Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cây ngô tại tỉnh tuyên quang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH NGUYỄN VIỆT ANH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂY NGÔ TẠI TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

NGUYỄN VIỆT ANH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂY NGÔ

TẠI TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Hà Nội - 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA CÁC KHOA HỌC LIÊN NGÀNH

NGUYỄN VIỆT ANH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN CÂY NGÔ

TẠI TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu

Mã số: 8900201.01QTD

Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Hiển

(Chữ kí của GVHD)

Hà Nội - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự

hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Xuân Hiển, không sao chép các công trình

nghiên cứu của người khác Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng tài liệu, thông

tin đăng tải trên các ấn phẩm, tạp chí các trang website đều được trích dẫn, các số liệu

sử dụng đều là các số liệu điều tra chính thống

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

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Việt Anh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn với đề tài “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cây ngô tại tỉnh Tuyên Quang”, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS

Nguyễn Xuân Hiển đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong Khoa các khoa học liên ngành trường Đại Học Quốc Gia Hà Nội, đã tận tình truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm thực

tế, kỹ năng nghiên cứu khoa học trong 2 năm học tập vừa qua Vốn kiến thức tôi tiếp thu được trong quá trình học tập không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu luận văn mà còn là hành trang vững chắc cho công việc và sự nghiệp của tôi sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn Cục thống kê Tỉnh Tuyên Quang đã nhiệt tình giúp

đỡ cung cấp đầy đủ cho tôi các số liệu cần thiết để thực hiện nghiên cứu đề tài luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn động viên, hỗ trợ tôi trong thời gian thực hiện đề tài vừa qua

Cuối cùng tôi xin chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc và cuộc sống

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên

Nguyễn Việt Anh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Vấn đề nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu 3

5 Bố cục luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Một vài khái niệm chung về biến đổi khí hậu (BĐKH) 4

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng trong và ngoài nước 5

1.2.1 Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng thế giới 5

1.2.2 Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng tại Việt Nam 9

1.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 14

1.3.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên 14

1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 19

1.4 Đặc điểm sinh học cây Ngô và các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến sự phát triển của cây Ngô 24

1.4.1 Đặc điểm sinh học cây Ngô 24

1.4.2 Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến sự phát triển của cây Ngô 26

Nhiệt độ 27

CHƯƠNG 2 MÔ TẢ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Cơ sở dữ liệu và mô tả số liệu 30

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Phương pháp phân tích xu thế và biến đổi trong quá khứ 31

2.2.2 Giới thiệu mô hình AquaCrop 31

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 39

ĐẾN CÂY NGÔ TẠI TỈNH TUYÊN QUANG 39

3.1 Xu thế biến đổi khí hậu tỉnh Tuyên quang thời kỳ 1961-2015 39

3.1.1 Nhiệt độ 39

3.1.2 Lượng mưa 40

3.1.3 Bốc hơi 41

3.1.4 Tốc độ gió 42

3.1.5 Các hiện tượng thời tiết cực đoan 43

3.2 Đánh giác tác động của biến đổi khí hậu đến cây Ngô tại tỉnh Tuyên Quang 50

3.2.1 Diễn biến diện tích, sản lượng, năng suất Ngô tại tỉnh Tuyên Quang trong bối cảnh BĐKH 50

3.2.2 Đánh giá tác động của BĐKH đến năng suất cây Ngô tỉnh Tuyên Quang 53

3.3 Đề xuất một số giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu đối với sản xuất Ngô ở Tuyên Quang 67

3.3.1 Giải pháp ứng phó với BĐKH đối với sản xuất nông nghiệp tại Tuyên Quang 67

3.3.2 Giải pháp ứng phó với BĐKH đối với sản xuất Ngô tại tỉnh Tuyên Quang 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ANLT An ninh lương thực

BĐKH Biến Đổi Khí Hậu

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change, Ban

liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

TGMS

Thermosensitive Genic Male Sterility, Dòng mẹ bất dục đực chức năng di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt độ

TNn Nhiệt độ tối thấp nhiệt đối

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hiện trạng sử dụng đất đƣợc phân theo mục đích sử dụng đất và

phân theo Huyện/Quận/Thị xã/Thành phố của Tuyên Quang (tính đến 31/12/2017) 18Bảng 3.1 Diện tích, sản lƣợng năng suất Ngô niên giám thống kê tỉnh

Tuyên Quang năm 2017 51Bảng 3.2 Sản lƣợng Ngô phân theo đơn vị cấp huyện tỉnh Tuyên Quang

theo niên giám thống kê tỉnh Tuyên Quang 2017 52Bảng 3.3 Diện tích Ngô phân theo đơn vị cấp huyện tỉnh Tuyên Quang theo

niên giám thống kê tỉnh Tuyên Quang 2017 52Bảng 3.4 Năng suất Ngô phân theo đơn vị cấp huyện tỉnh Tuyên Quang

theo niên giám thống kê tỉnh Tuyên Quang 2017 53Bảng 3.5 Kết quả tính toán năng suất cho đông xuân theo kịch bản nền

(1986-2005) và theo kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 cho tỉnh Tuyên Quang 61Bảng 3.6 Kết quả tính toán năng suất cho ngô hè thu theo kịch bản nền

(1986-2005) và theo kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 cho tỉnh Tuyên Quang 61Bảng 3.7 Kết quả tính toán thay đổi năng suất ngô đông xuân (%) theo các

kịch bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 so với kịch bản nền (1986-2005) 62Bảng 3.8 Kết quả tính toán thay đổi năng suất ngô hè thu (%) theo các kịch

bản biến đổi khí hậu RCP4.5 và RCP8.5 so với kịch bản nền (1986-2005) 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ hành chính tỉnh Tuyên Quang (tuyenquang.gov.vn) 14Hình 1.2: Cơ cấu lao động tỉnh Tuyên Quang 2017 (tuyenquang.gov.vn) 20Hình 2.1 Sơ đồ tính toán nhu cầu nước cho cây trồng bằng mô hình

Aquacrop 36Hình 3 1 Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ trung bình năm tỉnh Tuyên

Quang, tại các trạm thời kỳ 1961-2015 39Hình 3 2 Xu thế biến đổi tuyến tính của lượng mưa năm tỉnh Tuyên Quang,

tại các trạm thời kỳ 1961-2015 40Hình 3.3 Xu thế biến đổi tuyến tính lượng mưa mùa hè và mùa đông tại trạm

Tuyên Quang, thời kỳ 1961-2015 41Hình 3.4 Xu thế biến đổi tuyến tính lượng bốc hơi (mm) tại tỉnh Tuyên

Quang ở các trạm, thời kỳ 1961-2015 41Hình 3.5 Xu thế biến đổi tuyến tính lượng bốc hơi (mm) mùa hè và mùa

đông tại trạm Tuyên Quang, thời kỳ 1961-2015 42Hình 3 6 Xu thế biến đổi tuyến tính của tốc độ gió năm (m/s) tỉnh Tuyên

Quang, tại các trạm thời kỳ 1961-2015 42Hình 3 7 Xu thế biến đổi tuyến tính của nhiệt độ tối thấp nhiệt đối (TXx)

năm tỉnh Tuyên Quang, tại các trạm thời kỳ 1961-2015 43Hình 3.8 Xu thế biến đổi tuyến tính của số ngày nắng nóng năm tỉnh 45Tuyên Quang, tại các trạm thời kỳ 1961-2015 45Hình 3 9 Xu thế biến đổi tuyến tính của số ngày rét đậm năm tỉnh Tuyên

Quang, tại các trạm thời kỳ 1961-2015 46Hình 3 10 Xu thế biến đổi tuyến tính của số ngày rét hại năm tỉnh Tuyên

Quang tại các trạm thời kỳ 1961-2015 47Hình 3.11 Xu thế biến đổi của số ngày mưa lớn trên 50mm (ngày) tại các

trạm khí tượng tỉnh Tuyên Quang thời kỳ 1961-2015 47Hình 3.12 Xu thế biến đổi của số ngày mưa lớn trên 100mm (ngày) tại các

trạm khí tượng tỉnh Tuyên Quang thời kỳ 1961-2015 48

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn đối với nhân loại toàn cầu trong thế kỷ 21 Những báo cáo gần đây của Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã xác nhận rằng biến đổi khí hậu đang diễn ra

và gây ra nhiều tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường tại nhiều nước trên thế giới, trong đó, Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề do những tác động của BĐKH (IPCC, 2007) BĐKH sẽ tác động đến hầu hết mọi mặt của xã hội nhưng lĩnh vực chịu tác động mạnh mẽ nhất của BĐKH là nông nghiệp, thủy lợi, thủy sản, lâm nghiệp, công nghiệp và an ninh lương thực (Đào Xuân Học, 2009)

Tuyên Quang là một tỉnh miền núi phía Bắc có toạ độ địa lý 21030'-

22040' vĩ độ Bắc và 1040

53'- 105040' kinh độ Ðông, cách Thủ đô Hà Nội 165 km

về phía Tây Bắc Diện tích đất tự nhiên là 5.867,3 km2, trong đó diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 81.633 ha, chiếm 13,91% tổng diện tích tự nhiên, diện tích đất lâm nghiệp 446.641 ha chiếm 76,12% diện tích đất tự nhiên Đất đai tươi tốt, màu mỡ, có tiềm năng để phát triển nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lương thực và phát triển vườn cây ăn trái đem lại giá trị xuất khẩu lớn cho cả nước Tuy nhiên, dưới tác động của biến đổi khí hậu, diễn biến thời tiết cực đoan ở Tuyên Quang ngày càng trở nên phức tạp và khó dự đoán, gây ra thiệt hại lớn về người và tài sản Các yếu tố khí tượng thủy văn cực trị có diễn biến bất thường trong thời gian gần đây Tác động của biến đối khí hậu đến một số lĩnh vực chính trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang có thể kể đến như sau:

Tác động của BĐKH đối với tài nguyên nước: chế độ mưa thay đổi gây lũ lụt nghiêm trọng vào mùa mưa và hạn hán vào mùa khô, gây khó khăn cho việc cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và các lĩnh vực khác

