کنترل سرمازدگی بهاره در باغ های پسته

مقدمه:

اقلیم بسیاری از مناطق پسته کاری ایران با پدیده سرمازدگی مواجه است. با تمهیدات بسیار مقرون به صرفه می توان از این مشکل عبور کرد. گزارش زیر سعی دارد بسیار خلاصه این مطلب را توضیح  دهد:

۱. تاریخ های حساس جوانه های گل ،  از حداقل دو تا سه  هفته قبل با  دقت یک تا دو روز قابل  پیش بینی است.

۲.  احتمال سرمازدگی نیز از دو هفته قبل از وقوع، در اکثریت قریب به اتفاق مواقع قابل پیش بینی است.

۳ . برای مقابله با سرمازدگی راه های زیادی وجود دارد و در  بازار عرضه می‌شود.

در مدت ۳  سال، مواردی که به لحاظ اقتصادی می‌توانست مقرون به صرفه باشد در این‌مرکز  به صورت وسیع اجرا گردید و کارایی  آنها مورد بررسی قرار گرفت. و  در نهایت میزان سرمایه گذاری و هزینه های جاری آن ها به عنوان یک شاخص اولیه جهت  تصمیم‌گیری باغداران در انتهای این گزارش آورده شده است. امیدواریم که با همت باغداران، دیگر  شاهد چنین  خساراتی  که امسال در بسیاری از مناطق پیش آمد، نباشیم.

سرمازدگی

سرما و یخبندان یکی از خسارت­های ناشی از عوامل جوی و اقلیمی است که باعث خسارت به محصولات زراعی و باغی می گردد. زمانی که دما به زیر صفر درجه سلسیوس کاهش پیدا کند محصولات کشاورزی حساس به سرما آسیب دیده و سبب کاهش عملکرد می­گردد. اثرات یخبندان برای کشاورزان آسیب دیده و اقتصاد محلی بسیار خسارت­زا است. این پدیده در فصول بهار، پائیز و زمستان اتفاق افتاده اما بیشترین خسارت آن به محصولات باغی در فصل بهار و در زمان باز شدن غنچه، گلدهی و میوه کوچک درختان رخ می­دهد که به این نوع سرمازدگی اصطلاحا سرمازدگی دیررس بهاره می­گویند. زمانی سرمازدگی خسارت­زا می­باشد که دمای بافت­های گیاه به کمتر از آستانه بحرانی دما رسیده و یخ برون سلولی تشکیل گردد.

تنش سرمازدگی ممکن است با کاهش دما تا صفر درجه و به صورت تنش سرما (Chilling stress) و یا تنش یخ زدگی (Freezing stress) در دماهای پایین تر از صفر درجه سانتی گراد باشد. غالبا پدیده سرمازدگی در دماهای پایین­تر از صفر درجه سانتی­گراد رخ می­دهد که به آن یخ­زدگی می­گویند. کشاورزان هر دو اصطلاح یخ بندان و یخ­زدگی را برای شرایط دمایی صفر درجه سلسیوس و کمتر به کار می برند. بنابراین می­توانیم برای سرمازدگی که ناشی از دمای زیر صفر درجه سانتی­گراد می­باشد اصطلاح یخ­زدگی را به کار بریم. به طور کلی یخبندان­ها را به دو نوع یخبندان تابشی و فرارفتی تقسیم می­نمایند.

• یخبندان تابشی:

یخبندان­های تابشی رویدادهای مشخصی هستند که ویژگی همه آنها وجود آسمان صاف، عدم وجود باد و یا باد آرام، وارونگی دمایی، نقطه شبنم پائین، دمای هوای زیر صفر در طی شب ها و بالای صفر در طی روز می­باشد.

• یخبندان فرارفتی:

یخبندان­های فرارفتی زمانی ایجاد می­شوند که هوای سرد به منطقه­ای که قبلا هوای گرم­تر وجود داشته است وارد شود. این نوع یخبندان با آسمان ابری، شرایط بادی متوسط تا شدید، رطوبت پایین و بدون وارونگی دما همراه می باشد. دما غالبا به زیر نقطه انجماد (صفر درجه سلسیوس) کاهش پیدا می­کند و کل روز در این شرایط باقی می ماند.

