مکان‌یابی وقوع چرخه‌های یخ و ذوب و شناسایی مناطق پر مخاطره گیاهان زراعی و باغی ( مطالعه موردی: استان کرمان )

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی آب

2 ، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی آب

چکیده

استان کرمان به دلیل ویژگی های خاص جغرافیایی چون تلاقی شرایط کویری و کوهستانی از تنوع آب و هوایی ویژه ای برخوردار بوده و دارای شرایط مناسبی برای کشت انواع گیاهان زراعی و باغی می­باشد. با توجه به محدود بودن آستانه تحمل گیاهان نسبت به پارامترهای هواشناسی، هرگونه ناهنجاری در این پارامترها از جمله وقوع تنش چرخه های یخ و ذوب منجر به ایجاد خسارت به تولیدات کشاورزی خواهد شد. در این پژوهش، برای مکان یابی وقوع چرخه­های یخ و ذوب در استان کرمان، داده­های دمای کمینه و بیشینه روزانه هشت ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در طی 20 سال آماری (1387- 1368) مورد استفاده قرار گرفت. همچنین چهار گستره دمایی مشخص شامل دماهای کمینه کوچک­تر و مساوی 2-  و دماهای بیشینه بزرگ­تر و مساوی 2 (A)، دماهای کمینه کوچک­تر و مساوی 3-  و دماهای بیشینه بزرگ­تر و مساوی 3 (B)، دماهای کمینه کوچک­تر و مساوی 4-  و دماهای بیشینه بزرگ­تر و مساوی 4 (C) و دماهای کمینه کوچک­تر و مساوی 5-  و دماهای بیشینه بزرگ­تر و مساوی 5 (D) که امکان رخداد این پدیده در آن­ها بیشتر است، در نظر گرفته شد. پس از پردازش داده­ها توسط یک برنامه کامپیوتری در محیط FORTRAN، میانگین ماهانه، فصلی و سالانه و نیز فراوانی نسبی ماهانه و فصلی تعداد روزهای وقوع این پدیده در هر یک از ایستگاه­های موجود محاسبه شده و با مقایسه این مقادیر با دما های بحرانی گیاهان زراعی و باغی، مناطق مخاطره آمیز استان، شناسایی شد.. بررسی نمودارهای سالانه نشان داد که به طور کلی ایستگاه انار بیشترین تعداد روزهای چرخه یخ و ذوب در طی سال را دارا است. بررسی فراوانی نسبی فصلی چرخه­های یخ و ذوب نشان داد که وفور این پدیده در زمستان بیش­ از سایر فصول است و دو شهرستان بافت و بم بیشترین میزان چرخه یخ و ذوب در این فصل را نشان می دهند. اما علی رغم این موضوع به دلیل پدیده خوسرمایی، غلات سرمادوست و درختان میوه در این فصل نسبت به پاییز و بهار، کم­تر متحمل خسارت می­شوند. بررسی نتایج ماهانه نیز نشان داد که کاشت زود هنگام (در فروردین ماه) درختان میوه و گیاهان زراعی چون گندم، جو، ارزن و پنبه در شهرستان های شهر بابک، کرمان، کهنوج و سیرجان مخاطره آمیز می­باشد، در حالی که در شهرهای بافت و بم و جیرفت احتمالاً خسارتی به این گیاهان وارد نخواهد شد. همچنین با توجه به وفور این پدیده در مناطقی چون شهر بابک، سیرجان و کرمان، بهتر است کشت پاییزه (در آبان و آذر) این گیاهان زراعی با استفاده از ارقام مقاوم صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Locating the Occurrence of Freezing and Thaw Cycles and Identifying Risky areas of Crops and garden Plants (Case Study: Kerman province)

نویسندگان [English]

  • Mohammad MousaviBaygi , 1
  • Batool Ashraf 2
چکیده [English]

Kerman province due to special geographic features such as cross the desert and mountainous conditions has specific weather and climate variation and particularly good conditions for cultivation of crops and the garden. Considering the limited threshold of tolerance of plants to meteorological parameters, any abnormalities in these parameters including the occurrence of stress freezing and thaw cycles will be damage to agricultural production. In this research for locating freezing and thaw cycles in the Kerman province, the data of daily minimum and maximum temperatures of 9 synoptic stations was used over 20 statistic years (1989-2008). Also 4 distinct range of temperatures including: the minimum temperatures lesser and equal whit -2 and the maximum temperatures greater and equal whit 2 (A), the minimum temperatures lesser and equal whit -3 and the maximum temperatures greater and equal whit 3 (B), the minimum temperatures lesser and equal whit -4 and the maximum temperatures greater and equal whit 4 (C), the minimum temperatures lesser and equal whit -5 and the maximum temperatures greater and equal whit 5 (D), were presented. After data processing by a computer program into the FORTRAN space, the number of days with this phenomenon for each station was determined as monthly, seasonal and annual, also monthly and seasonal relative frequency are calculated and compared these values with the critical temperature of crops and garden plants, was identified risky areas on province. The investigation of annual graphs showed that Anar station has most days of freezing and thawing cycles during the year. Review of seasonal relative frequency of freezing and thaw cycles show that winter has the most abundance of this phenomenon than other seasons, and two city of Bam and Baft shows higher rate of freezing and thaw in this season. But despite of this topic, because of cold acclimation phenomenon, cold-season cereals and fruit trees have less damage than spring and autumn seasons. Review of monthly results also showed that early planting (in April) fruit trees and crops such as wheat, barley, millet and cotton in the cities including Shahrebabak, Kerman, Kahnuj and Sirjan is risky, while in the cities of Baft, Bam and Jiroft,  this plant will not face with damage. Also, since the abundance of this phenomenon in regions such as Shahrebababak, Sirjan and is better be accomplished autumn cultivation (in November and December) of this plants by using of resistant cultivars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kerman province
  • freezing and thaw cycles
  • cold acclimation
  • critical temperature
  • maximum temperature
  • Minimum temperature

