МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ растений, способность р-ний переносить без вреда кратковременные заморозки и длительные зимние морозы. В некоторых случаях, особенно при перенесении заморозков, р-ния остаются в незамёрзшем, переохлаждённом состоянии и поэтому переносят мороз без повреждений. Этому способствуют плотные покровные ткани, непроницаемая для воды кутикула с хорошо развитым восковым налётом или многослойная пробка. Благодаря непроницаемости этих тканей иней, покрывающий листья и стебли таких р-ний и состоящий из мельчайших ледяных кристаллов, не может служить той "затравкой", к-рая обусловливает возможность образования льда в тканях р-ния. В таком незамёрзшем состоянии находятся, напр., листья и ветви хвойных при незначительных морозах или же зимующие в почве под снегом корневища и клубни многих растений.

При более значительных и продолжительных морозах все ткани р-ний замерзают, т. е. в них образуются кристаллы льда. Поэтому М. р-ний определяется, гл. обр., их способностью переносить без вреда (или только с незначительными повреждениями) образование льда в тканях. Образование льда обычно начинается в межклетниках, на поверхности выстилающих их клеточных оболочек. Каждый образующийся ледяной кристалл немедленно становится центром притяжения для ещё не замёрзшей воды, находящейся в клеточном соке или пропитывающей клеточную оболочку, т. к. упругость пара на поверхности льда значительно ниже, чем на поверхности воды, находящейся в жидком состоянии. Поэтому, по мере замерзания р-ния, образовавшиеся в межклетниках кристаллы увеличиваются и срастаются затем в крупные скопления, хорошо видимые невооружённым глазом, раздвигающие, а иногда и разрывающие прилегающие к ним клетки. Самые же клетки, отдавая воду в межклетники, постепенно обезвоживаются, клеточный сок становится всё более концентрированным, а коллоидные вещества протоплазмы всё менее насыщенными водой. При очень глубоком, а в особенности при очень быстром охлаждении ледяные кристаллы могут образоваться и внутри протоплазмы замерзающего р-ния, вызывая её деформацию.

Замерзание р-ний далеко не всегда вызывает их отмирание. Почти все многолетние р-ния каждую зиму промерзают насквозь и тем не менее остаются живыми. Только наиболее чувствительные р-ния, как, напр., картофель или георгины, отмирают при самом незначительном замерзании. Образование льда в тканях не сопровождается разрывом клеточных стенок, т. к. образующийся в межклетниках лёд не распирает, но сжимает прилегающие к ним клетки. Если же лёд образуется внутри клеток, то их стенки, в силу своей эластичности, легко выдерживают то незначительное увеличение объёма (не больше 10%), к-рым сопровождается переход воды в лёд.

Основная причина отмирания р-ний в результате их замерзания заключается в нарушении строения протоплазмы клеток, происходящем при их обезвоживании и при их сдавливании растущими кристаллами льда; особенно губительно образование льда внутри самой протоплазмы. Поэтому различная М. растений обусловливается особенностями их протоплазмы: устойчивые р-ния лучше выдерживают длительную и глубокую деформацию при замерзании, а неустойчивые р-ния почти лишены этой способности.

Большое значение для М. растений имеет также наличие в клетках так наз. защитных веществ, повышающих сопротивляемость протоплазмы повреждающему действию льда. К числу таких веществ относятся сахара и жиры. У зимующих в зелёном состоянии р-ний, напр. у озимых хлебов, в их листьях осенью и зимой всегда имеется до 20 - 30% сахара. Жиры, пропитывая протоплазму, вытесняют из неё воду и почти полностью устраняют возможность образования в клетках льда. Напр., протоплазма зародышевых тканей семян нек-рых р-ний пропитывается жиром, и такие семена в сухом состоянии выдерживают без вреда даже темп-ру жидкого воздуха (ниже 200°).

Устойчивость р-ний против мороза не является постоянной, но находится в зависимости от внешних условий и от состояния самого р-ния. Растения умеренных широт и даже субтропиков, в естественных условиях ежегодно испытывающие действие пониженных зимних темп-р, выработали способность закаливания (см. Закаливание растений).

У деревьев и кустарников осеннее повышение устойчивости связано с так наз. вызреванием древесины, к-рое состоит в постепенной потере воды составляющими её тканями и накоплении в них запасных веществ, играющих защитную роль. Особенно большое значение при этом имеет переход в состояние покоя, при к-ром происходит пропитывание наружных слоев протоплазмы липоидами. Протоплазма при этом несколько отстаёт от клеточной оболочки и разрываются плазмодесмы, соединяющие протопласты соседних клеток. Такое обособление протоплазмы, обнаруженное П. А. Генкелем, способствует устойчивости её при деформации льдом. Задержка вызревания при долгой тёплой осени, при избыточном азотном удобрении или в силу осеннего возобновления роста после летней засухи значительно снижает М. плодовых деревьев и вызывает их зимнюю гибель.

См. также Вымерзание, Зимостойкость, Перезимовка.

Н. Максимов

Литература: Максимов Н., Краткий курс физиологии растений, 8 изд., М., 1948; Туманов И., Физиологические основы зимостойкости культурных растений, М.-Л., 1940.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 3 (Л - П)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1953, с. 613