تغيير اقليم

2. تغيير اقليم • تغيير اقليم در اثر افزايش دما و غلظت CO2 ، پديده زيانبخش جوي است. • جنبه هاي مهم تغيير اقليم: 1- افزايش دما. 2- افزايش غلظت گازهاي گلخانه اي. 3- بر هم خوردن توازن طبيعي گازها. 4- تغيير در حالت و توزيع مکاني بارش. 5- تغيير الگوهاي کشت.

4. میانگین ماهانه دمای سطح (1990-1961)

5. میزان رشدوعملکردگیاهان بطورکلی تحت تاثیردوعامل می باشد:1-عوامل ژنتیکی:که هرگیاه دارای صفات مخصوص بخودبوده وازنسلی به نسل دیگرمنتقل می شودفعالیت نیروی کار.2-عوامل محیطی:در بروز صفات ژنتيكی هر گياه نقش اصلی را ايفاء می‌كنند به طوری  كه در صورت فقدان يا كمبود يكی از آنها رشد گياهان دچار اختلال و توقف خواهد شد. ازمهمترین عوامل محیطی پارامترهای جوی هستندکه دراین مبحث به اهمیت آنهامی پردازیم:

6. دما:Temperatuer1-دما عامل محدود كننده متابوليسم گياه (در سطح سلولی) و رشد و نمو آن (در سطح بافت يا اندام) است به طوری كه آغاز، اتمام و ميزان متابوليسم گياه تحت تأثير دما قرار می‌گيرد.2- دما در ميزان فتوسنتز، تنفس و ساير پديده‌های متابوليكی گياه مؤثر است.3- دماهای يكنواخت برای طول فصل رشد لازم هستند و دماهای بيشتر يا كمتر از آن، برای ايجاد پديده‌هايی نظير رشد جوانه و برگ و باز شدن گل و حتی ميوه‌دهی در گياهان ضروری می‌باشند. 4-دماهای بسيار بالا و يا بسيار پايين (گرما يا سرمای شديد)، به گياه و يا به بخش‌های حساس آن مانند جوانه‌های گل آسيب می رساند. وجود دماهای حداقل و حداكثر طبيعی در يك محل مشخص می‌كند كه امكان رشد و پرورش كدام گونه‌های گياهی وجود دارد.5-دما و به ويژه دمای حداقل در زمستان، به طور شديدی تعيين كننده دامنه جغرافيايی مناسب برای رشد يك گياه است. پايين‌ترين دمايی كه گياه می‌تواند آن را تحمل كند مقاومت به سرماناميده می‌شود كه معمولاً آن را با درجه سانتی‌گراد يا فارنهايت بيان می‌كنند.

8. تنش گرمايي

9. تنش گرمايي • تنش گرمايي:HeatStress درجه حرارت به اندازه اي بالاست که موجب بروز صدمات غير قابل برگشت به گياه مي شود.

10. تنش گرمايي اثرات مخرب درجه حرارت بالا در طول روز 1- اثر مستقيم : افزايش دماي بافتهاي گياه 2- اثر غير مستقيم : افزايش تبخير و تعرق و در نتيجه تغيير رطوبت بافتهاي گياه • تداوم گرما مهم ترين مسئله و مخرب ترين عامل است.

11. تنش گرمايي • اثرات مخرب دماي بالا در مرحله رشد رويشي: 1- تاثير بر فتوسنتز برگها 2- تاثير بر تنفس گياه و در نتيجه تاثير بر بافتهاي سازنده اندامهاي جديد 3- تاثير بر تراوايي سلول 4- کاهش فعاليتهاي زايشي گياه

12. تنش گرمايي • فرآيند هاي انتقال انرژي: • 1- تابش • 2- گرماي نهان • 3- گرماي محسوس

13. تنش گرمايي • تابش: انتقال انرژي توسط مواج الکترومغناطيسي که نياز به محيط مادي ندارد • گرماي نهان: تغيير حالت آب و انتشار بخار حاصله • گرماي محسوس: انتقال گرما به دو طريق رسانايي و همرفت صورت مي پذيرد.

14. تنش گرمايي • در قسمتهاي بالايي پوشش گياهي: • نزديک سطح خاک و اندامهاي زير زميني گياهي: رسانايي : بدليل جنبش مولکولهاي گاز ناچيز است همرفت: نقش مهمي در انتقال حرارت دارد. رسانايي : نقش بيشتري دارد همرفت افقي(فرارفت): در مناطق خشک نقش مهمي در تنش گرمايي و خشکي دارد.

