Đánh giá mức độ biến đổi khí hậu và bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của nó tới cây cà phê ở tây nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGHIÊM THÙY LINH

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU
ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ TỚI CÂY CÀ PHÊ Ở TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI – 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC

NGHIÊM THÙY LINH

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU
ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ TỚI CÂY CÀ PHÊ Ở TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Ngô Đức Thành

HÀ NỘI – 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực
hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS. Ngô Đức Thành, không sao chép
các công trình nghiên cứu của ngƣời khác. Số liệu và kết quả của luận văn chƣa
từng đƣợc công bố ở bất kì một công trình khoa học nào khác.
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng, đƣợc
trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn.
Học viên

Nghiêm Thùy Linh


LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn luận văn
của tôi, PGS. TS. Ngô Đức Thành, đã truyền đạt kiến thức, tạo mọi điều kiện, động
viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô của lớp Biến đổi Khí hậu Khóa 2 –
Khoa Sau đại học – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã cung cấp cho tôi những kiến thức
quí báu, những lời khuyên chân thành và niềm say mê nghiên cứu khoa học trong
quá trình học tập. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong
khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, nhiệt
tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn Khoa Sau Đại học – Trường Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn bên tôi, cổ vũ và
động viên tôi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn
này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 06 năm
2016

Nghiêm Thùy Linh


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................... iv
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ PHÊ VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG
VÀ NGOÀI NƢỚC ................................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về cây cà phê ................................................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu về cây cà phê .................................................................................... 3
1.1.2. Yêu cầu sinh thái của cây cà phê ....................................................................... 7
1.1.3. Ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng đến sinh lý ra hoa đậu quả của cà phê 11
1.2. Biểu hiện ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới sự phát triển của cây cà phê ... 13
1.2.1. Sƣơng muối: .................................................................................................... 13
1.2.2. Tác động của ENSO đến thời tiết, điều kiện ngoại cảnh trồng cây cà phê ..... 14
1.3. Những nghiên cứu trên thế giới ....................................................................... 15
1.4. Những nghiên cứu trong nƣớc......................................................................... 21
CHƢƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC TÂY NGUYÊN, SỐ LIỆU VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 26
2.1. Đặc điểm khu vực Tây Nguyên ......................................................................... 26
2.2. Nguồn số liệu quan trắc...................................................................................... 29
2.3. Phƣơng pháp đánh giá cho thời kỳ quá khứ ....................................................... 31

2.3.1. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................ 31
2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................. 32
CHƢƠNG III: ĐÁNH GIÁ VỀ SỰ THAY ĐỔI KHÍ HẬU TẠI KHU VỰC TÂY
NGUYÊN .................................................................................................................. 37
3.1. Đánh giá mức độ BĐKH ở Tây Nguyên ............................................................ 37


3.1.1. Yếu tố nhiệt độ ................................................................................................ 37
3.1.2. Yếu tố lƣợng mƣa – độ ẩm.............................................................................. 41
3.1.3. Biến đổi của một số yếu tố khí hậu cực trị...................................................... 48
3.2. Đánh giá ảnh hƣởng của BĐKH tới cây cà phê vối ........................................... 53
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 59


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Chữ viết đầy đủ

Chữ viết tắt
BĐKH

Biến đổi khí hậu

BRT

Boosted Regression Trees – Cây hồi quy nâng cao

CIAT

International Center for Tropical Agriculture – Trung tâm Nông
nghiệp nhiệt đới Quốc tế

CFT

Cool Farm Tool – Công cụ tính toán khí thải nhà kính trực tuyến

ENSO

El Niño Southern Oscillation – Dao động Nam El Niño

GCM

Global Climate Model – Mô hình khí hậu toàn cầu

GIS

Geographic Information System – Hệ thống thông tin địa lý

GIZ

The Deutsche Gesellschaft Für Internationale Zusammenarbeit – Tổ
chức hợp tác Quốc tế Đức

GLM

Generalized Linear Models – Mô hình tuyến tính tổng quát

HadCM

Hadley Centre Coupled Model – Mô hình lõi kép Hadley

ICC

International Coffee Council – Hội đồng Cà phê Thế giới

ICO

International Coffee Organization – Tổ chức Cà phê Thế giới

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change - Ủy ban liên chính
phủ về Biến đổi Khí hậu

IUCN

International Union for Conservation of Nature – Liên minh Bảo
tồn Thiên nhiên Quốc tế

NOAA

National Oceanic and Atmospheric Administration – Cục Quản lý
Đại dƣơng và Khí quyển Hoa Kỳ

RegCM

Regional Climate Model – Mô hình khí hậu khu vực

i

SOI

Southern Oscillation Index – Chỉ số Dao động Nam

SPI

Standardized Precipitation Index – Chỉ số tiêu chuẩn mƣa

UNESCO

United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization –
Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên hợp quốc