در برخی مواقع شرایط لازم برای وقوع یخبندان­های تابشی و فرارفتی به صورت همزمان رخ می­دهد. برای مثال وجود شرایط مناسب برای وقوع یخبندان تابشی با ورود یک توده هوای سرد باعث شکل­گیری یخبندان فرارفتی نیز می­گردد. در کشور ما در مناطق مختلف دو یا چند روز پس از ورود یک توده هوای سرد شاهد یخبندان­های تشعشی بوده­ایم.

دیده­ بانی و پیش بینی یخبندان

پیش بینی های دقیق یخ بندان می­تواند برای کاهش خسارت یخ بندان مورد استفاده قرارگیرد. چرا که از این طریق فرصت لازم برای باغداران جهت آمادگی برای مقابله با رویدادهای یخ بندان فراهم می­گردد. انجام پیش بینی، زمانی که دما به مقدار بحرانی کاهش می­یابد برای تغییر زمان آغاز محافظت با استفاده از روش های فعال مهم می باشد. زمان آغاز و خاتمه محافظت برای جلوگیری از تلفات ناشی از تاخیر در آغاز محافظت از یخبندان و صرفه جویی در مصرف انرژی از طریق کاهش زمان اجرای روش­های مختلف محافظت دارای اهمیت می باشد.

اگر چه سایت­های مختلف جهانی و سازمان هوشناسی کشور متغیرهای جوی را برای یک هفته قبل پیش بینی می­نمایند. اما برای پیش­بینی یخ بندان­های ناشی از سرمازدگی تشعشعی در یک مکان مشخص نیاز به استفاده از مدل­های محلی یا استفاده از ضرایب خاص در پیش بینی می­باشد. با توجه به اینکه سرمازدگی تشعشعی یک پدیده محلی بوده و در فاصله مکانی کم دارای تغییرات زیادی است لازم است تا دیده­بانی تعدادی از متعییرهای جوی در سطح مزرعه انجام پذیرد. حداقل داده هواشناسی که لازم است در سطح مزرعه پایش گردد دما هوا می­باشد.

مدل­های تجربی برای پیش­بینی دمای حداقل روز بعد با استفاده از دمای هوا و دمای نقطه شبنم در 2 ساعت بعد از غروب آفتاب یکی از روش­هایی است که در پیش­بینی سرمازدگی تشعشعی مورد استفاده قرار می­گیرد. در چنین شرایطی نیاز به استفاده از ایستگاه هواشناسی در نزدیک مزرعه و داده­های ساعتی می­باشیم. تعدادی از کشاورزان چنین امکاناتی را نداشته و بنابراین نمی­توانند از این مدل استفاده نمایند. بنابراین در چنین شرایطی می­توان از یک دماسنج ساده در محل مزرعه و اعمال ضریب اصلاحی نسبت به ایستگاه هواشناسی که در آن پیش بینی دمای حداقل صورت می­پذیرد استفاده نمود.

فیزیولوژی سرمازدگی

از نظر فیزیولوژیکی تنش یخ زدگی در سطح سلولی به دو حالت یخ زدگی خارج سلولی و داخل سلولی تقسیم می شود. در شرایط طبیعی یخ در خارج سلول و در فضای بین سلولی به وجود می آید. هنگام ذوب شدن یخ بافت های یخ زده حالت پلاسیده و ظاهری آبکی دارند. اگر بافت ها خسارت شدیدی ندیده باشند آب بین سلولی بوسیله سلول مجددا جذب و آماس خود را بدست می اورد. سلول های خسارت دیده قادر به جذب آب نیستند و معمولا حالت پلاسمولیز را نشان می دهند. معمولا یخ زدگی داخل سلولی رخ نمی دهد. شکل گیری یخ در درون سلول حتی تا سرمای 10- درجه سانتی گراد اتفاق نمی افتد. هنگامی که یخ بستن ناگهانی و لحظه ای باشد یخ زدگی داخل سلول(داخل و خارج واکوئول) اتفاق می افتد.

حداقل درجه حرارتی که گیاه می تواند با تداوم 30 دقیقه تحمل کند و بیشتر از این مدت و یا کمتر از این دما گیاه خسارت می بیند دمای بحرانی نامیده می شود. نتایج تحقیقات حکم آبادی و همکاران نشان داد سیاه شدگی کامل گل ، در دمای 4- برای حدود 2 ساعت ایجاد می شود. این نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری در مقاومت به خسارت سرما بین چهار رقم کله قوچی، احمد آقایی، اوحدی و قزوینی وجود ندارد. طبق نتایج این پژوهش دمای بحرانی در مرحله گل دهی ارقام تجاری پسته ایرانی حدود 1.7 – درجه سانتی گراد برآورد شده است.

