۴-۷. احتمال وقوع سرمازدگی در مرحل مختلف رشد گیاه برنج
سرمازدگی بر خلاف یخبندان رخ دادی است که می تواند در تمام طول سال و در هر دمایی بر گیاه وارد گردد، و بروز دمای صفر و پائین تر برای این کار الزامی نیست.

یک گیاه در طول دوره رویشی خود نیاز به دمای مناسب دارد که گیاه در دامنه این دمای مطلوب قادر به ادامه رشد می باشد و پائین تر ویا بالاتر از این دامنه مطلوب می تواند بر گیاه اثرات مضری داشته باشد و در نهایت عملکرد گیاه را تحت تاثیر قرار دهد. اگر دمای محیط از حد مطلوب گیاه بالاتر رود گیاه دچار گرما زدگی شده و منجر به تنش گرمایی در گیاه می گردد اما اگر از دامنه مطلوب پائین تر بیاید گیاه دچار سرمازدگی شده و تنش سرمایی بوجود می آید. یک گیاه در مراحل مختلف رویش و زایشی خود دارای دامنه دمایی مطلوب متفاوتی می باشد که ممکن است با هم تفاوت نیز داشته باشند. در این قسمت به سرما زدگی گیاه برنج در مراحل مهم رشد توجه شده و احتمال وقوع دماهای آستانه پائینی مراحل مختلف گیاه برنج مورد بررسی قرار می گیرد.
برای محاسبه این مهم بایستی زمان مراحل مختلف رویشی گیاه محاسبه گردد و در ضمن دمای اپتیمم هر مرحله و همچنین حد پائین دمای آن در هر مرحله مشخص گردد.
۴-۸. مراحل رشد و نمو گیاه برنج
این تحقیق به این دلیل انجام گرفته است تا شناخت بهتری از عوامل خطر زای جوی داشته باشیم و در عین حال اثرات احتمالی بر روی محصول برنج را مشخص نمود. با توجه به کثرت عوامل مخرب جوی که می‎تواند بر روی گیاه هان اثر گذار باشد، در این تحقیق فقط به مقوله سرمازدگی و یخبندان و اثرات احتمالی آن بر روی گیاه برنج پرداخته می گردد. بنابراین بایستی مراحل مختلف برنج را مشخص کنیم تا بتوانیم رخدادهای جویی که در طول سال آماری بر گیاه وارد شده بررسی شود.
۴-۹. بررسی نرمال دمای روزانه ایستگاههای شهرستان رشت
بررسی انجام گرفته بر روی آمار ۲۰ ساله ایستگاههای فرودگاه و کشاورزی رشت انجام پذیرفت. در مرحله اول میانگین دمای روزانه این ایستگاهها برای شش ماهه اول بدست آمد، بدین ترتیب که ابتدا میانگین دمای هر روز با جمع دمای مینیمم و ماکزیمم هر روز و تقسیم آن بر دو بدست آمد. در مرحله بعدی میانگین تمام روزهای دوره آماری در کنار هم قرار گرفت و با میانگین گیری از هر روز در دوره آماری یک عدد نماینده نرمال دمای شهر مورد نظر در طی دوره حاصل گردید.
۴-۱۰. مراحل مختلف فنولوژیکی رشد برنج در ارتباط با عوامل اقلیمی
از آنجا که هر فرایند بیولوژیکی رشد گیاهان از آستانه مشخصی به بالا فعالیت خود را شروع می کند روزهایی که متوسط دما از دمای مبنا بالاتر باشد گیاه میتواند رشد نماید و مقدار دمایی که در یک روز بالاتر از مبنا قرار گرفته باشد درجه_روز لازم برای رشد گیاه را فراهم می کند و چون گیاه برنج در حداقل دما ۱۱ درجه سانتیگراد اولین مرحله رشد یعنی جوانه زدن را آغاز می نماید، می توان متوسط دماهای ماه هایی که دوران رشد برنج را شامل می شوند تعداد درجه روز بالاتر از دمای مبنا را جمع نمود که مجموع آن میزان حرارت رسیده به گیاه را دوران رشد معین می نماید (علیزاده،۱۳۷۵).
