یکی از مهمترین عوامل محیطی محدود کننده رشد گیاهان، دمای پایین (سرمازدگی) می باشد. گونه های مختلف گیاهی از نظر قابلیت تحمل به تنش دمای پایین، بسیار متفاوت هستند. گیاهان به واسطه اختلال در فرایندهای متابولیکی، تغییر در خواص غشاهای سلولی و اندامکی، تغییر در ساختمان پروتئین ها و اثرات متقابل میان ماکرومولکول ها و نیز توقف واکنش های آنزیمی دچار صدمه می گردند. اگر چه گیاهان برای تحمل دامنه ای از دماهای معمول در محل رویش خود از راهکارهای تکامل یافته ای برخوردار می باشند، با این حال زمانی که نوسانات دما از حد طبیعی آن خیلی زیاد باشد یا اینکه در یک محیط جدید غیر از محل اصلی خود کشت شوند امکان وقوع خسارت وجود دارد.

تنش دمای پایین ممکن است به دو صورت تنش سرمازدگی و تنش یخ زدگی رخ دهد.

تنش سرمازدگی

سرمازدگی به قرار گرفتن گیاه در معرض دمای پایین یعنی بین صفر و 15 درجه سانتی گراد بدون تشکیل هسته های یخی در سلول های گیاهی اطلاق می شود. خسارت سرمازدگی در گیاهان موضعی بوده و قابل انتقال به سایر بخش ها نیست.

تنش یخ زدگی

تنش یخ زدگی در دماهای زیر صفر درجه سانتی گراد اتفاق می افتد.

انواع سرما از نظر زمان وقوع

به طور کلی انواع سرما و یخبندان براساس زمان وقوع در سه گروه قرار می گیرند که عبارتند از سرمای زودرس پاییزه، سرمای زمستانه و سرمای دیررس بهاره. که از این میان بیشترین خسارت به باغات را سرمای دیررس بهاره وارد می سازد. به این جهت که پس از یک دوره گرما در پایان فصل زمستان، شکوفه های درختان باز شده و افت دما در اوایل بهار خسارات قابل توجهی برجای می گذارد. شاخص های مورفولوژیکی خسارت سرمازدگی شامل تغییر رنگ بافت ها (نشان دهنده آسیب اولیه و احتمالاً قابل برگشت)، قهوه ای شدن (شاخص آسیب جدی و غیرقابل برگشت سلول ها و بافت ها) و سیاه شدن (نابودی کامل بافت های مربوطه) می باشند.

گروه بندی برمبنای انواع سرما

بر این اساس می توان انواع سرما را در گروه های مختلفی از قبیل انتقالی، تشعشعی و مختلط تقسیم بندی نمود. البته در برخی موارد نوع دیگری از سرما با عنوان سرمای تبخیری نیز در نظر گرفته می شود.

• سرمازدگی انتقالی (جبهه ای، فرارفتی، جا به جایی، بادی و وزشی)

عبارت است از سرمایی که در اثر هجوم یک جریان سرد قطبی و عبور آن از منطقه پیش می آید که موجب تقلیل شدید و ناگهانی دما و سقوط دما به زیر صفر می شود. یکی از علایم مشخصه سرمازدگی انتقالی وجود باد شدید سرد، هوای خشک و ابری و حتی برفی بودن هوا است.

• سرمازدگی تشعشعی (تابشی، همرفتی)

عبارت است از سرمایی که کاملاً منطقه ای بوده و در یک محل معین و محیط محدود بدون اینکه هوای سردی از سایر جاها به منطقه نفوذ کند، در اثر تشعشع در خود محل به وجود می آید. این نوع سرما برخلاف سرمای نوع اول همواره در شب های ساکت و آرام بدون ابر و باد ظاهر می شود و اگر در اواخر زمستان یا اوایل بهار بروز کند خطرناک محسوب می شود.

• سرمازدگی مختلط

در این نوع سرمازدگی در یک دوره سرما ممکن است وقوع پی در پی هر دو نوع سرمای انتقالی و تشعشعی رخ دهد. به این صورت که پس از عبور یک جبهه سرد، سرمازدگی انتقالی رخ می دهد. به گونه ای که تفکیک و تمایز سرمازدگی مختلط از انواع دیگر سرما بسیار مشکل است اما انتظار می رود که این نوع از یخبندان اغلب در شب اتفاق افتد.

