الأربعاء، 4 يناير، 2017

تأثير الصقيع على النباتات

       تأثير الصقيع على النباتات:
تختلف النباتات في تحملها لدرجات الحرارة حسب أنواعها وأصنافها وأطوار نموها وبالنسبة للأشجار المثمرة تتحمل البراعم الزهرية درجة حرارة -3 درجة مئوية وتتحمل الأزهار حتى -2 درجة والثمار الصغيرة تتحمل -1 درجة وأخطر فترة لجميع أشجار الفاكهة هي فترة سقوط بتلات الأزهار ويلاحظ أن أعضاء النبات الغضة الغنية بالماء أكثر تعرضاً للصقيع من غيرها. كما أن أضرار الصقيع لا تتعلق بالحرارة الدنيا التي تصل إليها أعضاء النبات فحسب ولكن تتعلق أيضاً باستمرارية الصقيع فمثلاً يمكن لنبات أن يتحمل درجة حرارة -4 م دون أي ضرر إذا كانت فترة التعرض قصيرة بينما درجة حرارة -3 م تلحق به أضرار فادحة إذا كانت فترة التعرض أطول.
تتأثر النباتات بالصقيع في فترة النمو كما تتضرر من الصقيع الشتوي في طور السكون وأعضاء النبات المعرضة للصقيع الشتوي هي الجذور وعقده الطعم وأسفل الساق وتفرعاته والبراعم الخشبية والزهرية إذ يسبب الصقيع تخريب البراعم الخشبية والزهرية وخاصة في الفروع الحديثة وتكون قاعدة الساق من الأجزاء الأكثر تضرراً بسبب تجمع الهواء البارد بالقرب من سطح التربة وكذلك قمة الأغصان بسبب شدة ضياع الحرارة بالإشعاع ويظهر أثر الصقيع على النباتات خلال الأسابيع الأولى من فترة النمو.
فنلاحظ نقصاً في عدد الأزهار بسبب تخريب البراعم الزهرية وانعدام النمو في الفروع الحديثة الغنية بالماء، كما أن البراعم والأزهار والأوراق تجف بصورة مفاجئة إذا كانت الأنسجة الحاملة قد تخربت كثيراً، يتضرر المشمش والجوز والكرمة بصورة خاصة من الصقيع الربيعي إذ تكون الأنسجة مليئة بالماء فيتشكل الجليد بين الخلايا وهذا يسبب تخريباً ميكانيكياً للنسج الحية وأضرار الصقيع الربيعي تنتج بسبب تأثير الحرارة المنخفضة على البروتوبلازما مباشرة من جهة وتأثيره على نسبة الماء في الخلية من جهة ثانية ويسبب الصقيع تعفن البراعم وسقوط الأزهار، كما أنه يعطي نمواً مضطرباً للثمار وأشكالاً مشوهة لها ويخرب الأوراق ويجعلها مجعدة ومشققة على وجهها السفلي.
تتضرر الأزهار بسبب الصقيع فيلاحظ بعد حدوثه تلون الأعضاء المذكرة باللون الأسود، أما أعضاء التأنيث في الزهرة فيبدأ التلون باللون الأسود في رأس الإبرة وينتهي في البويضة وإذا وصل السواد إلى حواجز البويضة قضى عليها نهائياً دون أن يظهر ذلك من الخارج ثم تذبل الثمرة الغضة وتموت.
       طرق الوقاية من الصقيع ومقاومته :
       طرق الوقاية السلبية : وهي عبارة عن إجراءات وقائية تساعد على الوقاية من الصقيع كما تحدد من شدته ومنها :
       اختيار الموقع حيث تؤثر شروط المكان المحلية والموقع بالنسبة للتضاريس في المنطقة وشكل الحقل الطبوغرافي على تغير شدة الصقيع وطبيعة حدوثه.
       انتقاء الأصناف حيث تختار أنواع الأشجار والأصناف متأخرة الإزهار والأقل تضرراً بالصقيع في الأماكن الأكثر عرضة للصقيع.
