Xác định các chỉ số về nhu cầu nước cho cây lương thực, cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm, cây dược liệu và rau trên trên địa bàn 14 tỉnh trung du và miền núi phía Bắc

Trong khuôn khổ đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu cơ sở khoa học phục vụ khoanh vùng khu vực trồng trọt hữu cơ theo đặc trưng tài nguyên và môi trường tại Vùng Trung du và miền núi Bắc Bộ” do PGS.TS. Nguyễn Thế Chinh làm chủ nhiệm đã nghiên cứu, xác định được chỉ số nhu cầu nước cần tưới bổ sung (lớp nước cần tưới) cho các nhóm cây trồng chính gồm cây lương thực, cây ăn quả, cây rau, cây công nghiệp lâu năm, cây dược liệu trên địa bàn 14 tỉnh trung du và miền núi phía bắc gồm Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Bắc Giang.

Nhu cầu tưới nước cho các loại cây trồng được tính toán theo chương trình CROPWAT (Phiên bản 8.0). Đây là chương trình tính nhu cầu tưới, chế độ tưới và kế hoạch tưới cho các loại cây trồng trong các điều kiện khác nhau; được soạn thảo, công bố và yêu cầu áp dụng bởi Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực (FAO) của Liên Hợp Quốc. Chương trình CROPWAT đã được ứng dụng rất phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới không chỉ vì nó là một chương trình tính tiến bộ, đầy đủ, hiện đại về nội dung mà còn vì rất tiện lợi và dễ sử dụng.

Nhu cầu tưới của cây trồng IRReq bằng hiệu số giữa nhu cầu nước của cây trồng và lượng mưa hiệu quả. Nhu cầu nước của cây lúa nước khác với của các cây trồng cạn. Nhu cầu nước của các cây trồng cạn chỉ là lượng nước cần để bù vào tổn thất do bốc thoát hơi nước ETcrop. Trong khi đó, nhu cầu nước của cây lúa nước không chỉ là lượng nước cần để bù tổn thất do bốc thoát hơi nước của cây mà còn thêm lượng nước cần để bù tổn thất do thấm trong ruộng đã ngập nước và lượng nước rất cần để làm đất trước khi ươm mạ và cấy lúa.

Ngoài phương pháp mô hình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phương pháp điều tra, thu thập dữ liệu, kế thừa và phân tích thống kê. Số liệu khí tượng được sử dụng gồm số liệu tháng của các yếu tố mưa, nhiệt độ tối thấp, nhiệt độ tối cao, độ ẩm trung bình, tốc độ gió trung bình, số giờ nắng từ năm 1961 đến năm 2020 tại 56 trạm khí tượng trên địa bàn 14 tỉnh trung du và miền núi phía Bắc. Về dữ liệu đất, mô hình Cropwat yêu cầu thông số đất cho cây lúa nước và các cây trồng cạn khác nhau. Để tính toán nhu cầu nước cho cây lúa nước và cây trồng cạn, nhóm nghiên cứu đã sử dụng loại đất riêng cho từng cây trồng theo tiêu chuẩn của FAO như trong Bảng 1. Dữ liệu thông số cây trồng được xác định các thông số hệ số cây trồng Kc và số ngày trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của các cây trồng, các thông số còn lại sử dụng các giá trị theo tiêu chuẩn của FAO.

Bảng 1. Thông số đất của cây lúa nước, cây trồng cạn

Nguồn: Dự án Đánh giá khí hậu quốc gia. Báo cáo chuyên đề: Báo cáo đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nông nghiệp. Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu (2020).

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số biến thiên (Cv) của lượng mưa năm chênh lệch khá lớn giữa các tỉnh và có sự chênh lệch tương đối lớn giữa các khu vực khác nhau trong tỉnh. Phạm vi hệ số biến thiên của lượng mưa năm trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (0,125÷0,171); Điện Biên (0,133÷0,207); Sơn La (0,139÷0,186); Hòa Bình (0,176÷0,226); Lào Cai (0,137÷0,187); Yên Bái (0,133÷0,184); Phú Thọ (0,180÷ 0,217); Hà Giang (0,154÷0,167); Tuyên Quang (0,152÷0,161); Thái Nguyên (0,183÷0,188); Bắc Kạn (0,157÷0,192); Cao Bằng (0,154÷ 0,186); Lạng Sơn (0,168÷0,280); Bắc Giang (0,170÷0,187).

Lượng mưa hiệu quả của lượng mưa năm ứng với tần suất 85% có sự chênh lệch khá lớn trên khu vực nghiên cứu. Lượng mưa nhỏ nhất là 715,5 mm/năm tại trạm khí tượng Lạng Sơn thuộc tỉnh Lạng Sơn và lượng mưa lớn nhất là 1360,3 mm/năm tại trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai. Lượng bốc hơi mặt ruộng chuẩn trung bình nhiều năm biến đổi trong phạm vi từ 2,43 mm/ngày tại trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai đến 3,5 mm/ngày tại trạm Yên Châu thuộc tỉnh Sơn La.