USDA

United States Department of Agriculture – Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ

ii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Sản lƣợng cà phê vối của 10 quốc gia đứng đầu thế giới .............................. 4
Bảng 2: Danh mục các trạm quan trắc số liệu đƣợc lựa chọn................................... 30
Bảng 3: Các đợt ENSO trong giai đoạn 1952 – 2011 ............................................... 34
Bảng 4: Tổng hợp các yếu tố ảnh hƣởng tới cây cà phê vối ..................................... 35
Bảng 5: Lƣợng mƣa cực đại vào tháng mùa khô giai đoạn 1979-2012 .................... 43
Bảng 6: Số ngày nắng nóng >35oC tại các trạm ....................................................... 51
Bảng 7: Quá trình phát triển của cây cà phê vối ....................................................... 54
Bảng 8: Sự khác biệt lƣợng mƣa của các năm từ 2004-2012 ................................... 58

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Bản đồ phân bố các khu vực trồng cà phê trên thế giới ------------------------ 3
Hình 2: Cây cà phê chè ----------------------------------------------------------------------- 5
Hình 3: Cây cà phê vối ------------------------------------------------------------------------ 6
Hình 4: Cây cà phê mít------------------------------------------------------------------------ 7
Hình 5: Bản đồ hành chính Tây Nguyên ------------------------------------------------- 26
Hình 6: Bản đồ phân bố đất ở Tây Nguyên ---------------------------------------------- 27
Hình 7: Mạng lƣới trạm khí tƣợng khu vực Tây Nguyên ------------------------------ 31
Hình 8: Các khu vực trồng cà phê ở Việt Nam năm 2014 ----------------------------- 33
Hình 9: Biến trình nhiệt năm trạm Buôn Ma Thuột ------------------------------------- 38
Hình 10: Biến trình nhiệt năm trạm Đăk Mil -------------------------------------------- 38
Hình 11: Chuẩn sai (so với thời kỳ 1979-2012) của nhiệt độ trung bình năm, tháng
1, tháng 7 và các đƣờng xu thế tuyến tính của chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng 1
và tháng 7 trạm Buôn Ma Thuột 1979-2012 --------------------------------------------- 39
Hình 12: Chuẩn sai (so với thời kỳ 1979-2012) của nhiệt độ trung bình năm, tháng
1, tháng 7 và các đƣờng xu thế tuyến tính của chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng 1
và tháng 7 trạm Buôn Hồ 1982-2012 ----------------------------------------------------- 40
Hình 13:Chuẩn sai (so với thời kỳ 1979-2012) của nhiệt độ trung bình năm, tháng 1,
tháng 7 và các đƣờng xu thế tuyến tính của chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng 1 và
tháng 7 trạm Pleiku 1979-2012 ------------------------------------------------------------ 41
Hình 14:Chuẩn sai (so với thời kỳ 1979-2012) của nhiệt độ trung bình năm, tháng 1,
tháng 7 và các đƣờng xu thế tuyến tính của chuẩn sai nhiệt độ trung bình tháng 1 và
tháng 7 trạm Ayunpa 1979-2012 ---------------------------------------------------------- 41
Hình 15: Trung bình lƣợng mƣa tại các trạm khí tƣợng Tây Nguyên ---------------- 42
Hình 16: Lƣợng mƣa trung bình tháng 12 – tháng 2 giai đoạn 1979-2012 (mm) --- 44
Hình 17: So sánh lƣợng mƣa trung bình trong hai giai đoạn phát triển của cây cà
phê vối ----------------------------------------------------------------------------------------- 45

Hình 18: Độ ẩm cực tiểu trung bình của Tây Nguyên (1979 -2011) (%) ------------ 46
Hình 19: Độ ẩm trung bình lúc 13h (1979-2011) (%) ---------------------------------- 47

iv


Hình 20: Nhiệt độ cực đại trung bình tại các trạm tiêu biểu --------------------------- 48
Hình 21: Nhiệt độ Tx các tháng trong năm tại 6 trạm ---------------------------------- 49
Hình 22:Nhiệt độ Tm các tháng trong năm tại 6 trạm ---------------------------------- 50
Hình 23: Số ngày mƣa lớn ở trạm Ayunpa, Buôn Hồ, Buôn Ma Thuột-------------- 53
Hình 24: Năng suất cà phê cả nƣớc 1990-2012 (tạ/ha) --------------------------------- 55
Hình 25: Năng suất cà phê Tây Nguyên 2000-2012 (tạ/ha) --------------------------- 56
Hình 26: So sánh các giá trị nhiệt độ Tây Nguyên 2000-2012 (oC) ------------------ 57

v


MỞ ĐẦU
Trong vài thập kỷ gần đây, các hoạt động của con ngƣời đã và đang góp
phần làm tăng đáng kể nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển, từ đó làm tăng
nhiệt độ toàn cầu, dẫn đến hàng loạt những biến đổi nghiêm trọng của môi trƣờng tự
nhiên. Nếu không có những biện pháp giảm thiểu và thích ứng với BĐKH, có thể sẽ
dẫn đến những tác động nghiêm trọng đến an ninh con ngƣời, môi trƣờng, kinh tế
và xã hội trong một tƣơng lai không xa.-Tây Nguyên là vùng cao nguyên với đặc
điểm thổ nhƣỡng bazan ở độ cao 500m đến 600m so với mặt biển [65], Tây Nguyên
rất phù hợp với những cây công nghiệp nhƣ cà phê, ca cao, hồ tiêu, dâu tằm trong
đó cà phê là cây công nghiệp quan trọng số một ở Tây Nguyên. Tây Nguyên cũng là
khu vực ở Việt Nam có nhiều diện tích rừng với thảm sinh vật đa dạng, trữ lƣợng
khoáng sản phong phú hầu nhƣ chƣa khai thác và tiềm năng du lịch lớn.
Nằm trong vùng nhiệt đới xavan, khí hậu Tây Nguyên đƣợc chia làm hai

