Давно установлено, что надземная часть любых древесных растений зимой теряет значительную часть имеющейся влаги на испарение (транспирацию). Такое обезвоживание растений называется зимним иссушением. Транспирация побегов, ветвей, ствола по сравнению с транспирацией листьев в целом незначительна. Количество воды, выделяемой летом в сутки необлиственными побегами и ветвями, по данным специалистов не превышает в большинстве случаев 1% их сырой массы, то есть 1/500-1/1000 массы облиственной кроны. Летнее испарение с поверхности ствола у деревьев и кустарников с многослойной перидермой (корой) лежит в тех же пределах. При этом транспирация с поверхности ствола, ветвей и побегов производится через чечевички и окружающие их слои пробки и называется перидермальной транспирацией. По своим масштабам она с кутикулярной (через кожные покровы) транспирацией.
На зиму у древесных растений чечевички закрываются пробковым слоем, что уменьшает испарение влаги во много раз. Однако потери воды продолжаются и за долгие месяцы нашей зимы за время сильных морозов и ветров, за время сильного солнечного нагрева в ясные дни в марте и апреле о полного оттаивания почвы побеги, ветви и стволы древесных растений испытывают большое испарение влаги непосредственно через пробковый слой и не всегда полностью изолированные чечевички. Исследования показали, что в среднем у хвойных деревьев и кустарников потери воды хвоей, побегами, ветвями и стволом составляют от 3 до 15%, у лиственных деревьев и кустарников потери воды побегами, ветвями стволом составляют от 20 до 65% общего содержания воды. Например, в опытах с яблоней было обнаружено, что взрослое дерево яблони зимой теряет ежедневно порядка 250-300 г воды. Чтобы противостоять такому зимнему иссушению надземной части в условиях длинных зим с сильными и длительными морозами и ветрами и длинных холодных весен с сильной солнечной инсоляцией отдельные древесные растения приспособились образовывать мощный изолирующий пробковый слой. Растения с таким пробковым слоем имеют большую морозостойкость и зимостойкость и заходят намного дальше на север и восток.
Вместе с тем учеными было установлено, что древесные растения способны в той или иной степени восстанавливать оводненность тканей в холодный период года. Наибольшие потери влаги в этот период испытывают тонкие побеги и ветви. Академиком И.И. Тумановым в свое время было установлено, что срезанные зимой побеги, хранящиеся на открытом месте, содержат меньше воды, чем побеги в тех же условиях, находящиеся на дереве. Объясняется это тем, что даже в зимние месяцы происходит пополнение запасов влаги в побегах и ветвях за счет ее притока из других более массивных частей дерева – толстых скелетных ветвей и ствола, где находятся основные зимние запасы влаги. Подобное передвижение воды может наблюдаться при небольших морозах, если в надземной части дерева или куста еще сохраняется достаточное количество воды в жидкой фазе, например, в опытах при температурах менее -5…-7°С. Но такое передвижение воды возможно и при довольно значительных морозах, когда все части кроны заметно прогреваются солнечными лучами в ясные дни. Подобным образом влага периодически перемещается в тонкие побеги и ветви, имеющие наибольшую по сравнению с остальными частями кроны испаряющую поверхность, и пополняет израсходованный ими на испарение запас воды. Общий запас влаги при этом в надземной части дерева или куста уменьшается. Если длительное время из-за сильных морозов или из-за слишком малого запаса воды в массивных частях кроны по какой-то причине с осени такого передвижения воды не будет, то побеги и ветви будут полностью высыхать и отмирать.
О том, что при небольших отрицательных температурах вода в древесине ствола и толстых ветвях находится в жидком состоянии подтверждают проведенные исследования. Так, находящиеся в капиллярах древесины свободная вода (вода из межклеточников) по данным ряда авторов замерзает где-то от -2 до -5°С. Причем, хотя часть воды при охлаждении в древесине ствола успевает замерзнуть, в то же время другая ее часть, находящаяся в межклеточном пространстве из-за большего содержания в ней различных органических и неорганических соединений, остается в жидком состоянии и начинает замерзать при более низкой температуре. Способствует долгому наличию незамерзшей воды в стволе и толстых скелетных ветвях кроны и нахождение большого числа в них пустот, заполненных кислородом и углекислым газом, что способствует хорошей теплоизоляции древесины. Способствует хорошей теплоизоляции этих частей кроны и наличие на них толстого слоя отмершей коры-корки.
