سرمازدگی و یخبندان و روش های مقابله با سرمازدگی

2-1 تأثير رژيم دمايي در کشاورزي.

2-2  عوامل مؤثر در كاهش عملكرد.

2-3  سرمازدگی و يخبندان.

2-3-1 تنش سرما

2-3-2 تنش یخبندان .

2-3-3 تعريف و مفهوم یخبندان .

2-4-4 عوامل مؤثر بر یخبندان .

الف-  عوامل مکاني.

ب- عوامل زماني.

2-3-5  انواع يخبندان.

الف- يخبندان فرارفتي.

ب- يخبندان تابشي.

2-4  پيش بيني يخبندان.

2-4-1  پيش بيني کوتاه مدت یخبندان .

2-4-2 پيشبيني محلي يخبندان.

2-4-3  پيشبيني سينوپتيکي یخبندان  .

2-4-4  پيش بيني آماري.

2-5  دماي هوا و يخبندان.

2-6  خسارتهاي ناشي از سرمازدگی  .

2-7  روشهاي محافظت از سرمازدگی  و یخبندان .

2-7-1 روشهاي غير فعال مقابله با سرمازدگی  .

2-7-2 روشهاي فعال در زمان بروز سرما  براي مقابله با سرمازدگی

منابع

سرمازدگی و یخبندان در کشاورزی

تأثير رژيم دمايي در کشاورزي

بررسي تغييرات دما در اکولوژي گياهي از اهميت ويژه­اي برخوردار است. زيرا گياهان فقط تحت تأثير دماهاي معين قادر به حيات خود مي­باشند. گونه­هاي گياهي مختلف جهت رشد و نمو خود به حرارت­هاي متفاوت نياز دارند. اگر دما از حداقل مطلق طاقت گياه کمتر باشد، موجب خسارت يخبندان در گياه خواهد شد، دانستن اين که درجه حرارت تا چه ميزان پايين خواهد رفت، براي انتخاب نوع گياه و همچنين مبارزه با يخبندان اهميت دارد(Molina, 2004).

ميانگين ساليانه دما، ميانگين گرم­ترين و سردترين ماه سال و همچنين سير حداقل و حداکثر مطلق دما اگر چه مفيدند، ولي کافي نبوده و نمي­توان بر اساس آن برنامه ريزي کرد. بهترين دمايي که بر اساس آن مي­توان درجه حرارت محيط را معين نمود، دماي متوسط ماهانه و حداقل و حداکثر آن مي­باشد، زيرا گياهان براي رشد خود به دماهاي معيني احتياج دارند و هر چه دما از اين مقدار بيشتر يا کمتر شود، رشد آنها کاهش مي­يابد، دماي حداکثر و حداقل مطلوب براي گياه را در اصطلاح کشاورزي دماي بحراني^[1] مي­نامند، اگر گياهي در دماي خارج از دماي بحراني به مدت نسبتاً زيادي قرار گيرد، نه تنها رشد آن متوقف مي­شود، بلکه دچار صدماتي نيز خواهد شد، معروفترين صدمه حرارتي گياه بنام آسيب سرمازدگی خوانده مي­شود سرمازدگی نه تنها باعث کاهش محصول مي­گردد، بلکه در صورت شرايط حاد موجبات مرگ گياه را نيز فراهم مي­نمايد (عليزاده و کوچکي،1374).

سرمازدگی و یخبندان

جهت توضيح مطلب ابتدا به تعريف تنش و در ادامه به انواع سرماي نامطلوب گياه و روشهاي پيشگيري از آن اشاره ميگردد. تنش يا استرس^[1]، واژه‎اي است که اولين بار توسط دانشمندان علوم بيولوژيک در مورد موجودات زنده بکار برده شد. بعدها اين واژه از علم فيزيک گرفته شده و آن را به عنوان هر عاملي که امکان بالقوه وارد آوردن صدمه به موجودات زنده را دارد تعريف نمودند. تنش، نتيجه روند غيرعادي فرآيندهاي فيزيولوژيکي است که از تأثير يک يا ترکيبي از عوامل زيستي و محيطي حاصل مي‎شود.

همان طوري که در تعريف آمده، تنش داراي توان آسيب‎رساني مي‎باشد که به صورت نتيجه يک متابوليسم غيرعادي روي داده و ممکن است به صورت افت رشد، مرگ گياه و يا مرگ بخشي از گياه بروز کند (حکمت شعار، 1372). در گياهان تنش يا استرس برابر است با تحريکاتي که منجر به برهم خوردن تعادل زيستي گياه شود.حالت تنش در شرايطي پيش مي آيد که يک عامل محيطي خارج از حد نرمال بر گياه اثر گذارد. تنش به دو دسته تقسيم مي شوند:

1. زيستي^[2]
2. غير زيستي^[3]

تنش‎هاي زيستي شامل حمله آفات و امراض به گياهان مي‎باشد که در محدوده بحث ما نيست. تنش‎هاي غير زيستي به پنج گروه تقسيم مي‎شوند که از بين آن‎ها، خسارت وارده به گياهان زراعي در اثر تنش‎هاي کمبود آب، شوري و دما در سطح جهان گسترده‎تر بوده و به همين جهت بيشتر مورد مطالعه قرار گرفته‎اند (Levitt, 1980).

