Что происходит зимой с растениями: Как зимуют растения — урок. Окружающий мир, 2 класс.

Как растения зимуют? — Приокско-Террасный государственный природный биосферный заповедник

Долгие зимние месяцы – время, когда природа, кажется, забывается глубоким сном в ожидании прихода тепла. Зимой под снегом продолжается жизнь кустарничков и трав, растений лесных опушек и полян, лугов и речных долин. Лесные растения средней полосы по-разному адаптированы к зимним условиям.

Зимняя стужа в средней полосе – это сухой период года, когда грунтовые воды замирают в верхних слоях почвы. Деревьям и кустарникам приходится преодолевать период зимней сухости – главной сезонной угрозы. Все адаптации растений к зиме направлены на снижение потерь влаги. Стволы деревьев защищены корой, почки спрятаны в почечные чешуйки. Для многих деревьев и кустарников главный способ борьбы с зимним высыханием – сбрасывание листвы. Такие растения называются листопадными. Весной и летом листва активно фотосинтезирует, обеспечивая рост и все остальные функции. На зиму листопадные растения «засыпают», не расходуя воды на испарение и фотосинтез. Хвойные растения имеют преимущество перед лиственными: в хвое содержится очень мало воды, а преобладают незамерзающие эфирные масла, алкалоиды и сахара. Фотосинтез идет медленно, но он может идти даже зимой. Каждая хвоинка защищена слоем особого воска, предохраняющего от потери влаги.

Среди наших растений есть такие, которые зимуют под снегом зелеными. Если раскопать  снеговой покров, можно увидеть зеленые листья.  Надземные части этих растений прижаты снегом и распластаны на поверхности почвы. Вечнозеленые лесные кустарнички  в Приокско-Террасном заповеднике   представлены  брусникой, черникой, толокнянкой,  линнеей и  др. Зимнезеленые травянистые растения – это грушанки, копытень, зеленчук.  Все эти растения зимуют под снегом, а от высыхания их спасают специальный восковой налет или опушение на листьях, а еще имеют «химическая» защита – в их клетках есть особые дубильные вещества, предохраняющие от замерзания.

Другой тип лесных  трав –  нежные травянистые растения, у которых зимуют только подземные органы. Их основной способ переживания зимы – полное отмирание надземной части.  Это ландыш, майник, седмичник, многие другие – они радуют нас, появляясь на проталинах каждой весной. Надземные части разных лесных растений имеют разные сроки жизни – у одних они зеленеют до поздней осени, а у других – таких как пролеска сибирская,  хохлатка,  гусиный лук,  чистяк, надземная часть отмирает очень быстро – в начале лета. Только появившись, эти растения сразу цветут, дают плоды  и вскоре засыхают, проводя большую часть года под землей, в  состоянии покоя.  Во всех этих случаях мы говорим о многолетних растениях. В лесах средней полосы есть и однолетние травянистые  растения,  жизнь этих растений очень коротка – всего несколько теплых месяцев.

Есть в лесу и растения, которым зимняя стужа вовсе нипочем. Это – мхи. Они могут зимовать даже без снежного одеяла. Мхи не боятся сильных морозов, потому что им совершенно не опасно высыхание: влагу они поглощают всей своей поверхностью, словно губка – в том числе из атмосферных осадков. Если долго нет дождя, мох полностью  теряет влагу  и высыхает до воздушного состояния, но при этом не погибает, а просто переходит в состояние покоя. Подобным образом обстоит дело и у лишайников.  Они так же  хорошо переносят  зиму в лесу и никогда не страдают от зимних невзгод.

