Повреждение растений низкими температурами

80 Причины повреждения и гибели раст. При перезимовке.

В настоящее время считают, что наибольшее повреждающее действие на растения зимой оказывают низкие температуры. Это действительно так, и многие растения страдают именно от вымер­зания. Однако наряду с низкой температурой на растения влияют многие другие факторы: резкие колебания температуры, глубина и продолжительность залегания снежного покрова, обеспеченность растений кислородом и содержание углекислого газа под снегом, застаивание воды и образование ледяной корки, иссушение в бес­снежную зиму. Поэтому под зимостойкостью растений понимают устойчивость растений к комплексу неблагоприятных факторов зимнего периода, а ее исследование представляет собой комплек­сную проблему.

Эта проблема очень актуальна для нашей страны с ее конти­нентальным климатом. Причем она важна не только на севере, но нередко на юге, ще растения погибают от снижения темпера­туры и отсутствия снежного покрова. Многие страны с континен­тальным климатом несут от зимних повреждений и гибели растений огромные потери, истинные размеры которых трудно установить. Так, известны средние статистические данные за 1927 — 1932 гг., когда на территории СССР озимая пшеница погибла на 13,4 % площади всех посевов (Туманов, 1940). Подо­бные же данные за 1?63 — 1972 гг. показывают, что погибло20 — 30 % посевов озимых (Моисейчик, 1975). Причиной увели­чения гибели посевов является введение более продуктивных сор­тов, которые, как правило, менее устойчивы к зимним условиям. В отдельные годы (например, в 1939 и 1976 гг.) в нашей стране вымерзли многие плодовые деревья. Подобные примеры гибели растений зимой известны и для других стран. Все это указывает на высокую значимость проблемы зимостойкости, поэтому необ­ходимо проведение исследований в направлении повышения устой­чивости растений к комплексу факторов зимнего периода.

В теплую зиму или при выпадении снега на недостаточно про­мерзшую почву под толстым снеговым покровом наблюдается ги­бель озимых злаков — выпревание. Первоначально причиной гибели растений от выпревания считали недостаток кислорода и избыток углекислого газа, но снег хорошо проницаем для этих газов. Работами И. И. Туманова и А. С. Кружилина было доказано что главной причиной является истощение растений. Под снегом температура держится на уровне 0 °С, а нередко поднимается и выше, свет не проникает, поэтому фотосинтез не происходит. В этих условиях растения интенсивно дышат, вследствие чего в них расходуются запасы питательных веществ, прежде всего Сахаров и белков. Это и приводит к истощению растений и поражению их грибами, которые вызывают заболевания и гибель. В наших условиях широко распространен гриб склеротиния, а в западных регионах — требующий много воды гриб фузариум. Если грибы не поражают растения, то они выживают, но выходят из-под снега ослабленными, а урожай их значительно снижается. Для предотвращения выпревания там, ще оно бывает часто, необходимо избегать ранних сроков посева, с тем чтобы не было сильного нарастания зеленой массы; рекомендуется также приме­нять раннее весеннее боронование и подкормки. При сильном раз­витии зеленой массы осенью возможно ее подкашивание. Вымокание При сильных затяжных дождях осенью или весной и при по­теплении в середине зимы в пониженных местах рельефа проис­ходит накопление воды, которая затопляет растения. Застаивание воды бывает сильнее на тяжелых суглинистых почвах. При этом происходит повреждение и гибель растений. Причиной является недостаток кислорода. Устойчивость зеленых растений к застою воды значительно выше, чем прорастающих семян, поскольку фотосинтезирующие растения выделяют кислород. Более устойчивы также не полностью затопленные растения, так как у них проис­ходит снабжение кислородом за счет его передвижения по меж­клетникам из верхних частей растения. Затопление растений осенью и зимой менее вредно, поскольку температура воды в это время низка. Значительно более вредно затопление растений вес­ной, когда температура воды достигает 10 — 15 °С. При весеннем застое воды перезимовавшие растения, как — правило, погибают. Вымокание озимых может происходить при весеннем разливе рек, коща растения находятся в фазе выхода в трубку и температура достигает 11 — 22 °С, При однодневном затоплении урожай озимой пшеницы снижается на 1/3, двухдневном — на 1/2, шестидневном — на 3/4, а при десятидневном наступает полная гибель растений. При затоцлении растения находятся в анаэробных условиях, поэтому дыхание у них идет по пути гликолиза и брожения с образованием молочной кислоты, спиртов и альдегидов. В этом случае освобождается мало энергии при больших затратах пита­тельных веществ. Образующиеся недоокисленные продукты (спир­ты, альдегиды) вызывают отравление растительного организма. С повышением температуры дыхание усиливается, что еще более ускоряет гибель растений.

В качестве мер борьбы с вымоканием можно рекомендовать дренирование и бороздование полей, а также улучшение структуры почвы.

