1.2. Tổng quan về sản xuất lúa và tác động của khí hậu và thời tiết cực đoan đến sản
1.2.2. Những tác động của khí hậu đến cây lúa
Giống nhƣ các loài cây nông nghiệp khác, lúa chịu ảnh hƣởng của các điều kiện khí hậu đến quá trình sinh trƣởng và phát triển. Trong đó, nhiệt độ và lƣợng nƣớc là hai yếu tố quan trọng nhất trong các quá trình sinh trƣởng, phát triển của cây lúa. Ngoài ra, lúa cũng chịu tác động của sự nhiễm mặn và các hiện tƣợng cực đoan khác.
1.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng cây lúa
Đối với yếu tố nhiệt độ, nhiệt độ không khí và nhiệt độ nƣớc là yếu tố quan trọng liên quan đến sự tăng trƣởng và năng suất lúa (xem bảng 1.1).
Bảng 1.1. Đáp ứng của cây lúa đối với nhiệt độ ở các giai đoạn sinh trƣởng
Giai đoạn sinh trƣởng
Nhiệt độ (°C)
Tối thấp Tối cao hợp nhất Thích
Nảy mầm 10 45 20-35 Hình thành cây mạ 12-13 45 25-30 Ra rễ 16 35 25-28 Vƣơn lá 7-12 45 31 Nở bụi (đẻ nhánh) 9-16 33 25-31 Đứng cái/phân hoá đòng 15 - - Phát triển đòng 15-20 38 - Thụ phấn 22 35 30-33 Chín 12-18 30 20-25 Nguồn: [10]
Tùy theo giống lúa, thời vụ giai đoạn tăng trƣởng và sinh lí, mà cây lúa có thể cho những khoảng chịu đựng nhiệt độ không khí và nhiệt độ nƣớc khác nhau, cây lúa
vùng nhiệt đới có khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn. Nếu điều kiện nhiệt độ cực đoan càng kéo dài thì càng có sự bất lợi cho sự tăng trƣởng và năng suất cây lúa, giới hạn tốt cho cây lúa là 20-300
C, nhiệt độ càng cao hơn trong khoảng này thì lúa càng phát triển mạnh. Nghiên cứu của Oh-e và các đồng nghiệp (2004) ở Khoa Nông nghiệp, Đại học Okayama, Nhật Bản đã chứng minh rằng khi nhiệt độ gia tăng sẽ ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng, năng suất và sản lƣợng vật chất khô cho toàn vụ. Thí nghiệm chứng tỏ số lƣợng nhánh bông lúa sẽ bị giảm khi nhiệt độ gia tăng vƣợt quá 290C. Nhiệt độ không khí gia tăng lên từ 32-350C sẽ làm tổn hại đến cây lúa. Khi nhiệt độ không khí cao hơn 400C và thấp hơn 170C thì sự tăng trƣởng của cây lúa chậm lại rõ rệt, khi trời lạnh dƣới 130C cây lúa ngừng phát triển, nếu nhiệt độ lạnh này kéo dài liên tục khoảng 1 tuần thì cây lúa sẽ chết [10].
Tổn hại đến cây lúa khi nhiệt độ xuống thấp: Các cây trồng nhiệt đới và nhiệt đới nói chung và cây lúa nói riêng thƣờng bị tổn hại nặng nề khi nhiệt độ xuống khoảng 00C đến 120C do hiện tƣợng giá lạnh giá tạo nên sự thiếu nƣớc trong tế bào. Mức độ tổn hại khi thời tiết lạnh tùy theo giống lúa và giai đoạn sinh trƣởng.
Tổn hại đến cây lúa khi nhiệt độ lên cao: Khi nhiệt độ tăng cao ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng, năng suất và phẩm chất hạt lúa. Đặc biệt nhiều thực nghiệm đã chứng minh rằng cây lúa nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ cao trong thời kì phát triển và thời kì trổ bông [10].
