Как переносят зиму травянистые растения

Как травянистые растения готовятся к зиме

Нашу долгую снежную зиму лесные растения проводят в состоянии покоя. В это время у них не видно никаких проявлений жизни, нет заметных признаков роста. Они словно замерли, оцепенели. И так продолжается почти полгода.

Зима — трудное, неблагоприятное для растений время года. Опасны прежде всего суровые морозы, но есть много и других трудностей. Хвойным деревьям грозит, например, налипание больших масс снега. Оно имеет катастрофические последствия. Под тяжестью снега одни деревья наклоняются и затем падают на землю, другие ломаются.

Зимние невзгоды испытывают на себе все обитатели леса. Но разные лесные растения зимуют в различных условиях. Труднее всего приходится деревьям. Почти вся их надземная часть возвышается над снегом и никак не защищена от мороза. В первые же сильные холода стволы и сучья промерзают насквозь, а хвоинки и тонкие веточки замерзают еще раньше. Однако деревьям мороз сам по себе не опасен, если только он не слишком суров. Основная опасность, которая подстерегает деревья зимой — высыхание. Именно это главная угроза. Если в зимнее время начнет подсыхать какая-нибудь хвоинка или веточка, она неминуемо погибнет. Ведь во время холодов передвижения воды по дереву нет и восполнить потери влаги невозможно. А испаряется вода зимой довольно хорошо (вспомните, как быстро сохнет белье на морозе).

Все сказанное в полной мере относится, конечно, и к достаточно крупным кустарникам, ветви которых возвышаются над снегом. Этим растениям в холодное время года тоже грозит высыхание. Для кустарников, так же как и для деревьев, оно более опасно, чем мороз.

Однако зимой деревья и кустарники не погибают от высыхания. Они надежно защищены от потери воды; их стволы, ветви, хвоинки покрыты с поверхности особым водонепроницаемым слоем. Хвоинки, например, одеты тончайшей прозрачной пленкой-кутикулой, которая хорошо защищает от испарения. Эта пленка состоит из особого вещества — кутина, не пропускающего воду, По поверхности хвоинки разбросаны микроскопические клапаны-устьица, но они зимой всегда плотно закрыты, и через них вода не может испариться, «Работают» устьица только в теплое время года. При их открывании внутрь хвоинки проникает углекислый газ — один из исходных продуктов для создания органических веществ. Чем больше поступает этого газа, тем лучше для растения. Однако открытые устьица представляют и известную опасность. Через эти каналы из хвоинки выходят в атмосферу пары воды, хвоинка теряет часть своей влаги. Поэтому устьица не бывают долгое время открытыми. Они периодически то открываются, то закрываются.

Тонкие веточки деревьев и кустарников также покрыты снаружи защитным слоем, который предохраняет их от потери воды. Однако этот слой имеет совершенно иное строение, чем на хвоинках. Он состоит из многих мельчайших клеток, напоминающих пустые ящики с довольно толстыми стенками. Внутреннего содержимого в клетках нет, они мертвые, а стенки их непроницаемы для воды. Оболочки клеток опробковели, пропитались особым жироподобным веществом — суберином. Отдельные клетки прочно «склеены» между собой, и промежутков между ними нет. Только при этом условии защитная покровная ткань может полностью выполнить свое назначение. Таким образом, веточки деревьев и кустарников покрыты снаружи тонким слоем пробковой ткани, непроницаемой для воды. Толщина этого слоя на молодых веточках невелика — чуть толще листа обычной бумаги. Когда веточки становятся толще, нарастает и пробковый слой. Он покрывает иногда не только крупные сучья, но и стволы молодых деревьев. Здесь защитный слой может быть уже в палец толщиной и даже больше. Однако впоследствии по мере дальнейшего утолщения строение его меняется. Стволы старых деревьев покрыты снаружи очень толстой корой, которая представляет собой совершенно особое сложное образование. Правильное название этого слоя — корка, а не кора.

Проследить, как меняется с возрастом дерева защитный покров ствола, лучше всего у березы, У маленьких березок, высота которых не более полуметра, ствол, похожий на прутик, покрыт очень тонким коричневатым сдоем пробки. Через десяток-другой лет ствол одет уже сплошным белым покровом бересты. Это тоже пробковый слой, но только более толстый и иначе окрашенный. В опробковевших клетках бересты содержится белое красящее вещество — бетулин. Спустя еще некоторое время на белом стволе появляются глубокие темные трещины, это начинает формироваться толстая корка. Чем старше дерево, тем больше на корке трещин. У старой березы ствол внизу почти весь темный, только кое-где остаются отдельные белые островки бересты.

Итак, надземная часть наших деревьев в достаточной степени защищена от зимнего испарения. Ствол дерева, его толстые и тонкие ветви, хвоинки — все это покрыто соответствующим защитным слоем. На самых молодых частях дерева (хвоинках, годовалых веточках) слой очень тонкий, на старых — более толстый. Точно так же обстоит дело и у кустарников.

