V bielej sezóne môže byť v našich zemepisných šírkach poriadne chladno. Ako rastliny prežívajú v zime a ako sa fotosyntetizujú počas chladných mesiacov?
Zvieratám v zime narastie hustá srsť, v lete a na jeseň sa hromadia na izolačnej vrstve tuku, ukladajú sa do zimného spánku alebo hibernujú. My ľudia si obliekame teplé oblečenie, pijeme čaj alebo sa snažíme zahriať iným spôsobom. Sme predsa teplé stvorenia, ktoré na prežitie potrebujú špecifickú teplotu. Rastliny sú na druhej strane chladnokrvné organizmy. Vyvinuli dômyselné stratégie, ako prežiť chladnú zimu.
Stratégie zimovania rastlín
Stratégie prezimovania rastlín možno rozdeliť do rôznych metód. Vo všeobecnosti ide vždy o vytvorenie energetického zásobníka a ochranu meristému - teda tvoriaceho pletiva púčikov, ktoré na jar slúžia ako východisko pre pučenie. Existujú 4 stratégie:
Prezimovanie rastlín ako semien
Semenné rastliny, ktorých telá majú v zime odumrieť, prežijú len vďaka semenám. Obsahuje zásobné látky aj embryonálne kmeňové tkanivo, teda meristém, pomocou ktorého je možný nový život.
Prezimujúce trvalky: ustúpiť do zásobných orgánov
Trvalky sú trváce bylinné rastliny, ktoré prežijú niekoľko rokov vrátane zimy. Energeticky bohaté zásobné látky presúvajú do koreňov, prípadne do cibúľ, hľúz alebo podzemkov. Meristémové tkanivo sa nachádza veľmi blízko povrchu pôdy vo forme púčikov alebo nenápadných spiacich očiek.
Prezimovanie listnatých stromov a kríkov: ustúpte do lesa
To, že listnaté stromy neukladajú energiu do listov, ale do dreva, je jasne poznať podľa ich jesenných farieb. Lístie zožltne, pretože energeticky bohaté látky sa recyklujú a cez stopku sa dopravia do drevnej časti. Púčiky na opätovné vyklíčenie sú na stromochtienený pod púčikmi, ale často niekoľko metrov nad zemou a musí byť chránený pred stromom ďalšími protimrazovými opatreniami.
Prezimovanie vždyzelených rastlín: ochrana listov a pukov pred mrazom
Vždy zelené rastliny nezhadzujú listy. Do dreveného korpusu teda presúvajú aj menej rezervných látok, namiesto toho musia svoje listy svojou štruktúrou a ukladaním rôznych látok prispôsobovať chladnému počasiu. Púčiky hibernujú v stave pokoja vyvolanom špeciálnym kokteilom hormónov.
Fotosyntetizujú rastliny v zime?
Nie všetky rastliny sa v zime fotosyntetizujú, ale vždyzelené rastliny áno – aj keď v menšej miere.
Ak chcete na otázku odpovedať podrobnejšie, má zmysel sa rýchlo pozrieť na samotnú fotosyntézu. Fotosyntéza popisuje proces výroby organického materiálu, t.j. stavebných kameňov pre rastlinné telo, pomocou svetelnej energie a anorganických zlúčenín. Hlavnú úlohu v tomto procese zohráva zelený chlorofyl. Rastliny, ktoré v zime zhadzujú svoje zelené časti alebo ich nechajú odumrieť, preto nemôžu vykonávať fotosyntézu, kým zelené časti rastlín nebudú opäť dostupné.
Vždy zelené rastliny na druhej strane dokážu získavať energiu zo slnečného žiarenia po celý rok okrúhly. Slnečné svetlo v našich zemepisných šírkach je však v zime slabšie a dostupné len kratšiu dobu. V spojení s chladom, ktorý inhibuje fotosyntézu, to má za následok len veľmi nízky výkon fotosyntézy. Preto ani vždyzelené rastliny v zime nepokračujú v raste, ale môžu len pokryť svoje denné energetické nároky na udržanie mrazuvzdornosti.
Toto robia rastliny pred zimou
Prípravy na chladné obdobie začínajú skoro. Pretože cez noc nie je žiadna rastlina pripravená na mínusové teploty a diétu. Chladné a kratšie dni upravujú hormonálnu rovnováhu tak, že rastliny postupne upadajú do zimného spánku. To, čo znie ako prestávka, sa spočiatku spája s oveľa väčšou prácou, ako môžete vidieť zvonku. Tieto procesy si vyžadujú čas a nemali by byť narušené: prerezávaním, prelievaním alebo hnojením nesprávnymi živinami môžeme rastlinám brániť v príprave, čím ohrozujeme zimovzdornosť.