 

1. امیرقاسمی، ت. 1381. سرمازدگی گیاهان (یخبندان، صدمات، پیشگیری). انتشارات آیندگان، 123 صفحه.

2. توکلی، م. و م. حسینی. 1385. ارزیابی شاخص های یخبندان و شروع پائیزه آن در ایران. نشریه نیوار 60: 31- 42.

3. ضیایی، ع.، ا. کامکارحقیقی، ا. سپاسخواه و س. رنجبر. 1385. تعیین اطلس احتمال وقوع حداقل دمای استان فارس با استفاده از آمار هواشناسی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی 10(3): 13- 27.

4. علیزاده، ا. و م. موسوی بایگی. 1374. بررسی تاریخ وقوع اولین یخبندان های پاییزه و آخرین یخبندان های بهاره در استان خراسان رضوی. طرح پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، شماره 137.

5. غضنفری مقدم، م.، م. موسوی بایگی و ح. ثنائی نژاد. 1386. طراحی و اجرای یک مدل ترمودینامیکی به منظور پیشبینی دمای حداقل ناشی ازهوای سرد در مناطق کوهستانی. مجله آب و خاک 22(2): 165-173.

6. میان آبادی، ا.، م. موسوی بایگی، ح. ثنائی نژاد و ا. نظامی. 1388. بررسی و پهنه بندی یخبندان های زودهنگام پاییزه، دیرهنگام بهاره و زمستانه با استفاده از GIS  در استان خراسان رضوی. مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد  23 (1) : 79- 90.

7. میرمحمدی میبدی، ا. 1388. مدیریت سرمازدگی و یخبندان در گیاهان زراعی و باغی. چاپ دانشگاه صنعتی اصفهان. 312 صفحه.

8. نجفی مود، م.، ا. علیزاده، ا. محمدیان و ج. موسوی. 1387. بررسی رابطه دمای هوا و دمای اعماق مختلف خاک و برآورد عمق یخبندان. . مجله آب و خاک 22(2): 456- 465.

9.   Anjum, M. A. 2003. Cellular damage to the callus cells of potato subjected to freezing, Biological plantarum, 46:1.1-6.

10. Bullock, M. S. and F. J. Larney. 1997. Relationships between the Wind Erodible raction and Freeze-thaw Cycles in Southern Alberta, Agriculture and Agri-Food Canada, Lethbridge Research Center, T1J 4B1.1-6.

11. Chassagne-Berces, S., C. Poirier, M. Devaux, F. Fonseca, M. Lahaye, G. Pigorini, M. Marin, and F. Guillon. 2009. Changes in texture, cellular structure and cell wall composition in apple tissue as a result of freezing, Food Research International 42:788­797.

12. Guha, D., D. Hargitt  and P. Hoyois. 2004. Thirty year of Natural Disaster 1974-2003 The Numbers. UCL Press. P 188.

13  .Hincha, D. K. 2002. Cryoprotectin: a plant lipid-transfer protein homologue that   stabilizes membranes during freezing, Phil Trans, R. Soc. Lond. B, 357: 909-916.

14. Inada, H., S. Fujikawa and K. Arakawa. 2005. Influence of the Freeze-thaw Process under Acid Conditions on the Viability of Wintering Plants, Cryobiology and Cryotechnology, 51:2. 115-119.

15. Lo, C. T. and L. Ramsden. 2000. Effects of xanthan and galactomannan on the freeze/thaw properties of starch gels, Nahrung, 44:3.  211– 214.

16. Najafi-mood, M. H., A. Alizadeh, A. Mohammadian and J. Mousavi. 2008. Investigation of relationship between air and soil  temperature at different depths and estimation of the freezing depth, Journal of water and soil, 22;2. 456-466.

17. Oztas, T. and F. Fayetorbay. 2003. Effect of freezing and thawing processes on soil aggregate stability, Catena 52:1– 8.

18. Pearce, R. S. 2001. Plant Freezing and Damage, Annals of  Botancy, 87: 417-424.

19. Synder R. L. 2000. Predicting temperature trends during freezing nights. Dept. of  and, air and water res, University of California, Davis, CA 95616.