Имеют защиту от зимнего испарения, конечно, и почки, внутри которых зимуют крохотные нежные зачатки будущих листьев. Наружные чешуи почек непроницаемы для воды, а сами чешуи очень плотно налегают друг на друга, не оставляя свободных промежутков.

Таким образом, наши деревья и кустарники хорошо приспособлены к зимовке, надежно защищены от высыхания. Только в особо суровые зимы некоторые из них, наиболее теплолюбивые, страдают от мороза (например, ясень, дуб, орешник). В этом случае губительными оказываются слишком низкие температуры, а не высыхание надземных органов. После особенно жестоких холодов теплолюбивые растения могут целиком погибнуть, либо получить серьезные повреждения (отмирание верхушки ствола или всей надземной части, морозобойные трещины и т. д.).

Как зимуют низкорослые лесные растения, которые целиком скрыты под снегом? В их число входят кустарнички (они отличаются от настоящих кустарников только меньшими размерами), травы, напочвенные мхи и лишайники. Все эти растения проводят зиму в несравненно более благоприятных условиях, чем деревья и кустарники. Они почти все время находятся под защитой снегового покрова, не возвышаются над ним. Этим растениям гораздо меньше грозят зимнее высыхание и суровые морозы.

Под покровом снега зимовать не так опасно, как на открытом воздухе, без всякой защиты.

Лесные кустарнички в наших лесах представлены сравнительно немногими видами. К числу их относятся брусника, черника, толокнянка, линнея и некоторые другие. Все эти растения зимуют под снегом, и им не грозит высыхание. Тем не менее они имеют на поверхности своих стеблей и листьев защитную покровную ткань, предохраняющую от потери воды. Защитный слой сохраняется на растениях круглый год. Он особенно необходим летом и в некоторые периоды холодного времени года (например, в начале зимы, когда неглубокий снег покрывает кустарнички только частично, а морозы уже наступили). Травы, растущие в лесу, довольно многочисленны и разнообразны. Среди них есть такие, которые зимуют под снегом зелеными — их стебли и листья не меняют своего летнего облика. Примером могут служить грушанки, копытень, зеленчук. Если придете зимой в лес и раскопаете снеговой покров, увидите на земле живые зеленые листья этих лесных обитателей. Стебли растений, о которых идет речь, обычно невысокие, едва возвышающиеся над поверхностью почвы, листья тоже располагаются у земли. Зимой все надземные части прижаты снегом, распластаны по поверхности почвы. На стеблях помимо листьев зимуют еще и почки, из которых следующей весной вырастут новые молодые побеги. Почки тоже располагаются у самой земли. Словом, все надземные живые органы растений данного типа не поднимаются высоко над почвой. Морозы и высыхание этим растениям зимой не очень опасны: снеговой покров надежно защищает их от зимних невзгод.

Другой тип лесных трав — те, у которых зимуют только одни подземные органы, вся же надземная часть к зиме полностью отмирает. К таким растениям относятся ландыш, майник, седмичник. У многих из них зимуют сравнительно тонкие горизонтальные корневища, располагающиеся в верхнем слое почвы. Эти корневища несут на себе почки, которые весной дают начало молодым побегам. Растения данного типа появляются в лесу каждую весну, а к осени вновь исчезают. Условия их перезимовки особенно благоприятны: лесная почва, где сохраняются живые корневища, обычно сильно не промерзает или вовсе остается всю зиму незамерзшей, опасности потери воды тоже нет.

Многие из растений данного типа теряют свою надземную часть довольно поздно — только осенью. Но есть и такие, у которых это происходит в самом начале лета (пролеска сибирская, хохлатки, виды гусиного лука, чистяк и др.). Едва появившись на свет, эти растения уже цветут, затем дают плоды и вскоре засыхают. Активная жизнь их продолжается всего несколько недель — с ранней весны до начала лета. Остальную часть года, в том числе теплые летние месяцы, они проводят под землей в состоянии покоя. Здесь сохраняются их клубни, луковицы, сочные корневища, содержащие запасы питательных веществ (в основном крахмала). Такие растения характерны для дубрав и получили название «дубравные эфемероиды». Условия перезимовки их очень благоприятны: почва в дубраве почти всегда остается незамерзшей и влажной. Многие из растений данного типа пробуждаются уже в конце зимы, находясь еще под снегом. У них трогаются в рост почки и начинают расти зачатки побегов. Больших размеров эти ростки под снегом, как правило, не достигают.

Как зимуют мхи, развивающиеся на почве в лесу? Условия их перезимовки довольно благоприятны. Всю зиму эти низкорослые растения покрыты снегом. Впрочем, они могут зимовать и без снега, совершенно открыто. Дело в том, что мхи очень неприхотливы. Они не боятся сильных морозов, им совершенно неопасно высыхание. У этих обитателей леса не имеется каких-либо приспособлений, предохраняющих от потери воды как зимой, так и летом, нет никакого защитного слоя на поверхности листьев и стеблей.

