سرمازدگی گیاهان و روشهای مبارزه با آن

سرمازدگی گیاهان و روشهای مبارزه با آن در این مطلب مورد بررسی قرار گرفته است.

سرمازدگی و یخبندان

سرمازدگي پديده اي است كه درجه حرارتهاي پايين سبب ايجاد خسارت و يا از بين رفتن اندامهاي گياهي مي شود. اين عارضه در درختان ميوه در فصل زمستان و يا اوايل بهار حادث مي شود و هر ساله خسارتهاي زيادي بر جاي مي گذارد. بر اساس آمارهاي ارائه شده تنها حدود 10 درصد از كل زمين هاي قابل كشت دنيا ممكن است بدون تنش سرمازدگي باشند.

خسارت سرمازدگي در آمريكا سالانه حدود 4-3 درصد و در برخي مناطق نظير برزيل و نيمكره جنوبي حدود 5 درصد و در ايران حدود 3-2/5 درصد گزارش شده است. خسارت سرمازدگي و يخبندان اسفند 75 در مناطق مختلف استان خوزستان بالغ بر 300 ميليارد ريال تخمين زده شده است. همچنين خسارت سرمازدگي فروردين 76 باغهاي استان چهارمحال وبختياري بالغ بر 50 ميليارد برآورد شده است. بر اساس آمار وزارت جهاد كشاورزي در سال زراعي 82-81 سطح كل باغهاي كشور 2369632 هكتار بوده است.

و از اين سطح حدود 13756495 تن محصول توليد شده است. د رسال 1384 سطح حسارت ديده ناشي از سرمازدگي ديررس بهاره در درختان ميوه حدود 569320 هكتار يعني حدود 25 درصد از باغات كشور بوده است و در نتيجه به خسارت 1077170 تن ميوه انجاميده كه ارزش ريالي آن حدود 8450 ميليارد ريال برآورد شده است

سرمازدگی و یخبندان و راهکارهای مبارزه با آن

جهت توضیح مطلب ابتدا به تعریف تنش و در ادامه به انواع سرما نامطلوب گیاه و روشهای پیشگیری از آن اشاره میگردد.در گیاهان تنش یا استرس برابر است با تحریکاتی که منجر به برهم خوردن تعادل زیستی گیاه شود.حالت تنش در شرایطی پیش می آید که یک عامل محیطی خارج از حد نرمال بر گیاه اثر گذارد. تنش به دو دسته تقسیم می شوند:

1)زیستی  Biotic stress    

2 )غیر زیستیAbiotic stress

از جمله تنش های غیرزیستی می توان به تنش دما (temperature stress) اشاره نمود که این نوع تنش نیز خود به 3 بخش تقسیم می شود.

1)تنش سرما Chilling stress

2)تنش یخبندان Freezing

3)تنش حرارت بالا Heat stress

تنش سرما

سرمازدگي به شرايطي اطلاق مي گردد كه گياه در نتيجه بروز درجه حرارتهاي بين صفر تا 10 درجه سانتي گراد (بسته به گونه و رقم) خسارت مي بيند .تنش سرما بر حالت عادی گیاه اثری ندارد.

آثار اولیه این تنش عبارتند از : کاهش عمومی رشد ،تغییر رنگ،کلروز، ،تخریب بافت های سلولی،عدم جوانه زنی بذور،عدم انتقال مواد فتوسنتزی،عدم جذب عناصر غذایی …برخی از آثار این تنش برگشت پذیر و برخی از آثار دیگر این تنش مانند فتوسنتز در اثر تخریب کلروپلاست ها و پیری زودرس گیاه غیر قابل برگشت می باشند

تنش یخبندان

خسارت مربوط به تنش يخ زدگي در نتيجه بروز درجه حرارتهاي زير صفر درجه سانتي گراد مي باشد (نيلسن و اركات 1996) یخبندان: عبارت است از کاهش دما تا چند درجه زیر صفر( یخبندان زمستانه و بهاره) که بر اثر آن آب درون سلولی و برون سلولی منجمد شده و به دلیل متلاشی شدن آوندهای چوبی و آبکش و قطع جریان مواد غذایی، مرگ سلول را باعث میگردد.

