Độ ẩm và nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến bệnh hại trên cây trồng?

Trong nông nghiệp, điều kiện khí hậu, đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm, đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của bệnh hại cây trồng và sự gia tăng của sâu bệnh. Những yếu tố môi trường này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng, lây lan và mức độ nghiêm trọng của bệnh do nấm, vi khuẩn, virus gây ra, cũng như tác động đến vòng đời của côn trùng gây hại. Việc hiểu rõ tác động của chúng là rất quan trọng để nông dân và nhà khoa học xây dựng chiến lược phòng trừ hiệu quả và tối ưu hóa năng suất cây trồng.
1. Tác nhân gây bệnh trên cây trồng
Các tác nhân gây bệnh hại thực vật bao gồm:
– Nấm: như Magnaporthe oryzae, Fusarium spp., Phytophthora spp..

– Tuyến trùng: như Meloidogyne spp., Radopholus similis

– Vi khuẩn: như Xanthomonas spp., Pseudomonas spp.

– Virus và virusoid: như virus khảm, xoăn lá, đốm vòng,…

Mỗi loại tác nhân có một ngưỡng sinh trưởng sinh thái riêng biệt, nhưng nhìn chung đều chịu tác động rõ rệt bởi điều kiện vi khí hậu của môi trường canh tác, đặc biệt là độ ẩm và nhiệt độ.
2. Tác động của độ ẩm đến sự phát triển của bệnh hại
Độ ẩm không khí là lượng hơi nước có trong không khí, thường được biểu thị bằng độ ẩm tương đối (RH). Đây là yếu tố môi trường khó kiểm soát nhất trong nhà kính, do sự biến động theo nhiệt độ và quá trình thoát hơi nước liên tục của cây.
2.1. Độ ẩm quá cao
Độ ẩm cao tạo ra môi trường thuận lợi cho nhiều loại nấm và vi khuẩn phát triển, làm tăng áp lực bệnh.

