V bílé sezóně může být v našich zeměpisných šířkách docela chladno. Jak rostliny přežívají v zimě a jak se fotosyntetizují během chladných měsíců?
Zvířatům narůstá v zimě hustá srst, v létě a na podzim se hromadí na izolační vrstvě tuku, hibernují nebo hibernují. My lidé si oblékáme teplé oblečení, pijeme čaj nebo se snažíme zahřát jinak. Jsme přece teplí tvorové, kteří k přežití potřebují specifickou teplotu. Rostliny jsou naproti tomu studenokrevné organismy. Vyvinuli důmyslné strategie, jak přežít chladnou zimu.
Strategie zimování rostlin
Strategie přezimování rostlin lze rozdělit do různých metod. Obecně jde vždy o vytvoření energetické zásoby a ochranu meristému - tedy formovacího pletiva pupenů, které na jaře slouží jako výchozí bod pro pučení. Existují 4 strategie:
Přezimování rostlin jako semena
Semenné rostliny, jejichž těla mají v zimě odumřít, přežívají pouze díky svým semenům. Obsahuje jak zásobní látky, tak i embryonální kmenovou tkáň, tedy meristém, s jehož pomocí je možný nový život.
Přezimující trvalky: Ústup do zásobních orgánů
Trvalky jsou vytrvalé bylinné rostliny, které přežívají několik let, včetně zimy. Přesouvají energeticky bohaté zásobní látky do kořenů, případně do cibulí, hlíz nebo oddenků. Meristématická tkáň se nachází velmi blízko povrchu půdy ve formě poupat nebo nenápadných spících očí.
Přezimování listnatých stromů a keřů: Ústup do lesa
To, že listnaté stromy neukládají energii do listů, ale do dřeva, je jasně rozpoznatelné podle jejich podzimních barev. Listy žloutnou, protože energeticky bohaté látky jsou recyklovány a transportovány do dřevní části přes řapík. Poupata pro opětovné vyrašení jsou na stromechstíněné pod pupenovými šupinami, ale často několik metrů nad zemí a musí být chráněny před stromem dalšími opatřeními na ochranu před mrazem.
Přezimování stálezelených rostlin: ochrana listů a pupenů před mrazem
Stálezelené rostliny neshazují listy. Do dřevěného tělesa tedy také přesouvají méně rezervních látek, místo toho musí své listy svou strukturou a ukládáním různých látek přizpůsobovat chladnému počasí. Poupata hibernují ve stavu dormance způsobeného speciálním koktejlem hormonů.
Fotosyntetizují rostliny v zimě?
Ne všechny rostliny v zimě fotosyntetizují, ale stálezelené rostliny ano – i když v menší míře.
Abychom na otázku odpověděli podrobněji, má smysl se rychle podívat na samotnou fotosyntézu. Fotosyntéza popisuje proces výroby organického materiálu, tedy stavebních kamenů pro rostlinné tělo, pomocí světelné energie a anorganických sloučenin. Hlavní roli v tomto procesu hraje zelený chlorofyl. Rostliny, které se v zimě zbaví svých zelených částí nebo je nechají odumřít, proto nemohou provádět fotosyntézu, dokud nebudou zelené části rostlin opět dostupné.
Vždyzelené rostliny jsou na druhou stranu schopny získávat energii ze slunečního záření po celý rok kolo. Sluneční záření v našich zeměpisných šířkách je však v zimě slabší a dostupné jen kratší dobu. Ve spojení s chladem, který inhibuje fotosyntézu, to má za následek pouze velmi nízký výkon fotosyntézy. Proto ani stálezelené rostliny v zimě nepokračují v růstu, ale mohou pouze pokrýt své denní energetické nároky na udržení mrazuvzdornosti.
Toto dělají rostliny před zimou
Přípravy na chladné období začínají brzy. Protože přes noc není žádná rostlina připravena na mínusové teploty a dietu. Chladné a kratší dny upravují hormonální rovnováhu tak, že rostliny postupně upadají do zimního spánku. To, co zní jako přestávka, je zpočátku spojeno s mnohem větším množstvím práce, než můžete vidět zvenčí. Tyto procesy zaberou čas a neměly by být narušeny: prořezáváním, přeléváním nebo hnojením nesprávnými živinami můžeme rostlinám bránit v přípravě a ohrozit tak zimní odolnost.
