ЗИМОСТОЙКОСТЬ
РАСТЕНИЙ
Зимостойкость
как устойчивость
к комплексу неблагоприятных
факторов перезимовки.
Озимые
культуры - однолетние растения, нормальное
развитие которых связано с условиями
перезимовки - действием пониженной температуры
(от 0 до 10 ° С) в течение 30-70 суток и более.
Озимые зерновые культуры высевают
осенью и получают урожай зерна на следующий
год. Озимые культуры имеют 2 периода активной
вегетации: осенний (45-50 дней) и весенне-летний
(75-100 дней).
Преимущества озимых с/х культур над яровыми:
- устойчивость
к низким температурам и другим неблагоприятным
условиям зимовки.
- более урожайные,
так как лучше используют весенние запасы
влаги в почве.
- они являются
хорошим предшественником для яровых
растений и уменьшают напряженность весенних
и уборочных полевых работ.
- Морозоустойчивость
растений
- Морозоустойчивость
— способность растений переносить температуру
ниже О °С, низкие отрицательные температуры.
Морозоустойчивые растения способны предотвращать
или уменьшать действие низких отрицательных
температур. Морозы в зимний период с температурой
ниже -20 °С обычны для значительной части
территории России. Воздействию морозов
подвергаются однолетние, двулетние и
многолетние растения. Растения переносят
условия зимы в различные периоды онтогенеза.
У однолетних культур зимуют семена (яровые
растения), раскустившиеся растения (озимые),
у двулетних и многолетних — клубни, корнеплоды,
луковицы, корневища, взрослые растения.
Способность озимых, многолетних травянистых
и древесных плодовых культур перезимовывать
обусловливается их достаточно высокой
морозоустойчивостью. Ткани этих растений
могут замерзать, однако растения не погибают.
- Замерзание
растительных клеток
и тканей и происходящие
при этом процессы.
- Способность
растений переносить отрицательные температуры
определяется наследственной основой
данного вида растений, однако морозоустойчивость
одного и того же растения зависит от условий,
предшествующих наступлению морозов,
влияющих на характер льдообразования.
Лед может образовываться как в протопласте
клетки, так и в межклеточном пространстве.
Не всякое образование льда приводит клетки
растения к гибели.
- Постепенное
снижение температуры со скоростью 0,5—1
°С/ч приводит к образованию кристаллов
льда прежде всего в межклеточниках и
первоначально не вызывают гибели клеток.
Однако последствия этого процесса могут
быть губительными для клетки. Образование
льда в протопласте клетки, как правило,
происходит при быстром понижении температуры.
Происходит коагуляция белков протоплазмы,
кристаллами образовавшегося в цитозоле
льда повреждаются клеточные структуры,
клетки погибают. Убитые морозом растения
после оттаивания теряют тургор, из их
мясистых тканей вытекает вода.
- Морозоустойчивые
растения обладают приспособлениями,
уменьшающими обезвоживание клеток. При
понижении температуры у таких растений
отмечаются повышение содержания Сахаров
и других веществ, защищающих ткани (криопротекторы),
это прежде всего гидрофильные белки,
моно- и олигосахариды; снижение оводненности
клеток; увеличение количества полярных
липидов и снижение насыщенности их жирнокислотных
остатков; увеличение количества защитных
белков.
- На степень
морозоустойчивости растений большое
влияние оказывают сахара, регуляторы
роста и другие вещества, образующиеся
в клетках. В зимующих растениях в цитоплазме
накапливаются сахара, а содержание крахмала
снижается. Влияние сахаров на повышение
морозоустойчивости растений многосторонне.
Накопление Сахаров предохраняет от замерзания
большой объем внутриклеточной воды, заметно
уменьшает количество образующегося льда.
- Свойство
морозоустойчивости формируется в процессе
онтогенеза растения под влиянием определенных
условий среды в соответствии с генотипом
растения, связано с резким снижением
темпов роста, переходом растения в состояние
покоя.
- Жизненный
цикл развития озимых, двулетних и многолетних
растений контролируется сезонным ритмом
светового и температурного периодов.
В отличие от яровых однолетних растений
они начинают готовиться к перенесению
неблагоприятных зимних условий с момента
остановки роста и затем в течение осени
во время наступления пониженных температур.
