نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیا و برنامه ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
2 دانشیار آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیا و برنامه ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction:
Maize is the third most widely-used product in the world, which is classified as a tropical and subtropical cereal. Among maize varieties, the single cross hybrid 704 has high efficiency and yield. Environmental conditions, climatic factors, in particular, considerably affect the growth of maize and its phenological responses, among which temperature and light are two very important variables affecting growth rate and eventually influence the bio-production rate and product yield. The best method to optimally use the environment without spending major costs is an adaptation to climatic conditions. This adaptation is achieved by determining agricultural climates and recognizing these climates within agricultural climatic zones and is a valuable tool for controlling climatic potentials for crop production. The present study research aims to find the thermal requirements of single cross hybrid 704 in Darab, Zarghan, Rudan and Arzoieh climates to define the thermal requirements of various stages of growth for its planting potential in southern Iran.
Methodology:
To conduct the present study, the minimum, maximum, and average temperatures of 61 synoptic weather stations were obtained from the Iran Meteorological Organization, the statistical period of which varied from 1 to 30 years (1986-2016) and were examined in terms of validity. The statistics and information on the 10 main stages of single cross hybrid 704 phenology, which have been recorded in the Agricultural Meteorological Research and Monitoring Farm of Darab, Zarghan and Rudan, Arzooieh stations from 2001 to 2017, were given. These stages include planting, germination, greening, three-leaf, leafing, male catkin emergence, male clustering, silking, milk, and ripening.
Date, the number of days, average temperature, and daily heat index were determined based on cumulative growing degree-day of single cross hybrid 704 in each phenological stage in Darab, Zarghan, and Rudan Arzooieh stations (statistical period 2001-2017). Then, the authors take into account the starting planting date in each region by reaching the average daily temperature of 15°C and the average temperature above 10°C after planting to meet the required growth temperature and avoid damage to the plant. To do this research, the average temperature (over 20 years) was calculated by MATLAB software for all days of the year based on the solar calendar. Then, 15-day averages were obtained for all months of the year. The relationship between temperature and altitude in linear regression was calculated by SPSS software. Hot inhibitor temperature (above 38°C) and cold inhibitor temperature (below 10°C) were determined and plotted. Cumulative growing degree-day of plant and the number of days in each phenological stage were calculated for all stations and the relevant maps were plotted. Finally, the map of desirable areas was combined with the land use map, height, and slope in terms of temperature supply.
Discussion:
According to the information obtained, the starting date of maize planting was plotted as a zoned map for all southern regions of the country in the GIS environment. The thermal requirements for planting during the year are met in a part of the southern shores and Shahdad Desert with an altitude of less than 500 m with very hot and humid weather as explained in the climate of the region. In other regions, this crop is provided depending on the climate, hot/cold, and low/high latitude, from the first half of February to the second half of May. This research has been done by developing a crop calendar for this product for the first and second planting in different regions. The first planting date in cold regions began with an altitude above 2000 m in the second half of May. In this region, due to the cold weather, maize can be selected only as the first crop. From the first half of June, maize planting begins in the regions with hot and temperate climates.
After determining the planting time for maize in each region, the required days of maize from planting to ripening were calculated based on the total energy obtained in terms of growing degree-day in the southern region of Iran and mapped in 4 vital stages. The length of catkin emergence was 51-98 days, silking was 8-25 days, milk was 10-24 days, and ripening was 15-60 days. In some areas, the thermal requirement was not met for the milk stage and ripening, thus, the plant growth period would remain unfinished.
The hot inhibitory temperatures in all coastal areas (except for Jask, Bandar Abbas, Khamir, Dayyer, and Bandar Lengeh) were possible from the second half of May to September. The cold inhibitor temperature in areas such as the high altitudes of Lalehzar in Kerman and the cities of Izadkhast, Eghlid, Safashahr, and Bavanat in the north of Fars province with a cold and temperate climate in mountainous and foothill areas, began from the second half of October.
According to the maps, the study area was divided into 4 regions in terms of capacity to meet thermal requirements during the growing season including very favorable areas, favorable areas, partly favorable areas, and unfavorable areas.
By integrating the layers of favorable areas for maize planting based on meeting the thermal requirements, height, slope, and land use in the study area, the final map was plotted. The results of the study showed that very favorable areas covered 12% of the study area and are very favorable in terms of temperature, topography, and land use. Concerning favorable areas, this region covered 8% of the total study area. In these areas, the topography and land use were partly suitable and the thermal requirements were met at all maize planting stages, but the length of the milk stage was longer. In partly favorable areas, sufficient growing degree-day is not met for full ripening. The partly favorable areas have covered 3% of the study area. In unfavorable areas, thermal conditions, land use, land slope, and altitude for this crop were not suitable.
Conclusion:
By comparing the results of this research and other studies conducted in this region and the reports of the Ministry of Agriculture Jihad, it can be observed that this method has a similar outcome with other methods and models. About 23% of the study area is capable of maize planting. The farmer or promoter can select the most appropriate planting date for the crop by finding the place of maize planting on the maps and achieve the occurrence time of all phenological stages by finding the date. The reviews indicate that if the planting date is not adjusted in accordance to conditions of meeting the thermal requirements of the plant in its phenological phases in the study area, the plant is forced to change the length of each phase to acquire the required thermal units and this will disrupt the growth process and cause heat or cold stresses.
