửu Long Bên cạnh đó Việt Nam lại là nước nằm trong trung tâm bão Tây - Tây Bắc Thái Bình Dương, là trung tâm bão lớn nhất thế giới, số lượng bão đổ bộ vào Việt Nam với tần suất và cường độ ngày càng cao so với những năm trước, thiên tai xảy ra dồn dập, thiệt hại rất lớn và khắc phục không

dễ dàng

Ở nước ta, sản xuất nông nghiệp là một trong những ngành sản xuất quan trọng chiếm 73,41% dân số tham gia Trong tổng số 329.242 km2 đất tự nhiên, diện tích đất nông nghiệp chiếm 28,49%, tương đương với 9,382 triệu héc-ta và được phân thành 8 vùng sinh thái đặc thù Những năm qua, nông nghiệp Việt Nam đạt tốc độ tăng trưởng bình quân 4,3% năm và đóng góp 22,99% tổng thu

nhập quốc nội trong giai đoạn 2000-2008 Việt Nam không những chỉ đủ lương thực, mà trong những năm vừa qua còn là nước đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu gạo với hơn 5 triệu tấn vào năm 2008, trên 6 triệu tấn năm 2009 Tuy nhiên, Việt Nam cũng như các nước khác trong khu vực và trên thế giới đang đứng trước một thách thức và chịu tác động nặng nề của BĐKH

Vì là một nước nông nghiệp với dân số tham gia đông và chủ yếu sống ở vùng nông thôn, đối tượng sản xuất nông nghiệp lại nhạy cảm với các vấn đề môi trường, do đó ngành nông nghiệp sẽ là ngành chịu tác động nặng nề nhất do BĐKH Nhận thức được vấn đề trên, Việt Nam đã có chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (Bộ NN&PTNT) đã ban hành khung chương trình hành động ứng phó với BĐKH của ngành NN&PTNT Theo đó đối với nông nghiệp, mục tiêu là nâng cao khả năng giảm nhẹ và thích ứng với BĐKH nhằm giảm thiểu mức độ thiệt hại, đảm bảo phát triển bển vững lĩnh vực nông nghiệp và nông thôn trong bối cảnh bị tác động bởi BĐKH Khung hành động này cũng đưa ra một số mục tiêu cụ thể, bao gồm:

- Xây dựng hệ thống chính sách, lồng ghép với chương trình của ngành và các nhiệm vụ cụ thể, xác định trách nhiệm của các cơ quan ban ngành liên quan

và nguồn vốn cơ chế quản lý các nhiệm vụ của Chương trình hành động giảm thiểu và thích ứng với BĐKH của ngành;

- Xây dựng kế hoạch hành động và đề xuất chính sách hỗ trợ các vùng chịu ảnh hưởng bất lợi của BĐKH để sản xuất bền vững đối với các lĩnh vực trong ngành nông nghiệp;

- Tăng cường năng lực trong các hoạt động nghiên cứu, dự báo ảnh hưởng của BĐKH đối với các lĩnh vực nông nghiệp, thủy lợi, lâm nghiệp, thủy sản và phát triển nông thôn làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, chiến lược và giải pháp giảm thiểu và thích ứng với BĐKH của ngành

Tuy nhiên, nghiên cứu về BĐKH là một nội dung mới, một ràng buộc mới

mà hầu hết các nước đang tìm kiếm các giải pháp và hoàn thiện phương pháp nghiên cứu, đánh giá, đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp Việt Nam

có đặc thù riêng là có một bờ biển dài (trên 3000 km) và hầu hết đất trồng lúa đều nằm ở hai vùng châu thổ sông Hồng và Mê-kông cũng như dải đồng bằng ven biển miền Trung, những nơi được cảnh báo là có nguy cơ cao về các ảnh hưởng tiêu cực của BĐKH như là ngập nước và nhiễm mặn Ngoài ra, các biến đổi bất thường khó dự báo về thời tiết, phân bố mưa cũng có thể gây ra hạn hán hay ngập úng cục bộ hay trên diện rộng… tất cả đều ẩn chứa những mối đe dọa

to lớn đối với nông dân và sản xuất nông nghiệp Do vậy, lồng ghép BĐKH đối với các chương trình mục tiêu quốc gia, chương trình và kế hoạch hành động NN&PTNT, các địa phương là rất quan trọng nhằm hỗ trợ nông dân đối phó và thích ứng với BĐKH

Trong bối cảnh đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa tại tỉnh Quảng Bình” nhằm tính toán, phân tích, làm rỏ các ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất lúa trong hiện tại và tương lai Qua đó đề xuất các giải pháp thích ứng, góp phần khắc phục khó khăn do tác động tiềm tàng của BĐKH gây ra và thúc đẩy sản xuất nâng cao năng suất lúa trên địa bàn tỉnh

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất lúa đông xuân và lúa hè thu;

- Đề xuất các giải pháp thích ứng với các tác động của BĐKH nhằm nâng

cao năng suất lúa trong bối cảnh BĐKH

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu ở đây là tổng quan về nền sản xuất nông nghiệp, năng suất hè thu, năng suất đông xuân tại tỉnh Quảng Bình;

- Phạm vi nghiên cứu: tỉnh Quảng Bình

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

4.1 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập số liệu về khí hậu và năng suất lúa tại tỉnh Quảng Bình;

- Xử lý số liệu;

- Xây dựng mô hình thống kê để đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu tới nâng suất lúa;

- Phân tích kết quả;

- Đề xuất các giải pháp thích ứng với tác động tiềm tàng của BĐKH

4.2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập số liệu: Nhằm thu thập và sàng lọc các thông tin cần thiết được ghi chép trong các tư liệu, tài liệu khác nhau để chứng minh thêm cho các vấn đề nghiên cứu hoặc làm cơ sở để xây dựng phương pháp luận trong nghiên cứu Nguồn số liệu thu thập:

+ Sử dụng các tài liệu, số liệu về kinh tế - xã hội giai đoạn cho đánh giá điều kiện kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu;

+ Sử dụng các số liệu quy hoạch phát triển kinh tế xã hội định hướng đến năm 2020 của khu vực nghiên cứu;

+ Chuỗi số liệu khí tượng - thủy văn (nhiê ̣t đô ̣, lượng mưa , …) tại các trạm khí tượng, thủy văn trên địa bàn tỉnh Quảng Bình giai đoa ̣n 1980-2010;

+ Số liệu Kịch bản biến đổi khí hậu, Nước biển dâng được lấy từ Viện Khoa học khí tượng thủy văn và Môi trường;

+ Số liệu về nông nghiệp thu thập từ Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Bình;

- Phương pháp kế thừa tài liệu: Kế thừa kết quả, phương pháp nghiên cứu

từ các công trình nghiên cứu đã thực hiện về các lĩnh vực có liên quan

- Phưong pháp thống kê và xử lý số liệu: Thống kê và phân tích là thống

kê tất cả các thông tin có liên quan sau đó chia các tổng thể hay các vấn đề phức tạp thành những phần đơn giản để thuận lợi cho nghiên cứu và giải quyết

- Phương pháp phân tích đồ thị - phân tích kết quả: Nhằm xem xét diễn biến năng suất lúa trong quá khứ và dự báo năng suất lúa trong tương lai

- Phương pháp chuyên gia: Phương pháp này tập hợp các ý kiến và đánh giá của các chuyên gia về tác động của biến đổi khí hậu lên đối tượng đang xem xét Các ý kiến và đánh giá của các chuyên gia được tập hợp từ các tài liệu nghiên cứu, các báo cáo đánh giá hoặc các cuộc họp chuyên gia

5 Dự kiến những đóng góp của đề tài

- Tổng quan được tình hình nghiên cứu tác động của BĐKH đến nền sản xuất nông nghiệp nói chung và trồng lúa nước nói riêng;

- Thu thập được số liệu về năng suất lúa tại địa phương, trên cơ sở đó đánh giá được tình hình sản xuất tại địa phương trong thời gian qua;

- Xây dựng được phương pháp đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu

và tính toán được ảnh hưởng của BĐKH đến năng suất lúa trong tương lai;

- Đề xuất các biện pháp giảm nhẹ tác động của BĐKH đến năng suất lúa

nói riêng và nông nghiệp nói chung trong tương lai

6 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận-kiến nghị, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan;

Chương 2: Số liệu và phương pháp nghiên cứu;

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Ảnh hưởng của các điều kiện khí hậu đến sản xuất nông nghiệp