از جمله تنش هاي غيرزيستي مي توان به تنش دما^[4] اشاره نمود که اين نوع تنش نيز خود به سه بخش تقسيم مي شود:

1. تنش سرما^[5]
2. تنش يخبندان^[6]
3. تنش حرارت بالا ^[7]

  تنش سرما

سرمازدگی 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 عادي گياه اثري ندارد.

آثار اوليه اين تنش عبارتند از : کاهش عمومي رشد ، تغيير رنگ، تخريب بافت هاي سلولي، عدم جوانه زني بذور، عدم انتقال مواد فتوسنتزي، عدم جذب عناصر غذايي. برخي از آثار اين تنش برگشت پذير و برخي از آثار ديگر اين تنش مانند فتوسنتز در اثر تخريب کلروپلاست ها و پيري زودرس گياه غير قابل برگشت مي باشند(Gue yue Niu et al., 2006).

تنش یخبندان

خسارت مربوط به تنش يخ زدگي و سرمازدگی در نتيجه بروز درجه حرارت زير صفر درجه سانتي گراد مي باشد. یخبندان عبارت است از کاهش دما تا چند درجه زير صفر( يخبندان زمستانه و بهاره) که بر اثر آن آب درون سلولي و برون سلولي منجمد شده و به دليل متلاشي شدن آوندهاي چوبي و آبکش و قطع جريان مواد غذايي، مرگ سلول را باعث ميگردد .(Gue yue Niu et al., 2006)

درجه حرارت هاي بحراني:  حداقل درجه حرارتي که گياه ميتواند با تداوم 30 دقيقه تحمل کند و در بيشتر از اين مدت و کمتر از اين درجه حرارت خسارت مي بيند. اين درجه حرارت براي گياهان مختلف متفاوت است (نصير زاده ، 1388).

  تعريف و مفهوم یخبندان

اصطلاح یخبندان به تشکيل کريستال يخ وي سطوح يا انجماد شبنم و يا فرآيند تبديل بخار به يخ اطلاق مي­گردد. اين اصطلاح به طور گسترده­اي براي توصيف يک رخداد هواشناسي که منجر به آسيب رسيدن به محصولات و سايرگياهان مي­شود، استفاده مي­گردد (Snyder, 2005). در ادبيات دنيا تعاريف گوناگوني در مورد پديده یخبندان صورت گرفته که شامل موارد زير مي­باشند:

1 ـ وقوع دماي کمتر از صفر درجه سلسيوس محاسبه شده در محفظه استيونسون در ارتفاع 25/1 تا 2 متري سطح زمين(Hogg, 1950).

2- وقوع دماي کمتر از صفر درجه سلسيوس، بدون تعيين هر نوع پناهگاه يا ارتفاعي از سطح زمين در زماني که دماي سطح زمين به زير صفر درجه سلسيوس نزول کند (Hewatt, 1971).

3- وجود دماي حداقلي که باعث خسارت به بافت گياهان شود(Molina, 2004).

در هواشناسي کشاورزي، به رويداد دماهاي پايين که باعث خسارت به بافتهاي گياهي مي­گردد يخبندان اطلاق شده و به شبانه­روزي که در آن حداقل دما به صفر يا کمتر از آن رسيده باشد، روز يخبندان گفته مي­شود (ياراحمدي، 1380).

خسارت­هاي ناشي از سرمازدگی

حدود 40 درصد از کل سطح زير كشت ايران در بين سال­هاي 1373 تا 1378 تحت تاثير خسارت ناشي از سرما قرار گرفت (صدقي، 1378). 30 درصد از حجم كل خسارت هاي پرداخت شده به كشاورزان از طريق صندوق بيمه محصولات كشاورزي مربوط به خسارت­هاي ناشي از سرمازدگی و يخبندان در اين دوره بوده است. سرماي اسفند 1382، حدود 7700 ميليارد ريال به محصولات باغي خسارات وارد كرد( جهاد كشاورزي،1383). طبق آمار صندوق بيمه کشاورزي استان کرمان سرماي ديررس فروردين 1391، خسارتي بالغ بر 213 ميليارد ريال به باغ­هاي پسته استان کرمان وارد نمود. ميزان خسارات وارده به درختان، رابطه مستقيمي با شدت سرما (حداقل درجه حرارت و مدت زمان سرما)، واريته، مديريت قبل و بعد از سرما و موقعيت جغرافيايي باغ دارد (شرافتي، 1383).