Keywords: Favorable Planting Areas, Growing Degree-day, Plant Phenology, Thermal Requirement.
References:
- Angel, J. R., Widhalm, M., Todey, D., Massey, R., & Biehl, L. (2017). The U2U Maize Growing Degree Day tool: Tracking Maize Growth across the US Maize Belt. Journal of Climate Risk Management, 15, 73-81.
- Birch, C. J., Hammer, G. L., & Rickert, K. G. (1998). Temperature and Photoperiod Sensitivity of Development in Five Cultivars of Maize (Zea mays L.) from Emergence to Tassel Initiation. Journal of Field Crops Research, 55(1-2), 93-107.
- Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry (2001). Growth Stages of Mono-and Dicotyledonous Plants BBCH Monograph. German Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry (BBA), p25.
- Freeling, M., & Walbot, V. (1996). The Maize Handbook. Springer-Verlag New York, Inc: p. 197.
- Malhotra, S. K. (2017). Diversification in Utilization of Maize and Production. Conference:Gyan Manthan- Perspective of Maize Production and Value Chain- A Compendium, 5, 49.
- Mavi, H. S., & Tupper, G. J. (2004). Agro Meteorology Principles and Applications of Climate Studies in Agriculture. The Haworth Press.
- McMaster, G. S., & Wilhelm, W. W. (1997). Growing Degree-Days: One Equation, Two Interpretations. Journal of Agricultural and Forest Meteorology, 87(4), 291-300.
- Nigussie, S. D., Alemu, D., & Tibebe, D. (2011). Agro-Ecological Suitability for Hybrid Maize Varieties and its Implication for Seed. Proceedings of the Third National Maize Workshop of Ethiopia, p. 146.
- Orhun, G. E. (2013). Maize for Life. International Journal of Food Science and Nutrition Engineering, 13-16.
- Schwietzke, S., Kim, Y., Ximenes, E., Mosier, N., & Ladisch, M. S. (2009). Ethanol Production from Maize. Molecular Genetic Approaches to Maize Improvement Biotechnology in Agriculture and Forestry, 63, 348.
- Scott, M. P. (2009). Transgenic Maize. New York: Humana Press.
- Staller, J. E., Tykot, R. H., & Benz, B. F. (2006). Histories of Maize. Elsevier Inc: Academic Press, p xxi.
- Tiwari, Y. K., & Yadav, S. K. (2019). High Temperature Stress Tolerance in Maize (Zea mays L.): Physiological and Molecular Mechanisms. Journal of Plant Biology, 62(2), 93-102.
- Yang, H. S., Dobermann, A., Lindquist, J. L., Walters, D. T., Arkebauer, T. J., & Cassman, K. G. (2004). Hybrid-Maize–Amaize Simulation Model that Combines Two Crop Modeling Approaches.Journal of Field Crops Research, 87(2-3), 131-154.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
ذرت یکی از غلات گرمسیری و نیمه‌گرمسیری از خانوادة گندمیان و یک گیاه یک‌ساله (حق‌بین و همکاران، 1393: 17) و بومی کشور مکزیک است (Staller et al., 2006: xxi). این گیاه سومین محصول مهم پس از گندم و برنج است و نسبت به سایر محصولات در بیشتر کشورهای دنیا کشت می‌شود. ذرت تقریباً در تمام نقاط جهان به‌جز قطب جنوب کشت و در بسیاری از کشورها ازجمله ایالات متحده و آفریقا غذای اصلی محسوب می‌شود (Orhun, 2013: 13-16). ذرت در صنایع تبدیلی، روغن و انواع مواد غذایی، آردسازی، نشاسته‌سازی و... کاربرد دارد (Malhotra, 2017: 49). در ایران تقریباً 70 تا 75 درصد جیرة غذایی طیور کشور را ذرت دانه‌ای تشکیل می‌دهد و درواقع یک کالای راهبردی و تعیین‌کننده در صنعت مرغداری کشور محسوب می‌شود (دهقان‌پور، 1393: 13)؛ همچنین از زیست‌تودة حاصل از ذرت برای تولید اتانول استفاده می‌شود (Schwietzke et al., 2009: 348; Scott, 2009: 5) و در شرایط فعلی نیز برای ضدعفونی‌کردن و پیشگیری از شیوع ویروس کووید 19 بسیار حائز اهمیت است.
براساس آمارنامة 1396- 1397 وزارت جهاد کشاورزی میزان تولید ذرت دانه‌ای در استان فارس 102336 تن، در هرمزگان 26898 تن و در کرمان 99541 تن بوده است (احمدی و همکاران، 1397: 20). این گیاه برای ظهور، رشد، نمو و تکمیل چرخة حیاتی‌اش نیازمند کسب مقداری انرژی، آب و مواد معدنی از محیطی است که در آن به وجود آمده است یا به وجود می‌آید. از بین شرایط محیطی، عوامل آب‌وهوایی مانند دما، نور، ساعت آفتابی و بارش تأثیر زیادی بر رشد ذرت و پاسخ‌های فنولوژیک آن می‌گذارند (yang et al., 2004: 132; Birch et al., 1998: 94).
