مکانیسم خشکیدگی درختان بر اثر سرما و روشهای ممانعت از آن

مکانیسم تحمل سرمازدگی در گیاهان بطور کلی عبارت است از تحمل گیاه نسبت به تجزیه و مصرف ذخایر از جمله پروتئینها می باشد که دامنه تحمل در گیاهان مختلف متفاوت است.

درختان یکی از المانهای اصلی فضای سبز و موهبت عظیم خدادادی می باشند که علاوه بر اینکه بعنوان ریه های تنفسی عمل می کنند دارای نقشهای بسیار متنوع دیگری هم می باشند ولی متاسفانه بدلایل مختلف منجمله توسعه شهرنشینی ، تغییر کاربریها و ساختمان سازی،آفات، بیماریها و سرما تعداد کثیری از درختان در سنوات اخیر خشکیده و ازبین رفته اند.

در گیاهان دو نوع سرمازدگی وجود دارد  :

۱ – chilling

۲-frost  یا frezzing

 

Chilling

 

به آن دسته از صدمات در گیاه اطلاق می شود که در اثر تشکیل بلورهای یخ پیش نمی آید این صدمات در دمای بالای صفر یا مرز یخ زدگی آب پیش می آید و بیشتر در مورد گیاهان گرمسیر و نیمه گرمسیری که به مناطق سردسیر انتقال می یابند دیده می شود در   chilling نکروز اتفاق افتاده کاهش فتوسنتز و افزایش تنفس صورت گرفته ولی منجر به تولید ATP  نمی شود بلکه انرژی تولید شده بصورت گرما هدر می رود همچنین پروتئینها تخریب شده و آنزیمها فعالیت خود را از دست می دهند .

 

آثار اولیه تنش سرما عبارتند از تغییر رنگ –کلروز – کاهش عمومی رشد – تخریب بافتهای سلولی – عدم جوانه زنی بذور – عدم انتقال مواد فتوسنتزی – عدم جذ ب عناصر غذایی

 

مکانیسم تحمل سرمازدگی در گیاهان بطور کلی عبارت است از تحمل گیاه نسبت به تجزیه و مصرف ذخایر از جمله پروتئینها می باشد که دامنه تحمل در گیاهان مختلف متفاوت است .

 

برخی از مواد و روشهای مبارزه با chilling در گیاهان

 

۱- بهترین روش مبارزه باchilling  استفاده از گلخانه می باشد .

 

۲- همچنین در گیاهانیکه نسبت اسیدهای چرب غیراشباع به اسیدهای چرب اشباع بالاست مقاومت به chilling نیز بالاتر است که در این مورد با استفاده از تیمار بعضی مواد می توان نسبت اسیدهای چرب غیر اشباع را در گیاه بالا برد (اگزوژن) بطور مثال از روغنهایی که منشاء گیاهی دارند و نسبت اسیدهای چرب غیر اشباع در آنها بالاتر است مانند روغن ذرت ، سویا ، پالم (ترجیحا روغن سویا ) می توان استفاده نمودکه اگر شرایط را برای نفوذ روغن سویا در اندامهای گیاهی بخصوص اندامهایی که حساستر از بقیه هستند مثل اندامهای زایشی فراهم کنیم شاید گیاه بتواند یک یا دو درجه بیشتر کاهش آستانه دمایی را تحمل کند ولی چون در این حالت ظاهر گیاه از حالت آراستگی خارج می شود لذا این روش در مورد گیاهان زینتی مخصوصا فضای سبز متداول نیست.

 

۳-  روش بعدی برای مبارزه با chilling  استفاده از Electrical dressing  یا استفاده از کابلهای حرارتی است در این کابلها دو رشته سیم بصورت موازی بدون اینکه بهم وصل شوند داخل کابل قرار می گیرند ودر بیرون این قسمت سیمی که میدان مغناطیسی را قطع می کند بصورت مارپیچ قرار داده می شود . این کابلها که بصورت مارپیچی از گیاهان فضای سبز عبور داده می شوند در اثر استفاده از برق باعث بروز یک محدوده دمایی مشخص می گردند که محدوده( ۴۵-۱۵ درجه سانتیگراد )  برای کشاورزی مخصوصا برای شمشاد و برگ نو موثر می باشد. البته این روش معایبی هم دارد که یکی قیمت بالای کابلهای حرارتی می باشد دیگر اینکه احتمال قطع شدن سیمها در حین عملیات هرس وجود دارد.