Прострел раскрытый

Хохлатка плотная

Умирают ли растения зимой? — Дивногорье — музей заповедник

Снегом заносит зимой пожухлые смятые степные травы, ничто не напоминает о летнем великолепии растений, кажется, все они мертвы, но так ли это на самом деле?
В нашем умеренном климате растения по-разному приспособились к длительному периоду холодов и недостатка влаги. Прежде всего, у всех растений замедляются процессы жизнедеятельности (например, дыхание). Всем знакомо явление листопада. Лиственные деревья и кустарники сбрасывают листья (следовательно, прекращаются испарение и фотосинтез), запасают питательные вещества, их молодые веточки одревесневают, закладываются почки, которым предстоит тронуться в рост весной. Изредка на меловых склонах встречаются вечнозеленые сосны. В хвоинках даже зимой идет, хотя и медленно, фотосинтез: это возможно благодаря тому, что клетки содержат мало воды и много незамерзающих органических веществ, а сама жесткая хвоя покрыта слоем воска, не дающего испаряться воде.
А как же зимуют травы?
У некоторых – травянистых однолетников – отмирает и надземная, и подземная части. Но остаются их плоды и семена, находящиеся в состоянии покоя: потомство в зачатке.
Многолетние травы зимуют в виде поземных органов – луковиц, клубней, корневищ — отмирает только их надземная часть. Именно такие преобладают в дивногорской степи: злаки сохраняют узлы кущения, из которых весной разовьются новые побеги; разнотравье запасает питательные вещества в массивных или разветвленных корневищах.
Есть зимнезеленые растения – те, что зимуют под снегом с зелеными листьями, таков, например, копытень европейский, который в Дивногорье можно встретить в байрачных дубравах. Такие растения тоже сбрасывают листья, но только не осенью, а весной, после того, как вырастут новые листья.
Например, посмотрим, как зимует проломник Козо-Полянского (Androsace koso-poljanskii) из семейства первоцветных (Primulaceae) – одно из замечательных растений дивногорских склонов. Проломник имеет подушковидную форму, каждая подушка состоит из множества мелких розеток, образованных плотно прилегающими опушенными листочками. Осенью листочки теряет много влаги, из зеленых становятся буроватыми, рыжеватыми. Розетки приобретают форму округлых маленьких шишек: листья приподнимаются и плотнее прижимаются друг к другу. По-видимому, так растение спасает цветочные почки от наступающих холодов. Нижние, старые листья постепенно отмирают. Проломник – низкорослое растение, зимой целиком скрытое под снегом. Чем больше слой снега, обладающего малой теплопроводностью, тем «теплее» растению зимой. Однако на каменистых меловых склонах часто снег сдувается сильным ветром, и тогда растениям приходится непросто. Но форма роста проломника способствует тому, что внутри плотной дерновины температура несколько выше, чем в воздухе, а за счет плотного прилегания к земле он минимально подвержен порывам ветра. Не зря проломник считается реликтом еще доледниковой эпохи: несмотря на суровые условия, растение выживает и неизменно радует в начале мая цветением.

Что происходит с растениями зимой? › Научные функции (ABC Science)

• Поделиться
• Распечатать

Подробно › Научные особенности

Скорее всего, зимой ваш задний двор работает немного медленнее. Но не дайте себя одурачить, под поверхностью работает много науки, пишет Geeky Gardener.

Автор: Анна Эванджели

Несмотря на то, что в Австралии не бывает длинных и суровых зим северного полушария, ваш газон может перестать расти, с лиственных деревьев опадают листья, а некоторым семенам осталось ждать недели или месяцы от прорастания.

Этот период покоя, когда растения тикают, но не растут, приходит с падением температуры и сокращением продолжительности дня зимой.

Но этот сон — это гораздо больше, чем период приостановки жизнедеятельности. Это отчасти механизм выживания, отчасти работа по дому, и все это предназначено для того, чтобы помочь растениям подготовиться к предстоящим теплым дням.

Давайте начнем с семян в земле, возможно, спрятанных в углу вашей грядки.

Если семена интродуцированных видов, происходящих из более холодного климата, они будут генетически запрограммированы на переживание зимы, говорит доктор Марк Оой, эколог растений, изучающий состояние покоя семян в Университете Вуллонгонга.

«Садовые виды из северного полушария эволюционировали, чтобы выжить в этих суровых условиях. Они все еще приспособлены к условиям, в которых они развивались», — говорит он. Они просто не были в Австралии достаточно долго, чтобы приспособиться к местным условиям.

