بخشی از مقاله
چکیده
بطور کلی نوسانات تولید و یا عملکرد متاثر از دو عامل مهم ، یکی مقدار و اثر بخشی هزینه ها که تغییرات آن نسبتاً کم و بطئی و دیگري شرایط آب و هوایی، که از روزي به روز دیگر تغییر میکند، میباشد. تاثیر آب و هوا بر عملکرد گیاهان متفاوت میباشد، هرگیاهی تحت شرایط خاص به آب و هوا واکنش متفاوتی نشان میدهند .از طرفی چون عناصر اقلیمی عموماً با هم بر روي گیاه اثر میکنند، لذا تعیین نقش یک پارامتر از سایر پارامترها کار بسیار دشواري می باشد.
تحقیق حاضر به منظور مطالعه همبستگی بین پارامترهاي اقلیمی و عملکرد محصول گندم در استان البرز با استفاده از روش توصیفی تحلیلی، همبستگی صورت گرفته است. به همین منظور از دادههاي ایستگاههاي سینوپتیک هواشناسی استان البرز طی دوره آماري 10ساله اخیر شامل میانگین دما، میانگین حداکثر و حداقل دما، رطوبت، بارش، مجموعه ساعات آفتابی و میانگین سرعت باد را در مراحل رشد و نمو گندم مورد بررسی قرار دادیم و نتایج زیر به دست آمده است.
در مرحله اول، از زمان کاشت تا جوانه زدن، عامل دما بیشترین تاثیر را بر جوانه زنی دارد؛ مرحله دوم، یعنی مرحله پنجه زنی، عامل بارش رابطه مستقیم و مجموع ساعات آفتابی رابطه عکس با رشد دارند؛ مرحله سوم، یا مرحله خواب زمستانی در این مرحله نوسانات دمایی؛ مرحله چهارم، ساقه رفتن، بارش و عامل حرارت بیشترین تاثیر دارد، در مرحله پنجم، مرحله گل دادن - سنبله - ، عامل آفتاب زیاد و بارش30 تا 35 میلی متربیشترین تاثیر را دارد، مرحله ششم ، مرحله رسیدن عامل دما و سرعت باد بیشترین تاثیر را دارد. با بررسی در این تحقیق مشخص شد که در بین عوامل اقلیمی بارش و عامل دما بیشترین تاثیر را بر عملکرد کشت گندم را در استان البرز دارند.
1 مقدمه
با افزایش روز افزون جمعیت و نیاز جهانی به غذا از یک سو و محدودیت منابع طبیعی و آب از سوي دیگر ازجمله عواملی هستند که زندگی بشر را در کره زمین به مخاطره انداخته است .می دانیم توسعه زمینهاي کشاورزي و آب با توجه به شرایط کشور تقریًبا غیر ممکن و یا حداقل با محدودیت-هاي شدیدي روبرو است. لذا تنها گزینه باقی مانده در جهت افزایش عملکرد و بالابردن کمیت و کیفیت غذا مدیریت منابع طبیعی ، آب ناشی از بارش ، آبهاي زیرزمینی و شناخت عوامل اقلیمی موثر بر عملکرد می باشد
میزان محصولات کشاورزي همبستگی بالاي با نزولات جوي و مناسب بودن شرایط آب وهوایی در هر سال دارد. انتشار آفات و امراض گیاهی، پوشش گیاهی مرتع و حتی گونههاي علفهاي هرز مزارع نیز از شرایط آب و هوایی تبعیت میکند. لذا فهم عمیق و دقیق تأثیر آب وهوا بر عملکرد محصولات زراعی کمک بزرگی به استفاده بهینه از منابع خدادادي اتمسفر و پارامترهاي مربوط به آن میکند. هر گیاهی مراحل یا مرحله بحرانی و حساسی نسبت به عوامل آب و هوایی نظیر سرما، گرما، رطوبت و باد دارد. شناخت این مراحل در گیاهان زراعی امکان اتخاذ تصمیم مناسب جهت انجام عملیات زراعی به موقع را فراهم میسازد.