• سرمازدگی تبخیری

کمبود انرژی گرمایی در اثر تبخیر، علت پیدایش این نوع یخبندان است و هنگامی حادث می شود که رگبارهای باران سرد، برگ ها و زمین را مرطوب می کند و به دنبال آن باد خشک می وزد. در نتیجه در ظرف چند دقیقه برگ ها خشک می شود و دمای برگ ها به زیر صفر می رسد.

گروه بندی برمبنای شدت و تداوم سرما

نوع سوم تقسیم بندی سرما براساس شدت وقوع است و معمولاً براساس دمای میانگین حداقل، میانگین صفر و زیر صفر و پایین ترین دمای حداقل ها اندازه گیری می شود. در کنار شدت یخبندان، تداوم آن نیز دارای اهمیت است که می تواند خسارت زیادی به بافت های گیاه (برگ، ساقه و ریشه) وارد کند. به طور معمول انواع یخبندان از نظر شدت در سه گروه قرار می گیرد که عبارتند از:

الف) یخبندان ملایم: بین صفر و 1/5- درجه سانتی گراد

ب) یخبندان متوسط: بین 1/5-  و 3- درجه سانتی گراد

ج) یخبندان شدید: پایینتر از 9- درجه سانتی گراد

لازم به ذکر است که این بازه های دمایی با توجه به منطقه جغرافیایی و همچنین با توجه به دمای بحرانی گیاهان مختلف، می تواند متفاوت باشد.

خسارت سرمازدگی

سرمازدگی دارای دو جز شدت و مدت است. خسارت سرمازدگی عبارت است از تغییرات فیزیکی و یا فیزیولوژیکی که تحت تاثیر دمای سرمازدگی ایجاد می شود. تغییرات فیزیولوژیکی ممکن است اولیه یا ثانویه باشد. خسارت اولیه که سریعاً و ابتدا بروز پیدا می کند سبب اختلال در اعمال گیاه شده ولی اگر دما مجدداً به بالاتر از دمای سرمازدگی برسد خسارت ایجاد شده برگشت پذیر خواهد بود. خسارات ثانویه اختلالاتی هستند که متعاقب خسارات اولیه حادث شده و ممکن است قابل برگشت نباشند. علایم قابل مشاهده خاص سرمازدگی بعد از خسارت ثانویه شکل می گیرند. این حساسیت به سرمازدگی بیشتر به دمای پایین شب وابسته است تا اینکه به دمای پایین در طی روز مرتبط باشد.

مرحله حساس به سرما در گیاهان

در گیاهان حساس به سرما میزان حساسیت به مرحله نمو گیاه بستگی دارد. در مراحل رویشی، عموماً گیاهچه ها در مقایسه با گیاهان بالغ حساسیت بیشتری به سرما دارند. حساسیت ریشه ها، ریزوم ها و پیازها به سرما نسبت به اندام های رویشی هوایی زیادتر است و حساس ترین اندام ها به تنش دمای پایین اندام های زایشی هستند. سرمازدگی می تواند القای گلدهی، تولید و تندش دانه گرده را تحت تاثیر قرار دهد و در برخی گونه های حساس سبب نرعقیمی گردد.

علایم خسارت سرمازدگی

گیاهان در میزان تحمل دماهای پایین و یخ زدگی متفاوت می باشند. در ابتدای خسارت سرمازدگی، برگ ها تیره رنگ می شوند و به نظر می رسد که در اثر جذب آب خیس شده اند. ساقه های خسارت دیده نیز ممکن است ابتدا رنگ پریده، خیس و نرم شده و در نهایت خشن و تیره شوند. همچنین خوشه سرمازده نیز سفید، خشک و بی آب به نظر می رسد که دارای کرک های ریز می باشد و در نهایت رنگ آن تبدیل به سفید قهوه ای و ظاهر خوشه چروکیده خواهد شد. این درحالی است که یک خوشه سالم دارای رنگ نسبتاً سفید تا متمایل به سبز و ظاهر شاداب می باشد.

