Nghiên cứu dự báo năng suất ngô, đậu tương, lạc và xây dựng quy trình giám sát khí tượng nông nghiệp cho 4 cây trồng chính (lúa, ngô, lạc, đậu tương) bằng thông tin mặt đất ở việt nam

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO NĂNG SUẤT NGÔ, ĐẬU
TƯƠNG, LẠC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH GIÁM
SÁT KHÍ TƯỢNG NƠNG NGHIỆP CHO 4 CÂY
TRỒNG CHÍNH (LÚA, NGƠ, LẠC, ĐẬU TƯƠNG)
BẰNG THƠNG TIN MẶT ĐẤT Ở VIỆT NAM
Chủ nhiệm đề tài: TS. NGUYỄN THỊ HÀ

7486
19/8/2009

HÀ NỘI – 2009


BTNMT
VKTTVMT
B TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ NG
VI N KHOA H C KHÍ TƯ NG TH Y VĂN VÀ MƠI TRƯ NG
S 23/62 Nguy n Chí Thanh - Qu n Đ ng Đa - Hà N i
-----------------********--------------------

BÁO CÁO
T NG K T Đ TÀI NGHIÊN C U
KHOA H C VÀ CÔNG NGH C P B

Đ TÀI:

NGHIÊN C U D BÁO NĂNG SU T NGÔ, Đ U
TƯƠNG, L C VÀ XÂY D NG QUY TRÌNH GIÁM
SÁT KHÍ TƯ NG NƠNG NGHI P CHO 4 CÂY
TR NG CHÍNH (LÚA, NGƠ, L C, Đ U TƯƠNG)
B NG THÔNG TIN M T Đ T VI T NAM

Tên Ch nhi m Đ tài: TS. Nguy n Th Hà

HÀ N I, 6 - 2009


B TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯ NG
VI N KHOA H C KHÍ TƯ NG TH Y VĂN VÀ MƠI TRƯ NG
S 23/62 Nguy n Chí Thanh - Qu n Đ ng Đa - Hà N i
-----------------********--------------------

BÁO CÁO
T NG K T Đ TÀI NGHIÊN C U
KHOA H C VÀ CÔNG NGH C P B
Đ TÀI:

NGHIÊN C U D BÁO NĂNG SU T NGÔ, Đ U
TƯƠNG, L C VÀ XÂY D NG QUY TRÌNH GIÁM
SÁT KHÍ TƯ NG NƠNG NGHI P CHO 4 CÂY
TR NG CHÍNH (LÚA, NGƠ, L C, Đ U TƯƠNG)
B NG THÔNG TIN M T Đ T VI T NAM
Ch s đăng ký:
Ch s phân lo i:
Ch s lưu tr :
C ng tác viên chính: 1. KS. Ngơ S Giai; 2. ThS. Ngô Ti n Giang; 3. CN. Nguy n H ng Sơn;

4. TS. Tr n H ng Thái; 5. KS. Đ ng Th Thanh Hà; 6. Võ Đình S c
Hà N i, ngày…tháng…năm 2009 Hà N i, ngày…tháng…năm 2009 Hà N i, ngày…tháng…năm 2009

CH NHI M Đ TÀI
(Ký và ghi rõ h tên)

ĐƠN V TH C HI N
(Ký và ghi rõ h tên)

CƠ QUAN CH TRÌ
(Th trư ng đơn v ch trì
ký tên, đóng d u)

TS. Nguy n Th Hà
Hà N i, ngày…tháng…năm 2009
H I Đ NG ĐÁNH GIÁ CHÍNH TH C
CH T CH H I Đ NG
(Ký và ghi rõ h tên, h c hàm, h c v )

Hà N i, ngày…tháng…năm 2009
CƠ QUAN QU N LÝ Đ TÀI
TL. B TRƯ NG
KT. V TRƯ NG
V KHOA H C VÀ CƠNG NGH
PHĨ V TRƯ NG

TS. Nguy n Lê Tâm

Nguy n Lê Tâm
HÀ N I, 6 - 2009

M CL C
Trang
M Đ U .......................................................................................................... 1
PH N I. M T S MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ D BÁO KHÍ TƯ NG
NÔNG NGHI P TRÊN TH GI I VÀ D KI N PHÁT
TRI N VI T NAM ....................................................................... 2
Chương 1. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nông nghi p trên th
gi i .................................................................................................. 2
I.1.1. Quan đi m v mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p ............ 2
I.1.2. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p c a t ch c
Lương th c và Nông nghi p Liên h p qu c ............................................. 3
I.1.3. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p Liên minh châu
Âu (EU) và châu Phi ................................................................................ 9
I.1.4. Giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p M ................................... 14
I.1.5. Giám sát và d báo năng su t cây tr ng Trung Qu c .......................... 18
Chương 2. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p Vi t
Nam ............................................................................................ 21
I.2.1. Tình hình giám sát KTNN và d báo năng su t ..................................... 21
I.2.2. Đ xu t sơ đ khung v mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng
nghi p b ng thông tin m t đ t Vi t Nam ............................................ 22
PH N II. NGHIÊN C U D BÁO NĂNG SU T TRUNG BÌNH THEO
T NH C A 3 CÂY TR NG NGÔ, L C, Đ U TƯƠNG
VI T NAM ................................................................................... 25
Chương 1. Phương pháp nghiên c u và s li u s d ng ............................. 25
II.1.1. Phương pháp h i quy t ng bư c ........................................................... 25
II.1.2. Phương pháp tr c giao .......................................................................... 28
II.1.3. Phương pháp ki m nghi m và ch n l c mơ hình d báo ....................... 29
II.1.4. S li u s d ng ..................................................................................... 30

Chương 2. K t qu nghiên c u xây d ng mơ hình d báo năng su t
ngơ, l c, đ u tương c a các t nh gieo tr ng chính Vi t
Nam ............................................................................................ 32
II.2.1. K t qu áp d ng phương pháp h i quy t ng bư c trong xác đ nh các
phương án d báo năng su t ngô, l c, đ u tương ................................... 32
i


II.2.2. K t qu áp d ng phương pháp tr c giao trong xây d ng các mơ hình
d báo năng su t ngô, l c, đ u tương ..................................................... 58
II.2.3. Đánh giá và ch n l c các mô hình s d ng trong xây d ng quy trình
d báo năng su t ngô, l c, đ u tương Vi t Nam .......................................... 76
Chương 3. Xây d ng ph n m m và quy trình d báo năng su t cho
ngô, l c, đ u tương Vi t Nam ................................................ 83
II.3.1. Xây d ng ph n m m d báo năng su t cho ngô, l c, đ u tương
Vi t Nam .............................................................................................. 83
II.3.2. Quy trình d báo năng su t cho 3 cây tr ng ngô, l c, đ u tương Vi t
Nam ................................................................................................................... 84
PH N III. NGHIÊN C U XÂY D NG QUY TRÌNH GIÁM SÁT KTNN
CHO 4 CÂY TR NG CHÍNH (LÚA, NGƠ, L C, Đ U
TƯƠNG) B NG THÔNG TIN M T Đ T VI T NAM ........... 95
Chương 1. Nghiên c u xây d ng các k ch b n t ng h p m c đ thu n
l i và không thu n l i c a đi u ki n th i ti t đ i v i 4 cây
tr ng (lúa, ngô, l c, đ u tương) theo phương pháp nh n
d ng ............................................................................................. 95
III.1.1. Kh năng áp d ng lý thuy t nh n d ng trong xây d ng các k ch b n
v đi u ki n khí tư ng nông nghi p đ i v i cây tr ng ......................... 95
III.1.2. Nghiên c u xây d ng các k ch b n v m c đ thu n l i c a các đi u
ki n th i ti t đ i v i s sinh trư ng, phát tri n và hình thành năng
su t cây tr ng Vi t Nam b ng phương pháp nh n d ng .................... 99

