Содержание
Почему растения не погибают зимой? 3 секрета многолетних растений
Почему некоторые растения не погибают зимой? Напротив, весной зацветают с новыми силами, распуская листочки и цветочки на ветвях. Как возможно, что растения переживают зиму, и не вымерзают при низких температурах? Хотя каждый огородник знает, как помочь растению перезимовать, не каждый знает, почему именно некоторые из них не замерзают зимой.
Не для всех растений осенние заморозки означают закат их непродолжительной жизни. Некоторые растения отлично зимуют. И, как бы это противоречиво ни звучало, еще более холодный снег, не только не усугубляет ситуацию, но и наоборот греет, помогает растениям перезимовать.
Сохранение влаги всеми силами
Главный способ пережить зиму – позаботиться о влаге. Растения не погибают зимой, если сохраняют достаточно жидкости в клетках. На предотвращение испарения направлены все силы. Кора, в особенности грубая и толстая, как у взрослых деревьев, прекрасно этому способствует.
Растения зимуют без проблем из года в год, если у них толстая кора. Через нее влага из ствола и веток не может испариться.
Что же с листьями?
Деревья и кустарники сбрасывают листву, на поддержание которой нужно много влаги. Фотосинтез, происходящий в ней, тоже требует затрат. Растения не погибают зимой, потому что, избавившись от листьев, способны сохранить влагу на время холодов.
Что касается хвойных деревьев, растения не погибают зимой, потому что в иголках в принципе меньше жидкости. Так что нет необходимости от них избавляться, чтобы сэкономить влагу. Хвойные растения зимуют еще легче. Иголки состоят преимущественно из незамерзающих эфирных масел, а сверху покрыты воском. Таким образом, то небольшое количество влаги в иголках, не может испариться из-под этого слоя.
Есть и другие растения, которые переживают зиму и не вымерзают, хотя сохраняют листья на зимние месяцы. Такие растения не погибают зимой, потому что их листья тоже покрыты слоем воска. Так что вода в листиках сохраняется весь холодный период.
Более того, они, как правило, скрыты под снегом, который защищает их от холодов.
Многолетние травы, хотя ничего не сбрасывают, не вымерзают от морозов. Им и не нужно сбрасывать листья и сохранять влажность в стеблях. Травянистые растения не погибают зимой, потому что их корни скрыты под снегом. Верхняя часть при этом конечно же отмирает. Зато в следующем году из выживших корней появляются новые ростки.
Самые стойкие растения – мхи и лишайники. Они впитывают влагу всей поверхностью. И даже в самых плохих условиях, при недостатке воды, растения прекрасно зимуют и не погибают под снегом или от морозов. При недостатке влаги мхи и лишайники впадают в спячку и быстро восстанавливаются, вновь попадая в хорошие условия.
Как холодный снег помогает пережить растениям морозы
Снег создает хороший теплоизолирующий слой, благодаря которому растения зимуют. Через него холодный воздух и ветра не могут заморозить растения. В то же время рыхлый слой снежинок не дает теплому воздуху от земли охлаждаться или идти наружу.
Из-за слоя снега растения не погибают зимой. Садоводы и огородники могут еще больше утеплить кустарники или корни деревьев, положив слой мульчи. Дополнительное покрытие создаст лучшую теплоизоляцию.
Теплая земля остывает постепенно
Температура земли не та же, что у воздуха. Почва теплее. Благодаря этому растения не замерзают зимой. В то время как на улице настоящая стихия и мороз, под слоем снега в теплой земле, деревьям, кустарникам, цветам и травянистым растениям очень даже неплохо.
Конечно, со временем земля остывает. Но температура не опускается до слишком низкой, растения зимуют без особого дискомфорта (при наличии снега).
Более того, изменения в температуре, как в земле, так и на воздухе, происходят постепенно. У растений есть достаточно времени, чтобы адаптироваться к новым более суровым условиям.
- Цветы февраля – какие сажать, а какими уже любоваться. Идеи для зимнего сада
- Суккуленты зимой – 6 советов помогут перезимовать
Подписывайтесь на наш канал на ЯндексДзен, чтобы узнать больше!
Почему деревья зимой не замерзают?
Почему деревья зимой не замерзают?
Вряд ли кто-то станет отрицать наличие активной подготовки дерева к зиме.
Вопрос только, в чем она заключается? Изучив огромное количество литературы по физиологии лиственных деревьев, существенного ответа на этот вопрос мне найти не удалось.
