что делают растения зимой
Как зимуют растения
К зиме готовятся все представители живой природы по-своему. Жизненные формы растений имеют отличия зимовки. Однолетние травянистые растения с наступлением холодов отмирают и оставляют семена, из которых произрастут новые побеги. В свою очередь многолетние травы прячут под землей луковицы, клубни или корни, а наземная часть отмирает. Некоторые виды остаются зелеными на поверхности земли, и зимой снежный покров их скрывает до наступления весны. У них могут развиваться стебли, и расти листья, сильные морозы им не страшны.
На зиму широколиственные деревья и кустарники сбрасывают листья и погружаются в состояние покоя, которое длится до середины, а иногда и до конца зимы. Те деревья, которые имеют толстую кору, хорошо переносят зиму. Почки древесных растений имеют защитные чешуйки и находятся на высоком уровне от земли, что позволяет им переносить даже низкие температуры. Опасность представляется лишь для молодых ветвей. В зимний период времени почки деревьев находятся в состоянии физиологического покоя. Они пробуждаются с наступлением тепла. Ученые объясняют стойкость различных видов флоры тем, что в зависимости от температурного режима у них происходят внутриклеточные изменения.
Зимовка хвойных деревьев
Что касается иных видов растений, то некоторые из них могут зимовать с зелеными листьями. Это брусника, вереск, зимолюбка, грушакнка и линнея северная. В результате не снег самый негативный фактор зимой, а морозы и недостаточная влага, но все растения имеют возможность нормально переносить холодное время года без проблем.
Зачем растениям нужна зима?
В конце зимы, длящейся у нас пять — шесть месяцев, она настолько уже нам надоедает, что порой кажется — как было бы хорошо, если б зимы не было совсем! Вот только мы-то все же большую часть времени проводим в теплых помещениях. А лесные растения всю зиму подвергаются воздействию довольно суровых природных условий! Как они себя чувствуют? Как переживают долгую холодную зиму? И нужна ли она им?
Деревья зимой
Зима для лесных растений — время достаточно трудное. Зимний лес замер, оцепенел.
Никаких заметных признаков роста не наблюдается в это время года. Особенно трудно приходится зимой деревьям и кустарникам. Ведь у них почти вся надземная часть не укрыта снегом и ничем не защищена. И не морозы — главная опасность для древесных растений! Хотя при особо суровых морозах промерзшие насквозь стволы могут даже трескаться. Нет, главная опасность — это высыхание. Ведь движения воды по сосудам в это время года нет. И если растение будет терять воду, оно просто-напросто засохнет!
Но от этой опасности лесные обитатели прекрасно защищены. Лиственные деревья еще осенью сбросили свои листья, через которые они испаряют воду. Так же поступила со своими иголками лиственница — листопадное хвойное дерево наших лесов. А иголки других хвойных — елей, сосен, можжевельника — покрыты тонким слоем пленки-кутикулы, прекрасно защищающей от высыхания. Ведь состоит она из кутина — вещества не пропускающего воду. По поверхности хвоинки разбросаны устьица — очень своеобразные клапаны, через которые происходит газообмен с атмосферой. Но почти всю зиму устьица плотно закрыты. Правда, по некоторым сведениям, во время оттепелей устьица в хвое ели открываются, она поглощает из воздуха углекислый газ. В хвоинках в это время происходит фотосинтез! Соответственно, часть водяного пара при этом теряется. Но такие периоды не очень продолжительны. Кутикулой укрыты и листья вечнозеленых кустарничков — вереска, брусники.
От высыхания хорошо защищены также ветки и стволы деревьев и кустарников. Они тоже укрыты особым слоем, но уже по-другому устроенным. Это пробка. Состоит пробковая ткань из слоев омертвевших клеток, в которых нет живого содержимого. Клетки эти плотно прилегают друг к другу и соединены не пропускающим воду веществом суберином. Чем старше побег, тем более толстым слоем пробковой ткани он укрыт. Кроме того, на стволах и крупных ветвях нарастает еще один сложно устроенный слой — корка, также защищающая дерево от неблагоприятного воздействия среды. И почки древесных растений тоже прекрасно защищены от высыхания. Почечные чешуи, укрывающие как листовые, так и цветочные почки, плотно прилегают друг к другу, не допуская испарения воды.