درجه حرارت های بحرانی: حداقل درجه حرارتی که گیاه میتواند با تداوم 30 دقیقه تحمل کند و در بیشتر از این مدت و کمتر از این درجه حرارت خسارت می بیند. این درجه حرارت برای گیاهان مختلف و مراحل مختلف فنولوژی متفاوت است

شرایط یخبندان و سرما به دو شکل ایجاد  می شود که عبارتند از:

1-یخبندان جبهه ای  یا جابجایی Advective forst

 2- یخبندان  تشعشعی Radiational forst

یخبندان و سرمازدگی جبهه ای در اثر عبور یک جبهه هوای سرد از روی  یک منطقه بروز می کند  به طوریکه دمای آن  کمتر یا در حد دمای بحرانی برای محصولات خاص منطقه می باشد. 

یخبندان های جبهه ای به علت جابه جایی توده های هوای سرد مثل تودهای هوایی که از سیبری منشاء می گیرند، حادث می شوند.

ضخامت لایه هوای سرد در این نوع یخبندان ممکن است چندین کیلومتر باشد.

این نوع یخبندان می تواند روند شبانه روزی داشته باشد.

مقابله با آن بسیار مشکل و تقریبا غیرممکن است.

در شرایط خاص نظیر سرمازدگی دی و بهمن 1386 خسارت این نوع سرمازدگی شدید می شود.

یخبندان تشعشعی در شرایط  آسمان صاف  و بدون  ابر واقع می گردد در هنگامیکه  تشعشع  خالص منفی باشد سطح  خاک و گیاه  سرد تر از  هوای اطراف  می شود در نتیجه  هوا در اثر  برخورد با این سطوح سرد تر و متراکم تر می گردد  هوای متراکم در سطح زمین باقی می مانند  و مرحله انتقال  حرارت ادامه می یابد  حاصل این امر پدیده ای بنام وارونگی  حرارت  می باشد.

به عبارت دیگر هنگامی که در طول شب تا قبل از طلوع آفتاب، حرارت زمین سریع از دست می رود و گرما با توجه به سبکتر بودن به سطوح بالایی رفته و هوای سرد جای آن را روی زمین و اطراف گیاه می گیرد که در چنین شرایطی با توجه به آغاز رشد اولیه گیاه وحساس بودن آن باعث وارد آمدن خسارت میشود. این نوع سرمازدگی اصطلاحا سرمازدگی تشعشعی نامیده می شود.

بیشترین خسارت هایی که در شرایط کشور رخ می دهد، ناشی از این نوع سرمازدگی است.

این نوع یخبندان منحصراً در طول شب بوجود می آید

علایم سرمای تشعشعی

سرمایی است که در اثر تشعشع از سطح زمین در یک محل بوجود می آید.

کاملا منطقه ای و محلی بوده .

در زمان فعال بودن گیاه ( اواخر پاییز و اوایل بهار) اتفاق می افتد.

در شب های آرام و آسمان صاف و غیر ابری اتفاق می افتد .

احتمال موفقیت در محافظت از گیاه وجود دارد.

در زمان وقوع این نوع سرمازدگی وارونگی دمایی وجود داشته و احتمال سرما و یخ زدگی در طول روز وجود ندارد.

تشخیص این نوع سرمازدگی توسط کشاورزان مشکل است.

روشهای مقابله با خسارت های ناشی از سرما زدگی تشعشعی

1-روشهای غیر فعال(دراز مدت): به کلیه فعالیت هایی که از زمان کاشت تا برداشت در مزرعه برای کاهش خسارت سرمازدگی انجام می شود را مقابله غیر فعال گویند.

2-روشهای فعال ( کوتاه مدت)

