Khô hạn và sản xuất nông nhiệp

                                                                          Nguyễn Hữu Thành, Nguyễn Thu Hà

                                                  BM Khoa học đất và Dinh dưỡng cây trồng, Khoa Tài nguyên và Môi trường, HVNNVN

Nghiên cứu về khô hạn (hạn hán) và ảnh hưởng của khô hạn đến sản xuất nông nghiệp (SXNN) trên thế giới được nhiều quốc gia quan tâm, đặc biệt tại châu Phi (Namibia, Nigieria, Nam Phi), Tây Á (Thổ Nhĩ Kì, Iran, Israel), Nam Á (Ấn Độ), Trung Á (Trung Quốc), Hoa Kì, Úc,... Những nghiên cứu tác động của khô hạn đến SXNN không chỉ dừng lại ở thống kê thiệt hại của SXNN do khô hạn mà còn phân tích, đánh giá thực trạng, biến động của khô hạn với sự hỗ trợ của các mô hình tính toán định lượng, các kỹ thuật, công nghệ hiện đại: viễn thám, hệ thống thông tin địa lý trên cơ sở chuỗi dữ liệu về khí tượng, thổ nhưỡng.

Nghiên cứu khô hạn ở Việt Nam bắt đầu phổ biến từ những năm 1980 của thế kỷ 20. Các nghiên cứu chủ yếu phân tích thực trạng và đánh giá thiệt hại về năng suất, sản lượng và những thay đổi trong cơ cấu mùa vụ do khô hạn gây ra. Những năm gần đây các nhà khoa học Việt Nam cũng đã sử dụng các kỹ thuật viễn thám, GIS để đánh giá mức độ khô hạn phục vụ sản xuất nông nghiệp và ứng phò với biến đổi khí hậu.

Để ứng phó với khô hạn, hỗ trợ cho cây trồng có thể sinh trưởng, phát triển trong điều kiện thiếu nước nhiều giải pháp khác nhau đã đã được nghiên cứu ứng dụng: các giải pháp về thủy lợi, cải tạo đất, cây trồng và phân bón và dinh dưỡng cây trồng, …

1. Khô hạn và ảnh hưởng của khô hạn

Trên thế giới hiện có khoảng 30% diện tích bề mặt trái đất là sa mạc hoặc đang diễn ra quá trình sa mạc. Sự mở rộng của sa mạc ở các vùng khô hạn, bán khô hạn và một số nơi ẩm ướt không chỉ do khí hậu và biến đổi khí hậu mà còn do sức ép gia tăng dân số và hoạt động sống của con người. Hàng năm trên toàn thế giới có từ 11 đến 13 triệu héc ta rừng bị chặt phá, hàng chục triệu héc ta đất bị suy thoái dẫn đến sa mạc. Tại các vùng sa mạc trên thế giới, tuy phạm vi, cường độ và mức độ tác hại có khác nhau, nhưng thực tế là quá trình sa mạc hoá đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu với những hệ quả về sinh thái và môi trường ngày càng nghiêm trọng.

Theo Mahmoud Solh và Maarten van Ginkel (2014), hạn hán là một trong những hạn chế chủ yếu ảnh hưởng đến an ninh lương thực và sinh kế của hơn hai tỷ người đang cư trú ở vùng khô cằn chiếm khoảng 41% diện tích đất đai thế giới. Hạn hán được định nghĩa là thiếu hụt lượng mưa trong một khoảng thời gian dài dẫn đến tình trạng khan hiếm nước. Vì vậy cần phải tập trung khám phá và đưa ra giải pháp mới để đối phó với những thách thức phải đối mặt của những vùng khô cằn, đặc biệt là hạn hán và thiếu nước. Ngoài đối mặt với khó khăn tài nguyên thiên nhiên nghiêm trọng gây ra bởi sự thiếu nước ở nhiều vùng đất khô cằn của thế giới đang phát triển, chúng ta cũng phải đối phó với sự tăng trưởng nhanh chóng của của dân số và mức độ nghèo cao. Đối phó với hạn hán và thiếu nước là rất quan trọng để giải quyết những thách thức phát triển lớn trong khu vực khô như nghèo đói, suy thoái môi trường và xung đột xã hội.

Kể từ năm 1950, nhiều khu vực của châu Á, châu Phi, Úc, Châu Âu, và Mỹ đã trải qua biến cố hạn hán lâu dài và khốc liệt (IPCC, 2012); từ năm 1970, xu hướng khô xảy ra trên phạm vi toàn cầu và ở nhiều khu vực, đặc biệt là ở phía bắc vĩ độ cao. Mô phỏng khí hậu khu vực và mô phỏng mô hình khí quyển độ phân giải cao trên khắp châu Âu chỉ ra rằng khu vực Địa Trung Hải là dễ bị hạn hán nghiêm trọng.

Hạn hán ở Trung Quốc trong thời gian 1876-1878 đã làm ảnh hưởng đến 83 triệu người; hạn hán ở Mỹ bắt đầu từ năm 1579 và trải rộng trên khu vực phía Tây Nam và kéo dài trong hơn hai mươi năm. Sahel của châu Phi là một trong những đợt hạn hán tồi tệ nhất trong lịch sử, bắt đầu vào năm 1968 kéo dài cho đến năm 1988, đã làm chết đói khoảng 150 triệu người trên khắp Sahel, từ Senegal qua Mauritania, Mali, Burkina Faso, Niger, Nigeria và Sudan tới Ethiopia. Hạn hán Úc 2002-2003 đã làm ảnh hưởng đến 19 triệu người và dẫn đến tàn phá vì cháy rừng, còn ở Niger hạn hán ảnh hưởng 3,6 triệu người trong thời gian 2004-2006. Hạn hán nghiêm trọng xảy ra liên tục ở Trung Quốc, Ấn Độ, Australia, Chile, Bolivia, Ethiopia, và Philippines (Woods M. and B. Woods, 2007).

Từ đầu năm 2000 trở lại đây, hạn hán nghiêm trọng ảnh hưởng đến khu vực rộng lớn ở Nam Á, bao gồm cả Tây Ấn Độ, miền Nam và miền Trung Pakistan. Các khu vực Nam Á đã được biết đến là một trong những vùng quanh năm thường bị hạn hán của thế giới. Afghanistan, Ấn Độ, Pakistan và Sri Lanka đã ghi nhận hạn hán ít nhất một lần trong mỗi khoảng thời gian ba năm trong năm thập kỷ qua, trong khi Bangladesh và Nepal cũng chịu hạn hán thường xuyên. Trong năm 2012, Pakistan đã tuyên bố tình trạng khẩn cấp ở các huyện Tharpakrakar và Mirpur Khas do hạn hán nghiêm trọng và nhiều người phải được tái định cư (Tareq, 2012).

Việc khai thác tài nguyên nước ngày càng tăng và sự khan hiếm nước sau đó chịu trách nhiệm về thay đổi khí hậu trong tương lai sẽ làm trầm trọng thêm tần suất, mức độ nghiêm trọng, thời gian của các biến cố hạn hán và các tác động liên quan (Wilhite, 2005). Các nghiên cứu toàn cầu và khu vực đưa ra một khả năng cao hơn của hạn hán thủy văn vào cuối thế kỷ này ở Bắc và Nam Mỹ, Nam và Trung Á, phía tây và miền trung Australia và Trung Âu Á. Hiện vẫn còn nhiều nguồn bất ổn hơn ảnh hưởng đến các dự báo về xu hướng hạn hán khí tượng học cho thế kỷ tới.

Nhiều nghiên cứu, đánh giá về tác động của hạn hán đến SXNN đã được thực hiện. Đánh giá các điều kiện khí hậu, xu hướng, diễn biến và lịch sử hạn hán của Namibia, những tác động của hạn hán đến chăn nuôi được nghiên cứu nhằm đề xuất những giải pháp cứu trợ hạn hán cụ thể cho quốc gia này (Jim Sweet, 1998). Phân tích tình hình SXNN của Kamataka trong đợt hạn hán năm 2003-2004, thống kê những thiệt hại do hạn hán gây ra ở Kamataka ở Tây Nam Ấn Độ (Nagaratra Biradar and K. Sridhar, 2009). Phân tích thực trạng hạn nông nghiệp trong vòng 16 năm kể từ 1989-1990 đến 2004-2005, ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp ở Zambia, đặc biệt là các tỉnh phía Nam và phía Đông được tái hiện (Thamana Lekprichakul, 2008).

