پهنه بندی تاریخ‌های کاشت ارقام گلرنگ بهاره در استان اصفهان

مقدمه

گلرنگ از گیاهان دنیای قدیم است. منشاء آن جنوب آسیا بوده و از زمان‌های دور در چین، هند، ایران و مصر کشت می‌گردیده و بعداً به آمریکا‌، مکزیک، ونزوئلا و کلمبیا برده شده است ‌(‌الیاس و همکاران، 2002). کشت گلرنگ در ابتدا به منظور استخراج رنگ از گلبرگ‌های آن جهت رنگ‌آمیزی پارچه و تزئین غذا انجام می‌گرفته ولی امروزه این گیاه برای تولید روغن، کنجاله، مواد دارویی، لوازم آرایشی و زینتی نیز کشت می‌شود (چو وتا، 2000؛ ویس، 2000). سطح زیر کشت گلرنگ درجهان در سال 2004 معادل 795118 هکتار و تولید دانه آن 731425 تن بوده است (والسکوو همکاران، 2005). سطح کشت گلرنگ درکشور حدود 6000 هکتار با متوسط عملکرد یک تن در هکتار است. بیشترین سطح کشت این نبات مربوط به استان‌های اصفهان، خراسان و یزد است (فروزان،2005).

دما از عمده‌ترین و اساسی‌ترین عناصر در تعیین پراکندگی بقیه عناصر اقلیمی و یکی از شاخص‌های اصلی در پهنه‌بندی و طبقه‌بندی اقلیمی بشمار می‌رود. از این رو دگرگونی‌ها و افت و خیزهای این عنصر اقلیمی از اهمیت زیادی برخوردار است(منتظری، 1382). به علت پیچیدگی تبادلات انرژی بین اتمسفر و زمین که به صور مختلفی چون هدایت‌، همرفت، تابش، انتقال گرمای محسوس و انتقال تلاطمی گرما صورت می‌گیرد، تعیین معادله ای ساده بین دمای هوا و شرایط محیطی دشوار است. عرض جغرافیایی‌، نوع سطح زمین، ارتفاع و جهت ناهمواریها‌، ارتباط با توده‌های بزرگ آب و پوشش ابر‌ از جمله عواملی هستند که باعث تعادل گرمایی در سیستم اتمسفر- زمین در مقیاس‌های زمانی روزانه، فصلی و سالانه می‌شوند (اکرمن^[1]، 2007).          

تاریخ‌های مختلف کاشت باعث انطباق دوران رشد رویشی و زایشی گیاه با دما، طول روز و تشعشع خورشیدی متفاوت گردیده و بدین صورت بر رشد و نمو گیاهان اثر میگذارد. همراه با تاخیر کاشت گلرنگ، دمای هوا و طول روز افزایش یافته و نمو گیاه تسریع میگردد(داداشی و خواجه پور، 1382 ؛ امیدی و شریف مقدم، 2010 و محمدزاده و همکاران، 2011). تسریع نمو سبب نقصان فرصت برای رشد و تولید اجزای عملکرد شده و عملکرد محصول را کاهش می‌دهد.(نیک آبادی و همکاران، 2008 و امامی و همکاران، 2011). اکثر ارقام مورد کاشت گیاهان زراعی مهم ایران نسبت به طول روز بی تفاوت هستند و طول دوران رشد گیاهان عمدتاً توسط دمای هوا کنترل می شود(خواجه پور، 1383). تأخیر در کاشت بهاره باعث تسریع مراحل نمو، کاهش رشد رویشی، اجزاء عملکرد و عملکرد گلرنگ می­گردد(اوزل[2]، 2004، جاجرمی و همکاران، 2009 و امیدی و شریف مقدم، 2010). معمولاً با تأخیر در کاشت بهاره، دما و طول روز افزایش می­یابد. افزایش این دو عنصر اقلیمی باعث کاهش طول دوره نمو می­گردد که خود نهایتاً رشد رویشی، اجزاء عملکرد و عملکرد را کاهش می­دهد. از این جهت تاریخ­های کاشت زود هنگام به دلیل عملکرد­های بالاتر توصیه می‌شوند.