III.1.3. K ch b n nh n d ng m c đ thu n l i th c t c a th i ti t đ i v i
cây lúa ............................................................................................... 103
III.1.4. K ch b n nh n d ng m c đ thu n l i th c t c a th i ti t đ i v i 3
cây tr ng c n (ngô, l c và đ u tương) ................................................ 129
III.1.5. L p b n tin Thơng báo và c nh báo Khí tư ng nông nghi p .............. 147
Chương 2. Xây d ng quy trình và ph n m m giám sát khí tư ng nơng
nghi p cho 4 cây tr ng (lúa nư c, ngô, l c, đ u tương)
b ng thông tin m t đ t Vi t Nam ........................................ 148
III.2.1. Cơ s khoa h c đư c s d ng trong xây d ng quy trình .................... 148
III.2.2. N i dung quy trình giám sát đi u ki n khí tư ng nơng nghi p trong
m t v đ i v i 4 cây tr ng lúa, ngô, l c, đ u tương ........................... 149
III.2.3. Gi i thi u ph n m m giám sát khí tư ng nơng nghi p cho 4 cây
tr ng lúa, ngô, l c, đ u tương b ng thông tin m t đ t Vi t Nam ..... 153

ii


Chương 3. Xây d ng th nghi m 4 b n tin v giám sát khí tư ng nơng
nghi p ....................................................................................... 157
III.3.1. B n tin thông báo KTNN ................................................................... 157
III.3.2. B n tin d báo năng su t lúa và năng su t ngô, l c, đ u tương ........... 158
III.3.3. B n tin t ng k t đi u ki n khí tư ng nơng nghi p v ......................... 158
K T LU N VÀ KI N NGH ..................................................................... 159
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................... 161
PH L C ......................................................................................................... P

iii


M C L C B NG

Trang
B ng I.1. Đánh giá năng su t cây tr ng d a theo ch s tho mãn v nư c
(WSI) ..................................................................................................... 13
B ng I.2. Các nhu c u v s li u th i ti t c th đ i v i các ho t đ ng s n xu t
nông nghi p .................................................................................................... 15

B ng II.2.1. K t qu xây d ng phương trình d báo và xác đ nh sai s d
báo c a 1 trong các phương án (phép th ) d báo năng su t ngô đ i
v i t nh Phú Th ..................................................................................... 36
B ng II.2.2. T ng h p k t qu ki m ch ng các phương án (phép th - PT)
d báo năng su t ngô t nh Phú Th ......................................................... 38
B ng II.2.3. K t qu xây d ng phương trình d báo và xác đ nh sai s d
báo c a 1 trong các phương án d báo năng su t l c (phép th 1) đ i
v i t nh Th a Thiên Hu ........................................................................ 39
B ng II.2.4. T ng h p k t qu ki m ch ng các phương án d báo năng su t
l c t nh Th a Thiên Hu ......................................................................... 40
B ng II.2.5. K t qu xây d ng phương trình d báo và xác đ nh sai s d
báo c a 1 trong các phương án d báo năng su t đ u tương
(phép th 1) đ i v i t nh Hà Giang ......................................................... 41
B ng II.2.6. T ng h p k t qu ki m ch ng các phương án (phép th - PT)
d báo năng su t đ u tương t nh Hà Giang ............................................. 42
B ng II.2.7. Các phương trình d báo năng su t ngơ các t nh gieo tr ng
chính theo phương pháp h i quy t ng bư c ............................................ 43
B ng II.2.8. Các phương trình d báo năng su t l c b ng phương pháp h i quy
t ng bư c các t nh gieo tr ng chính c a Vi t Nam ...................................... 45
B ng II.2.9. Các phương trình d báo năng su t đ u tương các t nh gieo
tr ng chính theo phương pháp h i quy t ng bư c .................................. 46
B ng II.2.10. Kho ng ho t đ ng c a các phương trình tương quan trong
b ng II.2.7 .............................................................................................. 47
B ng II.2.11. Kho ng ho t đ ng c a các phương trình tương quan trong

b ng II.2.8 .............................................................................................. 48
B ng II.2.12. Kho ng ho t đ ng c a các phương trình tương quan trong
b ng II.2.9 .............................................................................................. 49
B ng II.2.13. K t qu ki m ch ng mơ hình d báo năng su t ngô c a các
t nh trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp h i quy t ng bư c ... 50
B ng II.2.14. K t qu ki m ch ng mô hình d báo năng su t ngơ c a các
t nh theo phương pháp h i quy t ng bư c trên cơ s s li u đ c l p ...... 51
iv


B ng II.2.15. K t qu ki m ch ng ch t lư ng d báo năng su t l c c a các
t nh trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp h i quy t ng bư c ... 54
B ng II.2.16. K t qu ki m ch ng ch t lư ng d báo năng su t l c c a các
t nh trên cơ s s li u đ c l p theo phương pháp h i quy t ng bư c ....... 54
B ng II.2.17. K t qu ki m ch ng ch t lư ng d báo năng su t đ u tương
c a các t nh trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp h i quy
t ng bư c ............................................................................................... 56
B ng II.2.18. K t qu ki m ch ng ch t lư ng d báo năng su t đ u tương
c a các t nh theo phương pháp h i quy t ng bư c trên cơ s s li u
đ c l p .................................................................................................... 57
B ng II.2.19. Sai s c a phương trình tính năng su t l c b ng phương pháp
tr c giao đ i v i t nh Th a Thiên Hu .................................................... 59
B ng II.2.20. Sai s c a phương án d tính năng su t đ u tương b ng
phương pháp tr c giao đ i v i t nh Hà Giang ......................................... 60
B ng II.2.21. Các phương trình d báo năng su t đ u tương các t nh gieo
tr ng chính theo phương pháp tr c giao ................................................. 61
B ng II.2.22. Các phương trình d báo năng su t l c các t nh gieo tr ng
chính theo phương pháp tr c giao ........................................................... 62
B ng II.2.23. K t qu ki m tra ch t lư ng d báo năng su t l c c a các t nh
trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp tr c giao ........................ 64

