عناصر اقلیمی

عناصر اقلیمی که برای کشت گیاهان در فضای باز و در شرایط حفاظت شده در نظر گرفته می شوند عبارت اند از:

  • تابش خورشیدی
  • دما
  • بارندگی
  • رطوبت
  • تبخیر و تعرق
  • سرعت باد

رابطه بین میزان بارندگی و تبخیر و تعرق نقش مهمی در کشت محصولات در شرایط فضای باز دارد. محصولات کشت شده در شرایط حفاظت شده، همه آب مورد نیاز خود را از طریق سیستم آبیاری دریافت می کند. اگر برنامه ریزی برای ذخیره آب باران صورت گرفته باشد، باید رابطه بین بارش و تبخیر و تعرق داخل گلخانه در نظر گرفته شود.

تابش خورشیدی

میزان تابش خورشیدی، که در سطح خارجی اتمسفر زمین، ثابت خورشیدی نامیده می شود، معادل kW/m2 ۱۳۴۹ است. مقدار تابش خورشیدی در اتمسفر زمین به واسطه بازتابش، جذب و انتشار، کاهش می یابد، بنابراین فقط بخشی از آن به سطح زمین می رسد. مقدار تابش خورشیدی روی سطح زمین متناسب با عرض جغرافیایی، فصل، و ساعات روز و میزان کاهش تابش در اتمسفر زمین، به طور مثال: ابر و گردوغبار، متغیر است.

مهم است که برای تولید گیاهان، میانگین ماهیانه انرژی روزانه تابش خورشید را بدانیم. تابش روزانه خورشید در ناحیه استوایی در فصول تابستان و زمستان مشابه هستند، در حالی که در سایر نواحی اختلاف قابل توجهي بين فصول تابستان و زمستان دیده می شود. با افزایش عرض جغرافیایی، تابش روزانه خورشید در فصول تابستان و زمستان افزایش می یابد. همین روند در نیمکره جنوبی صدق می کند.

تغییرات در نواحی استوایی بر اساس دوره های سالیانه مشابه هستند. بعضی مناطق در مارچ/آوریل و سپتامبر اکتبر حداکثر تابش را دارند. در عرض های جغرافیایی بالاتر دامنه سالانه تغییرات تابش خورشیدی قوی تر است. اغلب، مجموع تابش خورشیدی برای کشورهای مدیترانه ای در تابستان، یعنی در عرض های بین ۳۰ و ۴۰، بالاتر از تابش خورشیدی در استوا است؛ که همچنین به طولهای مختلف روزانه و به میانگین مجموع ساعات روزانه تابش خورشید بستگی دارد.

تولید ماده خشک گیاهی تقریبا به طور خطی با کاهش تابش خورشیدی کاهش می یابد و رشد گياه در یک نقطه موازنه متوقف می شود که معادل  14-30W/mانرژی نورانی (0/1kWh/m2 day) برای گیاهان هست.بدون تأمین نور مصنوعی تولید کار آمار ماده خشک در عرضهای شمالی و جنوبی بالاتر در طی زمستان امکان پذیر نیست. در طول سال، مقدار تابش خورشیدی در نواحی استوایی و حتی در عرض های جغرافیایی بالاتر تا عرض جغرافیایی°۴۰ در طول زمستان به زیر حداقل افت نمی کند. ارقام مختلف سبزی ها به طول روز وابسته و حساس هستند. در مناطق گرمسیری، با توجه به کوتاه تر بودن طول روز در تابستان، باید ارقام مناسبی انتخاب شود. در گلخانه ها باید اتلاف نور در نظر گرفته شود. مهم ترین عامل برای فتوسنتز، به عبارت دیگر، رشد گیاهان، انرژی تابشی خورشید (W/m2) است. در عرض های پایین جغرافیایی، باوجود روزهای نسبتا کوتاه در تابستان، حداکثر تابش خورشیدی در موقع ظهر می تواند بسیار بالا باشد. اگر انرژی تابشی خیلی زیاد باشد ممکن است سایه اندازی لازم شود.