mùa: mùa mƣa từ tháng 5 đến hết tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4,
trong đó tháng 3 và tháng 4 là hai tháng nóng và khô nhất. Do ảnh hƣởng của độ
cao nên ở các cao nguyên cao 400 – 500m khí hậu tƣơng đối mát, mƣa nhiều [65].
Theo báo cáo Hiện trạng sản xuất, giải pháp phát triển và trồng tái canh cà
phê của Cục Trồng trọt – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2012, tính
từ năm 1961, diện tích cà phê cả nƣớc đạt khoảng 21200 ha [3] thì cho tới năm
2014 (sau hơn 50 năm), diện tích trồng cà phê của cả nƣớc đã mở rộng ra các khu
vực chính, ƣớc tính vào khoảng 653000ha [58]
Cây cà phê vối (coffee Canephora) đƣợc trồng ở Việt Nam, hầu hết là
thuộc chủng Robusta cho năng suất cao và có khả năng kháng bệnh tốt. Đối với cà
phê vối, mùa vụ thu hoạch thƣờng trong khoảng tháng 11 và 12 dƣơng lịch. Đây là
giai đoạn đầu mùa khô nên việc thu hoạch và chế biến bảo quản sau thu hoạch sẽ
thuận lợi. Mùa hoa cà phê nở vào tháng 2 và tháng 3 dƣơng lịch, đây là giai đoạn
mùa khô, phù hợp với yêu cầu để phát triển tốt cho cây cà phê [22], tháng 4 và
tháng 5 là giai đoạn quan trọng bởi nếu không mƣa hoặc ít mƣa sẽ làm ảnh hƣởng

1


đến hạt cà phê [17]. Nhƣng với tình hình khí hậu diễn biến thất thƣờng trong mấy
năm gần đây có thể đem lại những bất lợi cho ngành cà phê Việt Nam.
Những đợt mƣa cuối vụ lớn và kéo dài và những đợt khô hạn đã tác động
đến tình hình thu hái, chế biến và sự ra hoa đậu quả của cây cà phê ở các tỉnh Tây
Nguyên. Theo dự báo của Mạng thông tin Nông nghiệp toàn cầu của Bộ Nông
nghiệp Hoa Kỳ USDA, sản lƣợng cà phê của nƣớc ta mùa vụ 2014-2015 là khoảng
1,75 triệu tấn, tăng nhẹ so với mùa vụ 2013-2014 là 1,68 triệu tấn [58]. Tuy nhiên,
những thay đổi về điều kiện khí hậu vẫn khiến các hộ trồng cà phê cần có biện pháp
phù hợp để ứng phó và không làm ảnh hƣởng đến năng suất, sản lƣợng cà phê. Điều
này làm ảnh hƣởng nhiều tới đời sống của ngƣời dân cũng nhƣ quá trình xuất khẩu
cà phê của nƣớc ta. Để xác định đƣợc các biểu hiện đặc trƣng của BĐKH tác động

nhƣ thế nào đến quá trình trồng cây cà phê (đối tƣợng cà cây cà phê vối – Robusta)
ở Tây Nguyên, luận văn đƣa ra vấn đề cần giải quyết là “Đánh giá mức độ biến đổi
khí hậu và bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của nó tới cây cà phê ở Tây Nguyên”.
Để làm rõ đƣợc vấn đề đƣa ra, luận văn tập trung vào các nội dung sau:
-

Đặc điểm của điều kiện tự nhiên tại Tây Nguyên; sự hình thành, phát

triển và các yêu cầu sinh thái của cây cà phê tại Tây Nguyên.
-

Những ảnh hƣởng của yếu tố khí hậu tới sự sinh trƣởng, phát triển của

cây cà phê.
-

Xu hƣớng thay đổi của các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, lƣợng mƣa, độ

ẩm) tại khu vực Tây Nguyên trong thời kỳ quá khứ và hiện tại.

2


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ PHÊ VÀ CÁC NGHIÊN CỨU
TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC
1.1.

Tổng quan về cây cà phê

1.1.1. Giới thiệu về cây cà phê

Nguồn gốc của cây cà phê trên thế giới là từ rừng châu Phi, cao nguyên
Ethiopia. Từ đó, cây cà phê xuất hiện tại Ai Cập và Yemen. Hiện nay, cây cà phê
đƣợc trồng tại hơn 50 quốc gia trên thế giới [60].