       الأعمال الزراعية حيث تتخذ الإجراءات التي تسهل تصريف الهواء البارد كما يوصى بقص الأعشاب تحت الأشجار المثمرة وتسوية الأرض بعد الحراثة لتسهيل انتقال الحرارة من طبقات التربة العميقة وتقليم الأشجار بحيث يبتعد تاج الشجرة عن سطح الأرض قدر الإمكان وتوجه صفوف الأشجار حسب التضاريس بحيث تساعد على تصريف الهواء البارد.
       طرق الوقاية الإيجابية:  وهذه الطرق يلجأ إليها لمنع حدوث الصقيع أو للتقليل من أضراره شريطة أن تكون الجدوى الاقتصادية لعملية مقاومة الصقيع إيجابية، هذا وإن مختلف طرق الوقاية الإيجابية تسعى لحفظ حرارة النبات فوق حد مقاومته وتحقق هذه الطرق هدفها أما الحفاظ على حرارة الطبقة الجوية الدنيا عن طريق تقليل فقد الحرارة بالإشعاع أو بإعطاء قدرة حرارية إضافية لهذه الطبقة وتقسم طرق الوقاية الإيجابية إلى :
       الطرق البيولوجية :
       زيادة مقاومة الأشجار وذلك بتحسين شروطها الغذائية والمائية.
       تأخير النمو والإزهار ويتم ذلك باختيار أصول ذات نمو متأخر أو استعمال محاليل ذات أساس هرموني وتعالج الأزهار المتضررة بأحداث نمو للثمار بدون تلقيح مباشر للبويضة باستعمال بعض المركبات مثل حمض الفانفتالين الحامضي ويستعمل حمض جيبراليك للأجاص وسيكوكوك لتأخير أزهار الأجاص وكذلك Pg آلار للكريز والتفاح.
       الطرق الفيزيائية: وتشمل الري بالرذاذ أو الري السطحي ، المراوح وخلط الهواء، الضباب الصناعي والتدخين، التغطية والتدفئة.
       الري بالرذاذ والري السطحي : يقاوم الصقيع برش الماء فوق الأشجار أو تحتها وفاعلية الرش فوق الأشجار أكثر من فاعلية الرش تحتها، وهناك محاذير للرش فوق الأشجار منها تراكم الجليد على الأغصان في حالات الصقيع الشديد، وكذلك المساعدة على انتشار الأمراض والحشرات بسبب زيادة الرطوبة ويبين الجدول التالي فاعلية الرش فوق الأشجار. كما يستخدم الري بالرذاذ لإطالة فترة السكون وذلك في الأيام التي يزيد معدل الحرارة فيها عن الصفر البيولوجي في بداية الربيع ظهراً حيث تؤخر هذه العملية الإزهار من أسبوع إلى أربعة أسابيع ويستعمل الري بالرذاذ تحت الأشجار بشكل واسع في أمريكا بسبب عدم تسببه في انتشار الأمراض وتكون الجليد على الأغصان ، كما يستعمل الري السطحي وخاصة للكرمة الزاحفة والخضراوات.
       المراوح وطريقة خلط الهواء: وتتم بخلط الهواء البارد القريب من سطح الأرض مع الهواء الأدفأ المتواجد في الطبقات الأعلى في ليالي الصقيع الإشعاعي. حيث تستعمل طائرات الهيلوكبتر أو مراوح قطر شفراتها (2.5-4) متر وتدور من (900-1300) دورة في الساعة. حيث توضع المراوح على برج ارتفاعه عشرة أمتار وتجري دورة كاملة حول محور البرج كل ساعتين ودقيقتين ويمكن أن يكون المحرك كهربائي أو بالوقود السائل والاستطاعة اللازمة خلال ساعة تتراوح بين 20-30 HP  وتغطي المروحة الواحدة من 2-4 هكتار ومحورها مائل باتجاه الأرض بزاوية 10-20 درجة وهناك شروط مثلى لاستخدام المراوح تتلخص بالتالي :
       المساحة المحمية كبيرة
       سقف الانقلاب الحراري من 12-15 متر
       الحقل مستوي
       نصف الفرق بين الحرارة على ارتفاع 15 متر وارتفاع خمسة أمتار بين 1-3 درجة مئوية
       الصقيع من النوع الإشعاعي
       يجب تشغيل المراوح قبل نصف ساعة من حدوث الصقيع
       التغطية: وتتم بتغطية النبات بالزجاج أو المواد البلاستيكية أو بالقش أو القماش أو التراب إذ تحد التغطية من فقد الحرارة بالإشعاع أو عن طريق تيارات الحمل وتعمل على هذا المبدأ البيوت الزجاجية البلاستيكية.