1.2.2.2. Ảnh hưởng của mưa và lượng nước lên sinh trưởng cây lúa
Cƣờng độ và thời gian mƣa làm ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của lúa. Mƣa càng lớn và càng kéo dài liên tục nhiều ngày có thể tạo ra bất lợi cho cây lúa. Mƣa rơi trong các thời điểm cây lúa trổ bông sẽ ảnh hƣởng lớn đến quá trình thụ phấn khiến tình trạng lúa lép gia tăng. Mƣa lớn kết hợp với lũ làm năng suất và tăng trƣởng cây lúa có thể bị ảnh hƣởng tùy theo chiều sâu và thời gian ngập khiến tình trạng ngập úng cục bộ có kéo dài gây bất lợi.
Các yếu tố thời tiết bất lợi phối hợp nhƣ khi có mƣa to thƣờng đi kèm theo gió lớn, nhiệt độ xuống thấp, thời gian chiếu sáng trong ngày giảm, hạn chế quang hợp... các yếu tố này tạo nên một tác động cộng hƣởng đến khả năng chống ngã đổ, khả năng duy trì tăng trƣởng và có thể ảnh hƣởng đến năng suất lúa.
Cây lúa là một loài thực vật ƣa nƣớc. Tuy nhiên cây lúa cũng có những giới hạn khi bị ngập quá 2/3 chiều cao thân cây của nó trong một thời gian dài. Thƣờng cây lúa chịu ngập ở độ sâu trung bình 25 – 50 cm từ mặt đất. Khi bị ngập sâu hơn thì ảnh hƣởng đến sinh trƣởng cây lúa vì ngập quá sâu làm lá cây lúa không hấp thụ đƣợc CO2 đƣợc, quá trình quang hợp bị hạn chế, phù sa và các chất lơ lửng khác bao che ngoài thân, lá dẫn đến việc tích lũy độc chất làm cây lúa bị tổn thƣơng. Đặc biệt trong giai đoạn cây lúa trổ bông và chắc hạt, nếu cây lúa bị ngập hoàn toàn thân cây trong một vài ngày thì năng suất sẽ bị ảnh hƣởng nghiêm trọng. Ngoài ra, cây lúa bị ngập sâu còn dễ bị các dịch hại tấn công phần đọt non (bảng 1.2).
Bảng 1.2. Mức độ chịu ngập (ngày) của lúa ở các giai đoạn sinh trƣởng
Mức độ chống chịu (% cây còn sống) Nảy mầm (ngày) Ðẻ nhánh (ngày) Làm đòng
(ngày) Trổ (ngày) Vào chắc (ngày) Cấp 1 100 1 - 3 1 - 2 1 - 2 0 1 Cấp 3 95 - 99 4 - 6 3 - 4 3 - 4 1 2 Cấp 5 75 - 94 7 - 9 5 - 6 5 - 6 2 3 Cấp 7 50 - 74 10 - 14 6 - 7 6 - 7 3 4 Cấp 9 0 - 49 15 - 21 8 - 10 8 - 10 4 - 5 5 - 7 Nguồn: [29]
Lúa là một loài thực vật cần nhiều nƣớc để sinh trƣởng, khi nguồn nƣớc cung cấp cho cây lúa bị hạn chế đến một mức giới hạn theo một thời đoạn kéo dài nào đó thì sự sinh trƣởng của cây lúa sẽ bị ảnh hƣởng. Khi nguồn nƣớc cung cấp cho cây lúa (từ nƣớc mƣa hay từ các hệ thống tƣới) bị gián đoạn khoảng 1 tuần lễ ở các vùng trồng lúa rẫy, lúa vùng cao hoặc 2 hơn 2 tuần lễ ở các vùng trồng lúa đất thấp thì năng suất lúa sẽ bị tác động tiêu cực. Khô hạn kéo dài sẽ dẫn đến hệ quả năng suất lúa bị giảm sút, thậm chí khi ruộng lúa bị hạn hán trầm trọng, các hoạt động phát triển sinh học trong cây lúa sẽ bị ngƣng trệ và cây lúa có thể bị chết và khô héo. Nếu ruộng lúa nằm ở vùng ven biển thì khô hạn kết hợp với sự nhiễm mặn sẽ làm giảm sút năng suất và sản lƣợng lúa trầm trọng.