Hình 1: Bản đồ phân bố các khu vực trồng cà phê trên thế giới
Nguồn: CIAT, 2011
Cây cà phê lần đầu tiên đƣa vào Việt Nam từ năm 1888. Giai đoạn đầu, cà
phê chủ yếu đƣợc trồng ở Ninh Bình, Quảng Bình… đến đầu thế kỷ 20 mới đƣợc
trồng ở Nghệ An và một số nơi ở Tây Nguyên. Sau khi đƣợc trồng tại nƣớc ta, tính
đến năm 2014, theo thông tin của USDA diện tích trồng cà phê trên cả nƣớc xấp xỉ
653 nghìn ha, sản lƣợng đạt 1,75 nghìn tấn [58]. Hiện nay Việt Nam là nƣớc xuất
khẩu cà phê đứng thứ 2 trên thế giới chỉ đứng sau Brazil [54].

3


Bảng 1: Sản lƣợng cà phê vối của 10 quốc gia đứng đầu thế giới
(Đơn vị: nghìn tấn)
STT Quốc gia

2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 2012/13 2013/14

1

Việt Nam

990

1083

1161

1512

1536

1668

2

Brazil

768

708

762

870

930

858

3

Indonesia

522

540

477

420

528

471

4

Ấn Độ

183

195

208

212

219

200

5

Uganda

157

123

154

162

168

180

6

Cote d’Ivoire

111

141

96

96

105

108

7

Malaysia

59

60

66

87

84

90

8

Thái Lan

48

54

51

51

51

51

9

Cameroon

34

30

38

41

29

27

10

Madagascar

30

27

32

32

30

31,5

Nguồn: World markets and Trade, Foreign Agricultural Service/USDA, Office of
Global Analysis, 6/2014 [44]
Cà phê có hai loài có ý nghĩa kinh tế. Loài thứ nhất thƣờng đƣợc gọi cà phê
chè (tên khoa học: coffea arabica), đại diện cho khoảng 61% các sản phẩm cà phê
trên thế giới. Loài thứ hai là cà phê vối (tên khoa học: coffea canephora hay coffea
robusta), chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê. Ngoài ra còn có Coffea liberica và
Coffea excels (ở Việt Nam gọi là cà phê mít) với sản lƣợng không đáng kể [64].
Cà phê trồng ở nƣớc ta bao gồm cà phê vối (robusta) chiếm 92,9% diện
tích, cà phê chè (arabica) chiếm 6% diện tích và ít nhất là cà phê mít (excelsa) đạt
gần 5 nghìn ha [3].
Cà phê chè (coffea arabica.) thƣờng đƣợc trồng ở độ cao 1000-1500m. Cây
có tán lớn, màu xanh đậm, lá hình oval. Quả của cây cà phê chè hình bầu dục, mỗi
quả chứa hai hạt cà phê. Cây cà phê chè do có hƣơng vị thƣơm ngon và chứa ít hàm
lƣợng caffeine hơn nên đƣợc đánh giá cao hơn cà phê vối [61].

4


Hình 2: Cây cà phê chè
Nguồn:Wikipedia [60]
Cà phê chè có khả năng tự thụ phấn vào khoảng 90%, nên độ thuần chủng
cao hơn các loại cà phê khác. Sức nảy mầm của hạt phấn cây cà phê chè nằm trong
khoảng từ 24-36 giờ khi ở điều kiện bình thƣờng. Tuy nhiên, nếu đƣợc bảo quản
trong điều kiện chân không, nhiệt độ âm 18oC, hạt phấn có thể kéo dài sức nảy mầm
của chúng tới 3 năm hoặc hơn nữa [11][15].
Cà phê vối (Coffea canephora Pierre) có nguồn gốc ở rừng nhiệt đới ẩm
thuộc khu vực châu Phi với quần thể đa dạng về hình thái do có đặc điểm thụ phấn
chéo. Coffea canephora var.robusta là chủng cà phê vối đƣợc trồng nhiều nhất,

chiếm trên 90% diện tích cà phê vối trên thế giới. Cây cà phê vối thuộc chủng này
có ƣu điểm là cây khỏe, ít cành thứ cấp, chịu đƣợc sâu bệnh tốt, cho năng suất cao
nhƣng lại có nhƣợc điểm là chịu hạn kém [10].

5


Hình 3: Cây cà phê vối
Nguồn:Wikipedia [62]
Hàm lƣợng caffeine trong hạt cà phê vối cao (2-4%) nên hƣơng vị không
tinh khiết bằng cà phê chè (caffein 1-2%) do đó có giá trị thấp hơn [63].
Một trong nhƣng lý do khiến diện tích cà phê vối cao hơn rất nhiều so với
các chủng loại cà phê khác là vì chúng có sức sinh trƣởng tốt và kháng đƣợc bệnh
do nấm và vi khuẩn.
Cà phê mít (coffea excels.) là cây gỗ nhỡ, thân, lá và quả đều to. Cà phê mít
có khả năng chịu hạn tốt, ít cần nƣớc tƣới, sinh trƣởng khỏe, ít kén đất, ít sâu bệnh.
Do đặc tính chịu hạn và khả năng chống chọi với sâu bệnh tốt nên cà phê mít đƣợc
sử dụng để làm gốc ghép cho các loại cà phê khác [62]. Cà phê mít ở Việt Nam
đƣợc trồng rất ít do có giá trị thấp (vị chua, ít hƣơng hoặc không hƣơng).