برنامه‌ریزی برای تعیین زمان و مکان برحسب اقلیم مناسب کاشت محصولات زراعی در مناطق مختلف اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا استفادة بهینه از شرایط محیطی هر منطقه بر ویژگی‌ها و مراحل مختلف رشد و نمو گیاه تأثیر می‌گذارد و درنهایت بازدهی محصول بهتر خواهد شد (استخر و دهقان‌پور، 1389: 170 به نقل از Sprague and Dudley, 1988: 986; mavi and Tupper, 2004: 364).
پژوهش‌هایی دربارة تاریخ کاشت ذرت در منطقة پژوهش صورت گرفته است؛ ازجمله:
استخر و دهقان‌پور (1389) طی سال‌های 1384 تا 1386 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زرقان آزمایش‌هایی انجام دادند. آنها دریافتند کشت ذرت دانه‌ای سینگل کراس 704 در تاریخ اول تیر نسبت به کشت آن در تاریخ‌های بعد نتیجة بهتری داشته است.
عسکری (1384) در مزرعة تحقیقاتی حاجی‌آباد در استان هرمزگان با انجام آزمایشی نتیجه گرفت کشت رقم مدنظر در 5 مرداد نسبت به تاریخ‌های کشت دیگر برتری دارد.
شیرزادی و همکاران (1386) آثار دما را بر مراحل رشد، عملکرد و اجزای عملکرد هیبریدهای مختلف ذرت در منطقة جیرفت کرمان بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که بوته‌های ذرت در منطقة جیرفت برای رسیدن به مراحل رشد رویشی ظهور گیاهچه، ظهور گل‌آذین نر، گرده‌افشانی و ظهور گل‌آذین ماده به ترتیب به 95 تا 103، 849 تا 878، 880 تا 915 و 918 تا 959 درجه روز رشد دمای مؤثر نیازمندند.
مبصری‌پور (1392) نیز با انجام آزمایش به این نتیجه رسید که در منطقة داراب اگر تاریخ کاشت زودتر از 10 تیر باشد، به علت دمای زیاد در زمان گرده‌افشانی و لقاح، عملکرد دانه کاهش می‌یابد؛ همچنین اگر کاشت دیرتر از 10 مرداد انجام شود، به علت مواجه‌شدن زمان گرده‌افشانی و لقاح با کاهش دما از حد مطلوب باز هم عملکرد کاهش می‌یابد؛ بنابراین با انتخاب زمان کاشت مناسب عملکرد محصول به حداکثر می‌رسد.
هدف پژوهش حاضر، ارائة تقویم زراعی و پتانسیل‌یابی یک محصول استراتژیک غیربومی گرمسیری در بخش جنوب کشور است که تنوع اقلیمی زیادی دارد و حدود 2/24 درصد (399333 کیلومترمربع) ایران را دربرمی‌گیرد؛ در این صورت برنامه‌ریزان و ادارات کشاورزی استان‌های مستقر در آن می‌توانند مهم‌ترین توصیه‌های ترویجی را برای محصول مدنظر در اختیار زارعان قرار دهند. ایران، کشوری با ویژگی‌های طبیعی پیچیده و اقلیم‌های متفاوت است؛ با این حال برنامه‌ریزی در آن به شکل کلی و متمرکز انجام شده و این امر بر مشکلات افزوده است؛ علاوه بر این تقسیمات سیاسی آن هم برمبنای استانی است، نه منطقه‌ای و طبیعی؛ همین موضوع امر ترویج را برای کارشناسان ترویج استانی برای محصولات غیربومی دشوار می‌کند.
روش‌شناسی پژوهش
منطقة پژوهش
منطقة جنوب ایران بین 43/25 تا 97/31 درجه عرض شمالی و 1/50 تا 5/59 درجه طول شرقی قرار دارد و ازنظر تقسیمات کشوری 4 استان فارس، کرمان، بوشهر و هرمزگان را در خود جای داده است (شکل 1-1). مسعودیان در نقشة آب‌وهوای ایران، این منطقه را ازنظر ناهمواری‌ها به چهار ناحیة کرانه‌ای، کوهپایه‌ای، فلاتی و کوهستانی (بلندی) تقسیم کرده است (شکل 1-2) که ازنظر آب‌وهوایی به ترتیب بسیار گرم، گرم، معتدل و سرد هستند (مسعودیان، 1390: 214-217).
ارتفاع از سطح دریا: ارتفاع این منطقه از جنوب به شمال از تراز سطح دریا (صفر) افزایش می‌یابد و تا بیش از 4501 متر در کوههای هزار در شهرستان راین و لاله‌زار در جنوب کرمان می‌رسد. در این منطقة کوهستانی، چندین قله با ارتفاع بیش از 4200 متر وجود دارد. در بعضی از مناطق به فاصلة کمتر از 80 کیلومتر از دریا به قللی با ارتفاع بیش از 3200 متر می‌رسیم (کوه هماک سیاهو در شمال بندرعباس). به‌منظور ارائة نمایی از نقاط ارتفاعی منطقة یادشده شکل 1-3 به نمایش گذاشته شده است. شکل 1-4 موقعیت سیاسی منطقه و ایستگاههای منتخب را نمایش می‌دهد.