Tác động của BĐKH đối với nông nghiệp và an ninh lương thực: gây nguy cơ thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, tác động đến sinh trưởng, năng suất cây trồng, thời vụ gieo trồng, dịch bệnh hại phát triển nhanh, ảnh hưởng đến sinh sản, sinh trưởng của gia súc, gia cầm, làm tăng khả năng sinh bệnh, truyền

dịch của gia súc, gia cầm

Tác động của BĐKH đối với lâm nghiệp: nhiệt độ và mức độ khô hạn gia tăng làm tăng nguy cơ cháy rừng, phát triển sâu bệnh, dịch bệnh

Tác động của BĐKH đối với giao thông vận tải: làm tăng nguy cơ ngập nước cho các tuyến giao thông quan trọng, xói lở mặt và nền đường bộ, xói lở và cạn kiệt các luồng đường thủy

Ngô là loại cây nông nghiệp có diện tích thu hoạch lớn thứ hai tại Tuyên Quang sau lúa gạo và là một trong những loại cây lương thực đang được chú trọng phát triển của tỉnh Tuyên Quang Không những đảm bảo lương thực cho người dân, cây ngô còn đáp ứng nhu cầu cho chăn nuôi Tuy nhiên, với tình hình thời tiết diễn biến ngày càng phức tạp do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã làm sụt giảm diện tích, tốc độ sinh trưởng và thời gian thu hoạch của cây ngô dẫn đến áp lực sản xuất lương thực trong vùng Nhiều khu vực cây ngô có năng suất

tăng nhưng cũng có những khu vực năng suất lại giảm nên việc: “Nghiên cứu

đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến cây ngô tại tỉnh Tuyên Quang” là

rất cần thiết, để nâng cao hiệu quả và đảm bảo mùa vụ, từ đó làm cơ sở cho việc triển khai thực hiện các giải pháp ứng phó, giảm thiểu các thiệt hại do BĐKH gây ra và phát triển bền vững cho nông nghiệp của tỉnh

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu tổng quát: Đánh giá tác động của BĐKH đối với cây ngô trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang

Mục tiêu cụ thể:

- Phân tích xu thế khí hậu cho tỉnh Tuyên Quang

- Đánh giá tác động của BĐKH đến năng suất cây ngô tỉnh Tuyên Quang

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Giới hạn về không gian: Tỉnh Tuyên Quang

Giới hạn về nội dung:

- Nội dung BĐKH tập trung vào nhiệt độ, lượng mưa, lượng bốc hơi, tốc

độ gió

- Cây ngô tập trung vào yếu tố năng suất

- Giới hạn về thời gian: chuỗi số liệu từ năm 2010 đến năm 2017, tập trung vào các kịch bản tác động ở tương lai

4 Vấn đề nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu

4.1 Vấn đề nghiên cứu

- Diễn biến và biểu hiện của BĐKH tại tỉnh Tuyên Quang

- Tác động của BĐKH đến năng suất cây ngô tại tỉnh Tuyên Quang

4.2 Câu hỏi nghiên cứu

BĐKH tác động như thế nào đến năng suất cây Ngô tỉnh Tuyên Quang?

4.3 Giả thuyết nghiên cứu

Dưới tác động của BĐKH, năng suất cây Ngô tại tỉnh Tuyên Quang có xu thế tăng nhưng không rõ ràng Nhiều khu vực, cây ngô có năng suất tăng mạnh nhưng cũng có những khu vực năng suất lại giảm vào cuối thế kỷ 21 so với thời

kỳ nền (1986-2005)

4.4 Nội dung nghiên cứu

- Xây dựng bộ dữ liệu khí hậu và phân tích xu thế khí hậu cho tỉnh Tuyên Quang

- Đánh giá tác động của BĐKH đến năng suất cây ngô tỉnh Tuyên Quang

Chương 1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

Chương 2 Mô tả số liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Một số kết quả nghiên cứu đạt được

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Một vài khái niệm chung về biến đổi khí hậu (BĐKH)

Khái niệm BĐKH: Theo định nghĩa của IPCC, BĐKH là sự biến đổi

trạng thái cân bằng của hệ thống khí hậu, có thể nhận biết qua sự biến đổi về trung bình và sự biến động của các thuộc tính của nó, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn BĐKH xuất phát từ sự thay đổi cán cân năng lượng của trái đất do thay đổi nồng độ các khí nhà kính,

nồng độ bụi trong khí quyển, thảm phủ và lượng bức xạ mặt trời

Khái niệm về đánh giá tác động của BĐKH: Theo UNEP (2009), đánh

giá tác động của BĐKH thường được dựa trên các kịch bản của BĐKH trong tương lai và biểu hiện như là thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển dâng và những thông tin khác Chúng ta có thể phân tích những thay đổi và xu hướng trong các thông số khí hậu bằng cách sử dụng thông tin và dữ liệu sẵn

có Khi phân tích các tác động của BĐKH, điều quan trọng là phải đánh giá được những tác động trực tiếp và hậu quả của kinh tế xã hội của BĐKH và xem xét vai trò của các dịch vụ hệ sinh thái và quy mô xã hội của tác động BĐKH Những tác động này có thể dẫn đến các tác động kinh tế (suy giảm cơ

sở hạ tầng, thay đổi hoặc làm mất doanh thu trong sản xuất nông nghiệp và lâm nghiệp, sản xuất công nghiệp ), các tác động lên các dịch vụ hệ sinh thái (như

là nguồn nước ngọt, chất đốt và lương thực; lụt, ngăn chặn bệnh dịch và các giá trị văn hóa) các tác động xã hội (bệnh tật, tử vong, giảm năng suất lao động, xung đột về tài nguyên, di dân và thay đổi trong các mạng xã hội

Ứng phó với biến đổi khí hậu: là các hoạt động của con người nhằm

thích ứng và giảm nhẹ các tác nhân gây ra BĐKH

Thích ứng với biến đổi khí hậu: là sự điều chỉnh hệ thống tự nhiên hoặc

con người đối với hoàn cảnh hoặc môi trường thay đổi, nhằm mục đích giảm khả năng bị tổn thương do BĐKH và tận dụng các cơ hội do nó mang lại

Giảm nhẹ biến đổi khí hậu: là các hoạt động nhằm giảm mức độ hoặc

cường độ phát thải khí nhà kính

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng trong và ngoài nước

1.2.1 Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng thế giới

BĐKH gây ảnh hưởng lớn đối với sản xuất nông nghiệp ở các vùng sinh thái trên thế giới (IPCC, 2007; Stern, 2005) Những nghiên cứu này được thể hiện ở các khía cạnh sau:

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

- Khi nhiệt độ tăng làm suy giảm tài nguyên nước, nhiều vùng không có nước và không thể tiếp tục canh tác dẫn đến diện tích canh tác 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 …

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đã đưa ra một số báo cáo đánh giá các tài liệu khoa học về biến đổi khí hậu Báo cáo đánh giá thứ ba của IPCC, được công bố năm 2001, kết luận rằng các nước nghèo nhất sẽ bị ảnh hưởng nặng nề nhất, với việc giảm năng suất cây trồng ở hầu hết các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới do giảm lượng nước và tỷ lệ dịch hại côn trùng mới hoặc thay đổi

Ở Châu Phi và Châu Mỹ Latinh, nhiều loại cây trồng trong mưa gần mức chịu đựng nhiệt độ tối đa của chúng, do đó năng suất có thể giảm mạnh đối với những thay đổi khí hậu nhỏ; năng suất nông nghiệp giảm tới 30% trong thế kỷ

21 được dự kiến

Theo đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ của biến đổi khí hậu (IPCC, 2007) và Tổ chức các nước hợp tác kinh tế và phát triển (OECD, 2009) thì biến

đổi khí hậu tác động đến tất cả các châu lục và vùng lãnh thổ Châu Phi, Châu

Á, Châu Âu, Châu Mỹ La Tinh, Châu Bắc Mỹ, Châu Úc và Tân Tây Lan cùng như ở vùng Cực và các đảo nhỏ

Châu Phi

- Sản xuất nông nghiệp, bao gồm tiếp cận tới lương thực, sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, thời gian gieo trồng và năng suất tiềm năng, đặc biệt ở vùng ven với những vùng khô hạn và bán khô hạn, sẽ bị giảm sút

- Vào năm 2020, năng suất cây trồng từ nông nghiệp mưa trời có thể bị giảm sút đáng kể

- Vào năm 2050, sản suất của nhiều loại cây trồng ở Ai Cập sẽ bị giảm đi, tới 11% đối với lúa và 28% đối với cây đậu tương

- Nước biển dâng sẽ tác động đáng kể lên vùng ven biển Vào năm 2050, tại Guinea, khoảng 130 đến 235 km2 ruộng lúa (tương đương với 17 đến 30% diện tích trồng lúa hiện nay) có thể bị mất đi là hậu quả của tình trạng ngập nuớc thường xuyên do nước biển dâng

Châu Á

- Sự khác biệt đáng kể theo vùng về năng suất lúa mỳ, ngô và gạo sẽ được dự báo Năng suất cây trồng có thể tăng thêm 20% ở Đông và Đông Nam châu Á và giảm đi tới 30% tại Trung và Nam Á

- Biến đổi khí hậu dường như sẽ dẫn đến diện tích đất nông nghiệp cần được tưới tiêu tăng lên, trong khi tài nguyên nước sẵn có lại giảm đi Nhiệt độ tăng lên 1o

C sẽ dự báo làm tăng nhu cầu sử dụng nước trong tưới tiêu nông nghiệp lên 10% tại những vùng khô hạn và bán khô hạn của Đông Á

- Vào năm 2050, tại Bangladesh, sản xuất lúa và lúa mỳ có thể giảm đi tương ứng là 8% và 32%

(ví dụ, lúa mì: +3 tới +4% vào năm 2020, -8 đến 22% vào năm 2050, -15 đến +32% vào năm 2080)

- Vào năm 2020, trong vùng ôn đới như ở vùng đồng cỏ của Argentina và Uruguya, năng suất đồng cỏ có thể tăng lên thêm trong khoảng từ 1 đến 9%