بطور کلی میزان درجه_روز مورد نیاز گیاه برنج در واریته های خیلی زود رس برابر با ۲۰۰۰_۲۱۰۰، واریته‎های متوسط رس برابر ۲۴۰۰_۳۵۰۰ و واریته های دیررس برابر با ۳۵۰۰_۴۵۰۰ است (مظفری،۱۳۸۲).
۴-۱۰-۱. مرحله جوانه زنی
حداقل دما برای جوانه زدن واریته های مختلف برنج متفاوت است. اپتیمم دما برای جوانه زدن بذر ۲۵ تا ۳۵ درجه سانتیگراد میباشد. حداقل دما برای جوانه زدن بذر ۱۲ درجه سلسیوس است.(مرحله جوانه زدن تا سه برگی شدن در زیر پلاستیک و در شرایط کنترل شده میباشد). زمان انتقال نشاء به زمین اصلی از مهمترین فاکتورهای حیاتی برنج بشمار می آید، زیرا پس از انتقال نشاء به زمین اصلی ، گیاه جوان نسبت به سرمای دیررس بهاره (سرمایی که دمای حداقل محیط کشت را به کمتر از ۱۱ درجه سانتیگراد (صفر بیولوژیک برنج)) برساندحساس است. در بررسیهای انجام شده در مرکز تحقیقات هواشناسی کشاورزی رشت، زمان مناسب برای انتقال نشاء به زمین اصلی با احتمال ۷۵% برای استان گیلان تاریخ ۱۹ اردیبهشت برآورد شده است (مرکز تحقیقات کشاورزی،۱۳۸۹).
همچنین صادقی و عسگریان(۱۳۹۲)، مطلوب ترین دما برای جوانه زدن بذر را ۲۵ تا۳۵ درجه سانتیگراد بیان نمودند و بهترین زمان جوانه زنی را اوایل اردیبهشت ذکر نمودند.
تنها عامل محدود کننده کشت برنج سرماست. برنج بیش از سایر غلات به حرارت نیاز دارد، به طوری که در طول دورۀ زندگی حدود ۴۰۰۰ درجه-روز حرارت لازم دارد. احتیاج برنج به حرارت بستگی به رقم و طول دوره رشد آن دارد. از زمان تولید جوانه به بعد، بتدریج نیاز آن به حرارت افزایش یافته، در موقع گل دادن به حداکثر رسیده و از آن پس به تدریج تا زمان رسیدن کم می شود. درجه حرارت مناسب برای رشد برنج حدود ۳۰ تا ۳۲ درجه سانتی گراد است (اخوت و وکیلی،۱۳۷۶؛ خدابنده، ۱۳۷۴).
بنابراین با توجه به مطالعات صورت پذیرفته، آستانه ۱۰ تا۱۲ درجه روزانه مناسب برای شروع رشد بیان شده بود در این پژوهش عدد ۱۱ را به عنوان صفر فیزیولوِیکی برنج در نظر گرفته شد. سپس احتمال وقوع آن با توجه به آمار روزانه ایستگاههای هواشناسی با بهره گرفتن از نرم افزار spss محاسبه گردید. لازم به توضیح است که در این تحقیق مرحله جوانه زدن به صورت ۳ زیر مرحله تعیین تاریخ کاشت، تعیین تاریخ بذرپاشی و تاریخ نشاء کاری بررسی گردید.بر همین اساس اقدام به بررسی نرمال دمای منطقه شد،که مشخص گردید مناسب ترین دما جهت نشاء کاری برنج چه تاریخی می باشد.
به تجربه و علم ثابت شده که کاشت در اول فروردین تقریباً غیرممکن می باشد زیرا با وجود دمای حدود ۱۱ درجه سانتی گراد در طول روزهای اول سال می توان رخدادهای فراوانی را پیدا نمود که دمای میانگین روزانه بسیار پایین تر از صفر فیزیولوِیکی گیاه بوده است و دمای میانگین روزانه حتی به زیر ۵ درجه سانتی گراد هم رسیده است؛ که این واقعه یعنی از بین رفتن کل مزرعه و زیان اقتصادی.