روشهای غیر فعال مقابله با سرمازدگی

انتخاب محل مناسب کاشت

نوع خاک

انتخاب پایه های مقاوم

مدیریت کوددهی گیاه

مدیریت کف مزرعه

استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی

رنگ کردن تنه درخت                                                                                                                                         

انتخاب محل مناسب کاشت

• تحقیق از مردم محلی در مورد محصولات و ارقام مناسب منطقه
• توجه به توپوگرافی منطقه
• خودداری از کشت گیاهان در چاله های سرد
• کاشت گیاهان برگ ریز در شبیب هایی که با نور خورشید مواجه نیستند.
• در شبهای صاف و آرام كه یخبندان نوع تشعشعی رخ می دهد منطقه بالای كوه زودتر از دامنه انرژی خود را از دست داده و سرد تر می شود در نتیجه هوای مجاور آن نیز سرد تر و سنگین تر می شود و به طرف كف دره سرازیر شده و در كف دره جمع و حالت وارونگی دمایی را به وجود می آورد بنابراین كف دره نسبت به دامنه خیلی سرد تر است و در سطح دامنه هوا به خوبی جریان دارد اما كف دره مثل مخزنی از هوا یسرد عمل می كند كه مانع جریان هوا می شود در نتیجه زمینهای شیبدار در مناطقی كه خطر یخبندان زیاد است بهترین زمینها هستند .
  در مناطقی كه خطر یخبندان وجود ندارد زمینهایی كه در دامنه ها ی جنوبی قرار دارند برای كشت محصولات زود رس مناسب می باشند اما از آنجایی كه زمینهایی كه در دامنه های جنوبی هستند انرژی بیشتری كسب می كنند و گیاهانی كه در آنها كشت میشود انرژی بیشتری در دسترس دارند نسبت به گیاهان دامنه شمالی ویا مناطق مسطح قبل از وقوع یخبندان شكوفه می كنند وبه همین دلیل در معرض خطر سرمای بیشتری هستند .زمینهایی كه در كنار یك منبع آب مثل دریا و غیره هستند به علت بالا بودن ظرفیت حرارتی آب نسبت به زمینهای دیگر كمتر با احتمال یخبندان مواجه هستند .

نوع خاک

• خاكهایی كه بتوانند در طول روز حرارت زیادی را در خود ذخیره كنند ودر شب آن را ساطع كنند برای رشد محصولات در مناطقی كه خطر یخبندان وجود دارد مناسب می باشد اما خاكی كه در طول روز حرارت را به آهستگی به سطح زمین منتقل كند سطح آن در طول شب زودتر و بیشتر سرد می شود .
• خاک های شنی سبک گرما را بهتراز خاک های رسی سنگین انتقال می دهند. در اراضی که  خاک هوموسی و شنی  و اصولا بافت سبک دارند  خطر سرما زدگی تشعشعی  بسیار بالا است  لذا در چنین  اراضی توصیه می شود  سه روز قبل  بروز سرمازدگی  زمین آبیاری می شود  تا در زمان  وقوع  سرما خاک در مرحله ظرفبت مزرعه باشد.
• خاک های سنگین با رنگ سیاه نسبت به خاک های سبک با رنگ روشن تر در زمستان گرمای بیشتری را جذب کرده و از طرفی در آخر زمستان گیاه دیرتر فعال می شود.
•  خاک هنگامی که رطوبت آن در حد ظرفیت زراعی است، برای انتقال گرما و ذخیره بسیار مناسب می باشد.

مدیریت کوددهی گیاه

 کوددهی باعث افزایش سلامت گیاه ودر نتیجه افزایش مقاومت آن به سرما می شود.

 درختانی که به طور مناسب کوددهی نشده اند، در پاییز خیلی زود دچار ریزش برگ می شوند و در بهار زودتر از موقع به شکوفه می نشینندو در نتیجه به سرمازدگی حساس تر می شوند.

 فسفر باعث بهبود دوباره گیاه پس ازخسارت سرمازدگی می شود.

به منظور افزایش مقاومت گیاهان، باید ازبه کاربردن کود ازته در اواخر تابستان یا اوایل پاییز اجتناب نمود.

مدیریت کف مزرعه

اجتناب از خاک ورزی

مرطوب کردن خاک های خشک : بهترین کار  مرطوب کردن مناسب  خاکهای خشک   پیش از و قوع یخبندان است به طوری که  خورشید بتواند  خاک را گرم نماید.

استفاده از پوشش های پلاستیکی شفاف ( مرطوب کردن خاک پیش از استفاده از پلاستیک خیلی مؤثر است.)

هرس دور تنه درختان

حذف گیاهان پوششی

استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی: اتفن و پاکلوبوترازول با به تأخیر انداختن 4 تا 7 روز در خطر سرمای بهاره مؤثر شناخنه شده.

رنگ کردن تنه درخت: رنگ سفید موجب کاهش اثرات یخ زدگی می شود.

روشهای فعال در زمان بروز سرما برای مقابله با سرما زدگی

کنترل سرمای بهاره توسط بخاری ها

استفاده از بخاری به منظور گرم كردن موقت محیط موثر می باشد و بیشتر برای مبارزه با یخبندان نوع تابشی كه تنها در طول شب اتفاق می افتد و تداوم شبانه روزی ندارد به كار می رود.

