یخ‌زدگی و دماهای پایین در کشاورزی

مقدمه

 روزهای آخر زمستان و تغییر فصل به بهار، یکی از زمان‌های غیرقابل‌پیش‌بینی از نظر جوی است. تاریخ‌های اعتدالی که هم گذر از زمستان به بهار و هم از تابستان به پاییز را نشان می‌دهند، از نظر هواشناسی پر از رخداد هستند، زیرا در این زمان از سال، گردش هوایی در میان عرض‌های میانی در فاز تنظیم کامل قرار دارد. در این “نبرد” بین سرما و گرما، ورودی‌های سرد به سمت جنوب نفوذ می‌کنند که مسئول تغییرات ناگهانی آب‌وهوا و فراگیری موقتی آب‌وهوای زمستانی هستند.
تغییرات ناگهانی در آب‌وهوا، با افزایش و کاهش قابل‌توجه دما، در ماه‌های فروردین، اردیبهشت و حتی خرداد کم نیستند که گاهی باعث بروز سرماهای شدید وحشتناک می‌شوند. مرحله پیشرفته‌ای که گیاهان در چرخه رشد خود قرار دارند و بیش از حد حساس به دماهای پایین هستند و نمی‌توانند در برابر یک سرمای مهم مقاومت کنند. دما تأثیر مستقیمی بر فرایندهای بیوشیمیایی گیاهان دارد. سرما، گرما و دمای حرارتی بر گل و میوه در مراحل مختلف چرخه رشد تأثیر می‌گذارند. هنگامی که دما زیر صفر درجه سانتی‌گراد می‌رود (سرمازدگی)، شرایط محیطی برای توسعه فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهان و بافت‌های آن‌ها بحرانی می‌شود که ممکن است توسط یخ‌زدن شدید آسیب ببینند. یخ‌بندها می‌توانند بر اساس فصلی که در آن رخ می‌دهند: زمستان، بهار یا دیرتر دسته‌بندی شوند. یخ‌بندهای زمستانی روی گونه‌های میوه‌ای دائمی تأثیر می‌گذارند و یخ‌بندهای بهاری روی همان‌گونه‌ها و درختان برگ‌ریز که شروع به توسعه گیاهی خود کرده‌اند، تأثیر می‌گذارند. محصولات پس از توسعه اولیه شاخه‌ها تا مرحله میوه کوچک، حساس‌ترین مراحل به  یخبندان هستند که در آن زمان محصولات حساس‌ترین مراحل یخ‌زدگی را تجربه می‌کنند. خطرناک‌ترین یخ‌بندها به طور معمول یخ‌بندهای تابشی هستند که در بهار رخ می‌دهند، زمانی که توسعه گیاهی مهم است.

 شدت آسیب‌های یخ‌زدگی به بافت‌های گیاهی به چند عامل وابسته است، شامل:

 سن گیاهان

 گیاهان جدید به دلیل بافت‌های نرم‌تر، نسبت به گیاهان بالغ حساس‌تر به یخ‌زدگی هستند. علاوه بر این، آسیب می‌تواند کل گیاه را به خطر بیندازد و در نتیجه باعث مرگ آن شود.

 وضعیت فنولوژیک

 گیاهانی که شاخه‌های آنها به طور فعال درحال‌رشد هستند حساس‌تر به آسیب‌های یخ‌زدگی هستند؛ بنابراین اهمیت دارد که از کود نیتروژن در فصل پاییز خودداری شود، به‌ویژه در گیاهان جدید، تا از توسعه شاخه‌ها در طول زمستان جلوگیری شود.

 موقعیت کاشت

 کاشت در تپه‌ها به طور قابل‌توجهی خطر یخ‌زدگی را کاهش می‌دهد، زیرا هوای سرد سنگین‌تر است و به سمت مناطق پایینی تمایل پیدا می‌کند.
بسته به‌شدت و مدت‌زمان یخ‌زدگی، آسیب به گیاهان می‌تواند اندازه‌های مختلفی داشته باشد (از مرگ تا سوزش کمی از برگ‌های جانبی). باید توجه کرد که سرماهای شدید باعث ازدست‌دادن تولید (میوه‌ها) فصل و همچنین به خطر انداختن تولید فصل بعدی می‌شوند، با ازبین‌بردن شاخه‌های جدیدی که احتمالاً بارده هستند.