B ng II.2.24. K t qu ki m tra ch t lư ng d báo năng su t l c c a các t nh
trên cơ s s li u đ c l p theo phương pháp tr c giao ............................ 64
B ng II.2.25. K t qu ki m tra ch t lư ng d tính năng su t đ u tương c a
các t nh trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp tr c giao ........... 66
B ng II.2.26. K t qu ki m nghi m ch t lư ng d báo năng su t đ u tương
c a các t nh b ng phương pháp tr c giao trên cơ s s li u đ c l p ........ 66
B ng II.2.27. Sai s c a phương trình d báo năng su t ngơ b ng phương
pháp TGKH đ i v i t nh Phú Th ........................................................... 69
B ng II.2.28. Các phương trình d báo năng su t ngô cho các t nh theo
phương pháp TGKH ............................................................................... 70
B ng II.2.29. K t qu ki m tra ch t lư ng d báo năng su t ngô c a các
t nh trên cơ s s li u ph thu c theo phương pháp TGKH .................... 72
B ng II.2.30. K t qu ki m tra ch t lư ng d báo năng su t ngô c a các
t nh theo phương pháp TBKH trên cơ s s li u đ c l p ........................ 73
B ng II.2.31. M t s ch tiêu đánh giá k t qu d báo năng su t ngô cho 49
t nh tr ng ngơ chính theo 2 phương pháp: HQTB và TGKH .................. 76
B ng II.2.32. M t s ch tiêu đánh giá k t qu d báo năng su t l c cho 24
t nh tr ng l c chính theo 2 phương pháp HQTB và phương pháp TG ..... 78
v


B ng II.2.33. M t s ch tiêu đánh giá k t qu tính năng su t đ u tương cho
16 t nh tr ng đ u tương chính theo 2 phương pháp (HQTB và TG) ........ 80
B ng III.1.1. Các ngư ng nhi t đ (th p, cao và t i ưu) đ i v i cây lúa
trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n chính .............................. 103
B ng III.1.2. Các giá tr trung bình c a b c thoát hơi ti m năng
(ETo/mm/ngày) các vùng khí h u nơng nghi p khác nhau ................ 104
B ng III.1.3. H s cây tr ng đ i v i cây lúa tính t sau ngày gieo, tr ng ..... 104
B ng III.1.4. S gi n ng t i ưu ngày đ i v i cây lúa trong 4 giai đo n phát
tri n chính ............................................................................................ 105

B ng III.1.5. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a lúa do nhi t đ
chênh l ch l n so v i nhi t đ t i ưu trong 4 giai đo n sinh trư ng ...... 108
B ng III.1.6. M c gi m năng su t trung bình ngày (%) c a lúa do th i ti t khơ
nóng trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ..................................... 109
B ng III.1.7. Ch tiêu phân h ng m c đ kh c nghi t c a h n nông nghi p tính
theo phương pháp Prescot đã đư c hi u ch nh theo h s Xelianin p ............ 110
B ng III.1.8. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a lúa do h n nông
nghi p (NN) trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n .......................... 110
B ng III.1.9. M c gi m năng su t trung bình c a lúa do 1 đ t gió m nh (%/đ t)
trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ............................................ 111
B ng III.1.10. M c gi m năng su t trung bình (%) c a lúa do ng p úng trong
các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ...................................................... 111
B ng III.1.11. M c gi m năng su t so v i năng su t trung bình c a lúa do ng p
úng trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ....................................... 111
B ng III.1.12. Ch tiêu phân lo i m c đ thu n l i c a th i ti t đ i v i cây
tr ng ..................................................................................................... 116
B ng III.1.13. Đ dài c a 4 giai đo n đ i v i các nhóm gi ng lúa ................. 119
B ng III.1.14. Phân lo i v ñư c mùa ho c m t mùa d a vào m c ñ
thu n l i c a th i ti t (K favt) ñ n th i ñi m ñánh giá .......................... 123
B ng III.1.15. Phân c p m c đ thu n l i th c t tích lu c a th i ti t theo
tr ng thái sinh trư ng và phát tri n c a cây tr ng ................................. 124
B ng III.1.16. K t qu ki m ch ng m c đ phù h p c a ch s thu n l i
tích lu c a đi u ki n KTNN đ i v i gi ng lúa 150 ngày trong 5 v
lúa Đông xuân Tr m Th c nghi m Khí tư ng nơng nghi p Đ ng
b ng B c B ......................................................................................... 125
B ng III.1.17. K t qu ki m nghi m m c đ phù h p c a ch s thu n l i
tích h p tích lu c a đi u ki n KTNN đ i v i gi ng lúa 140 ngày
trong 7 v lúa mùa Tr m Th c nghi m Khí tư ng nông nghi p
Đ ng b ng B c B ............................................................................... 126
vi

B ng III.1.18. Ki m ch ng k t qu giám sát năng su t có th đ i v i cây
lúa v đông xuân giai đo n 1998 – 2007 .............................................. 128
B ng III.1.19. Ki m ch ng k t qu giám sát năng su t có th đ i v i cây lúa
v mùa giai đo n 1998 – 2007 ............................................................... 129
B ng III.1.20. Các ngư ng nhi t đ (th p, cao và t i ưu) đ i v i cây ngô
trong các giai sinh trư ng và phát tri n chính ....................................... 130
B ng III.1.21. Các ngư ng nhi t đ (th p, cao và t i ưu) đ i v i cây l c
trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n chính ............................... 130
B ng III.1.22. Các ngư ng nhi t đ (th p, cao và t i ưu) đ i v i cây đ u
tương trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n chính .................... 130
B ng III.1.23. H s cây tr ng đ i v i m t s cây tr ng c n, tính t sau
ngày gieo, tr ng ..................................................................................... 131
B ng III.1.24. S gi n ng t i ưu ngày đ i v i 3 cây ngô, l c và đ u tương
trong 4 giai đo n phát tri n chính ......................................................... 132
B ng III.1.25. T c đ gió trung bình ngày t i ưu đ i v i cây 3 cây ngô, l c,
đ u tương trong 4 giai đo n phát tri n chính ......................................... 132
B ng III.1.26. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a 3 cây tr ng c n
do nhi t đ chênh l ch l n so v i nhi t đ t i ưu trong 4 giai đo n
sinh trư ng ........................................................................................... 135
B ng III.1.27. M c gi m năng su t trung bình ngày (%) c a ngơ do th i
ti t khơ nóng trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ................... 136
B ng III.1.28. M c gi m năng su t trung bình ngày (%) c a l c do th i ti t
khơ nóng trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ......................... 136
B ng III.1.29. M c gi m năng su t trung bình ngày (%) c a đ u tương do
th i ti t khơ nóng trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ch nh .. 137
B ng III.1.30. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a ngô do h n
nông nghi p trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n .................... 137
B ng III.1.31. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a l c do h n

nông nghi p trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n .................... 137
B ng III.1.32. M c gi m năng su t trung bình tu n (%) c a đ u tương do
h n nông nghi p trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ............... 138
B ng III.1.33. M c gi m năng su t trung bình c a ngơ do 1 đ t gió m nh
(%/đ t) trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ........................... 138
B ng III.1.34. M c gi m năng su t trung bình c a l c do 1 đ t gió m nh
(%/đ t) trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ........................... 138
B ng III.1.35. M c gi m năng su t trung bình c a đ u tương do 1 đ t gió
m nh (%/đ t) trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n .................. 139
vii


