U bijeloj sezoni u našim geografskim širinama može biti prilično hladno. Kako biljke preživljavaju zimi i fotosintetiziraju li tijekom hladnih mjeseci?
Životinje zimi imaju gustu dlaku, ljeti i jesen se gutaju izolacijskim slojem masti, hiberniraju ili hiberniraju. Mi ljudi odijevamo toplu odjeću, pijemo čaj ili se pokušavamo ugrijati na druge načine. Uostalom, mi smo topla stvorenja koja trebaju određenu temperaturu da prežive. Biljke su, s druge strane, hladnokrvni organizmi. Razvili su genijalne strategije kako preživjeti hladnu zimu.
Strategije zimovanja biljaka
Strategije prezimljavanja biljaka mogu se razvrstati u različite metode. Općenito, uvijek se radi o stvaranju zaliha energije i zaštiti meristema, tj. tvorbenog tkiva pupova, koje služi kao polazište za pupanje u proljeće. Postoje 4 strategije:
Biljke koje prezimljuju kao sjemenke
Biljke s sjemenkama čija tijela bi trebala odumrijeti zimi opstaju samo zahvaljujući svom sjemenu. Sadrži i skladišne tvari i tkivo embrionalnog stabla, tj. meristem, uz pomoć kojeg je moguć novi život.
Trajnice koje prezimljuju: povlačenje u skladišne organe
Trajnice su višegodišnje, zeljaste biljke koje prežive nekoliko godina, uključujući i zimu. Oni prebacuju tvari bogate energijom u korijenje, alternativno u lukovice, gomolje ili rizome. Meristematsko tkivo nalazi se vrlo blizu površine tla u obliku pupova ili neupadljivih uspavanih očiju.
Zimovanje listopadnog drveća i grmlja: Povlačenje u šumu
Činjenica da listopadna stabla ne pohranjuju energiju u lišće već u drvo jasno je prepoznatljiva po njihovim jesenskim bojama. Lišće postaje žuto jer se tvari bogate energijom recikliraju i transportiraju u drvenasti dio preko peteljke. Pupoljci za ponovno nicanje nalaze se na stablimazaštićen ispod ljuski pupoljaka, ali često nekoliko metara iznad tla i mora biti zaštićen od stabla daljnjim mjerama zaštite od smrzavanja.
Zimovanje zimzelenih biljaka: zaštita listova i pupova od smrzavanja
Zimzelene biljke ne osipaju lišće. Stoga u tijelo drva prenose i manje rezervnih tvari, umjesto toga moraju svoje listove prilagoditi hladnom vremenu svojom strukturom i skladištenjem raznih tvari. Pupoljci hiberniraju u stanju mirovanja uzrokovanog posebnim koktelom hormona.
Da li biljke fotosintetiziraju zimi?
Ne fotosintetiziraju sve biljke zimi, ali zimzelene to rade - iako u manjoj mjeri.
Da bismo detaljnije odgovorili na pitanje, ima smisla baciti pogled na samu fotosintezu. Fotosinteza opisuje proces proizvodnje organskog materijala, odnosno građevnih blokova za biljno tijelo, uz pomoć svjetlosne energije i anorganskih spojeva. Glavnu ulogu u tom procesu igra zeleni klorofil. Biljke koje odbace svoje zelene dijelove ili ih puste da odumru zimi stoga ne mogu provesti fotosintezu sve dok zeleni dijelovi biljke ponovo ne budu dostupni.
S druge strane, zimzelene biljke mogu dobivati energiju od sunčeve svjetlosti tijekom cijele godine krug. Međutim, sunčeva svjetlost u našim geografskim širinama je zimi slabija i dostupna je samo kraće vrijeme. Zajedno s hladnoćom, koja inhibira fotosintezu, to rezultira samo vrlo niskim učinkom fotosinteze. Stoga čak ni zimzelene biljke ne nastavljaju rasti zimi, već samo mogu pokriti svoje dnevne energetske potrebe za održavanje otpornosti na mraz.
Ovo je ono što biljke rade prije zime
Pripreme za hladnu sezonu počinju rano. Jer preko noći nijedna biljka nije pripremljena za temperature ispod nule i dijetu. Hladni i kraći dani prilagođavaju svoju hormonsku ravnotežu na način da biljke postupno odlaze u zimski san. Ono što zvuči kao stanka u početku je povezano s puno više posla nego što možete vidjeti izvana. Ovi procesi traju vremena i ne bi ih trebali ometati: rezidbom, prekomjernim zalijevanjem ili gnojidbom pogrešnim hranjivim tvarima možemo otežati pripremu biljaka, ugrožavajući zimsku otpornost.