دماهای بحرانی خسارت سرمازدگی در دو سطح و در سه مرحله توسعه گل (سانتی گراد) Gholipour, Y., 2007

از نظر فنولوژیکی مراحل گل تا تشکیل میوه پسته مطابق با تصویر شماره 1 به مراحل ذیل تقسیم می شوند. این مراحل شامل جوانه خواب (در حال رکود)، جوانه متورم شده، نوک سبز جوانه، جوانه در حال شکفتن، مرحله خوشه سبز، مرحله خوشه باز شده، مرحله تمام گل و مرحله تشکیل اولیه میوه پسته می باشد. این مرکز در حال مطالعه و تحقیق جهت برآورد نیاز حرارتی موثر و مورد نیاز برای هر یک از این مراحل در ارقام مختلف پسته می باشد. نتایج اولیه این تحقیقات نشان می دهد با فرض صفر بیولوژیکی 15 درجه سانتی گراد از زمان تامین نیاز سرمایی تا مرحله نوک سبز در ارقام احمد آقایی و اکبری به ترتیب  حدودا 20 و 33 درجه روز نیاز حرارتی لازم است. برای سایر مراحل گل دهی نیز نیاز حرارتی مورد نیاز بدست آمده است. بدین ترتیب امکان پیش بینی حدودی هر یک از مراحل فنولوژیک گل با دقت قابل قبولی از روی دماهای پیش بینی شده سایت های هواشناسی امکان پذیر خواهد بود. لذا می توان حداقل از 1-2 هفته قبل از سرما پیش بینی های لازم را انجام داد.

 تصویر 1. مراحل فنولوژی گل دهی در پسته

1. جوانه خواب (در حال رکود) 2. جوانه متورم شده 3. نوک سبز جوانه 4. جوانه در حال شکفتن 5. مرحله خوشه سبز 6. مرحله خوشه باز شده 7. مرحله تمام گل 8. مرحله تشکیل اولیه میوه پسته

جهت آمادگی و تدارک امکانات مربوط به روش های کنترل سرمازدگی لازم است دمای حداقل در شب هایی که امکان افت دفعی دما به علت کاهش سرعت باد و نبود ابر و بروز سرمای تشعشعی وجود دارد پیشبینی شود. نتایج مطالعات این مرکز با استفاده از روش های آماری و مدل های ریاضی، پیش بینی دمای حداقل در شرایط وقوع سرمای تشعشعی را امکان پذیر می نماید. این مدل در شرایط سرمای تشعشعی کاربرد داشته و ضریب خطای آن 1 درجه سانتی گراد می باشد. نحوه کار بدین صورت است که میزان دما و نقطه شبنم دو ساعت بعد از غروب آفتاب یادداشت می شود و با استفاده از فرمول طراحی شده حداقل دمای صبح روز بعد قابل پیش بینی خواهد بود. با توجه به دسترسی و ارزانی لوازم اندازه گیری دما و نقطه شبنم امکان داشتن این اطلاعات در تمام روستا ها امکان پذیر است.

روش‌های مختلف کنترل و مقابله با سرمازدگی بهاره و میزان کارایی

از میان انواع روش ها و ماشین آلاتی که تا پایان سال 1399 به این مرکز پیشنهاد گردید موارد ذیل مورد ارزیابی قرارگرفتند و سایر موارد در مراحل اولیه حذف گردیدند.

1. ماشین های مولد باد

 ماشین های مولد باد با جابجایی هوا را از بالا به پایین، باعث پایین آوردن هوای گرم سطوح بالاتر می شوند. ارتفاع معمول آنها 10- 11 متر و قطر پره آنها 3-6 متر است. استفاده از این روش در سرمای تشعشعی و در دامنه دمایی 2.2- تا 2.2 درجه سانتی گراد موثر است. پروانه ماشین  باد در هر چند دقیقه یک دور کامل می چرخد و مساحت 2.5 هکتار را پوشش می دهد.  مزایای آن بکار گیری آسان و در کمترین زمان ممکن و نیز تعداد نیروی کم مورد نیاز می باشد. معایب آن نیز هزینه تمام شده بالا در واحد هکتار، هزینه های سرویس و نگهداری و نهایتا کارایی پایین آن و امکان کاربرد در زمان سرمازدگی تشعشعی و شرایط بدون باد است. حداقل دو سازنده ماشین مولد باد در ایران وجود دارد و در مجموع حسب بررسی های این مرکز تجربه موفقی تا اوائل سال 1398 از این روش در ایران مشاهده نشد.

