Физиологические основы зимостойкости. Фазы закалки озимых культур

Озимые культуры - однолетние растения, нормальное развитие которых связано с условиям перезимовки – действием пониженной температуры (от 0 до 10°С) в течение 30—70 суток и более. Озимые культуры высевают осенью и получают урожай зерна на следующий год. При весеннем посеве озимые культуры формируют корневую систему и надземные вегетативные органы — листья, побеги кущения, но не плодоносят. Посеянные весной яровизированными семенами (подвергнутыми воздействию пониженной температуры), озимые культуры дают урожай в год посева. Озимые культуры имеют 2 периода активной вегетации: осенний (45—50 сут) и весенне-летний (75—100 сут). Между этими периодами растения находятся в состоянии покоя. Осенью в результате сложных биохимических и физиологических процессов растения приобретают закалку, т. е. устойчивость к низким температурам и др. неблагоприятным условиям. Существуют так называемые двуручки (некоторые сорта пшеницы, овса, ячменя и др.), представляющие промежуточную форму между озимыми и яровыми растениями. Они нормально развиваются и дают урожай зерна как при осеннем, так и при весеннем посеве.

Группа озимых культур включает хлеба — озимые пшеницу, рожь, ячмень; масличные растения семейства крестоцветных — озимые рапс, сурепицу, рыжик; бобовые — озимую вику. В мировом земледелии наиболее распространена озимая пшеница — основное хлебное растение Европы и США. Озимую рожь выращивают в европейских странах, США, Турции, Канаде, Аргентине; озимый ячмень — в южных районах Европы и Азии; озимый рапс — в Индии, Японии, ГДР, Франции, Швеции, Северной Африке, США и др.; озимую сурепицу — в основном в ГДР и ФРГ; рыжик — в Западной Европе и Северной Америке; озимую вику — в Европе, Малой Азии, США, Японии и др. Выращивание озимой культуры приурочено к районам с относительно мягкими зимами и устойчивым снежным покровом.

Зимостойкость растений - способность растений переносить без повреждений неблагоприятные зимние условия. При сильных морозах в результате образования льда в клетках или межклетниках может произойти вымерзание растений. Появляющаяся на посевах при оттепелях ледяная корка ухудшает аэрацию клеток и ослабляет морозостойкость растений. Озимые посевы, долго находящиеся под глубоким снегом при температуре около 0 °С, страдают от истощения и поражения плесневыми грибами. Вследствие образования в почве ледяной прослойки, разрывающей корни, происходит выпирание растений. Часто наблюдается одновременное действие многих из этих неблагоприятных факторов.

Зимостойкость растений, и в частности их морозостойкость, развиваются к началу зимы в процессе закаливания растений. Растения могут переносить морозы: озимая рожь до —30°С, озимая пшеница до —25°С, яблоня до —40°С. Устойчивость растений к выпреванию обеспечивается: накоплением в них к началу зимы большого количества сахаров и др. запасных веществ; экономным расходованием растениями (при температуре около 0°С) запасных веществ на дыхание и рост; защитой растений от грибных болезней. Устойчивость растений к выпиранию обусловливается мощностью и растяжимостью корней. Выпирание наблюдается чаще на плотных, перегнойных и влажных почвах при повторном их замерзании и оттаивании, поэтому для посева очень важно правильно выбрать участок. Опасен и осенний застой воды на полях (вымокание растений); при нём ухудшается закаливание растений и они легче повреждаются морозами. Ещё более губителен застой воды весной; ослабленные и поврежденные зимой растения отмирают при недостатке аэрации, поэтому необходимо улучшать физические свойства пахотного слоя почвы.

Для повышения зимостойкости плодовых деревьев следует применять агротехнические приёмы накопления и сбережения влаги в почве, полив и др. Зимостойкость растений снижается также под влиянием летних засух: из-за недостатка воды деревья не успевают закончить цикл развития и перейти в состояние покоя, поэтому важную роль играют ветрозащитные полосы. У плодовых деревьев зимостойкость снижается часто в урожайные годы, т.к. растения не успевают подготовиться к зиме. Поэтому необходим подбор сортов с равномерной по годам урожайностью. Для обеспечения зимостойкости растений требуется также борьба с вредителями и болезнями растений. Большое значение имеет правильное районирование имеющихся сортов и выведение новых, зимостойких сортов.

Закаливание растений - приобретение растениями устойчивости к неблагоприятным условиям — морозам, холоду, засухе, засолению и др. Возникающие при закаливание растений свойства обусловливаются изменениями обмена веществ. Закаливание растений к морозу происходит только осенью, когда растения под влиянием короткого дня прекращают рост и переходят в состояние глубокого покоя, а также зимой при слабых и умеренных морозах. Поэтому деревья, выдерживающие зимой морозы до —60°С (лиственница, ель, сосна и др.), летом погибают при температуре от —7 до —8°С. Первая фаза закаливания растений проходит при температуре около 0°С в условиях освещения, когда в растениях накапливаются углеводы в результате снижения интенсивности дыхания. Вторая фаза протекает при слабых и умеренных морозах и сопровождается потерей клетками воды вследствие образования льда. При этом происходит обособление протопласта и образование на его поверхности липоидно-белковых слоев; плазмодесмы втягиваются внутрь клетки, и живое содержимое клетки становится нечувствительным к давлению льда в межклетниках. Закаливание растений применяется и для повышения холодостойкости огурцов, томатов, хлопчатника, кукурузы и др. растений. Впервые русский огородник Е. А. Грачев применил в 1875 году закаливание растений, выдерживая семена кукурузы перед их посевом при 0°С (на снегу) в течение двух недель; в результате он получал зрелые початки кукурузы в условиях Петербурга. Предложено также переменное воздействие на семена растений (томатов) низкими и повышенными температурами. Для закаливания растений против засухи применяют предпосевное намачивание и последующее подсушивание семян. Закаливание происходит и у вегетирующих растений под влиянием засухи в природной обстановке, но урожай их при этом снижается. Разработаны также методы закаливания к засолению почвы — хлоридному, сульфатному или карбонатному (содовому) — путём выдержки семян в соответствующих солевых растворах.