نقشة 1. موقعیت ریاضی نقشة 2. اقلیمی
نقشة 3. ناهمواری منطقه نقشة 4. موقعیت سیاسی و پراکندگی ایستگاهها
شکل 1. نقشه‌های موقعیت ریاضی، اقلیمی (اقتباس از نقشة ناحیه‌بندی اقلیمی ایران، مسعودیان، 1390)، ناهمواری، موقعیت سیاسی و پراکندگی ایستگاهها
Figure 1. Maps of Geographic position, Climatic (Taken from the book Climate of Iran, Masoudian, 2012), Heights, Political situation and dispersion of stations
داده‌های استفاده‌شده عبارت‌اند از:
روش‌ها
در این پژوهش، نخست داده‌های اشاره‌شده بررسی و صحت‌سنجی شد؛ سپس میزان نیازهای حرارتی گیاه ذرت در هر فاز فنولوژیک با استفاده از آمار و اطلاعات ایستگاههای کشاورزی داراب، زرقان و رودان و ارزوئیه و رابطة 1 برای سال‌هایی تعیین شد که دیده‌بانی‌های فنولوژیک در آن انجام شده بود و درنهایت نتایج آن در جدول‌های 1 و 2 درج شد.
رابطة 1 GDD=
در رابطة 1، GDD میزان نیازهای حرارتی گیاه برحسب درجه روز رشد جمع‌آوری‌شده در N روز، Tmax بیشینة درجه‌حرارت روزانة هوا، Tmin کمینة درجه‌حرارت روزانة هوا و Tbas درجه‌حرارت پایه یا صفر بیولوژیک گیاه است (Angel et al., 2017: 74).
جدول 1.تاریخ وقوع، تعداد روز، متوسط درجه‌حرارت و درجه روز رشد ذرت دانه‌ای رقم سینگل کراس 704 در هر فاز فنولوژی در ایستگاههای رودان (سال 1392) و ارزوئیه (1396)
Table 1. Date of occurrence, number of days, mean temperature and growing degree days of 704 single-cross maize of every phenology phase in Rudan (2013) and Arzooieh (2017) stations
|
رودان (1392) |
ارزوئیه (1396) |
||||||||||
|
مراحل رشد |
تاریخ |
تعداد روز |
میانگین دما |
درجه روز رشد |
تاریخ |
تعداد روز |
میانگین دما |
درجه روز رشد |
|||
|
کشت بذر |
16/4 |
23/4 |
|
|
|
||||||
|
جوانه‌زنی |
18/4 |
3 |
6/37 |
83 |
26/4 |
3 |
3/37 |
82 |
|||
|
ظهور گل‌آذین نر |
10/6 |
54 |
16/35 |
1359 |
15/6 |
51 |
2/36 |
1336 |
|||
|
ظهور تارهای ابریشمی |
20/6 |
10 |
8/33 |
238 |
24/6 |
9 |
02/35 |
225 |
|||
|
شیری‌شدن |
31/6 |
11 |
63/33 |
260 |
4/7 |
11 |
41/34 |
268 |
|||
|
رسیدن |
20/7 |
20 |
32 |
440 |
22/7 |
19 |
4/32 |
427 |
|||
|
مجموع |
98 |
2380 |
|
93 |
|
2338 |
|||||
جدول 2. تاریخ وقوع، تعداد روز، متوسط درجه‌حرارت و درجه روز رشد ذرت دانه‌ای رقم سینگل کراس 704 در هر فاز فنولوژی در ایستگاه داراب و زرقان (دورة آماری 1380- 1395)
Table 2. Date of occurrence, number of days, mean temperature and growing degree days of 704 single-cross maize of every phenology phase in Darab (2013) and Zarghan (2017) stations
|
|
زرقان (دورة آماری 1380 تا 1385) |
داراب (دورة آماری 1385 تا 1395) |
||||||
|
مراحل رشد |
تاریخ |
تعداد روز |
میانگین دما |
درجه روز رشد |
تاریخ |
تعداد روز |
میانگین دما |
درجه روز رشد |
|
کاشت |
14/4 |
|||||||
|
جوانه‌زدن |
31/3 |
17/4 |
4 |
35 |
100 |
|||
|
سبزکردن |
3/4 |
4 |
1/25 |
64 |
22/4 |
5 |
9/34 |
125 |
|
سه‌برگی‌شدن |
8/4 |
5 |
3/26 |
81 |
27/4 |
5 |
6/34 |
116 |
|
برگ‌دادن |
14/4 |
6 |
5/26 |
95 |
4/5 |
8 |
34 |
192 |
|
ظهور گل‌آذین نر |
27/5 |
44 |
7/27 |
773 |
13/6 |
40 |
5/32 |
902 |
|
گل‌دادن خوشة نر |
2/6 |
7 |
8/25 |
116 |
21/6 |
8 |
6/31 |
173 |
|
ظهور تارهای ابریشمی |
7/6 |
5 |
1/24 |
57 |
24/6 |
3 |
5/29 |
67 |
|
شیری‌شدن |
25/6 |
18 |
24/4 |
254 |
8/7 |
15 |
8/26 |
252 |
|
رسیدن کامل |
1/8 |
35 |
8/21 |
413 |
14/8 |
36 |
3/22 |
444 |
|
مجموع |
124 |
8/24 |
1852 |
|
124 |
2/31 |
2371 |
|
با توجه به اینکه ایستگاههای هواشناسی مستقر در منطقه بیش از 2775 متر ارتفاع ندارند، برای کسب اطلاعات از دماها و ویژگی‌های دمایی با ارتفاعات بالاتر بین دما و ارتفاع، همبستگی خطی محاسبه شد. آنگاه به‌منظور تعیین تاریخ آغاز کشت، میانگین دمای تمامی ایستگاههای همدید مستقر در منطقه به‌طور روزانه برحسب روزهای ژولیوسی سال شمسی با استفاده از نرم‌افزار matlab محاسبه شد؛ سپس میانگین 15 روز هر ماه از سال نیز محاسبه شد.