Nghiên cứu định lượng các ảnh hưởng của hạn hán đến sản xuất nông nghiệp thường được các nhà nghiên cứu trên thế giới sử dụng các mô hình và phần mềm tính toán để mô phỏng diễn biến năng suất, sản lượng cây trồng trong bối cảnh tác động của các yếu tố khí tượng khác nhau. Ví dụ, với mô hình thực nghiệm, tính toán hồi quy, ảnh hưởng của hạn hán đến sản lượng của 03 loại cây trồng chính (ngô, kê, lúa) đã được ước tính thông qua các chỉ số của kịch bản nhiệt độ ngày, cường độ mưa và chỉ số mưa chuẩn hóa (SPI) ở 08 quốc gia thuộc vùng Sahel (Inoussa Boubacar, 2010). Với mô hình mô phỏng năng suất, sản lượng cây trồng theo điều kiện khí tượng - REGCROP, các dữ liệu khí tượng được phân tích xử lý dựa trên các thuật toán và các nguyên lý về cân bằng nước, cân bằng năng lượng, để tính toán sinh khối, năng suất cho 06 loại cây trồng lúa mì đông, lúa mạch đông, khoai tây, ngô, củ cải đường và hạt cải dầu cây trồng tương ứng với các tình trạng ngập úng, hạn hán hay đơn giản chỉ là những biến động về nhiệt độ ở Bỉ (Gobin A., 2012) hay mô hình mô phỏng năng suất cây trồng theo các thời kì lịch sử của Thamana Lekprichakul khi phân tích ảnh hưởng của hạn hán ở Zambia (Thamana Lekprichakul, 2008), ...

2. Một số nghiên cứu ứng phó với khô hạn

Hiện nay người ta thường sử dụng các kỹ thuật hiện đại để xác định quy mô và đánh giá mức độ nguy hại của hạn hán. Abdel Aziz Belal et al. (2014) đã sử dụng các kỹ thuật viễn thám (Remote sensing) với hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá mức độ nguy hại của hạn hán; Birhanu Gedif et al. (2014) đã đánh giá rủi ro hạn hán sử dụng viễn thám và GIS: Nghiên cứu trường hợp tại khu vực phía Nam, vùng Tigray, Ethiopia; Dipanwita Dutta et al. (2015) đã sử dụng viễn thám dựa vào chỉ số điều kiện thực vật (VCI) và chỉ số tiêu chuẩn hóa mưa (SPI) để đánh giá của hạn hán nông nghiệp ở Rajasthan (Ấn Độ).

Sự khan hiếm nước là một yếu tố môi trường ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất cây trồng. Hạn hán có thể gây ra sự suy giảm sản lượng cây trồng lớn hơn so với thiệt hại từ tất cả các nguyên nhân khác. Mất cân bằng dinh dưỡng trong điều kiện hạn hán gây ức chế tăng trưởng thực vật và do đó giảm năng suất thông qua ảnh hưởng đến sự hấp thu, vận chuyển và tích lũy chất dinh dưỡng. Theo Yuncai Hu và Urs Schmidhalter (2005), hạn hán và nhiễm mặn làm rối loạn các quan hệ dinh dưỡng khoáng của thực vật thông qua tác động của chúng đến khả năng huy động, vận chuyển, và phân bổ dinh dưỡng trong cây. Ngoài ra, độ mặn cao cũng gây ra thiếu hụt và mất cân bằng ion do sự cạnh tranh của các chất dinh dưỡng như K⁺, Ca²⁺, và NO₃^- với các ion độc Na⁺ và Cl^-. Dinh dưỡng khoáng đóng một vai trò quan trọng đối với tính kháng hạn hoặc mặn. Bởi vì cả hạn và nhiễm mặn gây ra ảnh hưởng giống nhau đến sinh trưởng thực vật do thiếu nước, K⁺ đóng vai trò quan trọng duy trì áp suất trương của cây trồng. Tỷ lệ K⁺: Na⁺ cao cũng sẽ cải thiện sức đề kháng của cây trồng đối với mặn. Ca²⁺ là tín hiệu quan trọng trong việc điều chỉnh tính kháng của thực vật đối với cả hạn hán và nhiễm mặn, nhưng sự tương tác giữa các ion Ca²⁺ đối với độ mặn được nghiên cứu sâu hơn so với hạn hán. Ngược lại, sự gia tăng hấp thụ N và P của các thực vật sẽ quan trọng hơn chỉ dưới điều kiện khô hạn. Sự cạnh tranh giữa Cl^- và NO₃^- trong điều kiện mặn chỉ ra rằng dạng N đóng một vai trò quan trọng quyết định sự sinh trưởng của cây trồng bị tác động của mặn. So với N, P, K⁺ và Ca²⁺, các chất dinh dưỡng vi lượng có thể ít quan trọng hơn đối với tính kháng hạn hán và mặn của cây trồng.

Lượng mưa, nguồn nước ngầm, dự trữ nước và các điều kiện cây trồng quyết  định quy mô và mức độ của hạn hán ở bang Tamil Nadu (Ấn Độ). Bang này có tám vùng thường bị hạn hán bao gồm 833.997 km vuông, tương đương khoảng 64 phần trăm tổng diện tích của bang. Cứ năm năm một lần hạn hán lại xảy ra ở những nơi trồng lúa nhờ mưa của Tamil Nadu. Trong giai đoạn bình thường, lượng mưa trung bình là 965 mm (mm) nhưng trong thời gian hạn hán, lượng mưa là 694 mm, tương ứng với sự thiếu hụt nước 39 %. Đây là một yếu tố quan trọng làm giảm năng suất cây trồng và thu nhập của nông dân. Đại học Nông nghiệp Tamil Nadu (TNAU) đã phát triển một số dòng lúa chịu hạn, như PMK3, PM00 022, PM01 011, PM02 015, PM03 002, Ashoka 200F, Ashoka228, RM96019, IR64,... để giảm thiểu tác động của hạn hán.

Maria (2004) khẳng định: “Chất hữu cơ trong đất vẫn có vai trò cốt yếu trong nông nghiệp hiện đại: Nó tạo điều kiện đất tối ưu, cho phép cây trồng phát triển hoàn toàn để tạo khả năng sinh lợi tiềm tàng. Chất hữu cơ là bể chứa các bon, tạo cơ sở bền vững cho cả nông nghiệp và môi trường”. Tuy nhiên tác giả đã khuyến cáo không phải bổ sung chất hữu cơ lúc nào cũng tốt, mà phải căn cứ vào sự cố định nitơ và quá trình ổn định của chất hữu cơ, nếu chất hữu cơ không ổn định có thể dẫn đến sự giảm oxy và sinh ra các chất trung gian độc hại.

Adekalu et al. (2007) cho rằng chất hữu cơ là thành phần cũng như vật chất trung chuyển cần thiết và chi phối nhiều đặc tính lý, hóa và sinh học đất. Đặc biệt, chất hữu cơ có vai trò quan trọng đối với việc tạo kết cấu và đoàn lạp đất do: tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp môi trường sống đa dạng cho vi sinh vật; cung cấp đủ oxy cho rễ cây và vi sinh vật đất; hạn chế xói mòn. Chất hữu cơ có khả năng giữ nước tốt hơn phần khoáng của đất. Chất hữu cơ làm giảm khả năng hình thành lớp váng trên mặt đất. Trong khi đó, Franzluebbers et al. (2000) lại xác nhận rằng chất hữu cơ có tác động trực tiếp tới dung trọng đất vì tỷ trọng của các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn tỷ trọng của khoáng vật. Thêm vào đó các chất hữu cơ thường làm tăng đoàn lạp đất và tạo ra mao dẫn ổn định thông qua hoạt động của sinh vật đất.

Theo Franzluebbers, A.J., and P.C. Doraiswamy (2007) bảo vệ C hữu cơ trong đất, tạo ra một môi trường giàu dinh dưỡng cho sự phát triển của cây, tính thấm nước và một số chức năng quan trọng của đất, chúng có thể được tăng cường với hệ thống nông nghiệp bảo tồn. Trữ lượng C hữu cơ  của đất với nông nghiệp bảo tồn ở miền đông nam Hoa Kỳ có thể tương đối cao (tức là, 0,4-1,0 tấn C/ha/năm tùy thuộc vào điều kiện quản lý và đất. Làm đất bảo tồn, đa dạng hoá cây trồng, cây trồng che phủ, sử dụng phân chuồng, phân bón tối ưu và luân canh các loại cây trồng với đồng cỏ là những chiến lược hiệu quả để tăng cường bảo vệ C hữu cơ của đất.

