Выжившие. Как приспосабливаются растения зимой

Марина Мерзликина, кандидат биологических наук. Фото автора; Pixabay.com
растения зимой

Сообщества подушковидных растений на высоте 3000 м на горе Тейде

Низкие температуры — существенный фактор, определяющий распространение разных представителей флоры. Холод ограничивает продвижение видов на север и вверх в горы и отрицательно влияет на растения зимой: при значительном понижении температуры снижаются темпы роста и развития видов, что может привести к их гибели. В чем же секрет морозоустойчивости растений?

Тактика действий

Чтобы освоиться в условиях северных зим, в растениях заложены две основные тактики выживания: избегать охлаждения или адаптироваться к действию холода. Для этого они используют разные способы защиты от низких температур, которые связаны с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня

Мы не часто задумываемся над тем, что в наших лесах встречаются такие стойкие к сильным морозам растения, как:

  • бузина красная (Sambucus racemosa);
растения зимой

Бузина красная (Sambucus racemosa)

  • береза пушистая (Betula pubescens) ;
растения зимой

Береза пушистая (Betula pubescens)

  • ель обыкновенная (Picea abies);
растения зимой

Ель обыкновенная (Picea abies)

  • сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).
растения зимой

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris)

Это неудивительно, так как комплекс процессов подготовки к зиме у них происходит на физиологическом уровне – незаметно для глаз, хотя отдельные признаки мы все же замечаем. Целый ряд важных приспособлений, позволяющих видам шагнуть на север, связан с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня.

Смотрите также:

Зимние проблемы деревьев

Сильные морозы (для определенных пород), а также резкая смена температур вызывают нарушение физиологических процессов у растений.

 

Следует различать свойства растений, характеризующие реакцию растений в холодных условиях:

  • холодостойкость — реакция на низкие температуры;
  • морозостойкость — реакция на отрицательные температуры;
  • зимостойкость —  весь комплекс факторов, с которыми растение встречается зимой.

Листопад

Это один из важных механизмов приспособления к холоду. С наступлением осени в основании черешка образуется специальный отделительный слой, и листья опадают. Как правило, к этому времени они уже не способны выполнять свою главную функцию – фотосинтез.

растения зимой

Листопад — один из важных механизмов приспособления к холоду

После разрушения главной фабрики фотосинтеза –  хлорофилла — пластиды меняют свой цвет с зеленого на оранжевый, красный, желтый. Растения готовятся к зимнему покою, у них замедляются все физиологические процессы, даже дыхание переходит на экономный режим.

Листопад позволяет деревьям и кустарникам уменьшить испарение и сохранить влагу, которую невозможно добыть из холодной и тем более мерзлой почвы. Именно поэтому лиственные растения, способные сбрасывать листву, дальше продвигаются на север. Самые морозоустойчивые среди хвойных — листопадные лиственница сибирская (Larix sibirica) и лиственница Гмелина (Larix gmelinii). Эти растения составляют основу древостоев северной тайги, растут на вечной мерзлоте.

растения зимой

Одна из самых морозостойких хвойных пород — лиственница сибирская — сбрасывает свою хвою на зиму

Весной растения пробуждаются. Находящиеся в состоянии глубокого покоя – реагируют на увеличение продолжительности светового дня. Для видов с неглубоким покоем достаточно первых теплых дней, чтобы почки тронулись в рост. Поэтому для них опасен возврат весенних заморозков.

растения зимой

У брусники и черники почки укрыты листовым опадом и мхом

Закаливание растений

Одновременно с погружением в состояние покоя идет еще один важный процесс – закаливание. Он происходит в растениях постепенно с наступлением холодов. Закаливание связано с подготовкой к воздействию отрицательных температур: клетки растения обогащаются сахарами и постепенно выводят лишнюю воду из своих протопластов (содержимого растительной клетки).

растения зимой

На высоте 2500 м в Альпах бодяк колючейший принимает розеточную форму роста

Делается это для того, чтобы предотвратить образование кристаллов льда, способных нанести необратимые повреждения клетке. Именно поэтому обезвоженные к зиме деревья так страдают от иссушающего действия мороза и ветра. Получается, что для деревьев страшен не только мороз сам по себе, но и угроза высохнуть на морозе. 

Закаливание должно быть постепенным. Именно поэтому резкое понижение температуры осенью губительно для растений. Особенно плохо, если резкие перепады случаются без снежного покрова.

растения зимой

Солнце также вызывает трудности у растения зимой: вынуждает его активнее жить, дышать и терять при этом влагу. Из-за этого появляются солнечные ожоги. Особенно чувствительны к таким процессам вечнозеленые и зимнезеленые виды. Чтобы пережить солнечную активность зимой им нужен снежный покров.