6


Hình 4: Cây cà phê mít
Nguồn:Wikipedia [61]
1.1.2. Yêu cầu sinh thái của cây cà phê
Cây cà phê là cây công nghiệp nhiệt đới, để cho năng suất và sản lƣợng
cao, ta cần nắm đƣợc những điều kiện sinh thái của cây cà phê, đặc biệt là đối tƣợng
nghiên cứu trong luận văn – cây cà phê vối.
Theo các tác giả Willson (1985) [46]; Wrigley (1988) [47] và Raju (1969)

[41], đất đai và khí hậu là 2 yếu tố sinh thái quan tọng của đời sống cây cà phê.
Yêu cầu khí hậu:
-

Nhiệt độ:
Do có ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của cây cà phê,

nhiệt độ là yếu tố đƣợc đƣa ra đầu tiên. Tùy vào từng loại cà phê mà phạm vi thích

7


hợp với nhiệt độ của chúng khác nhau, cũng nhƣ các ngƣỡng nhiệt phát triển tốt
cũng khác nhau.
Đối với cà phê chè, cây yêu cầu điều kiện có chế độ tán rừng, mát, độ cao
từ 1300-1800 m so với mặt biển. Cà phê chè có thể sinh trƣởng và phát triển ở nhiệt
độ từ 5-30oC, thích hợp nhất nhiệt độ từ 15oC – 24oC; Nhiệt độ trên 30oC; quá trình
quang hợp sẽ ngừng [48]. Năm 1968, Altamann cho rằng lá cà phê chè ngoài nắng ở
nhiệt độ 20oC trong 1 giây chỉ quang hợp đƣợc khoảng 7 mol CO2 so với cây trồng
khác là 15 - 25 mol CO2 [23].
Khi nhiệt độ xuống 5oC, cây bắt đầu giảm sinh trƣởng và nếu kéo dài sẽ
gây thiệt hại đến cây (Cannel, 1987) [26].
Đối với cà phê vối, điều kiện khí hậu cần để cây phát triển là ở vùng có khí
hậu nóng ẩm, mƣa nhiều và đƣợc phân rõ 2 mùa chính là mùa khô và mùa mƣa
trong năm. Đây cũng là một trong những ƣu điểm về đặc điểm khí hậu mà Tây
Nguyên có đƣợc. Cây cà phê vối là loại kém chịu nóng, trong đó chủng Robusta
chịu nóng kém hơn cả. Nhiệt độ trung bình để cây có thể hô hấp với cƣờng độ cao
nhất và để cây sinh trƣởng tốt nhất đối với cà phê vối và cà phê mít là 22 – 26oC;
nếu nhiệt độ đạt tới 36 – 38oC, cà phê non cháy khô. Nhiệt độ thích hợp cho cà phê
nảy mầm là 28 – 30oC, nhiệt độ thích hợp cho hoa cà phê nở (từ 2 – 5 giờ sáng) là

24 – 25oC [4][11]. Theo Phan Quốc Sùng (1987), nhiệt độ thích hợp để cây sinh
trƣởng là từ 24-26oC, nhiệt độ xuống dƣới 0oC làm thui cháy các đọt non, kéo dài
làm cháy cả lá già đặc biệt là ở những vùng có xuất hiện sƣơng muối[16]. Cà phê
vối chịu rét kém, ở nhiệt độ 7oC cây đã ngừng sinh trƣởng và từ 5oC trở xuống cây
bắt đầu bị gây hại nghiêm trọng. Gió rét và nóng đều là những bất lợi đối với sinh
trƣởng của cây cà phê [21].
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong năm cũng nhƣ biên độ nhiệt
giữa ngày và đêm có ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng, đặc biệt là hƣơng vị của hạt
cà phê. Ở những vùng vào giai đoạn hạt cà phê đƣợc hình thành và tích lũy chất

8


khô, nhiệt độ càng xuống thấp và chênh lệch biên độ giữa ngày và đêm càng cao thì
chất lƣợng cà phê càng cao [17].
-

Lƣợng mƣa:
Sau nhiệt độ, lƣợng mƣa là một trong những yếu tố khí hậu quyết định đến

khả năng sinh trƣởng, năng suất và kích thƣớc của hạt cà phê. Lƣợng nƣớc trong
cây ảnh hƣởng đến quá trình phân hóa mầm hoa, sự phá vỡ tính ngủ nghỉ của chồi
hoa, kích thích sự tăng trƣởng trở lại của chồi hoa, quá trình nở hoa và tăng trƣởng
về kích thƣớc của vỏ hạt… Trong đó, tình trạng nƣớc ở trong cây lại phụ thuộc chủ
yếu vào lƣợng mƣa và sự phân bố của nó vào các tháng trong năm.
Với đặc điểm ƣa điều kiện khí hậu nóng ẩm ở những vùng có cao độ thấp
nên cây cà phê vối cần một lƣợng mƣa trong năm khá cao từ 1500-2000mm và phân
bố đồng đều trong khoảng 9 tháng. Cà phê vối là cây thụ phấn chéo bắt buộc nên
ngoài yêu cầu phải có một thời gian khô hạn nhất định (2-3 tháng) sau giai đoạn thu
hoạch để phân hóa mầm hoa, giai đoạn lúc cây nở hoa yêu cầu phải có thời tiết khô