Mặc dù các công nghệ tăng năng suất đã được phổ biến rộng trong các vùng đất khô hạn, nông dân thường không thể áp dụng chúng do thiếu nguồn lực, đặc biệt đối với các đầu vào như phân bón và công nghệ cơ khí. Sử dụng phân bón thường được coi là một hàm số của mức tưới, sử dụng các giống có năng suất cao, luân canh cây trồng, giá cả các loại cây trồng, và chi phí phân bón. Thiếu vốn và không đảm bảo về điều kiện độ ẩm của đất là những yếu tố hạn chế sử dụng phân bón cho cây trồng ở các vùng có lượng mưa thấp. Sử dụng trung bình hàng năm của nitơ (N), lân (P) và kali (K) mỗi ha ở Tamil Nadu cho giai đoạn 1985-1986 và 1998-1999 là 87.90 kg, 32,15 kg và 34.78 kg tương ứng trong khu vực có tưới, trong khi nó là 54,62 kg, 20,08 kg và 25,72 kg tại các khu vực tưới nhờ mưa (Selvaraj K.N., 2011).

Dù còn có nhiều ý kiến trái ngược nhau về những ảnh hưởng của việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng trong điều kiện khô hạn, các nhà khoa học đều cho rằng tăng lượng chất dinh dưỡng sẽ không cải thiện sinh trưởng và năng suất cây trồng khi chất dinh dưỡng đã có mặt trong đất với hàm lượng đủ và hạn hán xảy ra nghiêm trọng (Ghanem H. et al., 1983). Trong điều kiện đó, sự hiểu biết về vai trò của các chất dinh dưỡng khoáng đối với khả năng chống chịu khô hạn sẽ góp phần cải thiện quản lý phân bón ở các khu vực khô hạn, bán khô hạn và trong vùng bị hạn hán tạm thời.

Trong hầu hết các trường hợp, cây trồng sống dưới các điều kiện môi trường bất thuận (như mặn, khô hạn hay nhiệt độ quá cao/thấp) đều nhận được quá nhiều ánh sáng so với lượng nó cần sử dụng để vận chuyển điện tử quang và cố định CO₂. Điều này dẫn đến sự tích lũy quá mức năng lượng ánh sáng hấp thụ và các chất khử của quá trình quang hợp trong lục lạp, dẫn tới một loạt các quá trình sinh hóa bất thuận xảy ra và cuối cùng tế bào bị chết đi. Việc cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng khoáng cần thiết sẽ giúp duy trì quá trình vận chuyển điện tử quang và đồng hóa C, giúp làm giảm những sự trầm trọng của các quá trình bất thuận trong tế bào.

Trong số các chất dinh dưỡng thiết yếu của cây trồng, N đóng vai trò quan trọng trong việc sử dụng năng lượng ánh sáng hấp thụ được và đồng hóa C bằng việc suy trì tốc độ quang hợp cao và nâng cao cơ chế bảo vệ. Fuzhong Wu et al. (2008) đã thí nghiệm trồng cây họ đậu trong chậu dưới điều kiện tưới nước và bón phân đạm khác nhau. Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong điều kiện cung cấp đủ nước (80% sức chứa ẩm đồng ruộng) bón N ở mức cao (184mgN/kg đất) giúp cây sinh trưởng tốt nhưng trong điều kiện khô hạn (40% sức chứa ẩm đồng ruộng) và khô hạn năng (20% sức chứa ẩm đồng ruộng) lượng N bón thấp (92mgN/kg đất) lại giúp cải thiện sinh trưởng của cây. Dạng dinh dưỡng N cũng ảnh hưởng đến tính chống chịu của cây với cường độ ánh sáng mạnh. Zhu et al. (2000) và Bendixen et al. (2001) đã chỉ ra rằng, cung cấp N dạng NO₃^- giúp cho cây đậu tương tăng cường chống chịu tốt hơn so với dạng NH₄⁺. Adrian A. Hartmann and Pascal A. Niklaus (2012) đã nghiên cứu ảnh hưởng của hạn hán mô phỏng và phân đạm (NH₄NO₃ và nước tiểu gia súc) đến năng suất cây trồng và phát thải nitơ oxit (N₂O) của hai đồng cỏ và chỉ ra rằng: hạn hán ít ảnh hưởng đến năng suất cỏ. Ngược lại, hạn hán có thể dẫn đến việc giảm lớn và bền vững sự phát thải N₂O.

Không giống K và Mg, P không có ảnh hưởng trực tiếp đến sự tích lũy các sản phẩm quang hóa trong tế bào. Tuy nhiên hàm lượng lân dễ tiêu trong đất liên quan mật thiết đến lượng nước sẵn có hay độ ẩm của đất. Độ ẩm đất tăng thì hàm lượng lân dễ tiêu cũng tăng lên (Sqalli và M. Nadir, 1983). Vì vậy ở những vùng khô hạn và bán khô hạn, vấn đề che phủ đất là một biện pháp vô cùng cần thiết và hữu dụng để giữ ẩm và tăng hàm lượng P trong đất. Theo P.J.M. Cooper (1983), việc bổ sung phân bón lân cho cây trồng của vùng nông nghiệp nhờ mưa ở Cận Đông và Bắc Phi đã làm tăng tốc độ sinh trưởng của cây lúa mạch dẫn đến rút ngắn thời gian sinh trưởng, cây chín sớm, vì vậy việc sử dụng nước của cây trồng giảm xuống.

M.G. Lindhauer (1983) đã làm rõ vai trò quan trọng của kali cho sử dụng tối ưu nước hữu hiệu của cây trồng liên quan với năng suất. Tác giả đã nhấn mạnh ảnh hưởng của kali đến áp suất trương của tế bào, việc duy trì hoặc gia tăng áp lực trương là điều kiện tiên quyết để làm giãn tế bào. Ngoài ra, kali còn là một yếu tố quan trọng trong cơ chế điều chỉnh khí khổng của lá. Cakmak (2005) cho rằng K và Zn dường như có mối tương tác với enzym oxyhóa NADPH và do đó giúp cho cây trồng tăng tính chống chịu trong điều kiện khô hạn. Kali đóng vai trò quan trong trong mối quan hệ giữa hoạt động của khí khổng và sủ dụng nước ở thực vật (Mengel và Kirby, 2001). Trên cây lúa mì, sự suy giảm quang hợp do khô hạn trở nên nghiêm trọng hơn trong điều kiện thiếu kali. Thí nghiệm trên cây dâm bụt (Hibiscus rosa – sinensis) của Egilla et al. (2001) cho thấy tỉ lệ rễ sống sót trong điều kiện hạn chế về nước giảm đi, đặc biệt trong hoàn cành lượng kali cung cấp cho cây thấp nhất; điều này chứng tỏ việc cung cấp đủ kali giúp tăng sức chống chịu hạn của cây và tăng sức sống bền bỉ cho hệ rễ. Tác dụng này được cho là nhờ vai trò của K trong việc tái vận chuyển và phân bố các sản phẩm quang hóa vào trong rễ cây, nhờ đó giúp rễ cây sinh trưởng tốt hơn trong điều kiện khô hạn (Egilla et al., 2001).