В отдельные зимние периоды с очень низкими температурами (-15…-20°С и ниже) сокодвижение в дереве или кустарнике сильно замедляется, а при еще более пониженных температурах приостанавливается и совсем. В такие периоды тонкие побеги и ветви наиболее подвержены высыханию. С началом весеннего потепления при прогревании ствола и толстых ветвей до положительных температур начинается интенсивное сокодвижение за счет запасов свободной воды, хранившейся в разных частях кроны в межклеточных пространствах. До момента оттаивания почвы и начала функционирования корневой системы дерево или куст очень и интенсивно испаряют воду и при затягивании длительности и этого периода и ограниченных запасов оставшейся после завершения зимовки свободной воды имеется еще большая чем зимой вероятность иссушения различных частей кроны. Правда, по мере прогрева почвы и большей части корнеобитаемого слоя поступление влаги от корней возобновляется за счет включения механизма активного поглощения воды корневой системой и дерево или куст очень быстро восполняют требуемое количество воды.
Опасность зимнего обезвоживания древесных растений повышается при следующих условиях:
1. низкой относительной влажности воздуха в зимние месяцы;
2. сильных ветрах зимой (в опытах почки побегов яблони зимой на ветру теряли воду на 25-33% больше, чем без ветра; кроме того, ветер со снегом, часто с частицами земли ранит кору и уточняет пробковый слой, что способствует большему испарению влаги);
3. длительности периода низких температур и глубокого промерзания почвы (при малом промерзании почвы корни могут всасывать воды, и при этом в надземной части наблюдается некоторое передвижение воды);
4. низкой влажности почвы осенью и зимой.
Для нынешней зимы главным условием возможности обезвоживания надземной части деревьев и кустарников является очень низкая влажность почвы, точнее сказать почвенная засуха прошлой осенью. Всем известно, что из-за аномально жаркой и сухой летней погоды и аномально сухой осенней погоды по всей области повсеместно наблюдалась почвенная засуха. Плодовые, ягодные и орехоплодные растения без регулярного полива накопили малый запас продуктов фотосинтеза и малый запас воды в надземной части, совершенно недостаточной для нормальной перезимовки. Многими садоводами в отдельных садах не был сделан даже так нужный и жизненно необходимый именно в нынешнем предзимнем сезоне влагозарядковый полив. А ведь у деревьев и кустов, произрастающих на почве, содержащей осенью мало влаги, процесс высыхания тканей начинается еще до зимы, приводя к ослаблению у растения способности противостоять дальнейшему высушиванию. Например, в одном из исследований сообщается, что понижение осенней влажности почвы всего на 4,6% (с 19,8 до 15,2%) увеличило количество вымерших и высохших деревьев с 12 до 76%. А.С. Косякин, исследовавший влияние почвенной засухи на перезимовку садов в Московской области, начиная с 19 века по настоящее время, пишет, что наибольшая гибель плодовых деревьев в морозные зимы наблюдались после годов с низкой почвенной влажностью 160-240 мм осадков с мая по октябрь (ниже нормы на 80-240 мм). Особенно большая гибель плодовых деревьев наблюдалась после засухи в течение двух лет подряд в 1940 г, когда за лето выпало всего лишь 190-200 мм осадков. Но не пострадали плодовые деревья в другие суровые зимы, когда за лето выпало 320 мм осадков, что позволило накопить им за вегетационный период достаточное количество продуктов фотосинтеза и сделать нужные запасы воды в надземной части осенью. А гибель указанных плодовых растений происходила и из-за недостатка запасов воды и недостатка продуктов фотосинтеза. Так что я предвижу не очень хорошую перезимовку многих плодовых, ягодных и орехоплодных растений, которым не производился полив в течение лета и осени и особенно осенний влагозарядковый полив. Повреждения разной тяжести могут быть как от недостатка запасенных продуктов фотосинтеза, так и запасенной в надземной части воды.
В связи с изложенным очень интересным было бы сравнение зимостойких сортов плодовых растений с незимостойкими в конкретной местности по величине зимней транспирации воды и способности восстанавливать ее потери при низких температурах. Такие опыты были в свое время проведены специалистами на Новосибирской опытной станции плодово-ягодных культур. Здесь следует сказать, что климатические условия Новосибирской области еще более жесткие, чем в условиях Свердловской области и результаты опытов могут быть использованы у нас. Для опытов были взяты растения сибирской ягодной яблони и Ранетки пурпуровой, заведомо обладающих высокой зимостойкостью, и сорта Боровинка, выращиваемого в стланцевой форме.
Для определения величины транспирации срезались однолетние побеги в январе и затем периодически взвешивались в неотапливаемом помещении до конца холодного периода (это опытные побеги). Срезы побегов закрывались смесью парафина с вазелином. Величина транспирации сравнивалась по двум вариантам: на ветру и под снегом. Поэтому одни побеги развешивались на открытом месте, а другие помещались под снег. Для наблюдения за жизнеспособностью опытных побегов в те же условия помещались невзвешиваемые побеги и через полмесяца они вносились в помещение для отрастания. В эти же сроки ставились на отрастание свежесрезанные побеги. В начале опытов исходная влажность побегов у исследуемых образцов яблони отличалась незначительно: Боровинка имела влажность немного выше, чем Ранетка и Сибирка. У опытных побегов влажность снижалась постепенно в течение всего холодного периода (табл. 1, 2).