- Зимостойкость
растений
- Зимостойкость
как устойчивость к
комплексу неблагоприятных
факторов перезимовки.
- Непосредственное
действие мороза на клетки - не единственная
опасность, угрожающая многолетним травянистым
и древесным культурам, озимым растениям
в течение зимы. Помимо прямого действия
мороза растения подвергаются еще ряду
неблагоприятных факторов. В течение зимы
температура может существенно колебаться.
Морозы нередко сменяются кратковременными
и длительными оттепелями. В зимнее время
нередки снежные бури, а в бесснежные зимы
в более южных районах страны - и суховеи.
Все это истощает растения, которые после
перезимовки выходят сильно ослабленными
и в последующем могут погибнуть.
- Особенно
многочисленные неблагоприятные воздействия
испытывают травянистые многолетние и
однолетние растения. На территории России
в неблагоприятные годы гибель посевов
озимых зерновых достигает 30—60 %. Погибают
не только озимые хлеба, но и многолетние
травы, плодовые и ягодные многолетние
насаждения. Кроме низких температур озимые
растения повреждается и гибнут от ряда
других неблагоприятных факторов в зимнее
время и ранней весной: выпревания, вымокания,
ледяной корки, выпирания, повреждения
от зимней засухи.
- Выпревание,
вымокание, гибель под
ледяной коркой, выпирание,
повреждение от зимней
засухи.
- Выпревание.
Среди перечисленных невзгод первое место
занимает выпревание растений. Гибель
растений от выпревания наблюдается преимущественно
в теплые зимы с большим снеговым покровом,
который лежит 2—3 месяца, особенно если
снег выпадает на мокрую и талую землю.
Исследования показали, что причина гибели
озимых от выпревания — истощение растений.
Находясь под снегом при температуре около
О °С в сильно увлажненной среде, почти
полной темноте, т. е. в условиях, при которых
процесс дыхания идет достаточно интенсивно,
а фотосинтез исключен, растения постепенно
расходуют сахара и другие запасы питательных
веществ, накопленные в период прохождения
первой фазы закаливания, и погибают от
истощения (содержание Сахаров в тканях
уменьшается с 20 до 2—4 %) и весенних заморозков.
Такие растения весной легко повреждаются
снежной плесенью, что также приводит
к их гибели.
- Вымокание.
Вымокание проявляется преимущественно
весной в пониженных местах в период таяния
снега, реже во время длительных оттепелей,
когда на поверхности почвы накапливается
талая вода, которая не впитывается в замершую
почву и может затопить растения. В этом
случае причиной гибели растений служит
резкий недостаток кислорода (анаэробные
условия - гипоксия). У растений, оказавшихся
под слоем воды, нормальное дыхание прекращается
из-за недостатка кислорода в воде и почве.
Отсутствие кислорода усиливает анаэробное
дыхание растений, в результате чего могут
образоваться токсичные вещества и растения
погибают от истощения и прямого отравления
организма.
- Гибель под
ледяной коркой. Ледяная корка образуется
на полях в районах, где частые оттепели
сменяются сильными морозами. Действие
вымокания в этом случае может усугубляться.
При этом происходит образование висячих
или притертых (контактных) ледяных корок.
Менее опасны висячие корки, так как они
образуются сверху почвы и практически
не соприкасаются с растениями; их легко
разрушить катком.
- При образовании
же сплошной ледяной контактной корки
растения полностью вмерзают в лед, что
ведет к их гибели, так как и без того ослабленные
от вымокания растения подвергаются очень
сильному механическому давлению.
- Выпирание.
Повреждение и гибель
растений от выпирания
определяются разрывами
корневой системы. Выпирание
растений наблюдается,
если осенью морозы
наступают при отсутствии
снежного покрова или
если в поверхностном
слое почвы мало воды (при
осенней засухе), а также
при оттепелях, если
снеговая вода успеет
всосаться в почву. В
этих случаях замерзание
воды начинается не
с поверхности почвы,
а на некоторой глубине (где
есть влага). Образующаяся
на глубине прослойка
льда постепенно утолщается
за счет продолжающегося
поступления воды по
почвенным капиллярам
и поднимает (выпирает)
верхние слои почвы
вместе с растениями,
что приводит к обрыву
корней растений, проникших
на значительную глубину.