 

۴-  صدمه وارده در chilling  در مورد گیاهانیکه در روشنایی قرار گرفته اند بیشتر از تاریکی است مخصوصا طیف های نوری آبی و قرمز که متاسفانه هر دو این طیف نوری در نورافکن های LED پارکها وجود دارند که برای ممانعت از بروز صدمات تا حد امکان باید کمتر از چنین نورافکنها استفاده نمود.

 

۵-  در مناطق با دماهای پایین ( ۵-۰) درجه سانتیگراد نباید عملیات هرس زودهنگام انجام گیرد بدلیل اینکه هر ضربه قیچی باعث بروز دو واکنش می گردد: اولاً اینکه گیاه ذخایر قندی خودش را از دست می دهد و سرما در طول شاخه کمتری تمرکز می یابد که در این حالت امکان وارد آمدن صدمه به جوانه بیشتر می گردد. ثانیاً ضربه قیچی جوانه ها را تحریک به جست زدن flashing می کند در نتیجه زودتر جوانه می زنند که این امر باعث تجربه سرما می گردد.

 

برای پیشگیری از این امر پیشنهاد  می شودبعد از شروع هرس، گیاهی که بطور ناخواسته و زود هنگام وادار به رشد شده است با یک سری از بازدارنده های رشد تیمارشود بهترین ماده در این مورد Amo-1618   می باشد که با یک بار تیمار اثرات هرس را کم کرده و اجازه جست و جوانه زنی زودهنگام به گیاه را نمی دهد منتها با توجه به اینکه اثرات این ماده در گیاه باقی مانده و باعث بطئی شدن رشد گیاه می گردد لذا نباید انتظار سریع canopy را داشته باشیم و بهتر است از غلظتهای پایین این ماده استفاده کنیم که معمولا دزی که پیشنهاد می شود در حدود ۵۰۰ ppm است که بر حسب نوع گیاه غلظتها متفاوت می باشد.

 

۶-  برای ممانعت از chilling باید گیاهان را در جاهای شیب دار بموازات شیب بکاریم نه عمود بر آن تا گیاهان کمتر در معرض جریانات هوای سرد قرار گیرند.

 

FROST

 

– frost یا یخبندان به ایجاد یخ و اضمحلال سلولی گفته می شود که در این حالت سلول کل آب در دسترس خود را از دست می دهد این امر منجر به مرگ و خشکیدگی گیاه می شود که عوامل موثر در نوع آسیب عبارتند از: طول زمان لازم برای انجماد ، درجه برودت ،تعداد چرخه های انجماد – ذوب و از عوامل مربوط به گیاه می توان مرحله رشد و نمو ،وضع تشریحی بافت، مقدار آب بافت و توان رشد گیاه را می توان نام برد .

 

بطور کلی گیاهان به دو طریق زیر از یخبندان آسیب می بینند :

 

الف – یخبندان درون سلولی :

 

این نوع یخبندان خیلی سریع بوده و منجر به تشکیل کریستالهای یخ در داخل سلولها می گردد .برای تشکیل یخ در داخل سلول گیاهی ، حرارت سلول باید در ظرف مدتی کمتر از نیم ساعت از صفر به ۱۰- درجه سانتیگراد تنزل یابد. این نوع یخبندان کمتر در طبیعت اتفاق می افتد دلیل آن این است که شدت سرمای هوا و اختلاف کاهش ناگهانی جبهه باید آنقدر زیاد باشد که بتواند در مدت کمتر از نیم ساعت منجر به سرد شدن ناگهانی اندامها و انجماد سلولهای گیاهی شود .

 

ب- یخبندان برون سلولی :

 

یخ زدگی برون سلولی عامل اصلی بروز صدمات ناشی از یخبندان است یخ زدگی گیاهان معمولا از نقاطی شروع می شود که غلظت شیره خام حداقل است چون شیره خام در آوند چوبی معمولا حداقل غلظت را دارد بنابراین آوندهای چوبی معمولا اولین محل شروع یخ زدگی می باشند . سرما از طریق آوندهای چوبی به فضای بین سلولی رسیده و بخار آب موجود در این فضا را منجمد می کند لذا فشار بخار در این فضا کاهش یافته ولی فشار بخار آب در سلولها هنوز زیاد است  این اختلاف فشار باعث کشیده شدن آب از سلولها به فضای بین سلولی می شود اگر کاهش درجه حرارت ادامه یابد تمام آب سلولی به فضای بین سلولی کشیده شده و منجمد می گردد و گاهی اندازه بلورهای یخ ممکن است به هزار برابر اندازه سلول برسد ولی اگر سرما ادامه نداشته باشد این فرایند متوقف می شود .