Другая серьезная опасность для деревьев зимой — налипание мокрого снега на ветви. Под его тяжестью ветки и даже стволы деревьев и кустарников могут быть согнуты к земле и даже сломаны. Из наших деревьев легче всего переносит снежные зимы ель. Ее ветви — еловые лапы — наклонены к земле. И много снега на них просто не удерживается. Наклоняясь под его тяжестью, еловая\ ветка просто стряхивает с себя груз!
Как не покажется странным (на первый взгляд!), но именно происходящее сейчас потепление климата несет для деревьев опасность большую, чем морозы! Я говорю о становящимся
обыденным явлением ледяных дождях. Что такое ледяной дождь? Когда на высоте двух — трех километров температура воздуха положительна, в облаках образуются дождевые капли. Если же у поверхности земли температура низкая, то они в полете к земле успевают застыть. Но застыть не полностью — в центре такой градинки немного не замерзшей воды. Падая на твердую поверхность, льдинка разбивается, вода из нее вытекает и тут же замерзает. Образуется ледяная корка, достигающая иногда значительной толщины. И под ее тяжестью ломаются ветки, сучья, сгибаются в дугу молодые деревья и кустарники. И далеко не все из них выпрямятся весной. Не все даже выживут!
А морозы… Для большинства деревьев они не опасны. Те могут пострадать лишь в особо сильные холода. Да и касается это прежде всего тех, кто переселен человеком севернее мест обычного своего проживания — яблонь, груш, дубов, ясеней, кленов, орешника. Но тут уж именно люди и должны заботиться о своих питомцах! Как написал в свое время Антуан де Сент-Экзюпери:
«Мы в ответе за тех, кого приручили!»
Кустарнички, травы зимой
Другие растения страдают от неблагоприятных зимних условий меньше. Кустарнички — брусника, черника, толокнянка, вереск — благодаря низкому росту большую часть времени укрыты снегом. Листья брусники и вереска, так же, как иголки хвойных, покрыты пленкой-кутикулой. А черника свои листья сбрасывает осенью. Поверхность же их стеблей защищена пробковым слоем.
Снежный покров надежно укрывает и травянистые растения. Интересно, что однолетников среди них очень немного, большинство — многолетние растения. Почва в лесу промерзает меньше, чем на открытых местах, и это позволяет травам зимовать в более комфортных условиях. Некоторые из лесных травянистых растений даже сохраняют под снегом зеленые листья! Это копытень, грушанка. А их почки находятся у самой земли. У других лесных трав надземная часть отмирает, зимуют же только подземные органы растения — корневища, луковицы, клубни. В них хранится запас питательных веществ, на них сохраняются почки. И от мороза и высыхания такие растения укрыты не только снегом, но также лесной подстилкой и почвой.
Весной, с таянием снега и приходом тепла, почки быстро трогаются в рост. Некоторые из лесных трав — хохлатка, гусиный лук, пролеска — очень быстро цветут, дают семена. И к лету от их надземной части не остается и следа! До следующей весны. Другие — ландыш, медуница, майник — тоже цветут рано. Но их надземные органы отмирают лишь осенью.
Без зимы растения не могут!
Наши лесные обитатели хорошо подготовлены к достаточно суровым условиям. Зима им не страшна. И не только не страшна. Многие из них (не все, конечно) без зимнего покоя и охлаждения не способны нормально жить и развиваться! Почему, например, плоды липы не прорастут, если собрать их осенью и посеять в комнате? То же самое произойдет с семенами лиственницы, клена. Оказывается, для их нормального развития необходимо продолжительное охлаждение во влажном состоянии. Только пережив его, семена прорастают. Разлетевшиеся зимой по лесу, плодики липы прорастут даже не следующей весной, а еще через год. Такое продолжительное охлаждение семян для их успешного прорастания необходимо многим растениям (не только лесным). Процесс этот называют стратификацией. Его успешно применяют лесоводы и садоводы.
Да и почкам деревьев и кустарников, и почкам зимующих под почвой и снегом трав период покоя тоже необходим. Поэтому при всем желании вам не удастся получить «подснежники» к Новому году! Зато к 8 марта — пожалуйста! Выкопайте осенью луковицы пролески сибирской, но сохраните их не дома, например, закопайте в банке с почвой на огороде. За неделю до праздника доставайте заветную баночку, и дома, в тепле очень быстро получите живой букетик! В конце зимы, подготовившись к весне, почки распускаются стремительно.