 مدیریت پس از برخورد زمستانی در درختان میوه

بعد از بروز یخ‌بندان، تعدادی از روش‌های زراعی می‌توانند بازیابی باغ میوه را شتاب ببخشند. از جمله این روش‌ها عبارت‌اند از:

 هرس: توصیه می‌شود که چند هفته منتظر بمانید (قبل از هرس چوب‌های مرده). سپس باید میزان خسارت ارزیابی شود. سپس هرس انجام شود که هدف آن حذف شاخه‌ها و شاخه‌های تحت‌تأثیر، پس از گذشت دوره خطر یخ‌بندان است.

 محافظت در برابر تابش: پس از هرس و درنظرگرفتن اینکه یکی از اثرات یخ‌بندان ریزش شدید برگ است، تنه و شاخه‌ها نور زیادی از خورشید را دریافت می‌کنند. توصیه می‌شود که با استفاده از محصولات مجاز از این اندام‌ها محافظت شود.

 کوددهی: باید در بهار شروع شود (شاخه‌هایی به طول ۵ تا ۱۰ سانتی‌متر). مقدار نیتروژنی مورداستفاده به‌شدت خسارت یخ‌بندان بستگی دارد. هر چه خسارت بیشتر، مقدار کمتری استفاده خواهد شد (استفاده از کودهای برگی در زمان جوانه‌زدن توصیه می‌شود).

 آبیاری: از آبیاری زیاد پرهیز کنید. توصیه می‌شود که آن‌ها را همراه با برنامه کوددهی انجام دهید. به‌طورکلی، استفاده از آبیاری و کودها باید منطقی باشد تا رشد اضافی شاخه‌ها جلوگیری شود.

 در مواجهه با وقوع سرمازدگی، دو روش کار برای کاهش خسارت اقتصادی به محصولات وجود دارد: روش‌های غیرفعال که قبل از کاشت انجام می‌شود و روش‌های فعال که با کشت قبلی انجام می‌شود.

 روش‌های غیرفعال

انتخاب مکان برای کشت

 نقاطی وجود دارند که به دلیل هوای سرد، شیب، قرارگرفتن در معرض و نوع خاک، احتمال وقوع یخ‌بندان بیشتر است. بخش‌های پایین تمایل به تجمع هوای سرد دارند. ویژگی‌های هدایت و ظرفیت ذخیره‌سازی گرما از یک خاک به خاک دیگر متفاوت است.
مناطقی که یخ‌بندان بیشتری دارند نباید با گونه‌های حساس به دمای پایین کشت شوند. قبل از تصمیم‌گیری برای کاشت یا کشت در یک منطقه معین، کشاورز باید اطلاعاتی در مورد وقوع دمای پایین در آن منطقه جمع‌آوری کند.

 انتخاب گونه

 درجات مختلفی از حساسیت به سرما بین گونه‌ها و واریته‌ها وجود دارد. علاوه بر این، برخی از الگوهای ریشه درجات خاصی از تحمل را به دماهای پایین می‌دهند. ازاین‌رو، سبزیجات پاییزی – زمستانی و بهار – تابستانی یا انواع درختان میوه با گلدهی زودرس، متوسط یا دیررس (شامل در برخی موارد فوق زودرس و فوق دیررس) وجود دارد.

 حرکت طبیعی هوای سرد

 ازآنجایی‌که هوای سرد متراکم‌تر است، تمایل دارد در یک منطقه خاص موقعیت‌های پایین‌تری را اشغال کند. یکی از اقدامات ممکن برای اجرا، تسهیل حرکت هوای سرد به مناطق پایین‌تر باهدف عدم وقوع دماهایی است که می‌تواند به محصولات آسیب برساند.

