Як рослини пристосувалися до зими
Рослини заздалегідь готуються до зими, але бувають зими, коли лісові дерева сильно страждають від морозу, аж до вимерзання. Причиною загибелі нерідко є попередні несприятливі літні умови (посуха, велика кількість дощів), протягом яких рослини не проходять повного циклу розвитку до настання холодів. В результаті такі рослини пошкоджуються морозами. Щоб пережити зиму, вони виробили ряд пристосувань.
Дерева і чагарники починають готуватися до зими задовго до того, як змінюється забарвлення їх листя. Це відбувається вже з початку серпня, оскільки дні стають коротшими. Такі зміни середовища сигналізують рослинам про зміну сезонів. Здатність переносити низькі температури розвивається у них тільки після завершення росту, визрівання пагонів і загартовування. Знання процесів, що протікають в рослинах, допоможе садівникам краще підготувати їх напередодні зими. Адже рослини не можуть, як тварини мігрувати на південь слідом за теплою погодою, але у них є інші способи виживання.
У холодну пору у берези і липи, поживна речовина крохмаль, у берези, липи і, що цікаво хвойних - в жири, на відміну від клена і дуба, у яких ця запасна речовина перетворюється у цукор.
Береза допомагає собі сама утеплювати коріння опалим листям і зберігати повітря для різних мешканців ґрунту. Скидаючи листя, дерева готуються до холодів. Листя вкриває землю суцільним килимом і таким чином захищають коріння від морозів: земля під опалим листям глибоко не промерзне і під вагою снігу сильно не ущільниться, зберігши повітря, що дуже важливо для підземних мешканців, які розпушують ґрунт і роблять його родючим. А навесні під опалим листям більше вологи, що дуже добре для рослин, які після зими відновлять до життя.
Чому жовтіє листя восени
Довгі роки вчені вивчали листя і те, як вони змінюють свій колір восени. Молекули, відповідальні за яскраві відтінки жовтого і оранжевого, вже не є загадкою, а чому листя набуває червоного коліру поки залишається таємницею.
Реагуючи на зміну температури повітря і меншу кількість денного світла, листя перестають виробляти хлорофіл (який надає зелений колір), поглинаючи синє і частково червоне світло, що випромінюються Сонцем.
Будь-який, навіть самий маленький листочок на дереві випаровує воду. Коли настають холоди, вода в землі замерзає. Листю не вистачає вологи, вони засихають і опадають. Якби цього не відбувалося, тоді засихали б самі дерева і чагарники. А уяви, як би ламалися гілки з листям, якби взимку на них падав сніг? Так дерево, скидаючи листя, захищає себе від пошкоджень.
Восени, між листком і стеблом восени утворюється особливий шар, схожий на пробку. Він не пропускає воду. Клітини цього шару легко втрачають між собою зв'язок і листя відриваються. Вони падають на землю і вкривають коріння від морозу
Так як хлорофіл чутливий до холоду, деякі зміни в погоді, такі як ранні заморозки, "відключать" його вироблення.
В цей час помаранчеві і жовті пігменти, звані каротиноїди (які також можна зустріти в моркві) і ксантофіли світять крізь листя, у яких не залишилося зеленого кольору.
"Жовтий колір присутній в листі все літо, але його не видно поки не зникне зелений" говорить Пол Шаберг (Paul Schaberg), фізіолог рослин з Лісової служби США.
Відомо, що червоний колір походить від антоціанідів, які, на відміну від каротиноїдів, виробляються тільки восени. Антоціаніди також надають колір полуниці, червоним яблук і сливам. Дерева виробляють антоціаніди, коли відчувають зміну в навколишньому середовищі - заморозки, ультрафіолетове випромінювання, засуху і/або грибок.
Чому дерево витрачає свою енергію, щоб виробити нові антоціаніди в листі, коли цей лист от-от опаде?
Шаберг вважає, що якщо антоціаніди допомагають листю залишатися на дереві довше, вони можуть допомогти дереву увібрати більше корисних речовин до того, як листя опаде. Дерево може використовувати ці ресурси, щоб розквітнути в наступному сезоні.
У вчених є кілька відповідей на запитання, чому деякі дерева виробляють цю речовину, і листя змінюють свій колір.
Найпоширеніша теорія говорить про те, що антоцианіни захищають листки від надлишку сонячного світла, при цьому дозволяючи дерева вбирати корисні речовини, що зберігаються в листі.
На дереві ці пігменти відіграють роль сонцезахисного крему, блокуючи небезпечне випромінювання і охороняючи листя від надлишку світла. Вони також захищають клітини від швидкого замерзання. Їх користь можна порівняти з користю антиоксидантів.
Велика кількість сонячного світла, суха погода, морозна погода, низький рівень поживних речовин та інші стресові фактори підвищують концентрацію цукру в деревному соку. Це запускає механізм вироблення великої кількості антоцианінів, в останній спробі накопичити енергію, щоб пережити зиму.