B ng III.1.36. M c gi m năng su t trung bình c a ngơ do ng p úng trong
các giai đo n sinh trư ng và phát tri n trên 2 n n bón đ m .................. 139
B ng III.1.37. M c gi m năng su t trung bình c a ngô do ng p úng trong
các giai đo n sinh trư ng và phát tri n theo m c bón đ m trung bình .. 139
B ng III.1.38. M c gi m năng su t trung bình c a cây l c do ng p úng
trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ........................................ 140
B ng III.1.39. M c gi m năng su t trung bình c a đ u tương do ng p úng
trong các giai đo n sinh trư ng và phát tri n ........................................ 140
B ng III.1.40. Phân lo i v đư c mùa ho c m t mùa d a vào m c ñ thu n
l i c a th i ti t (K favt) ñ n th i ñi m ñánh giá ................................... 144
B ng III.1.41. K t qu ki m ch ng m c đ phù h p c a ch s thu n l i
tích h p tích lu c a đi u ki n KTNN đ i v i v ngô Đông xuân
Tr m Th c nghi m Khí tư ng nơng nghi p Đ ng b ng B c B ........... 146
B ng III.1.42. Ki m ch ng k t qu giám sát năng su t có th đ i v i cây
ngơ v Đơng xuân giai đo n 1998 – 2006 ............................................ 147
B ng III.2.1. T l đ dài c a 4 giai đo n sinh trư ng và phát tri n ch y u
so v i đ dài c a toàn b th i gian sinh trư ng c a cây lúa .................. 151

viii


M C L C HÌNH
Trang
Hình I.1. Sơ đ khái ni m c a h th ng thông tin an ninh lương th c
(FSIEWS) c a FAO ........................................................................... 4
Hình I.2. Sơ đ đánh giá năng su t cây tr ng c a FAO ..................................... 5
Hình I.3. C u trúc c a trang web ch v h th ng thơng tin khí tư ng nông
nghi p ho c h th ng thông tin khí tư ng nơng nghi p ph c v an
ninh lương th c .................................................................................. 7
Hình I.4. Sơ đ phương pháp giám sát và d báo năng su t cây tr ng các
nư c châu Âu, m t s nư c châu Á và các nư c vùng phía Đơng
c a châu Phi ..................................................................................... 11
Hình I.5. Sơ đ phương pháp giám sát cây tr ng

Trung Qu c ...................... 19

Hình I.6. Sơ đ phương pháp d báo năng su t cây tr ng theo huy n, t nh
Trung Qu c ...................................................................................... 20
Hình I.7. Sơ đ khung v h th ng giám sát và d báo năng su t cây tr ng
b ng thông tin m t đ t Vi t Nam .................................................. 23
Hình I.8. Sơ đ kh i giám sát và d báo năng su t cây tr ng b ng thông tin
m t đ t Vi t Nam ......................................................................... 24

ix


DANH M C CÁC CH
Nh ng ch vi t t t

VI T T T
Vi t đ y đ

CCPI

Ch s ti n đ phát tri n c a cây tr ng

CSWB

Cán cân nư c cây tr ng

EU

Liên minh châu Âu

FAO

T ch c Lương th c và Nông nghi p Liên h p qu c

FSIEWS

Thông tin an ninh lương th c và h th ng c nh báo s m
c a FAO

KTNN

Khí tư ng nông nghi p

KH KTTV & MT

Khoa h c Khí tư ng Th y văn và Mơi trư ng

PET

B c thoát hơi ti m năng

PP HQTB

Phương pháp h i quy t ng bư c

PP TG

Phương pháp tr c giao

PP TGKH

Phương pháp tr c giao k t h p

Vi n
KHKTTV&MT

Vi n Khoa h c Khí tư ng Thu văn và Mơi trư ng

WMO

T ch c Khí tư ng Th gi i

WRSI

Ch s thõa mãn nhu c u nư c c a cây tr ng

WWCB

Tu n báo Th i ti t và Cây tr ng c a M

x


M

Đ U

Đánh giá đi u ki n sinh trư ng, phát tri n, t o thành năng su t và d báo
năng su t là v n đ r t quan tr ng trong công tác đi u ch nh k thu t canh tác đ
nâng cao năng su t cây tr ng. S nh hư ng m nh m c a th i ti t và khí h u
đ n quá trình sinh trư ng, phát tri n và t o thành năng su t, s n lư ng lương
th c c a th gi i đã d n đ n s quan tâm đ c bi t trong v n đ theo dõi, đánh
giá đ nh kỳ (giám sát đi u ki n khí tư ng nơng nghi p) đ i v i s sinh trư ng,
phát tri n và d báo năng su t, s n lư ng có th đ t đư c c a các lo i cây lương
th c các qu c gia trên th gi i. Bên c nh đó, v n đ an ninh lương th c đã và
đang tr thành m t v n đ r t quan tr ng mang tính tồn c u trong nh ng th p
k g n đây. Đ góp ph n gi i quy t v n đ này thì bên c nh vi c áp d ng các
bi n pháp liên quan đ n k thu t trong nông nghi p như gi ng m i, áp d ng k
thu t tiên ti n, s d ng h p lý các lo i phân bón... vi c giám sát đi u ki n khí
tư ng nông nghi p và d báo năng su t mùa màng chính xác đ có k ho ch
xu t nh p kh u h p lý c a m i qu c gia là r t c n thi t.
V i t m quan tr ng c a công tác giám sát và d báo năng su t cây tr ng, đã t
lâu các nư c phát tri n và m t s nư c khác (M , các nư c thu c EU, Liên Xô
cũ, Trung Qu c...) đã ti n hành cơng vi c giám sát khí tư ng nông nghi p (KTNN)

đ i v i các lo i cây tr ng và t nh ng năm 1974 - 1980 đ n nay đã ti n hành xây
d ng các phương pháp d báo và d báo năng su t cây tr ng v i nh ng th i h n
khác nhau: d báo vào đ u th i v gieo tr ng, d báo v i th i h n t 3 đ n 2 ho c
1 tháng trư c khi thu ho ch.
Vi t Nam, vi c giám sát KTNN (thông qua b n tin Thông báo KTNN
hàng tháng) và d báo năng su t cây tr ng đã đư c đưa vào công tác nghi p v
Trung tâm Nghiên c u Khí tư ng nơng nghi p - Vi n Khoa h c Khí tư ng
Thu văn và Môi trư ng (KTTV&MT) - B Tài nguyên và Môi trư ng. Tuy
nhiên, cho đ n nay, trong giám sát KTNN chưa có đánh giá ho c nh n đ nh kh
năng năng su t có th đ t đ t đư c t nh ng th i đi m đánh giá c n thi t; trong
d báo năng su t ch m i có quy trình d báo và d báo năng su t lúa trung bình
theo t nh cho lúa v đơng xn và v mùa vùng Đ ng b ng B c B , B c Trung
B và Đ ng b ng sông C u Long.
Đ m r ng ph m vi ph c v c a công tác giám sát và d báo khí tư ng
nơng nghi p, đ tài "Nghiên c u d báo năng su t ngô, đ u tương, l c và xây
d ng quy trình giám sát khí tư ng nông nghi p đ i v i 4 cây tr ng chính (lúa,
ngơ, l c, đ u tương) b ng thông tin m t đ t" đã đư c phê duy t th c hi n.
Đ tài đư c hoàn thành là nh s quan tâm giúp đ c a Lãnh đ o B Tài
nguyên và Môi trư ng, các V ch c năng thu c B , lãnh đ o Vi n Khoa h c Khí
tư ng Thu văn và Mơi trư ng, các Phịng qu n lý c a Vi n, Lãnh đ o và các
c ng tác viên, các cán b thu c Trung tâm Nghiên c u Khí tư ng Nơng nghi p.
Chúng tơi xin bày t lòng bi t ơn sâu s c c a mình.
1