Читайте также:  Разорванный ареал примеры растений

Жизнь мхов вообще очень своеобразна. Они, например, поглощают воду совсем не так, как многие другие, сравнительно крупные растения. Вода поступает внутрь мха не снизу, из почвы, через корни, а главным образом сверху, из атмосферы, через листья и стебли. Настоящих, хорошо развитых корней у мхов нет, и растения впитывают воду всей своей надземной частью, словно губка. Пройдет дождь — мох моментально намокает. Так как на поверхности стеблей и листьев нет никакого защитного слоя, вода сразу же поглощается наружными клетками растения, а затем проникает внутрь. Мох вбирает воду совершенно пассивно. Никаких специальных приспособлений для добывания воды у него нет.

Столь же пассивно и при этом сравнительно быстро мох отдает воду. Никаких приспособлений для удержаний воды растение тоже не имеет. Если долго нет дождя, мох полностью теряет влагу, высыхает до воздушно-сухого состояния. Однако он при этом не погибает, а просто переходит в состояние покоя. Многие другие, более крупные растения в этом случае наверняка бы погибли, а мох остается живым. Перед нами пример удивительной приспособленности к полному высыханию. Объясняется это замечательное явление особыми свойствами протопласта — живого содержимого клеток мхов. Протопласт мхов не погибает даже после сильного высыхания. Следовательно, мхам неопасна потеря воды ни летом, ни зимой. Вот почему условия перезимовки не имеют для них большого значения. Мхи хорошо переносят зиму в любых условиях — как под защитой снегового покрова, так и без него.

Подобным же образом обстоит дело и у лишайников, развивающихся в лесу на почве. Они также не страдают от высыхания и нетребовательны к условиям зимовки. Никаких приспособлений для поглощения воды и для ее удержания у этих мелких растений нет. На протяжении своей жизни они много раз высыхают до хрустящего, ломкого состояния и затем опять намокают, но это нисколько не мешает им нормально развиваться. Лишайники всегда хорошо переносят зиму в лесу и никогда не страдают от зимних невзгод.

Мы познакомились с тем, как зимуют разные лесные растения: деревья, крупные кустарники, мелкие кустарнички, травы, напочвенные мхи и лишайники. Они проводят зиму в разных условиях: одни — над снегом, другие — под снегом. Тем из них, которые возвышаются над снеговым покровом, зимой грозит высыхание. Но эти растения хорошо защищены от потери воды в зимнее время особым водонепроницаемым слоем. Замерзание надземной части, возвышающейся над снегом, не представляет опасности. Поэтому никакой специальной защиты от низких температур растения не имеют. Они хорошо переносят обычные, не слишком суровые морозы.

Так как зима в наших широтах всегда сопровождается морозами, зимние холода стали жизненной потребностью многих лесных растений, необходимым условием их нормального развития. Это можно показать на примере деревьев и кустарников. Почки их нормально распускаются только после естественного зимнего охлаждения. В начале зимы они еще не «созрели». Сорвите в первые недели зимы ветки разных деревьев и кустарников, поставьте их в воду в комнате. Вы увидите, что почки начнут распускаться вяло, не сразу, а только спустя довольно долгое время. Одни из них будут пробуждаться раньше, другие позже, многие вообще останутся без изменений. Совершенно иное мы увидим, если повторим опыт в конце зимы. Почки тронутся в рост быстро и дружно — они сразу же начнут распускаться. Вскоре появятся и молодые, нежные листочки, а у некоторых деревьев и кустарников — даже цветки. В конце зимы почки уже вполне готовы к нормальному распусканию. В природе они в это время остаются в покое только по той причине, что им не хватает тепла. Как только наступит теплая погода, сразу же начинается рост. Такое состояние называют вынужденным покоем.

Отчетливо проявляется потребность в зимнем охлаждении и у лесных травянистых растений. Без воздействия холода они тоже не могут нормально развиваться. Вот опыт, подтверждающий сказанное. Выкопайте поздней осенью, пока еще не выпал снег, где-нибудь в дубраве несколько луковиц голубого подснежника (пролески сибирской) и часть из них посадите в одну банку с землей, а часть — в другую. Землю, конечно, надо хорошо полить. Первую банку оставьте в комнате и в дальнейшем регулярно поливайте, а вторую — закопайте в землю где-нибудь в лесу или в огороде. В той банке, которая будет находиться в комнате, ростков подснежника не появится, даже если наблюдать много месяцев — до самого лета. Находясь, казалось бы, в вполне благоприятных комнатных условиях, луковицы будут оставаться в покое. Для нормального развития им не хватает одного — воздействия низких температур на протяжении некоторого времени.

