دمای هوا چه تاثیر هایی بر سلامت و عملکرد گیاهان می گذارد؟
دمای هوا یکی از مهم ترین عوامل اقلیمی است که به طور مستقیم و غیرمستقیم بر رشد، سلامت، عملکرد و حتی بقای گیاهان تاثیر می گذارد. هر گیاهی برای ادامه حیات خود، به یک بازه دمایی مشخص نیاز دارد. خروج از این محدوده باعث کاهش رشد، اختلال در فرآیندهای فیزیولوژیک و در نهایت افت عملکرد گیاه می شود.
در این مطلب، تاثیر دمای هوا بر رشد گیاهان را بررسی می کنیم. همچنین راهکارهای مدیریت اثر دما بر سلامت و عملکرد گیاهان را توضیح می دهیم.
نقش دما در فرآیندهای حیاتی گیاهان
دمای هوا بر فرایندهای حیاتی و اساسی گیاهان تاثیر مستقیم دارد.
- فتوسنتز: فتوسنتز مهم ترین فرآیند تولید انرژی در گیاهان است. آنزیم های دخیل در این فرآیند، از جمله آنزیم روبیسکو، در محدوده دمایی مشخصی بهترین عملکرد را دارند. در دمای پایین، فعالیت آنزیمی کاهش می یابد و سرعت فتوسنتز کم می شود. همچنین در دمای بسیار بالا، ساختار آنزیم ها دچار تغییر شده و کارایی آن ها افت می کند. در نتیجه، دمای نامناسب باعث کاهش تولید قند در گیاه شده و رشد گیاه را دچار اختلال می کند.
- تنفس گیاهی: تنفس فرآیندی است که طی آن گیاه، انرژی ذخیره شده را مصرف می کند. با افزایش دما سرعت تنفس گیاه افزایش پیدا می کند. در این شرایط مصرف انرژی از تولید انرژی پیشی می گیرد. در نتیجه ذخایر غذایی گیاه کم شده و رشد گیاه افت می کند. از طرفی در دمای خیلی پایین هم، فعالیت آنزیمی کاهش یافته و متابولیسم گیاه مختل می شود.
- تعرق و جذب آب: افزایش شدید دما باعث افزایش تعرق و تبخیر در گیاه می شود. این موضوع باعث می شود که رطوبت برگ کم شده و گیاه نیاز به آبیاری بیشتری پیدا کند. در شرایط ادامه دار بودن گرما، روزنه های گیاه بسته می شوند تا از اتلاف آب جلوگیری شود. بسته شدن روزنه ها باعث کاهش ورود دی اکسیدکربن می شوند. کاهش دی اکسید کربن از عوامل کاهش فتوسنتز می باشد.
تاثیر دمای هوا بر مراحل مختلف رشد گیاه
مراحل مختلف رشد گیاه، در عملکرد نهایی آن تاثیر دارند. در هر مرحله از رشد گیاه، اگر مواد غذایی، آب، نور و دمای مناسب در اختیار گیاه نباشد، عملکرد نهایی کاهش پیدا خواهد کرد.
- مرحله جوانه زنی بذر: هر بذری برای جوانه زنی، دارای حداقل و حداکثر دمای مطلوب است. دمای خیلی کم باعث تاخیر در جوانه زنی می شود. دمای خیلی بالا هم می تواند باعث مرگ جنین بذر شود.
- مرحله رشد رویشی: رشد ساقه و برگ ها وابسته به تقسیم و کشش سلولی است که تحت تأثیر مستقیم دما قرار دارد. در دمای کم رشد رویشی گیاه کاهش پیدا می کند. در دمای بالا هم رشد سریع تر می شود، اما گیاه ضعیف خواهد بود. نوسانات شدید دما باعث اختلال در تعادل هورمونی شده و رشد متعادل گیاه را مختلف می کند.
- مرحله گلدهی و تشکیل میوه: دمای هوا نقش تعیین کننده ای در گلدهی دارد. برخی گیاهان برای ورود به مرحله گلدهی نیاز به یک دوره سرمای مشخص دارند. سرمای ناکافی باعث کاهش گلدهی می شود. همچنین گرمای زیاد در زمان گلدهی، باعث ریزش گل ها و کاهش شدید عملکرد می شود.
تنش دمایی و اثرات آن بر سلامت گیاهان
تنش دمایی (سرمای شدید یا گرمای شدید) باعث بروز استرس در گیاهان می شود. وقتی دما از محدوده تحمل گیاه بالاتر برود، تنش گرمایی رخ می دهد. در این شرایط شاهد پژمردگی، سوختن برگ ها، کاهش فتوسنتز و افزایش تولید رادیکال های آزاد هستیم. گرمای شدید می تواند به غشای سلولی آسیب وارد کند و ساختار پروتئین ها را تغییر دهد.
از طرفی تنش سرمایی در دماهای پایین تر از حد تحمل گیاه اتفاق می افتد. در این شرایط آب درون سلول ها یخ می زند. دیواره سلولی آسیب می بیند و بافت ها تخریب می شوند. سرمازدگی یکی از عوامل اصلی کاهش عملکرد محصولات باغی است و خسارات اقتصادی گسترده ای ایجاد می کند.
تاثیر دمای هوا بر عملکرد محصولات کشاورزی
دمای هوا بر کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی تاثیر گذار است. افزایش بیش از حد دما در برخی مناطق، باعث کوتاه شدن دوره رشد میوه می شود. در نتیجه، اندازه میوه و وزن میوه ها کم خواهد شد.