TotoKroky, ktoré musia rastliny vykonať pred zimou:
Skladovanie rezervných materiálov
Ako je popísané vyššie, rastliny ukladajú svoje energetické zásoby na rôznych miestach. Rastliny majú na jeseň veľa práce, aby ich preniesli do príslušných rastlinných orgánov.
Ústup do lesa
Sfarbenie listov možno na jeseň pozorovať na väčšine našich miestnych listnatých stromov. K tomuto javu dochádza, pretože chlorofyl – vďaka ktorému listy vyzerajú zelené – sa recykluje a odnáša. Iný vysokoenergetický materiál sa tiež prenáša z listov do kmeňa.
Pod kôrou sa delia na vodu bohaté bunkové organely, vakuoly. Z niekoľkých veľkých vakuol vzniká množstvo malých. Hromadí sa v nich predovšetkým cukor, ale aj bielkoviny a iné rozpustené látky. Esenciálne prvky, ako je draslík, horčík a fosfor, sú tiež odstránené z listov predtým, ako sú zhodené.
Škrob sa ukladá v amyloplastoch ako energetická rezerva. V priebehu roka stromy z týchto zásob čerpajú, takže v máji, keď sa rozvinú listy, sa opäť z veľkej časti vyčerpajú.
Po uskladnení všetkých dôležitých živín a minerálov sa listy zhadzujú. Vďaka tomu je oblasť pre snehové zaťaženie a pohyby koruny, ktoré môžu viesť k zlomeninám, na minime.
Stromy sa môžu v zime navonok javiť ako neaktívne, ale neustále sú zapojené do bunkového dýchania. Týmto spôsobom poskytujú energiu pre fungovanie životne dôležitých metabolických procesov.
Stiahnu sa do zeme: hľuzy, cibule, podzemky a korene
Mnoho bylinných rastlín, ako je konvalinka (Convallaria majalis), baza obyčajná (Aegopodium podagraria) alebo zázvor ( Zingiber officinale) tvoria takzvané rizómy. Ide o výhonkový systém, ktorý rastie pod alebo tesne nad zemou a má za úlohu ukladať rezervné látky. Vďaka týmto zásobným látkam, medzi ktoré patrí najmä škrob, môže veľa rastlín prezimovať v pôde. Cibuľové rastliny využívajú premenené listy ako zásobné orgány. Pod povrchom zeme sú tieto zásobné orgány z veľkej časti chránené pred mrazom.
Rastliny, ktoré hibernujú pod zemou, oceňujú našu pomoc! Na vystuženie izolačnej ochrannej vrstvy možno použiť mulčovanie. Naša organická borovicová kôra Plantura nielenže chráni pred vysychaním, ale tiež potláča rast buriny.
Ústup k semenám: rozmnožovanie a zimná ochrana v jednom
Rastliny môžu prezimovať aj ako semená. Tieto zvyčajne pozostávajú z obalu semena, výživného tkaniva a embrya, ktoré môžu byť v rôznych štádiách vývoja. V závislosti od druhu semien má výživné tkanivo rôznu povahu. Semená strukovín, ako sú fazuľa (Vicia), hrach (Pisum) a šošovica (Lens) sú s vysokým obsahom bielkovín. Semená obilnín, ako je pšenica (Triticum) alebo ovos (Avena) a listnaté stromy, ako je dub (Quercus) a sladký gaštan (Castanea) uchovávajú energiu hlavne vo forme škrobu. Niektoré semená, ako napríklad lieskový orech (Corylus) a vlašský orech (Juglans), tvoria semená s tukom ako zásobné telesá. Niet divu, že my ľudia používame mnohé z týchto semien ako jedlo. Aj v semenách sa živné tkanivo nevyužíva len na vstup do života, teda klíčenie, ale aj na výrazne znížené dýchanie buniek. Takže každé semienko je živé, dýchajúce embryo. Vďaka veľmi nízkemu obsahu vody, tvrdému obalu semena a vysokej koncentrácii osmoticky aktívnych látok je dobre chránený pred mrazom.
Jesenná farba listov
Nezávisle od skutočnosti, že žlté sfarbenie jesene vzniká v dôsledku premiestnenia chlorofylu z listov do chránených častí rastliny, sú listy sfarbené. Vidno to z toho, že niektoré vždyzelené kry, napríklad mahonia (Mahonia), sfarbujú na jeseň svoje lístie. Zodpovedné sú antokyány a karotenoidy, ktoré sa tvoria na ochranu pred mrazom a priveľkým slnečným žiarením. Vždyzelené rastliny majú totiž v zime problém: Ak je zároveň veľmi chladno, no svieti slnko, na list dopadá množstvo vysokoenergetického žiarenia. Chlad však spomaľuje všetky procesy v rastlinnej bunke, takže slnečná energia sa nemôže skladovať vo využiteľnej forme. Vzniká škodlivý prebytok energie, ktorý môže poškodiť zložky buniek – podobne ako keď sa spálime na slnku. Antokyány, ktoré sa nám javia ako červené alebo fialové, chránia pred týmito škodlivými účinkami.