رابطة بین دما (به‌منزلة متغیر تابع) با ارتفاع (به‌منزلة متغیر مستقل) با استفاده از مدل رگرسیون خطی ساده در نرم‌افزار اس‌پی‌اس‌اس محاسبه شد. منظور از رگرسیون خطی این است که میانگین y|x به‌طور خطی با x در ارتباط باشد؛ یعنی:
رابطة (2) =E(y|x)= a+
که به آن خط رگرسیون می‌گویند و در آن a و β پارامترهای نامعلوم هستند و باید برآورد شوند. مقدار برآورد متغیر وابسته y را به‌صورت رابطة 3 نمایش می‌دهند (نعمت‌اللهی، 1389: 306- 307):
رابطة (3) Y=a+βx
در این مدل اثر ارتفاع بر دما ارزیابی شده است؛ به این ترتیب معادلاتی برای دوره‌های زمانی 15روزه حاصل شد؛ سپس در محیط جی‌آی‌اس با استفاده از مدل رقومی ارتفاع (Dem)، نقشة تاریخ تأمین نیاز حرارتی کشت در محیط GIS ترسیم شد.
محاسبة طول هر فاز فنولوژی: مقدار کل انرژی کسب‌شده به‌صورت درجه روز در کل دورة رشد به شرط نبود شرایط تنش‌زا برابر با مقداری ثابت است؛ بنابراین از روی میانگین درجه‌حرارت‌های روز رشد با استفاده از رابطة 4، طول روزهای هر فاز محاسبه و آغاز و پایان هر فاز در محیط هر ایستگاه پیش‌بینی شد.
رابطة 4:
در رابطة 4، N طول هر فاز فنولوژی، A مجموع میانگین‌های درجه روزهای رشد مورد نیاز روزانه در هر دوره و b دمای پایه است (خوشحال و مردانیان، 1388: 47).
بررسی وقوع دماهای بازدارندة گرم و سرد در منطقه: با توجه به آمار بلندمدت دمای حداکثر و میانگین روزانه، زمان وقوع دماهای بازدارندة گرم و سرد برای تمامی مناطق تشخیص داده و در قالب نقشه ارائه شد.
ارزیابی و تلفیق نقشه‌ها: درنهایت نقشه‌های مناطق مساعد کشت ازنظر تأمین حرارتی با لایه‌های کاربری اراضی، شیب و ارتفاع در محیط جی‌ای‌اس تلفیق و نقشة نهایی ترسیم شد.
یافته‌های پژوهش
تأمین نیاز حرارتی کشت ذرت در جنوب کشور
برای تعیین نیاز حرارتی گیاه در منطقه با توجه به اینکه گیاه ذرت برای جوانه‌زدن به درجه‌حرارت حداقل 10 درجة سانتی‌گراد نیاز دارد و هرچه دمای هوا در زمان کاشت بیشتر باشد، جوانه‌زنی و رشد گیاه سریع‌تر صورت می‌گیرد و دورة رشد نیز کوتاه‌تر می‌شود، دمای 15 درجة سانتی‌گراد شروع دمای بهینه برای کشت بذر است (ماینارد و لونرز، 1364: 73)؛ بنابراین آمارهای روزهای سال از کم به زیاد ردیف و از روزهایی که میانگین دمای روزانه 15 درجة سانتی‌گراد و بیش از آن باشد، آغاز کشت در هر ایستگاه مشخص و نقشة تاریخ‌های اولین روز کشت در هر منطقه ترسیم شد (شکل 2). در نقشة 2 در مناطقی که با رنگ قرمز مشخص شده‌اند و اقلیم گرم و بسیار گرم دارند، در طول سال دما به کمتر از 15 درجة سانتی‌گراد نمی‌رسد؛ بنابراین شرایط حرارتی لازم برای چند بار کشت ذرت در طول سال فراهم است.