- Vào năm 2050, sa mạc hóa và mặn hóa được dự báo tác động đến 50% đất nông nghiệp

- Đối với những nông dân quy mô nhỏ, năng xuất ngô dự báo sẽ suy giảm

đi 10% vào năm 2055

Bắc Mỹ

- Biến đổi khí hậu vừa phải trong những thập kỷ đầu của thế kỷ này có thể làm tăng tổng sản lượng nông nghiệp mưa trời từ 5 đến 20%, nhưng với khác biệt lớn giữa các vùng

Biến đổi khí hậu gây ra bởi việc tăng khí nhà kính có khả năng ảnh hưởng đến cây trồng khác nhau giữa các vùng Ví dụ, năng suất cây trồng trung bình dự kiến sẽ giảm xuống 50% ở Pakistan theo kịch bản Met Office, trong khi sản lượng ngô ở châu Âu dự kiến sẽ tăng tới 25% trong điều kiện thủy văn tối ưu

Các tác động thuận lợi hơn đối với năng suất có xu hướng phụ thuộc vào một mức độ lớn vào việc nhận ra các tác động có thể có lợi của carbon dioxide đối với sự tăng trưởng của cây trồng và tăng hiệu quả sử dụng nước Giảm năng suất tiềm năng có thể được gây ra bởi sự rút ngắn thời gian tăng trưởng, giảm lượng nước khả năng phân chia kém Mức CO2 cao hơn có thể ảnh hưởng đến năng suất cây trồng Một số thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy nồng

độ CO2 tăng có thể làm tăng sự phát triển của thực vật Tuy nhiên, các yếu tố khác, chẳng hạn như thay đổi nhiệt độ, ozon, và các hạn chế về nước và dinh

dưỡng, có thể chống lại sự gia tăng tiềm năng này trong năng suất Ví dụ, nếu nhiệt độ vượt quá mức tối ưu của cây trồng, nếu không có đủ nước và chất dinh dưỡng, tăng năng suất có thể bị giảm hoặc đảo ngược CO2 tăng cao có liên quan đến việc giảm hàm lượng protein và nitơ trong cỏ linh lăng và cây đậu tương, dẫn đến giảm chất lượng Chất lượng hạt và thức ăn gia súc giảm có thể làm giảm khả năng của đồng cỏ và vùng đồng cỏ để hỗ trợ chăn thả gia súc (Riahi, K., A.Gruebler, N.Nakicenovic 2007)

Ngoài những tác động trên một số nghiên cứu sử dụng mô hình để dự

đoán được năng suất cây trồng theo các kịch bản BĐKH như: “Đánh giá mô hình FAO AquaCrop để mô phỏng tăng trưởng và năng suất ngô trong điều kiện tưới tiêu thiếu hụt trong môi trường nhiệt đới”, Geneille E Greaves, 2016 Tóm tắt về nghiên cứu này, các mô hình mô phỏng cây trồng có vai trò then chốt trong việc đánh giá các chiến lược quản lý tưới tiêu để cải thiện việc sử dụng nước nông nghiệp Mục tiêu của nghiên cứu này là kiểm tra và xác nhận mô hình AquaCrop cho ngô dưới sự quản lý tưới thiếu hụt Kết quả cho thấy dự đoán AquaCrop có thể được sử dụng đáng tin cậy để đánh giá hiệu quả của các chiến lược quản lý tưới được đề xuất cho ngô; tuy nhiên, cần lưu ý các hạn chế khi diễn giải kết quả trong điều kiện yếu tố đầu vào bất định

Nghiên cứu “ Tích hợp hai loại mô hình cây trồng để dự đoán ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất cây trồng”, Đại học Illinois, Khoa học Nông nghiệp, Tiêu dùng và Môi trường Khoa học hàng ngày ScienceD Daily, ngày 3 tháng 1 năm 2018, ở nghiên cứu này, các nhà khoa học hiện có một công cụ mới

để dự đoán các tác động trong tương lai của biến đổi khí hậu đến năng suất cây trồng Các nhà nghiên cứu đang cố gắng kết nối hai loại mô hình cây trồng tính toán để trở thành những người dự đoán đáng tin cậy hơn về sản xuất cây trồng ở

Vành đai ngô Hoa Kỳ Và một số nghiên cứu khác “Ảnh hưởng của biến đổi khí

Oseni and M.T Masarirambi; “Tác động của biến đổi khí hậu đến trồng trọt “,

Kondinya Ayyogari, Palash Sidhya and M.K Pandit, 2013

Từ các kết quả nghiên cứu được tổng hợp ở trên cho thấy, tác động của BĐKH đến trồng trọt là tương đối rõ ràng và đều xuất phát từ các thành phần khí hậu Một số nghiên cứu đã ứng dụng các mô hình để đánh giá được tác động của BĐKH đến cây trồng, từ đó đưa ra các giải pháp ứng phó phù hợp.Việc giảm thiểu tác động trên sẽ khó khăn hơn nhiều so với việc thích ứng và lựa chọn, cải tiến các công nghệ phù hợp nhằm thích ứng với BĐKH, vì vậy việc ứng dụng mô hình công nghệ vào đánh giá tác động của BĐKH sẽ giúp đưa ra các giải pháp thích hợp

1.2.2 Những nghiên cứu về tác động của BĐKH đến cây trồng tại Việt Nam

Cũng giống như các nước trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu và chỉ ra những tác động của BĐKH đến ngành trồng trọt bao gồm: (Nguyễn Văn Viết, Đinh Vũ Thanh 2012)

Diện tích gieo trồng bị thu hẹp, đất đồng bằng bị nhiễm mặn:

Nước biển dâng cao sẽ khiến cho nhiều vùng đất ven biển, khu vực đồng bằng bị nhiễm mặn, diện tích gieo trồng sẽ bị thu hẹp gây ra hiện tượng thiếu đất canh tác, đảm bảo an ninh lương thực sẽ trở thành gánh nặng cho mọi quốc gia

Ở nước ta, theo dự báo IPCC (2007), nếu nước biển dâng lên 1m sẽ có khả năng ảnh hưởng tới 12% diện tích và 10% dân số Việt Nam, dẫn đến làm ngập 5.000 km2 ở Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và 15.000 - 20.000 km2 ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) tương đương với 300.000 - 500.000 ha tại đồng bằng sông Hồng và 1,5 - 2 triệu ha tại đồng bằng Sông Cửu Long và hàng trăm ngàn

ha ven biển miền Trung, ước tính Việt Nam sẽ mất đi rất nhiều diện tích đất nông nghiệp và ảnh hưởng đến an ninh lương thực (ANLT) quốc gia

- Làm giảm năng suất cây trồng dẫn đến nguy cơ mất an ninh lương thực:

Báo cáo đánh giá của IPCC về tác động của BĐKH lên cây lương thực cho thấy ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ trung bình tăng lên sẽ ảnh hưởng xấu tới năng suất do ảnh hưởng trực tiếp đến thời kỳ nở hoa, thụ phấn (100C đối với lúa

mỳ và ngô, 200C đối với lúa nước), nếu tăng lên 300C sẽ gây ra tình trạng cực kỳ căng thẳng cho tất cả các loại cây trồng ở tất cả các vùng Nhiệt độ tăng 100C sẽ

làm giảm năng suất ngô từ 5 - 20% và có thể giảm đến 60% nếu nhiệt độ tăng thêm 400C Tương tự, năng suất lúa có thể giảm 10% đối với mỗi độ tăng lên Các cây trồng khác cũng sẽ chịu tác động tương tự của BĐKH, nhất là các cây

ăn quả á nhiệt đới như vải, nhãn Năng suất các loại cây này có khả năng giảm đáng kể khi nhiệt độ mùa đông tăng cao Nhiệt độ tăng cũng làm cho tính bất dục đực của các dòng mẹ lúa lai hệ 2 dòng hệ TGMS bị đảo lộn, việc sản xuất hạt giống lúa lai F1 sẽ gặp khó khăn hơn

- BĐKH gây đảo lộn cơ cấu cây trồng: nhiệt độ tăng làm thay đổi thời

gian sinh trưởng, phát triển của các loại cây trồng, làm thay đổi quy luật phân hóa mầm hoa và nở hoa và do đó làm giảm khả năng luân canh, tăng

vụ và đảo lộn cơ cấu các loại cây trồng, đặc biệt là những cây trồng ưa lạnh

ở vụ đông và cây á nhiệt đới như đào, mận, mơ…

- Nhu cầu nước tăng cao dẫn đến thiếu hụt nước cho cây trồng:

Nhiệt độ tăng khiến cho nhu cầu tưới nước lớn và dẫn đến thiếu hụt nguồn nước sử dụng cho trồng trọt Trong điều kiện nhiệt độ tăng lên 100C thì nhu cầu tưới nước cho cây trồng sẽ tăng 10% làm cho năng lực tưới của các công trình thủy lợi như hiện nay không đáp ứng đủ (IPCC, 2007)

- Thời tiết thay đổi thất thường dẫn đến hạn hán và làm tăng nguy cơ xuất hiện các loài dịch bệnh:

BĐKH cũng làm thay đổi quy luật thủy văn của các con sông, gây nên hiện tượng hạn hán Ví dụ điển hình là các tỉnh ĐBSH đã phải gánh chịu hiện tượng thiếu nước trầm trọng ở vụ Đông Xuân trong 5 năm qua do mực nước sông Hồng xuống thấp dưới mức thấp nhất trong lịch sử 100 năm qua Ví dụ thứ

2 là hiện tượng mùa đông ấm ở miền Bắc trong 3 - 4 năm trở lại đây, tiếp tục biểu hiện rõ trong năm 2009 Sự biến đổi về đất đai, nguồn nước, nhiệt độ sẽ kéo theo sự thay đổi về cơ cấu cây trồng và mùa vụ trong tương lai mà chúng ta cần nghiên cứu tác động để từ đó xây dựng chiến lược đối phó thích hợp