1.2.2.3. Ảnh hưởng của sự nhiễm mặn
Nhiễm mặn và khô hạn là hai yếu tố giới hạn lớn nhất, giới hạn chịu mặn của cây lúa phụ thuộc nhiều vào giống lúa, độ mặn và thời gian nhiễm mặn. Giai đoạn rủi ro nhất cho năng suất cây lúa do nhiễm mặn là thời kì lúa trổ đòng đến xanh chắc, khi đó tổn thất về năng suất có thể lên tới 70 - 80%. Khi nồng độ mặn trong nƣớc lên tới 4‰ kéo dài trong 1 tuần thì có thể gây ra chết hầu hết các giống lúa mẫn cảm với mặn, riêng một số giống lúa chịu mặn thì có thể phục hồi với năng suất có thể giảm 20 - 50% tùy theo giai đoạn sinh trƣởng. Khi nồng độ muối trong nƣớc vƣợt 6‰ và kéo dài trên một tuần thì hầu hết các ruộng lúa sẽ bị thiệt hại hoàn toàn.
Bảng 1.3. Mức độ chịu mặn (nồng độ ‰) của lúa ở các giai đoạn sinh trƣởng
Mức độ chống chịu Nảy mầm Mức độ chống chịu Nảy mầm Mức độ chống chịu Nảy mầm Cấp 1 (bình thƣờng) < 2 < 2 < 2 < 2 < 2 Cấp 3
(giảm nảy chồi và 1 ít lá bị cuộn lại)
2 - 3 2 - 3 2 - 3 2 - 3 2 - 3
Cấp 5 (giảm sinh trƣởng, nhiều lá bị cuộn lại)
> 3-4 > 3-4 > 3-4 > 3-4 > 3-4 Cấp 7 (ngừng sinh trƣởng) > 4 - 6 > 4 - 6 > 4 - 6 > 4 - 6 > 4 - 6 Cấp 9 (hầu hết lúa bị chết) > 6 > 6 > 6 > 6 > 6 Nguồn: [29]
1.2.2.4. Ảnh hưởng của các yếu tố thiên tai khác
Các vùng đất trồng lúa ở châu Á, chủ yếu là Đông Nam Á, là nơi thƣờng xuyên chịu ảnh hƣởng của các thiên tai nhƣ bão tố, lốc xoáy, lũ lụt, hạn hán, khô nóng và rét đậm. Thiên tai có thể nhanh chóng gây thiệt hại hoàn toàn tất các những thành quả gieo trồng và chăm sóc lúa của ngƣời nông dân, gây ra những tổn thƣơng nặng nề cho tài sản, sản xuất và đời sống của ngƣời dân. Đối với cây lúa, các hiện tƣợng thiên tai này càng ảnh hƣởng nghiêm trọng, gây thiệt hại nặng nề khi xảy ra.
nhân do thủy triều và nƣớc biển dâng tràn vào các vùng đất thấp trồng lúa. Lũ lụt gây ngập kéo dài gây sạt lở, hƣ hại bờ bao và phá hoại các các công trình tƣới tiêu khiến các vụ sau gặp khó khăn. Ngoài ra bão lụt còn gây gió lớn khiến cây lúa bị ngã đổ làm giảm năng suất và sản lƣợng.
Nƣớc biển dâng làm diện tích đất nông nghiệp và thủy sản nhiễm mặn tăng lên và sẽ gây thu hẹp diện tích canh tác lúa. Ngoài ra hệ sinh thái nông nghiệp vùng ven biển có sự thay đổi sâu sắc, chất lƣợng nƣớc sông thay đổi, ngoài ra diễn biến về hình thái bờ, còn có sự thay đổi về lƣợng phù sa và thay đổi vùng đặc điểm vùng ngập mặn khiến vành đai chắn sóng ven biển bị hƣ hại khiến bão tố dễ dàng tấn công các vùng canh tác lúa phía trong đất liền. Ngoài ra, sự bất thƣờng của thời tiết làm tăng mật độ côn trùng, dịch bệnh và cỏ dại ảnh hƣởng đến hoạt động sản xuất lúa.