Одни исследователи считают, что лиственные деревья готовятся к зиме задолго до наступления холодов, не указывая при этом, в чем это конкретно заключается. Другие ссылаются на опадение листьев ев осенью, как важный фактор защиты от зимних холодов. Третьи просто считают, что деревья средней полосы морозоустойчивы. Все это, конечно же, нельзя сбрасывать со счетов, но, на мой взгляд, дело вовсе не в этом.
Известно, что морозы даже средней величины (-10-20°С) вызывают промерзание стволов деревьев толщиной 40-70 см насквозь. Клетки же живого дерева и межклеточное вещество содержат в себе воду. И хотя клеточная и внеклеточная вода дерева в определенной мере связана с белковыми и минеральными элементами, она все же сохраняет свои химические и физические свойства. И главное из них то, что вода на морозе замерзает.
Следовательно, любая клетка дерева, содержащая воду, на морозе тоже замерзнет. Клетка гибнет подобно стеклянной бутылке, заполненной водой и оставленной на морозе. Бутылка разрывается. То же должно произойти и с клетками дерева. Если они замерзнут, то и дерево полностью или частично замерзнет, а следовательно, погибнет. Во всяком случае, так должно быть. Но вот наступает весна, а деревья остаются живыми и здоровыми.
В чем же секрет выживания лиственных деревьев зимой? Он заключается в том, что все лиственные растения наших широт накануне наступления заморозков возвращают воду из ветвей и ствола через корневую систему обратно в почву. Причем процесс обратного сброса воды из надземной части дерева в почву происходит при температуре от +6 до 0°С. И чем быстрее снижается температура воздуха, тем интенсивнее он идет.
Лиственные деревья стремятся быстрее освободиться от внутренней влаги на зимний период. Так, корень грецкого ореха толщиной в диаметре 3 см в течение одного часа при температуре воздуха +4-5°С проводит в почву до 120-150 г воды, а при температуре +1°С уже до 200 г.
Весь процесс возврата воды из лиственных деревьев в почву через корни протекает в сжатые сроки, в пределах 2-6 дней. У кустарников и того меньше. Для того чтобы наблюдать выведение воды растением обратно в почву, необходимо пересечь корень диаметром 2-3 см и подождать 3-5 минут. Вода начинает выделяться из приводящего конца корня частыми каплями, а затем ввиду снижения сопротивления на центральном конце корня течет малой струей. Чем толще корень, тем больше выделяется воды.
В течение последних трех лет, накануне наступления заморозков, мы проводили исследования этого процесса. Причем не только на садовых, но и на лесных деревьях. Результаты аналогичные: деревья активно удаляли внутреннюю воду через корни в почву. Сделав это открытие, мы пока еще не смогли ответить на некоторые вопросы, напрямую связанные с этим процессом. Несомненно одно, что спасительный сброс воды лиственными деревьями на зиму накануне наступления морозов через корневую систему в почву и есть та тайна, которую природа хранила многие тысячелетия, спасая деревья от замерзания и дальнейшей гибели.
И вопрос этот, надо сказать, решен природой просто и гениально, как все великое.
И.А. Хоновец.
Другие статьи на эту тему читайте здесь.
Понравилась ли статья? Оцените содержание материала
Отлично
Хорошо
Неплохо
Плохо
Ужасно
Увидеть, как её уже оценили можно тут
Почему деревья не замерзают? — ООО «Ради любви к деревьям»: ООО «Ради любви к деревьям»
25 января 2021 г.
Сара Фрай
Зима
Температура наружного воздуха зимой в районе Портленда регулярно падает ниже температуры замерзания пресной воды в 32 градуса по Фаренгейту.
Хотя мы можем вырабатывать собственное тепло, сжигая калории, без защиты в виде теплой одежды или укрытия мы не смогли бы долго выдерживать отрицательные температуры. Клетки растений состоят в основном из воды. Когда клеточная вода замерзает, она расширяется, разрывая стенки клеток растений. Растительные клетки, лопнувшие от замораживания, погибают. У деревьев нет теплого зимнего покрова, и они не могут перебраться в более теплое место, но повреждения деревьев от мороза в районе Портленда очень редки. Как деревья переживают зиму, не замерзая?
Жизненный цикл травянистых однолетних и многолетних растений
Травянистые однолетники, такие как помидоры и подсолнухи, завершают свой жизненный цикл за один вегетационный период, когда они производят семена, и поэтому им не нужно переживать зиму. После заморозков и оттепелей однолетние растения теряют жесткость, становятся темно-коричневыми и опадают мокрой массой, потому что их клетки лопаются. Травянистые многолетники, живущие более двух лет, отмирают обратно в землю после заморозков, но их корни переживают зиму под землей, а весной растения отрастают заново.