BĐKH làm thay đổi điều kiện sinh sống của các loại sinh vật, làm mất đi hoặc thay đổi các mắt xích trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn dẫn đến tình trạng biến mất của một số loài sinh vật và ngược lại xuất hiện nguy cơ gia tăng

các loại thiên dịch Nhiệt độ tăng trong mùa đông sẽ tạo điều kiện cho nguồn sâu

có khả năng phát triển nhanh hơn và gây hại mạnh hơn BĐKH cũng có thể làm phát sinh một số chủng, nòi sâu mới, gây hại không những trong sản xuất mà còn trong bảo quản nông sản, thực phẩm

Trong thời gian 2 năm trở lại đây, dịch rầy nâu, vàng lùn, lùn xoắn lá ở ĐBSCL diễn biến ngày càng phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng thâm canh, tăng

vụ và làm giảm sản lượng nghiêm trọng ở một số vùng Ở miền Bắc trong vụ Đông Xuân 2007 - 2008, sâu quấn lá nhỏ cũng đã phát sinh thành dịch, thời điểm cao diện tích lúa bị hại đã lên đến 400.000 ha, gây thiệt hại đáng kể đến năng suất lúa và làm tăng chi phí sản xuất Vụ mùa năm 2009, Miền Bắc cũng

đã bắt đầu xuất hiện một số bệnh lạ trên lúa, tương tự như bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá ở ĐBSCL, riêng Nghệ An diện tích lúa bị hại đã lên đến gần 6000 ha (Cục Trồng trọt, 2009)

- Hiện tượng thời tiết diễn biến cực đoan có xu hướng ngày càng gia tăng, gây bất lợi rất lớn đến sản xuất nông nghiệp:

Theo các báo cáo của Ban chỉ đạo phòng, chống lụt bão TW, trong 3 năm (2005 - 2007), số cơn bão ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp ngày càng gia tăng Vụ mùa năm 2005, bão đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến 150.000 ha lúa; năm 2006, đã có khoảng 200.000 ha lúa phải gieo cấy lại Các năm 2004 - 2005, tình trạng khô hạn gay gắt ở miền Trung - Tây Nguyên gây thiệt hại nặng cho sản xuất trồng trọt; thiếu nước sinh hoạt cho người và gia súc Năm 2007, 5 trận lũ lụt liên tiếp xảy ra ở miền Trung đã làm thiệt hại đáng kể đến sản xuất nông nghiệp

Theo số liệu công bố tại Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH, số đợt không khí lạnh ảnh hưởng đến nước ta đã giảm đi rõ rệt trong 2 thập kỷ qua nhưng những biểu hiện dị thường lại xuất hiện Biểu hiện rõ nhất là đợt rét lịch sử kéo dài 38 ngày đã xảy ra ở vụ Đông Xuân 2007 - 2008 đã làm chết 200.000 ha lúa mới cấy, gần 20.000 ha mạ bị chết phải gieo lại, làm chết 137.000 con trâu, bò và ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển của hàng nghìn ha cây trồng và hàng triệu vật nuôi Có thể nói thiệt hại về vật chất do đợt

rét là rất lớn Các xu hướng thời tiết như các cơn bão ảnh hưởng đến nước ta không theo quy luật hoặc tác động của gió màu đông bắc vượt qua đèo Hải Vân đến các tỉnh phía Nam… đã và đang ngày càng rõ nét

Đánh giá về những tác động của biến đổi khí hậu đối với ngành trồng trọt, Phó Cục trưởng Cục Trồng trọt Phạm Đồng Quảng cho rằng biến đổi khí hậu đã

và đang tác động mạnh mẽ đến ngành trồng trọt, rõ ràng nhất là làm giảm diện tích đất canh tác, gây ra tình trạng hạn hán và sâu bệnh, gây áp lực lớn cho sự

phát triển của ngành trồng trọt nói riêng và ngành nông nghiệp nói chung

Nhận định về những thách thức trong canh tác nông nghiệp thời gian tới,

TS Phạm Đồng Quảng cho hay, vùng núi Tây Bắc và Đông Bắc sẽ phải đối mặt với nguy cơ tăng cường độ hạn hán do biến đổi khắc nghiệt của thời tiết Tại Bắc Trung bộ, trong tháng 5-6 có thể trở thành các tháng khô nóng thường xuyên như ở Nam Trung bộ, mưa phùn trở nên hiếm hoi Còn tại khu vực Tây Nguyên, tính bất ổn trong chế độ mưa cũng tăng lên khiến vùng này có khả năng đối mặt với nguy cơ hạn hán bất thường Xu hướng này ngày càng rõ ràng khi các tỉnh duyên hải miền Trung và Tây Nguyên đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sản xuất trong vụ Đông Xuân 2012-2013 và cả vụ Hè Thu, vụ Mùa năm 2013

Không những thế, biến đổi khí hậu còn làm thay đổi điều kiện sống của các loài sinh vật, làm gia tăng một số loài dịch hại mới và các đợt dịch bùng phát trên diện rộng Đơn cử, trong khoảng 3 năm trở lại đây, dịch rầy nâu và vàng lùn, lùn xoắn lá trên cây lúa đã làm giảm đáng kể sản lượng lúa ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long Đặc biệt, trong năm 2010, tại đồng bằng sông Cửu Long đã xảy ra dịch sâu cuốn lá nhỏ gây thiệt hại khoảng 400.000 ha lúa, khiến năng suất lúa giảm từ 30-70%

- Ở Việt Nam việc nghiên cứu mối quan hệ giữa thời tiết - khí hậu và sự sinh trưởng, phát triển ,năng suất của cây trồng đã được quan tâm nghiên cứu ở

tổng cục khí tượng thủy văn thông qua các đề tài nghiên cứu như: “Đánh giá điều kiện khí tuợng nông nghiệp với một số cây trồng chính ở Đồng Bằng Bắc

Bộ và Nam Bộ” của Lê Quang Huỳnh; hay “Tác động của biến đổi khí hậu đến

các lĩnh vực nông nghiệp và giải pháp ứng phó” chủ biên PGS.TS Đinh Vũ Thanh- PGS.TS Nguyễn Văn Viết, 2012 Hay Phạm Quang Hà (2011) “Nghiên cứu đánh tác động của biến đổi khí hậu đến một số cây trồng chủ lực (lúa, ngô, sắn, đậu tương, cà phê, mía đường), đề xuất các giải pháp thích ứng và giảm nhẹ” Các nghiên cứu đã đưa ra được các tác động của BĐKH đến lĩnh vực nông

nghiệp nói chung và một số cây trồng nói riêng, và đã đề xuất được những giải pháp hữu ích để ứng phó với BĐKH tuy nhiên vấn đề nghiên cứu đánh giá BĐKH, tác động của nó và ứng phó với BĐKH cần được tiến hành theo một trình tự nhất định Song những gì đã xảy ra trên thực tế kể từ còn tồn tại khá nhiều bất cập Trước hết, việc đánh giá tác động của BĐKH cần phải dựa trên thông tin đánh giá BĐKH, tức phải biết khí hậu đã và sẽ biến đổi như thế nào Cho đến nay đã có một số kết quả đánh giá BĐKH trong quá khứ và hiện tại, nhưng vẫn chưa đầy đủ, toàn diện so với nhu cầu thực tế Còn việc đánh giá tác động BĐKH cho tương lai vẫn đang là một khoảng trống khá lớn

Một số nghiên cứu sử dụng mô hình AquaCrop để tính toán năng suất và

nhu cầu nước của một số cây trồng như của Nguyễn Văn Tuyến và cộng sự“Mô phỏng năng suất và nhu cầu tưới cho cây bắp (Zea Mays L) vào mùa khô ở vùng ngập lũ huyện Châu Phú, Tỉnh An Giang”, hoặc Vương Tuấn Huy và cộng

sự “Ứng dụng mô hình Aquacrop mô phỏng năng suất lúa trong điều kiện các yếu tô khí hậu thay đổi tại vùng quốc lộ 1A, tỉnh Bạc Liêu” Các nghiên cứu trên

đã đưa ra được các kết quả mô phỏng nhu cầu tưới và năng suất trong mùa khô ở vùng ngập lũ, hay trong các điều kiện khí hậu thay đổi, nghiên cứu đã ứng dụng được việc sử dụng mô hình để đưa ra các kết quả dự đoán, từ đó tìm ra các giải pháp ứng phó với các trường hợp trên, tuy nhiên chưa đưa ra được các kết quả

dự báo ở tương lai dài hơn, trong bối cảnh BĐKH hiện tại, vì vậy trong thời gian tới cần sử dụng các kịch bản BĐKH để áp dụng chạy mô hình đưa ra các kết quả

dự báo, từ các kết quả đó có thể đưa ra các giải pháp ứng phó phù hợp dưới tác động của BĐKH ở hiện tại và tương lai

Tại khu vực nghiên cứu tỉnh Tuyên Quang, Ngô là một trong những cây trồng chủ lực ở địa phương, và tại khu vực nghiên cứu chưa có nhiều nghiên cứu

về tác động của biến đổi khí hậu đến cây Ngô, kế thừa học hỏi những nghiên cứu ở trong và ngoài nước về đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến cây trồng, tác giả thực hiện nghiên cứu này nhằm đưa ra những tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất cây ngô, sử dụng mô hình AquaCrop và các số liệu từ các kịch bản BĐKH tỉnh Tuyên Quang, từ đó đưa ra các giải pháp thích ứng cho cây ngô tại Tỉnh Tuyên Quang ở hiện tại và trong tương lai

1.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên

Tuyên Quang là một tỉnh thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, Tỉnh có phía Bắc giáp tỉnh Hà Giang, phía Đông Bắc giáp Cao Bằng, phía Đông giáp Bắc Kạn và Thái Nguyên, phía Nam giáp Vĩnh Phúc, phía Tây-Nam giáp Phú Thọ, phía Tây giáp Yên Bái

Tuyên Quang nằm ở trung tâm của lưu vực sông Lô Sông Gâm chảy qua tỉnh theo hướng Bắc-Nam và nhập vào sông Lô ở phía Tây Bắc huyện Yên Sơn chỗ giáp ranh giữa ba xã Phúc Ninh, Thắng Quân và Tân Long