روش سوخت جامد شامل ككهای نفتی یا مومهای جامد است . مزیتی كه این گونه سوختها نسبت به سوخت مایع دارند این است كه بر خلاف بخاریهای معمولی كه با سوخت مایع كار می كنند و نمی توان آنها را زیر درختان قرار داد این سوختها را می توان زیر درختان قرار داد بعلاوه جابه جا كردن و روشن كردن این سوختها آسان است

روش استفاده از بخاری 

• بخاری ها باید زمانی که دمای هوا یک یا دو درجه بالاتر از دمای کشنده برای برگ ها، شکوفه ها و یا جوانه ها است، روشن شوند.
• بخاری های نواحی سرد باغ باید زودتر روشن شوند.
• به کارگیری بخاری های بزرگ در باغ به هیچ وجه توصیه نمی شود.
• توزیع بخاری در باغ یکنواخت و تقریبا به ازای هر دو درخت یک بخاری ( 120-100 بخاری در هکتار) نصب شود.
• در قسمتی که باد سرد وارد باغ می شود از بخاری های بیشتری استفاده کنیم و این بخاری ها را زودتر از سایر بخاری ها روشن کنیم.

دستگاه بخاری متحرک با سوخت پروپان و گاز طبيعي

• سیستم بخاری متحرک شامل 4 مخزن 45 کیلوگرمی پروپان است.
• پروانه سانتریفیوژی که هوای گرم شده را به صورت افقی و در جهت عمود بر مسیر حرکت تراکتور به بیرن می دهد.
• تراکتور هر ده دقیقه یک بار از یک گیاه عبور می کند.
• یک تراکتور 5 تا7 هکتار را پوشش می دهد.
• نسبت به طرح های دیگر ارزان تر است.

کنترل سرما زدگی بهاره توسط چاهک معکوس انتخابی

با چرخش پروانه ای در داخل یک چاهک فلزی یا سیمانی، هوای سرد تجمع یافته در سطح باغات به لایه های بالایی و خارج از تاج درختان انتقال داده می شود. تا 4 درجه سانتیگراد هوای باغ را گرمتر می کند.

این دستگاه می تواند توسط برق ، موتور دیزل و یا محور PTO تراکتور راه اندازی شود.

دستگاه ماشین مولد باد

ماشین های باد شامل یک برج فولادی بلند و یک پروانه گردان بزرگ هستند.

هنگامی که پروانه ماشین باد می چرخد، هوا را از بالا به پایین کشیده و باعث پایین آوردن هوای گرم بالای سطح وارونگی می شود.

 مشکل عمده این سیستم بالا بودن هزینه اولیه تهیه آن می باشد

کنترل سرمای بهاره توسط دستگاه مولد مه 

• مه باعث کاهش از دست رفتن گرما از سطح خاک وگیاه به جو می شود.
• ایجاد مه مصنوعی به عنوان سدی در برابر هدر رفتن گرما از طریق تشعشع می شود.
• مه می تواند تا 4 درجه سانتی گراد گرما تامین نماید.

استفاده از دود

دود در شب هایی که وارونگی حرارتی ایجاد شده است، گرمایی که به صورت طول موج بلند از زمین خارج می شود را از خود عبور داده وهمچنین در روز بعد نور خورشید را که به صورت طول موج کوتاه است ، ازخود عبور نمی دهد.

ایجاد دود از نظر محیط زیست زیان آور می باشد.

بنابراین استفاده از دود امروزه توصیه نمی شود.

مواد شیمیایی در به تأخیر انداختن گلدهی  

• یکی از روشهای کنترل سرمای بهاره در باغات به تأخیر انداختن گلدهی و فرار از خطر سرمای بهاره می باشد
• استفاده از اتفون، جیبرلین، روغن ولک و روغن های طبیعی در زمان مناسب می تواند زمان گلدهی را به عقب بیاندازد.

