Зимостійкість рослин

Здатність рослин переносити різноманітні несприятливі умови навколишнього середовища у зимовий та ранньовесняний періоди вегетації називається зимостійкістю. Причини пошкодження й загибелі озимих під час перезимівлі дуже різноманітні. Вони можуть зумовлюватися сильними морозами, різким коливанням температури, занадто глибоким сніговим покривом, крижаними кірками, застоєм води, грибними хворобами, шкідниками та іншими факторами.

Зимостійкість обумовлюється складним комплексом ознак і властивостей рослин. Це явище використовується селекціонерами при оцінці зимостійкості рослин та в технології їх вирощування у виробничих умовах.

Стійкість рослин до несприятливих умов забезпечується насамперед генетичним потенціалом рослинних форм, а також підготовленістю до зимівлі, тобто загартуванням.

Речовини, що сприяють витриванню морозів, називаються кріопротекторами. Кріопротектори мають здатність зв'язувати велику кількість води у вигляді оболонок молекул цих речовин. Вода у такому стані не замерзає й не транспортується, залишаючись у клітинах, захищаючи їх від внутрішньоклітинного льоду та надмірного зневоднення.

Однак нагромадження кріопротекторів – не єдина ознака зимостійкості рослин. Важливою ознакою є те,що наприкінці осені в замерзлих рослинах при слабких морозах (0...5 °С) як на світлі, так і у темряві. При цьому відбувається часткове зневоднення тканин, перехід деякої частини води у зв'язаний стан, збільшення концентрації клітинного соку як за рахунок зневоднення, так і в результаті нагромадження цукрів, білків і ліпідів з підвищеною насиченістю їх жирних кислот. Крім того, змінюються фізичні властивості протопласта: в ньому уповільнюється тепловий рух молекул.

Морозостійкість

Морозостійкість – здатність рослин витримувати дію негативних температур

Тривалий час існувало поняття, що причиною загибелі рослинних тканин від дії низьких температур є розрив клітинних стінок внаслідок утворення кристалів льоду. Згодом було установлено, що причина цього явища полягає не в розриві клітин, а у зміні стану цитоплазми, тобто її коагуляції. Остання є результатом явища, при якому кристали льоду, що утворюються у міжклітинних просторах, відтягують воду з клітин, внаслідок чого клітинний сік стає більш концентрованим, а цитоплазма зневоднюється. Разом з цим поверхневий шар протопласта відчуває стиснення з боку кристалів льоду. У результаті настає незворотна коагуляція колоїдних частин цитоплазми і насамперед білків.

Морозостійкість озимих хлібів, ріпаку і багаторічних трав з осені підвищується, у певний період досягаючи максимуму, наприкінці зими й на початку весни знижується.

Сорти, у яких раніше уповільнюється ріст восени і не відновлюється під час зимових відлиг, більше нагромаджують захисних речовин, економніше витрачають цукор і виявляють вищу стійкість до морозів, ніж сорти, у яких пізніше припиняється осінній ріст і активніше відновлюється при зимових потепліннях.

Перехід від спокою до активної життєдіяльності спостерігається навесні. Відновлення ростових процесів у цей час супроводжується різким зниженням морозостійкості. Тому весняні заморозки ще небезпечніші для рослин, ніж сильніші зимові морози.

Значну роль у зимостійкості різних видів рослин відіграють умови загартовування.

Вузли кущення стійкіші до морозу, ніж листя, оскільки вони мають вищу концентрацію клітинного соку й захищені шаром ґрунту. В них зосереджені меристематичні тканини, представлені зачатками стеблових вузлів, із яких формуються стеблові міжвузля, і точками росту (конусами наростання) головного пагона та пагонів кущення. Якщо листя вимерзло, а вузли кущення залишилися живими, то з них утворюються нові пагони, здатні сформувати задовільний урожай. На морозостійкість озимих зернових рослин впливає також глибина залягання вузла кущення, яку можна змінювати обробкою насіння.

У плодових та ягідних рослин, як причини, так і форми виявлення негативної дії низьких температур у принципі такі самі, як і у озимих трав'янистих рослин, але разом з цим вони мають свої особливості. Від дії морозів у деревних порід спостерігаються зовнішні та внутрішні пошкодження. Перші – утворення тріщин на штамбі, обмерзання гілок, молодих пагонів та бруньок, пошкодження кореневої шийки і коріння. Внутрішні пошкодження – в основному травмування тканин, що виявляється в розриві та зміні нормального забарвлення деревини і серцевини.