Hình 1.1: Bản đồ hành chính tỉnh Tuyên Quang (tuyenquang.gov.vn)

Diện tích tự nhiên của tỉnh là 5820,02 km2 (chiếm 1,76% diện tích cả nước) với dân số 685,792 người (chiến 0,88 dân số cả nước) (www.tuyenquang.gov.vn)

Địa hình địa mạo

Địa hình tỉnh Tuyên Quang tương đối phức tạp, bị chia cắt mạnh bởi núi cao và sông suối, điểm cao nhất là ở phía Bắc và thấp dần theo hướng Đông Nam Phần lớn địa hình có hướng nghiêng từ bắc - tây bắc xuống nam - đông nam Về phía Nam địa hình có nhiều đồi núi thấp và thung lũng chạy dọc theo các sông, với địa hình như vậy nên các khu vực này có tiềm năng rất lớn để phát triển nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản

Về kiểu địa hình, được chia làm 2 khu vực rõ rệt:

- Địa hình núi cao phân bố ở phía Bắc bao gồm huyện Lâm Bình, Na Hang, phần phía Bắc huyện Chiêm Hóa và Hàm Yên, độ cao trung bình so với mặt nước biển khoảng 600 - 700m, có một số đỉnh núi cao trên 1.000m

- Địa hình đồi núi thấp phân bố ở khu vực phía Nam của tỉnh gồm các vùng là phía Nam huyện Chiêm Hóa, huyện Hàm Yên, huyện Yên Sơn, Thành phố Tuyên Quang và huyện Sơn Dương Địa hình đồi núi thấp, có nhiều loại hình thuỷ tự nhiên

Về địa mạo: Tuyên Quang nằm ở khoảng giữa miền núi cao với vùng trung du, vì vậy vừa có miền núi cao, vừa có miền núi thấp và trung du Độ dốc tương đối thấp hơn so với các tỉnh lân cận như Hà Giang, Bắc Kạn, Cao Bằng

Đặc điểm khí hậu

Tuyên Quang nằm ở khu vực có khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa với mùa

đông lạnh, khô hạn và mùa hạ nóng ẩm, mưa nhiều

Tổng lượng bức xạ trung bình năm là 80 - 85 kcal/cm2, lượng nhiệt trung bình năm là 8000 - 8500oC Nhiệt độ trung bình năm ở Tuyên Quang là 22-

24oC Thời kì nóng nhất thường diễn ra vào tháng VI và tháng VII, cá biệt có ngày lên tới 39 - 40oC Thời kì lạnh nhất thường là các tháng XII, I Nhiệt độ thấp nhất xuống dưới 5oC Chế độ nhiệt có sự phân hoá Nhiệt độ trung bình của thị xã Tuyên Quang luôn cao hơn các huyện Hàm Yên, Chiêm Hoá từ 0.2 o

C - 0,4oC

Lượng mưa trung bình năm của tỉnh ở mức 1500 - 1800 mm Năm cao nhất có lượng mưa lớn hơn mức trung bình khoảng 400 - 420 mm Lượng mưa

chủ yếu tập trung trong mùa hạ (hơn 80%), kéo dài từ tháng IV đến tháng X Mưa nhiều nhất vào tháng VIII Ngược lại, mùa đông khô ráo kéo dài từ tháng

XI đến tháng III năm sau Mưa ít nhất vào tháng XII, tháng I

Độ ẩm không khí trung bình năm là 85% Hàm Yên và Chiêm Hoá là những nơi có độ ẩm cao hơn cả

Chế độ gió ở Tuyên Quang thay đổi theo mùa Về mùa hạ, hướng gió thịnh hành là đông nam và nam Về mùa đông, khi gió mùa đông bắc tràn về, hướng gió chủ yếu là bắc và đông bắc

Nhìn chung, khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa tạo ra những điều kiện thuận lợi cho việc phát triển kinh tế, nhất là đối với nông nghiệp tại tỉnh Tuyên Quang Với một mùa đông lạnh, nơi đây có khả năng sản xuất được cả các sản phẩm nông nghiệp của cân nhiệt và ôn đới

Tuy nhiên, các tai biến thiên nhiên như sương muối, mưa đá, lốc, bão…đã

có ảnh hưởng nhiều đến đời sống và sản xuất của nhân dân trong tỉnh, đặc biệt là đối với nông, lâm nghiệp

Do địa hình bị chia cắt, Tuyên Quang có 2 tiểu khu khí hậu rõ rệt, cho phép phát triển sản xuất nông lâm ngư nghiệp đa dạng Tiểu khu khí hậu phía Bắc bao gồm Na Hang, phần phía Bắc huyện Chiêm Hóa, Hàm Yên, hợp với cây trồng nhiệt đới và phát triển thủy sản do mùa đông dài với nhiệt độ thấp, ít mưa nhưng khả năng giữ nước khỏi bay hơi lớn, tuy nhiên hay có gió lốc, gió xoáy vào mùa

hè Tiểu khu khí hậu phía Nam bao gồm phần phía Nam huyện Chiêm Hóa, Hàm Yên kéo dài đến huyện Yên Sơn, Sơn Dương, mùa đông ngắn và lượng mưa lớn nên thuận lợi cho việc tích nước phục vụ nuôi trồng thủy sản và trồng các loại cây nhiệt đới

Đặc điểm thuỷ văn

Về đặc điểm thủy văn, nhìn chung tỉnh Tuyên Quang có địa hình núi cao, phân cắt mạnh nên mạng lưới sông suối khá phát triển, phân bố tương đối đều trên các huyện, thành phố

Mạng lưới sông ngòi ở Tuyên Quang tương đối dày với mật độ 0.9km/km2 và phân bố tương đối đồng đều Các dòng sông lớn chảy trên địa bàn

của tỉnh có một số phụ lưu Do chảy trên địa hình đôi núi nên lòng sông dốc, nước chảy xiết và có khả năng tập trung nước nhanh vào mùa lũ Cũng chịu ảnh hưởng của địa hình mà dòng chảy có hướng bắc nam (sông Gâm) hoặc tây bắc - đông nam (sông Lô)

Thuỷ chế chia làm hai mùa rõ rệt, phù hợp với hai mùa của khí hâu Mùa lũ tập trung tới 80% tổng lượng nước trong năm và thường gây ra ngập lụt ở một số vùng

Các hệ thống sông chính trong khu vực là sông Chảy, sông Lô và sông Gâm, với hướng chảy chung từ Tây Bắc đến Đông Nam và trùng với các đứt gãy sâu phân đới và hệ thống các đứt gãy lớn; đây là các hệ thống sông có lưu lượng nước rất lớn đặc biệt là vào mùa mưa Ngoài ra còn có nhiều hồ chứa nước với quy mô

từ nhỏ đến lớn, các hồ lớn là hồ thủy điện Na Hang, thủy điện Chiêm Hóa

Ngoài 3 sông chính, ở Tuyên Quang còn có các sông nhỏ (sông Năng ở

Na Hang) và hàng trăm ngòi lạch (ngòi Bắc Nhụng, ngòi Cổ Linh, ngòi Chinh, ngòi Là, ngòi Quảng…) cùng nhiều suối nhỏ len lách giữa vùng đồi vúi trùng điệp đã bồi đắp nên những soi bãi, cánh đồng giữa núi, thuận tiện cho việc gieo trồng (tuyenquang.kttvvietbac.org)

Đặc điểm đất đai (thổ nhưỡng)

Đất của Tuyên Quang khá đa dạng Nhìn chung, tầng đất tương đối dày,

hàm lượng dinh dưỡng thuộc loại trung bình và khá Trừ một số loại đất phù sa sông suối và đất lầy thụt ở các thung lũng, còn lại chủ yếu là đất feralit, chiếm 85% diện tích cả tỉnh Với 17 loại đất khác nhau Tuyên Quang có khả năng phát triển mạnh kinh tế nông - lâm nghiệp

Ở vùng núi cao, gồm huyện Na Hang và phía bắc các huyện Hàm Yên, Chiêm Hoá, đất được hình thành trên các loại đá mẹ là đá biến chất và đá trầm tích Tiêu biêu cho vùng này là nhóm đất đỏ vàng, và vàng nhạt trên núi được hình thành ở độ cao 700 - 1800m với một vài loại đất như đất mùn đỏ vàng trên núi phát triển trên các loại đá mẹ khác nhau (đá gnai, đá phiến mica, sa thạch…)

Ở vùng núi thấp bao gồm phần phía nam của các huyện Hàm Yên, Chiêm Hoá, phía bắc các huyện Yên Sơn, Sơn Dương và một phần thị xã Tuyên Quang,

đất được hình thành chủ yếu ừ các loại đá mẹ là đá biến chất mà tiêu biểu là nhóm đất đỏ vàng vùng đồi núi thấp phát triển trên các loại nham khác nhau

Ở các vùng còn lại có đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ, các loại đất phù

sa sông suối, chủ yếu ở phía nam các huyện Yên Sơn, Sơn Dương và rải rác ở một số nơi khác

Bảng 1.1: Hiện trạng sử dụng đất được phân theo mục đích sử dụng đất và phân theo Huyện/Quận/Thị xã/Thành phố của Tuyên Quang (tính đến 31/12/2017)

Tổng diện tích (km 2 )

Trong đó Đất sản

xuất nông nghiệp (km 2 )

Đất lâm nghiệp (km 2 )

Đất chuyên Dụng (km 2 )

Đất ở (km 2 )

5 Huyện Yên Sơn 113,301 20,092 82,875 4,726 1,387

6 Huyện Sơn Dương 78,795 25,943 43,188 3,822 1,431

7 Huyện Lâm Bình 78,497 3,194 68,702 4,835 310

(tuyenquang.gov.vn) Hiện nay, đất sử dụng trong nông nghiệp mới chỉ chiếm 10,7% tổng diện tích tự nhiên của cả tỉnh Trong khi đó, diện tích đất chưa sử sụng, chiếm tới 30,5% tổng diện tích và tập trung ở các huyện Na Hang, Chiêm Hoá, Hàm Yên, Sơn Dương Do vậy, cần tiếp tục phủ xanh đất trống, đồi trọc, biến các vùng đất hoang hoá thành vùng sản xuất nông, lâm nghiệp