       طريقة التدفئة: وتتم بحرق الوقود السائل أو الصلب أو أية مواد أخرى قابلة للاشتعال وأجهزة التدفئة صغيرة الحجم أفضل من كبيرة الحجم وترفع هذه الوسائل حرارة الهواء من درجتين إلى ثلاث درجات.
       استخدام النفايات : حيث تستخدم النفايات الرطبة من مساوئ هذه الطريقة صعوبة إشعال الأكوام وعدم إمكانية التحكم في شدة الاحتراق وتلوث البيئة والتربة بالمواد غير القابلة للاحتراق.
       أجهزة التدفئة التي تستخدم الوقود السائل: تصنع الأجهزة عادة من وعاء معدني يتسع لـ10-20 لتر وهي أما أن تكون بسيطة أو ذات مدخنة مع منظم للهب والوقود ويفضل النوع الثاني. دلت التجارب بأن تسخين الهواء بأجهزة التدفئة المختلفة ترفع حرارة الهواء حوالي ثلاث درجات مئوية إذا كان عدد الأجهزة يتراوح بين 100-250 جهازاً في الهكتار الواحد موزعة في البستان وذلك حسب تضاريس الحقل وشدة الصقيع ونوع المحصول ويمكن الحصول على ارتفاع /5/ درجات  إذا زيد عدد الأجهزة إلى 400-500 جهاز ويختلف استهلاك الجهاز للوقود باختلاف نوعه إلى أنه يقدر من 200-600 كجم للهكتار في الساعة الواحدة  وذلك باختلاف شدة الصقيع وطبيعة الحقل ومردود الجهاز.
       للحد من أضرار الصقيع على الأشجار المثمرة : يمكن تنفيذ التعليمات الفنية التالية:
       إزالة الأعشاب من البساتين المزروعة بالأشجار المثمرة.
       تغطية سطح التربة تحت مسقط الأشجار بالقش أو النشارة.
       لف جذوع الأشجار والغراس الحديثة السن بالخيش
       تنظيم ري الأشجار وعدم إعطاء ريات زائدة عن الاحتياج حيث أن ذلك يعطي نموات غضة تتأثر بشكل كبير عند حدوث الصقيع.
       استبدال زراعة الأصناف الحساسة للبرودة وخاصة في الأماكن المعرضة للصقيع.
       تأخير تقليم الأشجار في المناطق التي تتعرض للصقيع إلى ما بعد احتمال حدوث الصقيع.
       قطع الفروع والأغصان اليابسة من الأشجار التي قد يتضرر مجموعها الخضري جزئياً حيث يتم القطع من منطقة الجفاف للأفرع وبعدها تتم تربية أفرع هيكلية جديدة للشجرة.
       تقوية نمو الأشجار المصابة برش الأسمدة الورقية خلال 3-4 سنوات القادمة وإعطاء دفعات متوازنة من الأسمدة العضوية والكيماوية خلال هذه السنوات.
       دهن ساق الأشجار والأفرع الهيكلية التي تعرف من الأوراق بمادة الكلس لحمايتها من ضربة الشمس.