ráo, không có mƣa để quá trình thụ phấn đƣợc thuận lợi. [5]
Sự phân bố lƣợng mƣa giữa các tháng còn ảnh hƣởng rõ rệt đến năng suất
hơn so với [29][43]. Các vụ cà phê đƣợc mùa thƣờng trùng với các năm có mùa khô
rõ rệt và mùa mƣa nhiều làm cà phê sinh trƣởng và phát triển nhiều cành tơ, đến
mùa khô sự phân hóa mầm hoa diễn ra mạnh, cho nhiều hoa, quả [10].
-

Độ ẩm không khí
Độ ẩm có ảnh hƣởng rất lớn đến khả năng sinh trƣởng của cây trồng vì nó

liên quan trực tiếp đến quá trình bốc thoát hơi nƣớc của cây. Kết quả nghiên cứu
của Boyer (1969) cho thấy khi đo lƣợng bốc hơi nƣớc trên các vƣờn cà phê đã kín
tán vào mùa khô lạnh là 75mm/tháng và mùa mƣa nóng là 150mm/tháng [25].
Độ ẩm không khí cho cây cà phê là trên 70 - 90%, đặc biệt trong giai đoạn
nở hoa, cây cà phê vối cần có điều kiện độ ẩm đạt 90 – 97% ở khoảng thời gian từ 2
– 5 giờ sáng [4]. Độ ẩm không khí cao sẽ làm giảm sự mất nƣớc của cây qua quá

9


trình bốc thoát hơi nƣớc. Tuy nhiên, nếu độ ẩm không khí quá cao sẽ tạo điều kiện
cho các loài sâu bệnh phát triển. Ngƣợc lại, nếu độ ẩm không khí quá thấp, làm quá
trình bốc thoát hơi nƣớc tăng lên làm cho cây bị thiếu nƣớc và héo, đặc biệt là trong
mùa khô với nhiệt độ không khí cao và tốc độ gió lớn.
Ở Tây Nguyên, gió đông bắc làm cho độ ẩm không khí xuống thấp từ 40 –
50%. Trong thời kỳ đó, cây cà phê bị ảnh hƣởng không tốt, lá non bị khô, cháy một
phần hoặc toàn bộ lá. Mặt khác, độ ẩm không khí thấp kéo theo thoát hơi nƣớc của
cây nhanh và đất bị khô kiệt làm ảnh hƣởng đến khả năng cung cấp dinh dƣỡng và
nƣớc cho cà phê.
-

Ánh sáng:
Theo kết quả nghiên cứu của Piringer (1955) về biểu hiện của cây cà phê ở

giai đoạn cây con đối với điều kiện chếu sáng thì với điều kiện chiếu sáng lớn hơn
14 giờ/ngày, cây không ra hoa kết quả đƣợc mà cần thời gian chiếu sáng từ 10 giờ
30 – 13 giờ (khu vực gần chí tuyến) và 12 giờ (khu vực gần xích đạo) [39]. Ở những
vùng có độ cao trên 800m so với mặt biển, nhiệt độ thấp hơn nên không nhất thiết
phải trồng cây che bóng [21]. Ngƣợc lại, ở những vùng có độ cao thấp, nhiệt độ cao,
ánh sáng nhiều thì nhất thiết phải có cây che bóng, cây che bóng ở những vùng này
không chỉ có tác dụng điều hòa nhiệt độ trong vƣờn, giảm quá trình bốc thoát hơi
nƣớc mà còn điều hòa quá trình quang hợp của cây [16]; làm thời gian chín chậm
lại, đủ thời gian để cho hạt tích lũy các chất dinh dƣỡng đặc biệt là các hợp chất
thơm làm cho chất lƣợng hạt tăng lên.
Tuy nhiên, trong trƣờng hợp đầu tƣ thâm canh cao có thể loại bỏ cây che
bóng vì cây cà phê có thể tự che bóng lẫn nhau; nếu khí hậu và đất đai không thuận
lợi thì cần có cây che bóng [4] [45]. Với những vƣờn thâm canh cao, có ít hoặc
không có cây che bóng với quy mô diện tích 0,5 – 1ha cho nắng suất trung bình 4,5
tấn trở lên [6].