Podrobné vysvetlenie sfarbenia listov na jeseňv našom špeciálnom článku.
Rastliny si vyrábajú vlastnú nemrznúcu zmes
Prečo rastliny v zime jednoducho nezamrznú, ako zelenina v mrazničke? Prečo sa dá po trávniku chodiť aj v mrazoch bez toho, aby sa čepele lámali ako ľadové ihly? Zmrazenie bunky by bolo fatálne, pretože voda by expandovala a bunky by jednoducho praskla.
Odpoveď možno vysvetliť na príklade mora. Ak je voda obohatená o dostatočne vysokú koncentráciu osmoticky aktívnych látok, znižuje sa jej bod tuhnutia. V mori je touto osmoticky aktívnou látkou soľ. Rôzne cukry, zlúčeniny alkoholu a predovšetkým draslík pôsobia v rastlinných bunkách ako nemrznúce látky.
Tip: To je tiež dôvod na jesenné hnojenie, ako je jesenné hnojenie trávnika. Špeciálne hnojivá, ako je naše organické jesenné trávnikové hnojivo Plantura, podporujú zimnú odolnosť trávnika namiesto toho, aby ho ohrozovali. Robia to zavedením draslíka, ktorý sa ukladá vo vakuolách ako nemrznúca zmes.
V listoch brečtanu obyčajného (Hedera helix) možno napríklad uskladnením cukru znížiť bod mrazu až na -3 °C. Prispievajú k tomu aj ďalšie molekuly, ktoré bránia tvorbe ľadových kryštálikov v bunkách.
Vďaka týmto špeciálnym opatreniam v zásobných orgánoch znesú rastliny teploty pod -45 °C. Samozrejme, neplatí to pre každý typ rastliny, ale závisí to od toho, odkiaľ pochádza a aké nemrznúce opatrenia sú zabudované do jej genetiky.
Tip: 10 najlepších vždyzelených rastlín predstavujeme v samostatnom článku.
Chránené púčiky: východiskový bod pre nový život
Púčiky listov a kvetov sa často zakladajú v predchádzajúcom roku a potom vstupujú do pokojovej fázy, aby čakali na zimu. Signál na to dávajú nízke teploty a krátka dĺžka dňa. Procesy sa teraz spúšťajú prostredníctvom hormónov, aby sa chránili listy a puky kvetov. Za týmto účelom sú obklopené púčikovými šupinami. Vo vnútri týchto šupín sa tvorí biela srsť odumretých vlasov, ktorá pôsobí izolačne. Samozrejme je uložená aj „nemrznúca zmes“. V tomto stave puky odolávajú chladu a mrazu. Iba akAko sa dni predlžujú a opäť otepľujú, mrazová tvrdosť sa znižuje, obsah vody sa zvyšuje a tkanivo sa ďalej rozvíja. V tomto štádiu sú puky vystavené vysokému riziku poškodenia neskorými mrazmi.
Na zemi je najteplejšie: geofyty, ako sú jarné kvety, skrývajú svoje púčiky v zemi. Hemikryptofyty, medzi ktoré patrí väčšina trvaliek, aspoň skrývajú svoje púčiky pod izolačným listom. Rastliny, ktoré majú svoje obnovovacie pletivo vo výške do 30 cm, sa nazývajú chamaephytes. Ich púčiky sú chránené snehovou pokrývkou. Ak sú púčiky ešte vyššie, hovorí sa o fanerofytoch, medzi ktoré patria všetky dreviny. Čím vyššie, teda viac vystavené vetru, púčiky, tým účinnejšie ich treba chrániť pred mrazom.
Tip: Na jar môžu rastliny predčasne vyklíčiť pomocou hnojenia a zálievky, ako aj umiestnením na teplé miesto. Toto je ideálny čas na presádzanie črepníkových a izbových rastlín a pridávanie hnojiva pre úspešný štart do novej vegetačnej sezóny! Vďaka pomeru NK 3-4 je naše organické hnojivo Plantura pre vnútorné a zelené rastliny ideálne pre väčšinu izbových rastlín. Odporúča sa však opatrnosť: Týmto ošetrením vyvolávame zníženie zimovzdornosti, preto treba vyhnané rastliny chrániť pred mrazom.
Ako vidíte, existujú dômyselné taktiky, ako stromy prezimovať a ako ostatné rastliny prežijú zimu. Ale v žiadnom prípade nie sú všetky dobre chránené pred ľadovými teplotami. Preto vám dávame tipy, ako rastliny správne prezimovať.