       الضباب : Fog
       يتكون الضباب عندما يتكاثف بخار الماء في الطبقة السطحية من الغلاف الجوي على شكل قطيرات صغيرة لا يزيد قطر الواحدة منها على مئة ميكرون، حيث تبقى عالقة في الجو بسبب صغر تلك القطيرات، مما يقلل من مدى الرؤية والتي يتناقص مداها مع زيادة الرطوبة النسبية. وإذا كان مدى الرؤية يقل عن ( 1000 متر ) سميت الحالة ضباباً، وإن زاد مدى الرؤية عن (1000 متر) سميت الحالة ضباباً خفيفاً أو شبورة (mist). وفي الحالة الأخيرة سرعان ما تنقشع عند سطوع الشمس في الصباح الباكر. ونظراً لخطورة حدوث الضباب على سلامة حركة الطيران والنقل البري، فقد وضع العلماء مقياساً دولياً للضباب ويعتمد هذا المقياس على المشاهدة بالعين المجردة، تبعاً لأقصى مسافة يمكن للعين رؤية معالم الأشياء عندها بوضوح.
       ويقسيم الضباب تبعاً للظروف التي يحدث بسببها التكاثف إلى الأنواع التالية:
       الضباب الإشعاعي (Radiation Fog) : تكون الضباب الإشعاعي أو ما يعرف بضباب البر أو الضباب المتنقل في العروض الوسطى والعليا في فصلي الشتاء والربيع حيث الليالي الطويلة حينما تكون السماء صافية والرياح هادئة، مما يؤدي إلى فقدان سطح الأرض خلال تلك الليالي كميات كبيرة من الإشعاع الأرضي، وخاصة في نهاية الليل وقبل شروق الشمس/ مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة. ويعد استقرار طبقة الهواء السطحية شرطاً ضرورياً لتكون الضباب الإشعاعي، خاصة وأن استقرا الهواء يساعد على هدوء الرياح ويضاعف من تبريد سطح الأرض، إلا أن الهدوء التام يعمل على تكون ضباب متقطع على شكل كتل صغيرة منفصلة، لكن هبوب رياح ضعيفة يساعد على مزج طبقة الهواء السطحية الرقيقة الملامسة لسطح الأرض مباشرة مع طبقة الهواء الواقعة فوقها مباشرة، مما يزيد من كمية بخار الماء المتكاثف، وتعمل على نمو الضباب وزيادة سماكته والتي تصل حوالي (30) متراً عندما تتراوح سرعة الريـــاح ما بين 2-3 ميل/ساعة.
       الضباب المتنقل (Adverted fog) : ويعرف أيضاً بضباب البحر لأنه يتكون فوق المسطحات المائية والمناطق الساحلية في فصل الشتاء عندما تمر كتلة من الهواء الدافئ الرطب فوق سطح بارد، كما هو الحال عندما يتحرك الهواء، الذي يعلو التيارات البحرية الدفيئة، ويمر فوق تيارات بحرية باردة، لهذا يزيد الضباب عند مناطق التقاء التيارات البحرية الدفيئة والباردة، مثل منطقة جزر اليابان، حيث يلتقي تيار كيروسيفو الدافئ بتيار كمتشتكا البارد. وفي المناطق الساحلية يسهم نسيم البحر في دفع هذا الضباب إلى المناطق الداخلية. كما يتكون هذا الضباب في المسطحات المائية الواقعة في المناطق المعتدلة والباردة، في فصل الصيف عند التقاء تيارات بحرية دافئة بأخرى باردة.
       ضباب المدن ( Town Fog ) : وهو يحدث في أجواء المدن بسبب ركود الهواء وانخفاض حرارته تبعاً لانخفاض حرارة سطح الأرض أثناء الليل، وبالتالي يتكاثف بخار الماء، ويساعد على حدوث التكاثف انتشار ذرات الغبار والكربون من دخان المصانع التي تكثر في المدن، أمّا المدن الصناعية فيتسم ضبابها بالتلوث الشديد نتيجة لما تفقده مداخن المصانع من غازات مختلفة في الهواء. ويطلق على هذا الضباب الملوثDirty Fog اسم الضباب الدخاني الأسودSmog. وهو ضباب كثيف ممزوج بالدخان (ضباب + دخان) ولا يتأثر بشروق الشمس ولا بسقوط المطر، ويمكن أن يستمر لعدة أيام.