Những nỗ lực hướng tới việc giải quyết các vấn đề phát sinh do khô hạn kể trên chủ yếu dựa trên việc lựa chọn các giống cây chống chịu tốt (Waraich et al., 2011). Ngoài biện pháp sử dụng các giống cây chống chịu hạn, các biện pháp kỹ thuật thích hợp khác như sử dụng các chủng vi sinh vật hữu ích, bón phân hữu cơ, chất dinh dưỡng khoáng và các chất hóa học như proline (một dạng axit amin phổ biến), silic và các chất bảo vệ đất khác (Folkert et al., 2001) đã được công nhận rộng rãi như là những chiến lược bổ sung cho việc cải thiện khả năng hút thu và đồng hóa dinh dưỡng của cây trồng trong điều kiện khô hạn. Vai trò của silic đối với cây trồng trong điều kiện khô hạn đã được nghiên cứu và khẳng định từ lâu bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới. Mukhtar Ahmed et al. (2011) đã nghiên cứu tác động của silic (kali silicat) đến tính chịu hạn của cây cao lương trong thí nghiệm trong chậu tại PMAS, Đại học Nông nghiệp khô hạn Rawalpindi, Pakistan. Bổ sung silic với nồng độ 200ml/L cho một kg đất dẫn đến tăng chỉ số diện tích lá, khối lượng riêng của lá, hàm lượng diệp lục, khối lượng khô của lá, khối lượng khô của chồi, khối lượng khô của rễ, khối lượng chất khô tổng số và làm giảm đáng kể thế năng nước lá và tỷ lệ của chồi so với rễ ở cây cao lương. Những kết quả nghiên cứu này gợi ý rằng sử dụng silic có tác dụng cải thiện khả năng chịu hạn của cây cao lương do tăng cường khả năng hút nước. Một thí nghiệm trong chậu khác đã tìm ra vai trò của Si với cây ngô trong điều kiện khô hạn. Bón Si làm tăng hàm lượng chất khô tổng số, hàm lượng diệp lục, hàm lượng các nguyên tố Ca, K và Si trong cây ngô (Cengiz Kaya et al., 2006). Ảnh hưởng của silic đến một số loại cỏ chăn nuôi cũng được nghiên cứu và kết quả cho thấy năng suất sinh học của các loại cỏ phản ứng với phân Silic trong điều kiện khô hạn tốt hơn so với điều kiện có đủ nước chứng tỏ chúng dựa vào Si để chống chịu với sự thiếu hụt nước (A. Egrinya Eneji et al., 2008). Trong thí nghiệm này, các tác giả cũng thu được mối tương tác mạnh giữa sự hút Si và N, P trong mọi điều kiện về nước tưới, nhưng sự hút K lại có mối quan hệ chặt chẽ với lượng Si hơn trong điều kiện khô hạn.

Việc cung cấp dinh dưỡng cho cây qua rễ thường bị hạn chế bởi ảnh hưởng tiêu cực của khô hạn và độ mặn đến lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu. Trong những trường hợp này hiệu quả của biện pháp bón phân qua lá có thể sẽ tốt hơn bón phân vào đất. Nguyên nhân là vì việc cung cấp dinh dưỡng trực tiếp vào bộ phận đang cần dinh dưỡng (lá) và khả năng hấp thụ dinh dưỡng tương đối nhanh (0,5 – 2h đối với N và 10-24h đối với K), và sự độc lập trong hoạt động của rễ so với lượng nước sẵn có trong đất (Römheld và El-Fouly, 1999). Ở những giai đoạn đầu phát triển, bón phân qua lá có thể tăng lượng P và K cung cấp cho cây tại thời điểm hệ rễ phát triển chưa tốt (Mallarino et al., 2001). Do đó cung cấp dinh dưỡng qua lá có thể là một phương pháp giảm ảnh hưởng của việc thiếu hụt nước trong điểu kiện khô hạn tạm thời. Tuy nhiên, vẫn có những nghiên cứu cho rằng biện pháp cung cấp dinh dưỡng qua lá không có tác dụng tăng năng suất cây trồng trong điều kiện khô hạn khi trong đất đã có đủ dinh dưỡng cho cây (Yuncai Hu et al., 2005; Yuncai Hu et al., 2008). Rashid Ahmad et al. (2014) cũng đã tổng kết rằng có rất ít những nghiên cứu chỉ ra tác động tương hỗ của việc bón phân cho cây qua đất và qua lá trong việc làm giảm những hạn chế của điều kiện khô hạn.

3. Khô hạn ở Việt Nam        

Tháng 6 năm 2009, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã xây dựng và công bố Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu, Nước Biển Dâng Cho Việt Nam. Mức độ chi tiết của các kịch bản mới chỉ giới hạn cho 7 vùng khí hậu và dải ven biển Việt Nam (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2009).

Thực hiện chỉ đạo của Chính phủ về việc cập nhật và chi tiết hóa các kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam, Bộ Tài nguyên và Môi trường giao Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường chủ trì, phối hợp với các cơ quan nghiên cứu và các đơn vị quản lý nhà nước, xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng chi tiết cho Việt Nam. Bộ Tài Nguyên và Môi Trương đã công bố Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu, Nước Biển Dâng Cho Việt Nam năm 2012 (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2012). Về sự biến đổi của nhiệt độ, theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng từ 1,6 đến 2,2^oC trên phần lớn diện tích phía Bắc lãnh thổ và dưới 1,6^oC ở đại bộ phận diện tích phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào). Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình tăng từ 2 đến 3^oC trên phần lớn diện tích cả nước, riêng khu vực từ Hà Tĩnh đến Quảng Trị có nhiệt độ trung bình tăng nhanh hơn so với những nơi khác. Nhiệt độ thấp nhất trung bình tăng từ 2,2 đến 3,0^oC, nhiệt độ cao nhất trung bình tăng từ 2,0 đến 3,2^oC. Số ngày có nhiệt độ cao nhất trên 35^oC tăng từ 15 đến 30 ngày trên phần lớn diện tích cả nước. Theo kịch bản phát thải cao: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có mức tăng phổ biến từ 2,5 đến trên 3,7^oC trên hầu hết diện tích nước ta.

Về lượng mưa: Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng phổ biến khoảng trên 6%, riêng khu vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn, chỉ vào khoảng dưới 2%. Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng trên hầu khắp lãnh thổ. Mức tăng phổ biến từ 2 đến 7%, riêng Tây Nguyên, Nam Trung Bộ tăng ít hơn, dưới 3%. Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng. Lượng mưa ngày lớn nhất tăng so với thời kỳ 1980-1999 ở Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và giảm ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ. Tuy nhiên, ở các khu vực khác nhau lại có thể xuất hiện ngày mưa dị thường với lượng mưa gấp đôi so với kỷ lục hiện nay. Theo kịch bản phát thải cao: Lượng mưa năm vào cuối thế kỷ 21 tăng trên hầu khắp lãnh thổ nước ta với mức tăng phổ biến khoảng từ 2 đến 10%, riêng khu vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn, khoảng từ 1 đến 4%.

Theo Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu, Nước Biển Dâng Cho Việt Nam năm 2016 (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2016). Về nhiệt độ: Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng 1,6-2,2°C trên phần lớn diện tích phía Bắc lãnh thổ và tăng ít hơn ở đại bộ phận diện tích phía Nam. Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm tăng 2-3°C trên phần lớn diện tích cả nước, riêng khu vực từ Hà Tĩnh đến Quảng Trị có nhiệt độ trung bình tăng nhanh hơn so với những nơi khác. Nhiệt độ thấp nhất trung bình tăng 2,2-3,0°C; nhiệt độ cao nhất trung bình tăng 2,0-3,2°C. Số ngày có nhiệt độ cao nhất trên 35°C tăng từ 15 đến 30 ngày trên phần lớn diện tích cả nước. Theo kịch bản phát thải cao: Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình năm có mức tăng phổ biến 2,5-3,7°C.

Về lượng mưa: Theo kịch bản phát thải thấp: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng phổ biến khoảng trên 6%, riêng khu vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn. Theo kịch bản phát thải trung bình: Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng trên hầu hết lãnh thổ. Mức tăng phổ biến từ 2-7%. Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng. Lượng mưa ngày lớn nhất tăng ở Bắc bộ, Bắc Trung bộ và giảm ở Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam bộ. Theo kịch bản phát thải cao: Lượng mưa năm vào cuối thế kỷ 21 tăng trên hầu hết lãnh thổ nước ta với mức tăng phổ biến khoảng 2-10%.

Gần đây nhất, năm 2020, Trung tâm Điều tra và Quy hoạch đất đai, Trung tâm Đánh giá đất, Tổng cục Quản lý đất đai đã công bố kết quả đánh giá khô hạn toàn quốc trên cơ sở xác định hệ số khô hạn (K1), số tháng khô hạn/năm và mức độ khô hạn dựa vào số liệu khí tượng của các trạm khí tuợng trên địa bàn cả nuớc (luợng mưa, tổng tích ôn, nhiệt độ không khí, luợng bốc hơi bình quân và độ ẩm không khí) và yếu tố tưới của khu vực sử dụng đất. Diện tích đất bị khô hạn là 16.777 nghìn ha, chiếm 57,59% diện tích điều tra và chiếm 50,65% diện tích tự nhiên của cả nuớc (Bảng 1), trong đó:

- Diện tích đất bị khô hạn nặng: 3.147 nghìn ha, chiếm 10,80% diện tích điều tra và chiếm 9,50% diện tích tự nhiên của cả nuớc. Đất bị khô hạn nặng phân bố tại 03 vùng: Tây Nguyên, Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung, Trung du và Miền núi phía Bắc.

Bảng 1. Diện tích đất khô hạn của cả nước theo vùng kinh tế - xã hội

Đơn vị tính: nghìn ha

Trung tâm Điều tra và Quy hoạch đất đai, 2020.

