В январские каникулы мне позвонил один из наших известных садоводов-опытников и в связи с декабрьскими морозами попросил написать статью о природе морозостойкости садовых растений. Свою судьбу он мотивировал тем, что за последние годы наши садоводы-любители абсолютно прекратили обращать внимание на морозостойкость и зимостойкость выращиваемых ими на садовых участках растений и забыли, что Свердловская область находится в северной зоне садоводства. Я согласился с ним и ниже предлагаю статью на эту тему.
Нынешняя зима, похоже, оставит весьма печальный след на состоянии всех без исключения плодовых, ягодных, орехоплодных, да и декоративных растений. Чтобы трезво оценить влияние этого следа, смягчить его, а в ряде случаев и полностью исключить, садоводы-любители, как начинающие, так и опытные, должны очень четко представлять себе все, что связано с морозостойкостью этих растений. Знать азы природы морозостойкости растений, правильно подбирать их для своего сада, правильно ухаживать за ними и правильно защищать зимой важно и сейчас, когда зима еще не закончилась и садоводы-любители, что-то могут учесть в своей работе с растениями.
Плодовые, ягодные и орехоплодные растения, как правило, обладают высокой потенциальной морозоустойчивостью. Например, в лабораторных условиях, при медленной ступенчатой закалке среднерусские сорта яблони не повреждаются при -60°С, а побеги черной смородины даже при температуре жидкого азота. Однако в природных условиях такая морозостойкость не развивается из-за непостоянства температурных условий среды. И повреждения имеют место, как в суровые, так и в мягкие зимы с резкими колебаниями температуры воздуха.
Морозостойкость плодовых и ягодных растений в очень большой степени зависит от их своевременного и полного вхождения в состояние покоя. Многие садоводы-любители часто слышат эти слова, но что это такое, вероятно, мало кто знает. А, между прочим, знать это нужно. Поскольку без перехода от активной жизнедеятельности к состоянию покоя деревья, кустарники не закаливаются и не приобретают необходимую им морозостойкость, а в аномальные зимы могут сильно подмерзнуть и даже погибнуть. Покой – это физиологическое состояние растений, при котором у них резко снижается скорость роста и интенсивность обмена веществ, происходят глубокие физиолого-биохимические изменения в клетках растений. В ходе эволюции состояние покоя возникло, как приспособление для переживания неблагоприятных условий внешней среды в различные периоды жизненного цикла или сезона и были наследственно закреплены в процессе естественного отбора.
Различают органический, глубокий и вынужденный покой. Период органического покоя начинается с момента осеннего расцвечивания листьев (иногда от начала листопада) до появления способности распускаться у верхушечных почек растений при благоприятных для этого условиях (например, при перенесении веток в комнату для отращивания в сосудах с водой). В это время в растениях происходят сложные физиолого-биохимические процессы, идущие в основном в двух направлениях: подготовка растительного организма к весеннему росту и развитию и закаливание растений для выживания в суровых зимних условиях. В период органического покоя из физиолого-биохимических процессов, протекающих в клетках и связанных с подготовкой растений к весеннему росту и развитию, можно выделить изменения соотношения ростовых гормонов и ингибиторов (веществ, тормозящих биохимические реакции). По мере повышения способности растений вегетировать наблюдается преобладание ростовых гормонов над ингибиторами. Одним из регуляторов соотношения гормонов и ингибиторов в природных условиях принято считать действие отрицательных температур, хотя экспериментально установлено, что здесь могут участвовать и другие факторы (повышенные температуры, механические раздражители, действие отдельных химических веществ и другие).
При определенном соотношении ростовых гормонов и ингибиторов плодовые, ягодные и орехоплодные растения выходят из состояния органического покоя. Это явление у различных пород и сортов происходит в разные сроки. Обычно в условиях средней полосы и в том числе и у нас у яблони выход из органического покоя наблюдается 12-15 января, у вишни – 12-15 декабря, у груши – 20-24 декабря, смородины – 6-10 декабря, крыжовника – 15-18 декабря, малины – 20-24 декабря при среднесуточной температуре воздуха -7…-10°С, то есть обычно в период, предшествующий сильным морозам. Хотя при других значениях среднесуточных температур воздуха сроки выхода из состояния органического покоя указанных растений могут и сдвигаться. Для нормального протекания органического покоя требуется накопления среднесуточных отрицательные температур: ориентировочно, для яблони 420-460°С, вишни 220-240°С, груши 230-250°С, смородины 120-140°С, крыжовника 180-220°С, малины 230-245°С.
