Co rośliny robią zimą?

W porze białej na naszych szerokościach geograficznych może być dość zimno. Jak rośliny przeżywają zimę i jak fotosyntetyzują w chłodne miesiące?

Zwierzęta zimą zarastają grubą sierścią, latem i jesienią żywią się izolacyjną warstwą tłuszczu, popadają w paraliż lub hibernację. My, ludzie, wkładamy ciepłe ubrania, pijemy herbatę lub staramy się ogrzać w inny sposób. W końcu jesteśmy żywymi istotami o tej samej temperaturze, które potrzebują określonej temperatury, aby przetrwać. Z drugiej strony rośliny to organizmy zimnokrwiste. Aby przetrwać mroźną zimę, opracowali pomysłowe strategie.

Zimowe strategie roślin

Strategie zimowe roślin można podzielić na różne metody. Ogólnie rzecz biorąc, zawsze chodzi o stworzenie magazynu energii i ochronę merystemu - tkanki tworzącej pąki, która służy jako punkt wyjścia do pączkowania na wiosnę. Istnieją 4 strategie:

Zimujące rośliny jako nasiona

Rośliny nasienne, których ciała systematycznie obumierają zimą, zapadają w stan hibernacji tylko dzięki swoim nasionom. Zawiera ona zarówno substancje magazynujące, jak i embrionalną tkankę macierzystą, czyli merystem, za pomocą którego możliwe jest nowe życie.

Zimowanie bylin: wycofywanie się do organów magazynujących

Byliny to wieloletnie rośliny zielne, które utrzymują się przez kilka lat, a tym samym również na zimę. Przenoszą bogate w energię substancje magazynujące do korzeni, na przemian w cebuli, bulwach lub kłączach. Tkanka merystematyczna znajduje się bardzo blisko powierzchni gleby w postaci pąków lub niepozornych śpiących oczu.

Zimujące drzewa liściaste: wycofaj się do lasu

To, że drzewa liściaste gromadzą energię nie w liściach, ale w drewnianym korpusie, widać wyraźnie po jesiennym kolorze. Liście zmieniają kolor na żółty, ponieważ materiały bogate w energię są poddawane recyklingowi i transportowane do części drewnianej przez łodygę liścia. Na drzewach pąki do ponownego kiełkowania są osłonięte pod łuskami pąków, ale często kilka metrów nad ziemią i muszą być chronione przez drzewo poprzez dalsze środki ochrony przed mrozem.

Zimowanie roślin zimozielonych: ochrona liści i pąków przed mrozem

Rośliny zimozielone nie zrzucają liści. W rezultacie przenoszą również mniej substancji rezerwowych do drewna, zamiast tego muszą dostosowywać liście do chłodu ze względu na swoją strukturę i przechowywanie różnych substancji. Pąki hibernują w stanie uśpienia, który jest wywoływany przez specjalny koktajl hormonalny.

Czy rośliny fotosyntetyzują się zimą?

Nie wszystkie rośliny fotosyntetyzują zimą, ale rośliny zimozielone – choć w mniejszym stopniu.

Aby odpowiedzieć na to pytanie bardziej szczegółowo, warto przyjrzeć się samej fotosyntezie. Fotosynteza opisuje proces wykorzystywania energii świetlnej i związków nieorganicznych do produkcji materiału organicznego, czyli budulca dla organizmu rośliny. Główną rolę w tym procesie odgrywa zielony chlorofil. Rośliny, które zrzucają zielone części lub pozwalają im umrzeć zimą, nie mogą fotosyntetyzować, dopóki zielone części nie będą ponownie dostępne.
Z kolei rośliny zimozielone są w stanie pozyskiwać energię ze światła słonecznego przez cały rok. Jednak zimą światło słoneczne na naszych szerokościach geograficznych jest słabsze i dostępne tylko przez krótszy okres czasu. W połączeniu z zimnem, które hamuje fotosyntezę, zapewnia to jedynie bardzo niską wydajność fotosyntezy. Dlatego nawet rośliny zimozielone nie rosną zimą, a jedynie mogą zaspokoić swoje dzienne zapotrzebowanie na energię, aby utrzymać mrozoodporność.

Rośliny robią to przed zimą

Przygotowania do zimnej pory roku zaczynają się wcześnie. Ponieważ w nocy żadna roślina nie jest przygotowana na ujemne temperatury i dietę. Ze względu na chłodne i krótsze dni ich równowaga hormonalna jest dostosowana w taki sposób, aby rośliny stopniowo przechodziły w stan hibernacji. To, co brzmi jak przerwa, początkowo wiąże się jednak z dużo większą ilością pracy, niż widać z zewnątrz. Procesy te wymagają czasu i nie powinny być zakłócane: cięciem, zbyt dużą ilością wody czy nawożeniem z niewłaściwymi składnikami odżywczymi możemy utrudnić przygotowanie roślin i zagrozić zimotrwałości jest.