Жизненный цикл деревьев
У деревьев другой подход. Их жизненный цикл не заканчивается после одного вегетационного периода. Многие деревья растут несколько лет, прежде чем достигнут репродуктивной зрелости. Деревья дугласовой пихты впервые дают семена примерно на 7-м году жизни и не достигают максимальной продуктивности семян, пока им не исполнится около 200 лет.
Поскольку надземные живые ткани деревьев переносят зиму каждый год, они могут расти с каждым годом все выше, опираясь на рост предыдущих лет. Это важная стратегия успеха древесных растений, ищущих солнечный свет в пологе леса. Эти надземные ткани в одревесневших стеблях не замерзают зимой, потому что у деревьев есть специальные механизмы, предотвращающие замерзание их клеток. Хвоя вечнозеленых деревьев зимой не замерзает из-за высокого содержания смолы. Корни деревьев не замерзают, потому что они изолированы почвой.
Начало покоя деревьев
Мы подробно обсуждали начало покоя как механизм выживания в зимнюю погоду в нашей статье «Начало покоя у деревьев».
Существует несколько механизмов защиты мягких тканей от отрицательных температур в начале покоя. Сахара сохраняются, лиственные листья выбрасываются, а растительные клетки обезвоживаются. Клеточное обезвоживание является ключевым механизмом, предотвращающим замерзание клеток надземных живых растений в стебле.
Обезвоживание клеток
В разгар лета в Портленде, когда северное полушарие наклонено к солнцу, наши деревья получают самый интенсивный солнечный свет в течение самого длинного периода дня. Листья преобразуют эту солнечную энергию в полезную энергию в виде сахара. По мере того, как лето переходит в осень, а северное полушарие отклоняется от солнца, мы получаем меньше солнечных часов каждый день. Надежное сокращение дней заставляет деревья готовиться к зиме, а не переменные похолодания.
Первым шагом в процессе подготовки является то, что стенки живых клеток становятся более проницаемыми. Через эти более проницаемые стенки вода выводится из клетки.
В клетке остается концентрированная взвесь сахаров, белков и кислот. Температура замерзания этой сиропообразной смеси намного ниже, чем у более разбавленной смеси клеток летних растений.
Вода, которая была перемещена из клеток растений, теперь находится между клетками растений. Эта вода настолько чиста, что в ней нет участков зародышеобразования, на которых может образоваться рисунок кристаллов льда. Таким образом, эта чистая вода может подвергаться воздействию температур ниже температуры замерзания воды без замерзания. Даже если вода между растительными клетками замерзнет, дерево все еще может жить до тех пор, пока растительные клетки не замерзнут.
Зоны устойчивости деревьев
Устойчивость к холоду сильно различается в зависимости от вида деревьев. Клеточное обезвоживание помогает определить зону устойчивости растений USDA, что указывает на то, где каждое дерево, как ожидается, будет процветать. Ожидается, что в зоне устойчивости растений USDA 8b в Портленде наши деревья будут подвергаться воздействию минимальных зимних температур 15-20 градусов по Фаренгейту.
Выбирая виды деревьев для посадки в районе нашего Портленда, выбирайте виды с генетикой, которая позволяет им выживать в этих температурах без повреждений от мороза.
Почему зимой деревья не замерзают и не лопаются? | Arbor Experts
Зимы в Дейтоне могут быть холодными, с температурами намного ниже нуля (хотя у нас иногда бывают теплые периоды, которые ощущаются почти как весна!). Все мы знаем, что деревья содержат воду; он транспортируется по дереву по «трубкам» (флоэме и ксилеме). А мы знаем, что вода расширяется при замерзании. Так почему же зимой деревья не промерзают? А почему они не лопаются, как замерзшая труба в вашем доме, когда ломается печь?
Дело в том, что многие деревья do частично подмерзают зимой, а некоторые do лопаются. Тот громкий треск или звуки выстрелов, которые вы слышите зимой, особенно в очень холодные ночи, возникают, когда замороженные водоносные каналы в дереве (флоэма и ксилема) взрываются.
Иногда из-за холода деревья ломаются в зимние месяцы, обычно оставляя вертикальный шрам на стволе дерева
К счастью, в деревьях есть тысячи каналов для жидкости. Если один лопнет, есть еще много других, чтобы взять на себя задачу по переносу воды. Кроме того, поскольку каналы маленькие, разрыв не наносит большого ущерба дереву.