Nông nghiệp có quan hệ qua lại và phức tạp đối với các điều kiện tự nhiên trong đó các yếu tố khí hậu thời tiết là những nhân tố tác động mạnh mẽ nhất đến sản xuất nông nghiệp Những ảnh hưởng của khí hậu, thời tiết đến sản xuất nông nghiệp được thể hiện qua đại lượng năng suất (cao hay thấp) và chất lượng nông sản (tốt hay xấu)

Những điều kiện khí hậu thời tiết được xác định cho nông nghiệp trước hết là ánh sáng, nhiệt độ và nước đó là những yếu tố không thể thiếu được đối với sự sinh trưởng phát triển và cấu thành năng suất cây trồng và động vật Chúng ta dễ dàng thấy rằng, để trồng được một cây này hay cây khác cần phải bảo đảm một lượng nhiệt (tổng nhiệt độ) nhất định (loại trừ những nhiệt độ có hại quá thấp hoặc quá cao vượt ra ngoài giới hạn chịu đựng của cây), đồng thời phải có một lượng ẩm cần thiết trong tầng đất canh tác cho cả một thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây trồng

Tác động của thời tiết khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp được thể hiện trên nhiều mặt, nó không những ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển cây trồng mà còn ảnh hưởng đến các công việc đồng áng, hiệu suất làm việc của các máy nông nghiệp (máy gặt, máy cày, máy bừa, máy gieo hạt ) Sự hoạt động của các loại côn trùng có hại, sự phát triển và lây lan của sâu bệnh cũng có liên quan đến điều kiện khí tượng Giữa ngành chăn nuôi và thời tiết cũng có quan hệ mật thiết với nhau

1.1.1 Điều kiện ánh sáng

a Ảnh hưởng của ánh sáng đối với sự sinh trưởng, phát dục của thực vật: Ánh sáng Mặt trời có một tác dụng quan trọng trong đời sống của thực vật, ảnh hưởng tới nhiều quá trình sinh lý và trực tiếp hoặc gián triếp quyết định

số lượng và chất lượng sản phẩm [4] Ánh sáng là điều kiện cần thiết để thực vật tạo ra chất hữu cơ, diệp lục của thực vật tạo ra chất hữu cơ từ khí CO2 dưới tác dụng của ánh sáng Năng lượng Mặt Trời là nguồn năng lượng duy nhất để thực vật tạo ra chất hữu cơ bằng tác dụng quang hợp

Cường độ ánh sáng có một ý nghĩa to lớn đối với quá trình tích trữ chất hữu cơ của thực vật Trong một phạm vi nhất định khi cường độ ánh sáng tăng lên thì tốc độ quang hợp cũng tăng, nhưng tốc độ tăng lên của chúng không tỷ lệ thuận với nhau mà chỉ đến một giới hạn nào đó sau đó không tăng nữa Cường

độ ánh sáng quá mạnh thì làm cho chất diệp lục bị phân ly, màu xanh của thực vật bị phá hoại Nhưng nếu cường độ ánh sáng thấp thì hình thái của cây trồng cũng thay đổi nhiều, cây bị yếu, nhánh và chồi ít, tỷ lệ đẻ thấp, cây yếu ớt, dễ bị vỗng Vì vậy ngoài sự điều tiết của con người, các loại cây trồng cũng có khả năng điều tiết riêng như lá và hoa của cây hướng dương luôn luôn quay theo hướng Mặt Trời để hứng được nhiều ánh sáng, lá cây bông thẳng góc với tia sáng Mặt Trời nên trên mỗi đơn vị diện tích lá bông có thể thu được ánh sáng mặt trời nhiều nhất Hoa cây thuốc lá ban ngày khép kín lại chỉ ban đêm khi mặt trời lặn mới nở ra

Các loại thực vật khác nhau đòi hỏi ánh sáng cũng khác nhau Căn cứ vào

sự đòi hỏi về cường độ ánh sáng của thực vật có thể chia thực vật ra làm 2 loại: thực vật ưa ánh sáng và thực vật ưa bóng râm Loại cây ưa ánh sáng thường có

vỏ dày không sợ mặt trời thiêu đốt và giá rét, còn loại cây ưa bóng râm thì trái lại, vỏ cây vừa mỏng vừa nhẵn dễ bị mặt trời thiêu đốt và dễ bị chết rét Đối với từng giai đoạn phát dục khác nhau thực vật đòi hỏi ánh sáng cũng khác nhau Sự đòi hỏi về ánh sáng cũng thay đổi tuỳ thuộc vào vị trí địa lý và nguồn gốc phát sinh của thực vật

Cường độ ánh sáng không những ảnh hưởng đến sản lượng mà còn ảnh hưởng tới phẩm chất của sản phẩm và thành phần hoá học của sản phẩm Thực vật sinh trưởng ở nơi bóng râm có tương đối ít chất dinh dưỡng có giá trị, như

đối với các loại cây đậu thì lượng protein giảm đi, đối vớí các loại rau thì lượng đường giảm đi, đối với khoai tây thì lượng tinh bột bị giảm Loại cây ăn quả được chiếu sáng đầy đủ thì quả vừa thơm lại ngọt Cường độ chiếu sáng có ảnh hưởng tới lượng đường của rau, dưa hấu, dưa bở, cà chua, phẩm chất của nho cũng do số ngày nắng quyết định, phẩm chất thuốc lá cũng vậy

b Tác dụng của thời gian chiếu sáng đối với sự phát dục của thực vật: Trong thiên nhiên các loại thực vật khác nhau có yêu cầu khác nhau về thời gian chiếu sáng và ngày dài ngày ngắn Hiện tượng đòi hỏi về ngày dài ngày ngắn của thực vật gọi là hiện tượng chu kỳ ánh sáng hay là chu kỳ quang [4] Căn cứ vào đòi hỏi chiếu sáng nhiều hay ít có thể chia thực vật ra làm 2 loại: một loại thực vật cần chiếu sáng ban ngày nhiều gọi là cây ngày dài còn loại cây thứ 2 cần chiếu sáng ban ngày ít gọi là cây ngày ngắn

Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đối với sự sinh trưởng và phát dục của thực vật có một ý nghĩa rất lớn đối với sản xuất nông nghiệp Ví dụ khi giải quyết vấn đề di chuyển cây trồng và hạt giống đến những khu vực mới ở phía Bắc thì cần phải hiểu biết về quan hệ giữa thực vật và ngày dài, ngày ngắn như khi di chuyển lúa có phản ứng với độ dài ngày lên phía Bắc sẽ làm cho thời kỳ sinh trưởng ngắn đi lúa ra hạt rất nhanh như vậy đã bổ khuyết được phần lớn cho

sự thiếu nhiệt ở khu vực mới trồng, trái lại đối với thực vật ngày ngắn như bông thì rất khó di chuyển lên phía Bắc vì ở phía Bắc ngày dài làm cho bông phát dục muộn và mùa hè ngắn làm cho bông khó thành thục được

1.1.2 Điều kiện nhiệt

Các quá trình sinh lý diễn ra trong cơ thể thực vật (sự hô hấp, quang hợp, vận chuyển nước, vận chuyển chất dinh dưỡng ) chỉ có thể được tiến hành trong một giới hạn nhiệt độ nhất định [4] Đối với từng loại cây trồng khác nhau thì giá trị thích hợp và cực trị cũng khác nhau Đối với một loại cây trồng ở từng giai đoạn phát dục khác nhau cũng có yêu cầu khác nhau về giới hạn nhiệt độ và

tổng nhiệt độ Có loại cây cần nhiều nhiệt, có loại cây cần ít nhiệt, mức độ phong phú của thực vật ở một nơi phụ thuộc vào điều kiện nhiệt và biến trình nhiệt theo ngày, tháng và năm ở nơi đó

Đối với mỗi một quá trình sống của thực vật đều có 3 ngưỡng nhiệt độ chủ yếu: nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp nhất và nhiệt độ thích hợp nhất Ở nhiệt

độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất thì thực vật ngừng hẳn sinh trưởng và phát dục, khi nhiệt độ tiếp tục giảm xuống hoặc tăng lên nhiều so với các ngưỡng đó thì thực vật chết từng bộ phận hoặc chết hoàn toàn, ở nhiệt độ thích hợp nhất thì thực vật sinh trưởng và phát dục vừa nhanh lại vừa tốt

Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng rất lớn tới sự sinh trưởng của thực vật

Sự sinh trưởng hoặc quá trình lớn lên được hình thành bởi 2 quá trình ngược nhau đó là quá trình đồng hoá - quá trình tạo ra chất hữu cơ bằng tác dụng quang hợp và quá trình dị hoá - phân giải chất hữu cơ trong quá trình hô hấp của thực vật Ảnh hưởng của nhiệt độ với tác dụng quang hợp và hô hấp, không phải là mối quan hệ đường thẳng mà được biểu hiện bằng đường cong thể hiện 3 điểm chủ yếu: thấp nhất, cao nhất và điểm thích hợp nhất