Итак, семена лежат в спячке, метаболизируясь на низких уровнях, ожидая весны.

Оои говорит, что только тогда, когда семя достаточно долго подвергается воздействию низких температур (процесс, известный как холодная стратификация), растительные гормоны вызывают окончание покоя. В это время, если условия окружающей среды благоприятны — скажем, вокруг достаточно воды — семя может прорасти, опять же процесс, управляемый растительными гормонами.

Сезонность влияет не только на семена, но и на все растение в целом, говорит доцент Брайан Этвелл из Университета Маккуори, изучающий, как растения растут в суровых условиях.

Он говорит, что понижение температуры замедляет метаболизм растений в основном потому, что ферменты, управляющие этими биохимическими реакциями, не так хорошо работают на холоде. Замедляется фотосинтез, замедляется дыхание, прекращается рост.

Классическим примером является газон на вашем заднем дворе, говорит Этвелл, который перестает расти зимой, если температура остается низкой достаточно долго.

Меньшее количество солнечного света также играет роль в росте травы в это время года из-за меньшего угла наклона зимнего солнца и более коротких зимних дней, говорит он. Это означает меньший фотосинтез, что, в свою очередь, означает меньшее количество сахаров для метаболизма.

«Если вы не можете производить энергию, вы можете закрыть магазин», — говорит Этвелл. «Ты не зарабатываешь достаточно для роста».

Результат? Садовникам не нужно некоторое время косить газон.

Многие местные австралийские растения также имеют более медленный метаболизм зимой, что замедляет рост, говорит он. Но у большинства не бывает периода физиологического зимнего покоя, как у многих интродуцированных видов.

Этвелл также говорит, что растения используют зимний покой, чтобы поддерживать порядок в своих домиках. Например, белки расщепляются и восстанавливаются, а клеточные мембраны сохраняются.

Зимний покой также может быть связан с сохранением питательных веществ. Это одна из причин, говорит Этвелл, почему лиственные деревья сбрасывают листву в это время года.

С приближением зимы листья теряют хлорофилл, и дерево сохраняет его составляющие — в основном азот, магний и фосфаты — для повторного использования. Питательные вещества возвращаются из листьев в ветви, где они откладываются в коре.

Растительные гормоны (сначала ауксин, затем этилен) заставляют листья, которые теперь в значительной степени лишены питательных веществ, опадать с дерева.

Почки также могут находиться в состоянии покоя в течение зимы, часто покрытые чешуей, до тех пор, пока растение не будет достаточно долго подвергаться воздействию низких температур. Вишневые деревья, например, генетически запрограммированы перезимовать, прежде чем весной распустятся почки. Таким образом, даже если у нас будет необычно теплая зима, почки не распустятся до тех пор, пока дерево не остынет.

Но как растения «узнают» или зарегистрируют, что они подверглись воздействию достаточно холодной погоды?

«У растений есть температурная память», — говорит Этвелл. «Они измеряют произведение времени и температуры и могут определить, насколько холодно было и как долго».

Они делают это, говорит он, отслеживая взаимодействия между определенными белками, что является признаком того, что пришло время активировать ключевой ген, чтобы выйти из состояния покоя.

Некоторые люди говорят, что эта последовательность событий свидетельствует о том, что растения вычисляют произведение времени и температуры. Другие спорят о том, что растения вообще что-то вычисляют.

В любом случае, в вашем зимнем саду явно происходит больше, чем вы думаете, будь то математика или нет.

Нарушение правил В то время как некоторые местные австралийские семена из регионов с холодным климатом также находятся в состоянии покоя зимой, до недавнего времени люди предполагали, что другие местные семена не принимают во внимание сезонные особенности при «решении», когда им быть в состоянии покоя, а когда нарушить сонливость.

Но доктор Марк Оой из Университета Вуллонгонга и его команда обнаружили, что некоторые местные семена, например семена боронии, проявляют сезонный характер покоя, а также нуждаются в огне для быстрого прорастания. Одного огня недостаточно.