Як казав персонаж книги і мультфільму Лоракс: "Колір дерев одного разу зможе повідомити нам, що відчуває на даний момент дерево".
Чому опадає листя
Дерева, які відкидають свої листя, закупорюють місця кріплення листя. Це не дозволяє рідин з корисними речовинами доходити до листя, з-за чого листя змінюють свій колір і опадають.
Листопад символізує не тільки зміну сезону, цей процес також допомагає дереву пережити холоди, сухе зимове повітря.
Взимку дерева недоотримують рідини, щоб "утримувати" листя. Якщо б вони не закупорювали місця, де листя починають рости, дерева би просто загинули. Коли весна приносить тепле повітря і воду, дерева починають вирощувати нове листя.
У теплих країнах листопад теж є. Але тільки там він відбувається не в короткі терміни, а розподіляється на весь рік і тому не так помітний.Там листя можуть опадати після посушливих сезонів. Або коли з бруньок ростуть нові пагони і їм потрібно місце, яке займає старий лист.
Як рослини готуються до зими
Зміни в тривалості дня запускають механізм хімічних перетворень в рослинних організмах. Відбуваються дві речі: вони припиняють зростання, і починають переміщати асиміляти (продукти фотосинтезу) з надземної частини вниз - в кореневу систему, тому що рослинам необхідний достатній запас поживних речовин на зиму. Коли земля буде скутою снігом, вода і поживні речовини будуть недоступні. Підвищити зимостійкість рослин допоможуть регулятори росту адаптогенного характеру, наприклад, Епін-Екстра (1 мл / 10 л води). Передзимові обробки крони і гілок поліпшать обмінні процеси і будуть сприяти накопиченню додаткового запасу продуктів фотосинтезу (головним чином вуглеводів), а також кращому визріванню кори і деревини молодих пагонів. Саме молоді плодові дерева найбільш чутливі до знижених негативним зимових температур, тому що запізнюються із закінченням зростання, у порівнянні з дорослими. Це ж стосується і рослин, привезених з південних регіонів і пристосованих до інших кліматичних умов. Обробки антистресовими адаптогенами на тлі короткого дня сприяють утворенню інгібіторів росту, підвищують адаптаційний потенціал клітин, а це в свою чергу, покращує адаптацію і акліматизацію рослин в нових умовах. Тільки застосовувати регулятори росту слід при температурі не нижче + 7⁰С, інакше обмінні процеси сповільнюються, рослини вступають в період спокою і нездатні сприймати препарат.
Кращий ефект досягається коли обробки передують або збігаються з періодом природного гартування. У цей час денні позитивні температури повітря межують із нічними заморозками, а вже пізніше настає загальне зниження температури повітря. Загартування - це повільний процес, що супроводжується поступовим зниженням температури.
Але саме по собі одне накопичення плодовими деревами вуглеводів не забезпечує підвищення їх зимостійкості. Необхідна друга фаза загартування - перетворення вуглеводів в захисні сполуки, а також відповідні зміни будови клітинної цитоплазми, її фізичних властивостей і фізіологічного стану. Рідина в клітинах - цитоплазма стає більш концентрованою, вузький, а клітинні стінки - більш еластичними, що перешкоджає пошкодженню їх кристалами льоду. Велика частина вуглеводів перетворюється в цукор. Треба відмітити, що з настанням прохолодної погоди в клітинах тканин кори у багатьох хвойних рослин поряд з сахарозою, глюкозою і фруктозою в значній кількості є і такі цукри, як стахиоза і рафіноза, які влітку відсутні. На думку вчених, саме цукрові сполуки в органах рослин виконують захисну роль. Цукор, є речовиною, що захищає білкові сполуки від коагуляції при переохолодженні, і тому його можна назвати захисним. Крім того, у рослин спостерігається значне накопичення олії у внутрішніх шарах деревини, яка підвищує стійкість до сильних морозів. Масло витісняє воду і цим оберігає деревину від замерзання .
Вічнозелені хвойні рослини на відміну від листяних, не скидають листя на зиму. Для того щоб знизити випаровування, на голках збільшується восковий наліт і зайві втрати води хвойники регулюють закриттям продихів. Обробки препаратами (наприклад Епін-Екстра) регулюють внутрішній механізм відкриття та закриття продихів, якщо це необхідно рослині.
У багаторічних трав'янистих рослин листя, стебла і пагони, що становлять надземну частину, на зиму відмирають. Сплячі під землею ростові бруньки добре захищені від морозів шаром снігу і грунту.
Незважаючи на обробки, що підвищують зимостійкість рослин більш теплолюбні квіткові культури - троянди, півонія деревовидна, хризантеми, вічнозелені чагарники - тис та ягідні ліани - актинідія, виноград в Північній зоні України все-таки доводиться вкривати на зиму. І хоча останнім часом феномен Ель-Ніньо дає нам теплі зими, та прохолодну погоду влітку, примушуючи рослини пристосовуватись до нових кліматичних умов, не треба забувати, що своєчасна обробка препаратами зможе захистити вашу рослину від раптових морозів.
