بررس روند پارامترهای اقلیمی بر شروع جوانه زنی درخت زرشک در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار اقلیم شناسی دانشگاه افسری امام علی(ع)

2 استاد اقلیم شناسی، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، گروه جغرافیا و گردشگری، دانشگاه کاشان

چکیده

ویژگی های اقلیمی در بلند مدت، منجر به تعیین الگوی کشت و توجیه پراکنش گونه های گیاهی مختلف شده است. مطالعه حاضر با هدف سنجش بررس روند پارامترهای اقلیمی بر شروع جوانه زنی درخت زرشک در کشور ایران بررسی شد. در این پژوهش با بهره گیری از روش ناپارامتریک من کندال و آزمون شیب سنس، روند تغییرات عناصر ساعات آفتابی، میانگین رطوبت، میانگین دما، کمینه دما، بیشینه دما، تعداد روزهای یخبندان و مجموع بارندگی در 19 ایستگاه‌ کشور در یک دوره 30 ساله(1990-2020) بر رشد زرشک انجام شد و خروجی آن به صورت جدول، نمودار و نیز نقشه های هم روند در محیط Arc_GIS ترسیم گردید. نتایج نشان داد که که شش مرحله فنولوژی اصلی در مقیاس BBCH در درخت زرشک رخ می دهد. بر اساس مکان یابی مناطق جنوب خراسان رضوی و مرکز به سمت شمال غرب کشور بهترین مناطق برای کشت زرشک هستند. دوره رشد متناسب با شرایط اقلیمی و توپوگرافی از اوایل فروردین ماه تا اواخر آبان ماه به طول می‌انجامد. یکی از مهمترین مراحل فنولوژی درخت زرشک، دوره جوانه‌زنی می‌باشد. در مرحله جوانه زنی، روند پارامتر اقلیمی، از قبیل مجموع ساعت آفتابی، میانگین دما، کمینه دما و دمای بیشینه دارای روند معنیدار افزایشی و پارامترهای رطوبت نسبی و مجموع بارندگی روند معنیدار کاهشی در سطح اطمینان 95 درصد دیده می‌شود و تعداد روزهای یخبندان. در هیچ کدام از ایستگاه های مستعد کشت زرشک روند معنیدار در مرحله فنولوژی جوانه زنی مشاهده نشد. به طور کلی با آگاهی از شرایط جوی و پتانسیل‌های اقلیمی کشاورزی مناطق، می‌توان از منابع با بازدهی بالاتری استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigate the trend of climatic parameters on the initiation of barberry tree germination in Iran

نویسندگان [English]

  • Hasan rezaei 1
  • GHolam Abbas Fallah Ghalhari 2
1 Assistant Professor of Climatology, Imam Ali Officer University
2 Professor of Climatology, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Department of Geography and Tourism, Kashan University
چکیده [English]

Introduction:


Currently, agriculture is one of the most important economic sectors of any country. One of the basic ways to develop and promote agricultural activities in any country is the optimal use of land, according to ecological conditions. Such a development requires to know the various factors that are involved in it. Therefore, researchers pay special attention to land use and based on ecological-agricultural models, identify, evaluate, and assess the ecological resources of land with appropriate methods for specific purposes. Weather is one of the basic environmental factors that control all aspects of life. Among the climate elements, temperature and precipitation play a decisive role. Temperature, as an indicator of the intensity of heat, is one of the basic elements of knowing the weather, and due to receiving the sun's energy from the earth, it undergoes many changes, which in turn causes extensive changes in other meteorological elements. Investigating the impact of weather factors on the performance of agricultural products is extremely important and the production efficiency of agricultural products is largely related to climatic conditions Climatic features in the long term have led to determining the cultivation pattern and justifying the distribution of different plant species. The present study was conducted to evaluate the trend of climatic parameters on the initiation of barberry tree germination in Iran





Materials and methods:





The research area, the areas prone to barberry tree cultivation in Iran amount to 1.356858 square kilometers, equivalent to 22.1%, and the eastern regions of the country include the provinces of South Khorasan (Qain, Birjand), Fars (Shiraz, and Abadeh), Hamadan, Markazi, Isfahan, Chaharmahal, Bakhtiari and Kerman are the best places to grow this crop. Also, some of the northwestern provinces of Iran, along with Zahedan and the southern provinces of Razavi and Western Khorasan provinces (Saqez, Sanandaj, Kermanshah, and Khorram Abad) are relatively suitable for barberry cultivation. In this research, using the non-parametric Mann-Kendall method and the Slope Sense test, the trend of changes in the elements of sunshine hours, average humidity, average temperature, minimum temperature, maximum temperature, the number of freezing days, and total rainfall in 19 stations of the country in 30 years. 1990-2020) was done on the growth of barberry and its output was drawn in the form of tables, graphs, and trend maps in the Arc GIS environment. The results showed that six main phenological stages occur in the BBCH scale in barberry trees. According to the location, the south of Razavi Khorasan and the center towards the northwest of the country are the best areas for barberry cultivation. The growth period according to climatic conditions and topography lasts from the beginning of April to the end of November.