OvoKoraci koje biljke trebaju izvršiti prije zime:
Skladištenje rezervnog materijala
Kao što je gore opisano, biljke pohranjuju svoje rezerve energije na različitim mjestima. Biljke u jesen imaju puno posla da ih prenesu u odgovarajuće biljne organe.
Povuci se u šumu
Promjenjivanje boje lišća može se primijetiti u jesen na većini naših lokalnih listopadnih stabala. Taj se fenomen događa jer se klorofil - zbog kojeg lišće izgleda zeleno - reciklira i odnese. Drugi visokoenergetski materijal također se prenosi s lišća na deblo.
Ispod kore dijele se stanične organele bogate vodom, vakuole. Nekoliko velikih vakuola stvara brojne male. U njima se prije svega nakuplja šećer, ali i proteini i druge otopljene tvari. Esencijalni elementi poput kalija, magnezija i fosfora također se uklanjaju iz lišća prije nego što se ispadnu.
Škrob se pohranjuje u amiloplastima kao rezerva energije. Tijekom godine stabla crpe te zalihe, tako da se u svibnju, kada se lišće raspusti, uvelike ponovo koriste.
Nakon što se pohrane svi važni hranjivi sastojci i minerali, lišće se odbacuje. Time se područje za opterećenje snijegom i pomicanje krune, što može dovesti do lomova, održava na minimumu.
Drveće zimi može izgledati neaktivno izvana, ali je stalno uključeno u stanično disanje. Na taj način osiguravaju energiju za rad vitalnih metaboličkih procesa.
Povucite se u zemlju: gomolji, lukovice, rizomi i korijenje
Mnoge zeljaste biljke kao što su đurđevak (Convallaria majalis), bazga (Aegopodium podagraria) ili đumbir ( Zingiber officinale) formiraju tzv. rizome. To je sustav izdanaka koji raste ispod ili neposredno iznad tla i ima zadaću pohranjivanja rezervnih tvari. Zahvaljujući tim pohranjenim tvarima, uključujući škrob posebno, mnoge biljke mogu prezimiti u tlu. Biljke luka koriste transformirane listove kao organe za skladištenje. Ispod površine zemlje, ti su skladišni organi u velikoj mjeri zaštićeni od mraza.
Biljke koje hiberniraju pod zemljom cijene našu pomoć! Za učvršćivanje izolacijskog zaštitnog sloja može se primijeniti malč. Naša Plantura organska kora bora ne samo da štiti od isušivanja, već i suzbija rast korova.
Povlačenje sjemenu: razmnožavanje i zimska zaštita u jednom
Biljke mogu prezimiti i kao sjemenke. Oni se obično sastoje od sjemenske ovojnice, nutritivnog tkiva i embrija, koji mogu biti u različitim fazama razvoja. Ovisno o vrsti sjemena, hranjivo tkivo je različite prirode. Sjemenke mahunarki kao što su grah (Vicia), grašak (Pisum) i leća (Lens) su bogat proteinima. Sjeme žitarica poput pšenice (Triticum) ili zobi (Avena) i listopadnog drveća kao što je hrast (Quercus) i slatki kesten (Castanea) pohranjuju energiju uglavnom u obliku škroba. Neke sjemenke, poput lješnjaka (Corylus) i oraha (Juglans), tvore sjemenke s masnoćom kao tijela za skladištenje. Nije ni čudo što mi ljudi mnoge od ovih sjemenki koristimo za hranu. I u sjemenu se hranjivo tkivo ne koristi samo za korak u život, tj. klijanje, već i za znatno smanjeno disanje stanica. Dakle, svako sjeme je živi embrij koji diše. Zbog vrlo malog udjela vode, tvrde sjemenke i visoke koncentracije osmotski aktivnih tvari, dobro je zaštićen od smrzavanja.
Jesenska boja lišća
Također neovisno o tome da se žuta jesenska boja razvija kao rezultat premještanja klorofila iz lišća u zaštićene dijelove biljke, listovi su obojeni. To možete vidjeti iz činjenice da neki zimzeleni grmovi, na primjer mahonija (Mahonia), u jesen boje svoje lišće. Za to su odgovorni antocijanini i karotenoidi, koji nastaju radi zaštite od mraza i previše sunčeve svjetlosti. Jer zimzelene biljke imaju problem zimi: ako je u isto vrijeme jako hladno, ali sunce sja, mnogo visokoenergetskog zračenja pogađa list. Međutim, hladnoća usporava sve procese u biljnoj stanici, tako da se sunčeva energija ne može pohraniti u upotrebljivom obliku. Stvara se štetan višak energije koji može oštetiti stanične komponente – slično kao kad dobijemo opekline. Antocijani, koji nam se čine crvenim ili ljubičastim, štite od ovih štetnih učinaka.