2. بخاری های باغی

استفاده از بخاری های باغی از روش های بسیار متداول در باغ ها می باشد. بخاری های باغی را زمانیکه دما 1تا 2 درجه بالاتر از دمای بحرانی است روشن می نمایند. معمولا به ازای هر دو درخت (فاصله 6 متری) یک بخاری باغی در نظر گرفته می شود. این روش در شرایط سرمای تشعشعی و در دامنه دمایی 2.2- تا 2.2 موثر است.

 در آزمایش انجام شده توسط حکم آبادی و همکاران اثر بخاری های کوچک با سوخت زغال کک در باغ های پسته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که تعداد 65 بخاری در هکتار می تواند باعث افزایش دمای باغ به میزان حداقل 2 درجه سانتی گراد شود.

در آزمایشی دوام سوختن انواع ذغال سنگ در این مرکز مورد بررسی قرار گرفت. چهار نوع ذغال سنگ با بافت ریز تا درشت مورد بررسی قرار گرفت. برای آتش زدن ذغال ها یک دودکش به قطر پایینی 40 سانتیمتر و ارتفاع 75  سانتیمتر ساخته شد. دور تا دور قسمت پایینی دودکش دو ردیف سوراخ تعبیه شد و روبروی سوراخهای پایینی یک عدد توری فلزی قرار داده شده و ذغال ها روی آن ریخته شد. جهت آتش گرفتن ذغال ها مقداری چوب خشک به همراه نیم لیتر گازوئیل استفاده شد (تصویر2). ذغال هایی که بافت ریز داشتند به علت ایجاد حالت خفگی و عدم تهویه مناسب روشن نشدند. علاوه بر این به دلیل ریز بودن از توری نصب شده عبور کردند.

تصویر2. بخاری باغی

نمونه ذغال درشت بافت با بکارگیری چوب خشک و گازوئیل در کمتر از 1 دقیقه مشتعل شده و به طور میانگین بعد از نیم ساعت از اشتعال کاملا همه ذغال ها افروخته شده و گرمای مناسبی را ایجاد نمود. به طور کلی هر چه سرعت باد بالا باشد دوام سوختن پایین تر می آید و بیشترین دوام در یک مرحله ریختن ذغال،  مربوط به 10 کیلوگرم ذغال با دوام 4 ساعت در سرعت باد 1.1 کیلومتر در ساعت می‌باشد. بهترین حالت در صورت اجرایی بودن مربوط به ریختن در دو مرحله 10 کیلو ذغال با دوام 6 ساعت می باشد. در مجموع این روش به دلیل سرعت کم شعله ور شدن و هزینه های بالای ساخت بخاری کنار گذاشته شد.

3. سوزاندن پسته پوک

نتایج تحقیقات نشان داده است که سوزاندن دور ریز و بقایای پسته در کیسه باعث افزایش دما به میزان 0.5 تا 3.5 درجه سانتی گراد شده است. توصیه می شود تعداد 55 کیسه پوست پسته 20 کیلوگرمی در هکتار (یک ردیف در میان و فاصله کیسه ها از هم 15 متر) در ردیف های باغ قرار داده شود. روش آتش زدن کیسه ها به این صورت است روی هر کیسه مقدار 50 سی سی بنزین ریخته می شود و با فاصله فرد دیگری به کمک مشعل آتش ( برای جلوگیری از آتش سوزی و حادثه برای افراد ) کیسه ها را آتش زند.

تصویر 3. استفاده از کیسه های پوست پسته

4. بخاری های گازوئیلی

استفاده از بخاری های با سوخت گازوئیل در قوطی های حلبی 4 لیتری از دیگر روش های رایج در کنترل سرمازدگی در باغ های پسته می باشد.

تصویر4.  استفاده از بخاری های گازوئیلی 4 لیتری

5. بخاری های سوخت پارافین

مقایسه سوخت های جامد با مایع نشان داده است که بازده انرژی در نتیجه استفاده از پارافین بیش از دو برابر مشعل های سوخت مایع بوده است. بخاری های پارافینی پایه نفتی فقط 60 درصد از انرژی مورد نیاز معمول را برای بدست آوردن همان سطح از محافظت مصرف می کنند.