Conclusion:


To analyze the trend of climatic parameters in the barberry cultivation areas in Iran, the statistics of Mann-Kendall tests and age slope estimator were used, and the significance of these statistics was examined at the confidence level of 99% and 95%. Estimating the slope of the trend line with the age estimator showed that the slope of the trend line of the total hours of sunshine in the germination phenology stage has the most changes in the station of Yazd (0.33 hours) and Tabriz (0.1 hours). The trend analysis of the average relative humidity parameter showed that a significant decreasing trend can be seen at the 95% confidence level in the stations of Shahrekord, Khorramabad, Abadeh, Zanjan, Fasa, Birjand, and Torbat Heydarieh. In the stations of Qain, Arak, Zahedan, Yazd, Kerman, and Kermanshah, there is a significant decreasing trend in the confidence level of 99%. The number of changes in the average temperature during the germination period of the barberry tree was obtained based on the SEN's slope. Have had. The analysis of the trend of minimum temperature showed that all the stations except the cities of Shiraz, Saqqez, and Sanandaj have an increasing trend at a significant level of 5%, the rest of the studied stations have an increasing trend at a significant level of 1%. Estimating the slope of the trend line with the age estimator of the maximum temperature parameter showed that the slope of the maximum temperature trend line in the germination phenology stage, in Zahedan station (0.37°C) and Saqez (0.06°C), respectively, has the highest and The least changes. The analysis of the time series trend of the total rainfall showed that except for the stations of Tabriz, Khorram Abad, and Shahr Kurd, there is a significant decreasing trend at the level of 5%, and no special trend was observed in the rest of the stations. Examining the number of frost days by estimating the slope of the trend line with the age estimator showed that the slope of the trend line of the average number of frost days in the germination phenology stage has the most changes in Tabriz station (0.03 days per year). The results and achievements of this are important for raising awareness about the role and importance of climatic conditions in choosing species compatible with the climate of each region, as well as providing a model for correct management and risk of horticultural products.

کلیدواژه‌ها [English]

  • barberry"
  • Trend"
  • germination"
  • Mann-Kendall"
  • "
  • Slope Sense
  1.  

    1. حسین زاده، سهیل، محمودی، جلال و ناصری، بهرام. (1399). اثر تیمارهای مختلف شکست خواب و تحریک جوانه زنی بذرگونه زرشک معمولی (Berberis vulgaris L.)، تحقیقات بذر، 10(36):58-50.
    2. رضایی، حسن و معتمدی راد، محمد. (1400). نقش پارامترهای اقلیمی بر مراحل فنولوژی زرشک در شهرستان سبزوار. مجله علوم جغرافیایی، 17(36): 38-20.
    3. رضایی، حسن و معتمدی راد، محمد. (1402). ارزیابی مراحل فنوفازهای رشد درخت زرشک و اثر تغییر اقلیم بر نیاز آبی آن در ایران، مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 6(3): 92-78.
    4. رضایی، حسن، و فلاح قالهری، غلام عباس. (1400). مکان‌یابی مناطق مناسب برای کشت زرشک در کشور ایران. جغرافیایی سرزمین, 18(72), 101-118.
    5. رضائی، حسن. (1398). اثر تغییر اقلیم بر مکان یابی کشت زرشک در ایران، رساله دکتری، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.
    6. سلاجقه، مریم، باقی زاده، امین، و عراقی زاده، محسن. (1392). تأثیر پارامترهای جوی بر محصولات کشاورزی دریک اقلیم بیابانی(مطالعه موردی : شهر کرمان(. دومین کنفرانس بین المللی مدل سازی گیاه ، آب،هوا و خاک.
    7. علیجانی، بهلول، و دوستان، رضا. (1385). تعیین نواحی مستعدّ کشت زرشک در استان خراسان جنوبی با استفاده از GIS، مجله جغرافیا و توسعه تاحبه‌ای، شماره 7: 33-13.
    8. فلاح قالهری، غلامعباس، و رضایی، حسن. (1394). نقش پارامترهای اقلیمی بر مراحل فنولوژی زرشک در شهرستان گناباد. جغرافیایی سرزمین، 12(47)، 1-15.
    9. فلاحی، جبار، رضوانی مقدم، پرویز، و نصیری محلاتی، مرضیه. (1389). اثر تاریخ برداشت بر شاخص های کمی و کیفی میوه زرشک بی دانه. پژوهشهای زراعی ایران، 8(2)، 225-243.
    10. کمالی، غلامعلی. (1381). سرماهای زیان بخش به کشاورزی ایران در قالب معیارهای احتمالی. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، 149-165.
    11. میرموسوی، سیدحسین و میریان، مینا. (1390). کاربست مدل بولین در ارزیابی جغرافیایی امکان کشت پسته در استان زنجان، اولین کنگره ملی علوم و فناوریهای نوین کشاورزی دانشگاه زنجان.زنجان، ایران.
    12. هلالی، ج.، قهرمان، ن. و خلیلی، ع.، 1395. مقایسه مقادیر درجه روز رشد (GDD) گندم با استفاده از داده های ساعتی و روزانه دما در دو نمونه اقلیمی ایران. پژوهش های کاربردی زراعی, 29(1), 8-18.
    13. Alemardan, A., Asadi, W., Rezaei, M., Tabrizi, L., & Mohammadi, S. (2013). Cultivation of Iranian seedless barberry (Berberis integerrima ‘Bidaneh’): A medicinal shrub. Industrial Crops and Products, 50, 276-287.
    14. Anderson, R., Bayer, P. E., & Edwards, D. (2020). Climate change and the need for agricultural adaptation. Current opinion in plant biology, 56, 197-202.
    15. Bisbis, M. B., Gruda, N., & Blanke, M. (2018). Potential impacts of climate change on vegetable production and product quality–A review. Journal of Cleaner Production, 170, 1602-1620.
    16. Bhattacharya, A. (2019). Global climate change and its impact on agriculture. Changing Climate and Resource Use Efficiency in Plants; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 1-50.
    17. Enriquez‐Hidalgo, D., Cruz, T., Teixeira, D.L., & Steinfort, U. (2020). Phenological stages of Mediterranean forage legumes, based on the BBCH scale. Annals of Applied Biology, 176(3), 357-368.
    18. Feyissa, G., Zeleke, G., Bewket, W., & Gebremariam, E. (2018). Downscaling of future temperature and precipitation extremes in Addis Ababa under climate change. Climate, 6(3), 58.
    19. Fischer, G., Nachtergaele, F. O., van Velthuizen, H., Chiozza, F., Francheschini, G., Henry, M., ... & Tramberend, S. (2021). Global agro-ecological zones (gaez v4)-model documentation. Documentation. FAO & IIASA, 303 pp.
    20. Guan, C., Che, Q., Zhang, P., Huang, J., Chachar, S., Ruan, X., ... & Yang, Y. (2021). Codification and description of growth stages in persimmon (Diospyros kaki Thunb.) using the extended BBCH scale. Scientia Horticulturae, 280, 109895.
    21. Hosseini, A., Moradinezhad, F., Khayyat, M., & Aminifard, M. H. (2022). Bioactive Compounds and Quality Attributes of Fresh Seedless Barberry (Berberis vulgaris L.) at Cold Storage as Influenced by Multiple Spraying of Calcium Nitrate and Potassium Nitrate. Journal of Agricultural Sciences (Sri Lanka), 17(2).
    22. Kendall, M.G. 1970. Rank Correlation Methods, 2nd Ed., Hafner, New York.
    23. Malhi, G. S., Kaur, M., & Kaushik, P. (2021). Impact of climate change on agriculture and its mitigation strategies: A review. Sustainability, 13(3), 1318. Shanmugapriya, P., Rathika, S., Ramesh, T., & Janaki, P. (2019). Applications of remote sensing in agriculture-A Review. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci, 8(01), 2270-2283.
    24. McMaster, G. S., & Wilhelm, W. W. (1997). Growing degree-days: one equation, two interpretations. Agricultural and forest meteorology, 87(4), 291-300.
    25. Mann, H.B. 1945. Nonparametric tests against trend, Econometrica, 13: 245-259.
    26. Rahimi-Madiseh, M., Lorigoini, Z., Zamani-Gharaghoshi, H., & Rafieian-Kopaei, M. (2017). Berberis vulgaris: specifications and traditional uses. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 20(5), 569.
    27. Sen, P.K., 1968. Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s tau. J Am Stat Assoc. 63(324):1379–1389.
    28. Sabouhi, R. and Soltani, S., (2008). Analysis of the climate trend in the major cities of Iran. Journal of Agricultural Science and Technology. 12(46). (In Persian)
    29. Wang, J., Vanga, S. K., Saxena, R., Orsat, V., & Raghavan, V. (2018). Effect of climate change on the yield of cereal crops: a review. Climate, 6(2), 1-19.