Možete pronaći detaljno objašnjenje bojenja lišća u jesenu našem posebnom članku.
Biljke proizvode vlastiti antifriz
Zašto se biljke jednostavno ne smrznu zimi, poput povrća u zamrzivaču? Zašto se travnjakom može hodati čak i po mrazu, a da se oštrice ne lome poput ledenih iglica? Zamrzavanje stanice bilo bi kobno jer bi se voda proširila i jednostavno bi pukla stanice.
Odgovor se može objasniti na primjeru mora. Ako je voda obogaćena dovoljno visokom koncentracijom osmotski aktivnih tvari, njezino ledište se smanjuje. U moru je ta osmotski aktivna tvar sol. Različiti šećeri, spojevi alkohola i, najvažnije, kalij, djeluju kao antifrizi u biljnim stanicama.
Savjet: Ovo je također razlog za jesensku gnojidbu kao što je jesenska gnojidba travnjaka. Posebna gnojiva poput našeg organskog gnojiva za jesenje travnjake Plantura pospješuju zimsku otpornost travnjaka umjesto da je ugrožavaju. Oni to čine uvođenjem kalija, koji se pohranjuje u vakuolama kao antifriz.
U lišću običnog bršljana (Hedera helix), na primjer, točka smrzavanja može se smanjiti na -3 °C skladištenjem šećera. Tome pridonose i druge molekule koje sprječavaju stvaranje kristala leda u stanicama.
Zahvaljujući ovim posebnim mjerama opreza u organima za pohranu, biljke mogu podnijeti temperature ispod -45 °C. Naravno, to se ne odnosi na svaku vrstu biljke, ali ovisi o tome odakle dolazi i koje su mjere opreza protiv smrzavanja ugrađene u njegovu genetiku.
Savjet: Predstavljamo 10 najboljih zimzelenih biljaka u zasebnom članku.
Zaštićeni pupoljci: početna točka za novi život
Listovi i cvjetni pupoljci često se formiraju u prethodnoj godini, a zatim ulaze u fazu mirovanja kako bi čekali zimu. Signal za to daju niske temperature i kratka duljina dana. Procesi se sada pokreću putem hormona kako bi se zaštitili listovi i cvjetni pupoljci. U tu svrhu oni su okruženi ljuskama pupoljaka. Unutar tih ljuski stvara se bijelo krzno od mrtvih dlaka koje ima izolacijski učinak. Naravno, "antifriz" je također pohranjen. U tom stanju pupoljci prkose hladnoći i mrazu. Samo kadKako dani postaju sve duži i topliji, tvrdoća mraza se smanjuje, sadržaj vode se povećava i tkivo se dalje razvija. U ovoj fazi pupoljci su tada izloženi velikom riziku od oštećenja kasnim mrazevima.
Na tlu je najtoplije: geofiti poput proljetnih cvjetnica skrivaju svoje pupoljke u zemlji. Hemikriptofiti, koji uključuju većinu trajnica, barem skrivaju svoje pupoljke ispod izolacijskog lišća. Biljke koje imaju svoje obnavljajuće tkivo na visini do 30 cm nazivaju se chamaephytes. Pupoljci su im zaštićeni snježnim pokrivačem. Ako su pupoljci još viši, govorimo o fanerofitima, koji uključuju sve drvenaste biljke. Što su pupoljci viši, tj. izloženiji vjetru, to ih je potrebno učinkovitije zaštititi od mraza.
Savjet: U proljeće biljke mogu prerano niknuti uz pomoć gnojidbe i zalijevanja kao i stavljanja na toplo mjesto. Ovo je idealno vrijeme za presađivanje lončanica i sobnih biljaka te dodavanje gnojiva za uspješan početak nove vegetacijske sezone! Zahvaljujući svom NK omjeru 3-4, naše organsko gnojivo za zatvorene i zelene biljke Plantura idealno je za većinu sobnih biljaka. No, savjetuje se oprez: ovim tretmanom izazivamo smanjenje zimske otpornosti, pa je potjerane biljke potrebno zaštititi od mraza.
Kao što možete vidjeti, postoje genijalne taktike kako drveće prezimljava i kako druge biljke prežive zimu. Ali nikako nisu svi dobro zaštićeni od ledenih temperatura. Zato vam dajemo savjete kako pravilno prezimiti svoje biljke.