علوم زیستی

مقدمه: متاسفانه یکی از بزرگترین خسارتهای محیطی برای میوه های مناطق معتدله خسارت ناشی از سرما و یخبندان می باشد. بویژه آنکه این سرما به صورت سرمای دیررس بهاره اتفاق بیفتد. در این حالت جوانه های گل درختان میوه در حساس ترین زمان به سرما می باشند. خسارت سرمای دیررس بهاره به درختان میوه در سال 92 در شهرستان مشگین شهر از نمونه این خسارتها می باشد. که 100 درصد محصول در اثر این نوع سرما از بین رفت. در مناطق معتدله دو نوع سرما به صورت یک تنش محیطی برای درختان میوه مطرح میباشند. یکی ازآنها سرمای زود رس پائیزه و دیگری سرمای دیر رس بهاره میباشد که نوع دوم خطرناکتر و محتمل تر است.معمولا وقتی از سرمازدگی صحبت می کنیم خسارت به جوانه های گل دهنده در ذهن افراد نقش می بندد. این درحالی است که اگر میزان سرما خیلی پائین تر برود اندام های اصلی مثل شاخه ، تنه و در شرایط حاد کل درخت از بین می رود. مثال بارز این مسئله، از بین رفتن اکثر شاخه های بار دهنده درختان گردو در سال 92 در شهرستان مشگین شهر می باشد.

تعریف: خسارت سرما، به یک رشته وسیع از انواع صدمات و آسیب های ناشی از دمای پائین تعریف می گردد.

در اثر وقوع یخبندان در درختان میوه آوند چوبی قهوه ای می گردد و در اصطلاح فیزیولوژیکی به آن سیاه شدن مغز شاخه یا Black heart می گویند.

یادآوری: شناخت دقیق و علمی از فیزیولوژی درختان میوه کمک اصلی به شناخت وقایع مربوط به سرمازدگی و عوامل موثر در جلوگیری یا حساسیت به سرمازدگی را فراهم می نماید . که متاسفانه توجه خیلی کمتری به این بحث در منطقه وجود دارد.

ایجاد رکود در درختان میوه: پس از پائیز و با توجه به یکسری وقایع فیزیولوژیکی درختان به خواب می روند ولی این ظاهر امر میباشد و یکسری وقایع به صورت بطئی در داخل اندام ها ادامه می بابد. هر چه قدر درختان زودتر خزان کنند و به خواب بروند در پائیز در اثر سرماهای زود رس آسیب کمتری می بینند و مقاومت نشان می دهند. از این رو در مشگین شهر بعضی از باغداران پس از برداشت محصول یک آبیاری کمتری انجام داده و دیگر از انجام ابیاری ها جلوگیری به عمل می آورند تا درختان زودتر به خواب بروند.

اصطلاحات مهم در رابطه با سرمازدگی: از نظر علم فیزیولوژی دو نوع سرما برای درختان و جوانه های گل مطرح هستند، Chilling , Freezing که بین این دو کلمه تفاوتهایی وجود دارد که اول به معنی سرمازدگی میباشد و دومی به معنی انجماد هست.

نکات مهم در رابطه با سرمازدگی:

1- در رابطه با سرمازدگی زمان قرار گرفتن اندام یاجوانه گل در سرما از دمای قرار گرفتن اندام یا جوانه های گل در آن سرما، مهمتر میباشند. برای مثال قرار گرفتن یک جوانه گل در دمای  منفی یک درجه به مدت دو روز ، از خسارت قرار گرفتن جوانه گل در دمای منفی 5 درجه به مدت شش ساعت بیشتر است.

2- هرچه قدر قند ها و املاح در شیره آوندی بیشتر باشد به دلیل افزایش پتانسیل اسمزی شیره، انجماد این شیره در دماهای پائین تر اتفاق افتاده و درختان مقاومت بیشتری نشان میدهند.

3- هرس در پائیز باعث ایجاد تعادل در بین شاخه ها و میوه های تشکیل شده در سال بعد خواهد شد  و یک ذخیره ای از مواد قندی در بافتها بوجود می آید و این امر منجر به مقاومت به سرما می گردد.

4-در زمستان بارش برف بروی شاخه ها یک نوع عایق بوده و نباید با تکان دادن برف باعث ریخته شدن برف از شاخه ها به زمین گردیم. زیرا دمای قسمت پائین برف در ناحیه پوست قطعا از دمای هوای مجاورت برف ها بیشتر است و یک نوع عایق گرمایی عمل می نماید. برای مثال خانه های برفی را که اسکموها در قطب جنوب می سازند را به یاد آورید.

5- معمولا ایجاد خسارت ناشی از سرما در درختان میوه معمولا زمانی که نیاز سرمایی جوانه های گل دهنده تکمیل گردید خیلی بیشتر خواهد بود

6- یکسری باکتری هاِیی به نام باکتری های مولد هسته یخ در درون اندام های گیاهی باعث تشکیل یخ و انجماد بافت ها می گردند.

انواع انجماد ها: انجماد در داخل گیاه به دو نوع انجماد برون سلولی و انجماد درون سلولی تقسیم بندی می گردد.