Так что для лесных растений зима не только не страшна. Многим из них она просто необходима! А для нас с вами? Может быть, уроженцы севера, будучи по каким-то причинам «пересажены» в иные, пусть даже тепличные условия, тоже теряют способность к нормальному развитию?
Не об «олигархах» речь, пусть их…
Конспект занятия «Как растения живут зимой»
Татьяна Ивановна Кузьмович
Конспект занятия «Как растения живут зимой»
Цель: продолжать формировать знания детей о жизни зимнего леса и его обитателях, знакомство с правилами поведения в зимнем лесу.
формирование восприятия природы как сложной экосистемы;
воспитание чуткого, бережного отношения к природе;
развитие умений наблюдать, обобщать и делать выводы из собственных наблюдений.
панорама, украшенная под зимний лес;
Картинки: Береза, Ель, Клест, Лиса, Мышь, Заяц, Волк.
Художественное слово: “Лесные правила”.Н. Рыжова
Ход занятия:Воспитатель предлагает детям отгадать загадку:
Зимушка-Зима приходит к нам в гости каждый год. Если посмотреть в окно, то можно ее увидеть. Если выйти на улицу, можно почувствовать, какая она. Расскажите, какая погода зимой? (снежная, холодная, морозная, дует холодный ветер) Ребята, я вас приглашаю пойти в лес. Взгляните в окно. Какое время года (мнемокартинки зимы) Значит, как мы оденемся? (Дети перечисляют,обобщая: зимняя одежда).
— Удобно ли идти в лес пешком по снегу? Почему? Что можно придумать? (одеть лыжи).
Мы пришли в зимний лес, (ходьба по комнате).
Сколько здесь вокруг чудес! (разводят руками).
Снежинки в небе кружатся (движения «фонарики»).
На землю красиво ложатся. (кружась приседают).
Воспитатель подходит к Березе. Как пусто стало в зимнем лесу! Какая грустная стоит Береза? Я сейчас её украшу, пришью ей листочки. Береза зазеленеет, и все вокруг станет веселым и красивым!
Береза:(воспитатель говорит от имени березы). Ты, что тут делаешь, несмышленыш-ш-ш? (Потягивается со скрипом, зевает.)
Воспитатель. Я не хотела вас будить. Я вам листочки подклеиваю, а то последние проспите!
Береза. Эх, вы! Я свои дела – заботы закончила, пора и отдохнуть. Глядите, какие я кисточки вырастила (Показывает на кисточки, красота! Авось новые березки вырастут! Но это потом! А сейчас дни короткие, света мало. Значит, пора деревьям спать!
Воспитатель. Что же вы всю зиму спите, не едите, не пьете? Как же вы живете?
Береза. Я ни есть, ни пить не хочу! Меня в сон клонит! Зимой так спится – благодать! Зимой мы, деревья, не растем, не цветем (засыпает)
Воспитатель. Эй! Береза!Я хочу спросить: может все-таки лучше, если бы листья остались? Они хоть и сухие, желтые, но с ними дерево гораздо красивее!
БЕРЕЗА. Нет! Зимой нам не до красоты! Мы, деревья, сами сбрасываем листья. Если листья оставить, зимой на ветках вырастут такие сугробы, что не выдержат они, сломаются от тяжести.
Береза. Можно и без ветра. Мы между черешком листа и веткой специально тоненькую перегородку наращиваем, которая ни соки, ни воду не пропускает.
Растет перегородка и отделяет лист от ветки. Как только листу не за что будет держаться, оторвется он и полетит. Упадут листья на землю и корни от мороза укроют. (засыпает)
А на каких еще деревья листья опадают (осина, рябина, черемуха)
Воспитатель: А кто еще не сбрасывает листья
Воспитатель обращаясь к ели. Неужели вы никогда свой наряд не меняете?
Ель. Меняю! Но не сразу, а постепенно. Нам, чтобы полностью переодеться – сменить старые иголки – нужно около 9 лет! Есть правда у меня сестричка- выскочка,та все успевает: и хвою осенью сбросить, и весной одеться новой хвоей, и за лето шишками полными семян обзавестись. Так это оттого, что времени ей на все хватает. А зовут ее как, знаете? (Ответы детей. Лиственница.) А еще мы, Ели зверям и птицам, со своими иголками зимой помогаем выжить.