شرایط ابرناکی و ارتفاع زیاد از سطح دریا باعث ایجاد انحراف زیادی از میانگین تابش خورشیدی می شود.

  1. به دلیل ابر های ضخیم و بارش سنگین، تابش در نواحی استوایی به طور ثابتی کاهش می یابد. در مناطق دارای فصول بارندگی مشخص، کاهش در میزان تابش محدود به این فصول می شود.
  2. با افزایش ارتفاع شدت تابش افزایش می یابد. شرایط اقلیم مشابهی را می توان به طور مثال، در فلات گرمسیری اکوادور، کلمبیا و کنیا در نزدیکی اسنوا مشاهده نمود.

دما

تغییرات دمایی در یک منطقه به میزان تابش، فصل و ارتفاع از سطح دریا، فاصله از دریا، شرایط بادی و شرایط ابرناکی بستگی دارد. بنابراین، بیان نظر کلی در این مورد مشکل است.
شرایط نشان داده شده نتیجه در نظر گرفتن میانگین دما در ارتفاع بالای m ۵۰۰ از سطح دریا است . میانگین حداکثر دما در گرم ترین ماه ها در استواC ۳۳° است. در عرض جغرافیایی ۲۷° میانگین حداکثر دما تاC37° افزایش می یابد و پس از آن، دما افت کرده به گونه ای که در عرض جغرافیاییC۵۰° به C° 23 می‌رسد.

پراکندگی مقادیر حداکثر دما در اطراف میانگین از استوا تا عرض °30 افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. در استوا، میانگین حداکثر دما در سردترین ماه نسبت به میانگین حداکثر در گرم ترین ماه اختلاف خیلی کمی دارد. میانگین حداکثر دما از عرض جغرافیایی ۱۸ به بالا شروع به کاهش می کند. با افزایش عرض جغرافیایی پراکندگی این مقادیر در اطراف میانگین افزایش می یابد. اختلاف میانگین دما بین گرم ترین و سردترین ماه ها به این شرح هستند:

  • عرض های 0°-10°:

میانگین اختلافات دمایی بین گرم ترین و سردترین ماه ها کمتر از ۵° است.

  • عرض های 0°-23°:

میانگین اختلافات دمایی کمتر از ۱۳° است.

  • عرض های 48-23°:

اختلاف بین میانگین حداکثر دمای گرم ترین و سردترین ماه ها به طور مرتب تاc ° 24 در عرض جغرافیایی ۴۸ بالا می رود. اختلاف میانگین حداقل دما تا حدود  c17° رسیده و سپس متوقف می شود. اختلاف دمایی بین مقادیر نهایت حداکثر و حداقل بسیار بزرگتر است.
در دماهای بینc 0°وc 8°، شدت رشد سبزیها کم است، و حتی میوه ها ممکن است از بین بروند. حداقل مطلق دما باید بالایc  0° باشد. شتاب رشد بهینه در دماهای بینc 20° وc 30° اتفاق می افتد.
با توجه به دمای مناسب برای رشد سبزی ها، شرایط مناسب برای کشت سبزی ها برای عرض ۲۳ ارائه شده است. کشت در فضای باز در سرتاسر سال امکان پذیر است.
مخاطرات و مشکلات ایجادشده در نواحی اقلیمی واقع در عرض جغرافیایی بین 23° و 40° در اثر بالا بودن حداکثر دما و خطر یخبندان باید مورد توجه قرار گیرد و تولید گلخانه ای در سرتاسر سال بدون انجام گرمایش و سرمایش گلخانه باعث ایجاد مشکلاتی می شود.

برای داشتن اطلاعات دقیق تر، باید میکروکلیمایی منطقه یا ناحیه مورد بررسی قرار گیرد، زیرا دما همچنین به ارتفاع از سطح دریا، فاصله از دریاها، باد، و شرایط ابرناکی بستگی دارد. این داده ها می‌تواند از Muller و فائو (http://www.fao.org/ag/AGLN/climwat.stne) به دست آید.