این بررسی با هدف تعیین بهترین تاریخ‌های کاشت بهاره گلرنگ به صورت پهنه ای به کمک درجه حرارت‌های پایه این گیاه برای استان اصفهان انجام شد.

داده‌ها و روش‌ها

با توجه به فاریاب بودن کشت بهاره گلرنگ در سراسر استان اصفهان، به منظور پهنه بندی تاریخ‌های کاشت آن از داده‌های دمای حداقل (شبانه)، دمای حداکثر (روزانه) و میانگین (شبانه روز) دمای 51 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی استان اصفهان وکلیه استان‌های همجوار(شکل 1) از سال 1961 تا 2009 میلادی استفاده گردید. طول دوره آماری حدود 50 درصد ایستگاه‌ها بیش از 20 سال بود. از میان تعداد کل ایستگاه‌های هواشناسی استان اصفهان تعداد 30 ایستگاه (11 ایستگاه سینوپتیک و 19 ایستگاه اقلیم شناسی) که آمار بلند مدت داشتند انتخاب گردید. حدود80 درصد ایستگاه‌ها آمار بیش از 15 سال و 55 درصد آنها آمار بیش از 25 سال داشتند.

شکل 1- پراکنش ایستگاه‌های هواشناسی مورد استفاده

 با توجه به چگالی کم ایستگاه‌ها خصوصاً در نواحی شرق و شمال شرق استان اصفهان، برای شناسایی دقیق تر مرز میان نواحی با استفاده از میانگین دمای شبانه روزی 51 ایستگاه، ماتریسی به ابعاد 366×51 تشکیل و با استفاده از نرم افزار سرفر^[3] میانگین روزانه دما به روش کریجینگ^[4] محاسبه شد. به این ترتیب یاخته‌هایی به اندازه تقریبی12×12کیلومترحاصل گردید و ماتریسی به اندازه 366×2208 بدست آمد. سپس یاخته‌های بیرون از مرز استان اصفهان حذف و ماتریسی با آرایشs به ابعاد 366×729 حاصل شد که نماینده رفتار مکانی دمای میانگین استان اصفهان در هریک از روزهای سال بود. تحلیل خوشه ای بر روی یاخته‌های نقشه‌های دمایی به روش وارد^[5] صورت گرفت. بدین ترتیب استان اصفهان به سه ناحیه دمایی اول، دوم و سوم تقسیم شد.

به منظور تعیین تاریخ کاشت مناسب گلرنگ بهاره در نقاط مختلف استان اصفهان میانگین پانزده روزه دمای متوسط و حداقل از بهمن تا مهر ماه محاسبه و نقشه‌های مربوط با استفاده از جی. آی. اس^[6]ترسیم گردید. برای میان یابی داده‌ها از روش توابع پایه شعاعی^[7] از نوع اسپلاین^[8]کاملاً منظم استفاده شد. شروع تاریخ کاشت در مناطق گرم(ناحیه دمایی اول)، معتدل(ناحیه دمایی دوم) و سرد(ناحیه دمایی سوم) به ترتیب با رسیدن میانگین درجه حرارت شبانه روزی به 7، 9 و 12 درجه سلسیوس و بالاتر بودن درجه حرارت حداقل از صفر درجه سلسیوس در نظر گرفته شد(خواجه پور، 1383). برای تعیین درجه حرارت‌های بالای بازدارنده رشد و نمو، میانگین 15 روزه دمای حداکثر و متوسط ازخرداد تا شهریور ماه محاسبه و نقشه‌های مربوطه با استفاده از جی. آی. اس ترسیم گردید. درجه حرارت‌های بازدارنده، میانگین شبانه روزی 30 درجه سلسیوس و بیشتر از آن و حداکثر 37 درجه و بالاتر از آن در نظر گرفته شدند(خواجه پور، 1383).