PH N I
M T S MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ D BÁO KHÍ TƯ NG NƠNG
NGHI P TRÊN TH GI I VÀ D KI N PHÁT TRI N VI T NAM
Chương 1
MƠ HÌNH GIÁM SÁT VÀ D BÁO KHÍ TƯ NG NÔNG NGHI P

TRÊN TH GI I
I.1.1. Quan đi m v mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p
Nói chung, giám sát KTNN s bao g m các cơng vi c chính sau đây:
1) Theo dõi và đánh giá di n bi n các đi u ki n KTNN hi n t i so v i trung
bình nhi u năm và nh ng th i đo n trư c th i gian đang đánh giá;
2) Đánh giá tr ng thái sinh trư ng, phát tri n và hình thành năng su t cây
tr ng, v t nuôi t i th i đi m đư c đánh giá;
3) Đánh giá tác đ ng c a các đi u ki n KTNN đ n s sinh trư ng, phát
tri n và hình thành năng su t cây tr ng, v t nuôi t i th i đi m đư c đánh giá;
4) D báo sinh trư ng và hình thành năng su t cây tr ng, v t nuôi k t
th i đi m đư c đánh giá;
Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nông nghi p các nư c trên th gi i
[4] thư ng bao g m hai h p ph n:
1) M ng lư i quan tr c, thu th p, x lý, lưu tr và chuy n giao s li u
KTNN;
2) M ng lư i d báo và c nh báo s m KTNN.
Theo quy đ nh c a T ch c Khí tư ng Th gi i [43, 48 - 51, 65, 87], vi c
th c hi n các ho t đ ng c a h th ng c nh báo s m thư ng ph i tr i qua 10 bư c
sau đây:
1) K t n i các nghĩa v nghi p v
c p đ qu c gia và đ a phương;
2) Ch đ o m t cơ quan có nghĩa v phát hành các b n tin c nh báo;
3) Ra quy t đ nh ho t đ ng c nh báo m t c p đ chính tr ;
4) Làm cho c nh báo tr thành d hi u và phù hơp;
5) T o n n t ng cho các c nh báo trên cơ s phân tích r i ro và thơng tin
cho các nhóm b nh hư ng và t n thương;
6) Liên k t các lo i thiên tai th nh hành và có kh năng x y ra v i các ho t
đ ng gi m thi u r i ro;
7) Giám sát và d báo nh ng thay đ i c a các d ng t n thương
2

các c p


đ a phương;
8) T o ra nh ng thông tin chi ti t và c th v nh ng r i ro các c p đ a
phương;
9) Đưa ra các chi n lư c đa ngành cho các h th ng c nh báo thích h p v i
các đ a phương;
10) Cung c p, th m tra các thông tin và ch n các phương ti n truy n thông,
các chi n lư c ph bi n v nh ng r i ro đã nh n bi t đư c.
I.1.2. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nông nghi p c a t ch c
Lương th c và Nông nghi p Liên h p qu c (FAO)
I.1.2.1. C u trúc c a thông tin an ninh lương th c và h th ng c nh báo s m
(FSIEWS) c a FAO
Đa s các h th ng giám sát an ninh lương th c đư c t ch c và hình thành
xung quanh 4 tr c t (pillar) sau đây [87]:
- Giám sát s n xu t nông nghi p, thư ng k t h p v i vi c giám sát chăn
nuôi;
- H th ng các thông tin th trư ng đ giám sát thư ng xuyên thương m i
n i đ a và đôi khi thương m i qu c t (nh p kh u/xu t kh u);
- Giám sát xã h i v nh ng dân cư d b nh hư ng ho c giám sát các
nhóm b r i ro, thư ng t p trung vào s nghèo đói, và
- H th ng giám sát lương th c và dinh dư ng là h th ng thư ng ph
thu c vào tình hu ng, giám sát s c kho và tr ng thái dinh dư ng c a dân cư.
Hình I.1 dư i đây cho th y sơ đ quan đi m c a h th ng thông tin an ninh
lương th c và c nh báo s m c a FAO [87]. Trong h th ng này g m có các kh i
thông tin sau đây:
1) Kh i s n ph m (s d ng các thông tin c a h th ng an ninh lương th c)
bao g m 2 kh i thành ph n. Kh i thành ph n 1 bao g m: Các ho t đ ng ngăn

ng a ng n h n; Các ho t đ ng ng c u và gi m thi u; L p k ho ch ng n h n
cho các nhóm nơng nghi p. Kh i thành ph n 2 bao g m: Chương trình hố an
ninh lương th c; L p k ho ch tri n khai; và L p k ho ch trung h n và dài h n
cho các nhóm nông nghi p.
2) Kh i các hàm s dùng đ tính tốn trong h th ng FSIEWS. Kh i này
bao g m 3 kh i thành ph n. Kh i thành ph n 1 bao g m c nh báo s m và hi n
t i. Kh i thành ph n 2 bao g m th trư ng và phân tích thương m i. Kh i thành
ph n 3 bao g m đánh giá cơ c u t n thương và đánh giá b t an ninh lương th c
trong th i gian dài (kinh niên).
3


• Chương trình an ninh
lương th c
• K ho ch phát tri n
• K ho ch lĩnh v c nơng

• Tác đ ng ngăn ng a ng n
Các s n ph m
đ u ra (S
d ng thơng tin
FSIEWS

h n
• Các ho t đ ng kh n c p và
gi m nh

H n ng n

Các ch c năng

c a FSIEWS

Các h at đ ng
ch th / các ho t
đ ng FSIEWS

Các nhân t an
ninh lương th c

nghi p (h n v a/h n dài)

• K ho ch lĩnh v c nơng

C nh báo
s m
và Hi n t i

Giám sát và d
báo mùa màng
c a nông
nghi p (giám
sát các cây
tr ng, v t ni
và khí h u nơng
nghi p)

H nv a

S phân tích
th trư ng và

thương m i

Các đi u ki n
khinh t xã h i và
th trư ng (Giám
sát s cân b ng
gi a cung c p/nhu
c u, thông tin giá
c , l i nhu n)

Đ

Tính s n có c a
lương th c

n đ nh lương
th c và cơ h i
lương th c

H n dài

Đánh giá c u trúc d
b t n thương
Đánh giá tính khơng
an tồn lương th c
kinh niên

Giám sát dinh
dư ng s c kh e
(Các s đánh giá

v s c kh e và
dinh dư ng, giám
sát an ninh lương
th c theo h gia
đình)

Tính h u d ng
c a lương th c

Hình I.1. Sơ đ khái ni m c a h th ng thông tin an ninh lương th c (FSIEWS)
c a FAO [87]