Đất bị khô hạn nặng xảy ra chủ yếu trên các loại đất: đất lâm nghiệp với 1.993 nghìn ha (chiếm 6,02% DTTN), đất sản xuất nông nghiệp với 861 nghìn ha (chiếm 2,60% DTTN) và đất chưa sử dụng với 291 nghìn ha (chiếm 0,88% DTTN).

- Diện tích đất bị khô hạn trung bình: 5.499 nghìn ha, chiếm 18,88% diện tích điều tra và chiếm 16,60% diện tích tự nhiên của cả nước. Đất bị khô hạn trung bình phân bố ở 05 vùng kinh tế - xã hội (trừ vùng Đồng bằng sông Cửu Long), tập trung nhiều tại các vùng Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung, Tây Nguyên.

Đất bị khô hạn trung bình xảy ra chủ yếu trên các loại đất: đất lâm nghiệp với 3.868 nghìn ha (chiếm 11,68% DTTN), đất sản xuất nông nghiệp với 1.292 nghìn ha (chiếm 3,90% DTTN) và đất chưa sử dụng với 340 nghìn ha (chiếm 1,03% DTTN).

- Diện tích đất bị khô hạn nhẹ: 8.131 nghìn ha, chiếm 27,91% diện tích điều tra và chiếm 24,55% diện tích tự nhiên của cả nước. Diện tích đất bị khô hạn nhẹ phân bố ở cả 06 vùng kinh tế - xã hội, tập trung nhiều nhất ở các vùng Trung du và Miền núi phía Bắc, Tây Nguyên,...

Đất bị khô hạn nhẹ xảy ra chủ yếu trên các loại đất: đất lâm nghiệp với 4.655 nghìn ha (chiếm 14,05% DTTN), đất sản xuất nông nghiệp với 2.356 nghìn ha (chiếm 7,11% DTTN) và đất chưa sử dụng với 1.120 nghìn ha (chiếm 3,38% DTTN).

4. Một số nghiên cứu về khô hạn và biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của khô hạn đến sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam

Nghiên cứu hạn hán ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam xuất hiện trong nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khí hậu học, khí tượng nông nghiệp từ thập niên 80 của thế kỉ trước. Nguyễn Trọng Hiệu đã nghiên cứu những tai biến khí hậu trong đó có hạn hán như “Phân bố hạn hán và tác động của chúng đến Việt Nam” (Nguyễn Trọng Hiệu, 1995) và “Nguyên nhân, giải pháp phòng ngừa và ngăn chặn quá trình hoang mạc hoá ở vùng Trung Trung Bộ (Quảng Ngãi đến Bình Định) (Nguyễn Trọng Hiệu, 2000). Nguyễn Đức Ngữ, một nhà khí hậu học cũng có nhiều công trình nghiên cứu về hạn hán và hoang mạc hoá như: “Tìm hiểu hạn hán và hoang mạc hoá” (2005), "Biến đổi khí hậu" (2008) và “Biến đổi khí hậu và nguy cơ sa mạc hóa ở Việt Nam” (2013). Trần Thục và nnk (2008) đã xây dựng được bản đồ hạn hán và mức độ thiếu nước sinh hoạt cho 09 tỉnh thuộc Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Trên toàn lãnh thổ Việt Nam, Nguyễn Văn Viết và các cộng sự đã thống kê các đợt khô hạn và các hiện tượng khí hậu cực đoan (ECE) ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp thông qua 14 trạm khí tượng thủy văn và đề xuất các chiến lược ứng phó phù hợp (Nguyễn Văn Viết và cs., 2004; Nguyễn Văn Viết, 2008). Tuy nhiên, những nghiên cứu về ảnh hưởng của hạn hán và hoang mạc hoá đến sản xuất nông nghiệp vẫn chưa đi sâu vào những tổn thương cụ thể mà chỉ tập trung vào những tác động của ENSO đến Việt Nam và những qui luật phân bố ECE ở Việt Nam.

Nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hạn hán đến cơ cấu thời vụ gieo trồng và năng suất cây trồng. Đoàn Văn Điếm (2007) đã đánh giá tác động của hạn hán đến năng suất ngô vụ đông thông qua các chỉ số khô hạn (K), hệ số thủy nhiệt (HTC), độ ẩm đất (MI) để so sánh năng suất vụ ngô khi gặp hạn và vụ ngô có đủ điều kiện nhiệt ẩm ở vùng trung du miền núi phía Bắc.

Đoàn Văn Điếm và cs. (2000) cũng đã sử dụng nhiều công thức tính toán để định lượng những ảnh hưởng của điều kiện khí hậu nông nghiệp, trong đó có hạn hán ảnh hưởng đến năng suất lúa, ngô ở Hà Nội. Đồng thời nhóm tác giả cũng tính toán được chỉ số lãi thuần và tỷ số thu nhập gia tăng cho những tác động của hạn hán đến sinh trưởng và phát triển của giống ngô LVN – 4. Đánh giá mức độ phù hợp của cơ cấu cây trồng, mùa vụ, tính năng suất tiềm năng, đánh giá mức độ sử dụng tài nguyên khí hậu nông nghiệp của một số cây trồng ở hai huyện Sóc Sơn (Hà Nội) và Nghi Lộc (Nghệ An) do Ngô Sĩ Giai và cs. (2001) thực hiện.

Nguyễn Văn Viết và cs. (1998) đã phân tích những thiệt hại do thiên tai khí hậu gây ra cho sản xuất nông nghiệp nói chung và đến năng suất vụ lúa nói riêng ở duyên hải miền Trung từ Quảng Bình đến Bình Thuận. Phạm Châu Hoành (2007), Nguyễn Hồng Trường (2006) đã nghiên cứu ảnh hưởng của hoang mạc hoá và thoái hóa đất đến năng suất cây trồng ở tỉnh Ninh Thuận và đề xuất một số giải pháp sống chung với hạn hán và hoang mạc hoá cho tỉnh.

Nguyễn Quang Kim (2005) đã công bố các chỉ số hạn SPI (Chỉ số mưa chuẩn hóa) và SWSI (Chỉ số cấp nước mặt) ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, là cơ sở quan trọng cho việc thiết lập hệ thống giám sát hạn cho khu vực. Phạm Quang Vinh và Phạm Thị Thanh Hương (2012) đã nghiên cứu dự tính hạn nông nghiệp tỉnh Bình Thuận đến năm 2100. Nguyễn Văn Liêm (2003, 2004) đã nghiên cứu diễn biến của thiên tai hạn hán và những giải pháp ứng phó đối với sản xuất nông nghiệp ở đồng bằng sông Cửu Long.

Nguyễn Văn Thắng và cs. (2007, 2010) đã ứng dụng một số kỹ thuật hiện đại trên thế giới trong nghiên cứu hạn hán ở Việt nam: sử dụng ảnh vệ tinh AVHRR và MODIS để xây dựng mô hình giám sát, cảnh báo và dự tính hạn hán, sử dụng phương pháp downscaling để xây dựng các mô hình dự tính các chỉ số hạn và vận hành thành công mô hình cảnh báo hạn sớm RegCM3 ở Việt Nam.

Một số công trình nghiên cứu về đất vùng duyên hải Nam Trung Bộ được viện Quy Hoạch và Thiết Kê Nông Nghiệp, Bộ Nông Nghiệp và PTNT trong thời gian qua như: Điều tra, đánh giá tỉnh hình sử dụng đất cát, bãi bồi ven biển tiểu vùng Đà Nẵng, Bình Định, Quảng Nam, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận làm căn cứ quy hoạch phát triển bền vững, Hà Nội (2002); Nghiên cứu phân vùng sinh thái nông nghiệp phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững vùng Duyên hải miền Trung (2003); Đánh giá phân hạng đất lúa vùng duyên hải Nam Trung Bộ phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia (2003); Điều tra, đánh giá thực trạng đất cát đỏ và đề xuất sử dụng  theo quan điểm sinh thái bền vững tại 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận (2003); Chương trình điều tra bổ sung, chỉnh lý xây dựng  bản đồ đất tỉ lệ 1/50.000-1/100.000 các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ (2004-2006); Nghiên cứu Quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ đất cát biển và đất bãi bồi ven biển (2007); Điều tra, đánh giá đất gò đồi vùng duyên hải Nam Trung Bộ và đề xuất sử dụng hợp lý (2008); Nghiên cứu sử dụng đất gò đồi, đất bằng nghèo dinh dưỡng ở vùng Đông Bắc và duyên hải miền Trung để trồng dứa sợi phục vụ chế biến, xuất khẩu (2010).

