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 پديده‌اي است كه درجه حرارت‌هاي پايين سبب ايجاد خسارت و يا از بين رفتن اندام‌هاي گياهي مي‌شود. اين عارضه در درختان ميوه در فصل زمستان و يا اوايل بهار حادث مي‌شود و هر ساله خسارت‌هاي زيادي بر جاي مي‌گذارد. بر اساس آمارهاي ارائه شده تنها حدود 10 درصد از كل زمين‌هاي 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 می‌آید که یک عامل محیطی خارج از حد نرمال بر گیاه اثر گذارد. تنش به دو دسته تقسیم می‌شوند:

1)زیستی  Biotic stress    

2 )غیر زیستیAbiotic stress

از جمله تنش‌های غیرزیستی می‌توان به تنش دما (temperature stress) اشاره نمود که این نوع تنش نیز خود به 3 بخش تقسیم می‌شود.

1)تنش سرما Chilling stress

2)تنش یخبندان Freezing

3)تنش حرارت بالا Heat stress

تنش سرما

سرمازدگي به شرايطي اطلاق مي‌‌گردد كه گياه در نتيجه بروز درجه حرارت‌هاي بين صفر تا 10 درجه سانتي‌گراد (بسته به گونه و رقم) خسارت مي‌بيند .تنش سرما بر حالت عادی گیاه اثری ندارد.

آثار اولیه این تنش عبارتند از : کاهش عمومی رشد ،تغییر رنگ،کلروز، ،تخریب بافت‌های سلولی،عدم جوانه‌زنی بذور، عدم انتقال مواد فتوسنتزی، عدم جذب عناصر غذایی …برخی از آثار این تنش برگشت‌پذیر و برخی از آثار دیگر این تنش مانند فتوسنتز در اثر تخریب کلروپلاست‌ها و پیری زودرس گیاه غیر قابل برگشت هستند.

تنش یخبندان

خسارت مربوط به تنش يخ‌زدگي در نتيجه بروز درجه حرارت‌هاي زير صفر درجه سانتي‌گراد مي‌باشد (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 حرارت‌های 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  می‌شود که عبارتند از:

1-یخبندان جبهه‌ای  یا جابجایی Advective forst

 2- یخبندان  تشعشعی Radiational forst

یخبندان و سرمازدگی جبهه‌ای در اثر عبور یک جبهه هوای سرد از روی  یک منطقه بروز می‌کند  به طوریکه دمای آن  کمتر یا در حد دمای بحرانی برای محصولات خاص منطقه است.

یخبندان‌های جبهه‌ای به علت جابه جایی توده‌های هوای سرد مثل تودهای هوایی که از سیبری منشاء می‌گیرند، حادث می‌شوند.

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

این نوع یخبندان می‌تواند روند شبانه‌روزی 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 می‌شود.

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

به عبارت دیگر هنگامی که در طول شب تا قبل از طلوع آفتاب، حرارت زمین سریع از دست می‌رود و گرما با توجه به سبک‌تر بودن به سطوح بالایی رفته و هوای سرد جای آن را روی زمین و اطراف گیاه می‌گیرد 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 می‌شود.

بیشترین خسارت‌هایی که در شرایط کشور رخ می‌دهد، ناشی از این نوع سرمازدگی است.

این نوع یخبندان منحصراً در طول شب بوجود می‌آید

علایم سرمای تشعشعی

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

کاملا منطقه‌ای و محلی بوده .

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

در شب‌های آرام و آسمان صاف و غیر ابری اتفاق می‌افتد .

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 فعالیت‌هایی که از زمان کاشت تا برداشت در مزرعه برای کاهش خسارت سرمازدگی انجام می‌شود را مقابله غیر فعال گویند.

2-روش‌های فعال ( کوتاه مدت)

روش‌های غیر فعال مقابله با سرمازدگی

انتخاب محل مناسب کاشت

نوع خاک

انتخاب پایه‌های مقاوم

مدیریت کوددهی گیاه

مدیریت کف مزرعه

استفاده از تنظیم کننده‌های 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 چاله‌های سرد
• کاشت گیاهان برگ ریز در شبیب‌هایی که با نور خورشید مواجه نیستند.
• در شب‌های صاف و آرام كه یخبندان نوع تشعشعی رخ می‌دهد منطقه بالای كوه زودتر از دامنه انرژی خود را از دست داده و سرد تر می‌شود در نتیجه هوای مجاور آن نیز سردتر و سنگین‌تر می‌شود و به طرف كف دره سرازیر شده و در كف دره جمع و حالت وارونگی دمایی را به وجود می‌آورد بنابراین كف دره نسبت به دامنه خیلی سردتر است و در سطح دامنه هوا به خوبی جریان دارد اما كف دره مثل مخزنی از هوای سرد عمل می‌كند كه مانع جریان هوا می‌شود در نتیجه زمین‌های شیبدار در مناطقی كه خطر یخبندان زیاد است بهترین زمین‌ها هستند .
  در مناطقی كه خطر یخبندان وجود ندارد زمین‌هایی كه در دامنه‌های جنوبی قرار دارند برای كشت محصولات زودرس مناسب هستند اما از آنجایی كه زمین‌هایی كه در دامنه‌های جنوبی هستند انرژی بیشتری كسب می‌كنند 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 می‌كنند 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 است اما خاكی كه در طول روز حرارت را به آهستگی به سطح زمین منتقل كند سطح آن در طول شب زودتر و بیشتر سرد می‌شود .
• خاک‌های شنی سبک گرما را بهتراز خاک‌های رسی سنگین انتقال می‌دهند. در اراضی که  خاک هوموسی و شنی  و اصولا بافت سبک دارند  خطر سرما زدگی تشعشعی  بسیار بالا است  لذا در چنین  اراضی توصیه می‌شود  سه روز قبل  بروز سرمازدگی زمین آبیاری می‌شود تا در زمان  وقوع  سرما خاک در مرحله ظرفبت مزرعه باشد.
• خاک‌های سنگین با رنگ سیاه نسبت به خاک‌های سبک با رنگ روشن‌تر در زمستان گرمای بیشتری را جذب کرده و از طرفی در آخر زمستان گیاه دیرتر فعال می‌شود.
•  خاک هنگامی که رطوبت آن در حد ظرفیت زراعی است، برای انتقال گرما و ذخیره بسیار مناسب می‌باشد.