شناخت آب و هواي یک منطقه از یک طرف و تعیین نیازهاي آب و هوایی گیاهان زراعی، ما را در امر تصمیمگیري جهت تعیین بهترین مناطق کشت یک محصول یاري مینماید از طرفی با شناسایی درجه تاثیر هر یک از این عوامل آب وهوایی در میزام عملکرد محصول و کمی نمودن این روابط می-توان نسبت به پیشبینی تغییرات عملکرد محصولات کشاورزي اقدام نمود
در رابطه با تاثیر آب و هوا بر عملکرد، محصولات کشاورزي تحقیقات بسیاري صورت گرفته است که از این میان میتوان به تلاشهاي الکساندروف و هوگنبوم -149 :2001 - - 135 اشاره کرد که تغییرات اقلیمی را در طی قرن بیستم و رابطه آن با نوسانات عملکرد محصولات مهم - شامل کندم، ذرت، سویا، بادام زمینی و پنبه - در ایالت جورجیاي آمریکا را مورد مطالعه قرار دادند.
نتایج مطالعات لوبل و همکاران - - 250-256 :2005 روند تغییرات اقلیمی را در مورد عملکرد گندم در مکزیک نشان میدهد که از دهه 1980 به بعد افزایش عملکرد گندم بخاطر شرایط اقلیمی - دما، بارش - بوده است. مساعد و کاهه - - 1-14 :1387 به بررسی تأثیر بارندگی بر عملکرد محصولات گندم و جو در استان گلستان پرداختند. و به تاثیرافزایش و کاهش بارش سالیانه بر عملکرد محصولات نشان داد وبه این نتیجه رسید که محصول جو تاثیر بیشتري میپزیرد.
کمالی و بازیگر - 113 -121 :1387 - عملکرد گندم دیم را با استفاده از شاخصهاي هواشناسی کشاورزي در برخی بخشهاي استانهاي کرمانشاه و کردستان پیش بینی کردهاند.
عزیزي و یار احمدي - 23-39 :1384 - عناصر اقلیمی موثر بر عملکرد گندم دیم را در دشت سیلاخور با مدل رگرسیونی بررسی کردهاند.
یزدان پناه و همکاران - :1389 - 133-144 در پژوهشی تاثیر عناصر اقلیمی بر عملکرد گندم دیم در استان آذربایجان شرقی را مورد بررسی قررار دادند.
فرج زاده اصل و همکاران - - 17-1 :1389 تاثیر پارامترهاي اقلیمی را را در مراحل مختلف فنولوژي دراستان کردستان بررسی کردند. بنابراین با توجه به تاثیر آب و هوایی بر عملکرد محصولات زراعی، مطالعه روند دارازمدت عملکرد این محصولات که بر اساس روشهاي متداول آماري صورت می گیرد میتواند راهکار مناسبی جهت تعیین سهم عوامل آب و هوایی بر نوسانات عملکرد باشد و از انجا که این روند تغییرات عملکرد گیاهان زراعی در مقیاس منطقهاي وملی در بسیاري از نقاط جهان مطالعه شده است لذا انجام این قبیل مطالعات در ایران نیز ضروري بود. بهمین منظوربا توجه به اهمیت اقتصادي واجتماعی گندم براي کشور، ارزیابی روند عملکرد گندم درسالهاي اخیر و مطالعه رابطه نوسانات آن با تغییرات آب و هوایی هدف این پژوهش قرار گرفنه است.
2 مواد و روشها
1 2 منطقه مورد مطالعه
پژوهش حاظر با تاکید به کشاورزي منطقه و محصول گندم در برخی از ایستگاههاي شاخص استان البرز انجام گرفته است. ایستگاههاي مورد مطالعه شامل کرج، پیام، هشتگرد و طالقان میباشد که مشخصات آن در جدول 1 آورده شده است. با توجه به اینکه دادههاي درازمدت شاخص عملکرد گندم در برخی از نقاط استان موجود بود، در این پژوهش صرفاً شهرهاي ذکر شده جهت مطالعه فاکتورهاي جوي بر عملکرد برگزیده شده-اند.
مازندران، از جنوب شرقی و شرق به استان تهران، از جنوب غرب به استان مرکزي و از غرب به استان قزوین محدود شده است. استان البرز بین خط الرأس چین خوردگی البرز مرکزي و حاشیه غربی دشت کویر واقع شده و بدین ترتیب آب و هواي استان عمدتاً متأثر از عامل ارتفاع میباشد.
