Valgel aastaajal võib meie laiuskraadidel päris külmaks minna. Kuidas taimed talvel ellu jäävad ja kuidas nad külmadel kuudel fotosünteesivad?
Loomad kasvatavad talvel paksu karva, toituvad suvel ja sügisel isoleerivast rasvakihist, langevad halvatusse või jäävad talveunne. Meie, inimesed, paneme selga soojendavad riided, joome teed või püüame end muul viisil soojas hoida. Oleme ju sama temperatuuriga elusolendid, kes vajavad ellujäämiseks kindlat temperatuuri. Taimed seevastu on külmaverelised organismid. Külma talve üleelamiseks on nad välja töötanud geniaalsed strateegiad.
sisu
-
Taimede talvised strateegiad
- Talvine taimed seemnetena
- Püsikute talvitumine: taandumine säilitusorganitesse
- Talvivad lehtpuud: taanduge metsa
- Igihaljaste taimede talvitumine: lehtede ja pungade külmakaitse
- Kas taimed fotosünteesivad talvel?
-
Taimed teevad seda enne talve
-
Varumaterjalide ladustamine
- Tõmbuge metsa sisse
- Tõmbuge maa sisse: sibulad, sibulad, risoomid ja juured
- Eemaldamine seemnetes: paljundamine ja talvekaitse ühes
- Lehtede sügisvärvid
- Taimed toodavad ise antifriisi
- Kaitstud pungad: uue elu alguspunkt
-
Varumaterjalide ladustamine
Taimede talvised strateegiad
Taimede talvised strateegiad võib liigitada erinevateks meetoditeks. Üldiselt on alati küsimus energiavaru loomises ja meristeemi – pungade moodustumise koe – kaitsmises, mis on kevadise tärkamise lähtekohaks. On 4 strateegiat:
Talvine taimed seemnetena
Seemnetaimed, mille kehad talvel süstemaatiliselt välja surevad, jäävad talveunne ainult tänu nende seemnetele. See sisaldab nii säilitusaineid kui ka embrüonaalset tüvekude ehk meristeemi, mille abil on võimalik uus elu.
Püsikute talvitumine: taandumine säilitusorganitesse
Püsikud on mitmeaastased rohttaimed, mis kestavad mitu aastat ja seega ka talve. Nad viivad energiarikkaid säilitusaineid juurtesse, vaheldumisi sibulatesse, mugulatesse või risoomidesse. Meristemaatiline kude paikneb mullapinnale väga lähedal pungade või silmapaistmatute magavate silmadena.
Talvivad lehtpuud: taanduge metsa
Seda, et lehtpuud salvestavad energiat mitte lehtedesse, vaid puitkehasse, on sügisvärvist selgelt näha. Lehestik muutub kollaseks, kuna energiarikkad materjalid võetakse ümber ja transporditakse lehevarre kaudu puitosasse. Puudel on uuesti tärkamiseks mõeldud pungad varjestatud pungade alla, kuid sageli mitme meetri kõrgusele maapinnast ja neid peab puu kaitsma täiendavate külmakaitsemeetmetega.
Igihaljaste taimede talvitumine: lehtede ja pungade külmakaitse
Igihaljad taimed ei aja lehestikku maha. Tänu sellele nihutavad nad ka vähem varuaineid puidukehasse, selle asemel peavad nad oma lehti oma struktuuri ja erinevate ainete ladestumise tõttu kohandama külma ilmaga. Pungad talvituvad puhkeolekus, mille toob kaasa spetsiaalne hormoonkokteil.
Kas taimed fotosünteesivad talvel?
Mitte kõik taimed ei fotosünteesi talvel, kuid igihaljad taimed küll – ehkki vähemal määral.
Et küsimusele täpsemalt vastata, on mõttekas heita kiire pilk fotosünteesile endale. Fotosüntees kirjeldab valgusenergia ja anorgaaniliste ühendite kasutamise protsessi orgaanilise materjali, st taimekeha ehitusplokkide tootmiseks. Peamist rolli selles protsessis mängib roheline klorofüll. Taimed, mis jätavad oma rohelised osad maha või lasevad neil talvel surra, ei saa fotosünteesida enne, kui rohelised osad on taas saadaval.
Igihaljad taimed seevastu suudavad päikesevalgusest energiat ammutada aastaringselt. Päikesevalgus on meie laiuskraadidel aga talvel nõrgem ja saadaval vaid lühemat aega. Koos külmaga, mis pärsib fotosünteesi, tagab see ainult väga madala fotosünteesi väljundi. Seetõttu ei jätka isegi igihaljad taimed talvel kasvamist, vaid suudavad rahuldada vaid oma päevase energiavajaduse külmakindluse säilitamiseks.
