هوا و اقلیم شناسی اساسی ترین علمی است که هر کس بخواهد در بستر طبیعت به فعالیت های تولیدی بپردازد باید از آن اطلاع داشته باشد. زیرا تنها در پناه سازگاری با طبیعیت است که می توان بصورت پایدار به چنین فعالیت هایی ادامه داد (علیزاده، ۱۳۸۹).
تعریف فنولوژی
ثبت زمانی رخدادهای چرخه حیاتی گیاه را فنولوژی می گویند( Morison & Morecroft: 2006). فنولوژی که از واژه یونانی phanio، به معنی نشان دادن یا پدیدار شدن منشا گرفته است، در واقع به مطالعه رخدادهای بیولوژیکی دوره ای یا سیکلی در گیاهان و جانوران که متاثر از شرایط محیطی به ویژه تغیییرات دمایی ناشی از شرایط هوا و اقلیم است، می پردازد. جوانه زنی و گلدهی گیاهان در بهار، تغییرات رنگ برگ ها در پاییز، مهاجرت و لانه سازی پرندگان و حشرات و خواب زمستانی نمونه هایی از رخدادهای فنولوژیکی محسوب می¬شوند. تقویم های فنولوژیکی تاریخ وقوع فنوفازها و توالی در چرخه سالیانه را توصیف می نماید، در حالیکه فصل فنولوژیکی خصوصیات مراحل فنولوژیکی را نشان می دهد (Schwartz, 2003). فنولوژی، شاخه ای علمی که درباره روابط میان اقلیم و پدیده های بیولوژیکی دوره ای بحث می کند (مظفری، ۱۳۸۲).
دمای هوا و رشد گیاه
صرف نظر از اینکه تا چه اندازه شرایط گیاه از نظر نور یا رطوبت مناسب باشد اما اگر دمای محیط گیاه از حداقل مشخصی کاهش یافته و یا از حداکثر معینی تجاوز کند رشد آن متوقف می شود. ما بین این دو حد یک درجه حرارت مطلوب و بهینه وجود دارد که گیاه در آن بیشترین رشد را خواهد داشت. این دماها را درجه حرارت های اصلی یا کاردینال می گویند(علیزاده، ۱۳۸۹). دماهای اصلی ممکن است در مراحل رشد گیاه تغییر نمایند. بعضی گیاهان در زمان جوانه زنی و مراحل ابتدایی رشد احتیاج به یک دوره با درجه حرارت پایین دارند. گیاهان دوساله مانند چغندر قند برای تولید گل در سال دوم نیاز به مقداری سرما در اواخر سال اول دارند زیرا برخی مواد که در دماهای بالا از بین رفته اند برای شروع تولید مثل در طول سرما دوباره تجمع می کنند. سرما دادن به بذرهای جوانه زده قبل از کاشت را ورنالیزاسیون (vernalization) گویند. پدیده ورنالیزاسیون که در ابتدا توسط یک متخصص روسی به نام لی سنکو در سال ۱۹۲۵ به آن پی برده شد دارای استفاده های علمی زیادی است زیرا با سرما دادن بذرهائی مانند گندم و چاودار زمستانه حتی اگر در بهار کشت شوند نیز به گل رفته و محصول خوبی عاید می دهند(علیزاده، ۱۳۸۹).
تحقیقات اقلیم کشاورزی برمبنای آستانه های فنولوژی
مطالعات اقلیم کشاورزی بر مبنای، تعیین آستانه های دمایی (کمینه، بهینه و بیشینه) قرار دارد. با توجه به اهمیت شرایط اقلیمی بخصوص درجه حرارت در مراحل مختلف رشد و نمو گیاهان در مطالعات اقلیم کشاورزی ضروری است که در انجام تحقیقات از داده های روزانه دیده بانی شده در ایستگاههای هواشناسی برای انجام تحقیقات استفاده شود. آستانه های دمایی در مراحل مختلف فنولوژیکی برای هر محصول را می توان از منابع کتابخانه ای، ایستگاههای تحقیقات هواشناسی کشاورزی و یا از طریق برداشت های میدانی در ایستگاههای تحقیقاتی مشخص نمود. البته مشخص نمودن این آستانه های در مراحل فنولوژیکی هر محصول کار ساده ای نیست و نیازمند تجربه، تحقیق و بررسی می باشد. نبود ایستگاه تحقیقاتی برای محصولات باغی و زراعی در دانشگاهها و دانشکده های ارائه کننده دانش اقلیم کشاورزی انجام کار برروی آستانه های دمایی در مراحل فنولوژیکی را مشکل ساخته است.
در مطالعات کشاورزی انجام کارهای میدانی با سهولت بیشتری انجام می شود چون که بخش عمده این مطالعات به صورت تجربی و میدانی در آزمایشگاهها و ایستگاههای تحقیقاتی انجام می شود. اما در دانش آب و هواشناسی کشاورزی انجام کارهای میدانی با محدودیتهای چون: عدم دانش کافی در انجام کارهای میدانی، نبود ایستگاههای تحقیقاتی وابسته به گروههای آموزشی و نبود ابزارهای لازم مواجه می باشد. در حال حاضر استفاده از منابع تخصصی در زمینه محصولات مختلف و ایستگاههای تحقیقاتی تا حدودی پاسخگوی تعیین آستانه های فنولوژیکی برای تحقیقات اقلیم کشاورزی در محصولات مختلف می باشد، اما به دلیل محدودیت در این منابع، توسعه برداشت های میدانی در ایستگاههای تحقیقاتی برای هر محصول در کنار آمار و اطلاعات دیده بانی شده در ایستگاههای هواشناسی زمینه ساز پیشرفت های علمی و غنی تر در این زمینه خواهد بود.
مطالعه بر روی آستانه های فنولوژیکی برمبنای آمار دیده بانی روزانه در ایستگاههای هواشناسی، می تواند در شناسایی توانمندیها و محدودیتهایی هر منطقه جغرافیایی در درازمدت به منظور توسعه کشاورزی و استفاده بهینه از منابع نقش سازنده ای ایفا نماید.
پاره ای از نتایج تحقیقات اقلیم کشاورزی برمبنای آمار روزانه و آستانه های فنولوژیکی:
برآ ورد تقویم کشت برای هر محصول به منظور استفاده بهینه از منابع
برآورد توزیع زمانی و مکانی وقوع یخبندان های زودرس پاییزه و دیررس بهاره
تعیین و برآورد نیاز آبی برمبنای شرایط حرارتی به منظور استفاده بهینه از منابع آبی
برآورد درجه روزهای رشد در مراحل فنولوژیکی مختلف
تعیین نیاز سرمایی بر مبنای دمای کیمنه
برآورد و شناسایی مدل وقوع پیش بینی خسارت در محصولات مختلف برمبنای آستانه های دمایی
تعیین پتانسیل گرمایی هر منطقه در آستانه های مختلف دمایی
تعیین و شناسایی طول فصل رشد برمبنای آستانه های دمایی
منابع
علیزاده، امین. (۱۳۸۹). اقلیم و هواشناسی کشاورزی. چاپ اول. انتشارات آستان قدس رضوی.
مظفری، غلامعلی. (۱۳۸۲). اصول و مبانی هواشناسی کشاورزی. ترجمه. انتشارات نیک پندار.
Morison, J.I.L. Morecroft, M.D. 2006. Plant growth and climate change. Blackwell Publishing Ltd.P, 239.
Schwartz, M.D. 2003. Phenology: An integrative environment science. Kluwer Academic Publishers. .