Đánh giá kỹ năng dự báo của mô hình CROP cho cây lúa ở vùng đồng bằng sông Hồng

Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ về “Nghiên cứu đổi mới công nghệ dự báo khí hậu nông nghiệp. Áp dụng cho dự báo điều kiện khí hậu nông nghiệp và tác động đến sản xuất lúa ở khu vực đồng bằng sông Hồng” do ThS. Trần Thị Tâm làm chủ nhiệm, nhóm thực hiện đã nghiên cứu đánh giá kỹ năng dự báo của mô hình CROP cho cây lúa ở vùng đồng bằng sông Hồng.

 Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng các mô hình trong dự báo nông nghiệp ngày càng trở nên phổ biến. Một trong số những mô hình được ứng dụng rộng rãi hiện nay là mô hình DSSAT. DSSAT là một tập hợp các chương trình độc lập hoạt động cùng nhau, dữ liệu đầu vào bao gồm các thông tin về khí tượng, đất đai, cây trồng, quản lý cây trồng. Nó giúp người dùng mô phỏng các tùy chọn quản lý cây trồng và so sánh các kết quả mô phỏng với các quan sát thực tế để đưa ra các quyết định trong sản xuất. Trong khuôn khổ bài báo này sử dụng mô đun CERES-RICE  để mô phỏng sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất của cây lúa (Hình 1).

Hình 1. Cấu trúc mô hình DSSAT- CERES- Rice

Để mô hình mô phỏng sự sinh trưởng, phát triển và năng suất sát với thực tế của các giống lúa ở đồng bằng sông Hồng, cần tiến hành hiệu chỉnh các tham số của mô hình đối với từng giống lúa. Độ chính xác trong mô phỏng năng suất, sinh khối, các giai đoạn sinh trưởng đòi hỏi các hệ số thích hợp. Mô phỏng tiến hành với 2 giống lúa: Nhị ưu 838 (vụ Đông xuân) và Bắc thơm (vụ Mùa), các tham số được hiệu chỉnh bao gồm: P1: Nhiệt tích lũy trong khoảng thời gian (được biểu thị bằng số ngày sinh trưởng-GDD) kể từ khi hạt nảy mầm trong thời gian đó cây lúa không phản ứng với sự thay đổi trong chu kỳ quang của cây. Thời kỳ này cũng gọi là giai đoạn sinh dưỡng cơ bản của cây; P2O: Chu kỳ quang tới hạn mà tại đó sự phát triển xảy ra với tốc độ tối đa; P2R: Hệ số chu kỳ quang; P5: Nhiệt tích lũy trong khoảng thời gian tính theo GDD (°C) từ khi bắt đầu tạo hạt (3-4 ngày sau khi ra hoa) đến khi chín sinh lý; G1: Hệ số số nhánh; G2: Trọng lượng hạt đơn; G3: Hệ số đẻ nhánh; THOT: Nhiệt độ (⁰C) trên đó tính bất dục của bông con bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao.

Bảng 1. Giá trị hiệu chỉnh tham số cho 2 giống lúa Nhị Ưu 838 (vụ Đông xuân) và Bắc thơm (vụ Mùa)

Kết quả mô phỏng cho thấy: Đối với giống Nhị Ưu 838 (vụ Đông xuân) chênh lệch về độ dài thời kỳ sinh trưởng dao động trong khoảng 0,94 – 3,13%, chênh lệch thời gian giữa hai kỳ phát dục dao động trong khoảng 0 – 4,35%; Đối với giống Bắc thơm (vụ Mùa) chênh lệch về độ dài thời kỳ sinh trưởng dao động trong khoảng 0 – 3,33%%, chênh lệch thời gian giữa hai kỳ phát dục dao động trong khoảng 0 – 12,5% (Bảng 2)

Bảng 2. Chênh lệch về thời kỳ phát dục giữa mô phỏng và quan trắc

Về đặc trựng vật hậu, kết quả cho thấy sai số quân phương (RMSE) đối với giống lúa Nhị Ưu 838 (vụ Đông xuân) và Bắc thơm (vụ Mùa) về ngày trổ bông đều là 1 ngày; Sai số quân phương đối với LAI lần lượt là 3,77% và 0,27%; Sai số quân phương đối với năng suất hạt lần lượt là 2,08 và 2,17 tạ/ha (Bảng 3)

Bảng 3. Kiểm nghiệm mô hình đối với đặc trưng cây lúa

Các kết quả từ mô hình giúp các nhà quản lý hoạch định những chính sách và kế hoạch để phát triển cây trồng bền vững. Các tham số trong mô hình được hiệu chỉnh để kết quả mô phỏng đạt được gần sát với thực tế. Kết quả mô phỏng cho thấy, năng suất mô phỏng từ mô hình có sự chênh lệch không nhiều so với năng suất thực tế.