Другими особыми случаями являются семена пустыни, которые эволюционировали, чтобы находиться в состоянии покоя во время сурового засушливого сезона (они проходят теплую стратификацию), и семена, происходящие из средиземноморского климата, которые эволюционировали, чтобы оставаться в состоянии покоя до начала дождей в начале зимы, говорит Оой.

В обоих случаях семена эволюционировали, чтобы выйти из состояния покоя в условиях, которые максимизируют выживание хрупкого сеянца в зрелое взрослое растение.

Еще одна аномалия — дерево магнолии, говорит доцент Брайан Этвелл из Университета Маккуори, которое, по его словам, «генетически заложено» цвести зимой, а не весной. Это, по его словам, является наследием его китайского происхождения, где местные условия благоприятствовали такому образцу покоя и почкования.

Подробнее ссылки растения в действии

наука о садоводстве в своем отмеченном наградами блоге The Geeky Gardener. В прошлом она работала редактором новостей в ABC Science и научным корреспондентом журнала ABC Gardening Australia , имеет ученые степени в области биохимии и журналистики. 9наверх

Опубликовано 11 июня 2014 г.

Что происходит с растениями зимой?

Теперь, когда в зеркале заднего вида стоит лето, а мы сменили газонокосилки на грабли и лопаты для снега, задумывались ли вы когда-нибудь, что происходит с деревьями и многолетними растениями зимой? Если да, то вы не одиноки (отсюда и создание этого поста в блоге), и мы собираемся поговорить о периоде спячки, который растения и деревья переживают в холодные месяцы.

Спячка растений — интересная штука. Хотя может показаться, что ваши растения, деревья и кустарники сокращаются и умирают, начиная с осени, на самом деле под землей происходит очень многое.

ЧТО ТАКОЕ МНОГОЛЕТНИК?

Все виды растений разные, это явное преуменьшение. Многолетние растения способны выдерживать зиму и цвести в течение как минимум трех лет после первой посадки, в отличие от однолетних растений, которые выживают только один жизненный цикл / сезон, а затем умирают.

После прорастания многолетники образуют под землей мощную корневую систему, которая позволяет им выдерживать морозы, отрицательные температуры и снежный покров. Выживание многолетника, конечно же, зависит от того, насколько суровой была ваша последняя зима, но если вы действительно хотите защитить определенное растение зимой, всегда лучше выкопать его и держать в помещении.

У всех растений также есть свои уникальные потребности, такие как температура и тип почвы, в которых они лучше всего растут, а также количество солнечного света и воды, которые им требуются. Способность растения переносить климат, в который вы его поместили, — это лучший способ гарантировать, что ваше растение будет процветать; вы можете поливать и ухаживать за ним сколько угодно, но если он не был создан для вашей среды, он не сможет расцвести в полной мере.

Поэтому, чтобы убедиться, что вы знакомы с климатической зоной вашего региона. Поскольку не все растения могут выжить практически в любом климате, в Соединенных Штатах были определены различные зоны устойчивости и жары, чтобы садоводы могли лучше понять их специфическую среду и сопоставить ее с растениями, которые обязательно будут хорошо расти в этих условиях. Зимостойкость растения показывает, насколько хорошо оно может выдерживать низкие температуры. Такие веб-сайты, как gardenia.net, могут помочь вам определить конкретную зону устойчивости вашего дома на основе почтового индекса, в котором вы живете. Чем ниже номер зоны устойчивости, тем больше вероятность того, что зимой в вашем регионе бывают морозы.

Согласно Perennial Resource, некоторые из самых популярных многолетников, доступных для покупки, включают лилейники, хосты, гибискусы, кошачью мяту (также называемую кошачьей мятой), шалфей, диантус, очиток, ложный индиго, гортензии, шаста маргаритки, эхинацею и различные декоративные злаки. Деревья и кустарники также попадают в категорию многолетников, поскольку они теряют свои цветы (т.е. листья) при первых заморозках осенью/зимой и регрессируют до ветвей.