لازم به توضیح می باشد که بروز ۵ درجه سانتی گراد برای میانگین دما در یک روز به این معنی می باشد که مینیمم دما میتواند حتی در حد زیر صفر نیز برسد و این حادثه می تواند مزرعه برنج را از بین ببرد. به همین دلیل برای پیدا کردن تاریخ کشت مناسب برای برنج در منطقه به بررسی دمای میانگین روزانه پرداخته شد، که با توجه به مطالب بالا روزی جهت کشت در نظر گرفته شد که:
الف- دمای ۱۱ درجه سانتی گراد برای صفر فیزیولوِیکی گیاه در نظر گرفته شد.
ب- یافتن اولین روز با دما ۱۱ درجه سانتی گراد که پس از آن دمای هوا به زیر صفر فیزیولوِیکی گیاه نرسد.
بر همین اساس تاریخ کشت در منطقه به دست می آید، بدین ترتیب که با بررسی رخدادهای دمایی در دوره آماری روزی را جهت تاریخ کشت در نظر گرفته شد که دمای میانگین روزانه از ۱۱ درجه سلسیوس بالاتر بوده و در طول دوره آماری این دمای میانگین روزانه از صفر فیزیولوِیکی پایین تر نباشد. بدین ترتیب تاریخ کشت مناسب بدست می آید به نحوی که از آن تاریخ به بعد دمای هوا در طول دوره به زیر ۱۱ درجه سلیسیوس نمی رسد. با بررسی های انجام گرفته بر روی منطقه شهرستان رشت تاریخ مناسب جهت کشت یا همان نشاء کاری ۱۱ اردیبهشت ماه هر سال در نظر گرفته شد.
۴-۱۱. تاریخ بذر پاشی
با توجه به روش سنتی کار در منطقه برای مشخص کردن تاریخ بذر پاشی معمولاً ۱۰ روز قبل از نشاء کاری می باشد، به این ترتیب با کسر ۱۰ روز از تاریخ کاشت (نشاء کاری) تاریخ بذر پاشی مشخص گردید.
به دلیل اینکه عملیات بذر پاشی و جوانه زدن آن در داخل خزانه به انجام می رسد، بنابراین اگر عملیات بذر پاشی و خزانه گیری به درستی اعمال گردد، وقوع رخداد دمایی زیر صفر فیزیولوژیکی در مزرعه نمی‎تواند به جوانه های حاصل از بذر پاشی آسیب برساند. با توجه به نزدیک بودن دما میانگین در منطقه جلگه ای تاریخ نشاء کاری نزدیک به هم قرار گرفته است، اما در مناطق مرتفع شهرستان این زمان همانند کاشت دیرتر رخ می دهد به همین دلیل تاریخ بذر پاشی در منطقه شهرستان رشت اول اردیبهشت مناسب ارزیابی می گردد.
همانطور که در شکل شماره ۴-۱۹مشاهده می گردد آستانه دمایی ۱۱ درجه سانتی گراد شهرستان رشت (منطقه مورد مطالعه) با سایر نقاط استان مقایسه شده است، همانطور هم که بیان گردید این دمای آستانه، جوانه زنی می باشد.
شکل شماره۴- ۱۴ نقشه پهنه بندی آستانه ۱۱ درجه جوانه زنی
۴-۱۲. مرحله پنجه زنی
این مرحله در صورت وجود شرایط مناسب ، ۱۶ تا ۲۲ روز پس از انتقال به درون زمین اصلی صورت میگیرد. در این مرحله ، دمای آب پای بوته ، در پنجه زنی بسیار موثر است. بطوریکه اپتیمم دما برای مرحله پنجه زنی ۳۲ درجه سلسیوس بوده و در کمتر از ۱۹ درجه عمل پنجه زنی کاملا متوقف می‎شود. دوران پنجه زنی با توجه به حساسیت نوع برنج در برابر دما و مدت تابش آفتاب ۳۰ تا ۵۰ روز است و نخستین ساقه ها در پایان این دوره ظاهر می‎گردند (مرکز تحقیقات کشاورزی،۱۳۸۹).شاخص دمای ۱۶ درجه سلسیوس روزانه به عنوان آستانه برای شروع پنجه زنی برنج می باشدکه فراوانی روزهای با دمای ۱۶درجه در هر یک از ایستگاهها در طول دوره رشد محاسبه می شود (صادقی و عسگریان،۱۳۹۲).