Taimed teevad seda enne talve
Ettevalmistused külmaks aastaajaks algavad varakult. Sest üleöö ei valmistu ükski taim miinuskraadideks ja dieediks. Külmade ja lühemate päevade tõttu reguleeritakse nende hormonaalne tasakaal nii, et taimed lähevad järk-järgult talveunne. See, mis kõlab nagu paus, seostub aga esialgu palju suurema tööga, kui väljastpoolt näha on. Need protsessid võtavad aega ja neid ei tohiks häirida: lõikamine, liigne vesi või väetamine valede toitainetega võime takistada taimede valmimist ja ohustada talvekindlust on.
Taimed peavad enne talve sooritama järgmised sammud:
Varumaterjalide ladustamine
Nagu eespool kirjeldatud, säilitavad taimed oma energiavarusid erinevates kohtades. Taimedel on sügisel palju tööd teha, et need vastavatesse taimeorganitesse ümber paigutada.
Tõmbuge metsa sisse
Enamikul meie kohalikel lehtpuudel võib sügisel täheldada lehtede värvimuutust. See nähtus ilmneb seetõttu, et klorofüll, mis muudab lehed roheliseks, võetakse ringlusse ja transporditakse minema. Lehtedest tüvesse nihkub ka muu energiarikas materjal.
Veerikkad rakuorganellid, vakuoolid, jagunevad ajukoore all. Mõned suured vakuoolid põhjustavad arvukalt väikeseid. Neisse koguneb peamiselt suhkur, aga ka valgud ja muud lahustunud ained. Olulised elemendid, nagu kaalium, magneesium ja fosfor, eemaldatakse lehtedest ka enne nende mahalangemist.
Tärklist säilitatakse amüloplastides energiavaruna. Aasta jooksul ammutavad puud neid varusid, nii et suurem osa neist kulub mais lehtede avanedes uuesti ära.
Pärast seda, kui kõik olulised toitained ja mineraalid on talletatud, visatakse lehed maha. Nii hoitakse lumekoormuste ja võra liikumiste ala, mis võib põhjustada luumurde, võimalikult minimaalne.
Puud võivad talvel väljast passiivsena tunduda, kuid nad hingavad pidevalt läbi rakkude. Nii annavad nad energiat elutähtsate ainevahetusprotsesside toimimiseks.
Tõmbuge maa sisse: sibulad, sibulad, risoomid ja juured
Palju selliseid rohttaimi maikelluke (Convallaria majalis), harilik maahein (Aegopodium podagraria) või ingver (Zingiber officinale) moodustavad nn risoome. See on maapinnast madalamal või veidi kõrgemal kasvav idusüsteem, mille ülesandeks on varuainete säilitamine. Tänu nendele talletatud ainetele, sealhulgas tärklisele, võivad paljud taimed maa sees talveunne jääda. Sibulataimed kasutavad säilitusorganitena muundatud lehti. Need säilitusorganid on maapinna all suures osas kaitstud külma eest.
Taimed, mis maa all talveunevad, hindavad meie abi! Isoleeriva kaitsekihi tugevdamiseks võib peale kanda multši. Meie Plantura orgaaniline männikoor mitte ainult ei kaitse kuivamise eest, vaid pärsib ka umbrohu kasvu.
Eemaldamine seemnetes: paljundamine ja talvekaitse ühes
Taimed võivad ka seemnetena talveunne jääda. Need koosnevad tavaliselt seemnekestast, toitekoest ja embrüost, mis võivad areneda erineval määral. Sõltuvalt seemne tüübist on toitekude erineva iseloomuga. Kaunviljade seemned, näiteks oad (Vicia), herned (Pisum) ja läätsed (Objektiiv) on valgurikkad. Teravilja seemned nagu nisu (Triticum) või kaer (Avena) ja lehtpuud nagu tamm (Quercus) ja maguskastan (Castanea) salvestavad energiat peamiselt tärklise kujul. Mõned seemned, näiteks sarapuupähkel (Corylus) ja pähkel (Juglans), moodustavad seemned koos rasvaga kui säilituskehad. Pole ime, et meie, inimesed, kasutame paljusid neist seemnetest toiduna. Ka seemnetes ei kasutata toitekude mitte ainult ellu astumiseks, st idanemiseks, vaid ka rakuhingamise oluliselt vähenemiseks. Seega on iga seeme elav, hingav embrüo. Väga väikese veesisalduse, kõva seemnekatte ja osmootselt efektiivsete ainete kõrge kontsentratsiooniga on see hästi kaitstud külmumise eest.
Lehtede sügisvärvid
Olenemata sellest, et kollane sügisvärvus kujuneb välja klorofülli nihkumise tõttu lehtedelt kaitstud taimeosadesse, värvuvad lehed erksavärviliseks. Seda näete tõsiasjast, et mõned igihaljad puud, näiteks oregoni viinamari (Mahonia), värvige nende lehestik sügisel eredalt. Vastutavad antotsüaniinid ja karotenoidid, mis tekivad kaitseks külma ja liigse päikesevalguse eest. Sest talvel on igihaljastel taimedel probleem: Kui samal ajal on väga külm, aga päike paistab, tabab lehte palju suure energiaga kiirgust. Külm aga aeglustab kõiki protsesse taimerakus, nii et päikeseenergiat ei saa talletada kasutataval kujul. See loob kahjuliku üleliigse energia, mis võib kahjustada rakukomponente – sarnaselt sellega, mis juhtub siis, kui saame päikesepõletuse. Antotsüaniinid, mis tunduvad meile punased või lillad, kaitsevad nende kahjulike mõjude eest.