Nhiệt độ không khí không những có ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng của thực vật mà còn ảnh hưởng rất lớn tới quá trình phát dục của thực vật Tốc

độ phát dục của thực vật cũng phụ thuộc vào nhiệt độ không khí, nhiệt độ không khí càng cao tốc độ phát dục của thực vật càng nhanh

1.1.3 Điều kiện nước và độ ẩm đất, độ ẩm không khí

Nước có một ý nghĩa quan trọng đối với cây trồng Nước là một trong những yếu tố không thể thiếu được của môi trường sống thực vật như ánh sáng

và nhiệt độ Thực vật trong suốt quá trình hoạt động sống, sinh trưởng, phát triển luôn luôn tiêu hao nước và đều cần được cung cấp nước Nước quá nhiều hay quá ít đều có hại cho đới sống thực vật Khi thiếu nước thực vật bị khô héo, quá nhiều nước trong đất thực vật sẽ bị chết úng Các loại thực vật khác nhau ở các

giai đoạn phát dục khác nhau đều có nhu cầu nước khác nhau Diện tích tổng cộng của lá lớn hay nhỏ, thời kỳ sinh trưởng dài hay ngắn, rễ phát triển tốt hay xấu thì sự cần nước của thực vật cũng khác nhau

Nước trong đất là nguồn chủ yếu để cấp nước cho thực vật Trong sản xuất nông nghiệp (SXNN), đảm bảo cho thực vật có đủ lượng nước cần thiết ở trong đất là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành trồng trọt các loại cây trồng Trong suốt thời kỳ sinh trưởng, bảo đảm sao cho đất có trạng thái ẩm thích hợp nhất là một biện pháp kỹ thuật nông nghiệp chủ yếu để có được sản lượng cao và ổn định

Lượng mưa có tác dụng quan trọng trong đời sống của cây trồng Lượng mưa là nguồn nước tích trữ chủ yếu của đất là cơ sở của nước trong thực vật Lượng mưa là nguồn nước chủ yếu chảy vào sông, vào hồ ao để dẫn nước vào ruộng Không có mưa hoặc lượng mưa không đủ đều có thể làm cho lượng nước chứa trong đất giảm đi và tạo ra điều kiện bất lợi cho việc cung cấp nước cho thực vật Còn lượng mưa nhiều quá cũng có hại làm cho đất ẩm ướt quá do đó làm cho điều kiện sinh trưởng và phát dục của thực vật kém đi Các kỳ phát dục khác nhau, các loại cây trồng khác nhau, đòi hỏi lượng mưa cũng khác nhau

Độ ẩm không khí cũng có ý nghĩa rất lớn đối với thực vật, song nếu tách riêng tác động của độ ẩm đối với cây trồng thì rất khó bởi vì độ ẩm có liên quan chặt chẽ với nhiệt độ, gió và các yếu tố khác, nhưng cũng có thể thấy ảnh hưởng

rõ rệt ở mấy điểm sau đây:

- Ảnh hưởng đến sự thoát hơi của thực vật và bốc hơi từ mặt đất Nếu độ hụt bão hoà càng lớn thì hơi nước thoát ra từ cơ thể thực vật và động vật càng lớn và ngược lại;

- Song trong điều kiện khí hậu ẩm ướt thì yêu cầu về nước của thực vật giảm xuống để tạo thành một đơn vị chất khô

1.2 Các tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp

- Khi nhiệt độ tăng sẽ ảnh hưởng đến khả năng phát sinh, phát triển của cây trồng, vật nuôi làm cho thay đổi về năng suất và sản lượng;

- Khi nhiệt độ tăng làm cho suy giảm tài nguyên nước, nhiều vùng không

có nước và không thể tiếp tục canh tác làm cho diện tích canh tác bị suy giảm;

- Khi nhiệt độ tăng làm cho băng tan, dẫn đến nhiều vùng đất bị xâm lấn

và ngập mặn và không tiếp tục canh tác các loại cây trồng hoặc làm giảm năng suất;

- Thay đổi về các điều kiện khí hậu sẽ làm suy giảm đa dạng sinh học, làm mất cân bằng sinh thái, đặc biệt là thiên địch và ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển cây trồng và phát sinh dịch bệnh;

- Các hiện tượng thời tiết cực đoan, không theo quy luật như bão sớm, muộn, mưa không đúng mùa sẽ gây khó khăn cho bố trí cơ cấu mùa vụ và gây thiệt hại,…

Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu cũng có những tác động đến ngành chăn nuôi trên thế giới Các thảm họa thiên nhiên như hạn hán lụt lội đang tăng lên cũng là mối đe dọa cho chăn nuôi [11] Các thảm họa này có thể làm chúng ta mất đi một số lượng lớn các giống gia súc quý hiếm, giảm đa dạng sinh học Trái Đất nóng lên cũng làm tăng ức chế nhiệt ở gia súc, gia cầm Do biến đổi khí hậu và môi trường toàn cầu, các hệ sinh thái cũng sẽ thay đổi Sự thay đổi này bao gồm thay đổi về đất đai, nguồn nước, thức ăn, đồng cỏ, hệ động thực vật, vi sinh vật Chăn nuôi sẽ bị ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và môi trường bởi

nhiều cách trong đó có việc tăng tỷ lệ bệnh tật ở gia súc [13,14], tăng giá các loại thức ăn chăn nuôi do mở rộng nhanh chóng diện tích trồng các cây làm nhiên liệu sinh học đã ảnh hưởng đến nguồn tài nguyên đất trên hành tinh dùng cho sản xuất thức ăn và do đó ảnh hưởng đến cung cấp lương thực thực phẩm và giá cả của thức ăn chăn nuôi, nước dùng cho chăn nuôi ngày càng trở nên khan hiếm Quan hệ giữa vật chủ và các tác nhân gây bệnh thay đổi, nhiều bênh mới

và nguy hiểm xuất hiện Biến đổi khí hậu đã làm tăng áp lực cho chăn nuôi bởi

vì số lượng bệnh, đặc biệt là các bệnh mới và nguy hiểm ngày càng tăng Trong hoàn cảnh mới chỉ có những kiểu gen kháng bệnh hoặc ít mẫn cảm với bệnh sẽ

có nhiều cơ hội để tồn tại và phát triển

Đối với Việt Nam, ngành nông nghiêp chịu tác động nặng nề của BĐKH Ngoài những ảnh hưởng trực tiếp do thiên tai, những ảnh hưởng tiềm tàng của BĐKH đối với nông nghiệp cũng rất đáng kể Dựa theo kịch bản về BĐKH và nước biển dâng đến năm 2010, nếu nước biển dâng 1m, hầu hết các tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long và các vùng miền khác bị ngập trong nước biển hoặc bị xâm lấn mặn nghiêm trọng [2] Bằng cách quy đổi theo sản phẩm tương đương, Viện Môi trường nông nghiệp [9] đã tính toán thiệt hại tiềm ẩn do mất đất sản xuất nông nghiệp tại một số Kết quả cho thấy, nếu nước biển dâng 1m, vựa lúa Đồng bằng sông Cửu Long và TP Hồ Chí Minh có nguy cơ mất đi 7,6 triệu tấn lúa/năm, tương đương với 40,52% tổng sản lượng lúa của cả vùng Như vậy, nếu kịch bản của Bộ TN&MT về BĐKH và nước biển dâng diễn ra theo đúng như dự đoán và năng suất lúa được giữ nguyên, Việt Nam sẽ có nguy cơ đối mặt với việc thiếu lương thực trầm trọng vào năm 2100 do mất đất sản xuất lúa nước và các cây trồng khác Trên thực tế, diện tích sẽ bị ngập nước do nước biển dâng 1m còn lớn hơn nhiều vì diện tích đất nông nghiệp bị ngập tại các vùng khác chưa được tính toán do không có số liệu Vì vậy, để đánh giá được toàn diện nguy cơ mất an ninh lương thực do nước biển dâng cần phải có đánh giá đầy đủ hơn bằng mô hình không gian ứng dụng cho tất cả các vùng, các diện

tích, loại đất chịu ảnh hưởng do nước biển dâng, do xói mòn, rửa trôi, do khô hạn Các nghiên cứu này cần đánh giá trong thời gian dài hơn để có so sánh trước và sau khi có kịch bản về BĐKH