В обычных условиях вхождение плодовых деревьев, ягодных и орехоплодных кустарников в состояние глубокого покоя в основном соответствует фенологической фазе естественного листопада. Таким образом, период органического покоя и начало глубокого покоя, как правило, протекают одновременно. Учеными физиологами установлено, что период плодовых и ягодных растений в состояние глубокого покоя связан с глубокими физиологическими изменениями в клетках. Одним из критериев состояния глубокого покоя является то, что плазмодесмы, соединяющие жизненные функции между протоплазмой соседних клеток и поддерживающие высокую обменную активность, разобщаются и втягиваются внутрь клетки, после чего протоплазма начинает постепенно отходить в той или иной степени от оболочки клетки. Это явление ученые назвали «процесс обособления плазмы». Чем сильнее клетки разобщены, тем больше степень покоя. Степень обособления протоплазмы, как и все другие физиологические процессы, связанные с переходом растения в состояние глубокого покоя, зависят от ряда факторов: от биологических особенностей, условий прохождения междуфазовых периодов роста и развития, а также от погодных условий.
Поскольку в период глубокого покоя протоплазма клеток разобщена, естественно, обмен веществ в растениях резко снижается. В результате этого происходит частично заполнение пространства между обособившейся протоплазмой и оболочкой клетки веществами типа жирных кислот и фосфитидов, которые защищают протоплазму от кристаллов льда. Протоплазма покрывается сплошным липидным слоем, который сохраняет воду в клетке и препятствует ее проникновению извне, то есть препятствует набуханию коллоидов протоплазмы и усилению тем самым интенсивности протекающих физиологических процессов. Максимальная степень глубокого покоя растений обычно приходится на период сильных морозов, то есть на середину января, когда среднесуточная температура воздуха устанавливается в пределах -11…-12°С и ниже. С этого момента времени степень глубокого покоя обычно постепенно уменьшается. В среднем в условиях средней полосы и у нас продолжительность глубокого покоя колеблется от 120-125 (для малины) до 140-145 дней (для яблони, вишни, смородины и крыжовника). Из этого состояния растения полностью выходят: яблоня 18-22 марта при среднесуточной температуре воздуха около -4°С; груша, вишня, слива 6-10 марта при - -7°С; смородина и крыжовник при 1-5 марта - -7,5…-8°С, малина - -9°С.
Период вынужденного покоя характеризуется отсутствием в клетках явления обособления протоплазмы, плодовые, ягодные и орехоплодные растения возобновляют рост при перенесении их в комнату. Этот период начинается с момента выхода растений из состояния глубокого покоя и продолжается до начала набухания почек. Однако растения в это время еще находятся в закаленном состоянии, хотя их реакция на повышение температуры воздуха резко возрастает. В начале периода вынужденного покоя все еще наблюдается высокий уровень содержания различных комплексных соединений, способствующих связыванию воды, созданию более прочной структуры протоплазмы клеток и поддержанию их устойчивости к морозам. Однако дневное повышение температуры воздуха (особенно в солнечную погоду) резко снижает устойчивость растений. При одинаковом темпе повышения среднесуточной температуры воздуха скорость распада высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные в пасмурную погоду меньше, чем в солнечную. Обычно переход из состояния глубокого покоя в вынужденный начинается у яблони 20-23 марта, у вишни, груши, сливы, смородины, крыжовника – 3-9 марта, а у малины – 25-28 февраля и продолжается у всех пород до 12-17 апреля. Продолжительность периода вынужденного покоя колеблется в пределах 20-23 дней (яблоня), 38-40 дней (вишня, груша, слива, смородина, крыжовник) и 45-50 дней (малина). Продолжительность вынужденного покоя весьма тесно связана с температурным режимом воздуха. В среднем выход плодовых и ягодных растений из состояния вынужденного покоя происходит при среднесуточной температуре воздуха 3-4°С, лишь у смородины при 2,5°С.