اثرات تنش دمای پایین بر گیاهان

• تسریع مرگ سلولی و پیری

• خمیدگی و افتادگی ساقه گیاهان

• از بین رفتن توانایی باروری گل های درخت و ریزش آنها
• کاهش مقدار دانه ی گرده تولید شده و تشکیل میوه و دانه
• کاهش تامین آب توسط ریشه ها و کاهش کارایی روزنه ها
• کاهش فتوسنتز و تجزیه کلروفیل همراه با زرد شدن برگ ها
• از بین رفتن جوانه ها، کاهش جوانه زنی، رشد ضعیف، گلدهی و برگ دهی غیرمعمول
• از بین رفتن ساختار سلولی بافت های سرمازده که به شکل آبکی شدن بافت ها ظاهر می شود که ناشی از بهم ریختن ساختار غشا بوده که سبب نشت مایع درون سلولی به فضاهای بین سلولی (آپوپلاست) می شود.

روش های محافظت در برابر سرمازدگی

1- حفاظت غیرفعال (بلندمدت)

روش های غیرفعال، روش های اقتصادی و موثرتری هستند و به طور گسترده ای قبل از خطر سرمازدگی واقعی و در دراز مدت مورد استفاده قرار می گیرند.

1-1- انتخاب محل مناسب

عوامل تاثیر گذار بر انتخاب محل شامل عرض جغرافیایی، درصد شیب زمین، ارتفاع از سطح دریا، خصوصیات بافت خاک (حاصلخیزی و قابلیت نگهداری رطوبت) و عمق خاک هستند. کاشت درختان در مناطق تپه ای، ته دره ها، دشت و شیب های رو به جنوب، خطر سرمازدگی را افزایش می دهند.

2-1- انتخاب خاک مناسب

خاکی که بتواند در طی روز، حرارت زیادی ذخیره کند و در شب آن را پس دهد برای رشد محصولات عالی است. خاک های تیره می توانند حرارت بیشتری را در خود ذخیره کنند.

3-1- انتخاب رقم یا پایه مناسب

انتخاب ارقام مناسب و سازگار با شرایط اقلیمی منطقه (رقم های دیرگل تر و مقاوم تر) و پایه های مقاوم به سرما و پایه هایی که گلدهی را به تاخیر می اندازند، بسیار مهم می باشند.

4-1- کاشت درختان بادشکن

بادشکن ها معمولاً به صورت عمود بر جهت وزش باد (اگر هدف کاهش سرعت وزش باشد) یا با زاویه ای نسبت به باد (اگر هدف تغییر جهت وزش باد باشد) ایجاد می شوند. همچنین در کاربرد بادشکن ها باید به این نکته توجه داشت که در سمتی از باغ احداث شوند که منجر به تجمع هوای سرد در باغ نشوند.

5-1- رنگ کردن تنه درخت

سفید کردن رنگ تنه درخت اختلاف دمای بین شب و روز تنه را کاهش می دهد و از ترک خوردگی پوست آن جلوگیری می کند. عارضه ترک خوردگی علاوه بر خسارت مستقیم به درخت باعث ضعیف شدن گیاه و بروز آفات و بیماری ها نیز می شود.

6-1- تربیت صحیح و هرس مناسب

انجام صحیح تربیت و هرس و انتخاب مناسب زمان هرس، در پیشگیری از سرمازدگی درختان میوه می تواند بسیار موثر باشد. هرس زمستانه باید بعد از رفع سرمای زمستانه و قبل از فعال شدن درخت انجام شود. در واقع هرس هر چه دیرتر در زمستان انجام شود، گلدهی را چند روز به تاخیر می اندازد.

7-1- مدیریت آبیاری و تغذیه گیاه

گیاهانی که با مقادیر بهینه و متعادل عناصر غذایی رشد می کنند، می توانند دماهای پایین را بهتر تحمل کنند و آسیب های ناشی از سرما در آنها خیلی سریع بهبود می یابد. برای مثال در اواخر پاییز استفاده از کودهای با پتاسیم بالا موجب افزایش ضخامت دیواره سلولی و مقاومت بیشتر به آسیب سرما می شود، در حالی که اگر از کود ازت یا فسفات استفاده شود بافت های نرم گیاه رشد پیدا کرده و خطر سرمازدگی افزایش می یابد.

