рослини взимку
Завантажити (7,63 Кб)
Кандидат біологічних наук В. І. Артамонов
Хімія і Життя №2, 1979, с. 36-39
Чародейки зимою
Зачарований, ліс стоїть -
І під сніговою бахромою;
Неподвижною, немою.
Чудний життям він блищить.
І коштує він зачарований, -
Чи не мрець і живой, -
Сном чарівним зачарований.
Весь оповитий, весь окований
Легкої ланцюгом пухової.
Ф. І. ТЮТЧЕВ
Абсолютно млявими здаються нам рослини в зимовому лісі. А тим часом і взимку, в самі тріскучі морози, життя не цілком покидає дерева і чагарники. Рослини в цей час лише відпочивають, накопичують сили, щоб з настанням весни скинути зимові кайдани. "Те, що ми називаємо сном природи, - писав С. Покровський, - є лише особлива форма життя, повна глибокого змісту і значення". Така форма життя рослинних організмів називається станом спокою.
"НЕ мрець і живой."
У стані глибокого спокою у рослини різко загальмований обмін речовин і припиняється видимий зростання. Однак це не означає, що в ньому повністю зупинилися всі процеси життєдіяльності. Деякі з них йдуть і під час зимового спокою. Наприклад, крохмаль перетворюється в цукру і жири, цукру витрачаються в ході дихання. Правда, інтенсивність його взимку в 200-400 разів менше, ніж влітку.
Відбуваються в цей час і процеси росту, тільки вони ніяк не проявляються зовні. Стан зимового спокою - період особливо інтенсивної діяльності так званої освітньої тканини, або меристеми, з якої виникають нові клітини і тканини. Як у вічнозелених, так і у листопадних рослин в цей час закладаються зачатки листя в вегетативних бруньках і елементи квіток - в нирках квіткових. Без цього майбутній навесні перехід рослинного організму до активної життєдіяльності був би просто неможливий. Ось чому для великого числа рослин, і перш за все для всіх багаторічних форм, спокій - обов'язкова умова нормального росту в період вегетації.
Деякі південні рослини, якщо намагатися вирощувати їх в північних широтах, не приживаються тут лише з тієї причини, що в нових для себе умовах не вловлюють вчасно сигнал до занурення в стан спокою: адже вони звикли до зовсім іншої тривалості світлового дня. Коли ж вони, нарешті, розберуться, що зима на носі, то виявляється вже пізно: тканини рослин, заскочені морозами в стані активного росту, гинуть. А знаючи фактори, від яких залежить вступ в стан спокою, можна домогтися, щоб ці рослини перезимували і на півночі. Для цього можна, наприклад, кожен день, ще до настання сутінків, закривати їх світлонепроникними чохлами. Скорочуючи таким чином природний світловий день, ми змусимо рослина своєчасно почати підготовку до зими.
Багато Новомосковсктелі, ймовірно, звертали увагу на те, що дерева, що ростуть поблизу вуличних ліхтарів, довше інших не скидає восени листя. Вперше це помітив на початку нинішнього століття австрійський фізіолог Г. молишся. Він намагався пояснити це явище особливостями випаровування води листям. Насправді ж пізній листопад у рослин, освітлених ліхтарями, пояснюється саме штучним продовженням світлового дня.
На перехід рослин в стан спокою впливає і температура: для деяких видів (переважно південного походження - ясеня, кінського каштана, бузку, вишні) зниження нічних температур є головним сигналом до спокою.
У природному середовищі зниження температури зазвичай відбувається якраз в той час, коли помітно скорочується світловий день. Не дивно, що життєвий ритм рослин регулюється спільною дією цих двох факторів. Зміна освітленості, сприймається рослинами за посередництвом системи фітогормонів, служить першим стимулом до перебудови фізіологічних процесів, яка потім завершується під дією температурних зрушень.
Низькі температури просто необхідні деяким рослинам під час спокою: лише після значного охолодження (не менше ніж до 0 ° С протягом 3-4 тижнів) вони згодом можуть нормально відновити своє зростання. Це було відомо ще в глибоку давнину; наприклад, Пліній у своїй "Природній історії" писав: "Своєчасно наступаючі холоду вельми сприяють зміцненню дерев, які тоді чудово розвиваються, а в іншому випадку, якщо їх пестять Австрія [теплі південні ветри.- В. А.], виснажуються, і особливо в пору цвітіння ". Це підтверджують і експерименти. Наприклад, якщо один і той же кущ чорниці восени розділити на дві частини і одну вирощувати всю зиму в теплиці, а іншу залишити в природному середовищі, то та половина куща, яка провела зиму, в тепличних умовах, буде влітку рости значно гірше. З цієї ж причини грушеві і персикові дерева, постійно вирощувані в обігрівається оранжереї, часто гинуть.