С переходом в период органического покоя у плодовых, ягодных и орехоплодных растений начинается первый этап закаливания, во время которого они приобретают морозостойкость до 12… -15°С. С вхождением в состояние глубокого покоя начинается второй этап закаливания, который происходит уже при отрицательной температуре воздуха. Наиболее оптимально и быстро этот этап происходит при температуре воздуха -10…-15°С. Он продолжается до тех пор, пока сохраняется общая тенденция снижения температуры воздуха (от начала зимы к середине). Обычно повышение морозостойкости деревьев и кустарников связано с образованием и накоплением в клетках питательных защитных веществ. Накопление их происходит еще во второй половине лета в условиях прекращения роста побегов при продолжающемся фотосинтезе, который в свою очередь, зависит т достаточной облиственности деревьев и наличия в почве необходимых органических и минеральных питательных веществ. При наступлении отрицательных температур увеличение сахаров в тканях растений происходит в основном в результате гидролиза крахмала. В этот период особенно важно накопление в растениях значительного количества особого типа сахаров, так называемых омпосахаридов, которое происходит при плавном снижении температуры воздуха после перехода среднесуточной температуры через 0°С в сторону понижения. Эти вещества затрудняют возникновение в клетках кристаллов льда при сильных морозах и замедляет их рост. Благодаря этому, клетки могут сохраняться в переохлажденном состоянии долгое время.
Большее значение для закаливания плодовых, ягодных и орехоплодных растений в зимнее время имеет полное вызревание побегов. В популярной литературе по садоводству часто можно встретить два термина: «вызревание побегов» и «вызревание древесины». Садоводы-любители обычно отождествляют их. Вызревание побегов – более широкое понятие, оно включает вызревание древесины побега, опробкование его коры, закладку верхушечной почки, прекращения деятельности камбия, физиолого-биохимические и структурные изменения протоплазмы, и накопление в клетках в достаточном количестве запасных питательных веществ. Вызревание древесины – понятие более узкое, включающие два процесса, идущих одновременно или раздельно во времени: дифференциацию древесины из камбиальных клеток и покрытие особым веществом – лигнином М оболочек клеток древесины, которое придает прочность и гибкость побегу. Важным моментом в вызревании древесины является ее дифференцирование из камбиальных клеток, в процессе которой клетки постепенно приобретают форму клеток древесины. Чем раньше останавливается камбиальная деятельность, тем лучше подготовлено растение к перезимовке и тем выше его морозостойкость. Таким образом, вызревшая древесина должна иметь, прежде всего, полностью дифференцированные клетки.
Интенсивный ход процесса вызревания древесины характерен для растений, развивающихся в условиях некоторого водного дефицита. Солнечные дни с повышенной температурой воздуха при оптимальном увлажнении почвы весьма благоприятны для вызревания древесины. Избыточное увлажнение почвы задерживает вызревание древесины даже при отсутствии роста побега. Избыточное почвенное питание, особенно азотное, также задерживает вызревание древесины, так как создает благоприятные условия для длительного роста побегов. Этому же процессу способствует неправильная система обрезки и неправильное содержание почвы, особенно в садах с достаточным или избыточным увлажнением и с неглубоким залеганием грунтовых вод. Процесс вызревания древесины проходит в течение довольно длительного периода. У некоторых морозостойких сортов он может закончиться в августе. У неморозостойких сортов в теплое дождливое лето и осень этот процесс продолжается вплоть до наступления осенних заморозков. Вот почему осенью, в октябре при наступлении морозов у маломорозостойких или неморозостойких в наших условиях сортов и форм плодовых, ягодных и орехоплодных растений могут возникнуть серьезные повреждения еще до наступления зимы. При очень плохом летнем и осеннем периодах подобные повреждения могут возникнуть и у достаточно морозостойких сортов. Вызревание древесины происходит не только в период вегетации, но и после листопада до наступления морозов. Однако глубокой осенью оно происходит значительно медленнее, чем в теплое время года.
Уважаемые садоводы-любители, прочитайте внимательно все положение данной статьи. Может быть, что-то из написанного трудно для понимания. По крайней мере, я старался написать все более популярно. Считаю, что Вам нужно усвоить хотя бы основные понятия, связанные с морозостойкостью. Поскольку они очень часто встречаются и в моих статьях, и в статьях других авторов, публикующихся в «УС» и в других изданиях. Вы должны понять, что успешность длительного выращивания любых садовых растений зависит от их морозостойкости и зимостойкости и от правильного ухода за ними. А правильность выбора для выращивания наиболее пригодных видов, сортов и форм садовых растений и правильность ухода за ними определяется знанием основ природы их морозостойкости.
В.Н. Шаламов