Таблица 1.
Величина транспирации потерь влаги срезанными побегами в
пересчете на одни сутки (в % от первоначального содержания).
Сорт (вид) Вариант Январь I половина II половина I половина II половина
февраля февраля марта марта
Сибирка На ветру 0,41 0,38 0,43 0,42 0,29
Под снегом 0,16 0,19 0,14 0,10 0,17
Ранетка На ветру 0,17 0,22 0,27 0,33 0,32
пурпуровая Под снегом 0,04 0,08 0,10 0,10 0,14
Боровинка На ветру 0,39 0,34 0,50 0,46 0,47
Под снегом 0,09 0,21 0,39 0,44 0,39
Таблица 2.
Общие потери влаги срезанными (опытными) побегами за январь-март
(в % от первоначального содержания).
Сорт (вид) На ветру Под снегом
Сибирка 29 13
Ранетка 23 10
Боровинка 33 12
Из рассмотрения данных таблиц 1, 2 видно, что транспирационные потери побегов различных по зимостойкости сортов (видов) яблони колеблется, но они в основном больше у малозимостойких сортов. С января по март побеги всех сортов (видов) под снегом потеряли влаги в 2-3 раза меньше, чем на ветру. Общие потери у срезанных побегов составили на ветру около 20-30%, под снегом - около 10% от первоначального содержания влаги (табл.2). Влажность за тот же период у побегов на дереве изменилась в незначительных размерах. При сравнении в марте влажности побегов на дереве с влажностью опытных образцов, отделенных от дерева, оказалось, что влажность побегов на дереве выше той, которая должна была быть в результате потерь транспирации. Следовательно, у побегов на дереве происходила компенсация потерь влаги. Эта компенсация возможна за счет притока влаги из нижележащих частей кроны и корневой системы. Найденная величина компенсации, выраженная в процентах от общего количества потерь влаги, приведена в таблице 3.
Таблица 3.
Размеры компенсации транспирационных
потерь влаги с января по март
(в % от общего количества потерь).
Сибирка Ранетка Боровинка
пурпуровая
100 103 35
Проведенные в результате опытов расчеты показали, что у зимостойких Сибирки и Ранетки пурпуровой потери на транспирацию за период января-марта компенсируются практически полностью, а у незимостойкой Боровинки только на 35%, а за период одного марта у Сибирки и Ранетки пурпуровой - на 60-111%, а у Боровинки - только на 23-74%. Иначе говоря, зимостойкие растения способны в зимних условиях компенсировать транспирационные потери полностью, незимостойкие - только частично.
В связи со всем изложенным можно сделать следующие выводы.
1. Потери влаги побегами разных по зимостойкости сортов яблони колеблются, но в основном они больше у малозимостойких сортов.
2. За январь-март потери влаги побегами под снегом в 2-3 раза меньше, чем на ветру.
3. Отмечается закономерность - незимостойкие сорта (виды) яблони намного слабее компенсируют потери влаги, чем зимостойкие.
С учетом сделанных выводов для гарантированной благополучной зимовки плодовых и ягодных растений они должны очень хорошо обеспечиваться влагой в течение всего вегетационного периода, начиная с весны и кончая обязательным осенним влагозарядковым поливом. В связи с меньшими зимними транспирационными потерями влаги и лучшей их компенсацией садоводы должны предпочесть выращивание местных зимостойких сортов плодовых и ягодных растений. Все незимостойкие сорта и виды плодовых, ягодных и орехоплодных растений с целью значительного снижения и транспирационных потерь ими влаги следует выращивать только в стланцевой форме или с пригнутием осенью к земле и полным укрытием снегом. С целью хорошего накопления влаги в течение вегетационного периода и хорошей компенсации ее потерь зимой, а также и снижения скорости испарения влаги зимой у растений нужно обязательно сохранять целостность от повреждений корневой системы и надземной части. Все высаживаемые осенью саженцы в связи со значительной потерей корневой системы должны сохраняться до весны в прикопе или при высадке на постоянное место пригибаться к земле и с целью уменьшения транспирационных потерь влаги полностью укрываться снегом. Все ветви кроны высаженных осенью взрослых плодовых деревьев с той же целью должны обязательно обвязываться мхом, бумагой, рогожами или другими подобными материалами. Значительно надежнее высаживать молодые и взрослые растения не осенью, а весной.
В заключение следует сказать, что плохо обеспеченное влагой в течение вегетационного периода растение накапливает недостаточное количество продуктов фотосинтеза, не вовремя заканчивает период роста, плохо подготавливается к зимовке и подвергается сильному подмерзанию даже не в очень суровые зимы. А зимние потери влаги этим растением только усугубляют тяжесть повреждений растения морозами.
В.Н. Шаламов
