- Od czego zależy wytrzymałość roślin na spadki temperatury?
- Na czym polega prehartowanie i hartowanie roślin?
- Jaka jest mrozodporność niektórych roślin uprawnych?
- Co zagraża roślinom w trakcie uśpienia zimowego i na przedwiośniu?
W jednym z artykułów staraliśmy się wyłuskać czynniki, które decydują o największej mrozoodporności i zimotrwałości żyta w stosunku do pozostałych gatunków zbóż ozimych. Zimotrwałość odmian jest w naszej strefie klimatycznej jedną z najważniejszych cech genetycznych roślin ozimych, ale trzeba sobie zdawać sprawę z tego, że możemy ją kształtować w dużym stopniu agrotechniką.
Potrzebna jest chłodna asymilacja
Ostatecznie, to jak duże spadki temperatur wytrzymają rośliny zależy od przebiegu ich prehartowania i hartowania, co ma związek z fizjologią wymarzania roślin. Chociaż przed zimą nie jesteśmy w stanie już nic poprawić w agrotechnice poprawiającej zimotrwałość, to warto poznać optymalne warunki hartowania i wyciągnąć z tego wnioski. Póki co pogoda wydaje się sprzyjająca. Od 29 października 2019 roku w większości regionów wystąpiły lekkie przymrozki i to sprzyja prehartowaniu. Na tym etapie przygotowywania się roślin do spoczynku zimowego hamowany jest wzrost wydłużeniowy, co zmniejsza zużycie energii na przyrosty, ale schłodzona asymilacja sprzyjająca zagęszczaniu soków komórkowych trwa.
W etap prehartowania rośliny wchodzą przy spadku temperatury poniżej 15 st. C w czasie dni słonecznych lub poniżej 10 st. C w czasie dni pochmurnych. Na tym etapie rośliny nie nabywają jeszcze wyraźnego wzrostu mrozoodporności, ale oszczędzają energię (wyhamowany wzrost wydłużeniowy) i umożliwiają potem pełne (100%) zahartowanie się roślin.
Następnie w temperaturach od 0 do 8 st. C zachodzi pierwsza faza hartowania i wymaga światła. Światło jest potrzebne do asymilacji. Następuje gromadzenie cukrów prostych i soli mineralnych (rośnie ich koncentracja, sok się zagęszcza) zachodzą zmiany w substancji białkowej plazmy (zmienia się struktura białek, tworzą się tzw. krioproteiny, nadmiar wody wiązany jest koloidalnie). Wszystko po to, aby uzyskać jak największe zagęszczenie suchej masy w soku komórkowym. Funkcją białek i zagęszczonych cukrów jest ochrona plazmy i błon cytoplazmatycznych przed niszczącym działaniem mrozu i lodu.
Druga faza hartowania odbywa się już w okresie ujemnych, niezmiennie działających temperatur i światło nie jest wtedy istotne i potrzebne. Literatura fachowa podaje, że do pełnego zahartowania roślin wystarczają zwykle 3–4 tygodnie z temperaturami od plus 2 do minus 5 st. C. To jak mocną mrozoodporność rośliny nabędą w procesie hartowania zależy od usłonecznienia w fazie prehartowania i pierwszej fazie hartowania. Im więcej słońca, tym lepsze warunki dla schłodzonej asymilacji. Lepiej jest też dla hartowania i mrozoodporności, kiedy tym procesom towarzyszy sucha pogoda jesienna i co najwyżej, optymalne uwilgotnienie gleby.
- Prehartowanie i hartowanie ozimin przebiega optymalnie przy łagodnym obniżaniu się temperatur i w warunkach słonecznej suchej jesieni. To pozwala wyhamować roślinom wzrost wydłużeniowy i skierować energię i produkty fotosyntezy w gromadzenie i zagęszczanie w soku komórkowym cukrów, soli mineralnych i krioprotein
Mrozoodporność, a zimotrwałość
Mrozoodporność to cecha wytrzymałości odmian na skrajnie niskie temperatury panujące podczas zimy, którą kształtuje proces prehartowania i hartowania. Jest cechą specyficzną dla każdego gatunku, różną dla poszczególnych odmian w jego obrębie. Warto podkreślić, że jakiekolwiek zakłócenie procesu hartowania wpływa na zmniejszenie zimotrwałości, nawet odmian mocno mrozoodpornych. Taka sytuacja miała miejsce trzy lata temu, kiedy po dość długiej i ciepłej jesieni 2015 r., trwającej prawie do końca grudnia, nastąpiło na początku 2016 r. gwałtowane schłodzenie i lokalne spadki temperatur z dnia na dzień do -30 st. C, bez okrywy śnieżnej. Cechą charakterystyczną jest, że mrozoodporność zmienia się sezonowo: rośnie jesienią (hartowanie na mróz), a spada bardzo szybko i bezpowrotnie w okresie wiosennym (rozhartowywanie).
Zimotrwałość to pojęcie szersze, na które składa się oczywiście mrozoodporność i kompleks czynników takich jak: mrozoodporność, odporność na suszę (fizjologiczną, wysmalanie), odporność na stres świetlny, odporność na uszkodzenia mechaniczne, wynikające z różnic temperatur pomiędzy nocą a dniem (odporność na pionowe ruchy gleby – korzenie, odporność na ściskanie skorupą lodową – części nadziemne), odporność na warunki beztlenowe (na długo zalegający śnieg, odporność na wymakanie) czy też odporność na choroby i szkodniki mogące wystąpić w okresie zimowania (np. pleśń śniegowa u zbóż).