 روش­هاي محافظت از سرمازدگی و یخبندان

روش­هاي حفاظت از یخبندان مي­تواند به عناوين فعال يا غير فعال تقسيم شود. روش­هاي فعال معيارهاي مصنوعي هستند که بلافاصله قبل از خطر يخبندان واقعي و يا در خلال آن به کار مي­روند. روش­هاي غير فعال با مقابله عليه يخبندان ارتباط زيادي ندارند، بلکه به اين امر مربوط مي­شود که چگونه مي­توان خسارت را در خلال دوره يخبندان کاهش داد. اين روش­ها به نحو خوبي قبل از وقوع یخبندان به کار مي­روند و شامل آگاه نمودن از خطر در زمان کاشت مي­باشد، ‌بهترين زمان براي محافظت يک محصول عليه خسارت يخبندان قبل از کشت آن است. رويکردهاي اصلي جلوگيري از سرما بصورت غير فعال عبارت از انتخاب صحيح محل و مديريت مناسب خاک و محصول مي­باشد. سومين راهبرد جلوگيري از خسارت یخبندان عبارت است از انتخاب گياه و پرورش واريته­هايي از محصولات که در مقابل يخبندان مقاوم باشند (ميان­آبادي، 1387و اقتداري،1386).

روشهاي فعال در زمان بروز سرما  براي مقابله با سرمازدگی

روش هاي فعال حفاظت شامل فعاليت هايي است که در طول يک شب یخبندان جهت کاهش اثرات درجه حرارت SUBZERO انجام مي شود(Snyder, 2005).

هزينة هر يک از اين روش ها متغير است و به امکانات و قيمت هاي محلي بستگي دارد . اما سود حاصل از استفاده از اين سيستم ها به ساير موارد استفاده از آنها هم بستگي دارد مثلاً آب پاش ها را مي توان براي آبياري هم استفاده کرد. همچنين تئوري عملکرد , مديريت مناسب و مزايا و معايب هر يک از روش هاي حفاظتي فعال, مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد.

روش هاي غيرفعال معمولا در دوره هاي درازمدت اجرا مي شوند و کمتر از روش هاي فعال هزينه دارند و اغلب همين حسن آن ها بس که با استفاده از آنها ديگر نيازي به حفاظت فعال وجود نخواهد داشت. در ادامه مهم ترين روش هاي حفاظتي غيرفعال که در سطح دنيا جهت مقابله با خسارت هاي یخبندان مورد استفاده قرار مي گيرند و قابليت تطبيق با شرايط کشور جمهوري اسلامي ايران و به کارگيري در مناطق مختلف کشور را دارند مورد بررسي قرار مي گيرند.

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات و مبانی نظری مهندسی کشاورزی کلیک کنید..

نمونه ای از منابع انگليسي

• Angus, D.E. 1962. Frost protection experiments using wind machines. CSIRO Divison of Meteorological Physics Technical Paper, No. 12. Melbourne, Australia. 48p.
• Avisar, R., Y. Mahrer, 1978. ”Mapping frost – sensitive areas with a three-dimensional local-scal numerical model’. Part 1:Phisicland numerical.j.Applide Meteorol.27:400-413.
• Ballard, J.K., Proebsting, E.L. 1978. Frost and frost control in Washington orchards. Washington State University Extension Bulletin, No. 634. Pullman, Washington. 27p.
• Bartholic, J.F. 1979. Site selection. pp. 281-290, in: Barfield and Gerber, 1979, q.v.
• Blanc, M.L., Geslin, H., Holzberg, I.A., Mason, B. 1963.Protection against frost damage.WMO, Technical Note, No. 51. Geneva, Switzerland. 62p.
• Braud, H.J., Chesness, J.L., Hawthorne, P.L. 1968.Using foam to protect plants against cold.Louisiana Agriculture, 12 (2): 4-7.
• Brewer, R.F., Burns, R.M., Opitz, K.W. 1974.Man-made fog for citrus frost protection.California Agriculture, 28: 13-14.
• Brooks, F.A., 1960. An introduction to physical microclimatology.Davis, California: University Press. See pp. 158-161.
• Businger, J.A. 1965.Frost protection with irrigation. pp. 74-80, in: Agricultural Meteorology. Boston, Mass.: American Meteorological Society.
• Caprio, J.M. 1961.”Arwtional approach to the mapping of freez dates”,
•         Bull.Amer.Meteor,13:339-348.
• Crane, J. C, Iwakiri B T. 1981. Morphology and reproduction of pistachio.Horticulture Review, 3, 376-393.10.
• Crawford, T.V. 1965. Frost protection with machines and heaters. Agricultural Meterology, Vol.6(28): 81-87.
• Cunha, F.R. 1982. 0 problema da geadanegra no Algarve [in Portuguese].INIA DivulgaçãoNo. 12. 125p.
• Cynthia, L.D., Sizemore H.G, 2008. “JSC mars-1 soil moisture characteristic and soil freezing characteristic curves for modeling Bulk vapor flow and soil soil freezing university of Colorado USB 392.
• Davies, D.L., Evans, R.G., Campbell, G.S. &Kroegen, M.W. 1988.Under-tree sprinkling for low temperature modification in apple orchards.Transactions of the American Society of
• Agricultural Engineering, 31: 789-796.
• …
• …