С другой стороны, если наполненные водой клетки дерева замерзнут и разорвутся, это может стать фатальным для дерева. Вот почему деревья эволюционировали, чтобы защитить внутренние клетки от длительных периодов низких температур. Они делают это, используя несколько сложных внутренних методов:
- Удаление воды с дерева,
- Изменить консистенцию воды в дереве или
- Поместите молекулы воды под давление, чтобы они не замерзли.
В зависимости от вида деревья могут использовать один или несколько из этих внутренних методов.
Метод защиты от замерзания №1 – сушка замораживанием
Многие деревья удаляют или уменьшают количество воды, удерживаемой в тканях зимой.
В течение вегетационного периода листья вытягивают воду из земли, чтобы поддерживать влажность дерева, а затем выбрасывают избыточный водяной пар в воздух. Но поскольку зимой деревья не растут активно над землей, движение воды по их сосудистой системе не так важно, как весной и летом.
Более сухая ткань дерева менее восприимчива к расширению воды при замерзании. Внутренняя заморозка воды вокруг клеток дерева в порядке, но вода внутри клеток будет расширяться при замерзании, разрывая и убивая клетки. Чтобы предотвратить это, дерево осенью выталкивает воду из своих клеток, готовясь к покою.
Из-за естественного обезвоживания так важно следить за тем, чтобы деревья получали достаточно воды в конце зимы и ранней весной, когда они выходят из состояния покоя. Как только деревья начинают формировать почки и листья, им нужна вода для поддержки их роста. Если погода не способствует дождю, вам нужно убедиться, что корней дерева достаточно поливной воды, чтобы дерево могло регидратироваться.
Метод защиты от замерзания № 2 — добавление дополнительного количества сахара
Мы знаем, что сахар вкусен, но он также может быть полезен, особенно для деревьев. Готовясь к покою, деревья производят больше сахара в своем соке. Этот сахар действует как антифриз, разбавляя чистую воду и снижая температуру, при которой замерзает сок.
Клены являются самым известным примером этого; высокий уровень сахара в кленовом соке позволяет нам делать кленовый сироп. Когда температура поднимается весной, это знаменует конец периода покоя дерева. Сок начинает двигаться по дереву, помогая развитию почек и листьев. В светлое время суток при высокой температуре окружающей среды сок легко течет. Это когда клен собирают для кленового сиропа, а сок уваривают до концентрированной сладости, которую мы так любим. Ночью, когда температура падает, происходит снижение сокодвижения.
Метод защиты от замерзания № 3. Под давлением
Переохлаждение — еще один метод защиты деревьев зимой.
Вместо того, чтобы бороться с расширением молекул воды, когда они превращаются в лед, дерево создает повышенное давление внутри своих клеток, чтобы в первую очередь предотвратить замерзание воды.
Метод защиты от замерзания № 4 – Растягивание
В отличие от водопроводных труб ткань дерева довольно гибкая. Поскольку вода в «трубах» дерева и между внутренними клетками замерзает, ткани обладают достаточной гибкостью, чтобы позволить ткани немного растянуться или расшириться. Это может предотвратить его разрыв.
Защищает ли кора деревьев от зимы?
Кора в некоторой степени помогает защитить деревья от замерзания, но ее настоящая цель — защитить деревья от солнца и жары. Зимой теплые дневные температуры и солнечный свет повышают температуру коры, и она расширяется. Тепло коры поглощается тканями дерева, помогая движению сока и предотвращая его замерзание.
Некоторые деревья имеют более светлую кору, что позволяет дереву отражать солнечный свет и сохранять внутреннюю температуру более стабильной
Цвет и текстура коры дерева связаны с естественным ареалом дерева.
В холодных северных местах, таких как Дейтон, мы часто видим деревья со светлой корой, такие как березы и платаны. Эта светлая кора отражает тепло и сводит к минимуму зимние колебания температуры дерева. Напротив, кора темного цвета поглощает больше тепла, но северные деревья эволюционировали с бороздчатой и ребристой корой, которые действуют как рассеиватели тепла, выделяя тепло от многих граней и краев пластин коры.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Деревья потрясающие. Они приспособились выживать при огромных перепадах температур, происходящих вокруг них, и защищать свою внутреннюю сосудистую систему. Но даже у этих изощренных методов есть ограничения; не все деревья могут пережить холодные дейтонские зимы, отчасти потому, что у них нет возможности защитить свои внутренние клетки от длительных периодов морозной погоды.
Вот почему мы рекомендуем ознакомиться с нашим Дейтонским каталогом деревьев перед тем, как выбрать дерево для своей собственности — мы перечисляем только те деревья, которые могут выдержать долгие зимние морозы.