Rośliny muszą wykonać te czynności przed zimą:

Przechowywanie materiałów rezerwowych

Jak opisano powyżej, rośliny gromadzą swoje zapasy energii w różnych miejscach. Rośliny mają dużo pracy na jesieni, aby przenieść je do odpowiednich organów roślinnych.

Wycofaj się do lasu

Na większości naszych lokalnych drzew liściastych jesienią można zaobserwować przebarwienia liści. Zjawisko to występuje, ponieważ chlorofil, który sprawia, że ​​liście wydają się zielone, jest poddawany recyklingowi i transportowany. Inny bogaty w energię materiał jest również przesuwany z liści do pnia.

Bogate w wodę organelle komórkowe, wakuole, dzielą się poniżej kory. Kilka dużych wakuoli skutkuje licznymi małymi. Gromadzi się w nich głównie cukier, ale także białka i inne rozpuszczone substancje. Niezbędne pierwiastki, takie jak potas, magnez i fosfor, są również usuwane z liści przed ich zrzuceniem.
Skrobia jest magazynowana w amyloplastach jako zapas energii. W ciągu roku drzewa czerpią z tych rezerw, tak że większość z nich jest ponownie wykorzystywana, gdy liście rozwiną się w maju.
Po zgromadzeniu wszystkich ważnych składników odżywczych i minerałów liście są wyrzucane. W ten sposób obszar, w którym występują obciążenia śniegiem i ruchy korony, które mogą prowadzić do pęknięć, jest jak najmniejszy.
Zimą drzewa mogą wydawać się nieaktywne na zewnątrz, ale nieustannie oddychają przez komórki. W ten sposób dostarczają energii do funkcjonowania ważnych procesów metabolicznych.

Wycofaj się w ziemię: cebulki, cebulki, kłącza i korzenie

Wiele takich roślin zielnych Lilia doliny (Convallaria majalis), trawa pospolita (Podagraria Aegopodium) lub imbir (Zingiber officinale) tworzą tzw. kłącza. Jest to system kiełków rosnący pod lub tuż nad ziemią, którego zadaniem jest magazynowanie substancji rezerwowych. Dzięki tym zmagazynowanym substancjom, w tym w szczególności skrobi, wiele roślin może hibernować w ziemi. Rośliny cebuli wykorzystują przekształcone liście jako organy magazynujące. Te organy magazynujące są w dużej mierze chronione przed mrozem pod powierzchnią ziemi.

Rośliny hibernujące pod ziemią doceniają naszą pomoc! Ściółkę można zastosować w celu wzmocnienia izolacyjnej warstwy ochronnej. Nasz Organiczna kora sosnowa Plantura nie tylko chroni przed wysychaniem, ale także hamuje wzrost chwastów.

Wycofanie w nasionach: rozmnażanie i ochrona zimowa w jednym

Rośliny mogą również hibernować jako nasiona. Zwykle składają się one z okrywy nasiennej, tkanki odżywczej i zarodka, który może rozwijać się w różnym stopniu. W zależności od rodzaju nasion tkanka odżywcza ma różny charakter. Nasiona strączkowe, takie jak fasola (Vicia), Groszek (Pisum) i soczewki (Obiektyw) są bogate w białko. Nasiona ziarna jak pszenica (Triticum) lub owies (Avena) i drzewa liściaste jak dąb (Quercus) i kasztan (Castanea) magazynują energię głównie w postaci skrobi. Niektóre nasiona, takie jak orzech laskowy (Corylus) i orzech (Juglans), tworzą nasiona z tłuszczem jako ciałami magazynującymi. Nic dziwnego, że my, ludzie, używamy wielu z tych nasion jako pożywienia. Również w nasionach tkanka odżywcza jest wykorzystywana nie tylko do wejścia w życie, tj. kiełkowania, ale także do znacznie zmniejszonego oddychania komórek. Tak więc każde nasiono jest żywym, oddychającym embrionem. Dzięki bardzo niskiej zawartości wody, twardej okrywie nasiennej i wysokiej zawartości substancji osmotycznie działających jest dobrze chroniony przed zamarzaniem.

Jesienne kolory liści

Niezależnie od tego, że żółty jesienny kolor rozwija się w wyniku przemieszczania się chlorofilu z liści do chronionych części rośliny, liście są wybarwione na jasne kolory. Widać to po tym, że niektóre wiecznie zielone drzewa, na przykład winogrono oregon (Mahonia), jesienią jaskrawo barwią ich liście. Odpowiedzialne są antocyjany i karotenoidy, które powstają w celu ochrony przed mrozem i zbyt dużą ilością światła słonecznego. Ponieważ rośliny zimozielone mają problem w zimie: jeśli w tym samym czasie jest bardzo zimno, ale świeci słońce, dużo promieniowania o wysokiej energii uderza w liść. Jednak zimno spowalnia wszystkie procesy w komórce roślinnej, tak że energia słoneczna nie może być przechowywana w użytecznej formie. Stwarza to szkodliwy nadmiar energii, który może uszkadzać składniki komórki – podobnie jak w przypadku poparzenia słonecznego. Antocyjany, które wydają się nam czerwone lub fioletowe, działają jako ochrona przed tymi szkodliwymi skutkami.
Szczegółowe wyjaśnienie Kolor liści jesienią można znaleźć w naszym specjalnym artykule.