3) Kh i các ch s v nh ng ho t đ ng c a h th ng FSIEWS. Kh i này
cũng bao g m 3 kh i thành ph n. Kh i thành ph n 1 bao g m giám sát và d
4


báo mùa cho nông nghi p (cây tr ng, v t ni và giám sát khí h u nơng nghi p).
Kh i thành ph n 2 bao g m các đi u ki n kinh t xã h i (giám sát cán cân
cung/c u lương th c, phí thơng tin và kh năng chi tr ). Kh i thành ph n 3 bao
g m giám sát tình tr ng dinh dư ng (đánh giá s c kho và dinh dư ng, giám sát
an ninh lương th c c a các h ).
4) Kh i các y u t an ninh lương th c. Kh i này cũng bao g m 3 kh i
thành ph n. Kh i thành ph n 1 bao g m s s n có và kh năng s d ng lương
th c. Kh i thành ph n 2 bao g m s n đ nh lương th c và quy n đư c s d ng.
Kh i thành ph n 3 bao g m s s d ng lương th c.
Mơ hình khung c a h th ng đánh giá s n lư ng cây tr ng (mùa màng)

M ng lư i
khí tư ng

Th i ti t

Các giai
đo n c a
cây tr ng

V tinh

Đánh giá s n
lư ng mùa
màng
Các mơ hình
khí tư ng nơng
nghi p

Ch s th c
v t
Quan tr c
đ ng ru ng

Hàm năng su t
Đ u tư c a
nơng
nghi p

Tính trung
bình di n
tích gieo
tr ng

S n lư ng

B n đ và cơ s
d li u

Th ng kê
nông nghi p

S li u
tham chi u

Năng su t
t i tr m

S li u nông
nghi p t i
th i đi m

Năng
su t c a
huy n

Hình I.2. Sơ đ đánh giá năng su t cây tr ng c a FAO [87]

5

Di n tích
gieo tr ng

ph c v an ninh lương th c c a FAO [43, 48-50, 87], hình I.2, g m có các kh i
sau đây:
1) Kh i m ng lư i tr m khí tư ng đ giám sát các đi u ki n khí tư ng.
Kh i này cũng k t n i v i các mơ hình tính tốn KTNN và các hàm tính tốn
năng su t cây tr ng.
2) Kh i m ng lư i v tinh đ giám sát các đi u ki n khí tư ng, các giai đo n
phát tri n c a cây tr ng và ch s th c v t. Kh i này cũng k t n i v i các mơ hình
tính tốn KTNN và các hàm tính tốn năng su t cây tr ng, năng su t t i tr m,
năng su t trung bình huy n và s n lư ng cây tr ng trong v .
3) Kh i nh ng ngư i theo dõi và quan tr c đ ng ru ng bao g m giám sát
các giai đo n phát tri n c a cây tr ng và nh ng đ u tư cho nông nghi p. Kh i
này cũng liên quan đ n vi c xác đ nh di n tích gieo tr ng. các vùng giám sát.
4) Kh i b n đ và cơ s d li u giám sát các lo i s li u tham chi u. Các s
li u tham chi u đư c k t n i v i các hàm tính toán năng su t cây tr ng.
5) Kh i th ng kê nông nghi p giám sát các s li u tham chi u, s li u nông
nghi p hi n t i và di n tích gieo tr ng.
Trang web ch v h th ng thơng tin khí tư ng nông nghi p k t n i v i 4
kh i: 1) Kh i s li u khí tư ng; 2) Kh i s li u nông nghi p; 3) Kh i s li u khí
h u; 4) Kh i các thông tin khác. C u trúc trang ch c a h th ng đư c đưa trên
hình I.3 t đó nh n th y:
1) Kh i s li u khí tư ng bao g m 3 kh i phân tích, mơ hình hố và d
báo. Kh i phân tích bao g m đánh giá các y u t khí tư ng, đ m đ t và các
lo i s li u khác. Kh i mơ hình hố s d ng các s n ph m c a mô hình s tr và
các thơng tin vi n thám;
2) Kh i s li u nông nghi p bao g m: 1) Kh i s li u v t h u; 2) Kh i sâu
b nh; 3) Kh i công vi c đ ng ru ng; 4) Kh i công vi c tư i tiêu và 5) Kh i b o
v th c v t. Trong đó kh i s li u v t h u bao g m d báo các giai đo n v t h u
hình thành năng su t cây tr ng (v t nuôi); Kh i sâu b nh bao g m giám sát các
lo i côn trùng và vius...; Kh i công vi c đ ng rng liên quan đ n phân tích kh

năng làm ru ng và v n chuy n; Kh i công vi c tư i tiêu liên quan đ n cán cân
nư c và l ch tư i, tiêu; và Kh i b o v th c v t liên quan đ n vi c l p k ho ch
s d ng thu c tr sâu v di t c .
3) Kh i s li u khí h u (k t n i v i các kh i: kh i các xu th khí h u, phân
tích xu th năng su t; kh i các b n đ chuyên đ bao g m các b n đ khí h u và
các vùng s d ng đ t);

6


Phân tích

Mơ hình
hóa

D báo các tham s
khí tư ng, th y văn
v.v….
D báo các giai đo n
phát tri n và năng su t

Sâu b nh

S li u
nông
nghi p

S d ng các s n ph m
thơng tin mơ hình s
tr và vi n thám

V th u

S li u khí
tư ng

Đánh giá s li u khí
tư ng, đ m đ t, v.v..

D báo

Trang ch

Giám sát côn trùng, vi
khu n, v.v..

S li u khí
h u

Các thơng
tin khác

Cơng vi c Phân tích cơng vi c và
đ ng ru ng kh năng v n chuy n
Các xu th

B nđ
chuyên đ
Tư i tiêu

Phân tích xu
th năng su t,
khí h u

Khí h u và các
vùng s d ng
đ t đai

Cán cân nư c và l ch
tư i tiêu

B o v th c L p k ho ch s d ng
v t
thu c tr sâu, b nh

Hình I.3. C u trúc c a trang web ch v h th ng thơng tin khí tư ng nơng
nghi p ho c h th ng thơng tin khí tư ng nơng nghi p ph c v an ninh lương
th c [87]

7


I.1.2.2. H p ph n khí tư ng nơng nghi p c a FSIEWS
H p ph n KTNN c a FSIEWS đư c tích h p thành s giám sát s n xu t
nông nghi p, đ c bi t là nó liên quan đ n các cây lương th c và chăn nuôi. Cho
đ n nay h u h t vi c giám sát mùa màng và các phương pháp d báo đư c phát
tri n xung quanh cán cân nư c đư c đánh giá trong mùa sinh trư ng và có chú ý
đ n s phát tri n c a cây tr ng. Vi c giám sát các cây tr ng d a vào mưa d a
vào các cơng c cơ b n sau đây:
• S d ng s li u khí tư ng th i gian th c;