تعدادی از نتایج مهم عبارت اند از:

  1. با افزایش ارتفاع از سطح دریا، دما کاهش می یابد. حداکثر دما بين فصل تابستان و فصل زمستان در اراضی مرتفع مناطق حاره و کوهستان ها، تفاوتی ندارد، اما در هر ۱۲ ساعت شبانه روز این تفاوت دیده می شود؛ علیرغم دمای بالای روزانه در اراضی مرتفع، در طول شب دما به زیر صفر می رسد. این وضعیت از روی میانگین های ماهیانه قابل مشاهده نیست.
  2. با افزایش فاصله از دریا، دامنه دما افزایش می یابد (اقلیم قاره ای)
  3. اثرات هوای سرد در عرض های پایین تر نسبت به عرض c۳۰° می تواند افزایش یابد.
  4. شرایط ابرناکی هوا، تابش خورشیدی و تابش با طول موج بلند از زمین را تحت تأثیر قرار می دهد. در فصول بارانی، دما به علت وجود ابرها تغییر می کند. تابش خورشیدی کمتر در طی روز میزان گرم شدن هوا را کاهش میدهد؛ کاهش تابش طول موج بلند در طول شب، میزان خنک شدن هوا را کاهش می دهد و دوره های گرمایی یکنواخت تر است.

بارندگی

آب از عناصر حیاتی برای رشد است. به منظور ارزیابی کشت حفاظت شده در یک ناحیه، لازم است که درباره مهم ترین شاخص های بارندگی نظیر، مقدار کل بارش، انتشار فصلی، شدت بارش و تناوب بارش، تغییرات بارش از سالی به سالی دیگر اطلاعات به دست آورد.

گلخانه ها در مناطق دارای بارش سنگین باید واجد ناودان بوده و آب را به بیرون هدایت کنند و از نفوذ آب به داخل گلخانه جلوگیری کنند. در کشت فضای باز، به ویژه برای تأمین آب (تعادل آبی همراه با بارندگی)، تبخیر و تعرق از دیگر عناصر مهم است، تحت شرایط کشت محافظت شده مصرف كل آب به وسیله گیاهان توسط سیستم آبیاری تأمین می شود؛ در صورتی که از نظر اقتصادی ،بارش باران برای نصب امکانات ذخیره ای کافی باشد می توان آب باران را برای آبیاری ذخیره کرد. تبخیر و تعرق در گلخانه به منظور تخمین مصرف آب و مقدار آب لازم برای آبیاری از اهمیت برخوردار است.

مقایسه نیاز آبی محصول و مقدار آب باران قابل ذخیره محاسبه حجم مخزن ذخیره آب باران را ممکن می سازد. تغییرات در بارش می تواند در طی سال ها و متناسب با تغییرات جهانی اقلیم می تواند تغییر کند، اما همبستگی داده شده می تواند ایده ای از احتمال بارش بدهد.

مناطق بارشی تعیین می شوند توسط:

  • کمربندهای هوای کم فشار در جبهه های هوایی استوایی و قطبی
  • جهت و نوع بادهای مرطوب، و ارتباط آنها با جریانات اقیانوسی.
  • فاصله منابع عمده آب (دریاها و اقیانوسها)

شدت بارندگی در نواحی گرمسیری بالا بوده و با طوفان همراه است. مازاد بارندگی ، که خاک نمی تواند جذب کند، به صورت روان آب جریان می یابد. روان آب ایجادشده در دسترس گیاهان قرار نمی گیرد و سبب فرسایش شدید خاک می شود. عموما، شدت های باران بیش از mm/h ۱۰ به دلیل ایجاد فرسایش، خطرناک است. این نوع بارش، در نواحی گرمسیری به کرات رخ می دهند.

بنابراین، کشت حفاظت شده حتی در مناطق گرمسیری مزیت دارد، زیرا محصول و گیاه را از بارندگی شدید محافظت می کنند. می توان باران را برای آبیاری در فصول کم آبی جمع آوری کرد.