Воспитатель. Каким таким зверям и птицам? Я думала, в лесу никого нет?
Ель. А вы спрячьтесь, и понаблюдайте, а мне спать пора, зимой так спится – благодать! (Зевая – засыпает.)
Воспитатель: и ель уснула, а мы с вами поиграем, но только тихо не будем забывать «Лесные правила».
Если в лес пришел гулять,
Свежим воздухом дышать,
Бегай, прыгай и играй,
Только, чур, не забывай,
Что в лесу нельзя шуметь,
Даже очень громко петь.
Убегут с лесной опушки.
Ветки деревьев не ломай,
Никогда не забывай
Из рогатки не стреляй,
Ты пришел не убивать!
Здесь не нужно всех ловить,
Топать, хлопать, палкой бить.
Ты в лесу – всего лишь гость,
Здесь хозяин – сосна и лось.
Ведь они нам не враги!
Вокруг себя повернитесь –
И в деревья превратитесь!
Наши ноги – это корни
Наше туловище –ствол
Наши руки – это ветви
Воспитатель: Подул легкий ветерок – зашелестели листья на деревьях (дети шевелят пальчиками). Усилился ветер – затрепетали, закачались веточки (Дети шевелят кистями рук) Совсем испортилась погода, сильный ветер, раскачивает ветви деревьев, гнет их стволы, клонит к земле кроны. (Дети раскачивают руками, наклоняются из стороны в сторону) Но вот ветер утих, выглянуло солнышко. Отдыхают деревья от бури. Пусть деревья станут ребятами.
Клест влетает. Кле-кле-кле! Мы, Клесты-еловики, уж очень Ель уважаем. Тут нам и дом и столовая. Здесь же с нами и дятлы кормятся, и белки, и соболь свою добычу выслеживает. Мыши тоже Ель уважают, здесь же селятся.
Мышь выбегает из-под березы и смеётся. Ой, смешной! Ой, потешный! Ой, я сейчас умру от смеха! Посмотрите, посмотрите, какой у него клюв кривой! Это ты что ли своим клювом все шишки разворошил, ни одной с семенами мне не оставил?
Клест недоумённо. Да, я наверное… Для нас клестов, еловые шишки основная пища в зимнем лесу. Тут мы и птенцов в самые трескучие морозы выводим. Тут и кормимся.
Клест. Ничего я не выдумал, и не соврал нисколечко! Мы Клесты, своих птенцов кашей из еловых шишек кормим. А шишки еловые как раз к зиме и созревают. Вот мы птенцов в феврале и выводим. Строим гнездо в густых еловых ветвях, шерстью, пухом его выстилаем, чтобы птенцам потеплее было. Откладываем в пуховую подстилку яйца, а на них мама-клестиха усаживается, греет-высиживает птенцов как печка, а я весь в трудах,весь в заботах: еловые шишки своим изогнутым клювом шелушу, в кашу превращаю, и весь день маму-клестиху кормлю. А когда птенцы появятся,мне работы прибавляется: тогда я и маму-клестиху кормлю и всех своих сыновей и дочек выкармливаю, пока они сами не научатся шишки шелушить. Ладно, некогда мне тут с тобой разговоры разговаривать, день короткий, полетел я своих кормить …
Мышь. Вот это да! Все так необычно! Клюв изогнутый, птенцы в самый лютый мороз! Не птица, а очевидное-невероятное! А я самая обыкновенная Мышь серая сейчас найду шишку поспелее, и пойду вон под ту березу домой, будем с ней всю ночь зернышки грызть, что с осени. Нам зимой не страшен, ни холод, ни голод а боюсь я только лису, пока вам, до свиданья.
Воспитатель: Ребята а каких зимующих птиц вы знаете?
Воспитатель: Лиса тихо, а то медведя в берлоге разбудишь.
Лиса испуганно, но с достоинством. Пойду я, а то опять меня лису обвинят во всем, крайней оставят!
Пальчиковая игра «Зайчик в лес пошел гулять»
Воспитатель: А ещё есть зверь лесной, он ребята, очень злой.
День и ночь по лесу рыщет,
День и ночь добычу ищет.