TotoKroky, které musí rostliny provést před zimou:
Skladování rezervních materiálů
Jak je popsáno výše, rostliny ukládají své energetické zásoby na různých místech. Rostliny mají na podzim hodně práce, aby je přenesly do příslušných rostlinných orgánů.
Ústup do lesa
Zbarvení listů lze na podzim pozorovat na většině našich místních listnatých stromů. K tomuto jevu dochází, protože chlorofyl – díky kterému listy vypadají zeleně – je recyklován a odnášen pryč. Další vysokoenergetický materiál se také přenáší z listů do kmene.
Pod kůrou se dělí na vodu bohaté buněčné organely, vakuoly. Několik velkých vakuol dává vzniknout mnoha malým. Hromadí se v nich především cukr, ale také bílkoviny a další rozpuštěné látky. Esenciální prvky, jako je draslík, hořčík a fosfor, jsou také odstraněny z listů před jejich shozením.
Škrob se ukládá v amyloplastech jako energetická rezerva. V průběhu roku stromy z těchto zásob čerpají, takže v květnu, kdy se listí rozvine, jsou opět z velké části spotřebovány.
Po uložení všech důležitých živin a minerálů dochází k opadu listí. Tím se oblast pro zatížení sněhem a pohyby koruny, které mohou vést ke zlomeninám, udržuje na minimu.
Stromy se mohou v zimě navenek jevit jako neaktivní, ale neustále jsou zapojeny do buněčného dýchání. Tímto způsobem poskytují energii pro fungování životně důležitých metabolických procesů.
Stáhnout se do země: hlízy, cibule, oddenky a kořeny
Mnoho bylinných rostlin, jako je konvalinka (Convallaria majalis), bez černý (Aegopodium podagraria) nebo zázvor ( Zingiber officinale) tvoří tzv. oddenky. Jde o výhonový systém, který roste pod nebo těsně nad zemí a má za úkol uchovávat rezervní látky. Díky těmto uloženým látkám, mezi které patří zejména škrob, může mnoho rostlin přezimovat v půdě. Rostliny cibule využívají přeměněné listy jako zásobní orgány. Pod povrchem země jsou tyto zásobní orgány z velké části chráněny před mrazem.
Rostliny, které hibernují pod zemí, oceňují naši pomoc! Pro zpevnění izolační ochranné vrstvy lze použít mulčování. Naše organická borová kůra Plantura nejen chrání před vysycháním, ale také potlačuje růst plevele.
Ústup k semenům: množení a zimní ochrana v jednom
Rostliny mohou také přezimovat jako semena. Ty se obvykle skládají z obalu semene, živné tkáně a embrya, které může být v různých fázích vývoje. V závislosti na druhu semene je živná tkáň různé povahy. Semena luštěnin, jako jsou fazole (Vicia), hrách (Pisum) a čočka (Lens) jsou s vysokým obsahem bílkovin. Semena obilovin, jako je pšenice (Triticum) nebo oves (Avena) a listnatých stromů, jako je dub (Quercus) a sladký kaštan (Castanea) ukládají energii převážně ve formě škrobu. Některá semena, jako je lískový ořech (Corylus) a vlašský ořech (Juglans), tvoří semena s tukem jako zásobní tělesa. Není divu, že my lidé používáme mnoho z těchto semen k jídlu. I v semenech se živná tkáň nevyužívá pouze pro vstup do života, tedy klíčení, ale také pro značně snížené dýchání buněk. Každé semeno je tedy živé, dýchající embryo. Díky velmi nízkému obsahu vody, tvrdému obalu semene a vysoké koncentraci osmoticky aktivních látek je dobře chráněna před mrazem.
Podzimní barva listí
Nezávisle na tom, že žluté zbarvení podzimu vzniká v důsledku přemístění chlorofylu z listů do chráněných částí rostliny, dochází k vybarvování listů. Poznáte to z toho, že některé stálezelené keře, například mahonie (Mahonia), na podzim barví své listy. Zodpovědné jsou antokyany a karotenoidy, které se tvoří na ochranu před mrazem a přílišným slunečním zářením. Stálezelené rostliny mají totiž v zimě problém: Pokud je zároveň velká zima, ale svítí slunce, dopadá na list spousta vysokoenergetického záření. Chlad však zpomaluje všechny procesy v rostlinné buňce, takže sluneční energie nemůže být uložena ve využitelné formě. Vzniká škodlivý přebytek energie, který může poškodit buněčné složky – podobně jako když se spálíme. Antokyany, které se nám zdají červené nebo fialové, chrání před těmito škodlivými vlivy.