Những kết quả đánh giá ảnh hưởng của BĐKH đến trồng trọt còn có ý nghĩa đánh giá tác động BĐKH đến ngành chăn nuôi Thông qua đánh giá mối tương quan giữa năng suất cỏ với lượng mưa và nhiệt độ [7], nhóm tác giả nhận thấy năng suất cỏ tăng dần tới năm 2020 và đạt khoảng 2-3% Lý do là trong khoảng thời gian này, nhiệt độ tăng thấp (< 1°C) nên đã kích thích sự phát triển của cỏ Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng cao trong những năm 2050 thi năng suất cỏ giảm nhanh so với tiềm năng sinh trưởng thực (2-8%) Tuy nhiên vào năm 2050, sản lượng cỏ vẫn tăng tại các vùng phía Nam (Nam Trung Bộ, Tây Bguyên và Nam Bộ) Ngược lại, mức độ giảm năng suất cỏ rất cao từ vùng Bắc Trung Bộ trở ra phía Bắc Về chất lượng cỏ trồng, khi nhiệt độ tăng thì mức độ xơ hóa (lignin hóa tăng) giúp thân lá chống chịu được hiện tượng héo Điều này đã làm giảm chất lượng cỏ (xơ cao, protein thấp) Tương tự, khi mức độ sinh trưởng nhanh thì tốc độ xơ hóa cũng tăng nhanh Điều này giải thích tại sao vào năm

2020, mức tăng nhiệt độ nhẹ làm tăng khả năng sinh trưởng nhưng vẫn làm giảm lượng protein trong cỏ Ngược lại, khi tốc độ sinh trưởng giảm trong điều kiện nhiệt độ tăng thi hàm lượng xơ tăng, kéo theo lượng protein giảm Điều này dẫn đến hiện tượng giảm chất lượng cỏ trồng

Các tác giả [7] cũng đánh giá tác động của BĐKH đến năng suất và hiệu quả chăn nuôi Tùy theo kịch bản BĐKH và kịch bản xây dựng trong nghiên cứu nhằm tính toán năng lượng mất đi do gia súc phải tăng cường trao đổi chất và các hoạt động sống khác để chống nóng, lạnh (nhằm duy trì nhiệt độ cơ thể), nếu

sử dụng thức ăn để bù đắp thì chi phí trong các năm 2020, 2050 dao động từ 68; 149-283 triệu đôla Mỹ/năm, trung bình là 45 và 217 triệu đôla Mỹ/năm

Như vậy, qua phân tích có thể thấy, BĐKH tác động đến rất nhiều lĩnh vực của ngành nông nghiệp, những phần tiếp theo sẽ phân tích cụ thể hơn tác động của các yếu tố khí hậu và BĐKH đến năng suất lúa ở Việt Nam

1.2.2 Tác động của các yếu tố khí hậu và biến đổi khí hậu đến năng suất lúa

Rt – Lượng mưa Tuần của năm trước

Rt+1 – Lượng mưa cùng tuần của năm sau

R - Độ lệch lượng mưa cùng tuần của năm sau so với năm trước

T - Độ lệch nhiệt độ cùng tuần giữa vụ sau so với cụ trước

S - Độ lệch số giờ nắng cùng tuần giữa vụ sau so với vụ trước

a, b, c: các hệ số của phương trình

Như vậy qua các yếu tố khí tượng ta có thể tính toán được năng suất lúa Đông Xuân, lúa mùa ở các huyện thuộc tỉnh Bắc Giang Đồng thời qua đây ta cũng có thể biết được ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng lên năng suất cây trồng là rất lớn như hệ số tương quan lúa Mùa ở Yên Thế và lúa Đông Xuân huyện Lục Nam r2 = 0.877 và r2 = 0,875

Vào năm 2012, Viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp (10) dựa trên những đánh giá về điều kiện khí hậu khu vực Tây Nguyên đã chỉ ra thời vụ sản

xuất đối với cây lúa ở khu vực này: Vùng Buôn Ma Thuột nên cấy vào cuối tháng V, đầu tháng VI để lúa được trỗ vào cuối tháng IX Vùng Gia Lai – Kon Tum nên cấy lúa vào cuối tháng VI để lúa trỗ vào cuối tháng IX Riêng các vùng Ayunpa, M’đrắk, Đắk Nông, Buôn Hồ nên cấy lúa mùa sớm hơn, vào thượng tuần tháng V để lúa trỗ vào cuối tháng VIII và đầu tháng IX

Dựa vào mô hình hóa trong cây trồng, các yếu tố dài hạn về điều kiện thời tiết khí hậu cũng đã được Viện Môi trường nông nghiệp [9] đưa vào để đánh giá

sự thay đổi năng suất tiềm năng của cây trồng Kết quả cho thấy, năng suất lúa xuân nước ta sẽ giảm đi 405,8kg/ha do tác động của BĐKH vào năm 2030 và 716,6 kg/ha vào năm 2050 Vùng miền núi phía Bắc và vùng Tây Nguyên sẽ là vùng có năng suất lúa đông xuân giảm mạnh vào năm 2030 và 2050 dựa theo kịch bản về BĐKH Nếu diễn biến khí hậu diễn ra theo đúng kịch bản, sản lượng tiềm năng lúa vụ xuân sẽ có nguy cơ giảm khoảng 1,2 triệu tấn vào năm 2030 và 2,16 triệu tấn vào năm 2050 Do vậy, để hạn chế và giảm thiểu sự suy giảm tiềm năng năng suất và sản lượng, nhà nước cần phải có chính sách phù hợp nhằm phát triển các biện pháp đối phó và giảm thiểu tác động của BĐKH đối với sản xuất Tiềm năng năng suất lúa hè thu cũng suy giảm lớn nhưng ở mức nhẹ hơn

so với lúa xuân Theo tính toán, tiềm năng năng suất lúa hè thu sẽ giảm khoảng

429 kg/ha vào năm 2030 và 795 kg/ha vào năm 2050 Kết quả này dẫn đến giảm sản lượng 743,8 ngàn tấn lúa vào năm 2030 và 1.475 ngàn tấn vào năm 2050 Tuy nhiên, so sánh giữa các vùng cho thấy vùng có diện tích lúa hè thu lớn lại

có tiềm năng suy giảm năng suất thấp hơn so với vùng có diện tích lúa hè thu ít

Do vậy, nhà nước cần đầu tư cho các nghiên cứu về các giống có khả năng chống chịu cao, thích ứng với điều kiện BĐKH

Như vậy, kết quả ước tính từ mô hình, tiềm năng năng suất lúa xuân và lúa hè thu đều được dự báo là có nguy cơ giảm mạnh Trong khi diện tích canh tác lúa khó có thể mở rộng do phải dành đất cho phát triển công nghiệp và kinh

tế, do vậy, để duy trì sản lượng và bảo đảm an ninh lương thực đòi hỏi nhà nước

phải đầu tư kinh phí thỏa đáng để nghiên cứu, chọn tạo ra các giống cây trồng mới có năng suất cao, tiêu tốn ít tài nguyên và thích ứng với điều kiện BĐKH Tuy nhiên, BĐKH diễn biến phức tạp và mang tính chất đặc thù rõ rệt về sinh thái Do điều kiện thời gian và kinh phí co hạn của đề tài này, các nghiên cứu bóc tách từng yếu tố khí hậu như nhiệt độ, độ bốc hơi, lượng mưa để đánh giá ảnh hưởng đến tiềm năng năng suất cây trồng chưa được thực hiện Nếu có các đánh giá này sẽ làm cho kết quả nghiên cứu có ý nghĩa hơn vì ngoài mặt tiêu cực, BĐKH cũng có những tác động tích cực nhất định đối với vùng sinh thái và thời điểm nhất định Khi đó các giải pháp ứng phó và thích ứng với BĐKH sẽ có hiệu quả tốt hơn

1.3 Đặc điểm tự nhiên, địa lý, kinh tế-xã hội và khí hậu ở Quảng Bình

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên, địa lý, kinh tế - xã hội

Tỉnh Quảng Bình nằm ở Bắc Trung Bộ, Việt Nam, với diện tích tự nhiên 8.065 km2, dân số năm 2013 có 863.350 người

Hành chính và các đơn vị trực thuộc:

- Tỉnh lỵ: Thành phố Đồng Hới;

- 6 huyện khác là: Quảng Trạch, Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thuỷ, Tuyên Hoá, Minh Hoá

Hình 1 Bản đồ hành chínhtỉnh Quảng Bình

Vị trí địa lý: Toạ độ địa lý ở phần đất liền là:

