استفاده از آمار هواشناسی برای مقابله با تنش گرمایی در سیب‌زمینی

تاریخ کاشت سیب‌زمینی در شهرستان بوئین و میان‌دشت دهه‌های اول، دوم و سوم خردادماه و همین­طور دهه‌های اول، دوم و سوم تیرماه می‌باشد. از نظر مدت رسیدگی، دو گروه سیب‌زمینی شامل: ارقام زودرس تا متوسط­رس و ارقام دیررس به‌ترتیب با طول دوره رشد حدود 100 تا 115 و 125 تا 130 روز در این مناطق کشت می‌شوند. در این پژوهش از آمار درازمدت 13 ایستگاه هواشناسی اقلیم‌شناسی و سینوپتیک موجود در منطقه که در ستاد الگوی کشت استان اصفهان موجود بود، استفاده شد (شکل 1). آمار ایستگاه­ها از بدو تأسیس مبنای کار مطالعاتی بود. به این صورت در برخی ایستگاه­ها آمار 30 ساله و در برخی دیگر آمار 30-20 ساله مورد ­استفاده قرار گرفت. به‌منظور تبدیل داده­های نقطه­ای به داده­های پهنه­ای از روش­های زمین‌آماری استفاده‌ شده است. این روش­های میان‌یابی توسط اقلیم‌شناسان و متخصصین منابع طبیعی و علوم زمین ابداع و جایگزین روش­های قدیمی مثل میانگین حسابی و روش استفاده از خطوط هم‌مقدار شده است. در این روش‌ها ضمن تعیین انحراف متغیر موردنظر، ساختار مکانی داده‌ها نیز تعیین می­شود. 

برای محاسبه احتمال وقوع دماهای بیش از 30، 35-30 و بیش از 35 درجه سانتی‌گراد و ارائه راهنمای کاربردی، متوسط بیشینه دمای آن ماه در نظر گرفته شد و افزایش بیشینه دمای روزانه در هر دهه از ماه­های موردنظر نسبت به این متوسط به‌صورت درصد محاسبه گردید. در واقع دماهای بیش از 30 درجه سانتی‌گراد بیانگر نقطه شروع افت عملکرد سیب‌زمینی و تفکیک آن به دو محدوده 35-30 و بیش از 35 درجه سانتیگراد نیز برای بیان شدت افت عملکرد در نظر گرفته شده است. کشاورزان می‌توانند با توجه به نوع رقم مورد استفاده (زودرس تا دیررس) و با توجه به محاسبه درصد احتمال وقوع دماهای تنش‌زا برای کشت، تاریخ کاشت مناسب خود را انتخاب یا تغییر دهند. شکل 2 می‌تواند راهنمای خوبی برای طول دوره رشد ارقام مختلف (زودرس تا دیررس) باشد (3). با توجه به آمار درازمدت هواشناسی در این شهرستان، دوره رشد سیب‌زمینی می‌تواند از دهه اول خرداد شروع شده و فصل رشد  حداکثر تا دهه اول آبان ادامه یابد. تاریخ‌های کاشت‌ قبل از خرداد علاوه بر احتمال بالای برخورد مراحل حساس رشد با تنش گرمایی، در بسیاری مواقع به‌دلیل بارش‌های بهاره میسر نیست.