Üksikasjalik selgitus selle kohta Lehtede värvus sügisel leiate meie spetsiaalsest artiklist.
Taimed toodavad ise antifriisi
Miks ei külmuta taimed talvel lihtsalt ära, näiteks juurviljad sügavkülmas? Miks on võimalik pakasega murul kõndida, ilma et varred jäänõeltena murduksid? Raku külmutamine oleks saatuslik, sest vesi paisub ja rakud lihtsalt lõhkeksid.
Vastust saab selgitada mere näitel. Kui vett rikastatakse piisavalt suure kontsentratsiooniga osmootselt aktiivsete ainetega, väheneb selle külmumistemperatuur. Meres on selleks osmootselt aktiivseks aineks sool. Taimerakkudes toimivad külmumisvastaste ainetena erinevad suhkrud, alkoholiühendid ja suurel määral ka kaalium.
Näpunäide: Sellest ka selline sügisene väetamine Sügisene muru väetamine. Spetsiaalsed väetised nagu meil Plantura orgaaniline sügisene muruväetis edendada muru talvekindlust, selle asemel et seda ohustada. Nad teevad seda, tuues sisse kaaliumi, mida hoitakse vakuoolides külmumisvastase ainena.
Lehtedes Harilik luuderohi (Hedera helix), näiteks saab külmumistemperatuuri langetada -3 °C-ni, hoides suhkrut. Sellele aitavad kaasa ka teised molekulid, mis takistavad rakkudes jääkristallide teket.
Nende säilitusorganite eriettevaatusabinõude tõttu taluvad taimed alla -45 °C temperatuuri. Loomulikult ei kehti see igat tüüpi taime kohta, vaid sõltub piirkonnast, kust see pärineb, ja sellest, milliseid külmumisvastaseid ettevaatusabinõusid on selle geneetikas rakendatud.
jootraha: 10 parimat igihaljad taimed tutvustame teile eraldi artiklis.
Kaitstud pungad: uue elu alguspunkt
Lehed ja õiepungad tekivad sageli eelmisel aastal ja lähevad seejärel talve ootama puhkefaasi. Signaali selleks annavad madalad temperatuurid ja lühike päeva pikkus. Hormoone kasutatakse lehtede ja õienuppude kaitsmise protsesside käivitamiseks. Selleks ümbritsetakse neid pungasoomustega. Nende soomuste sees moodustub surnud juustest valge karv, millel on isoleeriv toime. Muidugi hoitakse ka "antifriisi". Selles olekus trotsivad pungad külma ja külma. Alles siis, kui päevad lähevad taas pikemaks ja soojemaks, väheneb külmakindlus, suureneb veesisaldus ja kude areneb edasi. Praeguses etapis on pungadel suur oht saada hiliste külmade poolt kahju.
Maapinnal on kõige soojem: need meeldivad geofüütidele Kevadine õitseja peidavad oma pungad maasse. Hemikrüptofüüdid, mille hulka kuulub enamik püsililli, peidavad oma pungad isoleeriva lehestiku alla. Taimi, mille uuenemiskude on kuni 30 cm kõrgusel, nimetatakse Chamaephytes. Teie pungi kaitseb lumevaip. Kui pungad on veelgi kõrgemad, siis räägitakse fanerofüütidest, kuhu kuuluvad kõik puittaimed. Mida kõrgemal, s.t rohkem tuulele avatud on pungad, seda tõhusamalt tuleb neid külma eest kaitsta.
Näpunäide: Kevadel võib väetamise ja kastmise, aga ka sooja kohta paigutamise abil taimede tärkamine olla enneaegne. See on ideaalne aeg poti- ja toataimede ümberistutamiseks ning väetiseks andmiseks uue kasvuperioodi edukaks alguseks! Meie Plantura orgaaniline sise- ja rohetaimede väetis Tänu NK suhtele 3-4 on see ideaalne enamiku toataimede jaoks. Kuid tasub olla ettevaatlik: selle töötlemisega vähendame talvekindlust, seega tuleks tärkavaid taimi kaitsta külma eest.
Nagu näete, on olemas keerukad taktikad, näiteks puud jäävad talveunne ja muud taimed kestavad talve üle. Kuid mitte kõik neist pole loomulikult hästi kaitstud jäise temperatuuri eest. Seega anname teile näpunäiteid, kuidas oma Pange taimed korralikult talveunne.