– Độ ẩm không khí cao làm tăng áp suất hơi nước trên bề mặt lá, kéo dài thời gian lá bị ướt – điều kiện cần để bào tử nấm nảy mầm. Với độ ẩm trên 90% và thời gian lá ướt trên 10 giờ là điều kiện lý tưởng cho sự nảy mầm của bào tử nấm như Peronospora spp. và Phytophthora infestans, gây bệnh sương mai, mốc sương. Nấm Botrytis cinerea (gây bệnh mốc xám) cần RH trên 80% để nảy mầm hiệu quả. Tương tự, nấm Sclerotinia sclerotiorum phát triển mạnh khi RH vượt quá 80%. Độ ẩm cao kéo dài thời gian ướt trên bề mặt lá, tạo điều kiện cho nhiều mầm bệnh như Magnaporthe oryzae (đạo ôn lúa) và Puccinia striiformis (rỉ sắt lúa mì) lây lan, cần ít nhất 5 giờ độ ẩm trên lá để gây bệnh. Hiện tượng mưa rào, sương mù dày hoặc tưới phun sương sai cách sẽ thúc đẩy cơ chế lan truyền qua giọt bắn.
– Độ ẩm đất cao tạo điều kiện cho các nấm thủy sinh như Pythium spp., Rhizoctonia solani phát triển, gây bệnh thối gốc, chết rạp cây con. Nếu độ ẩm không khí rất cao, cây sẽ ít hấp thụ nước từ giá thể, điều này cũng đồng nghĩa với việc hấp thụ các nguyên tố phân bón ít đi, đặc biệt là canxi, dẫn đến thiếu hụt dinh dưỡng. Lượng nước sử dụng thấp từ giá thể thường tương quan với việc pH giá thể tăng cao, làm cho các vi chất dinh dưỡng như sắt trở nên không có sẵn cho cây. Các vấn đề này thường thấy vào mùa đông và đầu xuân khi nhiệt độ nhà kính thấp và quá trình thoát hơi nước không đủ, hoặc trong các tháng hè nóng ẩm
– Mặc dù khí khổng mở liên tục, nhưng nếu độ ẩm quá cao, quá trình hấp thụ nước của cây sẽ quá chậm, ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng. Điều này dẫn đến sự phát triển mềm yếu, cây có xu hướng vươn dài làm giảm giá trị của cây.
– Độ ẩm cao có thể hỗ trợ sự phát triển của cây, nhưng nó cũng làm gia tăng nguy cơ sâu bệnh. Các loại nấm và côn trùng thường phát triển mạnh trong môi trường ẩm ướt, gây hại cho cây trồng.
– Độ ẩm cao có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống miễn dịch tự nhiên của cây. Nghiên cứu trên Arabidopsis thaliana cho thấy độ ẩm cao ức chế con đường axit salicylic (SA), làm suy yếu khả năng phòng thủ của cây trước mầm bệnh.
2.2. Độ ẩm quá thấp
– Khi độ ẩm trong không khí giảm xuống dưới mức cân bằng, cây trồng phải đối mặt với hiện tượng thoát hơi nước mạnh. Lượng hơi ẩm bên trong lá bị kéo ra nhanh chóng do sự chênh lệch áp suất hơi (VPD) giữa bên trong và bên ngoài lá. Nếu đất không đủ ẩm hoặc không được tưới kịp thời, cây sẽ rơi vào trạng thái mất nước. Lá cây trở nên mềm, héo rũ, một số trường hợp mép lá bị cháy khô, mất màu xanh tự nhiên.
– Khi không khí quá khô hanh và cây bị héo, cây sẽ đóng các lỗ khí khổng trên lá để hạn chế mất nước. Tuy nhiên, việc đóng khí khổng cũng ngăn cản quá trình hấp thụ carbon dioxide (CO₂) – nguyên liệu chính cho quá trình quang hợp. Do đó, quá trình quang hợp bị chậm lại và kéo theo sự phát triển của cây cũng bị chậm. Điều này khiến cây mất nhiều thời gian hơn để đạt kích thước bán được, lá dưới thường rụng, và tổng thể chất lượng không tốt.
– Với những cây trồng có giai đoạn thụ phấn và kết quả, độ ẩm không khí thấp có thể gây đứt gãy trong quá trình sinh sản. Phấn hoa trở nên khô giòn, kém linh hoạt và không thể nảy mầm bình thường. Không khí khô còn làm cây mất cân bằng sinh lý, đặc biệt ở cây con hoặc cây mới trồng.
–  Độ ẩm thấp lại vô tình tạo điều kiện lý tưởng cho một số loài côn trùng và sâu bệnh phát triển mạnh như bọ trĩ, nhện đỏ, rệp sáp. Trong không khí khô, cây cũng yếu đi, khả năng kháng sâu bệnh giảm
– Phân bón lá, thuốc trừ sâu dễ bay hơi nhanh trước khi thẩm thấu được vào mô cây, dẫn đến việc phun thuốc nhiều lần nhưng không hiệu quả, tốn chi phí và ảnh hưởng đến môi trường
Phổ biến ở Việt Nam: Ở Việt Nam, độ ẩm không khí thường thấp vào mùa khô (tháng 11 đến tháng 4 ở miền Nam và Tây Nguyên), khi có gió mùa Đông Bắc ở miền Bắc, tại các khu vực nội địa xa biển, vào ban trưa và đầu chiều khi nhiệt độ cao, và trong nhà kính hoặc vùng nắng nóng nếu không có hệ thống tạo ẩm hoặc làm mát.
2.3. Mức độ ẩm lý tưởng

Độ ẩm lý tưởng cho hầu hết các loại cây trồng thường dao động từ 50-70%.  Mức độ này vừa đủ để cây duy trì sự trao đổi nước mà không gặp phải căng thẳng do quá nhiều hay quá ít nước. Độ ẩm từ 60-75% thường được coi là mức tốt cho sự sinh trưởng của nhiều loại cây, giúp đảm bảo sự phát triển tối ưu mà không gây ra các vấn đề về bệnh tật hay sâu hại. Tuy nhiên, một số cây có yêu cầu đặc biệt như lúa cần độ ẩm cao (70-90%), cà phê thích hợp 60-70%, và phong lan yêu cầu 50-80%.
3. Tác động của nhiệt độ đến sự phát triển của bệnh hại
3.1. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của tác nhân
Nhiệt độ quyết định tốc độ phân bào, thời gian ủ bệnh (incubation period) và khả năng gây độc (toxicity expression) của nấm, vi khuẩn và virus.
Mỗi loại bệnh có ngưỡng nhiệt tối thiểu, tối ưu và tối đa cho sự phát triển: 