اقلیم های گرمسیری مرطوب از باران شدید خسارت می بینند، درحالی که در اقلیم های نیمه گرمسیری مناطق وسیعی وجود دارد که از بارش بسیار اندک برخوردارند. بارندگی ها نشان می دهد که معمولا در جاهایی که مقدار کل بارندگی خیلی کم است، بیشترین تغییرات در بارش اتفاق می افتد.

  • در ماه ژانویه، نواحی دارای بارش سنگین تر را می توان در جنوب خط استوا در آمریکای جنوبی و در آفریقا یافت. این نواحی در آسیا، بخصوص در استرالیای شمالی و در هر دو سمت خط استوا دیده می شود.
  • در آوریل، بیشترین بارش در شمال خط استوا و به ویژه در آسیای جنوب شرقی دیده می شود.
  • در ماه جولای این نواحی به سمت شمال گسترش می یابند. در آسیای جنوب شرقی، هماهنگی آنها با بادهای موسمی قابل توجه است.
  • در اکتبر، نواحی بارانی به سمت جنوب عقب نشینی می کنند.

انتشار فصلی بارندگی به طور قابل توجهی در نواحی مختلف جهان متفاوت است. میانگین بارندگی ماهیانه همچنین ماکزیمم و مینیمم بارش برای بسیاری از ایستگاهها در جهان را می توان در (۱۹۹۶ Muller و    http://www.fap.org/AGLN/climwat.stne  FAO) یافت.

دسته بندی اقلیم‌ها

شرایط اقلیمی نواحی مختلف برای کشت حفاظت شده سبزی ها و گیاهان زینتی در گلخانه هایا زیر سایبان ها بسیار اهمیت دارد. بدین منظور توسط دانشمندان یک طبقه بندی اقلیمی از وضعیت آب و هوایی مناطق انجام گرفته است. مهم ترین فاکتورهای مؤثر در طبقه بندی اقلیم عبارت اند از دما، بارندگی، و تابش جهانی. علاوه بر این، تبخیر و تعرق از فاکتورهای مهم رشد محصول در فضای باز و گلخانه ها است.

این بررسی بر اساس دسته بندی تریوار تا (Trewartha) و همکاران صورت گرفته است، که در کنار دسته بندی Koppen است.
در این دسته بندی، اقلیم به ۶ گروه اقلیم اصلی تقسیم شده است؛ پنج گروه از آنها بر اساس پنج ناحیه بزرگ حرارتی بوده، و ششمین گروه اقلیم اصلی ، اقلیم خشک است که با چهار گروه اقلیمی دیگر همپوشانی دارد.

 تعاریف علائم و مرزهای اقلیمی عبارت اند از:

A- نواحی مرطوب گرمسیری

سرمای کشنده وجود ندارد؛ در نواحی دریایی، دمای سردترین ماه سال بیشتر ازC ° 18 است.

  • r (بارانی) = 10-12 ماه مرطوب؛ 0-2 ماه خشک
  • w=  زمستان (دوره آفتاب کم) خشک؛ بیش از ۲ ماه خشک
  • s= تابستان (دوره آفتاب زیاد) خشک

B- ناحیه خشک

پتانسیل تبخیر از میزان بارش افزون تر است.

  • W= بیابان یا خشک
  • S= استپ یا نیمه خشک
  • h=  داغ؛ ۸ ماه یا بیشتر با میانگین دمای بالای C° 10
  • k= سرد؛ کمتر از ۸ ماه با میانگین دمای بالای C° 10
  • s= تابستان خشک
  • w= زمستان خشک
  • n= غالبا مه

C- نواحی نیمه گرمسیری

برای ۱۲-۸ ماه دما بیشتر از C 10° ؛سردترین ماه زیر C 18°

  • a= تابستان داغ؛ گرم ترین ماه بالای C 22°
  • b= تابستان خنک، گرم ترین ماه کمتر از C 22°
  • f= بدون فصل خشک؛ اختلاف بین خشک ترین و مرطوب ترین ماه ها کمتر از نیاز برای s و w ؛خشک ترین ماه تابستان بیش از 3cm بارندگی دارد.
  • s= تابستان خشک؛ میزان بارش در نیمی از سال (زمستان) حداقل سه برابر بیشتر از نیمسال (تابستان) دیگر است؛ میزان بارش در خشک ترین ماه تابستان کمتر از  3cm بوده و مجموع ساليانه بارش کمتر از 89cm است.
  • w= زمستان خشک؛  میزان بارش در نیمی از سال (تابستان) حداقل سه برابر بیشتر از نیم سال ( زمستان) دیگر است.