در سایر مناطق برحسب اقلیم از گرم به سرد و از عرض پایین به بالا از نیمة دوم بهمن تا نیمة اول خرداد شرایط حرارتی برای کشت این محصول فراهم می‌شود که با رنگ‌های مختلف و به‌صورت 15روزه به نمایش درآمده است. کشت این محصول در بیشتر مواقع از سال تا ارتفاع حدود 1000 متر دستکم یک یا چند بار امکان‌پذیر است؛ با وجود این کشاورزان معمولاً این محصول را به‌مثابة کشت دوم انتخاب می‌کنند؛ زیرا کشت دیگر غلات و صیفی‌جات برای آنها به دلایل مختلف اهمیت بیشتری دارد؛ بنابراین این پژوهش نیز با تدوین تقویم زراعی این محصول برای کشت اول و دوم در مناطق مختلف انجام شده است. برای این منظور، کشت ذرت در نواحی سردسیر با ارتفاع بیش از 2000 متر در نیمة دوم اردیبهشت آغاز می‌شود. در این پهنه به دلیل سردبودن هوا، ذرت را می‌توان فقط به‌منزلة کشت اول انتخاب کرد. در نواحی با ارتفاع کمتر از 2000 متر پس از برداشت محصولات سردسیر، کشت گیاه از نیمة دوم خرداد آغاز می‌شود (نقشة 3)؛ همان‌طور که در نقشه دیده می‌شود، کشت این گیاه از نیمة دوم خرداد در بخش‌های وسیعی از استان‌های فارس و کرمان آغاز می‌شود؛ استان‌هایی که ازنظر ناهمواری فلاتی و کوهپایه‌ای هستند و اقلیم‌های گرم و معتدل دارند. این مناطق در نقشه با رنگ زرد مشخص شده‌اند؛ به این ترتیب شرایط حرارتی در نیمة اول مرداد در پهنه‌هایی از شهرستان‌های شهداد، بستک، کهنوج، لار، لامرد، رودان، گلبافت و برازجان برای کشت این محصول آماده می‌شود.
شکل 2. تقویم زراعی کشت اول ذرت دانه‌ای در جنوب کشور
Figure 2. First maize agronomic calendar in south Iran
شکل 3. تقویم زراعی کشت دوم ذرت دانه‌ای در جنوب کشور
Figure 3. Second maize agronomic calendar in south Iran
بررسی طول مراحل مختلف رشد ذرت در منطقة مطالعه‌شده
از 100 فاز فنولوژیک که براساس روش BBCH معرفی شده است (Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry, 2001: 25)، پژوهشگران مراکز کشاورزی در ایستگاههای مستقر در مناطق داراب و زرقان، دیده‌بانی‌ها را در 8 مرحله و در رودان و ارزوئیه در 5 مرحله انجام داده و گزارش کرده‌اند؛ به بیان دیگر فازهای اصلی را مدنظر قرار داده‌اند. به‌منظور یکسان‌سازی مراحل رشد در پژوهش حاضر، در زیر به 4 مرحلة اصلی و حیاتی اشاره خواهد شد:
مرحلة ظهور گل‌آذین: در پهنه‌های مختلف جنوب ایران در شرایط اقلیمی و ارتفاعی منطقه، مرحلةکاشت تا ظهور گل‌آذین بین 51 تا 98 روز به طول می‌انجامد (نقشة 4-A)؛ همان‌طور که در این نقشه می‌توان دید، برای نمونه در پهنه‌ای که شهر شیراز در آن قرار و اقلیم گرم و ارتفاعی حدود 1400متر (ناحیة فلاتی) دارد، اگر این گیاه در نیمة دوم خرداد کشت شود، این دوره بین 65 تا 70 روز طول خواهد کشید؛ به بیان دیگر می‌توان در روزهای 20 تا 25 مرداد انتظار دیدن گل‌آذین نر را داشت یا در پهنه‌ای که شهرستان کهنوج در آن قرار و اقلیم کرانه‌ای و هوای بسیار گرم و ارتفاعی کمتر از 500 متر دارد، اگر ذرت در نیمة اول مرداد کشت شود، گل‌آذین نر حدوداً در تاریخ 25 تا 31 شهریور دیده می‌شود.
مرحلة ظهور تارهای ابریشمی: ظهور گل‌آذین نر تا ظهور تارهای ابریشمی، حساس‌ترین مراحل رشد ذرت است. گیاه در این مرحله شدیداً به شرایط جوّی حساس است و برگ و سیستم ریشه هر دو به بیشترین حد رشد می‌رسند (مهندسین مشاور کوانتا، 1354: 20). این مرحله در منطقة پژوهش بین 8 تا 25 روز به طول می‌انجامد (نقشة 4-B). همان‌طور که در این نقشه دیده می‌شود، برای نمونه در شهرستان بوشهر، اگر کاشت ذرت در نیمة اول مرداد انجام شود، لازم است حداکثر 60 روز بگذرد تا تارهای ابریشمی در گیاه ظاهر شود؛ بنابراین ظهور این مرحله را باید در اول مهر انتظار داشت. علت کوتاهی این دوره در این شهرستان، ارتفاع کم آن از سطح دریاست که متوسط آن 18 متر است و اقلیم کرانه‌ای و بسیار گرم دارد.
