Морозостойкость растений
Зимостойкость – способность растения переносить сочетание комплекса природных факторов, соответствующих зимнему периоду (температура, влажность, освещение).
Основная причина гибели растений в зимний период – вымерзание. Процесс вымерзания связан с образованием льда в клетках растения, когда отток воды из клеток в межклетники затруднён, вода переохлаждается и скапливается в протопласте, и при дальнейшем снижении температуры замерзает внутри клеток.
Образование льда внутри растительных клеток всегда губительно: лёд вызывает механические деформации и повреждения протопласта, при этом нарушается жизнеопределяющая организация клеток.
Морозостойкие культуры растений выдерживают образование льда в межклетниках без повреждений, а также происходящее при этом сильное обезвоживание и повышение концентрации веществ внутри клеток.
Способность морозостойких растений защищать свой протопласт от образования в нём льда вырабатывается в результате процесса закаливания – определённой процедуры подготовки растения к действию низких температур.
Действие процесса закаливания:
- медленное понижение точки замерзания содержимого клеток, и одновременное повышение концентрации защитных веществ в протопласте, в частности сахара;
- изменение структуры протопласта – оптимальное застудневание;
- отток воды в межклетники.
При недостаточной подготовленности к низким температурам, вероятна гибель растения.
Механизм вымерзания не всегда одинаков даже у одного и того же растения, и зависит от физиологического состояния клеток. Особенно высока чувствительность клеток к холоду в период роста. Летом, когда морозостойкие породы активно растут, они вымерзают при (-(5-7)0С), а зимой те же растения выдерживают температуру до (-45)0С.
Выявлено, что выносливость к морозу вырабатывается в результате прохождения растением определённых этапов развития. Опытным путем определено, что высокая морозостойкость вырабатывается не сразу, а постепенно. Для успешного прохождения каждого этапа, требуется определённый период времени и определённые условия внешней среды.
Для формирования хорошей морозоустойчивости необходимо:
- Ввести растение в период покоя.
- Выдержать растение определённый период времени при положительных температурах, близких к 00С (1-я фаза закаливания - проходит осенью).
- Подвергнуть растение медленному промораживанию при постепенном снижении отрицательных температур (2-я фаза закаливания - проходит осенью).
- Растение подвергается воздействию температур значительно ниже 00С.
Таким образом, достигается максимальная устойчивость к морозу (3-я фаза закаливания - проходит зимой).
В природных условиях древесные растения входят в состояние биологического покоя в конце лета, задолго до листопада, когда условия внешней среды ещё благоприятны для вегетативного развития. Вхождение в состояние покоя может быть вызвано различными факторами внешней среды. Наиболее значимый из них – сокращение продолжительности светового дня (короткий фотопериод).
В 1-ю фазу закаливания, растением, накапливаются защитные вещества (сахар, жиры), изменяются физические свойства протопласта и полностью приостанавливается рост. После завершения фазы, медленное нарастание морозов становится полезным для растения.
Во 2-й фазе, при наличии защитных веществ, определённой степени обезвоживания и под воздействием низкой температуры происходит изменение состояния протоплазмы, увеличивающее её устойчивость к механическим воздействиям. Такая способность протоплазмы присуща растениям, зимующим при температурах значительно ниже 00С.
Максимальная морозостойкость растения определяется его генетическими возможностями.