3.2. Tác động đến cây trồng
Ở nhiệt độ quá cao, cấu trúc mô lá và khí khổng bị rối loạn, làm tăng tính mẫn cảm của cây với tác nhân gây bệnh.
Nhiệt độ thấp kéo dài sẽ làm ức chế quá trình tổng hợp phytoalexin và enzyme bảo vệ – giảm sức đề kháng tự nhiên của cây trồng.
3.3. Tăng cường khả năng phòng thủ của cây trồng
Nhiệt độ cao cũng có thể kích hoạt cơ chế phòng thủ của cây. Nghiên cứu cho thấy khi nhiệt độ vùng rễ cà chua tăng lên 28°C, cây tăng cường biểu hiện gen phòng thủ và sản xuất các hợp chất phản ứng oxy hóa (ROS), giúp tăng cường khả năng miễn dịch của cây
4. Tương tác giữa nhiệt độ và độ ẩm
Sự kết hợp giữa nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng phức tạp đến sự phát triển của bệnh hại.
+ Ví dụ, bệnh mốc xám trên cà chua phát triển mạnh ở nhiệt độ 23°C và độ ẩm trên 80%, nhưng giảm khi nhiệt độ vượt quá 30°C. Ngược lại, một số bệnh như bệnh héo vi khuẩn do Ralstonia solanacearum gây ra phát triển mạnh ở nhiệt độ 30–35°C và độ ẩm cao.
Trong các khu vực khí hậu phía bắc, thách thức trong việc kiểm soát độ ẩm càng lớn do không khí khô lạnh bên ngoài quá lạnh để thực hiện trao đổi khí. Khi nhiệt độ trong nhà kính bằng hoặc thấp hơn điểm sương, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ trên bề mặt nhà kính và lá, gây ra các vấn đề về bệnh tật và làm giảm khả năng hấp thụ nước của cây, dẫn đến các vấn đề dinh dưỡng.
5. Giải pháp kiểm soát và khắc phục

Để ứng phó với tình trạng độ ẩm không khí không phù hợp và tác động của nhiệt độ, việc chủ động kiểm soát môi trường là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo năng suất và chất lượng cây trồng
+ Duy trì nhiệt độ trong nhà kính trên điểm sương để tránh ngưng tụ nước trên lá và bề mặt.
+ Sử dụng quạt thông gió (horizontal airflow fans) và hệ thống sưởi để duy trì nhiệt độ đồng đều, tránh biến động nhiệt độ đột ngột và giúp không khí lưu thông, giảm ngưng tụ.
+ Hệ thống sưởi bức xạ hồng ngoại có thể giúp giảm ngưng tụ bằng cách tăng nhiệt độ bề mặt cứng (như cây và giá thể) thay vì chỉ làm ấm không khí.
+ Điều chỉnh các phương pháp tưới tiêu dựa trên môi trường nhà kính và điều kiện thời tiết.
+ Sử dụng các thiết bị bay hơi như hệ thống phun sương, phun mù hoặc vòi phun để tăng hơi nước trong không khí, làm mát không khí và giảm VPD. Đây là giải pháp cần thiết, đặc biệt trong nhà kính ươm giống hoặc các khu vực phía nam khô nóng.
+ Sử dụng giá thể có khả năng giữ nước tốt mà không gây ngạt rễ, giúp giảm tần suất tưới khi độ ẩm thấp làm giá thể khô nhanh.
+ Tưới vào buổi sáng sớm hoặc chiều mát giúp giảm sự bốc hơi và tạo độ ẩm xung quanh lá. Với những vùng gió mạnh hoặc nắng gay gắt, nên dùng phương pháp tưới phun mưa hoặc tưới sương. Phủ gốc bằng vật liệu giữ ẩm như rơm, trấu, hoặc màng phủ nông nghiệp để giữ nước cho đất và hạn chế tác động từ bức xạ nhiệt trực tiếp.

• Ứng dụng công nghệ:
◦ Sử dụng các hệ thống điều khiển môi trường tinh vi để quản lý độ ẩm, có thể tích hợp VPD để lập lịch tưới và điều chỉnh nhiệt độ.
◦ Ứng dụng công nghệ cảm biến và tưới tự động (như hệ thống tưới tự động HT-01 Pro của AgriHT) giúp kiểm soát độ ẩm môi trường canh tác, tưới tiêu đúng lúc, đúng chỗ, tiết kiệm nước.
◦ Theo dõi và ghi chép thường xuyên các chỉ số về độ ẩm không khí, sử dụng máy đo ẩm đơn giản hoặc ứng dụng giám sát nông nghiệp để đưa ra quyết định kịp thời.
◦ Dự báo dịch hại dựa trên mô hình khí tượng sử dụng cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm để cảnh báo sớm.
• Canh tác hợp lý: Lựa chọn mùa vụ phù hợp, đảm bảo thoát nước tốt, cắt tỉa tán cây để giảm độ ẩm không khí trong tán. Xử lý vi sinh và hóa học đúng thời điểm, trước khi thời tiết tạo điều kiện cho bệnh phát triển bùng phát.