Đặc điểm Sinh vật

Khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa tạo điều kiện cho rừng ở Tuyên Quang sinh trưởng và phát triển nhanh, thành phần loài phong phú Theo đánh giá sơ bộ, trong rừng có khoảng 597 loài, 258 chi, 90 họ…Quá trình khai thác nhiều năm

đã làm hình thành một số kiểu cấu trúc thảm thực vật với các hệ sinh thái khác nhau Đó là hệ sinh thái rừng già (thành phần loài phong phú, mật độ cây không dày, có cấu trúc 5 tầng rõ rệt), hệ sinh thái rừng thứ sinh (mật độ cây dày, cấu

trúc 4 tầng), hệ sinh thái rừng hỗn giao (tre, nứa, gỗ, thành phần cây nghèo), hệ sinh thái trẩng cỏ, cây bụi (thành phần loài không phong phú, cấu trúc 2 tầng)

Về phân bố, từ độ cao 600m trở xuống là rừng rậm nhiệt đới, quanh năm xanh tốt, dây leo chằng chịt tập trung chủ yếu ven thung lũng sông Lô (phần nhiều là rừng thứ sinh) Từ trên 600m đến 1700m là rừng rậm thường xanh, chủ yếu ở các huyện Na Hang, Chiêm Hoá, Hàm Yên Từ 1700m trở lên là rừng hỗn giao Nhìn chung, khu vực này vẫn giữ được sắc thái của rừng nguyên thuỷ

Rừng gỗ có trữ lượng lớn hiện nay chỉ còn tập trung ở vùng núi Chạm Chu, huyện Hàm Yên và một số khu rừng thuộc huỵên Na Hang Ở các khu rừng tự nhiên khác còn lại trong tỉnh, trữ lượng gỗ không nhiều Rừng trồng ở Tuyên Quang chủ yếu là các loại cây như mỡ, keo, bồ đề, bạch đàn

Động vật ở Tuyên Quang khá phong phú và đa dạng Chỉ tính riêng các loài thú đã có tới 47,8% số loài thú có ở miền Bắc nước ta Có 46 loài động vật quý hiếm được ghi vào sách đỏ Việt Nam và 5 loài trong sách đỏ thế giới (tuyenquang.gov.vn)

Khoáng sản

Tuyên Quang có nhiều loại khoáng sản, nhưng phần lớn có quy mô nhỏ, phân tán và điều kiện khai thác khó khăn Tuy vậy, trong số này nổi lên một số loại có giá trị kinh tế, đã và đang được khai thác phục vụ cho việc phát triển kinh tế - xã hội như:

Thiếc phân bố ở Sơn Dương, Barit tập trung ở các huyện Sơn Dương (Ao Sen, Hang Lương, Tân Trào, Ngòi Thia…), Yên Sơn (Làng Chanh, xóm Hoắc, xóm Húc), Chiêm Hoá (Hạ Vi) Các mỏ hầu hết là lộ thiên, thuận lợi cho việc khai thác Mangan phân bố ở Chiêm Hóa và Na Hang Angtimoan được tìm thấy ở Chiêm Hóa, Na Hang Đá vôi có trữ lượng hàng tỉ m3 phân bố ở phía bắc huyện Na Hang, Chiêm Hóa và một số nơi thuộc các huyện Hàm Yên, Yên Sơn, Sơn Dương, thị xã Tuyên Quang Đất sét được phát hiện ở nhiều nơi thuộc các huyện Yên Sơn, Chiêm Hoá, Sơn Dương, thị xã Tuyên Quang Lớn nhất là mỏ đất sét Tràng Đà nằm cạnh

mỏ đá vôi cùng tên và được dùng để sản xuất xi măng (tuyenquang.gov.vn)

1.3.2 Điều kiện kinh tế xã hội

Dân số

Theo Niên giám thống kê năm 2017, Dân số trung bình năm 2017 của tỉnh Tuyên Quang đạt 773.512 người, tăng 6.640 người, tương đương tăng 0,87% so với năm 2016, bao gồm dân số thành thị 106.298 người, chiếm 13,74%; dân số nông thôn 667.214 người, chiếm 86,26%;

Lao động và việc làm

Năm 2017, lực lượng lao động từ 15 tuổi trở lên của tỉnh Tuyên Quang đạt 483.502 người, tăng 557 người so với năm 2016 ( tương ứng tăng 0,12%), trong đó lao động nam chiếm nhiều hơn lao động nữ chiếm 53,33%; lực lượng lao động chủ yếu ở khu vực nông thôn chiếm 88,07% tổng số lao động

Lao động từ 15 tuổi trở lên đang làm việc trong các ngành kinh tế, theo niên giám thống kê tỉnh Tuyên Quang năm 2017 đạt 479.385 người, tăng 1.499 người so với năm 2016, trong đó theo như biểu đồ dưới đây ta có:

Hình 1.2: Cơ cấu lao động tỉnh Tuyên Quang 2017 (tuyenquang.gov.vn)

Lao động chủ yếu là lao động kinh tế ngoài nhà nước, lao động khu vực đầu tư nước ngoài còn hạn chế chiếm tỉ trọng rất nhỏ trong cơ cấu lao động

Năm 2017, tỷ lệ lao động từ 15 tuổi trở lên đang làm việc đã qua đào tạo có bằng cấp, chứng chỉ đạt 15,70% (thấp hơn mức 19,5% của năm 2016), trong đó lao động đã qua đào tạo khu vực thành thị đạt 46,2%; khu vực nông thôn đạt 1,7%

Tỷ lệ thất nghiệp của lực lượng lao động trong độ tuổi năm 2017 là 0,94%, trong đó khu vực thành thị 3,86%; khu vực nông thôn 0,55% Tỷ lệ thiếu việc làm của lực lượng lao động trong độ tuổi là 1,8%, trong đó khu vực thành

7%

92%

1%

Cơ cấu lao động tỉnh Tuyên Quang 2017

Lao động khu vực kinh tế nhà nước

Lao động kinh tế ngoài nhà nước

Lao động khu vực đầu tư nước ngoài

thị 0,59%; khu vực nông thôn 1,96%

Nhìn chung ta thấy được lao động ở Tuyên Quang chủ yếu là lực lượng lao động khu vực nông thôn chiếm và chủ yếu là lao động kinh tế ngoài nhà nước Tỷ

lệ lao động có tay nghề qua đào tạo ở nông thôn vẫn còn thấp và hạn chế

Tăng trưởng kinh tế

Tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) năm 2017 ước tăng 9,36% so với năm 2016, trong đó: Khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản tăng 4,10%, thấp hơn mức 4,30% của năm 2016, đóng góp 1,16 điểm phần trăm vào mức tăng chung; khu vực công nghiệp và xây dựng tăng 21,06% cao hơn nhiều mức tăng 1,59% của năm trước, đóng góp 5,0 điểm phần trăm; khu vực dịch vụ tăng 6,73%, đóng góp 3,05 điểm phần trăm; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm tăng 5,67%, đóng góp 0,15 điểm phần trăm

Kết quả sản xuất, kinh doanh một số ngành, lĩnh vực

Bảng 1.3 Diện tích cho sản phẩm và sản lượng một số cây lâu năm

Diện tích cho sản phẩm (Ha)

Vải, chôm chôm 2.572 3.333 3.242 2.421 2.216

Chăn nuôi

Chăn nuôi gia súc, gia cầm phát triển ổn định không xảy ra dịch bệnh lớn Một số loại vật nuôi có tăng trưởng khá so với năm 2016 Tại thời điểm 1/10/2017, đàn trâu toàn tỉnh có 110.646 con, đàn bò có 33.456 con, trong đó: Bò lai 14.783 con, bò sữa 3.182 con, bò cái sữa 3.117 con; đàn lợn 584.336 con; đàn gia cầm 5.107 nghìn con

- Công nghiệp và xây dựng

Chỉ số sản xuất công nghiệp năm 2017 tăng 9,03% so với năm 2016, trong đó ngành khai khoáng giảm 18,9%; ngành chế biến, chế tạo tăng 3,7% (dệt tăng 20,12%; sản xuất trang phục tăng 90,64%; giấy và các sản phẩm bằng giấy tăng 13,16%); ngành sản xuất và phân phối điện tăng 29,57%; ngành cung cấp nước, xử lý rác thải, nước thải tăng 6,90%

Một số sản phẩm công nghiệp năm 2017 đạt mức tăng cao so với năm 2016: Đá xây dựng các loại đạt 3.843 nghìn m3

, giấy các loại 9.150,6 tấn, điện sản xuất 1.701.007 nghìn kw, Một số sản phẩm giảm: May xuất khẩu đạt 10.907,97 nghìn cái, xi măng 789.330,23 tấn; đường kính trắng 47.838 tấn, đũa

gỗ xuất khẩu 310.137,5 nghìn đôi

Diện tích sàn xây dựng nhà ở hoàn thành năm 2017 đạt 1.030,14 nghìn

m2, trong đó điện tích nhà riêng lẻ dưới 4 tầng đạt 1.020,467 nghìn m2

, chiếm 99,06%; nhà riêng lẻ từ 4 tầng trở lên đạt 9,673 nghìn m2, chiếm 0,94%

- Thương mại và dịch vụ

Năm 2017, Tổng mức bán lẻ hang hóa và Doanh thu dịch vụ tiêu dùng sơ

bộ đạt 13.503 tỷ đồng Phân theo ngành kinh doanh: Bán lẻ hàng hóa đạt 11.946

tỷ đồng Dịch vụ lưu trú, ăn uống đạt 1.083 tỷ đồng Du lịch lữ hành đạt 5 tỷ đồng, dịch vụ khác đạt 469 tỷ đồng

Tính đến thời điểm 31/12/2017, toàn tỉnh có 96 chợ được xếp hạng Trên địa bàn tỉnh năm 2017 có 7 siêu thị và trung tâm thương mại