اگرچه ارقام و کلون‌های مختلف سیب‌زمینی واکنش متفاوتی به تنش گرمایی داشته و ارقام متحمل‌تر در دماهای بالا سرعت فتوسنتز بالاتر و تنفس تاریکی کمتری نسبت به ارقام حساس دارند (3)، با این‌حال دمای بهینه برای تعادل سرعت فتوسنتز و تنفس در سیب‌زمینی، 16 تا 20 درجه سانتی‌گراد ذکر شده و به ازاء هر 10 درجه سانتی‌گراد افزایش در این دمای بهینه، سرعت تنفس تاریکی در گیاه سیب‌زمینی دو برابر می‌شود (2). در پژوهش‌هایی که در اروپا صورت گرفته، دمای بهینه برای انجام فتوسنتز 20 درجه سانتی‌گراد تشخیص داده ‌شده و کاهش این دما به 10 درجه سانتی‌گراد و یا افزایش به 5 درجه بالاتر از این دما، سرعت فتوسنتز را 25 درصد کاهش داده است. بر این اساس در دمای 30 درجه سانتی‌گراد، آسیمیلاسیون خالص به صفر رسیده و عملکرد کاهش می‌یابد (6). برخی پژوهش‌های دیگر، دمای بهینه فتوسنتز را 24 تا 30 درجه سانتی‌گراد می‌دانند و معتقدند که کاهش آسیمیلاسیون خالص در دمای 35 درجه سانتی‌گراد شروع می‌شود (2).

با توجه به این‌که در اکثر مواقع تنش گرمایی معمولاً در مراحل گل‌دهی تا رسیدن غده موجب کاهش عملکرد می‌شود، بررسی تأثیر تنش دما در این فاصله زمانی می‌تواند اطلاعات مفیدی در اختیار ما بگذارد. در مطالعه‌ای تأثیر تنش گرمایی (35 درجه سانتی‌گراد روز و 25 درجه سانتی‌گراد شب) در سه مرحله گل‌دهی، توسعه غده‌ها و آغاز رسیدگی غده‌های سیب‌زمینی بررسی شد نتایج نشان داد که تنش گرمایی به‌ویژه در مرحله گل‌دهی باعث تحریک شدید رشد اندام‌های هوایی و افزایش ارتفاع گیاه شده درحالی‌که در مرحله توسعه غده‌ها باعث افزایش تعداد غده‌ها و تولید غده‌های ثانویه شد (4). در شرایط تنش گرمایی، کاهش وزن غده‌ها (و البته اندازه آن‌ها) یکی از دلایل عمده افت عملکرد سیب‌زمینی محسوب می‌شود و ارقام زودرس از این‌ جهت نسبت به دو گروه میان‌رس و دیررس کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند (7).

کیفیت غده‌های سیب‌زمینی و بسیاری از ناهنجاری‌های فیزیولوژیک پدیدآمده در غده‌های سیب‌زمینی با تنش گرمایی ارتباط نزدیکی دارد.  دلیل ناهنجاری فیزیولوژیک لکه قهوه‌ای غده سیب‌زمینی که گاهی از آن با نام زنگ داخلی غده یا لکه شکلاتی یاد می­شود، تنش گرمایی است. در این نوع ناهنجاری ابتدا سلول‌ها بی‌رنگ شده، حالت زخمی پیدا کرده و با پیوستن این سلول‌ها به یکدیگر لکه‌های قهوه‌ای ایجاد می‌شود. شدت ایجاد این لکه‌های نکروزه شده با توجه به رقم، شدت تنش گرمایی و سایر شرایط محیطی (رطوبت، دسترسی به مواد غذایی و هم‌زمانی با سایر تنش­ها) تغییر می‌کند. از دیگر اثرات مضر تنش گرمایی ایجاد رشد ثانویه غده‌ها، ایجاد رشته‌ای از غده‌ها که به‌صورت زنجیره‌ای به هم متصل هستند (استولون­ها منقبض می‌شوند)، جوانه‌زنی غده‌ها و کاهش درصد ماده خشک غده است (5).

در میان عوامل مدیریتی برای مقابله با تنش گرمایی، انتخاب تاریخ کاشت مناسب با توجه به آمار هواشناسی بلندمدت یک ناحیه می‌تواند رویکردی مناسب محسوب شود. در این پژوهش ضمن بررسی آمار بلندمدت دمای شهرستان بوئین و میان‌دشت، احتمال برخورد مراحل حساس رشد گیاه با دمای بالا در تاریخ‌های کاشت­ مختلف برآورد شد.