15. تنش گرمايي دماي زياد هوا در وسط روز بر كمبود اشباع Saturation deficitگياهان را اضافه و باعث افزايش فتوسنتز و رسيده شدن ميوه ها را تسريع مي بخشد.

16. تنش گرمايي دماي بالا باعث مي شود كه: • دماي بالا به همراه رطوبت زياد باعث گسترش بسياري بيماري هاي گياهي مي شود. • دماي بالا به متابوليسم (سوخت و ساز حياتي) گياه تأثير مي گذارد. • دماي بالا شبانه عمل تنفس گياه را زياد مي كند.

17. تنش گرمايي دماي بالا باعث مي شود كه: • دماي بالا شبانه باعث رشد مناسب شاخ و برگ ها و ريشه ها، شاخه اصلي درخت، پوسته زاينده و ميوه ها كمك مي نمايد. • دماي بالاي توزيع فتوسنتز اندام هاي مختلف گياهان را كنترل مي كند و اساساً اندام هايي از گياه را كه انسان مصرف نمي كند، افزايش مي دهد. • دماي شبانه بر روي متابوليسم گياه تأثير مي گذارد و گسترش گياهان غير سرمادوست را سرعت مي بخشد.

18. تنش گرمايي • گندم بهاره با افزايش دما محصول كمتري مي دهد. • تنش شديد دمايي بر دانه تازه كشت شده خطرناك است. • تنش شديد دمايي باعث كاهش زمان مراحل بعدي رشد مي شود. • تنش شديد دما بر تعداد جوانه ها و كاهش ارتفاعي اثر مي گذارد. • تنش شديد دماي بالا نسبت بذرها به ساقه را كاهش مي دهد.

19. تنش گرمايي • كاهش دماي ميانگين مولفه هاي بازده محصول را بهبود مي بخشد. • دماهاي بالا به خصوص دماي بالاي روزانه، طول الياف، يكنواختي و دوام پنبه را افزايش مي دهد. • دامنه نوسان وسيع دماي روزانه، تعداد متوسطي از گل ها و درصد كمي از نگهداري آنها را بوجود آورده است.

20. تنش گرمايي • خسارت گياهي در اثر دماي زياد هوا • نقطه دمايي مرگ سلول هاي فعال گياهي 50 تا 60 درجه سلسيوس • حد بالاي گياهان آبزي 40 درجه سلسيوس • حد بالاي گياهان خشكي 50 درجه سلسيوس • دماي بالا در هوا اشباع طي نيم ساعت آنزيم ها غير فعال شده و پروتئين ها از بين مي روند.

21. تنش گرمايي • خسارت گياهي در اثر دماي زياد هوا • دماي بالا در زمان گلدهي باعث بي محصولي مي شود. • دماي بالا در مرحله رسيدن باعث كاهش وزن دانه ها مي شود. • در گندم آثار دماي بالا به صورت پيري زودرس شامل توقف رشد و نمو، توليد مثل و از بين رفتن فعاليت هاي فتوسنتزي و تخريب ساختمان هاي پروتئيني ظاهر مي شود.

22. دماي خاک • بافت هاي زنده گياهان منطقه معتدله وقتي در معرض دماي 50 درجه سلسيوس قرار مي گيرند، از بين مي روند. • دماهاي خيلي زياد خاک براي ريشه مضر است.

23. بعضي گونه هاي برنج در دماي طولاني مدت كمتر از ° C1111رشد نمي كنند. • جوانه زني گياهان فصل گرم در طي فصل زمستان خيلي ضعيف است. • جوانه زني گياهان آفتابگردان، ذرت و سويا زماني كه دماي روزانه يا شبانه بالاي ° C21 و مقدار آب خاك در طي هفته نخست بعد از كشت خيلي كم باشد، بسيار ضعيف است.

24. دماي خاک • در نواحي حاره، دماي زياد خاك باعث از بين رفتن جوانه زني غده سيب زميني مي شود (دماي مطلوب سيب زميني ° C 17 است). • بازده ذرت كه رابطه با جوانه زني در دماي خاك بالاي ° C 30خيلي ضعيف است.

25. دماي خاک • شرايط سيب زميني قبل از كاشت (در انبار) نقش مهمي در جوانه زني دارد. • اگر سيب زميني در دماي ° C 45نگهداري شده باشد، حتي بعد از هشت روز كاهش دما در محيط شرايط جوانه زني با دماي ° C 17كه دماي مطلوب سيب زميني است جوانه نمي زند.