Ходит, бродит зверь молчком,
Уши серые торчком… (волк)
— Кто зимой холодной ходит злой, голодный? (волк). Почему? (Еды мало, голодает).
— Какой у него мех? (серый). А летом какой? (тоже серый)
— Почему волк не меняет окраску зимой? (ему не надо ни от кого прятаться)
— Как называется жилище у волка? (логово).
— Почему говорят: «Волка ноги кормят?»
Волк, озираясь и принюхиваясь. У, у, у! Привет, ребята! Лиса такая гладкая, да упитанная? Мы волки, зимой голодные, никого поймать не может. Мы за зайцем бежать, прыг –в снег, и проваливаемся – тяжелые, мы. А зайца уже и след простыл! А так есть хочется! У, у, у (Уходит)
Воспитатель обращает внимание детей на высокое дерево с дуплом.
— Кто знает, что за отверстие наверху? (Дупло).
Кто по елкам ловко скачет,
Вмиг взлетает на сосну?
Кто в дупле шишки прячет,
— Где живут белки?
— Какая шерсть у белки зимой? (серая, густая, защищает от холодов).
— Почему белки хорошо лазают и прыгают по деревьям? (У белки на ногах длинные когти, ими легко цепляется за ветки деревьев; хвост пушистый, большой, помогает прыгать с дерева на дерево).
— Чем питается белка зимой?
Воспитатель: Вот это да! А я думала, зимой все умирает в лесу. А ведь нет! Зимой лес живет, только немного засыпает.
Береза. Ой, кто-то тут у меня зашевелился. А, это насекомые, которые зимуют под моей корой. (Воспитатель показывает насекомых.)
Холодно, чтобы не замерзнуть
Отправляемся в дорожку, в детский сад идти пора.
Одеваем лыжи и домой. (ходьба приставным шагом. Садятся на места)
Воспитатель: Что нового вы узнали, путешествуя по зимнему лесу?
Как живут деревья зимой?
Дети, а вы знаете, какое животное впадает зимой в спячку так же как медведь? (Еж, барсук.)
Ребята, а как живется зайцу зимой? А кому сложнее всего зимой приходится? (Волку.) Почему? Каким зверям зима не страшна? Как они к этому приспособились?
Воспитатель: А я сейчас проверю, знают ли вы деревья, которые растут в лесу! Нужно хлопнуть в ладоши, если дерево растет в нашем лесу, и не хлопать, если не растет:
яблоня, груша, малина, береза,
ель, саксаул, облепиха, мимоза,
вишня, черешня, лимон, сосна,
слива, осина, каштан,
кофе, рябина, платан,
тополь, сосна, каланча.
Воспитатель. Дети, а знаете ли вы птиц, которые не умеют летать и живут там, где постоянно холодно? (Пингвины).
Проводится игра “Пингвин”. Пройти с мячом, зажав его ногами до елки и обратно.
А теперь отгадайте загадки
Без молотка, без топора,
Весной в речку убежит.
Что летом и зимой
Кругом нашего села
Бежит лошадь весела.
кудрява, а не человек.
в зимних рощах обитает,
Не боится он простуды,
С первым снегом прилетает.
Угадайте,что за шапка:
Шапка бегает в бору,
у стволов грызет кору.
Зверька узнали мы с тобой
по двум таким приметам:
он в шубке серенькой зимой,
а в рыжей шубке – летом.
За деревьями, кустами промелькнуло будто пламя.
Промелькнуло, убежало. Нет ни дыма, ни пожара.
Воспитатель: Дети, к нам сегодня в детский сад пришло письмо от наших елей, живущих в лесу.В этом письме к вам просьба: не ставьте живые елки дома на Новый год! Мы хотим жить, а если вы срубите нас мы умрем. Не губите ради праздничной недели половину леса!
И еще одно письмо от птиц. Они просят устроить кормушки на нашей площадке и не забывать подсыпать в них корм.
Воспитатель: сегодня на прогулке мы повесим нашу кормушку и будем подкармливать птиц. Как вы думаете, кто прилетит к кормушке (Ответы детей)
Как мы оденемся на прогулку (ответы детей)Что любят дети зимой делать?
Конспект НОД детей старшего дошкольного возраста «Как наши животные живут зимой» Цели: 1)Закрепить знания о диких животных. Познакомить детей с тем, как дикие животные готовятся к зиме. Рассказать о взаимосвязях растений.