       أثر الضباب على المزروعات:
رغم وجود بعض النتائج السيئة للضباب على حركة النقل والمواصلات والسياحة ونشاط الإنسان، إلا أن للضباب بعض الفوائد للمزروعات، فبعض المناطق الجافة والصحاري الساحلية تستفيد من الضباب في ري بعض المزروعات، وتعوض الضباب عن قلة الأمطار، وقد قدر التساقط السنوي من الضباب على إحدى جزر هاواي بـ  1270 مليمترا في السنة.
ثانيا : بعض مظاهر التكاثف في الهواء المرتفع عن سطح الأرض
عندما يزداد بخار الماء في الهواء المرتفع عن سطح الأرض، ويصل إلى درجة التشبع (أي الرطوبة النسبية 100٪)، يتعرض هذا الهواء لعمليات التكاثف، وينتج عن ذلك تكون العد من الظواهر الجوية منها البرد Hails، والثلج Snow، والسحب Clouds، والأمطار Rainfalls.ويلاحظ أن كلاً من البرد، والثلج، والأمطار تسقط على سطح الأرض، ويطلق على سقوطها تعبير التساقط Precipitation.
       البرد : Hails
وهـو عبـارة عن حبات مستديرة من الثلج Lumps of Ice، يبلغ قطرها حـوالي 1,5 سم، وقد تزيد عن ذلك وتصل إلى عشرة سنتيمترات، وترتبط نشأة البرد بحركة التيارات الهوائية الصاعدة في المناطق التي تتعرض لصعود الهواء بشدة Extremely Strong Updrafts of Air، وبالتالي يزداد حدوث البرد في مناطق تكوين سحب المزن الركامي Cumulonimbus Cloud.
ويعد سقوط البرد في الجهات القطبية أمراً نادر الحدوث، بسبب عدم وجود التيارات الهوائية الصاعدة في تلك الجهات. كما أنه لا يسقط في الجهات الاستوائية على الرغم من وجود التيارات الهوائية الصاعدة وسحب المزن الركامي. ويعزى ذلك إلى ارتفاع حرارة الهواء في الطبقات السفلى منه، وبالتالي انصهار حبات البرد قبل وصولها إلى سطح الأرض وتحولها إلى مطر.
       الثلج Snow
يُعد الثلج مظهراً من مظاهر التكاثف نتيجة لتجمد بخار الماء في طبقات الجو العليا، وظهوره على شكل جسم صلب Solid، ولا يحدث ذلك إلاّ إذا انخفضت درجة حرارة الهواء إلى أقل من درجة التجمد، وقد يتكون الثلج بصورة مباشرة عن طريق التسامي. وقد تختلط بلورات الثلج بماء المطر، أو قد تتعرض قطرات المطر عند سقوطها في المناطق الباردة إلى التجمد. ويتكون الثلج عند بداية سقوطه على سطح الأرض من قشور هشة خفيفة الوزن، وتتطاير في الجو كالقطن، لكن عند تجمع الثلج بعضه فوق بعض يتعرض بدوره للانضغاط، ويتماسك بشدة ويصبح شديد الصلابة، ويعرف في هذه الحالة بالجليد Ice.
ويترتب على تساقط الثلج في الجهات المأهولة بعض الأضرار، مثل تعطيل سبل النقل والمواصلات. ويترتب على تساقط الثلج أو ترسبه على أجسام الطائرات أثناء طيرانها حدوث اختلال في توازنها وضعف قدرتها على الحمل والطيران. لهذا يُفضل الطيارون عادة الارتفاعات فوق مستوى السحب خاصة إذا كانت من النوع الركامي Cumulus. وتزود بعض الطائرات بأجهزة خاصة لإزالة ما قد يترسب من الثلوج عليها أولاً بأول.