 

عمده ترین علائم یخ زدگی در گیاهان عبارتند از: ۱-  آفتاب سوختگی زمستانه  ۲- ریزش جوانه های گل قبل از باز شدن  ۳- شکافته شدن تنه درختان ۴- ریزش میوه ها ۵ – مرگ انتهایی شاخه ها  ۶- سیاه شدن آوندهای چوبی

 

لازم به ذکراست برای یخ زدن آب وجود هستکهای یخ ساز لازم است که بعضی از باکتریها مثل پسودوموناس در گیاهان بعنوان مولد هستک یخ زدگی عمل کرده و باعث یخ زدگی گیاه می شوند بررسیها نشان داده که می توان با پروتئین های مقاوم کننده این باکتریهارا از بین برد .

برخی از مواد و روشهای ممانعت از یخ زدگی گیاهان :

۱-    گلوکوزایدهای خاصی از نوع فلاونوئیدها وجود دارند که سلولهای گیاهی خیلی سریع این مواد را جذب نموده و به درون سلول انتقال می دهند این مواد از فعالیت باکتریهای مولد هستکهای یخی ممانعت               بعمل آورده و تشکیل پروتئینهای ضد یخ زدگی را تسریع  می کنندکارآئی این مواد در قبال یخ زدگی حتی تا ۱۵- درجه سانتیگراد نیز گزارش شده است منتها باید قبل از حدوث سرما و یخ زدگی تیمار بااین مواد صورت گیرد دز مصرفی این ماده بین ۵/۰ تا یک در هزار بوده که بر روی درختان پاشیده می شود و بهتر است همراه با بازدارنده های رشد استفاده شود.فلاونوئیدها در ترکیب با برخی از هورمونهای گیاهی که ذخایر را افزایش می دهند و ترکیبی از اسیدهای چرب غیراشباع یک ماده موثر بسیارقوی در مقابل سرمازدگی می باشند.

 

۲- آنتوسیانینها که در قبال سرما و یخ زدگی بطور طبیعی در گیاهان ساخته می شوند و کلا هر ماده ای که خاصیت آنتی اکسیدانی داشته باشد بشدت گیاه را در مقابل سرما و یخ زدگی محافظت می کند.

 

۳- با توجه به اینکه افزایش غلظت مواد قندی و ذخایر درون سلولی باعث مقاومت در مقابل یخ زدگی شده و آبیاری آخر فصل رویشی که باعث تداوم رشد می گردد منجر به کاهش غلظت مواد می شود لذا جهت ممانعت از یخ زدگی توصیه می شود از آبیاری درختان در آخر فصل رویشی خودداری گردد.

 

۴- دادن کودهای فسفره در آخر فصل رویشی باعث تجمع مواد و افزایش انرژی درون سلولی شده و از یخ زدگی ممانعت بعمل می آورد.ولی کودهای ازته در آخر فصل رویشی باعث حساسیت به یخ زدگی می گردد.

 

۵- هر عاملی که باعث افزایش لیگنین و ضخیمتر شدن دیواره سلولی بشود باعث مقاومت گیاه در مقابل یخ زدگی می شود که کلسیم یکی از این عناصر می باشد.

 

۶- هورمونهای اکسین و سیتوکینین که باعث آوند زایی می شوند ، اگر در طول دوره رشد (خرداد تا اوایل شهریور) گیاه را با این هورمونها تیمار کنیم مقاوت به سرما در طول زمستان ۳۰ الی ۸۰ درصد افزایش می یابد همچنین این دو هورمون مخصوصا سیتوکینین با افزایش مواد قندی و غلظت درون سلولی نقش عمده ای در ممانعت از یخ زدگی دارند.

 

۷- هورمونهایی از گروه براسینو استروئیدها و سالسیلاتها بصورت موضعی می توانند در مدت زمان کم گیاه را در قبال کاهش نیم تا یک درجه سانتیگراد حفاظت کرده و از سرمازدگی نجات دهند که برای سرمای یک روز بعد موثر می باشند.

 

۸- شخم زدن خاک باعث افزایش منافذ هوا در خاک گردیده و بایستی در طی دوره های حساس به یخبندان از آن اجتناب نمود.

 

۹-  برای درختان غیرخزان کننده هرس حاشیه درختان بدلیل امکان مبادله بهتر گرما به خاک در زیر درختان باعث افزایش محافظت در مقابل یخ زدگی می شود.