Năm 2017, khách du lịch nghỉ qua đêm tại tỉnh đạt 4.956 lượt người Số lượt khách do các cơ sở lữ hành phục vụ đạt 10.200 lượt

Năm 2017, doanh thu vận tải kho bãi và dịch vụ hỗ trợ vận tải toàn tỉnh sơ

bộ đạt 1.660 tỷ đồng Trong đó: vận tải đường bộ đạt 1.646 tỷ đồng; vận tải đường thủy đạt 8,5 tỷ đồng; kho bãi đạt 5,7 tỷ đồng

Khái quát lại tình hình phát triển kinh tế xã hội tại địa phương cho đến

2017, diễn ra trong bối cảnh nền kinh tế trong nước phát triển còn chậm, hoạt động của thị trường hàng hóa kém sôi động, giá nông sản, thực phẩm giảm mạnh Do sự biến đổi khí hậu tình hình thời tiết diễn biến ngày càng cực đoan và

phức tạp, tình hình thiên tai bão lũ xảy ra thường xuyên, liên tục đã làm ảnh hưởng đến sản xuất nông lâm nghiệp và đời sống nhân dân trong tỉnh Tuy nhiên, dưới sự chỉ đạo sát sao của Tỉnh uỷ, Hội đồng nhân dân tỉnh, sự điều hành quyết liệt, tập trung linh hoạt của Uỷ ban nhân dân tỉnh, sự nỗ lực cố gắng của các cấp, các ngành, các thành phần kinh tế; tình hình kinh tế của tỉnh Tuyên Quang tiếp tục duy trì đà phát triển, các chỉ tiêu tăng khá so với cùng kỳ; nông lâm nghiệp tiếp tục chuyển dịch theo hướng sản xuất hàng hóa; các dịch vụ phát triển ổn định; hệ thống kết cấu hạ tầng tiếp tục được chú trọng đầu tư; giáo dục, y tế, thực hiện chính sách xã hội có nhiều tiến bộ, nhất là công tác chăm lo cho người nghèo, đồng bào ở vùng sâu, vùng xa, vùng dân tộc thiểu số; an sinh xã hội, quốc phòng - an ninh được giữ vững

1.4 Đặc điểm sinh học cây Ngô và các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến

sự phát triển của cây Ngô

1.4.1 Đặc điểm sinh học cây Ngô

Ngô (Zea mays L.) là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc chi Zea, họ hòa thảo (Poaceae hay còn gọi là Gramineae) Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác nhau Song cây ngô đều có những dặc điểm chung về hình thái, giải phẫu Các bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt (tiennong.vn)

Rễ ngô

Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ các cây họ hòa thảo Độ sâu và sự

mở rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất

Ngô có 3 lọai rễ chính: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng

Thân

Thân Ngô đặc, khá chắc, có đường kính từ 2-4cm tùy thuộc vào giống, điều kiện sinh thái và chăm sóc Chiều cao của thân ngô khoảng 1,5-4m Thân chính của ngô có nguồn gốc tù chồi mầm từ các đốt dưới đất của thân chính có thể phát sinh ra 1-10 nhánh (thân phụ) với hình dánh tương tự thân chính

Thân Ngô trưởng thành bao gồm nhiều lóng (dóng) nằm giữa các đốt và

kết thúc bằng bông cờ Số lóng và chiều dài lóng là chỉ tiêu quan trọng trong việc phân loại các giống ngô (giống ngắn ngày, giống trung ngày, giống dài ngày)

Lá ngô

Căn cứ vào vị trí trên thân và hình thái có thể chia lá ngô làm 4 loại:

- Lá mầm: Là lá đầu tiên khi cây còn nhỏ, chưa phân biệt được phiến lá với vỏ bọc lá

- Lá thân: Lá mọc trên đốt thân, có mầm nách ở kẽ chân lá

- Lá ngọn: lá mọc ở ngọn, không có mầm nách ở kẽ lá

- Lá bi: Là những lá bao bắp

Lá ngô điển hình được cấu tạo bởi bẹ lá, bản lá (phiến lá) và lưỡi lá (thìa lìa, tai lá) Tuy nhiên có một số loại không có thìa lìa làm cho lá bó, gần như thẳng đứng theo cây

- Bẹ lá (còn gọi là cuống lá): Bao chặt vào thân, trên mặt nó có nhiều lông Khi cây còn non, các bẹ lá lồng gối vào nhau tạo thành thân giả bao phủ, bảo vệ thân chính

- Phiến lá: Thường rộng, dài, mép lá lượn sóng, ở một số giống trên phiến

lá có nhiều lông tơ Lá ở gần gốc ngắn hơn, những lá mang bắp trên cùng dài nhất và sau đó chiều dài của lá lại giảm dần

- Thìa lìa: Là phần nằm giữa bẹ lá và phiến lá, gần sát với thân cây Tuy nhiên, không phải giống ngô nào cũng có thìa lìa; ở những giống không có thìa lìa, lá ngô gần như thẳng đứng, ôm lấy thân

Số lượng lá, chiều dài, chiều rộng, độ dày, lông tơ, màu lá, góc lá và gân

lá thay đổi tùy theo từng giống khác nhau Số lá là đặc điểm khá ổn định ở ngô,

có quan hệ chặt với số đốt và thời gian sinh trưởng Những giống ngô ngắn ngày thường có 15 - 16 lá, giống ngô trung bình: 18 - 20 lá, giống ngô dài ngày thường có trên 20 lá

Bông cờ và bắp ngô

Ngô là loài cây có hoa khác tính cùng gốc Hai cơ quan sinh sản: đực (bông cờ) và cái (bắp) nằm ở những vị trí khác nhau trên cùng một cây

Bông cờ (hoa đực)

Hoa đực nằm ở đỉnh cây, xếp theo chùm gồm một trục chính và nhiều nhánh Hoa đực mọc thành bông nhỏ gọi là bông chét, bông con hoặc gié

Bắp ngô (hoa cái)

Hoa tự cái (bắp ngô) phát sinh từ chồi nách các lá, song chỉ 1 - 3 chồi khoảng giữa thân mới tạo thành bắp Hoa có cuống gồm nhiều đốt ngắn, mỗi đốt trên cuống có một lá bi bao bọc

Hạt ngô

Hạt ngô thuộc loại quả dính gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi, nội nhũ và chân hạt Vỏ hạt là một màng nhẵn bao xung quanh hạt Lớp alơron nằm dưới vỏ hạt và bao lấy nội nhũ và phôi Nội nhũ là phần chính của hạt chứa các tế bào dự trữ chất dinh dưỡng Nội nhũ có 2 phần: nội nhũ bột và nội nhũ sừng Tỷ lệ giữa nội nhũ bột và nội nhũ sừng tùy vào chủng ngô, giống ngô

Phôi ngô chiếm 1/3 thể tích của hạt và gồm có các phần: ngù (phần ngăn cách giữa nội nhũ và phôi), lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm

Các hạt ngô có kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan, và bám chặt thành các hàng tương đối đều xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô Mỗi bắp ngô dài khoảng 10 - 25 cm, chứa khoảng 200 - 400 hạt Các hạt có màu như ánh đen, xám xanh, đỏ, trắng và vàng (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2011) Giáo trình “Mô đun đặc điểm sinh học cây ngô, nghề trồng ngô”)

Sinh trưởng phát triển của cây ngô

Thời gian sinh trưởng của cây ngô dài, ngắn khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh Trung bình TGST từ khi gieo đến khi chín là 90

- 160 ngày

Sự phát triển của cây ngô chia ra làm 2 giai đoạn:

Giai đoạn sinh trưởng dinh dưỡng: Từ khi gieo đến khi xuất hiện nhị cái Giai đoạn sinh trưởng sinh thực: Bắt đầu với việc thụ tinh của hoa cái cho đến khi hạt chín hoàn toàn

Có nhiều ý kiến khác nhau về thời gian sinh trưởng phát triể của cây ngô, song có thể chia ra các thời kỳ sau: Thời kỳ nảy mầm, thời kỳ 3 - 6 lá, thời kỳ 8

- 10 lá, thời kỳ xoáy nõn, thời kỳ nở hoa và thời kỳ chín

1.4.2 Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến sự phát triển của cây Ngô

Nhiệt độ

Cây ngô có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, nhưng qua quá trình trồng trọt, chọn lọc và thuần hóa ngày nay ngô có thể trồng trên nhiều vùng khí hậu khác nhau Phần lớn ngô được trồng ở những miền ấm hơn của những vùng có khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới ẩm, và khó phát triển ở những vùng bán khô hạn Ở Bắc bán cầu, việc trồng ngô đạt tới cường độ cao nhất ở những vùng có đường đẳng nhiệt trong tháng 7 khoảng 21,1 o

C đến 26 oC Tương tự như vậy ở Nam bán cầu nhưng với mùa trồng ngược lại

Cây ngô hầu như có thể trồng ở tất cả các vĩ tuyến, trừ những nơi quá lạnh hoặc mùa trồng quá ngắn Cần nhấn mạnh về việc phát triển giống ngô ưu thế lai

đã thích nghi trên những vùng trồng khác nhau Ngô có thể trồng ở trên các độ cao khác nhau:

Bảng 1.4 Ngô trồng ở các khu vực có độ cao khác nhau

C Nhiệt độ có ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của ngô Trong cả đời sống cũng như từng thời

kỳ cây ngô cần một lượng tích nhiệt nhất định Dù lượng nhiệt độ cây mới sinh trưởng, phát triển bình thường Tùy giống mà lượng tích nhiệt yêu cầu khác nhau Giống càng chín muộn, yêu cầu tích nhiệt càng cao Nhiệt độ có ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng của ngô Trong suốt thời gian sinh trưởng đến khi ngô trổ cờ, nhiệt độ có ảnh hưởng đến thời gian trỗ cờ cũng như thời gian sinh trưởng Ở giai đoạn sau trỗ ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ Thời tiết nóng hầu như không làm cho quá trình chín nhanh lên, trong khi nhiệt độ cao đã gây cho quá trình sinh trưởng nhanh ở thời kỳ trước trổ cờ Về ban đêm lạnh làm giảm tốc độ sinh trưởng trước trổ cờ Cây ngô ở thời kỳ trổ cờ rất mẫn cảm với nhiệt độ cao Ở điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm không khí thấp có thể làm cho

lá, bông cờ bị khô và ngăn cản quá trình thụ phấn thụ tinh Hạt phấn sau khi rời khỏi bao phấn sức sống bị giảm nhanh