В той банке, которую мы поместили в естественные условия, луковицы получают необходимое охлаждение. Если в конце зимы, например за неделю до праздника 8 Марта, вы выкопаете банку и поставите ее в теплой комнате, увидите удивительные превращения. Из-под земли скоро появятся ростки подснежника и затем начнется пышное цветение. Вас порадуют изящные голубые цветки, столь необычные для этого времени года. Это будет приятным подарком ко Дню 8 марта. Подобный же опыт можно проделать и с другими лесными травами.

Зимнее охлаждение необходимо и для нормального прорастания семян многих лесных растений. Если собрать поздней осенью зрелые семена липы, ясеня, клена, лиственницы и посеять в банку с землей в комнате, они не будут прорастать в течение длительного времени и в конце концов погибнут. Для того чтобы появились всходы, семена должны предварительно подвергнуться продолжительному охлаждению во влажном состоянии (именно так бывает зимой в природе). Только получив определенную «порцию» холода, семена приобретают способность к прорастанию. Без этого они после посева в тепле будут долгое время оставаться в состоянии покоя, никаких изменений с ними не произойдет.

Работникам лесного хозяйства иногда бывает необходимо получить всходы деревьев при весеннем посеве семян в грунт. Для этой цели семена собирают осенью и затем подвергают специальному охлаждению во влажном состоянии. Такая обработка семян получила название стратификации.

Надо заметить, однако, что далеко не у всех наших деревьев семена для нормального прорастания требуют стратификации. Хорошо прорастают без предварительного охлаждения, например, семена сосны, ели, дуба.

Среди лесных травянистых растений, как и среди деревьев, также немало таких, семена которых прорастают только после охлаждения. Хороший пример подобного рода — кислица. Если посеете свежесобранные семена этого растения в банку с землей и поставите ее в комнате, никогда не получите всходов. Но в природе, в лесу, всходы кислицы появляются весной в большом количестве. Семена, перезимовавшие в естественных условиях, получают необходимое для прорастания воздействие холода и дают дружные всходы.

Посмотрим теперь, в каком виде зимуют разные лесные растения. В этом отношении нет однообразия. Некоторые обитатели леса остаются зимой такими же, какими были летом, например сосна, ель, можжевельник, брусника, плауны. Их мы видим зелеными круглый год. Больших изменений при переходе от тепла к холоду у этих растений не происходит. Они мало реагируют на смену времен года.

Лиственные деревья и кустарники ведут себя иначе. С приближением зимы они сбрасывают листву, ветви их обнажаются. Зимнее состояние этих растений сильно отличается от летнего. Сбрасывание листвы имеет определенный биологический смысл. При этом сильно уменьшается общая поверхность надземной части растения, а следовательно, и опасность зимнего испарения. Сбрасывая листву, растение облегчает себе перезимовку, сокращает возможные потери воды. Это — одно из приспособлений, позволяющих лучше переносить суровые условия холодного времени года.

Как уже говорилось, многие лесные травы полностью теряют к зиме всю надземную часть. Живыми в зимнее время у них остаются только подземные органы — корневища, клубни, луковицы. Растения словно уходят под землю на зиму, прячутся в слое почвы или опавшей листвы. Все лесные обитатели этого типа — многолетние растения. Каждую весну они продолжают свое развитие, а не начинают жизнь сначала, с семени.

В лесу есть и однолетние травянистые растения, но их крайне мало. Жизнь таких растений очень коротка — всего несколько месяцев, от прорастания перезимовавших старых семян весной до образования новых семян в конце лета. Примером однолетников в лесу может быть марьянник луговой. Он появляется весной из семян, быстро развивается, затем цветет, плодоносит и к осени полностью отмирает. Зимуют только семена растения, опавшие в конце лета на землю. Следовательно, некоторые лесные обитатели, правда очень немногие, переносят зиму в виде семян.

Таковы основные способы перезимовки лесных растений. Как видим, пути приспособления растений к перенесению зимних невзгод довольно разнообразны.

Источник



Экспресс-исследование "Как зимуют травы?"

Павлова Елена Вячеславовна

Данное исследование рассказывает о том, как зимуют травянистые растения Владимирской области, какие условия им необходимы, чтобы перенести зимние холода.

Скачать:

Вложение Размер
kak_zimuyut_travy.ppt 1.06 МБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

МОУ СОШ №1 г. Камешково НОУ «Эвристёнок» Экспресс-исследование «Как зимуют травы »

Как зимуют травы? Родионова Анастасия ученица 4 «А» класса Руководитель Павлова Е.В.