Để giảm thiểu tác động của hạn hán đối với sản xuất nông nghiệp, một số nghiên cứu đề xuất giải pháp ứng phó với hạn hán đã được thực hiện. Đoàn Doãn Tuấn (2010) đã nghiên cứu đề xuất các giải pháp công nghệ thu, trữ nước, bảo vệ đất và giữ ẩm cho vùng khô hạn chưa có công trình thuỷ lợi; nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý, vận hành hệ thống thuỷ lợi nhằm nâng cao hiệu quả, sử dụng tối ưu nguồn nước trong điều kiện hạn hán; nghiên cứu chế độ tưới và kỹ thuật tưới hợp lý cho cây lúa, mía và cây ăn quả ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Ngô Đình Tuấn (2010) đã nghiên cứu ứng dụng đồng bộ các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm phát triển bền vững kinh tế - xã hội - môi trường vùng khan hiếm nước Ninh Thuận, Bình Thuận phòng chống hoang mạc hoá, trong đó có xây dựng mô hình tưới tiết kiệm nước cho vùng khan hiếm nước Ninh Thuận và Bình Thuận. Chi cục Thủy lợi Bình Thuận đã nghiên cứu biện pháp công trình giữ và nâng cao mực nước ngầm vùng cát khu vực Lê Hồng Phong – tỉnh Bình Thuận; Trung tâm Thông tin và Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ của tỉnh Bình Thuận đã ứng dụng công nghệ thu trữ nước mưa, xây dựng mô hình nông lâm kết hợp thủy lợi góp phần phòng chống sa mạc hóa vùng đất cát khô hạn ven biển tỉnh Bình Thuận. Kĩ thuật tưới tiết kiệm nước được triển khai qua nghiên cứu một số giải pháp khoa học công nghệ để phát triển cây bông vải tại Bình Thuận (Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, 2011), mô hình công nghệ tưới tiết kiệm nước trong sản xuất nông nghiệp tại huyện Bắc Bình và Tuy Phong (Trung tâm thông tin và ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ Bình Thuận, 2010).

Nghiên cứu ứng dụng các kỹ thuật để nhân rộng các tập đoàn cây trồng chống khô hạn, tỉnh Bình Thuận đã triển khai nhiều dự án chuyển giao khoa học như: mô hình khảo nghiệm, sử dụng chất polymer (ASM -1) để trồng rừng phi lao trên đồi cát di động; mô hình trồng và khảo nghiệm cây cóc hành tại huyện Tuy Phong; mô hình thâm canh điều trên vùng đất cát tỉnh Bình Thuận. Ngoài ra, sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bình Thuận cũng đã triển khai thực hiện có hiệu quả mô hình xã hội hóa giống cây trồng vật nuôi phù hợp với điều kiện các vùng sinh thái tỉnh Bình Thuận. Sở cũng phối hợp với lâm trường chiến khu Lê nghiên cứu, ứng dụng tập đoàn cây và xác lập chế độ canh tác trên vùng đất cát khu Lê Hồng Phong nhằm ngăn chặn tình trạng xói lở bạc màu (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bình Thuận, 2008).

Phạm Quang Hà (2011) nghiên cứu hàm lượng C hữu cơ trong đất Việt Nam cũng đã chỉ ra “Trong một nhóm đất, hàm lượng các bon hữu cơ cũng có thể khác nhau tùy theo chế độ canh tác và cơ cấu cây trồng. Trong hệ canh tác có lúa, các bon hữu cơ trong đất thường cao hơn ở các cơ cấu cây trồng khác. Các biện pháp cải tạo đất xám bạc màu và cải tạo đất cát biển phải gắn liền với các hệ thống canh tác trả lại hữu cơ cho đất”.

Theo Luyện Hữu Cử (2014), một trong những giải pháp kỹ thuật để nâng cao hàm lượng chất hữu cơ và độ phì của đất xám huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang là: trồng các loại cây che phủ đất là lạc dại, cúc dại Thái Lan, lạc chịu hạn và đỗ tương chịu hạn dưới tán vải và một số cây lâu năm khác; Đối với đất cây hàng năm: cày vùi tàn dư thực vật kết hợp bón phân hữu cơ và bón vôi. Đưa cây họ đậu (lạc và đỗ tương) vào cơ cấu cây trồng trên đất lúa màu và chuyên màu ít nhất 1 vụ/năm. Có thể sử dụng chế phẩm VSV có khả năng phân giải xenlulo để đẩy nhanh tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong đất.

Nhiều nhà khoa học đã khẳng định, sử dụng phân bón cho cây trồng ở những vùng khô hạn không chỉ nhằm cung cấp đầy đủ và kip thời dinh dưỡng mà còn phải sử dụng nước hiệu quả và khắc phục được một phần ảnh hưởng của việc thiếu nước gây ra cho cây trồng. Trong điều kiện đó, nguyên lý chung là cần sử dụng phân hữu cơ hoai mục kết hợp với phân hóa học dễ tan; tăng cường phân lân và kali kết hợp với bón phân đạm hợp lý; chú trọng bón lót hạn chế bón thúc và phải bón phân sâu (Nguyễn Như Hà và cs., 2008).

Nghiên cứu sử dụng chế phẩm vi sinh vật kết hợp cây che phủ trên đất cát biển trồng điều tại tỉnh Bình Định (năm 2011-2012) cho thấy: Sử dụng chế phẩm vi sinh vật kết hợp cây che phủ là lạc (Arachis hypogea) cho năng suất điều tăng 21,21%, năng suất chất xanh tăng 19,12%, năng suất lạc tăng 20,02% và độ ẩm đất tăng 33,19% so với đối chứng (không sử dụng chế phẩm vi sinh vật và cây che phủ) và làm tăng thu nhập 10.665.000 đ/ha/năm (Viện Thổ Nhưỡng Nông Hoá, 2012).

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.            Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009). Kịch Bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam.

2.            Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011). Báo cáo tổng kết dự án Điều tra, đánh giá thoái hóa đất vùng duyên hải Nam Trung Bộ phục vụ quản lý sử dụng đất bền vững.

3.            Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012). Kịch Bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam.

4.            Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016). Kịch Bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam.

5.            Luyện Hữu Cử (2014) Tình hình chất hữu cơ, mùn và các biện pháp cải thiện chất hữu cơ trong đất xám tỉnh Bắc Giang. Luận án tiến sỹ

6.            Lê Thị Bích Đào và cs. (2011). Nghiên cứu các giải pháp tổng hợp nhằm phát triển trồng cỏ chăn nuôi hiệu quả ở quy mô hộ gia đình nông dân tại tỉnh Vĩnh Phúc. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ.

7.            Đoàn Văn Điếm, Trần Quang Tộ, Phạm Văn Phê và Trần Danh Thìn (2000). Tác động của điều kiện khí hậu nông nghiệp đối với sản xuất lương thực lúa, ngô ở địa bàn Hà Nội. Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Bộ mã số B99-32-38, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội.

8.            Đoàn Văn Điếm (2007). Đánh giá tác động của hạn hán và vai trò một số biện pháp giữ ẩm đối với ngô vụ Đông tại vùng Trung du Bắc Bộ. Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 23, tr.91-98.

9.            Ngô Sỹ Giai (2001). Nghiên cứu áp dụng các điều kiện sinh thái nông nghiệp để bố trí lại và chuyển đổi cơ cấu mùa vụ, cây trồng trên nền canh tác lúa ở hai vùng có khó khăn về đất đai và thời tiết. Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Tổng cục Khí tượng Thủy văn.

10.        Phạm Quang Hà (2011). Nghiên cứu hàm lượng các bon hữu cơ trong đất Việt Nam, Tạp chí Khoa học Đất (36): 44-46.

11.        Nguyễn Như Hà, Lê Thị Bích Đào và Nguyễn Thu Hà (2008). Hiệu quả của việc phối hợp S, Ca, Mg, Si  và N, P, K trong bón phân cho lúa trên đất bạc màu. Tạp chí Khoa học đất. Số 27. Trang 31 – 34.

12.        Nguyễn Như Hà và Nguyễn Văn Bộ (2012). Cơ sở khoa học sử dụng phân bón. Nhà xuất bản Đại học Nông nghiệp.

13.        Nguyễn Trọng Hiệu (1995). Phân bố hạn hán và tác động của chúng ở Việt Nam. Đề tài NCKH cấp Tổng cục, Viện Khí tượng Thuỷ văn.