У тропіках, здавалося б, ідеальному місці, де цілий рік тепло, більшість листопадних рослин помірної зони зростає нітрохи не краще, ніж у себе вдома. І тут справа знову-таки в тому, що "тепличні" умови не дозволяють їм зануритися в стан спокою, необхідне, щоб накопичити сили для бурхливого розвитку в порівняно короткий період вегетації.
Рослинам, які взимку вкриті снігом, під його теплою шубою - не так уже й холодно. Але як протистоять морозів дерева і чагарники, оголені гілки яких наскрізь пронизує холод? Чому не гинуть їхні нирки і пагони?
Стійкість рослин до низьких температур створюється головним чином завдяки внутрішнім змінам в клітинах, і перш за все змін їх хімічного складу.
Роль антифризу - речовини, що знижує температуру замерзання розчинів, що знаходяться в клітинних вакуолях, грають цукру: вони накопичуються в клітинному соку під час підготовки рослини до зими. Важливу захисну функцію виконують цукру і в цитоплазмі: вони оберігають її білки від коагуляції (згортання) при зниженні температури. Чим більше Сахаров накопичили рослини в своїх клітинах, тим краще вони підготовлені до дії низьких температур. Добре відомо, що якщо у плодових дерев, наприклад яблунь, плодоношення влітку було особливо рясним, то взимку вони виявляються менш морозостійкими. В цьому випадку живильні речовини витрачаються в основному на формування плодів, а про запас Сахаров відкладається мало. Не дивно, що такі дерева легше вимерзають.
Погано переносять морози і ті рослини, які восени інтенсивно росли - наприклад, внаслідок тривалої теплої погоди або в результаті рясної підгодівлі азотом. Причина тут та сама: рослини погано підготовлені до зими, їх поживні речовини використовувалися на зростання вегетативних органів (стебел, листя), а не відкладалися у вигляді запасних вуглеводів.
Падає морозостійкість рослин і навесні, коли цукру починають використовуватися в процесах життєдіяльності, перетворюватися в інші сполуки. Тому такі небезпечні для рослин весняні заморозки, хоча температура при цьому далеко не досягає рівня зимових морозів, які рослини прекрасно перенесли.
Але стійкість рослин до морозів пояснюється не тільки накопиченням Сахаров в їх тканинах. Як показали дослідження відомого нашого фізіолога рослин, члена-кореспондента АН СРСР І. І. Туманова і його учнів, формування морозостійкості - складний, ступінчастий процес. Загартовування озимих злаків і плодових дерев починається в осінні сонячні дні, коли ще досить інтенсивно йде фотосинтез, а процеси дихання вже ослаблені. Завдяки цьому в тканинах і накопичуються цукру та інші захисні речовини, клітини стають біднішими водою.
Після цього цитоплазма готова до проходження другої фази загартовування, яка .проходіт при регулярно повторюваних слабких морозах (від -2 до -5 ° С). У цей час змінюється ультраструктура цитоплазми, перебудовується ферментний апарат клітин, в результаті чого вони набувають здатність переносити значне зниження температури. Тепер рослині холоду не страшні.
ПАРОСТКИ ПІД СНІГОМ
Справа в тому, що в широколиственном лісі грунт взимку не промерзає. Це пояснюється наявністю в ній великої кількості перегною і глибоким сніговим покривом, що створюють прекрасну теплоізоляцію. Завдяки цьому температура ґрунту тут всю зиму залишається близько 0 ° С. У такому грунті залишається незамерзла волога, доступна для рослин.
Що ж стосується поживних речовин, так само необхідних для росту, то підсніжних розвиток рослин відбувається за рахунок готових, відкладених раніше запасів. Наприклад, у медунки і анемони ці запаси знаходяться в кореневищах, у проліски і гусячої цибулі - в цибулинах, у Чистяк - в бульбах.
Ще тріщать суворі морози, а під снігом вже починається весна.