Что происходит зимой под снегом? Большинство травянистых растений отмирает на зиму целиком (однолетние) или отмирает только их наземная часть (многолетние). Растения в это время лишь отдыхают, накапливают силы, чтобы с наступлением весны сбросить зимние оковы. В состоянии глубокого покоя у растения резко заторможен обмен веществ и прекращается видимый рост. Многолетние травянистые растения зимуют в виде подземных органов – клубней, луковиц, корневищ. Однолетние растения, лишенные подземных зимующих органов, вместе с корнями осенью отмирают и сохраняются лишь их семена.

Почему под снегом трава зеленая Но есть и такие, которые зимуют под снегом зелеными — их стебли и листья не меняют своего летнего облика. Стебли этих растений, обычно невысокие, едва возвышающиеся над поверхностью почвы, листья тоже располагаются у земли. В зеленом состоянии под снегом зимуют две группы растений — вечнозеленые (чьи листья живут 2-3 лет), и зимнезеленые (чьи листья живут один год). Вечнозеленые растения это все виды мхов, брусника, клюква. Все эти растения имеют маленькие размеры, пробковый слой на стеблях и восковая кутикула высокое содержание незамерзающих веществ в тканях и т. д. Зимнезелеными называют листопадные растения, листья которых появляются весной и отмирают весной. То есть живут листья один год. Обычные в наших лесах зимнезеленые растения — копытень европейский, осока волосистая, щитовник игольчатый, зеленчук желтый, кислица обыкновенная.

Роль снежного покрова Основная функция снежного покрова — теплоизоляционная. Известно, что снежный покров имеет рыхлое строение из-за формы снежинок. В пустотах между снежинками находится воздух, который отличается плохой теплопроводностью, и именно ему мы обязаны за столь замечательное свойство снега. Благодаря слабой теплопроводности снега суточные колебания температур проникают в его толщу в среднем всего на 24 сантиметра. Именно благодаря снежному покрову и существуют зимой в умеренном климате зеленые растения.

Таким образом жизнь растений зимой не прекращается. Все растения находятся в состоянии покоя и готовятся к весне.

Источник

Как зимуют растения

К зиме готовятся все представители живой природы по-своему. Жизненные формы растений имеют отличия зимовки. Однолетние травянистые растения с наступлением холодов отмирают и оставляют семена, из которых произрастут новые побеги. В свою очередь многолетние травы прячут под землей луковицы, клубни или корни, а наземная часть отмирает. Некоторые виды остаются зелеными на поверхности земли, и зимой снежный покров их скрывает до наступления весны. У них могут развиваться стебли, и расти листья, сильные морозы им не страшны.

На зиму широколиственные деревья и кустарники сбрасывают листья и погружаются в состояние покоя, которое длится до середины, а иногда и до конца зимы. Те деревья, которые имеют толстую кору, хорошо переносят зиму. Почки древесных растений имеют защитные чешуйки и находятся на высоком уровне от земли, что позволяет им переносить даже низкие температуры. Опасность представляется лишь для молодых ветвей. В зимний период времени почки деревьев находятся в состоянии физиологического покоя. Они пробуждаются с наступлением тепла. Ученые объясняют стойкость различных видов флоры тем, что в зависимости от температурного режима у них происходят внутриклеточные изменения.

Зимовка хвойных деревьев

Стоит отметить, что сосновые деревья ведут себя не так, как широколиственные виды. Они переносят любые, даже самые суровые зимы, со снегом и повышенной влажностью. Снежный покров укрывает корни деревьев и лесную подстилку. Негативное влияние для хвои оказывает не мороз, а отсутствие влаги. В холодное время года ствол и корни сосновых деревьев «спят», но им требуется влага, которая накапливается в хвоинках. Они покрыты специальной защитной пленкой, что предотвращает лишнее испарение воды. Это позволяет им менять листья постепенно в течение длительного времени. Также устьица запечатываются специальным веществом, поэтому хвоя не погибает даже при самых низких температурах. В зимнее время вода из корней плохо поступает к веткам и другим частям, и если на ветвях нет иголочек, то они могут сломаться.

Что касается иных видов растений, то некоторые из них могут зимовать с зелеными листьями. Это брусника, вереск, зимолюбка, грушакнка и линнея северная. В результате не снег самый негативный фактор зимой, а морозы и недостаточная влага, но все растения имеют возможность нормально переносить холодное время года без проблем.

Источник

Выжившие. Как приспосабливаются растения зимой

растения зимой

Низкие температуры – существенный фактор, определяющий распространение разных представителей флоры. Холод ограничивает продвижение видов на север и вверх в горы и отрицательно влияет на растения зимой: при значительном понижении температуры снижаются темпы роста и развития видов, что может привести к их гибели. В чем же секрет морозоустойчивости растений?

Тактика действий

Чтобы освоиться в условиях северных зим, в растениях заложены две основные тактики выживания: избегать охлаждения или адаптироваться к действию холода. Для этого они используют разные способы защиты от низких температур, которые связаны с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня

Мы не часто задумываемся над тем, что в наших лесах встречаются такие стойкие к сильным морозам растения, как:

  • бузина красная ( Sambucus racemosa );

растения зимой

Бузина красная (Sambucus racemosa)

  • береза пушистая ( Betula pubescens ) ;

растения зимой

Береза пушистая (Betula pubescens)

  • ель обыкновенная ( Picea abies );

растения зимой

Ель обыкновенная (Picea abies)

  • сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris ).