2 -روش های فعال (کوتاه مدت، آنی)

شامل اقداماتی است که در شب های وقوع یخبندان به منظور تعدیل و کاهش اثرات دماهای زیر صفر درجه سانتی گراد انجام می گیرد که هزینه بر و موقتی هستند.

1-2- استفاده از تنظیم کننده های رشد از جمله اسید سالیسیلیک و اسید آبسیزیک

اسید سالیسیلیک ضمن افزایش محتوای پلی آمین ها و افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی، سبب کاهش سمیت رادیکال های آزاد می شود که بر اثر خسارت سرمازدگی تجمع یافته اند و به این طریق خسارت ناشی از تنش سرمایی را کاهش می دهد.

2-2- استفاده از محلول های محرک رشد گیاهی (مواد آلی و هیومیک اسید)

• افزایش فعالیت میکروارگانیسم های خاک که خود به خود سبب گرم شدن خاک در اطراف ریشه می شود.
• این ترکیبات رنگ تیره ای به خاک می دهند و در نتیجه انرژی خورشیدی بیشتر به خاک جذب می شود.
• حفظ بیشتر رطوبت خاک که به دلیل بالا بودن گرمای ویژه آب مقدار کالری بیشتری در درون خاک ذخیره می شود.

3-2- روش های افزایش گرما (بخاری های باغی)

4-2- ایجاد باد به صورت مصنوعی (هلیکوپتر، ماشین های مولد باد و بالگردها)

5-2- غرقاب کردن زمین (آبیاری بارانی، انواع سیستم های آب فشان و دستگاه های مولد مه)

6-2- به تاخیر انداختن گلدهی و مقابله با خطر سرمای بهاره (استفاده از اتفون، جیبرلین و روغن ولک)

7-2 -سیستم چاهک معکوس

هدف استفاده از سیستم چاهک این است که با صرف انرژی بهینه برخلاف نیروی جاذبه عمل کرده و با چرخش پروانه ای در داخل چاهک با جمع کردن هوای سرد کف باغ و فرستادن آن به بالا، لایه های هوای گرم را جایگزین لایه های سرد کند.

8-2- پوشش خاک و گیاه پوششی (مالچ)

چمن، علف های هرز یا هر گونه پوشش گیاهی در یک باغ باعث انعکاس نور خورشید از سطح شده و انرژی کمتری (گرما) در خاک ذخیره می شود. در واقع خاک باید مرطوب، عاری از علف های هرز و گیاه پوششی باشد. مالچ های پلاستیکی شفاف که انتقال حرارت را به خاک افزایش می دهند، به طور معمول ذخیره سازی گرما را بهبود می بخشند و محافظت مناسبی را در مقابل سرما فراهم می کنند.

به نظر می رسد بهتر است کاربرد هر یک از این روش های پیشنهادی از نظر موقعیت جغرافیایی، اقتصادی، سهولت دسترسی و اجرای آن در مناطق مختلف مورد ارزیابی قرار بگیرد تا موثرترین و عملی ترین روش برای مقابله با سرمازدگی درختان انتخاب و معرفی شود، اما این نکته قابل ذکر است که پس از سرمازدگی اگر شدت تنش کم باشد با رعایت برنامه تغذیه‌‌ ای درست (مصرف ترکیباتی مانند کودهای دارای سیلیسیم، کودهای اسید آمینه، جلبک دریایی و فسفیت پتاسیم) و آبیاری کافی و مدیریت صحیح باغ شرایط درختان بهتر خواهد شد اما اگر شدت خسارت زیاد باشد، هیچ اقدامی نمی‌تواند به بازگشت درختان به حالت قبل کمک کند.

شرکت بازرگانی نوید طبیعت بوتیا با داشتن متخصصان و مهندسین کشاورزی مجرب و باتجربه در این زمینه ضمن ارائه محصولات کشاورزی مناسب برای کاهش خسارت سرمازدگی با برترین کیفیت موجود و پشتیبانی کامل علمی تخصصی از این محصولات، آماده ارائه تمامی خدمات لازم به کشاورزان محترم می باشد.