• S d ng các mơ hình cán cân nư c cho các cây tr ng c th ;
• X lý nh v tinh th i gian th c;
• S d ng các công c n i suy không gian;
• S d ng lư i b m t c a các tham s tính tốn đư c liên quan đ n cây
tr ng, ho c không, t các nh v tinh (ví d , s c ch a m t i đa đ ng ru ng, các
lo đ t, l p ph đ t, s d ng đ t, các m u di n tích cây tr ng, v.v);
• S d ng các d báo mùa;
• Các m u kh o sát đ ng ru ng, ch y u là đ ư c tính mùa màng thu
ho ch;
Nh ng cơng c này có th s d ng đ đánh giá nhanh tr ng thái cây tr ng
(s phát tri n, các giai đo n trong chu trình sinh trư ng, các đi u ki n, v.v), là
nh ng công c dùng đ đánh giá đ nh lư ng và chúng ph thu c vào s s n có
các thơng tin b sung (các s li u nông nghi p, các s li u th ng kê năng su t,
các chu i s li u nhi u năm...) và cung c p nh ng thơng tin có hi u l c.
I.1.2.3. Nhóm khí tư ng nơng nghi p c a FAO
Nhóm KTNN là m t ph n c a Ban Môi trư ng và Tài nguyên thiên nhiên
(Environment and Natural Resources Service-SDRN) thu c C c Phát tri n B n
v ng (SDRN-là đ u m i v s li u mơi trư ng). Nhóm KTNN t p h p các s
li u khí tư ng th i gian c n th c (ch y u là giáng thu ) t các ngu n khác nhau
c a các tr m trên toàn th gi i đ s d ng trong giám sát KTNN v cây tr ng và
d báo năng su t. Các s li u tham chi u bao g m 30.000 tr m khí tư ng trên
tồn th gi i, k c s li u trung bình chu n (trung bình c a 30 năm) cũng như
chu i s li u theo th i gian t các ngu n s li u đư c xu t b n và chưa xu t b n,
ch y u là t các cơ quan khí tư ng c a các qu c gia và các trung tâm nghiên
c u qu c t .
B t đ u t năm 1974, Nhóm KTNN đã phát tri n và liên t c c i ti n
phương pháp d báo mùa màng v i m c đích cung c p các thơng tin đư c c p
nh t v các đi u ki n mùa màng các nư c c n Xahara t H th ng Thông tin
8

toàn c u c a FAO và H th ng c nh báo s m (FAO’s Global Information and
Early Warning System (GIEWS), và cũng cung c p các công c v i các h p
ph n KTNN cho các H th ng thông tin An ninh lương th c và C nh báo s m.
T nh ng ngày đ u tiên, phương pháp (hư ng d n) đánh giá đ nh lư ng đã đư c
c th hoá, d a trên cơ s các m i quan h gi a ch s tho mãn nhu c u nư c
c a cây tr ng (Water Requirements Satisfaction Index -WRSI), đư c t o ra t
mơ hình cán cân nư c c a cây tr ng c th và các đi u ki n cây tr ng (Frère and
Popov, 1986) [49]. Ngày nay, m c tiêu c a phương pháp là d báo năng su t
cây tr ng (t n/ha) và s n lư ng trư c thu ho ch t m t s tháng.
I.1.2.4. H th ng thông tin c nh báo s m an ninh lương th c và nh ng yêu
c u c a ngư i s d ng v h p ph n KTNN
Nghĩa v c a cán b KTNN là áp d ng t t c các k năng khí tư ng có liên
quan đ giúp nhà nơng s d ng có hi u qu nh t môi trư ng v t lý, v i m c đích
cao nh t là nâng cao s n lư ng nông nghi p, k c s lư ng và ch t lư ng. Các
cán b KTNN c n ph i giúp đ nhà nơng t ch c và kích ho t các ngu n s h u
đ sinh l i b ng nh ng tư v n k thu t.
H p ph n KTNN có trách nhi m ch y u trư c, trong v gieo tr ng vì nhân
t ch y u có nh hư ng đ n năng su t và s n lư ng cây tr ng các nư c phát
tri n là s dao đ ng c a th i ti t gi a các năm. Đi u ngày càng tr nên quan tr ng
là cung c p các d báo khí h u mùa, c th là trư c khi b t đ u v gieo tr ng đ
thích ng h th ng nơng nghi p v i s dao đ ng th i ti t đã tăng lên.
Đi u c n nh n m nh là s n xu t nông nghi p và s an ninh lương th c các
nư c phát tri n có th đư c c i thi n b ng nh ng tư v n KTNN ngày càng hi u
qu hơn đ i v i nhà nông đ n đ nh năng su t c a h thông qua vi c qu n lý và
khai thác tài nguyên khí h u nông nghi p cũng như nh ng ngu n đ u tư khác,
như phân bón và thu c tr sâu (Gommes, 1993) [51].
I.1.3. Mơ hình giám sát và d báo khí tư ng nơng nghi p
Âu (EU) và châu Phi

Liên minh châu

Đã có h th ng giám sát và d báo KTNN cho c Liên minh EU [65, 81,
87]. H th ng này có tên ti ng Anh là Agrometeorological Monitoring
Agriculture with remote sensing, trong đó g m các s n ph m sau đây: (1) Đi u
ki n thu n l i đ i v i các cây tr ng; (2) Nh ng đi u ki n KTNN n i b t (đáng
chú ý) các vùng tr ng đi m; (3) B n đ cây tr ng (bao g m các giai đo n sinh
trư ng và phát tri n c a cây tr ng); (4) B n đ nhi t đ , lư ng mưa tu n (10
ngày); (5) B n đ cán cân nư c tính theo các đi u ki n khí h u tu n; (6) Nhu
c u nư c c a cây tr ng, trong đó trình bày k t qu đánh giá h s tho mãn nhu
9


c u nư c (WRSI) b ng mơ hình cán cân nư c c a t ng cây tr ng (FAO crop
specific Water Balance - CSWB) do FAO xây d ng; (7) Đánh giá kh năng
đư c mùa và m t mùa d a vào k t qu đánh giá các h s tho mãn nhu c u
nư c (WRSI) th c t và d báo đ n cu i v có s d ng các thơng tin khí h u và
d báo khí h u; (8) K t qu phân tích nh vi n thám so v i các tu n (tháng)
trư c, trong đó cho th y m c đ phát tri n c a cây tr ng, nh hư ng c a các
đi u ki n th i ti t b t l i (h n hán, ng p úng, rét h i,...) và thiên tai, sâu b nh đ i
v i cây tr ng; (9) D báo năng su t cây tr ng ph c v an ninh lương th c các
nư c trong Liên minh châu Âu và các nư c châu Phi. Các k t qu này có th
truy c p t Internet: />I.1.3.1. Mơ hình giám sát năng su t cây tr ng b ng s li u khí tư ng nơng
nghi p th i gian th c Châu Âu và châu Phi
Phương pháp giám sát và d báo năng su t cây tr ng c a Liên minh châu
Âu đã đư c xây d ng v i s h p tác gi a FAO và Liên minh châu Âu, Trung
tâm nghiên c u liên h p (JRC) thu c Vi n An ninh và An tồn cơng dân [65, 81,
87]. Sơ đ phương pháp giám sát và d báo cây tr ng đư c trình bày hình I.4
v i 3 kh i và các n i dung như sau:
Kh i th 1 g m 3 kh i thành ph n: 1) Kh i các thông tin v ch s NDVI d a