مرحلة دورة شیری‌شدن: ظهور تارهای ابریشمی تا مرحلة شیری‌شدن ذرت در نواحی مختلف این منطقه از 10 تا 24 روز به طول می‌انجامد. در نقشة 4-C، این مرحله به نمایش گذاشته شده است؛ همان‌طور که در این نقشه دیده می‌شود، در شهرستان رودان که اقلیم بسیار گرم و ارتفاعی حدود 219 متر از سطح دریا دارد و در ناحیه‌ای کرانه‌ای قرار گرفته است، چنانچه زمان کاشت ذرت در نیمة دوم مرداد باشد، مرحلة شیری‌شدن از 7 شهریور به بعد روی می‌دهد.
مرحلة رسیدن کامل: مرحلة شیری‌شدن تا رسیدن ذرت در منطقة پژوهش از 15 تا 60 روز به طول می‌انجامد (نقشة 4-D). این مرحله از رشد گیاه به سرمای پاییز بسیار حساس است. با توجه به نقشه‌های یادشده در پهنه‌هایی از منطقة پژوهش که گیاه ذرت در نیمة دوم خرداد، نیمة دوم تیر، نیمة اول مرداد و نیمة دوم مرداد کشت می‌شود، به ترتیب در نیمة دوم مهر، نیمة دوم مهر، نیمة دوم آبان و نیمة اول آذر کاملاً می‌رسد؛ همچنین در پهنه‌هایی که شرایط حرارتی لازم را در نیمة دوم اردیبهشت دارند، اگر گیاه کاشته شود، کاملاً نمی‌رسد و با سرمای پاییز مواجه می‌شود و در مرحلة شیری‌شدن و تازه‌خوری برداشت خواهد شد.
نقشة (A) نقشة (B)
نقشة (C) نقشة (D)
شکل 4. نقشة روزهای مورد نیاز گیاه ذرت در مراحل ظهور گل‌آذین نر (A)؛ ظهور تارهای ابریشمی (B)؛ شیری‌شدن (C)؛ رسیدن کامل (D)برمبنای مجموع انرژی کسب‌شده برحسب درجه روز رشد در منطقة جنوب ایران
Figure 4. Map of the number of days in every phenology phase of germination (A); emergence tassel in flower (B); milking (C); ripening (D) based on the total energy obtained in terms of degree of growth in the southern of Iran
دماهای بازدارندة رشد: اگر دمای محیط از آستانه‌های تاب‌آوری گیاه در دماهای کم یا زیاد گیاه افزایش یابد، گیاه دچار رکود رشد یا آسیب‌دیدگی در اندام‌ها خواهد شد که به آن دماهای بازدارندة زیاد و کم اطلاق می‌شود. دمای محیط بیش از تاب‌آوری گیاه بیشترین تأثیر منفی را در فازهای فنولوژیک ذرت که گیاهی گرمسیری است به‌ویژه در مرحلة تولیدمثل بر جای می‌گذارد (Tiwari and Yadav, 2019: 94). درجه‌حرارت زیاد در زمان تشکیل دانه‌های گرده ممکن است سبب عقیم‌شدن گل‌های نر (تاسل‌ها) شود. طی مرحلة گل‌دهی و گرده‌افشانی وقوع یک دورة 4روزة پژمردگی، بیش از 40 تا 50 درصد عملکرد را کاهش خواهد داد (حق‌بین و همکاران، 1393: 79). در دمای 40 درجة سانتی‌گراد رشد گیاه متوقف می‌شود و دمای مساوی و بیش از 45 درجة سانتی‌گراد دمای بسیار زیادی است که اگر 5 تا 6 روز ادامه یابد، باعث خشک‌شدن گیاه می‌شود (مشاورین کوانتا، 1354: 6-2)؛ همچنین دماهای بازدارندة سرد معمولاً در فازهای اواخر رشد به وقوع می‌پیوندد؛ زیرا کشت در ماههای گرم انجام می‌شود و مراحل دورة رشد که گیاه به حداکثر انرژی نیاز دارد تا به ثمر برسد، در اثر سرما تکمیل نخواهد بود؛ بنابراین ممکن است محصولی باکیفیت یا حتی بدون کیفیت حاصل نشود.
در منطقة پژوهش دماهای بازدارندة گرم و سرد محاسبه شده است. در نقشة 5 مکان‌هایی به نمایش گذاشته شده است که امکان رخداد چنین دماهایی وجود دارد. رخداد دمای بازدارندة گرم از نیمة دوم اردیبهشت از جنوب کشور و وقوع دمای بازدارندة سرد از نیمة اول آبان در مناطق مرتفع و اقلیم سرد و معتدل در نیمة شمالی استان‌های فارس و کرمان آغاز می‌شود.
شکل 5. توزیع دمای بازدارندة گرم و سرد در منطقة مطالعه‌شده
Figure 5. Temperature distribution of hot and cold inhibitors in the study area
استعداد نواحی مساعد کشت ذرت در منطقه
با تلفیق نقشه‌های مراحل مختلف رشد و دماهای بازدارنده در منطقه ازلحاظ تأمین نیازهای حرارتی گیاه در طول دورة رشد، نقشة 6 به دست آمد که در آن مناطق مختلف ازنظر میزان فراهم‌بودن انرژی مورد نیاز گیاه رتبه‌بندی شده‌اند. براساس نقشه، مناطق بسیار مساعد 73 درصد از پهنة مطالعه‌شده، مناطق مساعد و نیمه‌مساعد به ترتیب 16 و 8 درصد از منطقة مطالعه‌شده و مناطق نامساعد شامل ایستگاههای لاله‌زار و صفاشهر 3 درصد از این پهنه را دربرمی‌گیرند (نقشة 6).