در آزمایشی که در مزارع مجموعه نظری انجام شده است مدت زمان سوختن پارافین در لیتراژها و اشکال مختلف فتیله و ظرف اندازه گیری و تغییرات دمایی ثبت شده است. از نظر سهولت در روشن شدن و مدت زمان و سرعت سوختن، مورد بررسی قرار گرفتند و بهترین عملکرد هنگامی است تمام سطح پارافین شعله‏ور شده و پارافین می‏سوزد. در فاصله 50 سانتیمتری و ارتفاع 30 سانتیمتری روبروی قوطی‏های پارافین یك برگ كاغذ نصب شد تا بوسیله‏ی دماسنج لیزری تغییرات دمای محیط اندازه گیری شود (تصویر 5).  همچنین دمای محیط به عنوان شاهد در فاصله‏ی10متری از قوطی ها در زمان های مشابه اندازه گیری شد. دمای محیط هم با دماسنج لیزری و در فاصله‏ی 10 متری با شرایط مشابه (نور آفتاب، جریان هوا و فاصله ی دماسنج از صفحه کاغذ و ... ) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد كه سوزاندن پارافین حدود 5 درجه سانتی گراد اختلاف دما در فاصله‏ی 50 سانتیمتری ایجاد می كند.

تصویر 5. مقایسه تغییرات دمایی

ارزش گرمایی یك سوخت، مقدار گرمای آزاد شده در اثر احتراق واحد جرم آن سوخت تحت شرایط فشار و دمای معین است و با واحد های مختلفی مانندkJ/kg، kJ/mol ، MJ/tبیان می شود. ارزش گرمایی پارافین حدود 2.6 درصد بیشتر از گازوییل است. یعنی در جرم برابر از این دو سوخت، پارافین حدود 3 درصد انرژی بیشتری آزاد می کند.

بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق ترکیباتی از پارافین ها می تواند هم مزیت های سوخت جامد ( مدت زمان سوختن بیشتر ، قابلیت اجرا در پخش و جمع آوری قوطی ها ، انرژی تابشی بیشتر، دود کمتر و ...) را داشته باشد و هم در نهایت هزینه تمام شده کمتری در واحد هکتار داشته باشد. شرکت آرزوی بهار  اقدام به تولید ترکیبات جدید پارافینی نموده است.

6. آبپاش های بالای درختی

در این روش آب به طور پیوسته، یکنواخت و به مقدار کم به کمک آبپاش های مخصوصی در سطح گیاه ریخته می شود تا از گرمای حاصل از سرد شدن آن گیاه استفاده کند (تصویر 6). تا زمانی که مخلوط آب و یخ در سطح گیاه وجود دارد دمای سطح گیاه در حدود صفر درجه سانتی گراد باقی می ماند. نتایج تحقیقات نشان داده است که سیستم آبپاش بالای ردیف در درختان مو می تواند تا 6 درجه سانتی گراد محافظت ایجاد کند. سیستم آبپاش می تواند روش مدیریتی مناسبی در شرایط سرما و یخبندان باشد. لازم است فواصل مناسبی جهت همپوشانی آبپاش ها برآورد گردد و نیز دبی مناسبی از آب در سطح مورد نظر اعمال گردد. از مزایای این روش کارایی بالا ، کمترین نیاز به نیروی انسانی برای بکارگیری سیستم در شرایط بحرانی و توجیه اقتصادی آن است. در عوض این روش نیاز به حجم بالایی از آب (9 لیتر در ثانیه در هکتار بر اساس پیش بینی دمای حداقل 4- درجه سانتی گراد و سرعت باد 3-7 کیلومتر در ساعت) و ساخت استخر داشته و نیز سرمایه گذاری اولیه بالایی نیاز دارد. خوشبختانه این مرکز موفق به انتخاب آبپاش هایی شد که روی سیستم آبیاری قطره ای نصب شده و نیاز به سرمایه گذاری مجدد برای لوله های اصلی و فرعی نمی باشد.

تصویر 6. آبپاش بالای درختی

*برای این موارد تعداد یك نفر كارگر برای هر هكتار و به مدت 10 شب آماده باش در نظر گرفته شده است.