دمای نامناسب می تواند کیفیت را نیز تحت تاثیر قرار دهد. کاهش قند در میوه ها باعث کاهش رنگ گیری مناسب و کاهش مواد مغذی خواهد شد. افزایش احتمال ترک خوردگی یا آفتاب سوختگی میوه، از دیگر تاثیر ات دمای هوا بر عملکرد گیاهان است.
سازگاری گیاهان با تغییرات دمایی
گیاهان برای مقابله با تغییرات دمایی مکانیسم هایی دارند:
- تولید پروتئین های شوک حرارتی
- تغییر ترکیب غشای سلولی
- تنظیم فعالیت آنزیم ها
- افزایش تولید آنتی اکسیدان ها
با این وجود، در صورت شدت یا تداوم تنش، این سازوکارها کافی نخواهند بود. در نتیجه بهتر است کشاورزان راهکارهایی برای مدیریت دما در کشاورزی به کار بگیرند.
روش های مدیریت دما در کشاورزی
هر گیاه یک بازه دمایی مناسب دارد و اگر هوا خیلی سرد یا خیلی گرم شود، رشد کند می شود، گل ها می ریزند یا میوه کیفیت خوبی نخواهند داشت. بنابراین باید به صورت عملی دما را کنترل کنیم یا اثر آن را کاهش دهیم. موثرترین روش ها برای مدیریت دما عبارتند از:
- استفاده از گلخانه: کشت گلخانه ای به شما این امکان را می دهد تا دمای محیط را کنترل کنید و گیاه را از سرما، یخبندان یا گرمای شدید حفظ نمایید. اگر در منطقه ای با زمستان های سرد یا نوسان شدید دما هستید، محصولات حساس را در گلخانه کشت کنید. در گلخانه با نصب دریچه تهویه یا هیتر ساده می توانید دما را تنظیم کنید و حتی محصول خارج از فصل بکارید.
- استفاده از سایه انداز: در تابستان، نور و گرمای شدید باعث سوختگی برگ و میوه می شود. نصب توری سایه انداز روی مزرعه یا باغ، شدت تابش را کم می کند و دمای اطراف گیاه را چند درجه پایین می آورد. برای سبزیجات و صیفی جات در گرمای شدید، استفاده از توری 30 تا 50 درصد سایه، می تواند از خسارت جلوگیری کند.
- آبیاری منظم در گرما: در هوای گرم، گیاه سریع تر آب از دست می دهد و دچار تنش می شود. آبیاری منظم (ترجیحاً صبح زود یا عصر) به خنک شدن خاک و کاهش استرس گرمایی کمک می کند. توجه کنید آبیاری در اوج گرمای ظهر باعث تبخیر زیاد و هدررفت آب می شود.
- انتخاب ارقام مقاوم: همه بذرها یکسان نیستند. بعضی ارقام نسبت به گرما یا سرما مقاوم ترند. هنگام خرید بذر یا نهال، از فروشنده درباره مقاومت به گرما یا سرما سؤال کنید. اگر منطقه شما گرم است، از ارقام مقاوم به گرما استفاده کنید تا ریزش گل کمتر شود.
- تغییر زمان کاشت: گاهی ساده ترین راه مدیریت دما، تغییر زمان کاشت است. اگر محصول را طوری بکارید که مرحله گل دهی آن با گرمای شدید یا سرمای ناگهانی هم زمان نشود، عملکرد بهتر خواهد بود. برای این منظور از کارشناس کشاورزی یا کشاورزان باتجربه راهنمایی بگیرید.
- مدیریت متعادل تغذیه معدنی: تنش دمایی، چه در اثر گرمای شدید و چه سرمای پایین، باعث اختلال در زنجیره انتقال الکترون فتوسنتزی و افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) در کلروپلاست، میتوکندری و سایر اندامک های سلولی می شود. تجمع این ترکیبات واکنش پذیر باعث آسیب اکسیداتیو به غشاهای سلولی، پروتئین ها، آنزیم ها، رنگدانه های فتوسنتزی و حتی DNA شده و در نهایت رشد و عملکرد گیاه را کاهش می دهد. در این شرایط، وضعیت تغذیه ای گیاه نقش تعیین کننده ای در میزان تحمل آن دارد. عناصر پرمصرفی مانند نیتروژن، پتاسیم، کلسیم و منیزیم با حفظ کارایی فتوسنتز، تنظیم روزنه ها، پایداری غشاها و تقویت آنزیم های آنتی اکسیدان، شدت خسارت را کاهش می دهند. همچنین ریزمغذی هایی مانند بور، منگنز، سلنیوم و سیلیسیم از طریق فعال سازی سیستم دفاع آنتی اکسیدانی و بهبود متابولیسم کربن، به افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش گرما و سرما کمک می کنند. بنابراین مدیریت متعادل تغذیه معدنی یکی از مؤثرترین راهکارها برای کاهش آسیب های ناشی از تنش دمایی و افزایش بهره وری محصولات کشاورزی است.
- استفاده از مالچ برای کاهش نوسانات دمایی خاک: مالچ (پوشش روی خاک مثل کاه، کلش یا پلاستیک مخصوص) کمک می کند خاک دیرتر گرم و سرد شود. در تابستان دمای خاک را پایین نگه می دارد و در زمستان از ریشه در برابر سرما محافظت می کند. همچنین تبخیر آب را کاهش می دهد و دفعات آبیاری کمتر می شود.