O zimotrwałości ozimin decyduje genetyka i hartowanie, ale i to w jakiej fazie rozwoju rośliny wchodzą w stan anabiozy, czyli w stan uśpienia zimowego. Uznaje się, że pszenica najlepiej zimuje, jeśli w anabiozę wejdzie w fazie 2–4 liści, żyto i jęczmień – po rozkrzewieniu, rzepak i rzepik – w fazie rozety z 6–8 liśćmi.
Jaki mróz zniosą rośliny?
Temperatura wymarzania żyta (oczywiście pod warunkiem, że rośliny są zahartowane i weszły w stan spoczynku zimowego) przy braku okrywy śnieżnej wynosi ok. -25 st. C, natomiast pod śniegiem żyto dobrze przetrzymuje spadki temperatury nawet do -35 st. C. Mrozoodporność pszenżyta i pszenicy (nieco wyższa dla pszenżyta) można traktować na równi. Gatunki te znoszą spadki temperatur do -20 st. C bez okrywy śnieżnej i do -30 st. C z okrywą śnieżną. Najmniej mrozoodporny jest jęczmień ozimy – poważne straty wyrządzają już spadki temperatury do -15 st. C bez okrywy śnieżnej i -25 st. C z okrywą śnieżną. Przy temperaturze -15 st. C bez okrywy śnieżnej wymarza rzepak ozimy, ale z okrywą przetrwa chwilowy mróz na poziomie -25 st. C.
Trzeba pamiętać, że zahartowane organy roślin zależnie od uwodnienia i pH różnią się mrozoodpornością. Jest to ważne przy szacowaniu strat po zimie i analizach prowadzących do ostatecznych decyzji o przesiewie. U zbóż zaawansowanych w rozwoju kolanko podliścieniowe składające się z tkanki embrionalnej jest bardziej wytrzymałe na mróz niż liście. Dlatego często po zimie mimo mocnych uszkodzeń liści plantacja po pewnym czasie odbija, bo z kolanek podliścieniowych rozwijają się nowe liście.
W przypadku rzepaku cała roślina pod okrywą śniegu może bez uszczerbku przetrwać krótkotrwałe spadki temperatur do -30 st. C. Wrażliwość poszczególnych organów rośliny jest jednak różna. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że najbardziej odporne na mróz są górne partie rośliny (liście, rozeta), a wrażliwość rośnie z każdym centymetrem w dół. Rozeta liści znosi krótkotrwałe spadki temperatury do minus 25 st. C. Stożek wzrostu korzeni rzepaku, choć przed zimą może znajdować się dość głęboko, wytrzymuje spadki temperatury tylko do -6 st. C. Mróz zagraża rzepakom także wiosną po rozhartowaniu i przymrozki stanowią zagrożenie dla pąków kwiatowych. Te mogą na szczęście przetrwać chwilowy spadek temperatury do -8 st. C. Jednak na niewielkie spadki temperatury bardzo wrażliwe są już rozwinięte kwiaty – temperatura graniczna to 0 st. C.
- O ile rozeta rzepaku pod śniegiem przertrwa krótkotrwały mróz do -25 st. C, to do zagłady rośliny bez okrywy śnieżnej wystarczy, że temperatura gleby spadnie poniżej -6 st. C. Jest to graniczna temperatura, którą mogą przetrwać stożki wzrostu korzeni
Wyprzenie, wysmalanie, wysadzanie...
W stanie uśpienia zimowego oraz na przedwiośniu przetrwaniu zagraża roślinom nie tylko mróz i wymarzanie, ale też inne zjawiska. To wyprzenie, wysmalanie, wysadzanie. Wyprzenie roślin następuje, gdy obfite opady śniegu pokrywają niezamarzniętą glebę. Rośliny, które nie są jeszcze w pełni fazy uśpienia wegetacyjnego oddychają. Rośliny tracą wówczas węglowodany, a ich nie syntetyzują. Potem następuje rozkład białek i porażenie pleśnią śniegową. Najbardziej podatne na wyprzenie jest żyto, mniej pszenica i jęczmień. Rzepak, lucerna i koniczyny są bardziej odporne na wyprzenie. Tak jak warstwa śniegu na niezamarzniętej glebie, tak samo wyprzenie powoduje skorupa lodowa.
Wysmalanie zachodzi wtedy, kiedy zimą jest mało opadów śnieżnych, a rośliny narażone są bezpośrednio na wpływ suchych mroźnych wiatrów. Wiatr wysusza nadziemne części roślin, które nie mogą uzupełniać wody z zamarzniętej ziemi. Tkanki bez wody zamierają i wyglądają jak spalone. Uszkodzenia te zdarzają się głównie na plantacjach żyta.
Wysadzanie roślin i rozrywanie korzeni ma miejsce głównie wiosną. Gdy temperatura na przedwiośniu jest na tyle zmienna, że ziemia taje w ciągu dnia a zamarza nocą. Dochodzi wówczas do sukcesywnego pochłaniania większej ilości wody przez glebę i jej osiadania w dzień, a potem zamarzania i zwiększania objętości w nocy. Te powolne, ale systematyczne ruchy objętościowe powodują rozrywanie korzeni roślin a nawet ich wysadzanie na powierzchnię. Największe ruchy dotyczą oczywiście gleb organicznych – najbardziej torfowych. Im wcześniejsza jest wiosna, tym straty większe, a najbardziej wrażliwy na wysadzanie jest rzepak i rzepik ozimy.
- Śnieg jest dobrym izolatorem przed mrozem, pod warunkiem, że spadnie na zamarzniętą glebę. Zalegający na roślinach asymilujących, które nie są jeszcze w spoczynku zimowym albo wczesną wiosną po rozbudzonej wegetacji, może powodować wyprzenie, a także wzmagać presję chorób – pleśni śniegowej
Marek Kalinowski
Zdjęcia: Marek Kalinowski