10


-

Gió:
Vì xuất xứ của cà phê từ vùng nhiệt đới nên ƣa khí hậu nóng ẩm và lặng

gió. Tuy nhiên gió nhẹ là điều kiện thuận lợi cho sự lƣu thông không khí, tăng khả
năng bốc thoát hơi nƣớc và trao đổi chất của cây và quá trình thụ phấn. Gió mạnh

hay bão làm rụng lá, quả, gãy cành..v.v.. Gió mạnh làm tăng cƣờng quá trình bốc
hơi mặt đất và thoát hơi nƣớc của cây đặc biệt trong mùa khô, không những làm cho
độ ẩm không khí bị giảm sút mạnh mà còn làm cho dự trữ nƣớc trong các lớp đất
mặt bị khô kiệt, ảnh hƣởng lớn đến sinh trƣởng và sản lƣợng cà phê nhất là cà phê
vối. Nhìn chung tất cả các vùng trông cà phê ở nƣớc ta đều bị ảnh hƣởng của gió
hoặc gió bão [4] [16].
Yêu cầu đất đai
Cà phê là loại cây lâu năm, có bộ rễ khỏe, đòi hỏi đất tốt để phát triển và
cho năng suất cao, cà phê trồng trên đất tốt không chỉ có năng suất cao mà đời sống
kinh tế cũng dài hơn [11].
Các nhà nghiên cứu đất trồng cà phê đều nhất trí cho rằng đối với cà phê
thì lý tính đất quan trọng hơn hóa tính đất và nguồn gốc địa chất của đất. Loại đất
tốt để trồng cà phê là loại đất có tầng canh tác dày, có độ tơi xốp khoảng 60%, tỷ
trọng 2,64, giữ và thoát nƣớc tốt.
1.1.3. Ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng đến sinh lý ra hoa đậu quả của cà phê
Sự ra hoa đậu quả của cà phê phản ứng rõ rệt với điều kiện bóng mát, nhiệt
độ và sự khô hạn.
- Theo Boyer [25], cây cà phê vối có bóng mát dày tạo ra ít hoa, trong khi
có điều kiện ánh sáng ban ngày, nhiệt độ dồi dào cây sẽ ra hoa nhiều đến nỗi cây có
thể bị chết khô do “sai quả” hoặc hiện tƣợng ra quả cách năm rõ rệt.
Biện pháp khắc phục hiện nay là sử dụng cây che bóng trong vƣờn cây cà
phê để tránh cho cây ra hoa, ra quả quá nhiều. Cây che bóng có tác dụng làm cho
quả chín chậm lại, đủ thời gian để hạt tích lũy dinh dƣỡng, đặc biệt hợp chất thơm

11


làm dinh dƣỡng tăng lên. Sự thay đổi giữa các mùa trong năm và đặc biệt tình trạng
khô hạn thiếu hụt, nƣớc trong cây đóng vai trò quan trọng đối với quá trình phân
hóa mầm hoa. Sau thu hoạch, cây cà phê cần một thời gian khô hạn nhất định để

phân hóa mầm hoa. Thời gian từ 2-3 tháng khô hạn càng dài và càng khốc liệt thì sự
phân hóa mầm hoa càng tập trung. Ngƣợc lại mùa khô hạn ít thì quá trình phân hóa
mầm hoa thƣờng ít và không tập trung nên không có điều kiện để cho năng suất cao.
Bên cạnh yếu tố khô hạn, nhiệt độ thấp ở giai đoạn cây nghỉ ngơi sau thu
hoạch cũng có tác động kích thích sự phân hóa mầm hoa. Ở Tây Nguyên, điều kiện
khí hậu với mùa khô khốc liệt kéo dài cho phép sự phân hóa mầm hoa rất tập trung.
Tƣới nƣớc hợp lý trong mùa khô cho sự ra hoa, đậu quả thuận lợi, tạo điều kiện cho
năng suất cao.
Đối với cà phê vối, sau khi hoa nở sẽ xảy ra quá trình thụ phấn để hình
thành quả. Trong quá trình hình thành quả và hạt cà phê, nƣớc đóng vai trò rất quan
trọng.
Theo kết quả nghiên cứu của Cannell (1985) [26] tại Kenya và kết quả
nghiên cứu sau này của một số tác giả về cà phê vối, có thể phân chia quá trình phát
triển của quả cà phê thành 4 giai đoạn:
-Giai đoạn đầu đinh:
Giai đoạn này kéo 3-4 tháng ở cà phê vối sau khi hoa nở. Kích thƣớc bên
ngoài của quả hầu nhƣ không tăng lên và có hình đầu chiếc đinh ghim nên gọi là
“giai đoạn đầu đinh”. Tuy thể tích tăng rất ít, quả gần nhƣ đang ngủ nghỉ, nhƣng
trong giai đoạn này nếu thiếu nƣớc trầm trọng ở các đầu đinh có thể chuyển sang
màu hồng rồi rụng quả non.
-Giai đoạn tăng nhanh về thể tích:
Từ tháng thứ 3 đến tháng thứ 5 sau khi hoa nở, lúc này quả tăng nhanh về
mặt thể tích cũng nhƣ trọng lƣợng khô.