vào v tinh SPOT-4 là kh i s li u đ u vào; 2) Kh i l y trung bình khơng gian c a
ch s NDVI theo đơn v vùng tr ng cây nơng nghi p (CPSZ) có s d ng Windisp
4 là kh i x lý và các công c tính tốn; 3) Mơ t các file NDVI c a CPSZ, là kh i
trung gian và các s n ph m s li u cu i cùng.
Kh i th 2 g m 6 kh i thành ph n: 1) Kh i các thông tin v lư ng mưa và
b c thoát hơi ti m năng (PET) là kh i s li u đ u vào (l y t d báo th i ti t h n
v a c a Trung tâm D báo châu Âu theo mơ hình ECMWF); 2) Kh i khơng gian
hố s li u theo lư i có s d ng Surfer 3.2 và Windisp4 là kh i x lý và các cơng
c tính tốn; 3) Kh i s li u lư ng mưa và các nh PET, là kh i trung gian và các
s n ph m s li u cu i cùng; 4) Kh i mơ hình tính tốn và ư c lư ng ngày gieo
tr ng, là kh i x lý và các công c tính tốn; 5) Kh i ch y mơ hình cán cân nư c
c a cây tr ng c th có s d ng mơ hình AgroMetShell c p đ vùng tr ng cây
nông nghi p [40]; 6) Kh i ngày gieo tr ng cây, các ch s ti n đ phát tri n c a
cây tr ng (CCPI), là kh i trung gian và các s n ph m s li u cu i cùng.
Kh i th 3 cũng g m 6 kh i thành ph n: 1) Kh i v cơ s d li u các vùng
tr ng cây nông nghi p, bao g m các thông tin v : th như ng và s c ch a m, s
li u l ch s v lư ng mưa và PET, s li u đ dài th i kỳ sinh trư ng đ xác đ nh
m c s d ng nư c c a cây tr ng (ho c th c v t) là kh i s li u đ u vào); 2) Kh i
s li u KTNN đã đư c trung bình hố cho các nhóm vùng tr ng cây nông nghi p
10


(CPSZ), là kh i x lý và các công c tính tốn; 3) Kh i ch y mơ hình cán cân nư c
c a cây tr ng c th có s d ng mơ hình AgroMetShell c p đ vùng tr ng cây
nông nghi p [40]; 4) Kh i v s li u b c thoát hơi th c t , là kh i trung gian và các
s n ph m s li u cu i cùng; 5) Kh i v các hàm năng su t cây tr ng ([1-Ya/Ymax =
Ky * (1-ETa/ETmax)], do Doorenbos và Kassam, 1979 đ xu t, là kh i x lý và các
công c ; và 6) Kh i v s li u năng su t (t n/ha), là kh i x lý và các công c .
D li u CPSZ
NDVI

(v tinh SPOT-4)

Lư ng mưa và PET
(mơ hình ECMWF)

•
•
•

Khơng gian hố sơ li u
theo lư i s d ng
Surfer 3.2 và Windisp4

S li u lư ng mưa và
các nh PET

Thông tin v đ t và s c
ch a m
Lư ng mưa quá kh và
PET
S li u đ dài th i kì sinh
trư ng đ xác đ nh m c s
d ng nư c c a cây tr ng

S li u KTNN đã đư c
trung bình hố cho các nhóm
vùng tr ng cây nơng nghi p
(CPSZ)

Mơ hình tính tốn và

ư c lư ng ngày gieo
tr ng
Kh i l y trung bình
khơng gian c a ch s
NDVI theo đơn v
vùng tr ng cây công
nghi p (CPSZ)
s d ng Windisp4

Ch y mơ hình cán cân nư c c a cây tr ng c th s d ng
AgrometShell c p đ vùng tr ng cây nông nghi p

ETa
Các hàm năng su t
cây tr ng

M t n các cây tr ng c th t d li u CPSZ dùngArcView GIS 3.2

Mô t các file
NDVI và CPSZ

- Ngày gieo tr ng cây
- Ch s ti n tri n c a
cây tr ng(CCPI)

Ch s tho mãn
nhu c u nư c
(WSI)

Năng su t

(t/ha)

Hình I.4. Sơ đ phương pháp giám sát và d báo năng su t cây tr ng các nư c
châu Âu, m t s nư c châu Á và các nư c vùng phía Đơng c a châu Phi [81]

11


I.1.3.2. Mơ hình cán cân nư c cây tr ng (CSWB) s
giám sát và d báo KTNN c a EU

d ng trong h th ng

Đây là m t mơ hình r t đơn gi n c a FAO nhưng v m t v t lý nó là m t
mơ hình báo hi u cán cân nư c trong đ t và đư c dùng đ đánh giá tác đ ng c a
đi u ki n th i ti t đ i v i các cây tr ng [81]. Mơ hình đư c tính theo tu n 10
ngày.
Phương trình cán cân nư c có d ng:
Wt = Wt–1 + R – ETm – (r + i)
Trong đó,
Wt: Lư ng nư c gi đư c trong đ t
Wt–1: Lư ng nư c gi đư c trong đ t

(I.1)
th i đi m t;
th i đi m cu i c a th i kỳ trư c

(t–1)
R:

Lư ng mưa tích lu trong tu n ho c trong th i đi m t;

ETm: B c thoát hơi c c đ i trong th i kỳ t;
r:
Lư ng nư c m t đi do dòng ch y trong th i kỳ t;
i:
Lư ng nư c m t đi do th m th u trong th i kỳ t;
Đã có nhi u cơng trình nghiên c u v t ng ph n t trong phương trình (I.1)
và có th s d ng nhi u phương pháp đ đo ho c tính tốn các giá tr c a nh ng
ph n t đó. Cho đ n nay chưa có k t qu tính tốn ho c s gi i thích đ y đ và
đi n hình nào v lư ng mưa h u hi u trong mơ hình này vì s th m th u và
dịng ch y m t ngay t khi b t đ u v đã đư c th a nh n là b ng 0. Tuy nhiên,
sau khi đ m đ t vùng r cây đ t đ n giá tr b ng s c ch a m t i đa đ ng
ru ng thì lư ng mưa còn l i đư c coi như lư ng dòng ch y và th m th u. Vì
v y, lư ng mưa h u hi u đư c coi là 100% c a lư ng mưa th c t và khi đó
phương trình (I.1) có th vi t l i như sau:
Wt = Wt–1 + R – ETm
(I.2)
Đ i lư ng b c thoát hơi c c đ i (ETm) trong phương trình (I.1) và (I.2) là
nhu c u nư c đ i v i cây tr ng và đư c xác đ nh như sau:
ETm = Kc x PET
Trong đó:

(I.3)

Kc: H s cây tr ng (crop coefficient)
PET: B c thoát hơi ti m năng (đư c tính theo [30]), mm/tu n
S d ng phương trình (I.2), cán cân nư c đư c tính b ng cách thông thư ng
b t đ u v i 10 tu n trư c gieo tr ng. T tu n gieo tr ng tr đi các h s cây tr ng
Kc đư c s d ng. N u Wt l n hơn lư ng nư c c a s c ch a m t i đa đ ng ru ng

c a đ t thì đ t có thêm nư c b sung. N u Wt < 0 thì đ t thi u nư c (D).
12