• Лилейники
• Хосты
• Гибискус

Говоря о деревьях, вы, возможно, знакомы с термином «лиственные». Листья лиственных деревьев начинают опадать осенью. Напротив, хвойные деревья, также известные как «вечнозеленые», сохраняют свою листву круглый год, например, сосны. Большинство вечнозеленых деревьев имеют колючие сосны, а не листья, и некоторые сосны обязательно упадут, но большая часть формы дерева останется.

Растения генетически настроены на окружающую среду, включая изменения температуры, продолжительность светового дня и количество питательных веществ, которым они подвергаются. По мнению исследователей из Вашингтонского университета, циркадные часы растений, «внутренний механизм хронометража», удерживают «растения от цветения, когда для размножения плохое время, например, в разгар зимы, когда дни короткие, а ночи длинные. ” и говорит им, когда самое подходящее время, чтобы снова начать производство, например, в яркие дни весны и лета.

ВЕСНОЙ И ЛЕТО

Летом ваши растения получают достаточно солнечного света и воды, которые им нужны, чтобы выжить и не высохнуть на жарком солнце. С помощью этих ингредиентов растения на вашем заднем дворе производят пищу для собственного роста. Но они не используют всю пищу и энергию, которые они производят; они хранят часть его на случай, если он понадобится зимой.

Чтобы понять, как растения растут весной, давайте вернемся к урокам естествознания в средней школе и обсудим не что иное, как фотосинтез. Фотосинтез – это процесс, посредством которого растения поглощают солнечный свет (энергию света) и превращают его в пищу (химическая энергия).

При выращивании на открытом воздухе растения подвергаются воздействию солнечного света, воды и углекислого газа. Благодаря клеточному дыханию растения поглощают эти питательные вещества и запускают процесс преобразования, известный как фотосинтез. Солнечный свет попадает в поры листьев и стеблей, а вода поглощается корнями растения. Вода, конечно же, представляет собой комбинацию водорода и кислорода, и хотя кислород высвобождается через те же поры, что и углекислый газ, углекислый газ и водород остаются в растениях, образуя глюкозу, которая подпитывает процесс роста растений.

Эта глюкоза откладывается в молекулах углеводов, т.е. сахара и крахмалы. Молекулы углеводов хранятся в листьях растений, но по мере понижения температуры и наступления сезонных заморозков эта энергия перемещается от листьев к корням — энергия, которая будет использоваться в качестве топлива в зимние месяцы.

Вы также можете помнить термин «хлоропласты», которые представляют собой крошечные структуры внутри растительных клеток, содержащие хлорофилл, химическое вещество, отвечающее за появление зеленого цвета, видимого на листьях растений. Летом вы можете увидеть, как растут растения: они становятся выше, дают новые цветы и бутоны, а листья и лепестки у них яркого цвета. Однако эти характеристики остаются верными только в том случае, если садовники обеспечивают достаточное количество воды, обеспечивают питательную почву, сажают растения в месте с достаточным количеством солнечного света и ухаживают за участком.

ОСЕНЬЮ

У многолетников, которые уже провели год или два в земле, поздней осенью или ранней зимой хлорофилл, присутствующий в листьях растений, перемещается из листьев в стебель и корневую систему. Растения знают, что когда земля становится достаточно холодной (40-50 градусов по Фаренгейту) и темноты больше, чем солнечного света, им нужно начать использовать эту сохраненную энергию, чтобы выжить при отрицательных температурах земли. Это движение хлорофилла видно человеческому глазу, когда листья меняют цвет с зеленого на красивый красный, желтый, оранжевый и коричневый, который мы видим осенью.

Это имеет смысл, когда речь идет о лиственных деревьях, но что происходит с цветущими растениями, украшающими ваш задний двор? Вы заметите (довольно скоро, если не уже), что цветы, листья и стебли ваших многолетников сморщиваются, теряют окраску и отмирают. Многолетние кустарники и деревья сбросят листву, но одревесневшие стебли и ветки останутся.