- Điểm cực Bắc: giáp Hà Tỉnh, tọa độ: 18005’12" vĩ độ Bắc

- Điểm cực Nam: giáp Quảng Trị, tọa độ: 17005’02" vĩ độ Bắc

- Điểm cực Đông: giáp biển Đông, tọa độ: 106059’37" kinh độ Đông

Tỉnh có bờ biển dài 116,04 km ở phía Đông và có chung biên giới với Lào 201,87 km ở phía Tây, có cảng Hòn La, cảng hàng không Đồng Hơi, quốc lộ 1A

và đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc Nam, quốc lộ 12 và tỉnh lộ 20, 16 chạy

từ Đông sang Tây qua cửa khẩu Quốc tế Cha Lo và một số cửa khẩu phụ khác nối liền với Lào

Địa hình: Địa hình Quảng Bình hẹp và dốc từ phía Tây sang phía Đông,

85% tổng diện tích tự nhiên là đồi núi Toàn bộ diện tích được chia thành các vùng sinh thái cơ bản: vùng núi cao, vùng đồi và trung du, vùng đồng bằng, vùng cát ven biển

Khí hậu: Quảng Bình nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa và luôn bị tác động

bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:

+ Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trung bình hàng năm 2.000-2.300mm/năm Thời gian mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11

+ Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 với nhiệt độ trung bình 24oC-25oC Ba tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 6, 7 và 8

Tài nguyên đất: Quảng Bình có 2 hệ đất chính là hệ phù sa (ở đồng

bằng) và hệ feralit (ở vùng đồi núi) với 15 loại thuộc 5 nhóm khác nhau:

- Nhóm đất cát dọc ven bờ biển từ Quảng Trạch đến Lệ Thuỷ và đất cát biển phân bố chủ yếu ở Lệ Thuỷ, Quảng Ninh, Quảng Trạch Đây là loại đất xấu, ít dinh dưỡng, thành phần cơ giới rời rạc Vùng đất này được sử dụng chủ yếu để phát triển lâm nghiệp

- Nhóm đất mặn phân bố ở các cửa sông (sông Gianh, sông Nhật Lệ, sông Dinh) Diện tích đất mặn có chiều hướng ngày càng tăng do nước biển tràn sâu vào đất liền dưới tác động của bão hoặc triều cường

- Nhóm đất phù sa phân bố ở các dải đồng bằng và các thung lũng sông Đây là nhóm đất chính để trồng cây lương thực và cây công nghiệp ngắn ngày

- Nhóm đất lầy thụt và than bùn phân bố ở các vùng trũng, đọng nước thuộc các huyện Lệ Thuỷ, Quảng Ninh, Quảng Trạch

- Nhóm đất đỏ vàng phân bố tập trung ở những nơi có độ cao từ 25 - 1000m thuộc các huyện Minh Hoá, Tuyên Hoá và phần phía Tây của huyện Bố Trạch, Quảng Ninh và Lệ Thuỷ Đây là nhóm đất chiếm diện tich nhiều nhất với hơn 80% diện tích cả tỉnh

Nhìn chung, đất ở Quảng Bình nghèo dinh dưỡng, tầng đất mỏng và chua, đất phù sa ít Diện tích đất đã sử dụng toàn tỉnh là 596,08 nghìn ha (74% diện tích tự nhiên), đất chưa sử dụng 209,1 nghìn ha (26% diện tích tự nhiên)

Trong đó số 596,08 nghìn ha đất sử dụng thì:

- Đất sử dụng vào nông nghiệp 11,1%;

- Đất sử dụng vào lâm nghiệp 84,3%, đất chuyên dùng là 4,6%

Trong số hơn 209 nghìn ha đất chưa sử dụng thì đất bằng và đất đồi là 136,7 nghìn ha Đây là địa bàn phát triển, mở mang sản xuất nông – lâm nghiệp

và cũng là địa bàn để phân bố các cơ sở công nghiệp mới Hiện toàn tỉnh còn 2.388 ha mặt nước chưa sử dụng – là điều kiện mở mang phát triển nuôi trồng hải sản ngọt, lợ trong tương lai

Tài nguyên động, thực vật: Quảng Bình nằm trong khu vực đa dạng sinh

học Bắc Trường Sơn - nơi có khu hệ thực vật, động vật đa dạng, độc đáo với nhiều nguồn gen quý hiếm Đặc trưng cho đa dạng sinh học ở Quảng Bình là vùng Karst Phong Nha - Kẻ Bàng

Về động vật có: 493 loài, 67 loài thú, 48 loài bò sát, 297 loài chim, 61

loài cá có nhiều loài quý hiếm như Voọc Hà Tĩnh, Gấu, Hổ, Sao La, Mang Lớn, Gà Lôi lam đuôi trắng, Gà Lôi lam mào đen, Trĩ

Về đa dạng thực vật: Với diện tích rừng 486.688 ha, trong đó rừng tự

nhiên 447.837 ha, rừng trồng 38.851ha, trong đó có 17.397 ha rừng thông, diện tích không có rừng 146.386 ha Thực vật ở Quảng Bình đa dạng về giống loài:

có 138 họ, 401 chi, 640 loài khác nhau Rừng Quảng Bình có nhiều loại gỗ quý như lim, gụ, mun, huỵnh, thông và nhiều loại mây tre, lâm sản quý khác Quảng Bình là một trong những tỉnh có trữ lượng gỗ cao trong toàn quốc Hiện nay trữ lượng gỗ là 31triệu m3

Tài nguyên biển và ven biển: Quảng Bình có bờ biển dài 116,04 km với

5 cửa sông, trong đó có hai cửa sông lớn, có cảng Nhật Lệ, cảng Gianh, cảng Hòn La, Vịnh Hòn La có diện tích mặt nước 4 km2, có độ sâu trên 15 mét và xung quanh có các đảo che chắn: Hòn La, Hòn Cọ, Hòn Chùa có thể cho phép tàu 3-5 vạn tấn vào cảng mà không cần nạo vét Trên đất liền có diện tích khá rộng (trên 400 ha) thuận lợi cho việc xây dựng khu công nghiệp gắn với cảng

biển nước sâu.Bờ biển có nhiều thắng cảnh đẹp, cùng với thềm lục địa rộng gấp 2,6 lần diện tích đất liền tạo cho Quảng Bình có một ngư trường rộng lớn với trữ lượng khoảng 10 vạn tấn và phong phú về loài (1650 loài), trong đó có những loại quý hiếm như tôm hùm, tôm sú, mực ống, mực nang, san hô Phía Bắc Quảng Bình có bãi san hô trắng với diện tích hàng chục ha, đó là nguồn nguyên liệu quý cho sản xuất hàng mỹ nghệ và tạo ra vùng sinh thái của hệ san hô Điều

đó cho phép phát triển nền kinh tế tổng hợp vùng ven biển

Mặt nước nuôi trồng thuỷ sản: Với 5 cửa sông, Quảng Bình có vùng mặt nước có khả năng nuôi trồng thuỷ sản khá lớn Tổng diện tích 15.000 ha Độ mặn ở vùng mặt nước từ cửa sông vào sâu khoảng 10-15km giao động từ 8-30%o và độ pH từ 6,5- 8 rất thuận lợi cho nuôi tôm cua xuất khẩu Chế độ bán nhật triều vùng ven biển thuận lợi cho việc cấp thoát nước cho các ao nuôi tôm cua

Tài nguyên nước: Quảng Bình có hệ thống sông suối khá lớn với mật độ

0,8-1,1 km/km2 Có năm sông chính là sông Roòn, sông Gianh, sông Lý Hoà, sông Dinh và sông Nhật Lệ Có khoảng 160 hồ tự nhiên và nhân tạo với dung tích ước tính 243,3 triệu m3

Tài nguyên khoáng sản: Quảng Bình có nhiều loại khoáng sản như vàng,

sắt, titan, pyrit, chì, kẽm và một số khoáng sản phi kim loại như cao lanh, cát thạch anh, đá vôi, đá mable, đá granit Trong đó, đá vôi và cao lanh có trữ lượng lớn, đủ điều kiện để phát triển công nghiệp xi măng và vật liệu xây dựng với quy mô lớn Có suối nước khoáng nóng 105oC Trữ lượng vàng tại Quảng Bình có khả năng để phát triển công nghiệp khai thác và chế tác vàng

Dân số và lao động: Dân số Quảng Bình năm 2013 có 863.350 người

Phần lớn cư dân địa phương là người Kinh Dân tộc ít người thuộc hai nhóm chính là Chứt và Bru-Vân Kiều gồm những tộc người chính là: Khùa, Mã Liềng, Rục, Sách, Vân Kiều, Mày, Arem, v.v sống tập trung ở hai huyện miền núi Tuyên Hoá và Minh Hoá và một số xã miền Tây Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ

Thuỷ Dân cư phân bố không đều, 84,80% sống ở vùng nông thôn và 15,20% sống ở thành thị

Văn hoá và tiềm năng du lịch: Dãi đất Quảng Bình như một bức tranh

hoành tráng, có rừng, có biển với nhiều cảnh quan thiên nhiên đẹp, thắng cảnh nổi tiếng: đèo Ngang, đèo Lý Hoà, cửa biển Nhật Lệ, phá Hạc Hải, Cổng Trời…

và Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng được công nhận là Di sản Thiên nhiên thế giới Quảng Bình là vùng đất văn vật, có di chỉ văn hoá Bàu Tró, các di chỉ thuộc nền văn hoá Hoà Bình và Đông Sơn, nhiều di tích lịch sử như: Quảng Bình Quan, Luỹ Thầy, Rào Sen, Thành Nhà Ngô, thành quách của thời Trịnh - Nguyễn, nhiều địa danh nổi tiếng trong hai cuộc kháng chiến chống xâm lược của dân tộc như Cự Nẫm, Cảnh Dương, Cha Lo, Cổng Trời, Xuân Sơn, Long Đại, đường Hồ Chí Minh v.v Trong quá trình lịch sử, đã hình thành nhiều làng văn hoá nổi tiếng và được truyền tụng từ đời này sang đời khác như “Bát danh hương”: “Sơn- Hà- Cảnh - Thổ- Văn- Võ- Cổ - Kim” Nhiều danh nhân tiền bối học rộng, đỗ cao và nổi tiếng xưa và nay trên nhiều lĩnh vực quân sự, văn hoă -

xã hội như Dương Văn An, Nguyễn Hữu Cảnh, Nguyễn Hàm Ninh, Hoàng Kế

Viêm, Võ Nguyên Giáp

1.3.2 Đặc điểm khí hậu ở Quảng Bình

Tại Quảng Bình, có ba trạm khí tượng, sáu trạm thủy văn và năm điểm đo mưa Ngoài ra còn có một số trạm theo dõi thời tiết tự động được xây dựng bởi quỹ hỗ trợ phát triển chính thức của Chính phủ Ý Về các đặc điểm khí tượng, Quảng Bình có một hệ thống thời tiết biến động và phức tạp [1] Chỉ có hai mùa

rõ rệt ở Quảng Bình: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa bắt đầu vào tháng IX và kết thúc vào tháng III Mùa khô bao gồm giai đoạn từ tháng IV đến tháng VIII Nhiệt độ trung bình hàng năm nằm trong khoảng 24-25°C, nhiệt độ cao nhất là vào tháng VI, tháng VII và tháng VIII và thấp nhất vào tháng XII, tháng I và tháng II

Mỗi năm, Quảng Bình tiếp nhận một lượng mưa cao khoảng 1.600-2.700

mm Tổng số ngày mưa trung bình là 152 ngày/năm, tập trung chủ yếu trong tháng IX, tháng X và tháng XI Sự phân bố lượng mưa trên địa bàn tỉnh không đều Khoảng 80-93% lượng mưa hàng năm tập trung vào mùa mưa Tháng IX và tháng X là các tháng cao điểm về lượng mưa và các cơn lũ lụt Lượng mưa cao nhất tập trung ở Hướng Hoá (2.715 mm), lượng mưa thấp nhất là ở khu vực miền núi và thung lũng phía Tây Nam được thu thập ở Quảng Phúc (1.683 mm), Quảng Lưu (1.892 mm), Ròn (1.898 mm) và Troóc (<2.000 mm)

Hạn hán được coi như là một loại thiên tai điển hình đối với người dân địa phương Ở các vùng phía Bắc, Tây và Tây Nam của Quảng Bình, tình trạng thiếu nước diễn ra trong các giai đoạn từ tháng I đến tháng IV hoặc tháng V (2-5 tháng) Tại các khu vực ven biển, hạn hán có thể kéo dài sáu đến bảy tháng, thậm chí tám tháng, từ tháng I đến tháng VII Mặc dù lượng mưa vào đầu mùa mưa có thể nhiều hơn hoặc ít hơn 100 mm nhưng gió Tây khô nóng (gió Lào) dẫn đến tình trạng thoát hơi nước cao ở các khu vực ven biển

Số ngày khô nóng cần phải được xem xét khi phân tích BĐKH Các ngày khô nóng là những ngày khi nhiệt độ tối đa trong ngày cao hơn hoặc bằng 35OC

và độ ẩm tương đối tối thiểu thấp hơn hoặc bằng 65% Kết quả đo đạc cho thấy

ở Quảng Bình, ở khu vực ven biển một năm có 40-48 ngày khô nóng, tuy nhiên khi lên các khu vực cao hơn (phía Tây) số lượng ngày khô nóng giảm

Gió Bắc thổi vào tỉnh với chủ yếu là các khối không khí lạnh và khô Trong mùa khô (từ tháng V đến tháng X), các khối không khí nóng ẩm di chuyển đến khu vực theo hướng gió Tây-Nam Tốc độ gió vào mùa mưa thường cao hơn vào mùa khô Tốc độ gió trung bình ở vùng đất thấp ven biển biến động trong khoảng 2,5-3,0 m/s trong khi ở các khu vực miền núi thì tốc độ gió trung bình thấp hơn 2,5 m/s Tốc độ gió giảm từ phía đông sang phía Tây

Trung bình, mỗi năm tỉnh Quảng Bình đối mặt với 5-6 cơn bão và/hoặc áp thấp nhiệt đới Từ năm 1955-1985, có 43 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào tỉnh

Tháng VIII, tháng IX và tháng X là những tháng mà bão thường xuyên xảy ra

Lũ dâng cao xảy ra ở các vùng đất và thung lũng thấp của tỉnh khi có ba yếu tố diễn ra cùng một thời điểm: lượng mưa lớn, dòng chảy lớn từ thượng nguồn và thủy triều cao từ biển Lũ lớn gây ra nhiều mất mát và thiệt hại cho cộng đồng

Xu hướng các thiên tai gây thiệt hại cho tỉnh được liệt kê trong bảng 1

Bảng 1 Danh sách các thiên tai diễn ra tại Quảng Bình và trật tư ưu tiên được

Sạt lở ven sông và

Mưa đá Xói lở đất đá Những thay đổi về lượng mưa theo chi tiết về không gian và thời gian rất phức tạp và khó dự đoán Theo dự báo của Bộ TN&MT [2], dự kiến lượng mưa hàng tháng đã giảm ở hầu hết trong cả nước trong tháng VII và tháng VIII và ngày càng tăng trong tháng IX, tháng X và tháng XI So với 1980-1990, tổng

lượng mưa hàng năm dự kiến sẽ tăng theo mức như trong bảng 2

1.4 Khái quát về đặc điểm sinh lý và sinh thái của lúa

1.4.1 Đặc điểm sinh lý của lúa

Phân loại lúa:

- Theo sinh thái địa lý: Từ 200 năm trước Công nguyên, các giống lúa ở Trung Quốc được phân thành 3 nhóm: “Hsien”, “Keng” và nếp Năm 1928-

1930, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã đưa lúa trồng thành 2 loại phụ: “indica”

và “japonica” trên cơ sở phân bố địa lý, hình thái cây và hạt, độ bất dục khi lai tạo và phản ứng huyết thanh Nhóm Indica (“Hsien” - lúa tiên) bao gồm các giống lúa từ Sri Lanka, Nam và Trung Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Indonesia, Philippines, Đài Loan và nhiều nước khác ở vùng nhiệt đới Trong khi nhóm Japonica (“Keng” - lúa cánh) bao gồm các giống lúa từ miền Bắc và Đông Trung Quốc, Nhật Bản và Triều Tiên, nói chung là tập trung ở các vùng á nhiệt đới và ôn đới Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sau đó đã thêm một nhóm thứ 3

“javanica” để đặt tên cho giống lúa cổ truyền của Indonesia là “bulu” và

“gundil” Từ “Janvanica” có gốc từ chữ Java là tên của một đảo ở Indonesia Từ

“Japonica” có lẽ xuất xứ từ chữ Japan là tên nước Nhật Bản Còn “Indica” có lẽ

có nguồn gốc từ India (Ấn Độ) Như vậy, tên gọi của 3 nhóm thể hiện nguồn gốc xuất phát của các giống lúa từ 3 vùng địa lý khác nhau[5]