 روش‌های فعال

 استفاده از پره‌های محور افقی

 هدف آن مخلوط‌کردن هوایی است که بین ۱۰ تا ۲۰ متر از سطح زمین و در دمای بالاتر وجود دارد. به دلیل اثر وارونگی حرارتی، به افزایش دمای هوا در سطح برگ کمک می‌کند.

 استفاده از آبپاش‌ها

 استفاده از آبپاش‌ها یکی از موارد بسیار مورداستفاده امروزی برای کنترل یخ‌بندان است. این روش این مزیت را دارد که مصرف انرژی آن بسیار کمتر از استفاده از گرم‌کن‌ها و پره‌های بزرگ است. استفاده از یک سیستم آبیاری به طور خاص برای کنترل یخ‌بندان از معایب این سیستم به شمار می‌رود و ممکن است هزینه سرمایه‌گذاری اولیه زیادی را به همراه داشته باشد. علاوه بر این، لازم است که آب کافی برای آبیاری هم‌زمان کل سطح مورد حفاظت وجود داشته باشد. این سیستم از گرمای پنهان آب هنگام یخ‌زدگی بهره می‌برد. هنگامی که آب بر روی گیاه می‌افتد، منجمد می‌شود و مقداری از گرمای پنهان آزاد می‌کند.

هیتر و ابرهای دود

این شامل تولید گرما از طریق اجاق‌ها یا دود از طریق دیگ‌های سوخت است که جلوی سردشدن هوا در سطح محصول را می‌گیرند. (این روش پیشنهادی نیست به دلیل آلودگی محیطی و سایر جنبه‌های اکولوژیک).

پد

پوشش‌های محافظی هستند که در پایه گیاه قرار می‌گیرند و مانع ازدست‌دادن گرما و رطوبت در خاک شده و از ریشه‌ها محافظت می‌کنند. استفاده از خاکپوش (مالچ) باید قبل از شروع یخ‌بندان باشد. این پوشش می‌تواند طبیعی (بقایای گیاهی) یا مصنوعی (پلاستیک) باشد.

 مدیریت خاک

خاک عاری از علف‌های هرز، کمتر در معرض سرمازدگی است. با این کار می‌توان دریافت که گرما بیشتری در طول روز جذب می‌شود.

 پوشش‌ها یا تورهای محافظ

 یک المنت است که به‌عنوان پوششی روی محصولات کشاورزی قرار داده می‌شود و تابش خورشید و گرما را تغییر می‌دهد. استفاده از نمایشگرهای حرارتی به لطف توانایی مدیریت گرمای جمع‌آوری‌شده در طول روز، پخش آن و حفظ آن در طول شب، دوره‌ای که در آن دما کاهش می‌یابد، تولید را تا ۳۰ درصد افزایش می‌دهد.

 کلاه‌ها و عایق‌ها

 می‌توانند از شیشه‌ای یا لاستیک فوم ساخته شوند که عایق‌های حرارتی عالی برای گیاهان هستند. مدت‌زمان معقولی دارند. همچنین در صورت سرمازدگی، به بازسازی سریع کمک می‌کنند و قیمت نسبتاً ارزانی دارند. نقطه‌ضعف آن‌ها در نصب و کنترل دشوارتر است.
برای حفاظت از پایه‌های تنه و ساقه‌های برخی گیاهان یا درختان میوه، ممکن است آن‌ها را با مواد انعطاف‌پذیری که به‌عنوان عایق از سرما عمل می‌کنند، احاطه کرد.