растения зимой

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris)

Это неудивительно, так как комплекс процессов подготовки к зиме у них происходит на физиологическом уровне – незаметно для глаз, хотя отдельные признаки мы все же замечаем. Целый ряд важных приспособлений, позволяющих видам шагнуть на север, связан с динамикой биоритмов роста и развития с учетом сезонных изменений погоды и долготы дня.

Смотрите также:

Зимние проблемы деревьев

Сильные морозы (для определенных пород), а также резкая смена температур вызывают нарушение физиологических процессов у растений.

Следует различать свойства растений, характеризующие реакцию растений в холодных условиях:

  • холодостойкость – реакция на низкие температуры;
  • морозостойкость – реакция на отрицательные температуры;
  • зимостойкость – весь комплекс факторов, с которыми растение встречается зимой.

Листопад

Это один из важных механизмов приспособления к холоду. С наступлением осени в основании черешка образуется специальный отделительный слой, и листья опадают. Как правило, к этому времени они уже не способны выполнять свою главную функцию – фотосинтез.

растения зимой

Листопад — один из важных механизмов приспособления к холоду

После разрушения главной фабрики фотосинтеза – хлорофилла – пластиды меняют свой цвет с зеленого на оранжевый, красный, желтый. Растения готовятся к зимнему покою, у них замедляются все физиологические процессы, даже дыхание переходит на экономный режим.

Листопад позволяет деревьям и кустарникам уменьшить испарение и сохранить влагу, которую невозможно добыть из холодной и тем более мерзлой почвы. Именно поэтому лиственные растения, способные сбрасывать листву, дальше продвигаются на север. Самые морозоустойчивые среди хвойных – листопадные лиственница сибирская (Larix sibirica) и лиственница Гмелина (Larix gmelinii). Эти растения составляют основу древостоев северной тайги, растут на вечной мерзлоте.

растения зимой

Одна из самых морозостойких хвойных пород – лиственница сибирская – сбрасывает свою хвою на зиму

растения зимой

У брусники и черники почки укрыты листовым опадом и мхом

Закаливание растений

Одновременно с погружением в состояние покоя идет еще один важный процесс – закаливание. Он происходит в растениях постепенно с наступлением холодов. Закаливание связано с подготовкой к воздействию отрицательных температур: клетки растения обогащаются сахарами и постепенно выводят лишнюю воду из своих протопластов (содержимого растительной клетки).

растения зимой

На высоте 2500 м в Альпах бодяк колючейший принимает розеточную форму роста

Делается это для того, чтобы предотвратить образование кристаллов льда, способных нанести необратимые повреждения клетке. Именно поэтому обезвоженные к зиме деревья так страдают от иссушающего действия мороза и ветра. Получается, что для деревьев страшен не только мороз сам по себе, но и угроза высохнуть на морозе.

растения зимой

Солнце также вызывает трудности у растения зимой: вынуждает его активнее жить, дышать и терять при этом влагу. Из-за этого появляются солнечные ожоги. Особенно чувствительны к таким процессам вечнозеленые и зимнезеленые виды. Чтобы пережить солнечную активность зимой им нужен снежный покров.

Смотрите также:

Уход за деревьями зимой

Неравномерный нагрев ствола дерева с южной и северной стороны, а также внутри и снаружи, еще больше усугубляет действие мороза – в результате на стволе образуются вертикальные трещины. Морозоустойчивые деревья и кустарники часто имеют хорошо развитый защитный слой коры. Он служит изолятором, сглаживающим перепады температур в стволе.

Как растения защищают почки

Чувствительность органов растения зимой уменьшается неравномерно:

  1. максимальное снижение наблюдается в почках (причем цветочные почки более чувствительны, чем вегетативные);
  2. далее идут цветки и листья, корневища и корни, стебли и камбий в стволе.

Вегетативные почки – основа для дальнейшего развития растения – уязвимы в морозный период. По стратегии их защиты растения делятся на несколько групп.

  • фанерофиты – высокие формы древесных растений (деревья и кустарники), у которых почки находятся высоко над землей. Поэтому часто они покрыты чешуями или опушены, как у рябины, или клейкой смолой, как у многих хвойных или у каштана.

растения зимой

растения зимой

растения зимой

  • хамефиты – более низкие кустарники и кустарнички прячут почки, расположенные невысоко над землей, в самом снегу. Как, например, брусника ( Vaccinium vitis-idea ), береза карликовая (Betula nana) или кедровый стланик ( Pinus pumila ), у которого к зиме ветки сами прижимаются к почве за счет работы специальных клеток.
  • гемикриптофиты – травянистые растения и полукустарнички, у которых почки находятся в поверхностном слое почвы, – укрывают их еще слоем лесной подстилки. Высокогорные растения из этой группы так называемые подушковидные полукустарники и розеточные травянистые растения имеют компактную форму роста.