Конспект организованной образовательной деятельности по экологии «Как живут растения и животные?» (подготовительная группа) Конспект организованной образовательной деятельности по экологии «Как живут растения и животные?» (подготовительная группа) Цель: Познакомить.
Конспект занятия для детей подготовительной к школе группы по поисково-познавательной деятельности «Как живут растения?» Пояснительная записка к занятию по поисково-познавательной деятельности «Как живут растения?» Занятие для детей подготовительной к школе.
Конспект занятия для второй младшей группы «Как пьют растения?!» Подготовили и провели Гордеева Ю. В. Серегина О. П Конспект занятия по теме «Как пьют растения!»(Вторая младшая группа). Цель: Развитие.
Конспект занятия по ФЭМП в средней группе «Как растения помогают освоить азы математики» Конспект занятия по ФЭМП в средней группе (занятие проводилось для курсов повышения квалификации). Тема: Как растения помогают освоить азы.
Конспект занятия в средней группе «Как помочь птицам?». Презентация «Чем питаются птицы зимой?» Образовательная деятельность Образовательные области : «Познавательное развитие» «Речевое развитие» Виды деятельности: коммуникативная,.
Работа с семьей в рамках исследовательского проекта «Как живут растения» Работа с семьей: семейное хобби «Мир на окне» Исследовательский проект: «Как живут растения», семья Новиковых, с. Куломзино, Оконешниковский.
Конспект занятия «Домашние животные и как они живут» Цели: Уточнить представления о домашних животных, условиях их жизни, питании, значении животных в жизни человека; Определить признаки домашних.
Что делают растения зимой
Растения зимой
Совершенно безжизненными кажутся нам деревья зимой. А между тем и зимой, в самые трескучие морозы, жизнь не вполне покидает растения. Они в это время лишь отдыхают, накапливают силы, чтобы с наступлением весны сбросить зимние оковы. «То, что мы называем сном природы,— писал С.Покровский,— есть лишь особая форма жизни, полная глубокого смысла и значения». Такая форма жизни растительных организмов называется состоянием покоя.
В состоянии глубокого покоя в зимнее время года у деревьев и кустарников резко заторможен обмен веществ и прекращается видимый рост. Однако это не значит, что в нем полностью остановились все процессы жизнедеятельности. Некоторые из них идут и во время зимнего покоя. Например, крахмал превращается в сахара и жиры, сахара расходуются в ходе дыхания (правда, интенсивность его в 200—400 раз меньше, чем летом. Происходят в это время и процессы роста, только они никак не проявляются внешне. Состояние покоя — период особенно интенсивной деятельности так называемой образовательной ткани, или меристемы, из которой возникают новые клетки и ткани.
Как у вечнозеленых деревьев и кустарников зимой, так и у листопадных закладываются зачатки листьев в вегетативных почках и элементы цветков — в почках цветочных. Без этого предстоящий весной переход растительного организма к активной жизнедеятельности был бы попросту невозможен. Вот почему для большого числа растений, и прежде всего для всех многолетних форм, покой — обязательное условие нормального роста в период вегетации.
Способность погружаться в состояние покоя выработалась у растений в ходе эволюции — это важное приспособление к периодическому наступлению неблагоприятных внешних условий. Это лишний раз подтверждается тем фактом, что деревья и кустарники не только зимой перестают расти, но и летом. Например, в засуху некоторые из них сбрасывают листья и совершенно прекращают рост — точно так же, как и глубокой осенью.
Такой покой получил название вынужденного. В вынужденном покое лесные растения находятся и в самом конце зимы — в это время такое их состояние объясняется только неблагоприятными внешними условиями. Если в январе-феврале срезать в лесу березовую ветку, принести ее в комнату и поставить в воду, то листовые почки вскоре тронутся в рост и дадут побеги. Однако если такую же ветку срезать или принести в теплое помещение в октябре или ноябре, то она не распустится очень долго. В это время растение находится в состоянии так называемого глубокого покоя, которого не может нарушить даже наступление самых благоприятных для роста условий.