نتایج

 هر کدام از نواحی دمایی استان اصفهان حاصل از تحلیل خوشه ای همراه با ایستگاه‌های هواشناسی درشکل‌های 2، 3 و 4 نشان داده شده‌اند. خصوصیات اصلی این نواحی در جدول 1 ارایه گردیده است.

جدول 1- ویژگی‌های اصلی نواحی دمایی استان اصفهان

در ناحیه دمایی اول استان لایه‌های اطلاعاتی مناطقی که دمای میانگین بالاتر از 7 درجه سلسیوس و دمای حداقل بالاتر از صفر درجه سلسیوس داشتند تلفیق شدند. بدین ترتیب در نیمه اول بهمن مناطق شرقی استان شامل ایستگاه‌های خوربیابانک و بیاضه بیابانک از حیث دما مناسب هستند (شکل 5).

در نیمه دوم بهمن ماه با توجه به اعمال شروط ذکر شده وسعت منطقه مورد نظر افزایش یافته و تا ایستگاه انارک پیشروی کرده است. همچنین ایستگاه‌های اردستان و کاشان و حواشی آنها نیز جزء مناطق مناسب دمایی برای تأمین صفر رشد و نمو گلرنگ در این تاریخ کاشت هستند (شکل 6).

در نیمه اول اسفند ماه وسعت مناطقی که مشمول شروط فوق می شدند افزایش یافت و قسمت‌های شرقی و شمال استان را فرا گرفت. در این میان ایستگاه جنگلبانی نطنز و قسمت کوچکی در اطراف اصفهان نیز به ایستگاه‌های موجود در نیمه دوم بهمن ماه اضافه شدند(شکل 7).

در ناحیه دمایی دوم استان لایه‌های اطلاعاتی مناطقی که دمای میانگین بالاتر از 9 درجه سلسیوس و دمای حداقل بالاتر از صفر درجه سلسیوس داشتند تلفیق شدند. بدین ترتیب در نیمه دوم اسفند مناطقی از جنوب شرقی و مرکز استان به محدوده قبلی اضافه گردید. بدین ترتیب ایستگاه‌های ورزنه، اصفهان، کبوترآباد، پالایشگاه اصفهان، نجف آباد و پل کله دراین منطقه واقع شدند. همچنین دراین تاریخ کاشت نوار باریکی از قسمت شمالی تا مرز شرقی استان تشکیل گردیده که ایستگاه نایین را نیزدر بر می گیرد (شکل 8).

در نیمه اول فروردین ماه با در نظر گرفتن شروط ذکر شده قسمت‌های جدیدی به مناطق قبلی اضافه گردید. وسعت مناطق مرکزی که مشمول شروط فوق می گردند افزایش یافته و ایستگاه‌های نطنز، شرق اصفهان و شهرضا نیزدر این زمان از نظر دما مناطق مناسب کشت گلرنگ هستند (شکل 9).

در ناحیه دمایی سوم استان لایه‌های اطلاعاتی مناطقی که دمای میانگین بالاتر از 12 درجه سلسیوس و دمای حداقل بالاتر از صفر درجه سانتی گراد داشتند تلفیق شدند. اعمال شروط مذکور در نیمه دوم فروردین ماه، باعث اضافه شدن نوار باریکی از قسمت شمال غربی تا جنوب استان به مناطق قبلی شد. ایستگاه گلپایگان در این هنگام منطقه مناسب کشت گلرنگ است (شکل10).

در نیمه اول اردیبهشت ماه با در نظر گرفتن شروط فوق قسمت‌های جدیدی به شکل10 افزوده شده و ایستگاه‌های بالان، ابیانه، میمه، خوانسار، داران، چادگان و همگین مناطقی هستند که کشت گلرنگ با توجه به دمای میانگین و حداقل شبانه روزی می تواند در این هنگام در آنجا صورت پذیرد (شکل11).