Эти древесные части могут пережить холод, а подземные корни и луковицы останутся живыми, но опадение листьев является результатом того, что питательные вещества в растении перемещаются из листьев для хранения в стебле и корнях. При отсутствии питания листья становятся слабее и их легче отделить от ветки.

ЗИМОЙ

Зима в северном полушарии часто характеризуется короткими днями, низкими температурами над и под землей, осадками во всех формах и пасмурным небом. В течение этого времени, пока люди остаются в помещении, корни их растений и подземные структуры используют всю энергию, накопленную ими летом, чтобы пережить холодные месяцы.

Зима очень важна для выживания растений весной. На самом деле, некоторые растения нужно высаживать в землю осенью, чтобы они хорошо цвели весной. Такие луковицы, как нарциссы, фрезии, гиацинты и тюльпаны, следует сажать осенью, потому что им нужно время в холодной земле, чтобы выйти из периода покоя. Луковицы находятся в состоянии покоя, когда они доставляются садоводам по почте или при покупке в магазине, и отличаются от растений, предварительно высаженных в горшки, тем, что их легче выращивать в любых почвенных условиях, они имеют более сильную и развитую корневую систему и с большей вероятностью выживают, чем растения, которые приходится пересаживать из горшка.

Трудно понять, как живое растение может перейти от живого роста к спящему, а затем вернуться к процветанию весной, но в этом и заключается прелесть посадки многолетников. Самое смешное, что снег — характерная черта зимы в северной половине Соединенных Штатов — не вредит растениям. На самом деле слой снега полезен для растений! По данным Бруклинского ботанического сада, снежный покров обеспечивает изоляцию растений и «создает карманы с захваченным воздухом, которые удерживают тепло. Когда снег достаточно глубокий, он может предотвратить замерзание почвы и повреждение корней». Взрослые деревья могут даже отрастить новые корни в состоянии покоя, потеряв листья и сосны.

К зиме лиственные деревья сбрасывают всю листву, а хвойные – часть сосен. Сильный снегопад может давить на голые ветки лиственных деревьев и вызывать их обламывание, в то время как хвойные деревья сами приучаются ловить снег и создавать барьер, с которого соскальзывает новый снег – и действительно, зимой нет ничего прекраснее, чем сосна в белом снегу.

Снежный покров не только изолирует почву, предотвращая промерзание более глубоких слоев, но и удерживает влагу, присутствующую в почве, защищает спящие растения от сильных ветров и предотвращает вздутие, вызванное колебаниями температуры, которые могут привести к поломке корней.

Снежинки представляют собой крошечные молекулы льда с крошечными карманами воздуха внутри. По мере того как эти хлопья падают и накапливаются, на землю попадает все больше и больше воздуха. Когда снег тает, он медленно выделяет влагу, воздух, соединения серы и азота (которые прилипают к кристаллам снега, когда они падают с неба) в почву. Итак, снег действует как бесплатное удобрение для растений! Сумасшедший, верно.

СЛЕДУЮЩАЯ ВЕСНА

Растения чрезвычайно сложные существа. Они структурно умны и могут чувствовать изменение окружающей среды, и эти изменения сигнализируют им о том, что нужно впасть в спячку или снова начать расти. Если вы живете на севере США, то знаете, что весна может прийти в разное время года. Кажется, что зима с годами стала неустойчивой, и теперь мы можем увидеть снег или мороз уже в начале апреля. Но когда растения переживают несколько теплых дней, они снова начинают расти.

Однако возникает проблема: изменение климата привело к резкому увеличению частоты поздних заморозков. Таким образом, температура может подняться до такой степени, что на деревьях начнут появляться почки, но поздние заморозки могут убить этот прогресс. Тем не менее, когда дни становятся длиннее, а температура повышается, не только люди начинают чувствовать себя лучше, но и наши растения.

Люди могут тусоваться внутри, а дикие животные впадают в спячку, но растениям некуда деваться в холодные месяцы.