14.        Nguyễn Trọng Hiệu (2000). Nguyên nhân và giải pháp phòng ngừa và ngăn chặn quá trình hoang mạc hoá vùng Trung Trung Bộ (Quảng Ngãi đến Bình Định). Đề tài KHCN 07 – 02, Viện khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường.

15.        Phạm Châu Hoành (2007). Tác hại của hạn hán, hoang mạc hoá và thoái hoá đất đến sản xuất nông nghiệp - giải pháp sống chung với hạn hán tại tỉnh Ninh Thuận. Báo cáo khoa học - Sở Khoa học và Công nghệ Ninh Thuận.

16.        Nguyễn Quang Kim (2005). Nghiên cứu dự tính hạn hán vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và xây dựng các giải pháp phòng chống. Báo cáo tổng kết đề tài KC. 08. 22.

17.        Nguyễn Văn Liêm (2003), “Diễn biến của thiên tai hạn hán và những giải pháp ứng phó đối với SXNN ở ĐBSCL”, Tuyển tập Báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 8, Viện KTTV, Bộ Tài nguyên và Môi trường

18.        Nguyễn Văn Liêm (2004). Đánh giá tác động của thiên tai lũ lụt, ngập úng, hạn hán đến năng suất, sản lượng lúa ở đồng bằng sông Cửu Long và đề xuất các giải pháp ứng phó. Kỷ yếu Hội thảo khoa học lần thứ 9 - Viện Khí tượng Thủy văn.

19.        Nguyễn Đức Ngữ (2005). Tìm hiểu hạn hán và HMH. NXB Khoa học và Kỹ thuật.

20.        Nguyễn Đức Ngữ (2008). Biến đổi khí hậu, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

21.        Nguyễn Đức Ngữ (2013), “Biến đổi khí hậu và nguy cơ sa mạc hóa ở Việt Nam”. Hội thảo Sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất trong bối cảnh BĐKH. Hội khoa học Đất Việt Nam.

22.        Lê Sâm, Nguyễn Đình Vượng (2008). Việc lựa chọn nghiên cứu công thức chỉ số hạn hán và áp dụng để tính tần suất hạn hán ở tỉnh Ninh Thuận (The selection to research formula of drought index and applying to calculate droughty frequency in Ninh Thuan province). Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ 2008, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam.

23.        Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bình Thuận (2008). Xây dựng mô hình khảo nghiệm, sử dụng chất polymer AMS-1 để trồng rừng phi lao trên đồi cát di động. Ban quản lý rừng phòng hộ huyện Tuy Phong.

24.        Nguyễn Văn Thắng (2007). Nghiên cứu và xây dựng công nghệ dự tính và cảnh báo sớm hạn hán. Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường.

25.        Nguyễn Văn Thắng và nnk (2010). Nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và đề xuất các giải pháp chiến lược phòng tránh, giảm nhẹ và thích nghi, phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội ở Việt Nam. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước thuộc Chương trình Khoa học - Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước “Bảo vệ Môi trường và phòng tránh thiên tai”.

26.        Trần Thục và nnk (2008). Đề án xây dựng BĐ hạn hán và mức độ thiếu nước sinh hoạt ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Báo cáo tổng kết đề án. Viện khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường.

27.        Trung tâm Điều tra và Quy hoạch Đất đai, Tổng cục Quản lý Đất đai (2020). Báo cáo tổng hợp kết quả đánh giá thoái hóa đất của cả nước. Thuộc Dự án Tổng điều tra, đánh giá tài nguyên đất đai toàn quốc. Hợp phần I: Điều tra, đánh giá đất đai của cả nước, các vùng kinh tế - xã hội.

28.        Nguyễn Hồng Trường (2006). Hoang mạc hoá và thoái hóa đất ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, giải pháp sống chung với hạn hán tại tỉnh Ninh Thuận. Tạp chí Khí tượng Thủy văn.

29.        Đoàn Doãn Tuấn (2010). Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ phòng chống hạn hán phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Đề tài cấp Nhà nước.

30.        Ngô Đình Tuấn (2010). Nghiên cứu ứng dụng đồng bộ các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm phát triển bền vững kinh tế xã hội môi trường vùng khan hiếm nước Ninh Thuận, Bình Thuận. Đề tài cấp Nhà nước.

31.        Nguyễn Văn Viết (1998). Nghiên cứu diễn biến của thiên tai khí hậu và kiến nghị chuyển đổi cơ cấu thời vụ gieo trồng cây lương thực ở các tỉnh ven biển miền Trung từ Quảng Bình trở vào Báo cáo tổng kết Đề tài cấp bộ.

32.        Nguyễn Văn Viết, Ngô Tiền Giang và Nguyễn Hồng Sơn (2004). Thống kê lượng mưa tích luỹ và xác suất các đợt khô hạn đối với sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam. Kỷ yếu Hội thảo khoa học lần thứ 9 - Viện Khoa học khí tượng thủy văn & Môi trường, tr.228-235.

33.        Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ (2015). Quy trình bón phân cho ngô.

34.        Viện Khoa học thủy lợi miền Nam (2011). Báo cáo tổng hợp qui hoạch phát triển thủy lợi tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2011 - 2020.

35.        Viện Quy hoạch và Thiết Kế Nông Nghiệp (2002). Điều tra, đánh giá tỉnh hình sử dụng  đất cát, bãi bồi ven biển tiểu vùng Đà Nẵng Bình Định  Nam  làm căn cứ quy hoạch phát triển bền vững.

36.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2002). Điều tra, đánh giá tỉnh hình sử dụng  đất cát, bãi bồi ven biển tiểu vùng Phú Yên - Khánh Hoà  làm căn cứ quy hoạch phát triển bền vững.

37.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2002). Điều tra, đánh giá tỉnh hình sử dụng  đất cát, bãi bồi ven biển tiểu vùng  Ninh Thuận - Bình Thuận làm căn cứ quy hoạch phát triển bền vững.

38.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Báo cáo thuyết minh bản đồ đất tỉnh Bình Thuận kèm theo bản đồ đất  tỉ lệ 1/100.000.

39.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Báo cáo thuyết minh bản đồ đất tỉnh Ninh Thuận kèm theo bản đồ đất  tỉ lệ 1/100.000.

40.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Đánh giá phân hạng đất lúa vùng Duyên hải Nam Trung Bộ  phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia.

41.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Đánh giá phân hạng đất lúa vùng tỉnh Bình Định  phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia.

42.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Nghiên cứu Phân vùng sinh thái nông nghiệp phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững vùng Duyên hải miền Trung.

43.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2003). Điều tra, đánh giá thực trạng đất cát đỏ và đề xuất sử dụng  theo quan điểm sinh thái bền vững tại 2 tỉnh Ninh Thuận và Bình thuận, Hà Nội.

44.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2004-2006). Chương trình điều tra  bổ sung, chỉnh lý xây dựng  bản đồ đất tỉ lệ 1/50.000-1/100.000 các tỉnh Duyên Hải Nam Trung Bộ.

45.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2007). Nghiên cứu Quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ đất cát biển và đất bãi bồi ven biển.

46.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2008). Điều tra, đánh giá đất gò đồi vùng duyên hải Nam Trung Bộ và đề xuất sử dụng hợp lý.

47.        Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp (2010). Nghiên cứu sử dụng đất gò đồi, đất bằng nghèo dinh dưỡng ở vùng Đông Bắc và Duyên hải miền Trung để trồng dứa sợi phục vụ chế biến, xuất khẩu.

48.        Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, Bộ Nông Nghiệp và PTNT (2013). Báo cáo tóm tắt Quy hoạch nông nghiệp nông thôn vùng Bắc Trung bộ đến năm 2020 trong điều kiện biến đổi khí hậu.

49.        Viện Thổ Nhưỡng Nông Hoá (2012). Báo cáo tổng hợp kết quả khoa học công nghệ đề tài: Nghiên cứu phát triển giải pháp sinh học nhằm cải tạo đất bạc màu. Chương trình phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020.

50.        Nguyễn Văn Viết (2008), Nghiên cứu tác động của các hiện tượng khí hậu cực đoan ECE đến sản xuất nông nghiệp và chiến lược ứng phó ở Việt Nam. Đề tài viện KHKT Thủy văn và Môi trường.

51.        Phạm Quang Vinh và Phạm Thị Thanh Hương (2012). Đánh giá hạn nông nghiệp tỉnh Bình Thuận theo kịch bản biến đổi khí hậu”. Tạp chí Khoa học Trái Đất số 344.