26. دماي ناحيه ريشه گياه بر کيفيت، محصول فلفل شيرين اثر مي گذارد. تأثير دماي پائيني براي رشد بيش از دماي بالا است و رشد را متوقف مي كند. مقدار قند بوسيله دماي منطقه رشد تحت تأثير قرار مي گيرد. مقدار فسفات در دماي ° C 13 تا ° C 33حاصل مي شوند. دماي 23 ناحيه ريشه مناسبترين دما براي محصول اقتصادي فلفل شيرين است.

27. دماي خاک • ريشه هاي گندم در طي مرحله رويش زير ° C 20 است. • دماي مناسب خاك براي رويش ساقه گندم كمتر از ° C 20 است. • دماي بيش از ° C 35 باعث كاهش رشد انتهاي ريشه Terminal root growthو سرعت بخشيدن به رشد و پيري مي شود. • دماي كمتر از ° C 20رشد ريشه متوقف مي شود (دماي سطح خاك)

28. تنش گرمايي • آسيب هاي دماي بالا • خشك شدن گياه • بر هم خوردن تعادل فتوسنتز و تنفس گياهي • آفتاب سوختگي • سوختگي ساقه

29. تنش گرمايي دما و فتوسنتز • مقدار فتوسنتز و تعرق با افزايش دما تا بيشينه دما افزايش مي يابد. • در دماهاي بالاتر از بيشينه آنزيم ها از كار مي افتند. • در دماهاي بالاتر از بيشينه واكنش هاي مختلف مختل مي شوند و فتوسنتز كاهش مي يابد.

30. تنش گرمايي وزن نسبي ماده خشك فتوسنتز تعرق 0 4 8 12 20 32 48 دما (سلسيوس) تعرق كم، رشد كند، سلول هاي بزرگ محصول نهايي زياد تعرق زياد، رشد سريع، سلول هاي كوچك محصول اوليه كم تأثير دما بر فتوسنتز و تعرق سيب زميني (ماوي، 1994)

31. تنش گرمايي گوجه فرنگي كاهو فتوسنتز به درجه خيار خربزه 0 4 14 20 32 48 دما (سلسيوس)

32. میزان فتوسنتز و تنفس با افزایش حرارت تا رسیدن به میزان حداکثر فتوسنتز افزایش می یابد این میزان در یک دامنه وسیع حرارتی ادامه یافته سپس در درجات حرارت بسیار بالا زمانی که آنزیم غیر فعال شده و واکنش های مختلف دچار آشفتگی می گردند فتوسنتز کاهش می یابد.

33. فتوسنتز خالص در دامنه ای که افزایش حرارت تحریک کننده داشته اندازه گیری می شود. در بالا و پایین این حد، درجه حرارت به عنوان یک عامل بازدارنده عمل می کند. حدود حرارتی فتوسنتز(Birhuizen1973)

34. در درجات حرارت فوق العاده بالا، میزان فتوسنتز به سرعت کاهش می یاید.و بر میزان تنفس که مقادیر زیادی دی اکسید کربن رها ساخته افزوده می گردد.

35. توقف جذب دی اکسید کربن: برای گیاهان C4 مناطق گرم 60-50 درجه سانتی گراد برای گیاهان C3 مناطق گرم 50-40 درجه سانتی گراد

36. تنش گرمايي • راههاي تعديل تنش گرمايي: 1 - کاهش تابش موج کوتاه ورودي با افزايش آلبيدو: باعث افزايش تابش موج کوتاه منعکس شده ( ) مي شود. 2- کاهش گرماي محسوس که به صورت فرارفتي وارد محيط گياه مي شود. (بايد مانع از ايجاد محيطي براي جذب گرما از محيط اطراف شد) 3- افزايش خروج گرماي محسوس ( از طريق افزايش انتقال حرارت بصورت گرماي نهان) : با افزايش مقدار رطوبت يا آب جهت تبخير کاهش حرارت ورودي افزايش تلفات حرارتي

37. تنش گرمايي 1- افزايش آلبيدو: • افزودن مواد سفید رنگ مانند کاه وکلش ، آهک و ..... به سطح خاک که باعث کاهش دماي خاک مي شود. • چند برابر کردن ضريب آلبيدو در سطح گياهي و سطح خاک مي تواند حدود 15 درصد تبخير و تعرق را کاهش دهد.

38. تنش گرمايي • 2- تعديل گرماي فرارفتي: • برا ي مدلسازي تعديل گرماي فرارفتي نياز به تهيه مدل فرآيندهاي انتشار درون کانوپي است. • مدل هالرتينز و مارتين (1957) :

39. تنش گرمايي • در مدلسازي فرآيندها لازم است: • 1- کانوپي لايه بندي شود. • 2- شرايط مرزي (Boundary condition) و مقادير اوليه مشخص باشد. • 3- افزايش انتقال انرژي بصورت نهان از داخل کانوپي • در روش آبياري باراني : • اصل فيزيکي حاکم بر تعديل تنش گرمايي ، استفاده از تبديل گرماي محسوس به گرماي نهان در سطح گياه و خروج بخار اب از داخل کانوپي با استفاده از اصل انتقال جرم است.