D- نواحی معتدل

۴-۷ ماه دما بالای C° 10

  • = اقیانوسی یا دریایی؛ دما در ماه سرد بالای C° 0
  • c= قاره ای؛ دمای در ماه سرد زیر C° 0
  • w,s,f,A= تعاریف مشابه C

E- شمالی

دما در ۳ – ۱ ماه بالای C° 10

F- قطبی

دما در همه ماه ها زیر C° 10

  • t= تندرا؛ دما در گرم ترین ماه بین C° 0و C° 10
  • t= يخبندان؛ دما در همه ماه ها کمتر از C° 0

مناطق اقلیمی زیر، بدون توجه به شرایط محدود کننده میکروکلیمایی، باید برای احداث گلخانه ها و سایه بان ها متمایز و شناسایی شود.

G- ناحیه گرمسیری و استوایی

  • Ar= گرمسیری مرطوب، حداکثر ۲ ماه خشک.
  • Aw= گرمسیری خشک و مرطوب، تابش زیاد و مرطوب، تابش کم و خشک،
  • BW و BS= خشک و نیمه خشک، عمدتا خشک و فصل بارانی کوتاه.
  • A= اقلیم گرمسیری مرطوب

حدفاصل عرض جغرافیایی° ۳۰ شمالی و° ۳۰ جنوبی، همچنین در نیمه گرمسیری مرطوب. (Cf) ویژگی های زیر در اقلیم های گرمسیری برای کشت حفاظت شده (داخل گلخانه)  مهم هستند.

  • نواحی مرطوب همواره دارای اقلیمی گرم هستند، عاری از یخبندان بوده و در بسیاری از مناطق، اختلافات دمایی بین روز و شب بزرگتر از اختلاف دمایی مقادیر میانگین بین گرم ترین و سردترین روزها است.
  • معمولا این شرایط اقلیمی تا ارتفاع حدود m ۶۰۰ وجود دارد.
  • مقدار بارش بالا بوده و معمولا با طوفان و رعد و برق همراه است. انتشار سالانه و فصلی بارش به مقدار قابل توجهی متفاوت است.

Ar- اقلیم گرمسیری مرطوب

  • دماهای ماهیانه یکنواخت با میانگینC ۲۵-۲۷° ، تغییرات ماهیانه دمایی بسیار کوچک؛ تغییرات روزانه دما بیشتر بوده و به C۶-۱۴° می رسد.
  • بارش سنگین در سرتاسر سال و فصل خشک وجود نداشته، یا حداکثر فقط ۲ ماه وجود دارد. مقدار سالیانه بارندگی mm ۱۸۰۰-۲۵۰۰ است.
  • میزان تابش خورشید و رطوبت بالا است.

AW- اقلیم گرمسیری مرطوب و خشک

توزیع بارش سالیانه نسبت به اقليم Ar یکنواختی کمتری دارد. فصل مرطوب کوتاهتر بوده، فصل خشک آن در زمان تابش پایین، طولانی تر و همچنین خشکی شدیدتر است.

دوره های دمایی مشابه اقليم Ar است. با موقعیت تقريبا عمودی خورشید و طول روز و شب مساوی در طی سال، تغییرات ماهیانه میانگین دما کم و در محدوده°C ۳-۸.

C- اقلیم نیمه گرمسیری

خصوصیت بارز اقلیم های نیمه گرمسیری وجود دوره های فصلی منظم دمایی در تابستان و زمستان است.