52.        Abdel Aziz Belal , Hassan R. El-Ramady, Elsayed S. Mohamed and Ahmed M. Saleh (2014). Drought risk assessment using remote sensing and GIS techniques, Arabian Journal of Geosciences, Vol. 7, Iss. 1, pp 35-53.

53.        Adekalu, K. O., Olorunfemi, I. A. and Osunbitan, J. A. (2007). Grass mulching effect on infiltration, surface runoff and soil loss of three agricultural soils in Nigeria, Bioresource Technology 98, Published by Elsevier: 912-917.

54.        Adrian A. Hartmann and Pascal A. Niklaus (2012). Effects of simulated drought and nitrogen fertilizer on plant productivity and nitrous oxide (N2O) emissions of two pastures. Plant and Soil, Volume 361, Iss. 1, pp. 411-426.

55.        Birhanu Gedif, Legesse Hadish, Solomon Addisu and K.V.Suryabhagavan (2014). Drought Risk Assessment using Remote Sensing and GIS: The Case of Southern Zone, Tigray Region, Ethiopia. Journal of Natural Sciences Research, Vol. 4, No. 23.

56.        Cakmak Ismail (2005). The role of potassium in alleviating detrimental effects of abiotic stresses in plants. J. Plant Nutrition. Soil Science, 168, Pp. 521–530.

57.        Cengiz Kaya, Levent Tuna and David Higgs (2006). Effect of Silicon on Plant Growth and Mineral Nutrition of Maize Grown Under Water-Stress Conditions. Journal of Plant Nutrition, 29 (8), Pp. 1469-1480.

58.        Cooper P.J.M. (1983). Crop Management in Rainfed Agriculture with Special Reference to Water Use Efficiency. Proceedings of the 17th Colloquium of the International Potash Institute held in Rabat and Marrakech/Morocco: Nutrient Balances and the Need for Fertilizers in Semi-Arid and Arid Regions, Pp. 63-79.

59.        Dipanwita Dutta, Arnab Kundu, N.R. Patel, S.K.Saha and A.R. Siddiqui (2015). Assessment of agricultural drought in Rajasthan (India) using remote sensing derived Vegetation Condition Index (VCI) and Standardized Precipitation Index (SPI). The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, Vol. 18, Iss. 1, Pp. 53-63.

60.        Egilla, J.N., F.T. Davies and M.C. Drew (2001). Effect of potassium on drought resistance of Hibiscus rosa-sinensis cv. Leprechaun: plant growth, leaf macro- and micronutrient content and root longevity. Plant and Soil, 229:213-224.

61.        Egrinya Eneji A., S. Inanaga , S. Muranaka , J. Li , T. Hattori , P. An and W. Tsuji  (2008). Growth and Nutrient Use in Four Grasses Under Drought Stress as Mediated by Silicon Fertilizers. Journal of Plant Nutrition, 31(2).

62.        Folkert AH, Elena AG and Buitink J (2001). Mechanisms of plant desiccation tolerance. Trends Plant Sci 6, Pp. 431–438.

63.        Franzluebbers, A. J., Stuedemann, J. A., Schomberg, H. H. and Wilkinson, S. R. (2000). Soil organic C and N pools under long-term pasture management in the Southern Piedmont USA, Soil Biol. Biochem. (32): 469-478.

64.        Franzluebbers, A.J., and P.C. Doraiswamy. 2007. Carbon sequestration and land degradation. pp. 343–358. In M.V.K. Sivakumar and N. Ndiang’ui (ed.) Climate and land degradation. Springer-Verlag, Berlin.

65.        Fuzhong Wu, Weikai Bao, Fanglan Li and Ning Wu (2008). Effects of drought stress and N supply on the growth, biomass partitioning and water-use efficiency of Sophora davidii seedlings. Environmental and Experimental Botany, 63 (1-3), Pp. 248–255.

66.        Ghanem H., L.Amnai, M.Azzaoui, H.Bouksirat, M.El Gharous and S.Oubahammou (1983). Nitrogen, Phosphate, Potassium and management of arid and semi-arid soils of Morocco (Preliminary results of a large scale research project). Nutrient balances and the need for fertilizers in semi-arid and arid regions. Proceeding of the 17^th Colloquium of the International Potash Institute. Morocco, Pp. 259-278.

67.        Gobin A. (2012). Impact of heat and drought stress on arable crop production in Belgium. Natural Hazards and Earth System. Sciences, N. 12, Pp. 1911-1922.

68.        Inoussa Boubacar (2010). The effects of drought on crop yields variability in Sahel. Selected Paper prepared for presentation at the Southern Agricultural Economics Association Annual Meeting, Orlando.

69.        IPCC Special Report (2012). Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation: Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). IPCC Working Group II, Cambridge University Press (978-1-107-025006-6).

70.        Jim Sweet (1998). Livestock-coping with Drought: Namibia-a case study.

71.        Lindhauer M.G. (1983). Effect of Potassium on Water Use Efficiency. Proceedings of the 17th Colloquium of the International Potash Institute held in Rabat and Marrakech/Morocco: Nutrient Balances and the Need for Fertilizers in Semi- Arid and Arid Regions, Pp.81-97.

72.        Mahmoud Solh and Maarten van Ginkel (2014). Drought preparedness and drought mitigation in the developing world׳s drylands. Weather and Climate Extremes, Vol. 3, Pp. 62–66.

73.        Mallarino AP, Haq MU, Wittry D and Bermudez M (2001). Variation in soybean response to early season foliar fertilization among and within fields. Agron. J., 93, Pp. 1220 –1226.

74.        Maria De Nobili (2004). The role of soil organic matter in modern agriculture, DiSAA, Via Delle Scienze 208, 33100 Udine, Italy.

75.        Mengel K. and E. A. Kirby (2001). Principles of plant nutrition. 5^th edition. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. Pp. 848.

76.        Mukhtar Ahmed, Fayyaz-ul-Hassen, Ummara Qadeer and M. Aqeel Aslam (2011). Silicon application and drought tolerance mechanism of sorghum. African Journal of Agricultural Research, Vol. 6(3), Pp. 594-607.

77.        Nagaratra Biradar and K.Sridha (2009). Consequences of 2003 Drought in Kamataka with Particular Reference to Livestock and Fodder. J. Hum. Ecol.

78.        Rashid Ahmad, Ejaz Ahmad Waraich, M. Y. Ashraf, Shamim Ahmad and Tariq Aziz (2014). Does Nitrogen fertilization enhance drought tolerance in sulflower? A revieiw. Journal of Plant Nutrition, 37(6), Pp. 942-963.

79.        Römheld V. and El-Fouly M.M. 1999: Foliar nutrient application: challenge and limits in crop production. Proc. of the 2nd International Workshop on Foliar Fertilization, Bangkok, Thailand, Pp. 1–34.

80.        Selvaraj K.N. (2011). Risk Management Strategies for Drought-Prone Rice Cultivation: A Case Study of Tamil Nadu, India. Asian Journal of Agriculture and Development, Vol. 6, No. 2.

81.        Sqalli and M. Nadir (1983). Nutrient dynamics in arid and semi-arid areas – Phosphate. Nutrient

82.        Tareq S.M. (2012). Integrated Drought Management in South Asia – A Regional Proposal. Global Water Partnership South Asia. http://www.slideshare.net/globalwaterpartnership/integrated-drought management-in-south-asiaa-regional-proposal-by.

83.        Thamana Lekprichakul (2008). Impact of 2004/2005 Drought on Zambia’s Agricultural Production: Preliminary Results.

84.        Waraich E.A., Ahmad R, Saifullah, Ashraf MY and Ehsanullah (2011). Role of mineral nutrition in alleviation of drought stress in plants. Aust J Crop Sci 5. pg. 764–777.

85.         Wilhite, D. A. (2005). Drought. In Encyclopedia of World Climatology, ed. J. E. Oliver, pg. 338-341. Dordrecht, The Netherlands: Springer.

86.        Woods Michael and Mary B. Woods (2007). Droughts. Lerner Publications Company. Minneapolis. NN55401 USA.

87.        Yuncai Hu and Urs Schmidhalter (2005). Drought and salinity: A comparison of their effects on mineral nutrition of plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, Vol. 168, Iss. 4, pp. 541–549.

88.        Yuncai Hu, Zoltan Burucs and Urs Schmidhalter (2008). Effect of foliar fertilization application on the growth and mineral nutrient content of maize seedlings under drought and salinity. Soil Science and Plant Nutrition, 54, Pp. 133-141.