Смотрите также:

Уход за деревьями зимой

уход за деревьями зимойУход за деревьями зимой так же важен, как и в остальные времена года: низкие температуры представляют высокую опасность для древесных растений.

Неравномерный нагрев ствола дерева с южной и северной стороны, а также внутри и снаружи, еще больше усугубляет действие мороза – в результате на стволе образуются вертикальные трещины. Морозоустойчивые деревья и кустарники часто имеют хорошо развитый защитный слой коры. Он служит изолятором, сглаживающим перепады температур в стволе.

Закаливание может быть недостаточным, если нарушен ритм развития (например, из-за поздней пересадки, обрезки, удобрения) либо были плохие погодные условия: холодная поздняя весна, летняя засуха.

Как растения защищают почки

Чувствительность органов растения зимой уменьшается неравномерно:

  1. максимальное снижение наблюдается в почках (причем цветочные почки более чувствительны, чем вегетативные);
  2. далее идут цветки и листья, корневища и корни, стебли и камбий в стволе.

Вегетативные почки —  основа для дальнейшего развития растения — уязвимы в морозный период. По стратегии их защиты растения делятся на несколько групп.

Классификацию растений по высоте расположения почек предложил датский ботаник Раункиер.

  • фанерофиты — высокие формы древесных растений (деревья и кустарники), у которых почки находятся высоко над землей. Поэтому часто они покрыты чешуями или опушены, как у рябины, или клейкой смолой, как у многих хвойных или у каштана.
  • хамефиты — более низкие кустарники и кустарнички прячут почки, расположенные невысоко над землей, в самом снегу. Как, например, брусника (Vaccinium vitis-idea), береза карликовая (Betula nana) или кедровый стланик (Pinus pumila), у которого к зиме ветки сами прижимаются к почве за счет работы специальных клеток.
  • гемикриптофиты — травянистые растения и полукустарнички, у которых почки находятся в поверхностном слое почвы, – укрывают их еще слоем лесной подстилки. Высокогорные растения из этой группы так называемые подушковидные полукустарники и розеточные травянистые растения имеют компактную форму роста.
растения зимой

Сообщества подушковидных растений на горе Тейде

  • геофиты — самые практичные растения. К ним, в частности, относятся луковичные эфемероиды (тюльпаны, нарциссы, подснежники). Они скрывают почки в самой земле. Им не страшны перепады температуры, поэтому многие селятся на горных лугах и в степях, где снежный покров зимой временами бывает скудным.
растения зимой

Подснежники

  • гидрофиты — водные растения — пережидают стужу, спрятав почки в воде или на дне. Например, как эффектная белая кувшинка (Nymphea alba), у которой корневища с почками расположены на дне водоемов.
растения зимой

Корневища с почками возобновления у кувшинки белой зимуют на дне водоема

  • терофиты — однолетние растения. Отцвели в свое время, как маки-самосейки (Papaver rhoeas), покрасовались, сформировали семена – и больше их ничто не волнует до следующего сезона. Семена могут находиться в глубоком покое, пока не будет условий для следующего цикла роста и развития. Стратегия терофитов эффективна не только для спасения от холода, но и для пережидания любого другого неблагоприятного фактора.

Смешение стратегий

Такие кустарники-фанерофиты, как лох серебристый (Elaeagnus argentea), роза бедренцоволистная (Rosa pimpinellifolia) и роза морщинистая (R. rugosa), дерен белый (Cornus alba) и дерен отпрысковый (С. stolonifera), обладают способностью давать многочисленные столоны в верхнем слое почвы (как у гемикриптофитов) с множеством почек возобновления на них, что обеспечивает долгую жизнь кусту даже при обмерзании отдельных надземных побегов.

Физиологически более морозостойкие виды меньше нуждаются в плотной чешуе у почек или толстой коре (в морфологической защите).

______________________________________________________________

Рекомендуем прочитать:

Старые раны от сломанных ветвей. Что с ними делать?

раны на деревеСлучаются ситуации, когда раны на дереве, полученные, например, в результате слома крупных ветвей сильным ветром, не удалось обработать сразу после их возникновения. Прошло несколько месяцев. Что же делать?

 

Кора дерева. Какое покрытие выбрать для защиты

кора дерева

Арбо-Флекс — защита от термических повреждений

Многие проблемы можно решить, если кора дерева будет защищена специальным составом, однако традиционные средства имеют ряд недостатков.

Оставить комментарий