استفاده از مکمل‌های تغذیه و محرک‌های زیستی

 با استفاده از محصولات تغذیه‌ای یا محرک‌های زیستی، گیاه می‌تواند برای مقاومت بهتر در برابر شرایط استرسی که توسط یخ‌بندان ایجاد می‌شود، آماده شود، به‌طوری‌که آسیب‌های وارده کمتر شود یا به آن کمک کند تا استرس را بهتر و سریع‌تر تحمل کند. ما می‌خواهیم یک سری توصیه‌ها در این زمینه ارائه دهیم که می‌توانند به‌صورت ترکیبی یا به‌صورت جایگزین استفاده شوند، به تبعیت شدت یخ‌بندان، زمان درمان یا آسیب وارده را کاهش می‌دهد.
یک فرمولاسیون بر اساس اسیدهای آلی و پپتیدهای انتخابی که با جلبک‌های سبز و قرمز مرتبط هستند و تغییرات ساختاری در گیاه را در سطح چوبی شدن در دیوار سلولی آن ایجاد می‌کنند، سنتز و تجمع کلوز و لیگنین را افزایش می‌دهند و به‌عنوان یک مانع فیزیکی در برابر استرس غیرزیستی عمل می‌کنند. علاوه بر این، یک پاسخ در سطح سلولی در گیاه ایجاد می‌کند که شامل فعال‌سازی سنتز مولکول‌هایی با ظرفیت دفاعی بالا است که گیاه را از حملات ممکن از طرف میکروب‌ها پس از یخ‌بندان محافظت خواهد کرد.
گزینه دیگر یک فرمولاسیون بر پایه سیلیکون و پتاسیم است. سیلیکون تغییرات آناتومیکی را در ساختار سلول‌ها فراهم می‌کند، مقاومت مکانیکی به بافت‌ها را فراهم می‌کند (همراه با اثرات مفید زیادی دیگر)، درحالی‌که پتاسیم به‌عنوان یک تنظیم‌کننده اسموزی عمل می‌کند و خاصیت ارتجاعی سلول‌های گیاهی را به‌خوبی حفظ می‌کند. اثرات هر دو ترکیب شده، شرایط و امکانات بهتری را برای گیاه برای مقاومت در برابر شرایط استرس غیرزنده فراهم می‌کند.
ما دو گزینه برای جلوگیری از آسیب‌های ممکن ناشی از یخ‌زدگی تحلیل کرده‌ایم، اما اگر قبلاً آسیب یخ‌زدگی دیده‌ایم چه؟ در این صورت، درمان‌ها باید روی تقویت گیاه، بازیابی توسعه گیاهی آن به‌صورت متعادل (بدون افزایش زیاد) و، تا جای ممکن، نجات‌دادن محصول یا آنچه از آن باقی‌مانده و/یا اطمینان یا تضمین محصول دوره کشت‌های آینده تمرکز کرد.
ترکیب جلبک در امولسیون و اسیدهای آمینه در گیاه فعال‌سازی فرایندهای فیزیولوژیک و متابولیک آن را ایجاد می‌کند، حتی در شرایط نامساعد، فعال‌سازی سنتز کلروفیل و افزایش نرخ فتوسنتز و تحریک تقسیم سلول و تشکیل بافت‌های جدید باعث آغاز فعالیت گیاهی می‌شود، تشکیل برگ‌ها و گل‌ها را تحریک می‌کند، کیفیت میوه‌ها را بهبود می‌بخشد و مقاومت گیاه در برابر دماهای پایین و شرایط آب‌وهوایی نامساعد را افزایش می‌دهد.
به‌طورکلی، می‌توانیم بگوییم که حفاظت از محصولات در برابر سرما و دماهای پایین بسیار مهم است، زیرا به‌غیراز آسیب‌هایی وارد شده به گیاهان، ضرر اقتصادی بسیار بالا باشد. دیدیم که چندین روش برای کاهش اثرات یخ‌بندان بر محصولات وجود دارد که می‌تواند پیشگیرانه و حفاظتی باشد. تمام این روش‌ها به ما اجازه می‌دهند که آماده باشیم و راهبُردهای مناسب را برای هر حادثه‌ای که ارتباطی با دماهای پایین دارد، انتخاب کنیم.

 منابع

 https://www.cultifort.com/en/frost-low-temperatures-agriculture