У фазі активного росту дерев та чагарників найінтенсивніше пошкоджуються низькими температурами камбій, молода кора та заболонь. У визрілих тканинах насамперед пошкоджується серцевина гілок, а потім заболонь і старі клітини кори. Камбій зимою найбільш стійкий до морозів. Це пояснюється тим, що в ньому міститься велика кількість цукрів, олії, енергійніше відбувається дихання, ніж у старіших тканинах. Найстійкіший камбій у яблуні, менше – у персика та абрикоса. Навіть після лютих зим, коли у персика тканини гілок і пагонів потемніли, при сприятливих умовах весни камбій починає рости, утворює нові шари ксилеми та флоеми; таке дерево оживає і плодоносить.

Досить низькою морозостійкістю відзначається коріння, що зумовлюється знаходженням його у ґрунті, де немає умов для загартовування. Оголене влітку коріння витримує більші морози на відміну від вкритого землею.

Пошкодження бруньок низькими температурами зумовлюється входом їх у зиму у незрілому стані, або коли морози перевищують критичні рівні чи спостерігається чергування тепла і холоду.

Важливий параметр морозостійкості плодових – інтенсивність їх зимової транспірації. Чим менше випаровування води, тим сорти більше просуваються на північ. Втрата води деревами призводить до зимової посухи, що збільшує зимові пошкодження рослин і впливає на їх стан під час весняно-літньої вегетації і на продуктивність.

Можна відзначити ряд факторів, які являють собою своєрідні фізіологічні тестори морозостійкості деревних рослин. Це підвищена активність ферментів і насамперед каталази, понижена інтенсивність дихання, висока концентрація ауксину, який пригнічує ріст і підвищує морозостійкість, підвищений вміст рафінози, яка теж є інгібітором росту.

У сільськогосподарській практиці використовуються різноманітні способи підвищення морозостійкості плодових порід. Крім впровадження стійких сортів, важливе значення має агротехнологія. Забезпечення рослин у літній період вологою зумовлює нормальний ріст дерев і підготовку їх до спокою. У зимовий період у садах потрібно застосовувати вітрозахисти, оскільки вітри збільшують пошкодження від морозів, створювати поживний режим, збалансований за основними елементами живлення (NPK) та мікроелементами. Захистити плодові дерева від морозобою та сонячних опіків можна шляхом обмазування очищених від мертвої кори стовбурів розчином свіжогашеного вапна. Важливими заходами є хороше утримання міжрядь та пристовбурних кругів, боротьба з хворобами та шкідниками, правильне формування крони тощо.

Пошкодження рослин заморозками. Під час активної вегетації рослин бувають випадки зниження температури до негативних величин – таке явище називається заморозками. Вони бувають навесні, влітку і восени у різні періоди онтогенезу рослин.

Стійкість до заморозків зумовлена видом рослини, її фізіологічним станом, чутливістю до мінусових температур, умовами мінерального живлення. Коренеплоди, більшість олійних рослин, льон, коноплі витримують зниження температури до -5…-8 °С, соя, картопля, сорго – до -2…-3 °С, рис, бавовник – до -1,5…-2 °С. Найменш стійкі баштанні рослини: навіть температура -0,5…-1,5 °С викликає у них значні пошкодження.

Важливу роль у стійкості до заморозків відіграє фаза розвитку рослин. Особливо небезпечні заморозки у період цвітіння – початок плодоношення. Наприклад, ярі зернові у фазі сходів витримують до -8 °С, у фазі трубкування -3 °С, а при цвітінні -1…-2 °С.

Для запобігання дії заморозків та зменшення пошкоджень рослин застосовують різноманітні способи захисту. Це посів в оптимальні строки, а також використання розсади як садивного матеріалу для овочевих та декоративних рослин, що дає змогу висаджувати їх у відкритий ґрунт при настанні стійких сприятливих температур. Поширені способи захисту – димові завіси й накриття рослин паперовими ковпаками, солом'яними матами, прозорою плівкою. Своєчасне димлення послаблює силу заморозку на 1…2 °С. Хороші результати дає дощування рослин перед заморозками. Маючи велику теплоємність, вода зменшує охолодження рослин. Крім того, швидше відбувається поновлення тургору клітин.