растения зимой

Сообщества подушковидных растений на горе Тейде

  • геофиты – самые практичные растения. К ним, в частности, относятся луковичные эфемероиды (тюльпаны, нарциссы, подснежники). Они скрывают почки в самой земле. Им не страшны перепады температуры, поэтому многие селятся на горных лугах и в степях, где снежный покров зимой временами бывает скудным.

растения зимой

  • гидрофиты – водные растения – пережидают стужу, спрятав почки в воде или на дне. Например, как эффектная белая кувшинка ( Nymphea alba ), у которой корневища с почками расположены на дне водоемов.

растения зимой

Корневища с почками возобновления у кувшинки белой зимуют на дне водоема

  • терофиты – однолетние растения. Отцвели в свое время, как маки-самосейки ( Papaverrhoeas ), покрасовались, сформировали семена – и больше их ничто не волнует до следующего сезона. Семена могут находиться в глубоком покое, пока не будет условий для следующего цикла роста и развития. Стратегия терофитов эффективна не только для спасения от холода, но и для пережидания любого другого неблагоприятного фактора.

Смешение стратегий

Такие кустарники-фанерофиты, как лох серебристый ( Elaeagnus argentea ), роза бедренцоволистная ( Rosa pimpinellifolia ) и роза морщинистая ( R. rugosa ), дерен белый ( Cornus alba ) и дерен отпрысковый ( С. stolonifera ), обладают способностью давать многочисленные столоны в верхнем слое почвы (как у гемикриптофитов) с множеством почек возобновления на них, что обеспечивает долгую жизнь кусту даже при обмерзании отдельных надземных побегов.

Физиологически более морозостойкие виды меньше нуждаются в плотной чешуе у почек или толстой коре (в морфологической защите).

Рекомендуем прочитать:

Старые раны от сломанных ветвей. Что с ними делать?

раны на деревеСлучаются ситуации, когда раны на дереве, полученные, например, в результате слома крупных ветвей сильным ветром, не удалось обработать сразу после их возникновения. Прошло несколько месяцев. Что же делать?

Кора дерева. Какое покрытие выбрать для защиты

кора дерева

Арбо-Флекс – защита от термических повреждений

Многие проблемы можно решить, если кора дерева будет защищена специальным составом, однако традиционные средства имеют ряд недостатков.

Источник

Как зимуют растения

Совершенно безжизненными кажутся
нам растения в зимнем лесу. А между тем и зимой, в самые трескучие морозы,
жизнь не вполне покидает деревья и кустарники. Растения в это время лишь
отдыхают, накапливают силы, чтобы с наступлением весны сбросить зимние оковы.
"То, что мы называем сном природы,- писал С. Покровский,- есть лишь особая
форма жизни, полная глубокого смысла и значения". Такая форма жизни
растительных организмов называется состоянием покоя.

В состоянии глубокого покоя у
растения резко заторможен обмен веществ и прекращается видимый рост. Однако это
не значит, что в нем полностью остановились все процессы жизнедеятельности.
Некоторые из них идут и во время зимнего покоя. Например, крахмал превращается
в сахара и жиры, сахара расходуются в ходе дыхания. Правда, интенсивность его
зимой в 200-400 раз меньше, чем летом.

Происходят в это время и процессы
роста, только они никак не проявляются внешне. Состояние зимнего покоя — период
особенно интенсивной деятельности так называемой образовательной ткани, или
меристемы, из которой возникают новые клетки и ткани. Как у вечнозеленых, так и
у листопадных растений в это время закладываются зачатки листьев в вегетативных
почках и элементы цветков — в почках цветочных. Без этого предстоящий весной
переход растительного организма к активной жизнедеятельности был бы попросту
невозможен. Вот почему для большого числа растений, и прежде всего для всех
многолетних форм, покой — обязательное условие нормального роста в период
вегетации.

Способность погружаться в
состояние покоя выработалась у растений в ходе эволюции — это важное
приспособление к периодическому наступлению неблагоприятных внешних условий.
Это лишний раз подтверждается тем фактом, что растения иногда перестают расти
не только зимой, но и летом. Например, в засуху некоторые из них сбрасывают
листья и совершенно прекращают рост — точно так же, как и глубокой осенью.
Такой покой получил название вынужденного. В вынужденном покое лесные деревья и
кустарники находятся и в самом конце зимы — в это время такое их состояние
объясняется только неблагоприятными внешними условиями. Если в январе-феврале
срезать в лесу березовую ветку, принести ее в комнату и поставить в воду, то
листовые почки вскоре тронутся в рост и дадут побеги.