2 2 داده هاي مورد استفاده
عناصر مهم هواشناسیاي که بر رشد گیاه و میزان محصول تأثیر گزارند، عبارتاند از: تابش خورشید، دما، بارش - مقدار و پراکندگی آن - ، رطوبت نسبی و سرعت باد میباشند - فرج زاده و همکاران: 1389، . - 6 در این پژوهش، از دادههاي ماهانه بارش و دماي - میانگین ماهانه دما، میانگین حداقل و حداکثر ماهانه دما و حداقل و حداکثر مطلق دما - ، تابش خورشید، رطوبت نسبی و سرعت باد 4 ایستگاه سینوپتیک از سال 1381 تا 1390استفاده شده است.
3 روش تحقیق
تحلیل رگرسیونی روشی است که جهت مطالعه روابط بین متغیرها و به ویژه نحوه وابستگی یک متغیر به متغیرهاي دیگر مورد استفاده قرار می-گیرد. واژه رگرسیون اغلب جهت رساندن مفهوم بازگشت به یک مقدار متوسط یا میانگی به کار برده میشود.
تحلیل رگرسیونی، تحلیلی جهت کمی نمودن ارتباط بین یک متغیر وابسطه و یک یا جند متغیر مستقل میباشد. به طور کلی این تکنیک را میتوان جهت دو مقصود اساسی به کار گرفت:
- پیش بینی متغیر وابسته بر مبناي مقادیر متغیرهاي مستقل
- فهم نحوه ارتباط یا تاثیرگزاري متغیرهاي مستقل بر متغیر وابسته
رگرسیون چند متغیري نیز روشی براي تحلیل مشارکت جمعی و فردي دو یا چند متغیر مستقل در تغییرات یک متغیر وابسته است. جهت تعمییم رگرسیون براي مطالعه مسائلی که داراي تعدادي دلخواه متغییر مستغل است.
جدول شماره - - 1 مشخصات ایشتگاههاي مورد مطالعه
در جوانه زنی است که صورت میگیرد - سبحانی: 1384، - 47 با توجه به اینکه زمان کاشت این محصول در استان البرز در آبان ماه و اوایل آذر ماه است وبارش این موقع استان به طور میانگین 85 میلیمتر است بنابراین رطوبت مورد نیاز تامین میشود و در زمانهاي که بارش نیاز گیاه را تامین نکند با توجه به آبی بودن کشاورزي این استان با آبیاري میتوان نیاز آبی گیاه را تامین کرد. بنابر این عملکرد گندم در مرحله کاشت تا سبز شدن عمدتاً بستگی به تعداد روزهاي دارد که حداقل درجه حرارت هوا از صفر درجه سانتیگراد بیشتر است. نکتهاي که باید بدان توجه شود درجه حرارت شبانه هوا است که بالا بودن آن باعث گرم نگه داشتن خاك شده و در نتیجه یکنواختی در سطح سبز اراضی گندم را بهراه میآورد.
2 4 پنجهزنی
در این مرحله - پنجهدهی - که 2 الی 3 هفته بعد ازرویش، شروع میگردد و ظهور پنجهها با پیدایش برگ آغاز میگردد، که باعث ایجاد ساقههاي جانبی در گندم میشود، که معادل شاخهدهی در سایر گیاهان است. در این مرحله عنصر بارش در عملکرد محصول رابطه مستقیم دارد چون باعث میشود که گندم مقادیر زیادي مواد قندي و پروتئینی و مقدار کمتري آب ذخیره کند ودر نتیجه مقاومت آن نسبت به سرماي زمستان افزایش می-یابد. درجه روز در مرحله پنجه دهی با عملکرد رابطه عکس دارد زیرا باعث افزایش تبخیر و تعریق و همچنین افزایش دما در موقع شب میشود که در رابطه اول باعث تنش رطوبتی در گیاه میشود و در رابطه با دماي شب باعث افزایش تنفس در شب و کاهش مواد ذخیره شده در گیاه شده که این عوامل مقومت گیاه را نسبت به سرماي زمستان کم میکند عملکرد گیاه کاهش مییابد.