Глубокий покой — необходимая фаза развития растений, сменяющая период вегетации. Продолжительность периода покоя у разных деревьев и кустарников различна. Одни растения — бузина, жимолость, крушина, сирень, черная смородина — отличаются коротким периодом покоя; у них глубокий покой в естественных условиях заканчивается уже в октябре. Если выращивать их в оранжерее, то они ведут себя как вечнозеленые растения: почки, которые должны были дать побеги весной будущего года, распускаются уже в ноябре, задолго до того, как растение сбросит старые листья. Возможно, эти растения в прошлом и на самом деле были вечнозелеными.
В процессе эволюции, по мере похолодания климата, деревья приспособились к новым условиям и стали сбрасывать на зиму листья, но сохранили способность проходить период покоя при относительно высокой температуре.
Значительно дольше — до января — продолжается период покоя у березы бородавчатой, боярышника, тополя белого. А самый длительный — у липы мелколистной, клена татарского, ели сибирской, сосны обыкновенной. Зимующие почки липы, например, неспособны прорастать на протяжении почти полугода. У дуба, бука и ясеня почки находятся в покоящемся состоянии всю зиму, вплоть до конца апреля.
Для деревьев и кустарников сигнал к покою
В состояние глубокого покоя деревья и кустарники впадают очень рано — тогда, когда погода, казалось бы, еще позволяет им нормально расти. Например, в Европейской части России многие из них переходят еще в июле-августе. Сигналом к покою служит для них уменьшение длины светового дня. Изменение длины дня воспринимают листья, а в отсутствие их — почки. Когда дни становятся короче, в растениях изменяется соотношение между фитогормонами, стимулирующими и ингибирующими процессы роста. В листьях увеличивается содержание наиболее важного природного ингибитора роста — абсцизовой кислоты, которая тормозит синтез гидролитических ферментов (амилазы, протеиназы и других), необходимых для распускания почек, прорастания семян и других процессов вегетации растений. Из листьев абсцизовая кислота транспортируется в почки и «усыпляет» их.
Возможно, есть и другие ингибиторы, которые при переходе растений в состояние покоя выполняют ту же функцию. Одновременно в тканях растений уменьшается содержание естественных стимуляторов роста, например гиббереллинов.
Некоторые южные деревья и кустарники, если пытаться выращивать их в северных широтах, не приживаются здесь лишь по той причине, что в новых для себя условиях не улавливают вовремя сигнал к погружению в состояние покоя: ведь они привыкли к совсем иной длительности светового дня. Когда же они, наконец, разберутся, что зима на носу, то оказывается уже поздно: ткани, застигнутые морозами в состоянии активного роста, гибнут.
А зная факторы, от которых зависит вступление в состояние покоя, можно добиться, чтобы эти растения перезимовали и на севере. Для этого можно, например, каждый день, еще до наступления сумерек, закрывать их светонепроницаемыми чехлами. Укорачивая таким образом естественный световой день, мы заставим растение своевременно начать подготовку к зиме.
Многие читатели, вероятно, обращали внимание на то, что деревья и кустарники, растущие вблизи уличных фонарей, дольше других не сбрасывают осенью листву. Впервые это заметил в начале нынешнего столетия австрийский физиолог Г. Молиш. Он пытался объяснить это явление особенностями испарения воды листьями. На самом же деле поздний листопад у растений, освещенных фонарями, объясняется именно искусственным продлением светового дня.
На переход в состояние покоя оказывает влияние и температура
Для некоторых видов (преимущественно южного происхождения — ясеня, конского каштана, сирени, вишни) понижение ночных температур является главным сигналом к покою. В естественной обстановке понижение температуры обычно происходит как раз в то время, когда заметно укорачивается световой день.
Неудивительно, что жизненный ритм растений регулируется совместным действием этих двух факторов. Изменение освещенности, воспринимаемое растениями через посредство системы фитогормонов, служит первым стимулом к перестройке физиологических процессов, которая затем завершается под действием температурных сдвигов.
Низкие температуры просто необходимы некоторым деревьям и кустарникам во время покоя: лишь после значительного охлаждения (не менее чем до 0°С на протяжении 3—4 недель) они впоследствии могут нормально возобновить свой рост. Это было известно еще в глубокой древности, например, Плиний в своей «Естественной истории» писал:
Своевременно наступающие холода весьма способствуют укреплению деревьев, которые тогда превосходно развиваются, а в противном случае, если их ласкают австры (теплые южные ветры), истощаются, и особенно в пору цветения.