۴-۱۲-۱. یافتن تاریخ پنجه زنی در منطقه مورد مطالعه
براساس منابع برای این که گیاه برنج به مرحله پنجه زنی برسد بایستی به ۶۸۰ واحد حرارتی بالای صفر درجه سلسیوساز زمان بذر پاشی دریافت نماید تا مرحله پنجه زنی بروز کند(اخگری،۱۳۷۴). بنابراین با محاسبه، مجموع واحد حرارتی بالای صفر درجه سلسیوساز زمان بذر پاشی محاسبه گردید، که روزهای مشخصی جهت بروز مرحله پنجه زنی بدست آمد. مزرعه برنج می تواند به دلایلی چون گستردگی، دریافت آب با دماهای متفاوت، زاویه تابش خورشید، دریافت نور متفاوت و… دارای زمان های متفاوتی در هر مرحله باشد، که این آیتم ها می تواند در مزرعه برنج در عین دریافت واحد حرارتی یکسان در مراحل مختلفی قرار گیرند.
بر همین اساس به جای در نظر گرفتن یک روز برای وقوع هر مرحله ۱۱ روز برای آن در نظر گرفته می‎شود، به این ترتیب ۵ روز قبل و ۵ روز پس از زمان در نظر گرفته شده برای مرحله پنجه زنی می تواند به عنوان زمان های وقوع مرحله پنجه زنی منظور گردد. گرچه گیاه برنج برای ورود به مرحله پنجه زنی نیاز به واحد حرارتی مشخصی دارد اما در هر مرحله گیاه در دامنه دمایی خاصی قادر به فعالیت می باشد که اگر دما از دامنه مورد نیاز گیاه بالاتر یا پایین تر باشد آن مرحله گیاه دچار استرس شده و کاهش عملکرد را به دنبال دارد.دامنه دمایی مطلوب مورد نیاز گباه در این مرحله بین ۲۰ تا ۳۵ درجه سلسیوسمی باشد.
۴-۱۲-۲. تاریخ پنجه زنی در رشت
تاریخ وقوع پنجه زنی در این ایستگاه روز ۶ خرداد ماه تعیین می گردد، بنابراین می توان بازه زمانی ۱ خرداد ماه تا ۱۱ خرداد ماه را جهت پنجه زنی برنج در این منطقه در نظر گرفت. همانطور که در شکل ۴-۲۰ دیده می شود آستانه دمایی منطقه رشت با استان مقایسه شده است و در شکل شماره ۴-۲۱ نیز دمای اپتیمم مرحله پنجه زنی با کل استان مقایسه شده است.
شکل شماره ۴-۱۵ نقشه پهنه بندی آستانه ۲۰ درجه پنجه زنی
شکل شماره ۴-۱۶ نقشه پهنه بندی درجه مطلوب پنجه زنی
۴-۱۳. طویل شدن ساقه
رشد ساقه تا اندازه زیادی به عوامل جوی و عمق آب پای بوته و مواد غذایی در دسترس بستگی دارد. بهترین دما برای رشد ساقه ۲۵ تا ۳۵ درجه سلسیوس بوده و دماهای بالاتر از ۴۰ درجه سلسیوس وکمتر از ۱۵ درجه سانتیگراد، سبب تاخیر یا توقف در رشد ساقه میشود. بروز دماهای ۱۵ تا ۱۸ درجه سانتی گراد طی مرحله طویل شدن میان گره، از طول ساقه میکاهد، که ممکن است باعث گردد تا خوشه کاملا“ از غلاف برگ خارج نشده و در نتیجه قسمتهای خارج نشده اکثراً پوک و به سختی خرمن می‎شوند. برنج در مرحله تشکیل جوانه اولیه خوشه به آسانی تحت تاثیر دماهای پایین قرار می‎گیرد. استقرار دمای پایین می‎تواند از تشکیل خوشه جلوگیری و سبب کاهش عملکرد گیاه شود. حرارت پایین آب پای بوته (۱۳ تا ۲۱ درجه سلسیوس) طی مراحل افتراق خوشه و تکامل آن ممکن است منجر به تغییرات فیزیولوژیکی و مرفولوژیکی در گیاه برنج گردد از جمله تقلیل دانه در خوشه و بالا بودن درصد پوکی ‌، وجود دانه های گرده ناقص و ناتوانی دانه گرده در جوانه زدن بر روی کلاله(مرکز تحقیقات کشاورزی،۱۳۸۹).