3 4 خواب زمستانی
در مرحله سوم فنولوژیکی، یعنی مرحله خواب، دو شاخص هواشناسی با میزان عملکرد گندم همستگی بالاي داشتهاند. این دو عنصر مجموع اختلاف دماي حداکثر و حداقل روزانه و مجموع واحدهاي درجه روز هستند. مجموعه اختلاف دما با میزان عملکرد داراي ارتباط ضعیف و معکوس است؛ اما مجموع واحد درجه روز با عملکرد گندم ارتباط مثبت دارد. در این مرحله، وابسته به درجه حرارت و شدت فرایندهاي فیزیولوژیکی متغیر است مرحله استراحت زمستانه داراي اهمیت مهمی در افزایش تولید گندم پاییزه دارد. مهمترین خصوصیات فیزیولوژیکی گندم پاییزه در مرحله گذراندن زمستانی جذب ازت و انتقال و استفاده آن براي مورفوژنتیکی است. جذب ازت در درجات حرارت خیلی پایین در زیر صفر هم به مقدار بسیار جزئی صورت میگیرد، با پایین آمدن درجه حرارت از+5 به+2 رشد گیاه بسیار آهسته و کند شده، ولی متوقف نمیگردد. . در این مرحله در برگهاي گندم فتوسنتز نیز انجام میشود. فتوسنتز در درجات حرارت پایین در مرحله گذرندان زمستان متوقف نمیگردد بلکه شدت آن به درجات حرارت بستگی دارد. فتوسنتز در گندم پاییزه در زمستان تا -5درجه سانتیگراد صورت میپذیرد.
4 4 ساقه رفتن
در این مرحله از رشد گندم که معمولاً، بعد از سرما و یخبندانهاي زمستانه است دو عنصر بارش و دما بیشترین همبستگی را با عملکرد گندم نشان میدهند. با افزایش درجه حرارت در بهار مرحله ساقه رفتن گندم شروع میشود. رشد طولی ساقه با افزایش تعداد برگها همراه میباشد. مرحله ساقه رفتن در شرایط مناسب در طول چهارده روز خاتمه مییابد. در این زمان گیاه به آب کافی نیاز دارد، کمبود آب باعث کم شدن شاخ و برگ و کاهش محصول میگردد.
عوامل دمایی موثر در گندم در این مرحله عبارتند از : اگر درجه حرارت هوا به صفر درجه و پایینتر از آن برسد باعث وقفه در رشد و در نهایت باعث کاهش عملکرد میگردد.یعنی با افزایش تعداد روزهاي یخبندان در این مرحله از نمو از میزان عملکرد گندم کاسته میشود. برعکس، درجه حرارتهاي بالا از صفر درجه سانتیگراد باعث تسریع در عمل فتوسنتز و رشد شده و درنهایت بیشترین عملکرد را عاید میسازد.
5 4 سنبله دهی
مرحله پنچم رشد گندم که مرحله سنبلهدهی گندم است، در این مرحله بارش و درجه حرات بیشترین همبستگی را با عملکرد داشتهاند. طبق تحقیقان انجام شده توسط گیوي - - 1376، سبحانی - - 1384، رسولی و همکاران - - 1384 بارش مناسب در موقع سنبلهدهی - گلدهی - در حدود 60 تا 90 میلیمتر است که با تامین شدن رطوبت مورد نیاز گیاه خوشهدهی وگلدهی و متناسب با آن مرحله گرده افشانی به طور کامل انجام گرفته در نتیجه عملکرد افزایش مییابد. نکتهاي که باید در این مرحله بدان توجه شود تعداد روزهاي یخبندان است.
درجه حرارت صفر درجه سانتیگرادو کمتر از آن باعث اختلال در فتوسنتز شده و در نتیجه با کاهش تعداد دانه در خوشه، نقصان در عملکرد دانه را باعث میشود. برعکس، با فزایش تعداد روز با حداقل درجه حرارتهاي بیش از صفر درجه سانتیگراد در این مرحله از نمو باعث تسریع در رشد و افزایش عملکرد گندم میگردد، ولی باید توجه داشت که دماي بالاي 35 درجه اگر با رطوبت کم همراه باشد باعث ایجاد تنش گرماي و کاهش فتوسنتز و جذب رطوبت از خاك، در نتیجه کاهش عملکرد میشود پس باید در این مرحله از رشد رطوبت مورد نیاز گیاه تامین گردد. در این مرحله عامل دیگر که تاثیر گذار است عنص باد است که اگر سرعت باد 3 تا 4 متر باشد باعث افزایش عملکرد میگردد.
6 4 مرحله رسیدگی
دانهها در گندم بسته به حرارت و رطوبت به مدت 24 - 35 روز بعد از باروري رسیده میشود؛ دراین مرحله مقدار بسیار زیادي مواد پروتئینی و نشاستهاي دیگر مواد در دانهها اندوخته خواهد گردید. این مرحله که به چهار مرحله تقسیم میشود، این مراحل عبارتند از : 1 حالت شیري 2 حالت خمیري یا زردي 3 حالت نیمه سخت 4 حالت سخت.