آب پاش ها

• آب باید به طور پیوسته و به مقدار کم در سطح گیاه ریخته شود.
• قسمت های مختلف گیاه باید با آب پوشیده شوند.
• تا زمانی که درجه حرارت به یک درجه بالای درجه حرارت بحرانی نرسیده، باید آب پاش ها را قطع نکنیم.
• آب پاش های زیر درختی برای حفاظت درختان خزان دار در مناطقی که دمای حداقل خیلی پایین نباشد، استفاده می شود.
• معایب آبیاری بارانی
• هزینه بالای نصب
• مقدار بسیار زیاد آب مورد نیاز
• در گیاهانی که ساختار شاخه ای آنها ضعیف است(مانند درخت بادام) نمی توان از این روش استفاده کرد.

آبیاری قطره ای

• استفاده از این سیستم نتایج متنوعی را به دنبال داشته است.
• اگر آب روی زمین به صورت مخلوط آب ویخ با دمای صفر درجه وجود داشته باشد، نشانه عملکرد مؤثر سیستم است.
• اگر تمام آب یخ بزند و ظاهر یخ شیری رنگ و مات باشد، به این معنی است که سیستم مورد استفاده در آن شرایط از کارایی مؤثری برخودار نیست.
• این سیستم اگردر زمان های یخبندان های بسیار شدید کار کند، ممکن است یخ بزند و شدیدا آسیب بیبند.

آبیاری سطحی

• یکی از رایج ترین روش های حفاظت در برابر یخبندان است.
•  این روش بهترین کارایی را برای درختان کم رشد و مو در زمان یخبندان تشعشعی دارد.
• هر چه آب گرمتر باشد، پس از سرد شدن گرمای بیشتری را آزاد می کند.
• بیشترین حفاظت در شب اول پس از جاری کردن آب تأمین می شود و به مرورزمان که خاک از آب اشباع می شود، کارایی این روش کاهش می یابد.
• آبیاری یک باغ مرکبات با آب 23 درجه سانتیگراد، دمای هوای باغ را 1 درجه سانتی گراد افزایش میدهد.

غرقاب کردن

• از مزایای این روش هزینه نسبتا پایین میباشد
• اگر آبیاری غرقابی قبل از وقوع یخبندان انجام شود         
• حفاظتی معادل 4 درجه سانتی گراد
• آبیاری شیاری
• شیارها باید مستقیماً در زیر قسمت های تحت حفاظت گیاه قرار داشته باشند.
• شیارها باید عریض باشند.
• تشکیل یخ بر روی سطح آب باعث ممانعت از انتقال گرما از آب به هوا و کاهش حفاظت می شود.
• آب سرد خارج شده از شیارها نباید مجدداً وارد مسیر جریان شود.
• شیارها نباید کاملاً در فضای زیر درخت یا در فضای بین درختان قرار داشته باشند.
• شیارهای محل جریان آب باید در حاشیه ردیف های درختان باشد.
• آبیاری باید زمانی آغاز شود که قبل از این که دمای هوا به پایین تر از حد بحرانی برسد، جریان آب به انتهای زمین رسیده باشد. 

پیش بینی وقوع سرما واحتمال خطر سرمازدگی

• برقراری ارتباط مستمربا ادارات هواشناسی
• اطلاع رسانی باید حداقل 3 روز قبل از سرما انجام گیرد.
• نصب دستگاه سرمابان در شب هایی که احتمال وقوع سرما پیش بینی شده است.
• این دستگاه زمان مناسب برای شروع اقدامات لازم برای مقابله با سرمازدگی را بوسیله علایم صوتی و پيامک اعلام می نماید.

ایستگاه هواشناسی کشاورزی

دستگاهی است که 26  پارامترهواشناسی را اندازه گیری و تجزیه تحلیل می کند.

این دستگاه قابلیت شبکه سازی دارد.

روش حفاظت به وسیله پوشش

این روش یكی از متداولترین روشهای حفاظت در برابر خسارات ناشی از یخبندان می باشد .در بعضی مناطق مانند جنوب كشور درختچه ها را توسط پوششی از شاخ وبرگ درختان نخل می پوشانند ودر بعضی مناطق دیگر تنه درختچه های حساس و جوان را با خاك متراكم می پوشانند و بعداز برطرف شدن سرما در اولین فرصت خاكها را كنار می زنند .در مورد گیاهان یكساله در شبهای سرد كه احتمال یخبندان زیاد است از كلاهكهای مخروطی شكل پلاستیكی استفاده می كنند چون خطر یخبندان نوع تشعشی فقط در هنگام شب می باشد ، در طول روز برای برخورداری از نور آفتاب و انجام عمل كربن گیری كلاهك را بر می دارند.