در مرحله ظهور خوشه برنج در برابر دمای هوا و آب پای بوته و نیز عمقی که آب کشتزار را می پوشاند، بسیار حساس است. بهترین دما برای ظهور خوشه ۲۵ تا ۳۵درجه سلسیوس است و در دمای کمتر از ۲۰ درجه سلسیوس از رشد طبیعی گیاه جلوگیری میشود. حرارت کمتر از ۱۵ درجه سلسیوس سبب پژمرده شدن و خشک شدن برگهای تحتانی گیاه و در هنگام پیدایش خوشه سبب تغییر شکل سنبلکها میگردد با آغاز مرحله تشکیل خوشه نیاز آبی گیاه به حداکثر میرسد (مرکز تحقیقات کشاورزی،۱۳۸۹).
صادقی و عسگریان (۱۳۹۲)، شاخص دمای ۲۰ تا۲۱ درجه روزانه به عنوان آستانه شروع برای ظهورخوشه می باشدکه فراوانی روزهای بادمای ۲۰ تا ۲۱ درجه درهریک از ایستگاهها مشخص نمودند.
۴-۱۳-۱. یافتن تاریخ طویل شدن ساقه در منطقه مطالعاتی
برای این که گیاه برنج وارد مرحله طویل شدن ساقه یا به عبارتی وارد مرحله ساقه دهی گردد، نیاز به ۱۳۷۰ واحد حرارتی بالای صفر درجه سلسیوس از زمان بذر پاشی دارد(اخگری،۱۳۷۴). اما با توجه به اثر سایر آیتم های اقلیمی بر رشد گیاه و پراکندگی در زمان بروز این مرحله، همانند مرحله پنجه زنی یک بازه زمانی ۱۱ روزه برای این مرحله در نظر گرفته می شود، گرچه گیاه برنج برای ورود به مرحله طویل شدن ساقه نیاز به واحد حرارتی مشخصی دارد اما در این مرحله گیاه در دامنه دمایی خاصی قادر به فعالیت مناسب می‎باشد که اگر دمای هوا از دامنه مطلوب مورد نیاز گیاه بالاتر یا پایین تر باشد این مرحله از گیاه دچار استرس شده و ممکن است کاهش عملکرد را به دنبال داشته باشد. دامنه دمایی مطلوب مورد نیاز گیاه در این مرحله بین ۲۰ تا ۳۵ درجه سانتی گراد می باشد. و با توجه به فراوانی وقوع دمای روزانه در طی دوره برای هر شهر درصد رخداد مطلوب به درصد محاسبه می گردد.
تاریخ وقوع طویل شدن ساقه در این منطقه روز ۵ تیر ماه تعیین می گردد، بنابراین می توان بازه زمانی ۳۱ خرداد ماه تا ۱۰ تیر ماه را جهت طویل شدن ساقه برنج در این منطقه در نظر گرفت. همانطور که در شکل شماره ۴-۲۲ مشاهده می گردد آستانه دمایی ۲۰ درجه سانتی گراد در منطقه مورد مطالعه با استان گیلان مقایسه گردیده است و در شکل شماره ۴-۲۳ دمای اپتیمم این مرحله یعنی دمای ۲۰ تا ۳۵ درجه سانتی گراد با سایر نقاط استان گیلان مقایسه شده است.