اقلیم Cs: تابستان خشک نیمه گرمسیری (مدیترانه ای)

اقلیم های Cs در سمت غربی قاره ها بین عرضc ۳۰° و° ۴۰ قرار گرفته اند. به عبارت ساده تر، اینها سه مشخصه دارند:

  1. بیشتر بارندگی در طی زمستان صورت می گیرد. تابستان ها بسیار خشک است.
  2. تابستان ها بسیار داغ، زمستان ها ملایم است.
  3. تابش خورشیدی، به ویژه در تابستان، بسیار شدید است؛ ابر بسیار کمی دیده می شود.
  • میانگین دما در زمستان بین c° ۱۳-۴و در تابستان بینc ۲۱° – ۲۸ است. تغییرات سالیانه میانگین ماهیانه دما ۱۷-۱۱°  است. طی سه ماه زمستان، گاهی یخبندان شبانه رخ می دهد.
  • بارش سالیانه mm ۳۸۰-۷۶۰ است که معمولا برای تولید محصول کافی نیست.

Cf- اقلیم نیمه گرمسیری مرطوب

اقلیم های نیمه گرمسیری مرطوب بين عرض های° ۲۵ و° ۴۰ یافت می شود و در مقایسه با اقلیم های Cs نیمه گرمسیری با تابستان خشک از سه نظر فرق می کند:

  • این اقلیم ها در سمت شرقی قاره ها قرار گرفته اند.
  • بارش سالیانه بیشتر است.
  • توزیع بارش کاملا در طول سال بوده، با حداکثر بارندگی در ماه های گرم تابستان کمبود آب وجود ندارد.
  • ماه های تابستان بسیار داغ بوده و دارای رطوبت نسبی زیاد است. زمستان ها نسبتا ملایم با میانگین دماهای C° 13- 4 هستند. در بعضی ماههای زمستان طی شب، گاهی یخبندان رخ می دهد.
  • مقدار کل سالیانه بارش حدود mm ۷۶۰-۱۷۰۰ می رسد.

B- اقلیم های خشک

اقلیم های خشک نه تنها توسط مرزهای دمایی بلکه توسط مقدار بارش تعریف می شوند.

  • در اقلیم های خشک، پتانسیل تبخیر و تعرق سالیانه بزرگ تر از میزان بارندگی است. مرزهای اقلیم های خشک با این واقعیت مشخص می شود که پتانسیل تبخیر و تعرق سالیانه مساوی بارندگی است.
  • تغییرات دمای روزانه، به ویژه در زمستان، بسیار بالا است. و آسمان در اغلب موارد بدون ابر است، در این مناطق تابش بالای خورشید وجود دارد که باعث می شود دما در طی روز بالا رود. رطوبت نسبی در طی روز کم بوده و در حد ۳۰- ۱۲ درصد است. به دلیل بدون ابر بودن آسمان (معمولا)، میزان تابش گرمایی در طی شب از زمین بسیار زیاد بوده در نتیجه، دما به طور قابل ملاحظه ای افت  می کند.

H- سرزمین های مرتفع

اقلیم سرزمین های مرتفع به طور قابل ملاحظه ای تفاوت می کند، و تحت تأثیر بسیاری از فاکتورهای مؤثر محلی است. بنابراین تشریح و ارائه جزئیات برای آن مشکل است.

  • با افزایش ارتفاع، تابش افزایش یافته و دما افت می کند.
  • با توجه به موقعیت مکانی آن، بارش می تواند بسیار زیاد باشد.
  • در سرزمین های مرتفع استوایی، نظیر کنیا، کلمبیا و مالاوی، شرایط بسیار خوبی برای تولید گیاهان وجود دارد.

میانگین دمای ماکزیمم و مینیمم، همچنین تابش خورشید، برای ارزیابی شرایط اقلیمی برای پرورش گیاه از اهمیت برخوردار است.

جهت مشاوره رایگان با کارشناسان کشاورزی شرکت نیلوفرپلاستیک در تماس باشید.