40. تنش گرمايي • مشکلات تعديل تنش گرمايي: • 1- شيوع و گسترش بيماريها و آفات به دليل رطوبت بيش از حد محيط • 2- قطع فرآيند اکسيژن رساني به ريشه ها با آبياري بيش از حد.

41. تنش گرمايي • روشهاي عملي مبارزه با تنش گرمايي • 1- روشهاي غير مستقيم • 2- روشهاي مستقيم

42. تنش گرمايي روشهاي غير مستقيم مبارزه با تنش گرمايي: • روشهاي اکثراً مديريتي و قبل از کاشت محصول يا احداث باغ انجام مي شود. 1- استفاده از شيب و جهت شيب: دامنه هاي کوهها از نظر ميزان دريافت انرژي متفاوتند 2- فواصل کشت: از نظرمقدار تابش ورودي و تجمع حرارت اهميت دارد • کاهش فواصلسايه اندازياثر مثبت 3- بادشکن ها : افزايش عملکرد افزايش رطوبت داخل کانوپي افزايش پتانسيل آبي برگ

43. تنش گرمايي • روشهاي مستقيم مبارزه با تنش گرمايي: • روشهاي مديريتي که در طول دوره رشد گياه يا بهره برداري از باغات اعمال مي شود. • 1- استفاده از مواد ضد تعرق (Anti respirants) • 2- آبياري باراني • 3- استفاده ازاطلاعات هواشناسي کشاورزي

44. تنش گرمايي • 1- استفاده از مواد ضد تعرق (Anti respirants):سه دسته اند • لايه اي ضد تعرق بر روي برگها و اندامهاي گياه مي سازند. • باعث بسته شدن روزنه هاي گياه مي شوند. • موجب بازتاب انرژي و کاهش بار حرارتي گياه مي شود.

45. تنش گرمايي • 2- آبياري باراني: • تبديل گرماي محسوس به گرماي نهان و انتقال گرما از طريق بخار آب

46. تنش گرمايي 3- استفاده از اطلاعات هواشناسي کشاورزي: • درجه حرارتهاي بالا يا پايين بر ميزان باروري و عملکرد محصول تاثير سويي دارد. • نمو ريشه گياه به تاخير مي افتد که باعث پيري پيش از بلوغ و پژمردگي مي شود. • سرعت رشد اندام به کاهش مي يابد و زمان پرشدن و رسيدگي دانه (Ripening) کوتاه مي شود. کاهش عملکرد

47. اثر نامطلوب دما • صدمات ناشي از تنش گرمايي: • برنج: • کاهش تعداد پنجه ها • در طول دوره زايشي : • زودرس شدن برگهاي فرعي پژمردگي و زرد شدن و رشد سريع در فرايند هاي تکاملي کاهش زمان پرشدن دانه کاهش کيفيت دانه و افزايش دانه هاي نارس

48. تنش گرمايي • گندم : در دوره رسيدگي محصول: • زرد شدن برگها، برگها، ساقه و خوشه • سفيد شدن گلوم • کاهش وزن دانه ها

49. تنش گرمايي • سيب زميني: درجه حرارت بالا براي رشد برگها ، تشکيل غده و کلاً عملکرد محصول نامطلوب است. • نيشکر: درمراحل جوانه زني و رشد پنجه ها کاهش سرعت قد کشيدن (Elongation) ساقه و کوتاه شدن طول زمان خوشه دهي درحالت کلي: کاهش فتوسنتز و در نتيجه کاهش توليد ماده خشک.

50. تنش گرمايي • فرآيندهاي فيزيولوژيکي موثر در تنش گرمايي: 1- درهواي بسيار گرم: کاهش فعاليت سبزينه اي برگهاي گياه و در نتيجه کاهش شديد فرايند فتوسنتز 2- تغيير در غشاي سلولي و کاهش ظرفيت انتقال فرآورده هاي فتوسنتزي. 3- کاهش درصد رطوبت برگها و کم شدن فعاليت آنها و نيز کاهش ظرفيت جذب آب. 4- برهم خوردن توازن آب و غذا در بافتهاي گياهي. • بين درجه حرارت و رشد و نمو گياه رابطه اي غيرخطي برقرار است.