مدیریت کوددهی گیاه

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

 درختانی که به طور مناسب کوددهی نشده‌اند، در پاییز خیلی زود دچار ریزش برگ می‌شوند و در بهار زودتر از موقع به شکوفه می‌نشینند و در نتیجه به سرمازدگی حساس‌تر می‌شوند.

 فسفر باعث بهبود دوباره گیاه پس ازخسارت سرمازدگی می‌شود.

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

مدیریت کف مزرعه

اجتناب از خاک ورزی

مرطوب کردن خاک‌های 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 پوشش‌های پلاستیکی شفاف ( مرطوب کردن خاک پیش از استفاده از پلاستیک خیلی مؤثر است.)

هرس دور تنه درختان

حذف گیاهان پوششی

استفاده از تنظیم کننده‌های 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 می‌شود.

روش‌های فعال در زمان بروز سرما برای مقابله با سرمازدگی

کنترل سرمای بهاره توسط بخاری‌ها

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

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 می‌كنند و نمی‌توان آنها را زیر درختان قرار داد این سوخت‌ها را می‌توان زیر درختان قرار داد بعلاوه جابه جا كردن و روشن كردن این سوخت‌ها آسان است.

روش استفاده از بخاری 

• بخاری‌ها باید زمانی که دمای هوا یک یا دو درجه بالاتر از دمای کشنده برای برگ‌ها، شکوفه‌ها و یا جوانه ها است، روشن شوند.
• بخاری های نواحی سرد باغ باید زودتر روشن شوند.
• به کارگیری بخاری‌های بزرگ در باغ به هیچ وجه توصیه نمی‌شود.
• 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 می‌شود از بخاری‌های بیشتری استفاده کنیم و این بخاری‌ها را زودتر از سایر بخاری‌ها 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 می‌دهد.
• تراکتور هر ده دقیقه یک بار از یک گیاه عبور می‌کند.
• یک تراکتور 5 تا7 هکتار را پوشش می‌دهد.
• نسبت به طرح‌های دیگر ارزان‌تر است.

کنترل سرما زدگی بهاره توسط چاهک معکوس انتخابی

با چرخش پروانه‌ای در داخل یک چاهک فلزی یا سیمانی، هوای سرد تجمع یافته در سطح باغات به لایه‌های بالایی و خارج از تاج درختان انتقال داده می‌شود. تا 4 درجه سانتیگراد هوای باغ را گرمتر می‌کند.

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

دستگاه ماشین مولد باد

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

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

 مشکل عمده این سیستم بالا بودن هزینه اولیه تهیه آن است.

کنترل سرمای بهاره توسط دستگاه مولد مه 

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

استفاده از دود

دود در شب‌هایی که وارونگی حرارتی ایجاد شده است، گرمایی که به صورت طول موج بلند از زمین خارج می‌شود را از خود عبور داده و همچنین در روز بعد نور خورشید را که به صورت طول موج کوتاه است، ازخود عبور نمی‌دهد.

ایجاد دود از نظر محیط زیست زیان آور است.

بنابراین استفاده از دود امروزه توصیه نمی‌شود.

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 است.
• استفاده از اتفون، جیبرلین، روغن ولک و روغن‌های طبیعی در زمان مناسب می‌تواند زمان گلدهی را به عقب بیاندازد.

آب‌پاش‌ها

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

آبیاری قطره‌ای

• 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 زمان‌های یخبندان‌های بسیار شدید کار کند، ممکن است یخ بزند و شدیدا آسیب بیبند.

آبیاری سطحی

• یکی از رایج‌ترین روش‌های 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 می‌کند.
• بیشترین حفاظت در شب اول پس از جاری کردن آب تأمین می‌شود و به مرورزمان که خاک از آب اشباع می‌شود، کارایی این روش کاهش می‌یابد.
• 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 است
• اگر آبیاری غرقابی قبل از وقوع یخبندان انجام شود         
• حفاظتی معادل 4 درجه سانتی گراد
• آبیاری شیاری
• شیارها باید مستقیماً در زیر قسمت‌های 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 می‌شود.
• 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 پایین‌تر از حد بحرانی برسد، جریان آب به انتهای زمین رسیده باشد. 

پیش‌بینی وقوع سرما واحتمال خطر سرمازدگی

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

ایستگاه هواشناسی کشاورزی

دستگاهی است که 26  پارامترهواشناسی را اندازه‌گیری و تجزیه تحلیل می‌کند.

این دستگاه قابلیت شبکه‌سازی دارد.

روش حفاظت به وسیله پوشش

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