انجماد برون سلولی: به معنی تشکیل یخ بروی سلول ها یا فاصله میان پروتوپولاستی یا بین دیواره سلولی میباشد. دو حالت پدید می آید:

الف)در این حالت فشار آب سلول بیشتر از فشار آب در یخ تشکیل شده در میان سلول ها میباشد و لذا آب از داخل سلول به بیرون سلول نشت کرده و اگر انجماد ساعات بسیار زیادی طول بکشد سلول پلاسمولیزه گردیده و از بین خواهد رفت.(از این رو ساعت بسیار مهم است)

ب) یخ های کریستاله تشکیل شده در دیواره سلولی یا بین پروتوپلاستها ممکن است باعث بریده شدن پروتوپلاست و ریخته شدن محتویات سلول به بیرون و مرگ آن گردد.

انجماد درون سلولی: این نوع انجماد به ندرت اتفاق می افتد و معمولا در داخل سلول یخ تشکیل نمی شود مگر اینکه دما خیلی پائین برود و در این صورت یخ تشکیل شده غشای سلول را از بین برده  و پروتوپلاست و سلول را تخریب می نماید.

وقوع سرمازدگی ناشی از انجماد در بافتهای گیاهی را میتوان در مراحل زیر خلاصه کرد:

1-تشکیل یخ از آب بین سلولی

2-انتشار یخ در داخل بافتها و ساقه درختان

3-انتشار آب درون سلولی به بیرون از سلول در اثر کاهش فشار آب در بیرون از سلول

4-پروتوپلاست پلاسمولیزه گردیده و چروکیده میشوند

5- در نهایت پروتوپلاست دانه دانه گردیده و مرگ سلولی حادث می گردد.

خسارتهای ناشی از سرما در جوانه های گل درختان میوه و بعضی سبزی ها و گیاهان زینتی: معمولا وقتی از سرما زدگی صحبت می کنیم باید میزان ساعت سرمازدگی، رقم درخت، نوع اندام گیاهی، مراحل مختلف جوانه گل بسیار مهم هستند. یعنی جوانه گل در حالت رکود سرمای خیلی شدید تری را نسبت به مرحله در حال باز شدن تحمل می کند.شناخت مراحل مختلف فعالیت یک جوانه گل از نظر فیزیولوژیکی بسیار مهم میباشد. درختان و گیاهان از نظر مقابله با سرما با سه مکانیسم، اجتناب، تحمل و مقاومت عمل می نمایند.

در رابطه با درختان میوه مناطق معتدله چندین عامل برای مقابله با سرما وجود دارند:

1- استفاده از ارقام مقاوم به سرما(اصلی ترین عامل)

2- استفاده از ارقامی با نیاز سرمایی بالا که در بهار گلهای خود را دیرتر باز نمایند و متحمل سرمای دیررس بهاره نگردند. مثال استفاده از آلوی رقم انت بجای آلوهای محلی در مشگین شهر.

3- عملیات به زراعی

4-تسریع دوران رکود

5-فتوسنتز

6-هرس

7-کنترل شیمیائی مقاومت به سرما، مثل استفاده از محلول شیمیائی تیوفر برای ایجاد مقاومت به سرما

خسارتهای عمده دمای پائین در درختان میوه مناطق معتدله: پیشتر از خسارتهای دمای پائین بر جوانه گل ، اندام های گیاهی ، ساقه ها و تنه ها صحبت کردیم. این درحالی است که دماهای پائین یا به عبارتی سرماهای طولانی مدت باعث ایجاد یکسری خسارتهایی میشوند که معمولا در کوتاه مدت مشاهده نمی شوند. برای مثال پروفسور مایکل فاوست بر اساس تحقیقات خود در ایالات جنوب شرقی آمریکا نشان داد که سرما عامل اصلی کاهش عمر درختان هلو میباشد.هرس پائیزه هلو عامل اصلی کوتاهی عمر درختان هلو میباشد.

تقسیم بندی گیاهان از نظر مقاومت به سرما: گیاهان از نظر مقاومت به سرما به چهار دسته تقسیم بندی میشوند:

1- گیاهان حساس به سرما

2- گیاهان نسبتا حساس به سرما

3-گیاهان با مقاومت متوسط به سرما

4-گیاهان مقاوم به سرما

جدول1- گروه بندی میوه های تازه و سبزی ها از نظر حساسیت به خسارت انجماد

SOURCE: Wang and Wallace, 2003

جدول شماره 2- طبقه بندی ارقام مختلف گلهای یکساله نسبت به مقاومت در برابر انجماد

 SOURCE: Based on Purdue University publication HO-14, as cited by Caplan, 1988

جدول شماره 3- آسیبهای دمایی مربوط به ارقام مختلف بادام در جوانه های گل که در مراحل مختلفی از نمو قرار دارند که پس از 30 دقیقه در دماهای زیر قرار گرفته اند:(برای مثال در رقم بادام peerless در مرحله  تمام گل در دمای 3.9- ،100 درصد جوانه های گل از بین خواهند رفت)

جدول شماره 4- دماهای بحرانی برای جوانه های گل چند نوع درخت میوه خزان پذیر(دما بر حسب سانتی گراد)

SOURCE: Proebsting and Mills, 1978

جدول شماره 5- دماهای بحرانی برای انگور ها (دما برحسب سانتی گراد)

جدول شماره 6- دماهای بحرانی برای تعدادی از میوه های ریز( دما برحسب سانتی گراد)