شکل شماره ۴-۱۷ نقشه پهنه بندی درجه مطلوب طویل شدن ساقه
شکل شماره ۴-۱۸ پهنه بندی دمای مطلوب ۲۰-۳۵ درجه روزانه طویل شدن ساقه
۴-۱۴. مرحله گل دادن
این مرحله با توجه به باروری گیاه و دگرگونی عوامل جوی ، معمولاٌ ۲ تا ۳ ماه پس از کشت آغاز میشود. بازشدن نخستین گلها بیشتر وابسته به دمای آب و دمای هوا است. برای گل دادن این گیاه دمای هوا معمولاً باید بیشتر از ۲۰ درجه سلسیوس باشد. بهترین دما برای این مرحله ۲۵ تا ۳۵ درجه سلسیوس است.عمل لقاح در کمتر از ۱۵ درجه سلسیوس صورت نمیگیرد و چنانچه در این مرحله و یا در دانه بستن، دمای هوا و آب به کمتر از ۱۵ درجه سلسیوس برسد، بسیاری از گلها تلقیح نشده و دانه نخواهد بست و دانه های تشکیل شده نیز چروک خورده و نامرغوب خواهدشد(رمضانی گورابی، ۱۳۷۴). ولی در بررسیهای انجام یافته در اداره تحقیقات هواشناسی کشاورزی رشت بر روی ارقام در دست مطالعه ، مشخص شده است که در ارقام سپیدرود و بینام و خزر دمای کمتر از ۱۷ درجه سلسیوس نیز تاثیر نامطلوبی بر عمل تلقیح دارد.بارندگی در این مرحله موجب عدم لقاح و پوکی دانه میشود و در صورت تداوم بارندگی خسارت وارده تا ۷۰% عملکرد محصول را شامل میشود(مرکز تحقیقات کشاورزی،۱۳۸۹).
۴-۱۴-۱. یافتن تاریخ گلدهی در منطقه مطالعاتی
برای بروز گلدهی در گیاه برنج نیاز به ۱۸۷۰ واحد حرارتی بالای صفر از زمان بذر پاشی می باشد (اخگری،۱۳۷۴). این مرحله نیز به دلیل اثر سایر آیتم های اقلیمی باعث تفاوت در زمان گلدهی می گردد، و به همین دلیل بازه زمانی ۱۱ روزه یعنی ۵ روز قبل و ۵ روز بعد از زمان تعیین شده برای گلدهی به عنوان مرحله گلدهی در نظر گرفته می شود. گرچه گیاه برنج برای ورود به مرحله طویل شدن ساقه نیاز به واحد حرارتی مشخصی دارد اما در این مرحله گیاه در دامنه دمایی خاصی قادر به فعالیت مناسب می باشد که اگر دمای هوا از دامنه مطلوب مورد نیاز گیاه بالاتر یا پایین تر باشد این مرحله از گیاه دچار تنش شده و ممکن است کاهش عملکرد را به دنبال داشته باشد. دامنه دمایی مطلوب مورد نیاز گیاه در این مرحله بین ۲۵ تا ۳۰ درجه سلسیوسمی باشد. و با توجه به فراوانی وقوع دمای روزانه در طی دوره برای هر شهر درصد رخداد مطلوب به درصد محاسبه می گردد.
۴-۱۴-۲. تاریخ گلدهی در رشت
در این منطقه زمان گلدهی ۲۵ تیر ماه تعیین می گردد، و با توجه به ۵ روز قبل و ۵ روز پس از این تاریخ می توان بازه زمانی بین ۲۰ تیر ماه تا ۳۰ تیر ماه به عنوان زمان مرحله گلدهی تعیین گردد. همانطوری که در شکل شماره ۴-۲۴ دیده می شود آستانه دمایی ۲۵ درجه سانتی گراد در استان مشخص گردیده است و می توان آن را با منطقه رشت قیاس نمود. و در شکل شماره ۴-۲۵ نیز دیده می شود که اپتیمم دمای مورد نیاز این مرحله در استان مشخص شده است و می توان آنرا با منطقه رشت مقایسه نمود.
شکل شماره ۴-۱۹ نقشه پهنه بندی درجه مطلوب گلدهی
شکل شماره ۴-۲۰ نقشه پهنه بندی دمای مطلوب ۳۵-۲۵ درجه روزانه گلدهی
۴-۱۵. مرحله شیری شدن دانه