در نیمه دوم اردیبهشت ماه کل مناطق غرب وجنوب غرب استان که جزء مناطق مرتفع و سرد استان نیز هستند از نظر حرارتی مناطق مناسب کشت گلرنگ هستند. لازم به ذکر است که قسمت‌های جدید ایستگاه‌های دامنه فریدن، سینگرد، فریدون شهر، بدیجان، مهرگرد، حنا و امام قیس را شامل می شود (شکل 12).

قابل ذکر است چنانچه در ناحیه ای خصوصاً در مناطق گرم استان، گلرنگ در تاریخ مناسب کشت نگردد یا کشت آن به تأخیر افتد مرحله گلدهی و پرشدن دانه‌های آن با درجه حرارت‌های بازدارنده (میانگین روزانه بالای 30 درجه و ماکزیمم بالای 37 درجه سلسیوس)روبرو شده که این امر باعث افت عملکرد دانه و روغن می گردد. بدین ترتیب با تلفیق لایه‌های اطلاعاتی مناطقی را که دمای میانگین بالاتر از30 درجه سانتی گراد و دمای حداکثر بالاتر از 37 درجه سانتی گراد داشتند شناسایی گردیدند (اشکال13 تا 20).

 درنیمه اول خرداد در هیچ منطقه ای دماهای بازدارنده رشد دیده نشد. در این زمان بیشترین دمای میانگین حدود 8/28 درجه سانتی گراد و دمای ماکزیمم کمتر از 37 درجه سلسیوس است (شکل 13).

از نیمه دوم خرداد به بعد وسعت مناطقی که دمای ماکزیمم بالاتر از 37 درجه داشتند به تدریج افزایش یافت و قسمت‌هایی از شرق و شمال استان را فرا گرفت. این روند تا نیمه دوم تیر ادامه داشت. در این هنگام ایستگاه ورزنه، اصفهان واطراف آنها نیز جزء مناطق با دمای حداکثر بیش از 37 درجه قرار گرفتند. از نیمه اول مرداد به تدریج از وسعت مناطق با دمای بازدارنده کاسته شده و تا نیمه اول شهریور این کاهش ادامه داشته است. در نیمه دوم شهریور دمای میانگین در تمام نواحی استان زیر 30 درجه سانتی گراد و دمای ماکزیمم کمتر از 37 درجه سلسیوس است (اشکال13 تا 20).

قابل ذکر است که با توجه به نیازهای حرارتی گلرنگ، چنانچه این گیاه در مناطق مختلف اصفهان در تاریخ‌های کاشت مناسب خود کشت گردد با دماهای بازدارنده روبرو نخواهد شد.

با تلفیق لایه‌های حرارتی و قابلیت استعداد اراضی، مناطق قابل کشت گلرنگ در استان اصفهان مشخص می‌شوند (شکل 21). با توجه به پراکنش واحدهای اراضی قابل کشت نشان داده شده در شکل زیر ملاحظه می گردد که به جز ناحیه بسیار کوچکی با مختصات حدود 1/33 شمالی و 55 درجه شرقی و همینطور منطقه اطراف نایین دیگر هیچگونه منطقه مستعدی جهت زراعت در شرق و شمال استان رویت نمی گردد. تراکم مناطق مستعد کشت در ناحیه مرکزی استان به خصوص در اطراف ایستگاه اصفهان بیشتر است زیرا این ناحیه بر روی دشت رسوبی و حاصلخیز رودخانه زاینده رود قرار گرفته است. همچنین اراضی شمال غرب و غرب و جنوب غرب استان از استعداد بالایی جهت کشت برخوردارند.

بدیهی است که در مناطق و شهرستان‌های معرفی شده در جاهایی می توان اقدام به کشت گلرنگ بهاره نمودکه خاک زراعی وجود داشته و از لحاظ توپوگرافی مناسب باشد و بر این اساس به کمک نقشه قابلیت استعداد اراضی استان این مناطق در هر ناحیه دمایی مشخص گردیدند. بنابراین بسیاری از مناطق که دارای خاک زراعی نبودند از تقسیم بندی اقلیمی حذف شدند.

جدول 2- تاریخ‌های کاشت پیشنهادی کشت گلرنگ در شهرستان‌های استان اصفهان