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây lúa đông xuân biến động mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 203,5 mm/năm tại khu vực trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai đến 792,3 mm/năm tại khu vực trạm Sông Mã thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây lúa đông xuân (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (501,7÷628,3); Điện Biên (611,4÷681,1); Sơn La (634,2÷792,3); Hòa Bình (365,8÷606,4); Lào Cai (203,5÷330,7); Yên Bái (361,1÷634,5); Phú Thọ (450,2÷530,8); Hà Giang (243,5÷412,5); Tuyên Quang (425,2÷ 555,5); Thái Nguyên (273,8÷340,6); Bắc Kạn (463,9÷550,2); Cao Bằng (301,1÷491,8); Lạng Sơn (363,8÷587,0); Bắc Giang (459,0÷557,3).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây lúa mùa biến động mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 107,7 mm/năm tại khu vực trạm Bắc Quang thuộc tỉnh Hà Giang đến 634,2 mm/năm tại khu vực trạm Yên Châu thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây lúa mùa (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (287,3÷388,2); Điện Biên (263,8÷394,2); Sơn La (337,1÷634,2); Hòa Bình (330,0÷ 454,2); Lào Cai (180,4÷319,9); Yên Bái (339,0÷411,0); Phú Thọ (432,3÷618,2); Hà Giang (107,7÷361,9); Tuyên Quang (403,3÷414,0); Thái Nguyên (400,5÷577,7); Bắc Kạn (406,2÷453,3); Cao Bằng (196,8÷350,6); Lạng Sơn (426,6÷536,7); Bắc Giang (441,6÷526,7).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây ngô không lớn như đối với cây lúa nhưng cũng biến động khá mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 7,2 mm/năm tại khu vực trạm Yên Bái thuộc tỉnh Yên Bái đến 191,1 mm/năm tại khu vực trạm Sông Mã thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây ngô (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (57,2 ÷ 148,1); Điện Biên (134,4÷173,3); Sơn La (74,9÷ 191,1); Hòa Bình (16,5÷112,9); Lào Cai (8,0÷22,8); Yên Bái (7,2÷102,5); Phú Thọ (66,2÷78,9); Hà Giang (27,5÷121,4); Tuyên Quang (54,8÷93,9); Thái Nguyên (30,7÷74,5); Bắc Kạn (48,0÷106,4); Cao Bằng (48,8÷154,4); Lạng Sơn (46,1÷130,1); Bắc Giang (35,2÷87,8).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây rau tương tự đối với cây ngô, biến động khá mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 8,5 mm/năm tại khu vực trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai đến 200,5 mm/năm tại khu vực trạm Sông Mã thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây rau (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (65,8÷144,1); Điện Biên (106,5÷169,0); Sơn La (86,7÷200,5); Hòa Bình (36,5÷135,9); Lào Cai (8,5÷46,8); Yên Bái (25,9÷118,8); Phú Thọ (69,7÷80,7); Hà Giang (35,1÷122,2); Tuyên Quang (44,9÷90,0); Thái Nguyên (30,7÷90,3); Bắc Kạn (49,9÷120,3); Cao Bằng (47,1÷151,7); Lạng Sơn (55,2÷118,6); Bắc Giang (24,6÷100,4).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây ăn quả biến động khá mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 0,0 mm/năm tại khu vực trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai đến 269,2 mm/năm tại khu vực trạm Yên Châu thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây ăn quả (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (91,4÷160,2); Điện Biên (111,4÷205,2); Sơn La (121,3÷269,2); Hòa Bình (114,4÷155,0); Lào Cai (0,0÷101,5); Yên Bái (46,0÷186,1); Phú Thọ (66,4÷111,4); Hà Giang (40,8÷101,7); Tuyên Quang (73,9÷143,5); Thái Nguyên (61,2÷ 166,6); Bắc Kạn (68,4÷135,0); Cao Bằng (42,8÷139,0); Lạng Sơn (49,2÷187,2); Bắc Giang (106,1÷129,9).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây công nghiệp lâu năm biến động khá mạnh giữa các khu vực khác nhau, từ 0,0 mm/năm tại khu vực trạm Sa Pa thuộc tỉnh Lào Cai đến 332,0 mm/năm tại khu vực trạm Sông Mã thuộc tỉnh Sơn La. Phạm vi chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây công nghiệp lâu năm (mm/năm) trên địa bàn các tỉnh là: Lai Châu (92,1÷205,4); Điện Biên (167,5÷244,0); Sơn La (123,3÷332,0); Hòa Bình (135,7÷193,0); Lào Cai (0,0÷152,2); Yên Bái (62,2÷208,1); Phú Thọ (97,8÷174,7); Hà Giang (40,1÷150,8; Tuyên Quang (100,1÷216,4); Thái Nguyên (119,3÷216,6); Bắc Kạn (130,9÷161,7); Cao Bằng (65,0÷159,7); Lạng Sơn (65,9÷267,0); Bắc Giang (143,9÷161,1).

Chỉ số nhu cầu nước cần tưới đối với cây dược liệu đều bằng 0 vì theo kết quả điều tra, khảo sát, các cây này đều được trồng trên đất rừng, lượng mưa và độ ẩm ở các khu vực này đã đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển.