Donma - Don
Her ne kadar don ve donmak terimleri iç içe olsa da, iki farklı olguyu tanımlamaktadırlar. Bir Konveksiyon, ya da rüzgarın getirdiği donma, soğuk bir hava kütlesinin bir bölgeye donma sıcaklıklarını getirmesiyle oluşur. Genellikle bulutlar mevcut olup rüzgarın hızı 8 km/sn (5 mil/sn)‘in üzerinde olmaktadır. Yüzey üzerindeki soğuk hava tabakasının kalınlığı 150 m (500 feet) ile 1500 m (5000 feet) arasında değişebilmektedir. Bu koşullar altında çevre koşullarını değiştirerek bitkileri dona karşı korumaya çalışmak için pek fazla olanak yoktur.
Radyasyon donu ise, bulutsuz bir gökyüzü ve sakin rüzgarların (8 km/sn’den (5 km/sn) daha yavaş), bir inversiyonun oluşumuna izin vermeleri ve yüzeye yakın sıcaklığın donma noktasının altına düşmesiyle meydana gelmektedir. İnversyon tabakasının kalınlığı 9-60 m (30-200 feet) arasında değişebilmektedir.
İki çeşit don vardır. Kır, ya da beyaz don atmosferdeki nemin katı cisimlerin yüzeylerinde küçük kristaller halinde donması sonucu oluşur. Siyah donda ise alt atmosferin fazla kuru olmasından dolayı sadece birkaç buz kristali oluşmakta ya da hiç kristal oluşmamaktadır. Buz kristallerinin oluşması, havanın ulaşması gerektiği sıcaklık olan çiy noktasına ya da donma noktasına bağlıdır.


Radyasyon Donu
-
Sakin rüzgarların hızı 8 km/sn’den (5 mil/sn) daha yavaş
-
Açık gökyüzü
-
Soğuk hava kütlesi derinliği 9-60 m (30-200 feet)
-
İki tip: beyaz ve siyah
-
Soğuk hava drenajı meydana gelir
-
Başarılı donmaya karşı korunma muhtemeldir.


Konveksiyon Donu
-
8 km/sn’den (5 mil/sn) daha güçlü rüzgarlar
-
Bulutlar var olabilir
-
Soğuk hava kütlesi derinliği 150 m-1500 m (500-5000 feet)
-
Korunma başarısı sınırlıdır.
Mikroiklim Görüntülenmesi
Mikroiklimlerden dolayı minimum sıcaklıkların tahmini bir kuşakta çeşitlilik gösterebilmelerine rağmen, bir bölgenin don/donma oluşumu sırasındaki koşulları benzerlik göstermektedir. Çifliğin seçilmiş bölgelerindeki her oluşumun hava koşullarının kayıtlarını tutmak büyük bir avantajdır. Böylece gerçek ve tahmini sıcaklıklar, bulut örtüsü ve rüzgar hızı gözlemlenip kaydedilebilir.
Bulutlu ve esintili havada gözlem değerleri tahmin edilen değerlere çok yakın olabilir; ama açık ve sakin koşullarda donma, tahmin edilmemiş olsa bile beklenmelidir.
Eski gözlemlerin kullanımı, gelecek koşulların tahmini ve çiftliğin bölge sıcaklık tahminleri için temel bileşen olabilir. Ayrıca bilgilerin toplanması yetiştiriciye gerekli olan bölgelerde koruma ekipmanları kurma olanağı verir.
Radyasyon donu sırasında dikkatli tutulan eski kayıtlar, havanın ciddiyetinin kavranıp koruma önlemlerinin uygulanma kararının verilmesine yardımcı olabilir. Bu, yüksekten yağmurlama sulamanın yapıldığı bölgelerde özellikle kritiktir. Ürünlerin ekilmesinden önce toplanan mikroiklim bilgileri yetiştiriciye, koruma ekipmanlarının yerini, tipini ve miktarını seçmede yardımcı olabilir.
Hava Sıcaklığı
Minimum kayıt yapan termometreler pahalı değildir ve dona/donmaya karşı korunma ile ilgilenen her yetiştirici için akıllı bir yatırımdır. Termometrelerin yerleşimi ve sayısı araziye ve yetiştiricinin ilgisine bağlıdır.
Bazı yetiştiriciler bir termometreyi en soğuk noktaya yerleştirip, koruma planlarını kötü bir durum senaryosu üzerine kurmaktadırlar. Bu yöntemi kullanarak bölgenin büyük bir kısmı gereğinden fazla korunacak ve belki de yetiştirici zamanını ve yakıtını boşa harcaycaktır. Eğer koruma sistemi korumanın çeşitli derecelerle yayılmasına olanak sağlıyorsa o zaman birçok termometreye ihtiyaç vardır.
Bitki Sıcaklığı
Korumaya çalıştığınız bitkinin sıcaklığını bilmek, koruma kararları verme konusunda ciddi bir bilgidir. Bu, “karar veren” olarak hava sıcaklığını kullanmanın genel uygulamasıdır.
Bu yanıltıcı olabilir; çünkü donu yaratan atmosferik koşullar, daima aynı miktarlarda olmadıkları gibi, aynı zamanda bitki sıcaklığının hava sıcaklığından farklı (genellikle daha soğuk) olmasına da neden olurlar.
Geşmişteki sorun, kesin ve ekonomik olarak bitki sıcaklığının nasıl ölçüleceği idi. Bu durum yetiştiricileri, birkaç derecelik “güvenlik fakörleri” ekleyerek hava sıcaklığını kullanma konusunda yüreklendirdi. Bu da sistemlerin gereğinden önce devreye girmelerine ve sonuç olarak fazla su ve enerji kullanımına neden olmaktaydı. Ayrıca güvenilir beklemeye müktedir olmalarından dolayı, korunma gereğinden tamamen kaçındıkları durumlar da vardı.
Termocouple, tomurcuk, çiçek ya da küçük meyvaların içlerine yerleştirilebilecek kadar küçük sıcaklık ölçüm cihazlarıdır. Pahalı olmayıp yapımları çok kolaydır.
Termocouple okuyan dijital termometreler şu anda mevcuttur. Bu metreler ve termocouple farklı şekillerde kullanılabilirler.
Yetiştirici, bitkiler arasında gezinerek çeşitli bölümlerdeki ölçümlerini bir termoçifti yerleştirip okuyarak, daha sonra çıkarıp bir sonraki yere geçerek yapabilir.
Yetiştirici ayrıca konnektörler ile donatılmış termocouplei sayılı yerlere yerleştirebilir ve her birini termometre ile ziyaret edip okuyabilir. Bir başka yöntem ise termocouple’dan gelen telleri merkezi bir yere getirmek ve metrenin birçok sensörünü okumasını sağlayacak bir şaltere sahip olmaktır. Bu yöntemlerden her biri koruma altında olan bitki alanında nelerin olup bittiği konusunda çok net bir resim çizecektir.
Son iki yöntemin ekonomik uygunluğu göze çarpabilir; ancak konnektörler ve ilave teller için ek harcamalar gereklidir. Yetiştirici ihtiyaclarına ve bütçesine uygun bir plan çizebilir. Bu nispeten küçük yatırım, belirgin ölçüde donmaya karşı korunma marifetlerini ve kesinlikle korunmanın ne zaman başlayacağı konusundaki kararın güvenilirliğini arttırabilir.
Dona/Donmaya Karşı Korunma Yöntenleri
Tüm dona/donmaya karşı korunma yöntemlerinin hepsi, ısının yansıma yolu ile kaybedilmesinin önüne geçmek ya da tekrar yerine gelmesini sağlamak temeline dayanmaktadır. Belirli bir arsa için, koruyacak ekipmanın seçim uygunluğu birçok faktöre bağlıdır. Ağır basan yöntemlerin avantajları, karşılaştırılmalı maliyetleri ve çalışma prensiplerinin tartışması aşağıda belirtilmiştir.
Arazi Seçimi
Dona/donmaya karşı korunma yönteminin en iyi yöntemi uygun arazi seçmektir. Mikroiklimlerin görüntülenmesi ekilmeden önce araziyi değerlendirmek için kullanılabilir. Soğuk hava akımını ve alçak bölümlerdeki ya da parmaklık, çit, tahtalı bölümler gibi soğuk hava setlerinin arkasındaki oluşumu gözümüzde canlandırmak, arazi seçiminde en etkili ve en hızlı yöntemdir. Eğer arazide iyi soğuk hava drenajı varsa o zaman arazi, don/donma hasarlarına karşı olduğu kadar üretim için de verimli bir alandır.
Isıtıcılar
Yüzyıllar boyunca donmaya karşı korunma olarak ısıtma kullanılmıştır. Artan yakıt maliyeti içgüdüsel olarak başka yöntemlerin gözden geçirilmesini sağlamıştır; ancak ısıtıcı kullanmanın diğer alternatiflerin sağlamadığı bazı avantajları vardır. Birçok ısıtıcı yakıt olarak petrol kullanmak üzere tasarlanmıştır ve ayrı olarak, kendi başına ya da bitki bölgesine baştan başa boru hattı ağı ile bağlanabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bağlantılı ısıtıcının avantajı yanma derecesini kontrol edebilme ve pompa merkezinden sadece pompa basıncını ayarlayarak tüm ısıtıcıları kapatabilme özelliğidir. Boru hattı ayrıca doğal gaz kullanılmak üzere tasarlanabilir. Propan, sıvı petrol (LPG) ve doğal gaz turunçgil yetiştiricileri tarafından kıllanılmıştır.
Isıtıcılar korunmayı üç mekanizma olarak sağlamaktadırlar. Sıcak gazlar tepedeki bacalardan yayılır, yukarıdaki inversiyondaki önemli sıcak hava kaynağını kapatır ve ekim alanında konveksiyonel karışmayı başlatır. Bu şekilde ısıtıcı enerjisinin yaklaşık %75’i serbest bırakılır.
Toplam enerjinin kalan %25’i radyasyon yoluyla sıcak metal baca tarafından serbest bırakılır. Bu sıcaklık rüzgardan etkilenmez ve katı başka bir madde ile bloke edilmemiş her katı maddeye ulaşacaktır. Isıtıcılar bundan dolayı rüzgarın taşıdığı donma koşullarının altında koruma sağlayabilirler. Ayrıca önemsiz bir ısı miktarı ısıtıcı tarafından toprağa iletilmektedir.
Isıtıcılar, sıcaklığın beklenmedik bir seviyeye ulaşması ya da tahmin edilenden daha yavaş düşmesi durumunda, korunma önlemlerini erteleme olanağı sağlamaktadır. Kuruluş maliyeti diğer sistemlerden daha düşük olmasına karşın pahalı yakıtlar, işletme maliyetini arttırmaktadır. Yanma derecesi yetersiz olsa bile bitkiler için bir risk teşkil etmez; zira sağlanan her ısı uygun olacaktır.
Yetiştiriciler ayrıca donmaya karşı korunma için eski lastikleri yakmayı da denemişlerdir. Bu ateşlerle bitki alanında ısı arttırılmıştır ama dumanın bulut vazifesi göreceği bir yanlış anlamadır.
Duman su buharının sera etkisini sağlamaz; çünkü duman parçacıkları uzun dalga radyasyon kaybını önlemek için fazla küçüktür. Gerçekte dumanın ısı kaybı üzerinde bir etkisi olmadığı gibi, duman parçacıkları aslında gelen kısa dalga güneş enerjisini bloke edecek boyutta olduklarından sabahki ısıtmayı engellerler.
Yasal ateş düzenlemeleri donmaya karşı korunma olarak lastik ya da başka malzemeler yakılmadan önce düzenlenmelidir.
Sulama
Sulama bir başka dona/donmaya karşı korunma yöntemidir. Bitkinin ısı kaybı, uygulanan suyun buza dönüşürken serbest bıraktığı (yaydığı) ısı ile yer değiştirmiştir. 1 gram su donarken, 80 kalorilik ısı enerjisi serbest kalır. Buz, buz olarak kaldığı sürece gizli erime ısısı ısı sağlayacaktır.
Donmaya karşı korunma için sulama, sıkça yağmurlama sulaması olarak da adlandırılır veyağmurlama başlıklarının bitki örtüsünün üzerine ya da altına kurulmasıyla yapılmaktadır. Örtüaltı, genellikle ağaçaltı, mikro yağmurlamalı nozzle (hortum ağızlığı) ile uygulanan yağmurlama California ve Florida’da başarılı olmuştur.
Risk taşımasıyla birlikte, sulamanın avantajları önemlidir. İşletme maliyetleri daha düşüktür; çünkü su petrol ya da gazdan daha ucuzdur. Sulama sistemleri kullanıma elverişlidir; çünkü merkezi pompa binasından kontrol edilirler. Buna ek olarak aynı sistem, örneğin kuraklık önleme, buharlaşarak serinletme, gübre uygulanması ve imkan dahilinde haşere konrolü gibi çeşitli şekillerde kullanılabilir.
Ancak bazı dezavantajları vardır. İlki ve en önemlisi eğer sulama seviyesi yetersiz ise bitkilerin alacağı zarar, korunmanın sağlanmadığı durumdan çok daha fazla olacaktır.
Yetersiz sulama, bitkiyi koruyacak ısıyı sağlamak için çok az bir su miktarının donmak için uygulandığı anlamına gelir. Bu durum, buharlaşarak serinleme ya da buharlaşmanın gizli erime ısısı gibi suyun diğer özellikleri ile daha karmaşık bir
alır.
1 gram su buharlaştığında, bitki seviyesindeki daha sıcak havanın serbest bıraktığı 80 kaloriyle kıyaslandığında, ısı enerjisinin 600 kalorisi çevreleyen ortam tarafında absorbe edilir (emilir). Konveksiyonel bir donmaya karşı bu kadarı etkili değildir.
Tek bir rüzgar makinesi, eğer nispeten düz ve dairesel ise yaklaşık 10 dönümlük bir alanı koruyabilir. Tipik bir rüzgar makinesi, 9m’lik (30 ft.) bir çelik kuleye monte edilmiş yarıçapı 5 m (16 ft.) olan bir fandır. Fan, endüstriyel 85-100 HP’lik bir motor tarafından çalıştırılır. Rüzgar makinesi sadece radyasyon (ışınım) don koşulları altında etkili olduğundan, bu yönemi seçen yetiştirici gerekli korunmanın bu koşullar altında sağlanması gerektiğinden emin olmalıdır.
Rüzgar makinesi ısıtıcılar için gerekli enerjinin %5-%10’unu kullanmaktadır. Orijinal kurulum maliyeti nin boru hatlı ısıtıcı sistemi ile aşağı yukarı aynı olması, rüzgar makinelerini donmaya karşı korunma ısıtıcılarına karşı daha cazip bir alternatif haline getirir. Ancak rüzgarlı koşullarda koruma sağlamayacaklardır. Rüzgar makineleri bazen ısıtıcılar ile birlikte kullanılırlar. Bu kombinasyon, ısıtıcıların tekbaşına ürettiklerinden daha cok enerji verir ve sadece rüzgar makinelerine bağımlı kalma riskini ortadan kardırır. Bu iki yöntem birlikte kullanıldığında dönüm başına gereken ısıtıcı sayısı yaklaşık yarıya düşer.
Ayrıca helikopterler de rüzgar makinesi olarak kullanılmıştır. Bu yöntemde helikopterler, ısı belirgin ölçüde yükselene kadar havada belirli noktalarda durup bir sonraki bölgeye geçiyorlardı. Genellikle aynı yerlere gelip işlemi tekrarlamak gerekiyordu.