- Theo đặc tính sinh lý - tính cảm quang: Cây lúa, nói chung, là loại cây ngày ngắn, tức là loại thực vật chỉ cảm ứng ra hoa trong điều kiện quang kỳ ngắn Trong điều kiện nhiệt đới ở Bắc bán cầu, độ dài ngày thay đổi có chu kỳ

trong năm tùy theo vị trí tương đối của Trái Đất và Mặt Trời, khi Trái Đất quay trên quỹ đạo của nó Chúng ta có thể căn cứ vào 4 thời điểm quan trọng nhất trong năm để đánh dấu sự chuyển đổi của độ dài chiếu sáng trong ngày (xuân phân, đông chí, hạ chí, thu phân) Phản ứng đối với quang kỳ (độ dài chiếu sáng trong ngày) thay đổi tuỳ theo giống lúa Dựa vào mức độ cảm ứng đối với quang

kỳ của từng giống lúa, người ta phân biệt 2 nhóm lúa chính:

+ Nhóm cảm quang: Nhóm lúa cảm quang là nhóm giống lúa có cảm ứng với quang kỳ, chỉ ra hoa trong điều kiện ánh sáng ngày ngắn thích hợp Tùy mức

độ mẫn cảm với quang kỳ nhiều hay ít, mạnh hay yếu người ta phân biệt: hè thu sớm, mùa lỡ hoặc mùa muộn Phần lớn các giống lúa cổ truyền của ta đều là giống lúa cảm quang

+ Nhóm không cảm quang: Hầu như các giống lúa mới lai tạo phục vụ cho việc thâm canh tăng vụ hiện nay đều không quang cảm Các giống lúa này lại ngắn ngày (90-120 ngày) hoặc trung mùa (120-150 ngày) có thời gian sinh trưởng hầu như không thay đổi khi trồng trong các thời vụ khác nhau nên có thể trồng được nhiều vụ trong 1 năm và có thể trồng bất cứ lúc nào trong năm, miễn bảo đảm đủ nước tưới và yêu cầu dinh dưỡng

- Dựa vào điều kiện môi trường canh tác: Dựa theo môi trường canh tác, đặc biệt là nước có thường xuyên ngập ruộng hay không, người ta phân biệt nhóm lúa rẫy hoặc lúa nước Trong lúa nước người ta còn phân biệt lúa có tưới, lúa dựa vào nước trời, lúa nước sâu, hoặc lúa nổi Tùy theo đặc tính thích nghi với môi trường, người ta chia ra lúa chịu phèn, lúa chịu úng, lúa chịu hạn, lúa chịu mặn… Tuỳ theo chế độ nhiệt khác nhau, người ta cũng phân biệt lúa chịu lạnh (các giống japonica), lúa chịu nhiệt (các giống indica)

Thời gian sinh trưởng của lúa [6]: Thời gian sinh trưởng của lúa tính từ lúc nảy mầm đến chín thay đổi từ 90-180 ngày tùy theo từng giống và điều kiện ngoại cảnh Ở nước ta các giống ngắn ngày (từ khi cấy trong vụ Đông Xuân ở miền Bắc) có thời gian sinh trưởng khoảng 90-120 ngày, các giống trung ngày

có thời gian sinh trưởng từ 140-160 ngày Thời gian sinh trưởng của lúa còn phụ thuộc vào thời vụ gieo cấy với điều kiện ngoại cảnh khác nhau Ở miền Bắc, do thời tiết biến động trong năm, nhất là nhiệt độ nên thời gian sinh trưởng cũng thay đổi theo thời vụ cấy Vụ Đông Xuân ở đồng bằng sông Hồng, những năm rét, lúa trỗ muộn, sinh trưởng kéo dài, trong những năm trời ấm thì ngược lại Cũng ở vụ Đông Xuân, gieo sớm thời gian sinh trưởng kéo dài, gieo muộn thời gian sinh trưởng được rút ngắn Còn trong vụ Mùa, do nhiệt độ ít biến đổi qua các năm, nên thời gian sinh trưởng tương đối ổn định

Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển: Trong đời sống của cây lúa, có thể chia ra 2 thời kỳ sinh trưởng chủ yếu là thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng và thời

kỳ sinh trưởng sinh thực Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng được tính từ lúc gieo đến lúc làm đòng Trong thời kỳ này cây lúa chủ yếu hình thành và phát triển các cơ quan dinh dưỡng như ra lá, phát triển rễ, đẻ nhánh Ở lúa cấy có thể chia

ra thời kỳ mạ và thời kỳ đẻ nhánh ở ruộng cấy Thời kỳ sinh trưởng sinh thực là thời kỳ phân hóa, hình thành cơ quan sinh sản bắt đầu từ làm đòng cho đến khi thu hoạch, bao gồm các quá trình làm đòng, trỗ bông và hình thành hạt Quá trình hình thành đốt (phát triển thân) tuy là sinh trưởng dinh dưỡng nhưng lại tiến hành song song với quá trình phân hóa làm đòng nên nó cũng nằm trong thời kỳ sinh trưởng sinh thực Quá trình sinh trưởng và phát triển của lúa có thể tóm lược qua các kỳ phát dục chính như sau: Thời kỳ nảy mầm, thời kỳ mạ, thời

kỳ đẻ nhánh, thời kỳ làm đốt-làm đòng, thời kỳ trỗ bông-làm hạt-chín Thời kỳ sinh trưởng dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến số bông (khả năng đẻ nhánh của lúa quyết định đến số bông của lúa), sự khác nhau về thời gian sinh trưởng cũng chủ yếu ở thời kỳ này phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh Còn thời kỳ sinh thực quyết định việc hình thành số hạt trên bông, tỷ lệ hạt chắc và trọng lượng 1000 hạt Có thể xem thời kỳ từ trỗ bông đến chín là thời kỳ ảnh

hưởng trực tiếp nhất đến năng suất thực thu [6]

1.4.2 Đặc điểm sinh thái của lúa

Nhiệt độ: có tác dụng quyết định đến tốc độ sinh trưởng của cây lúa

nhanh hay chậm, tốt hay xấu Trong phạm vi 20-300C, nhiệt độ càng tăng cây lúa phát triển càng mạnh Ở nhiệt độ trên 400C hoặc dưới 170C, cây lúa tăng trưởng chậm lại Dưới 130C cây lúa ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài 1 tuần lễ cây lúa sẽ chết Phạm vi nhiệt độ mà cây lúa có thể chịu đựng được và nhiệt độ tối

ưu thay đổi tùy theo giống lúa, giai đọan sinh trưởng, thời gian bị ảnh hưởng và tình trạng sinh lý của cây lúa [6]

Trong quá trình sinh trưởng, nếu nhiệt độ hữu hiệu cao cây lúa nhanh đạt được tổng nhiệt độ cần thiết để kết thúc một giai đoạn sinh trưởng-phát triển, lúa

sẽ ra hoa và chín sớm hơn so với nhiệt độ hữu hiệu thấp Ðối với vụ Đông Xuân

ở nước ta, các giống lúa ngắn ngày là những giống mẫn cảm với nhiệt độ (giống cảm ôn) nên thời gian sinh trưởng dễ biến động theo nhiệt độ và thời vụ, vì vậy việc dự báo thời tiết trong vụ Đông Xuân cần phải được coi trọng và chú ý theo dõi để bố trí cơ cấu mùa vụ cho thích hợp, tránh để trường hợp khi lúa trỗ gặp rét Đối với vụ Mùa, điều kiện nhiệt độ tương đối ổn định nên thời gian sinh trưởng của các giống lúa ít thay đổi

Cây lúa yêu cầu nhiệt độ khác nhau qua các thời kỳ sinh trưởng:

- Thời kỳ nảy mầm: nhiệt độ thích hợp nhất đối với quá trình nảy mầm là 30-350C, những nhiệt độ thấp hơn 130C và cao hơn 400C không có lợi cho quá trình nảy mầm và phát triển của mầm

- Thời kỳ mạ: nhiệt độ thích hợp cho cây mạ phát triển là 25-300C Với vụ

Hè Thu và vụ Mùa nói chung nhiệt độ thích hợp cho cây mạ phát triển Với vụ

Đông Xuân ở đồng bằng sông Hồng, diễn biến thời tiết phức tạp, nếu gieo mạ sớm hoặc những năm trời ấm kéo dài thường có hiện tượng mạ già, mạ ống; vào những năm giai đoạn mạ gặp trời rét, cây mạ có thể bị chết rét Ðể chống rét cho

mạ, hiện nay người ta dùng biện pháp kỹ thuật che phủ Ni lông cho mạ là biện pháp chống rét hữu hiệu nhất