Это подтверждают и эксперименты. Например, если один и тот же куст черники осенью разделить на две части и одну выращивать всю зиму в теплице, а другую оставить в естественной обстановке, то та половина куста, которая провела зиму, в тепличных условиях, будет летом расти значительно хуже. По этой же причине грушевые и персиковые деревья, постоянно выращиваемые в обогреваемой оранжерее, часто погибают.
В тропиках, казалось бы, идеальном месте, где круглый год тепло, большинство листопадных растений умеренной зоны растет ничуть не лучше, чем у себя дома. И здесь дело опять-таки в том, что «тепличные» условия не позволяют им погрузиться в состояние покоя, необходимое, чтобы накопить силы для бурного развития в сравнительно короткий период вегетации.
Природные антифризы
Растениям, которые укрыты снегом, под его теплой шубой не так уж холодно. Но как противостоят морозам деревья и кустарники зимой, обнаженные ветви которых насквозь пронизывает холод? Почему не гибнут их почки и побеги? Устойчивость к низким температурам создается главным образом благодаря внутренним изменениям в клетках, и прежде всего изменениям их химического состава.
Роль антифриза — вещества, которое снижает температуру замерзания растворов, находящихся в клеточных вакуолях, играют сахара: они накапливаются в клеточном соке во время подготовки растения к зиме. Важную защитную функцию выполняют сахара и в цитоплазме: они предохраняют ее белки от коагуляции (свертывания) при понижении температуры. Чем больше сахаров накопили растения в своих клетках, тем лучше они подготовлены к действию низких температур.
Хорошо известно, что если у плодовых деревьев, например яблонь, плодоношение летом было особенно обильным, то зимой они оказываются менее морозоустойчивыми. В этом случае питательные вещества расходуются в основном на формирование плодов, а про запас сахаров откладывается мало. Неудивительно, что такие деревья легче вымерзают.
Падает морозостойкость весной, когда сахара начинают использоваться в процессах жизнедеятельности, превращаться в другие соединения. Поэтому так опасны весенние заморозки, хотя температура при этом далеко не достигает уровня зимних морозов, которые деревья и кустарники прекрасно перенесли. Но устойчивость к морозам объясняется не только накоплением сахаров тканях. Как показали исследования известного нашего физиолога растений, члена-корреспондента АН И. И. Туманова и его учеников, формирование морозоустойчивости — сложный, ступенчатый процесс.
Закаливание озимых злаков и плодовых деревьев начинается в осенние солнечные дни, когда еще довольно интенсивно идет фотосинтез, а процессы дыхания уже ослаблены. Благодаря этому в тканях и накапливаются сахара и другие защитные вещества, клетки становятся беднее водой. После этого цитоплазма готова к прохождению второй фазы& закаливания, которая проходит при регулярно повторяющихся слабых морозах (от —2 до —5°С). В это время изменяется ультраструктура цитоплазмы, перестраивается ферментный аппарат клеток, в результате чего они приобретают способность переносить значительное понижение температуры. Теперь растению холода не страшны.
Ростки под снегом
В феврале, когда нередки сильные морозы, можно, раскопав снег в широколиственном лесу, обнаружить пробившиеся сквозь опавшую листву бледно-желтые ростки со свернутыми листьями, а иногда и бутонами. Осенью этих ростков здесь не было. Дело в том, что в широколиственном лесу почва зимой не промерзает. Это объясняется наличием в ней большого количества перегноя и глубоким снежным покровом, создающими прекрасную теплоизоляцию. Благодаря этому температура почвы здесь всю зиму остается около 0°С. В такой почве остается незамерзшая влага, доступная для растений.
Что же касается питательных веществ, столь же необходимых для роста, то подснежное развитие растений происходит за счет готовых, отложенных ранее запасов. Например, у медуницы и ветреницы эти запасы находятся в корневищах, у пролески и гусиного лука — в луковицах, у чистяка — в клубнях. Интенсивное использование этих отложенных про запас питательных веществ в процессе дыхания способствует повышению температуры самого растения.
Часто вокруг него даже протаивает снег. Например, в феврале начинают расти под снегом побеги мать-и- мачехи, заложенные еще осенью. Если в это время откопать растение, то можно увидеть, что вокруг него в снежном покрове протаяла крошечная пещерка.
Еще трещат суровые морозы, а под снегом уже начинается весна.