Однако если такую же ветку срезать
или принести в теплое помещение в октябре или ноябре, то она не распустится
очень долго. В это время растение находится в состоянии так называемого
глубокого покоя, которого не может нарушить даже наступление самых
благоприятных для роста условий. Глубокий покой — необходимая фаза развития
растения, сменяющая период вегетации.

Продолжительность, периода покоя у
разных деревьев и кустарников различна. Одни растения — бузина, жимолость,
крушина, сирень, черная смородина — отличаются коротким периодом покоя; у них
глубокий покой в естественных условиях заканчивается уже в октябре. Значительно
дольше — до января — продолжается период покоя у березы бородавчатой,
боярышника, тополя белого. А самый длительный период покоя — у липы
мелколистной, клена татарского, ели сибирской, сосны обыкновенной. Зимующие
почки липы, например, неспособны прорастать на протяжении почти полугода. У
дуба, бука и ясеня почки находятся в покоящемся состоянии вплоть до конца
апреля.

Сигналом к покою служит для них
уменьшение длины светового дня. Изменение длины дня воспринимают у растений
листая, а в отсутствие их — почки.

На переход растений в состояние
покоя оказывает влияние и температура: для некоторых видов (преимущественно
южного происхождения — ясеня, конского каштана, сирени, вишни) понижение ночных
температур является главным сигналом к покою.

Растениям, которые зимой укрыты
снегом, под его теплой шубой — не так уж холодно. Но как противостоят морозам
деревья и кустарники, обнаженные ветви которых насквозь пронизывает холод?
Почему не гибнут их почки и побеги?

Устойчивость растений к низким
температурам создается главным образом благодаря внутренним изменениям в
клетках, и прежде всего изменениям их химического состава.

Роль антифриза — вещества, которое
снижает температуру замерзания растворов, находящиеся в клеточных вакуолях,
играют сахара: они накапливаются в клеточном соке во время подготовки растения
к зиме. Важную защитную функцию выполняют сахара и в цитоплазме: они
предохраняют ее белки от коагуляции (свертывания) при понижении температуры.
Чем больше Сахаров накопили растения в своих клетках, тем лучше они подготовлены
к действию низких температур. Хорошо известно, что если у плодовых деревьев,
например яблонь, плодоношение летом было особенно обильным, то зимой они
оказываются менее морозоустойчивыми. В этом случае питательные вещества
расходуются в основном на формирование плодов, а про запас Сахаров
откладывается мало. Неудивительно, что такие деревья легче вымерзают.

Плохо переносят морозы и те
растения, которые осенью интенсивно росли — например, вследствие длительной
теплой погоды или в результате обильной подкормки азотом. Причина здесь та же:
растения плохо подготовлены к зиме, их питательные вещества использовались на
рост вегетативных органов (стеблей, листьев), а не откладывались в виде
запасных углеводов.

Падает морозостойкость растений и
весной, когда сахара начинают использоваться в процессах жизнедеятельности,
превращаться в другие соединения. Поэтому так опасны для растений весенние
заморозки, хотя температура при этом далеко не достигает уровня зимних морозов,
которые растения прекрасно перенесли.

Но устойчивость растений к морозам
объясняется не только накоплением Сахаров в их тканях. Как показали
исследования, формирование морозоустойчивости — сложный, ступенчатый процесс.
Закаливание озимых злаков и плодовых деревьев начинается в осенние солнечные
дни, когда еще довольно интенсивно идет фотосинтез, а процессы дыхания уже
ослаблены. Благодаря этому в тканях и накапливаются сахара и другие защитные
вещества, клетки становятся беднее водой.

После этого цитоплазма готова к
прохождению второй фазы закаливания, которая проходит при регулярно
повторяющихся слабых морозах (от -2 до -5°С). В это время изменяется
ультраструктура цитоплазмы, перестраивается ферментный аппарат клеток, в
результате чего они приобретают способность переносить значительное понижение
температуры. Теперь растению холода не страшны.

В феврале, когда нередки еще
сильные морозы, можно, раскопав снег в широколиственном лесу, обнаружить
пробившиеся сквозь опавшую листву бледно-желтые ростки со свернутыми листьями,
а иногда и бутонами. Осенью этих ростков здесь не было…

Дело в том, что в широколиственном
лесу почва зимой не промерзает. Это объясняется наличием в ней большого
количества перегноя и глубоким снежным покровом, создающими прекрасную
теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь всю зиму остается около
0°С. В такой почве остается незамерзшая влага, доступная для растений.

Что же касается питательных
веществ, столь же необходимых для роста, то подснежное развитие растений
происходит за счет готовых, отложенных ранее запасов. Например, у медуницы и
ветреницы эти запасы находятся в корневищах, у пролески и гусиного лука — в
луковицах, у чистяка — в клубнях.

Источник