Podrobné vysvětlení zbarvení listů na podzim najdetev našem speciálním článku.
Rostliny si vyrábějí vlastní nemrznoucí směs
Proč rostliny v zimě prostě nezmrznou, jako zelenina v mrazáku? Proč se dá po trávníku chodit i v mrazu, aniž by se nože lámaly jako jehly ledu? Zmrazení buňky by bylo fatální, protože voda by expandovala a buňky by jednoduše praskla.
Odpověď lze vysvětlit na příkladu moře. Pokud je voda obohacena o dostatečně vysokou koncentraci osmoticky aktivních látek, dochází ke snížení jejího bodu tuhnutí. V moři je touto osmoticky aktivní látkou sůl. Různé cukry, alkoholové sloučeniny a především draslík působí v rostlinných buňkách jako nemrznoucí přísady.
Tip: To je také důvod pro podzimní hnojení, jako je podzimní hnojení trávníku. Speciální hnojiva, jako je naše organické podzimní trávníkové hnojivo Plantura, podporují zimní odolnost trávníku, místo aby jej ohrožovaly. Dělají to zavedením draslíku, který se ukládá ve vakuolách jako nemrznoucí směs.
V listech břečťanu obecného (Hedera helix) lze například skladováním cukru snížit bod mrazu až na -3 °C. Přispívají k tomu i další molekuly, které zabraňují tvorbě ledových krystalků v buňkách.
Díky těmto speciálním opatřením v zásobních orgánech rostliny odolávají teplotám pod -45 °C. Samozřejmě to neplatí pro každý typ rostliny, ale záleží na tom, odkud pochází a jaká protimrazová opatření jsou zabudována do její genetiky.
Tip: 10 nejlepších stálezelených rostlin představujeme v samostatném článku.
Chráněné pupeny: výchozí bod pro nový život
Poupata listů a květů se často zakládají v předchozím roce a poté vstoupí do klidové fáze, aby čekali na zimu. Signálem k tomu jsou nízké teploty a krátká délka dne. Procesy jsou nyní zahájeny prostřednictvím hormonů, aby chránily listy a poupata. Za tímto účelem jsou obklopeny pupenovými šupinami. Uvnitř těchto šupin se tvoří bílá srst odumřelých chlupů, která má izolační účinek. Samozřejmě je uložena i „nemrznoucí směs“. V tomto stavu pupeny vzdorují chladu a mrazu. Pouze kdyžJak se dny prodlužují a znovu se oteplují, mrazová tvrdost se snižuje, obsah vody se zvyšuje a tkáň se dále vyvíjí. V této fázi jsou pak pupeny vystaveny vysokému riziku poškození pozdními mrazy.
Je nejtepleji na zemi: geofyta, jako jsou jarní květy, schovávají svá poupata v zemi. Hemikryptofyty, mezi které patří většina trvalek, alespoň schovávají pupeny pod izolačním listím. Rostliny, které mají své obnovovací pletivo ve výšce do 30 cm, se nazývají chamaephytes. Jejich pupeny jsou chráněny sněhovou pokrývkou. Pokud jsou pupeny ještě vyšší, mluví se o fanerofytech, kam patří všechny dřeviny. Čím vyšší, tedy více vystavené větru, pupeny jsou, tím účinněji je musí chránit před mrazem.
Tip: Na jaře mohou rostliny předčasně vyrašit pomocí hnojení a zálivky a také umístěním na teplé místo. Toto je ideální čas pro přesazení květináčů a pokojových rostlin a přidání hnojiva pro úspěšný start do nového vegetačního období! Díky poměru NK 3-4 je naše organické hnojivo Plantura pro pokojové a zelené rostliny ideální pro většinu pokojových rostlin. Ale doporučuje se opatrnost: Tímto ošetřením vyvoláváme snížení zimní odolnosti, takže vyhnané rostliny by měly být chráněny před mrazem.
Jak vidíte, existují důmyslné taktiky, jak stromy přezimovat a jak ostatní rostliny přečkají zimu. Ale v žádném případě nejsou všechny dobře chráněny před ledovými teplotami. Proto vám dáváme tipy, jak rostliny správně zazimovat.