12


Cũng trong giai đoạn này, 2 khoang chứa hạt phát triển tới mức tối đa và
hóa gỗ. Kích thƣớc của khoang phụ thuộc vào tình trạng nƣớc trong cây. Ở giai
đoạn này nếu thiếu nƣớc thì các khoang chứa hạt sẽ không thể phát triển tối đa làm

cho hạt cà phê hình thành ở các giai đoạn sau có kích thƣớc nhỏ.
-Giai đoạn tích lũy chất khô và hình thành hạt:
Từ tháng thứ 6 đến tháng thứ 8 kể từ lúc nở hoa, hạt bắt đầu đƣợc hình
thành và hai khoang chứa hạt đóng vai trò nhƣ những bồn chứa để tích lũy chất khô
trong hạt. Đây là giai đoạn cây cần nhiều dinh dƣỡng nhất và cũng cần nhiều nƣớc
để việc vận chuyển dinh dƣỡng trong cây đƣợc thuận lợi.
Trong giai đoạn này, nhiệt độ thấp và biên độ nhiệt ngày và đêm cao tạo điều
kiện thuận lợi cho việc tích lũy dinh dƣỡng trong hạt, đặc biệt là các hợp chất thơm.
-Giai đoạn quả chín:
Từ tháng thứ 8 đến tháng thứ 10 sau khi nở hoa, hạt đã hóa cứng, phôi nhũ
đã phát triển đầy đủ. Diệp lục trong vỏ quả bị phân hủy, quá trình tổng hợp Ethylen
tăng lên và quả chín.
Từ những giai đoạn trên ta thấy đƣợc nƣớc đóng vai trò rất quan trọng
trong suốt quá trình ra hoa, tăng trƣởng và đậu quả của cà phê.
1.2.

Biểu hiện ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới sự phát triển của cây cà phê

1.2.1. Sƣơng muối:
Sƣơng muối là hiện tƣợng hơi nƣớc đóng băng thành các hạt nhỏ, rắn, xốp
và trắng nhƣ muối ngay trên bề mặt đất hay bề mặt cây cỏ hoặc các vật thể khác khi
không khí trên đó ẩm và lạnh [56]. Sƣơng muối là hiện tƣợng thời tiết nguy hiểm vì
nhiệt độ quá lạnh của nó làm chết cây trồng và vật nuôi.
Thông thƣờng sƣơng muối hình thành về đêm hoặc sáng sớm, trời lặng gió,
quang mây, nhiệt độ không khí xuống thấp làm cho nhiệt độ bề mặt các vật thể hay
cây cỏ ở mặt đất đạt tới điểm sƣơng đủ cho hơi nƣớc ngƣng kết, và điều kiện độ ẩm

13

không khí thích hợp. Khi xảy ra hiện tƣợng này thì một lƣợng muối sẽ bám vào lá
cà phê gây ra cháy lá, rụng lá dẫn đến hạn chế sự tăng trƣởng của cây hoặc gây chết
cây.
1.2.2. Tác động của ENSO đến thời tiết, điều kiện ngoại cảnh trồng cây cà phê
ENSO là từ viết tắt của El Niño Southern Oscillation (El Niño – Dao động
Nam) để chỉ cả 2 hiện tƣợng El Niño và La Niña và liên quan với dao động khí áp
giữa hai bờ phía Đông Thái Bình Dƣơng với phía Tây Thái Bình Dƣơng-Đông Ấn
Độ Dƣơng (đƣợc gọi là Dao động Nam) để phân biệt với dao động khí áp ở phía
Bắc Đại Tây Dƣơng. Số liệu ENSO là số liệu tháng của chuẩn sai Hiện tƣợng El
Niño và La Niña có ảnh hƣởng tới thời tiết, khí hậu toàn cầu với mức độ khác nhau
và rất đa dạng. Số liệu ENSO là số liệu tháng của dị thƣờng nhiệt độ mặt nƣớc biển
(SSTA) tại khu vực Niño 3 từ tháng 1/1961 đến nay. Số liệu đƣợc lấy từ trang của
Trung tâm Dự báo khí hậu Hoa Kỳ [51].
a. Hiện tƣợng El Niño:
Khi nói đến hiện tƣợng El Niño thì cần đề cập đến chỉ số S.O.I (Southern
Oscillation Index – Chỉ số dao động phƣơng nam). Chỉ số S.O.I tỷ lệ nghịch với
hiện tƣợng El Niño. Nghĩa là khi chỉ số này càng giảm (trị số âm) thì cƣờng độ của
hiện tƣợng El Niño càng lớn. Hiện tƣợng El Niño gây ra nắng nóng, khô hạn kéo
dài [14].
Hiện tƣợng El Niño trong mùa vụ 2004/05 đã gây khô cháy vƣờn cây, có
một số diện tích cà phê bị chết, số khác do không đảm bảo nƣớc tƣới nên không ra
hoa đƣợc nên dẫn đến tình trạng mất mùa. Diện tích bị hƣ hại khoảng 99348ha.
b. Hiện tƣợng La Niña:
Đây là hiện tƣợng trái ngƣợc với hiện tƣợng El Niño và cũng đƣợc đo bằng
chỉ số S.O.I. Nếu chỉ số S.O.I có trị số dƣơng thì sẽ xuất hiện hiện tƣợng La Niña.
Có nghĩa là nhiệt độ giảm xuống ở phía đông Thái Bình Dƣơng và nóng lên trên khí
hậu bình thƣờng ở phía tây Thái Bình Dƣơng. Khi hiện tƣợng La Niña xảy ra, mƣa

14