Nước

Nước là yếu tố môi trường quan trọng đối với đời sống của cây ngô, vì vậy nhu cầu nước đối với ngô là rất lớn Ở những vùng nóng, nơi có bốc hơi và thoát nước cao, nhu cầu nước của cây ngô lại càng cao Các nhà khoa học đã tính ra là một cây ngô có thể bốc thoát từ 2 - 4 lít nước/ngày Trong quá trình sinh trưởng và phát triển 1 ha ngô bốc thoát khoảng 1800 tấn nước tương đương với lượng nước mưa khoảng 175mm Tuy vậy, ngô là cây trồng cạn có bộ rễ phát triển mạnh, nên cây có khả năng hút nước từ đất rất khỏe, khỏe hơn nhiều loài cây trồng khác Ngô là cây có khả năng sử dụng nước tiết kiệm cho nên lượng nước cần để tạo ra một đơn vị chất khô là rất thấp

Ngô là loài cây sinh trưởng nhanh, mạnh, tạo ra một khối lượng chất xanh lớn, nên ngô cần một lượng nước lớn trong quá trình sinh trưởng, lớn hơn nhiều

so với nhiều loại cây trồng khác Nhu cầu về nước và khả năng chịu hạn của cây ngô qua từng thời kỳ sinh trưởng có khác nhau như:

Bảng 1.5 Nhu cầu về nước và khả năng chịu hạn của cây ngô qua từng thời kỳ

sinh trưởng

Thời kỳ Tổng lượng nhu cầu nước cho cả thời kì

Thời kỳ đầu Tích lũy ít chất xanh nên không cần nhiều

nước Thời kỳ 7 - 13 lá cây ngô 28 - 35 m3

Thời kỳ xoắn nõn, trỗ cờ, phun

3

Cây ngô khi gặp hạn ở thời kỳ trỗ cờ, kết hạt (ở độ ẩm 40%) ảnh hưởng lớn đến năng suất Hạn ở kỳ mọc đến lá thứ 8, không những không giảm năng suất mà còn có chiều hướng năng suất cao hơn trong điều kiện đầy đủ nước, lý

do thời kỳ đầu cây ngô phát triển thân lá chậm (1 - 2% chất khô), bộ rễ phát triển mạnh hơn nên đòi hỏi đất phải thoáng, tiếp sau đó từ khi ngô 7 - 8 lá trở đi nhu cầu nước của ngô tăng dần và đạt đến đỉnh cao ở thời kỳ trỗ cờ, phơi màu,

thụ tinh (1 cây ngô lúc này sử dụng 2 lít nước/ngày) Từ thụ tinh đến chín sữa ngô vẫn cần nhiều nước, sau đó yêu cầu nước giảm dần Cây ngô không có khả năng chịu úng, thậm chí độ ẩm đất quá cao trên 80% có ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát triển của cây ngô, đặc biệt là thời kỳ cây con (từ mọc đến lá thứ 8)

Quan hệ giữa tốc độ phát triển của cây ngô và độ ẩm đất

Độ ẩm đất vốn gây ảnh hưởng đến việc tích lũy sinh khối và ít gây ảnh hưởng đến tốc độ các bước phân hóa cờ Trong điều kiện đồng ruộng, trữ lượng ẩm trong đất vào thời kỳ bắt đầu hình thành lá thường trên 40mm ở lớp đất 0 - 50cm và 70mm ở lớp đất 0 -100cm, ở vùng đất đen thường > 100mm ở lớp đất 0 -100cm Trữ lượng ẩm thay đổi trong giới hạn đó không gây biến động thời 35 gian từ mọc đến trổ cờ (có nghĩa là ở bước 2 - 8) Tốc

độ phát triển của phân hóa cờ phụ thuộc chủ yếu vào chế độ nhiệt Độ ẩm đất vốn có ảnh hưởng tích lũy vật chất và ít ảnh hưởng không lớn đến tốc độ hoàn thành các bước phân hóa cờ và bắp

Chế độ không khí trong đất

Để thu hoạch sản lượng ngô cao, ngoài việc cung cấp nước và chất dinh dưỡng còn phải chú ý đến chế độ không khí trong đất Chế độ không khí ảnh hưởng gián tiếp thông qua nhiều khâu khác như vi sinh vật, quá trình biến đổi hóa học trong đất Cây ngô, đặc biệt rễ ngô thích hợp phát triển trong môi trường hảo khí Nếu đất bí, rễ phát triển kém, ăn nông, ít lông hút, khả năng hút khoáng kém, dẫn đến tình trạng thiếu chất dinh dưỡng Để cho cây ngô phát triển bình thường phải duy trì một lượng O2 thích đáng trong đất bằng cách cải thiện chế độ không khí trong đất thông qua kỹ thuật làm đất như xới xáo, cũng như áp dụng chế độ tưới hợp lý

Ánh sáng

Chế độ ánh sáng là yếu tố quan trọng cho sự sống của thực vật Ngô là loại cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới thuộc nhóm cây ngày ngắn Nghiên cứu phản ứng của cây ngô đối với độ dài ngày cho thấy cây ngô hình thành các kiểu hình thái khác nhau với độ dài ngày khác nhau (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2011) Giáo trình “Mô đun đặc điểm sinh học cây ngô, nghề trồng

ngô”)

CHƯƠNG 2 MÔ TẢ SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở dữ liệu và mô tả số liệu

Số liệu được sử dụng trong luận văn bao gồm:

- Số liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội tỉnh Tuyên Quang được thu thập chủ yếu từ niên giám thông kê tỉnh Tuyên Quang từ năm 2010 đến

2017

- Số liệu quan trắc tại các trạm khí tượng Tuyên Quang, Chiêm Hóa, Hàm Yên từ 1961-2015 (các yếu tố nhiệt độ, lượng mưa, bốc hơi, tốc độ gió) và các hiện tượng thời tiết cực đoan Để xác định xu thế và mức độ biến đổi của các yếu tố hoặc cực trị khí hậu

Hệ thống trạm khí tượng trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang gồm tất cả 4 trạm, bao gồm: trạm Chiêm Hóa, Hàm Yên, Tuyên Quang và trạm Na Hang Hầu hết các trạm đều có liệt tài liệu đo đạc từ năm 1961 cho tới nay, nhưng hiện nay chỉ có 3 trạm đang hoạt động, còn trạm Na Hang đã ngừng đo từ năm 1982 Tuy trạm Bắc Mê thuộc tỉnh Hà Giang, nhưng trạm này lại nằm gần với các huyện vùng cao như huyện Lâm Bình và huyện Na Hang, nên trạm Bắc Mê sẽ phản ánh được diễn biến thời tiết cho hai huyện này Vì vậy, trong luận văn sẽ

sử dụng thêm số liệu khí tượng của trạm Bắc Mê để tính toán, đánh giá tác động của BĐKH đến cây Ngô tỉnh Tuyên Quang dựa vào các yếu tố lượng mưa hiệu quả và lượng bốc thoát tiềm năng để sử dụng làm đầu vào cho mô hình Aquacrop

Các kịch bản BĐKH được sử dụng trong luận văn bao gồm kịch bản BĐKH tỉnh Tuyên Quang do Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu xây dựng với 2 kịch bản RCP4.5 và RCP 8.5, được sử dụng để chạy mô hình đánh giá tác động BĐKH đến năng suất cây Ngô tỉnh Tuyên Quang

Số liệu về diện tích, sản lượng, năng suất cây Ngô cho các huyện, Thành phố của tỉnh Tuyên Quang được thu thập chủ yếu từ niên giám thông kê tỉnh Tuyên Quang năm từ 2010 đến 2017

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích xu thế và biến đổi trong quá khứ

Phương pháp hồi quy tuyến tính được sử dụng để xác định xu thế và mức

độ biến đổi của các yếu tố hoặc cực trị khí hậu Các yếu tố hoặc cực trị khí hậu

có thể được xác định giá trị trung bình theo tháng, mùa hoặc năm từ số liệu quan trắc hàng ngày Phương trình hồi qui tuyến tính của một yếu tố x bất kỳ theo thời gian được mô tả dưới dạng sau đây:

trong đó :

Với , Sx, St, r tương ứng là trung bình số học và độ lệch chuẩn của x và

t, và hệ số tương quan tuyến tính giữa x và t

Xu thế tăng, giảm của x theo t được đánh giá trên cơ sở xét dấu và độ lớn của hệ số góc a1

2.2.2 Giới thiệu mô hình AquaCrop

AquaCrop là một mô hình tăng trưởng cây trồng được phát triển bởi Bộ phận Đất và Nước của FAO để giải quyết vấn đề an ninh lương thực và để đánh giá hiệu quả của môi trường và quản lý đối với sản xuất cây trồng AquaCrop

mô phỏng phản ứng năng suất với nước của cây trồng thân thảo, và đặc biệt phù hợp với điều kiện giải quyết trong đó nước là yếu tố hạn chế chính trong sản xuất cây trồng Khi thiết kế mô hình, một sự cân bằng tối ưu giữa sự đơn giản, chính xác và mạnh mẽ đã được theo đuổi Để được áp dụng rộng rãi, AquaCrop chỉ sử dụng một số lượng nhỏ các tham số rõ ràng và các biến đầu vào chủ yếu trực quan đòi hỏi các phương thức đơn giản để xác định Mặt khác, các quy trình tính toán dựa trên các quy trình sinh lý cơ bản và thường phức tạp để đảm bảo

mô phỏng chính xác phản ứng của cây trồng trong hệ thống đất-cây (Vương Tuấn Huy 2013)

Năng suất phản ứng với nước được mô tả mô tả dựa trên mối quan hệ