شکل 6. نقشة مناطق مساعد کشت ذرت دانه‌ای رقم سینگل کراس 704 برپایة تأمین نیاز حرارتی در جنوب کشور
Figure 6. Map of suitable areas plant 704 single-cross maize Based on the supply of heat needs
ذرت در ارتفاعات مختلف نیز به‌خوبی رشد می‌کند. کشت این گیاه تا ارتفاع 3300 متر از سطح دریا در مناطق گرمسیری کانادا موفقیت‌آمیز بوده است (Freeling and Walbot, 1996 :197)؛ همچنین شیب بسیار مناسب برای کشت ذرت 0 تا 8 درصد و شیب مناسب 8-15 درصد است (Nigussie et al., 2011: 146)؛ بنابراین با تلفیق لایة مناطق مساعد کشت ذرت برپایة تأمین نیاز حرارتی، لایة کاربری اراضی، شیب و ارتفاع منطقه، نقشة 7 تولید شد. همان‌طور که در این شکل دیده می‌شود، فقط 23 درصد از پهنة مطالعه‌شده جزء اراضی زراعی و قابل کشت است؛ بنابراین مناطق بسیار مساعد برای کشت به 12 درصد کاهش یافته که در شکل 15 با رنگ سبز نشان داده شده است؛ این مناطق شامل پهنه‌هایی از سپیدان، ارسنجان، تخت جمشید، فارس، نیریز، داراب، فیروزآباد، برازجان، فراشبند، کارزین و بخش‌هایی از شهرستان‌های جهرم، انار، رفسنجان، جیرفت، رودان، بستک و سرجان، شهر بابک، میناب و روداب است. مناطق مساعد و نیمه‌مساعد نیز به ترتیب 8 و 3 درصد کاهش یافته‌اند که در نقشه با رنگ‌های فسفری و زرد مشخص شده‌اند.
شکل 7. نقشة مناطق مساعد کشت ذرت دانه‌ای برپایة تأمین نیاز حرارتی، توپوگرافی و اراضی قابل کشت در جنوب کشور
Figure 7. Map of suitable areas for growing corn based on heat supply needs, topography and land use in the south of the country
نتیجه‌گیری
بررسی‌ها نشان می‌دهد نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش با نتایج سایر پژوهش‌های انجام‌شده به روش‌ها و مدل‌های دیگر در این منطقه مشابهت دارد. از نظر بسیاری جنوب کشور آب‌وهوای گرم دارد و بنابراین با کشت فاریاب مانند هر محصول دیگری می‌توان ذرت را در این منطقه کشت کرد؛ اما نتایج این پژوهش نشان می‌دهد چنین برداشتی درست نیست و در بعضی نواحی این منطقه مانند ناحیة کرانه‌ای ازنظر تأمین نیازهای حرارتی امکان چند بار کشت در طول سال فراهم می‌شود؛ اما در این اقلیم، گیاه با تنش گرمایی روبه‌رو می‌شود؛ همچنین اگر تاریخ کشت مطابق با شرایط تأمین نیازهای حرارتی گیاه در فازهای فنولوژیک آن در منطقة مطالعه‌شده تنظیم نشود، گیاه برای کسب واحدهای حرارتی مورد نیاز مجبور به تغییر طول هر فاز فنولوژی می‌شود؛ همین امر در فرایند رشد و نمو اختلال ایجاد می‌کند و ریسک برخورد به تنش‌های دمایی افزایش می‌یابد.
براساس شکل 6 در 73 درصد از منطقة مطالعه‌شده با توجه به زمان کشت تعیین‌شده، شرایط حرارتی برای کشت ذرت فراهم می‌شود؛ اما به دلیل محدودیت‌های توپوگرافی و اراضی نامناسب کشت، این پهنه به 23 درصد از منطقه کاهش می‌یابد.
نقشه‌های ارائه‌شده در این پژوهش به کشاورزان و مروجان کمک می‌کند تا با به‌کارگیری آنها، بهترین تقویم‌های زراعی را برای مکان استقرار مزرعة خود به‌منظور کشت محصول ذرت در اختیار داشته باشند؛ زیرا این نقشه‌ها هم براساس تقسیمات استانی و شهرستانی و هم برمبنای ناحیه‌ای و آب‌وهوایی طراحی شده‌اند؛ بنابراین کشاورز یا مروج با پیداکردن محل مساعد برای کشت محصول خود، مناسب‌ترین تاریخ کشت را برمی‌گزیند و با مشخص‌شدن این تاریخ، به زمان رخداد تمام فازهای فنولوژیک آن دست خواهد یافت؛ بر این اساس خواهد توانست برای مقابله با تنش‌ها، آفات و تقویت محصول برنامه‌ریزی کند و به بالاترین سطح کمیت و کیفیت آن دست یابد.
)