Rośliny produkują własny płyn niezamarzający

Dlaczego rośliny nie zamarzają po prostu zimą, na przykład warzywa w zamrażarce? Dlaczego można chodzić po trawniku, gdy jest mroźno, a łodygi łamią się jak igły lodu? Zamrożenie komórki byłoby śmiertelne, ponieważ woda rozszerzałaby się, a komórki po prostu pękłyby.
Odpowiedź można wyjaśnić na przykładzie morza. Jeżeli woda zostanie wzbogacona odpowiednio wysokim stężeniem substancji osmotycznie czynnych, obniży się jej temperatura zamarzania. W morzu tą osmotycznie aktywną substancją jest sól. Różne cukry, związki alkoholowe i w dużym stopniu potas działają jako środki przeciw zamarzaniu w komórkach roślinnych.

Wskazówka: To też jest powód takiego jesiennego nawożenia Jesienne nawożenie trawnika. Nawozy specjalne, takie jak nasze Plantura Organiczny jesienny nawóz do trawników promować mrozoodporność trawnika zamiast narażać go na niebezpieczeństwo. Robią to, wprowadzając potas, który jest przechowywany w wakuolach jako środek przeciw zamarzaniu.

W liściach Bluszcz pospolity (Hedera helisa), na przykład temperaturę zamarzania można obniżyć do -3 ° C, przechowując cukier. Przyczyniają się do tego również inne cząsteczki, które zapobiegają tworzeniu się kryształków lodu w komórkach.
Dzięki tym specjalnym środkom ostrożności w organach magazynujących rośliny mogą wytrzymać temperatury poniżej -45 ° C. Oczywiście nie dotyczy to każdego rodzaju rośliny, ale zależy od obszaru, z którego pochodzi i jakie środki zapobiegające zamarzaniu zostały zastosowane w jej genetyce.

Wskazówka: 10 najlepszych rośliny zimozielone przedstawiamy w osobnym artykule.

Chronione pąki: punkt wyjścia do nowego życia

Pąki liściowe i kwiatowe często powstają w poprzednim roku, a następnie przechodzą w fazę uśpienia, czekając na zimę. Sygnałem do tego są niskie temperatury i krótki dzień. Hormony są wykorzystywane do inicjowania procesów ochrony liści i pąków kwiatowych. Aby to zrobić, są otoczone łuskami pąków. Wewnątrz tych łusek z martwych włosów tworzy się białe futro, które ma działanie izolujące. Oczywiście przechowywany jest również „środek przeciw zamarzaniu”. W tym stanie pąki są odporne na zimno i mróz. Dopiero gdy dni staną się dłuższe i cieplejsze, odporność na mróz zmniejszy się, wzrośnie zawartość wody i tkanka dalej się rozwinie. Na tym etapie pąki są narażone na duże ryzyko uszkodzenia przez późne przymrozki.

Na ziemi jest najcieplej: geofici je lubią Wiosenne gafa ukryj swoje pąki w ziemi. Hemikryptofity, do których należy większość bylin, ukrywają swoje pąki pod izolującym listowiem. Rośliny, które mają odnowioną tkankę na wysokości do 30 cm, nazywane są Chamaefitami. Twoje pąki są chronione warstwą śniegu. Jeśli pąki są jeszcze wyższe, mówi się o fanerofitach, do których należą wszystkie rośliny drzewiaste. Im wyższe, czyli bardziej wystawione na działanie wiatru pąki, tym skuteczniej trzeba je chronić przed mrozem.

Wskazówka: Wiosną, przy pomocy nawożenia i podlewania, a także umieszczenia ich w ciepłym miejscu, kiełkowanie roślin może być przedwczesne. To idealny czas, aby przesadzić rośliny doniczkowe i doniczkowe oraz nawozić je na udany początek nowego sezonu wegetacyjnego! Nasz Plantura organiczny nawóz do roślin wewnętrznych i zielonych Dzięki proporcji NK 3-4 jest idealny dla większości roślin domowych. Należy jednak zachować ostrożność: tym zabiegiem powodujemy zmniejszenie zimotrwałości, dlatego kiełkujące rośliny należy chronić przed mrozem.

Jak widać, istnieją wyrafinowane taktyki, takie jak hibernowanie drzew i inne rośliny przetrwające zimę. Ale nie wszystkie z nich są naturalnie dobrze chronione przed mroźnymi temperaturami. Dlatego dajemy Ci wskazówki, jak korzystać ze swojego Odpowiednio hibernuj rośliny.