- Thời kỳ đẻ nhánh, làm đòng: nhiệt độ thích hợp nhất là 25-320C Nhiệt

độ thấp dưới 160C hay cao hơn 380C đều không thuận lợi cho việc đẻ nhánh, làm đòng của cây lúa Diễn biến phức tạp của nhiệt độ trong vụ Đông Xuân ở đồng bằng sông Hồng cũng gây ra nhiều bất lợi cho thời kỳ này

- Thời kỳ trỗ bông, làm hạt: đây là thời kỳ cây lúa mẫn cảm nhất với điều kiện ngoại cảnh, nhất là nhiệt độ Thời kỳ này yêu cầu nhiệt độ tốt nhất từ 25-

280C Với ngưỡng nhiệt độ này, vụ Đông Xuân ở các tỉnh phía Bắc nếu không

bố trí cơ cấu mùa vụ thích hợp thì thời gian trỗ dễ gặp lạnh Trong thời gian cây lúa trổ bông-nở hoa, phơi màu, thụ tinh nếu gặp nhiệt độ thấp (dưới 170C) hoặc quá cao (trên 400C) đều không có lợi Khi gặp rét hoặc nhiệt độ quá cao hoa lúa không thụ phấn được, tỉ lệ hạt lép sẽ cao Thời kỳ làm hạt nếu gặp lạnh, quá trình vận chuyển vật chất về hạt kém, trọng lượng hạt giảm cũng ảnh hưởng đến năng suất lúa

Nhu cầu nước của lúa: Nói chung nhu cầu nước của cây lúa lớn hơn so

với một số cây trồng khác Trước đây, ở nước ta cũng như một số nước trong khu vực, khi chưa có công trình thủy lợi thì hàng năm chỉ gieo cấy được một vụ vào mùa mưa Nguồn nước mưa rất quan trọng, nó không chỉ cung cấp nước cho cây trồng sinh trưởng và phát triển, mà còn làm thay đổi tiểu khí hậu trong ruộng lúa Những cơn mưa nhiệt đới mang đến nguồn đạm từ khí trời và mang nguồn ô xi cho ruộng lúa Trong điều kiện thủy lợi chưa hoàn chỉnh, hoặc hệ thống công trình xuống cấp, hoặc hồ chứa không xả nước thì lượng mưa là một trong những yếu tố khí hậu có tính chất quyết định đến việc hình thành các vùng trồng lúa và các vụ lúa trong năm Trong mùa mưa ẩm, lượng mưa cần thiết cho

cây lúa trung bình là 6-7 mm/ngày và 8-9 mm/ngày trong mùa khô nếu không có nguồn nước khác bổ sung Nếu tính luôn lượng nước thấm và bốc hơi thì trung bình 1 tháng cây lúa cần một lượng mưa khoảng 200 mm và trong cả vụ lúa 5 tháng cần khoảng 1000 mm, chưa kể lượng nước cần thiết để làm đất gieo mạ và cấy, khoảng 200-250 mm tùy theo loại đất

Điều kiện ánh sáng: Ngoài điều kiện nhiệt độ và nước, ánh sáng là yếu tố

thứ 3 ảnh hưởng không nhỏ tới sinh trưởng và năng suất lúa Bức xạ mặt trời luôn có ý nghĩa quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp Trước hết, ánh sáng là nguồn năng lượng mà cây xanh thông qua quang hợp để chuyển đổi thành năng lượng hoá học tạo sinh khối và sản phẩm; mặt khác, bức xạ mặt trời cũng là nguồn năng lượng của quá trình bốc thoát hơi, yếu tố quyết định nhu cầu nước của cây trồng Chu kỳ chiếu sáng có tác dụng đến quá trình làm đòng, ra hoa ở một số giống, nhất là giống địa phương Cường độ ánh sáng ảnh hưởng trực tiếp đến sự quang hợp của cây lúa, thể hiện chủ yếu bằng năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu trên đơn vị diện tích đất (lượng bức xạ) Bức xạ mặt trời gồm: ánh sáng trực xạ (ánh sáng chiếu trực tiếp), ánh sáng phản xạ (ánh sáng phản chiếu), ánh sáng tán xạ (ánh sáng khuyếch tán) và ánh sáng thấu qua…đều có tác dụng nhất định đối với quang hợp của quần thể ruộng lúa Thông thường, cây lúa chỉ

sử dụng được khoảng 65% năng lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới ruộng lúa Trong điều kiện bình thường, lượng bức xạ trung bình từ 250 đến 300 cal/cm2/ngày thì cây lúa sinh trưởng tốt và trong phạm vi này lượng bức xạ càng cao, quá trình quang hợp xảy ra càng mạnh Bức xạ mặt trời ảnh hưởng lớn đến các giai đọan sinh trưởng khác nhau và năng suất lúa, đặc biệt ở các giai đoạn sau

Nhu cầu và vai trò các chất dinh dưỡng: Đạm là nguyên tố quan trong

nhất giúp cho lúa sinh trưởng và phát triển, tăng khả năng đẻ nhánh, các nhánh hữu hiệu và kiến tạo năng suất Lân có vai trò quan trọng trong sự phát triển của

hệ rễ giúp cho lúa có thể hút các chất dinh dưỡng từ đất Trong một số trường

hợp đất phèn và đất phèn mặn thì lân còn có vai trò kìm hãm các độc tố giúp cho lúa sinh trưởng và phát triển.Kali đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của cây lúa Ngoài ra có vai trò trong việc vận chuyển các chất, giúp cho cây cứng, tăng khả năng chống đổ và chống chịu sâu bệnh Thiếu kali cây thường còi cọc, lá thường bị cháy không còn khả năng quang họp dẫn đến năng suất thấp và tỷ lệ hạt lép nhiều

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ SỐ LIỆU

2.1 Phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Khung đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất

Đề tài áp dụng cách tiếp cận đánh giá tác động của BĐKH đến lĩnh vực trồng trọt tại tỉnh Quảng Bình theo khung đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất lúa được trình bày trên hình 3

Hình 2 Khung đánh giá ảnh hưởng của khí hậu đến năng suất

Bước 2: Tính năng suất xu thế

và năng suất thời tiết

Bước 3: Xây dựng mô hình thống kê đánh giá năng suất lúa

Bước 4: Đánh giá chất lượng

của mô hình thống kê

Bước 6: Phân tích kết quả, đề xuất các giải pháp

Bước 5: Tính năng suất lúa của

tỉnh Quảng Bình trong tương lai

Bước 1: Thu thập số liệu

Cụ thể về các bước theo khung đánh giá:

Bước 1: Thu thập số liệu bao gồm:

- Số liệu năng suất lúa đông xuân và lúa hè thu của tỉnh Quảng Bình từ năm 1976 đến năm 2014

- Số liệu lượng mưa, nhiệt độ không khí trong thời gian 1961-2014

- Số liệu lượng mưa và nhiệt độ theo kịch bản BĐKH

Bước 2: Tính toán năng suất xu thế và năng suất thời tiết của lúa đông xuân và lúa hè thu

Bước 3: Xây dựng mô hình thống kê đánh giá tác động của khí hậu đến năng suất lúa đông xuân và lúa hè thu dựa trên cơ sở phương pháp hồi quy tuyến tình từng bước có lọc

Bước 4: Đánh giá kết quả của mô hình thống kê trên cơ sở số liệu phụ thuộc

Bước 5: Tính toán, đánh giá tác động của các yếu tố khí hậu trong bối cảnh BĐKH đến năng suất lúa đông xuân và lúa hè thu của tỉnh Quảng Bình trong tương lai

Bước 6: Phân tích kết quả, nhận xét và xây dựng định hướng cho các giải pháp ứng phó với BĐKH trong sản xuất lúa tại Quảng Bình

2.1.2 Năng suất xu thế và năng suất thời tiết

Nước ta là một nước nông nghiệp Cây lương thực chủ yếu được trồng là cây lúa nước Trong bối cảnh khoa học công nghệ chưa phát triển việc sản xuất nông nghiệp chưa phát triển; việc sản xuất nông nghiệp nói chung và trồng trọt lúa nước nói riêng còn bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu rất nhiều Tuy vậy theo thời gian cùng với sự phát triển chung của kinh tế - xã hội, kỹ thuật canh tác nông nghiệp cũng ngày càng phát triển, giống cây trồng được đổi mới

có năng suất cao hơn, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn, phân bón tốt hơn,

đa dạng hơn, thuỷ lợi tốt hơn Tất cả các điều kiện đó đã góp phần từng bước