Выпирание Коща осенью при заморозках происходит попеременное замер­зание и оттаивание воды, озимые растения повреждаются вслед­ствие выпирания. В почве под растениями образуются линзы льда, которые, притягивая к себе воду, увеличиваются в размерах и выталкивают растения. При этом обрываются корни или растение остается на корнях как на ходулях. Выпирание может проявляться и иначе. При небольших морозах, не превышающих -7 °С, вода по капиллярам из незамерзшего слоя поднимается к поверхности почвы, образуя ледяную корку. Снизу она нарастает, при этом формируется мощный ледяной Ъюй. Лед примерзает к корневой шейке или к трубке листьев. Последующие слои льда выталкивают корку выше. Растение поднимается из почвы на высоту корки, как бы повисая над ней (иногда до 12 см). Лед может образоваться и между слоями почвы. В том случае, коща верхний слой почвы толщиной 2,5 — 5 см замерзает, а из глубины почвы по капил­лярам продолжает поступать вода, ледяная прослойка приподни­мает верхний слой почвы с растениями, разрывая корни. Когда при последующем потеплении и таянии льда почва возвращается в первоначальное положение, растения остаются над почвой. Об­наженные корни высыхают при повышении температуры или за­мерзают при заморозках. Распределение и толщина ледяных про­слоек зависят от влажности и структуры почвы, скорости ее замерзания и оттаивания. На торфяных и болотных почвах выпи­рание наблюдается редко. Размеры выпирания зависят и от сопро­тивления корневой системы, прочности примерзания льда к растению. Ранние посевы озимых, обладая хорошо развитой кор­невой системой, меньше страдают от выпирания.

Мерами борьбы с выпиранием являются ранний посев и внесе­ние удобрений, усиливающих развитие корней, а также снегоза­держание, ослабляющее колебания температуры почвы.

Кроме описанного выше активного выпирания существует еще пассивное. Оно проявляется осенью, особенно после дождей, когда посев озимых производится сразу после вспашки в,рыхлую не- осевшую почву. Оседая, почва обнажает узлы кущения и верхнюю часть корневой системы, которые засыхают. Для предотвращения этого необходимо проводить посев спустя 2 — 3 недели после последней обработки. Ледяная корка При замерзании воды на поверхности снежного покрова или почвы поздней осенью, зимой или ранней весной образуется ле­дяная корка, которая бывает двух типов: притертая и висячая. В первом случае она плотно прилегает к почве, а во втором между почвой и коркой остается свободное пространство. Это зависит от микрорельефа участка. Более сильно повреждает растения притер­тая корка. Они вмерзают в лед, сжимаются и сминаются. Ледяная корка создает анаэробные условия, не пропуская кислород из ат­мосферы и углекислый газ, выделяющийся при дыхании растения. При этом происходит отравление растений углекислотой. Для предохранения растений от действия ледяной корки не следует допускать накопления воды в понижениях рельефа (блюд­цах). Образующуюся корку дробят тракторными катками. Весной ускоряют ее таяние присыпкой поверхности поля черным матери­алом (сажей, фосфоритной мукой, золой, торфяной крошкой).

Зимняя засуха Растения могут страдать зимой и от недостатка воды. Погло­щения воды из глубоких слоев замерзшей корневой системой не происходит. Интенсивность транспирации растений зимой значи­тельно ниже, чем летом, но она все-таки есть, особенно в конце зимы, когда стоит ясная солнечная погода и солнце уже сильно пригревает. Происходит постепенное обезвоживание растения, осо­бенно молодых тонких побегов, которые теряют воду раньше круп­ных ветвей и часто погибают. Чаще от зимней засухи страдают деревья и кустарники, не защищенные снегом. Более 100 лет назад исследователь Сибири академик А. С. Миддендорф пришел к вы­воду, что распространение древесных растений на север и в горы в значительной мере ограничено действием зимней засухи. Озимые культуры повреждаются зимней засухой только в тех случаях, коща они не укрыты снеговым покровом. Это наблюдается чаще в степных открытых местах.

Растения в процессе эволюции выработали некоторые приспо­собления против зимней засухи. Многие из них сбрасывают на зиму листья. У вечнозеленых растений устьица на зиму закупо­риваются, защитой служит и толстая кутикула. Почки деревьев зищищены почечными чешуями, а остальная часть деревьев по­крыта пробкой. Мерами борьбы против зимней засухи являются приемы, уско­ряющие осеннее вызревание побегов у древесных растений: фосфорно-калийноё удобрение, создание ветрозащитных полос. Для защиты озимых применяют снегозадержание. В Восточной Сибири плодовым деревьям и кустарникам придают стелющуюся форму.

Пути повышения зимостойкости озимых

Поскольку зимостойкость представляет собой устойчивость к нескольким различным факторам, то причины повреждения и ги­бели растений в разных местах могут быть неодинаковыми. Сле­довательно, прежде чем выбрать приемы повышенця устойчивости или защиты растений, необходимо тщательно проанализировать причины их повреждения и гибели.

Для повышения устойчивости растений к любому повреждаю­щему фактору существует два пути — селекционный и агротехнический.

Первый (селекционный) путь — это выведение новых устой­чивых и приспособленных сортов, более продуктивны^ в небла­гоприятных условиях произрастания. Основой этого пути является получение наследственно измененных растений, т. е. растений с измененным генотипом. Селекционный процесс длителен и сложен, он включает в себя несколько этапов. Вначале производят сбор исходного материала и изучение его свойств — продуктивности, устойчивости и др. Затем получают наследственно измененные формы растений. В классической селекции этого достигали гибри­дизацией, но в последнее время установлена возможность измене­ния генотипа растений действием различных мутагенов — химических или физических (преимущественно действием различ­ных форм радиации). Полученные наследственно измененные рас­тения (гибриды или мутанты) размножают, из них многократно отбирают лучшие экземпляры, из которых формируют сорт.

Селекция на морозоустойчивость и зимостойкость — традици­онное направление в нашей стране, она проводилась издавна, сна­чала методами народной селекции, позднее в научных учреждениях. Она продолжается и в настоящее время во многих институтах и на опытных станциях. В частности, широко известны сорта пшеницы краснодарской селекции (Безостая 1, выведенная селекционером П. П. Лукьяненко), сорта Мироновского селекци­онного института (Мироновская 808 и др.), а также сорта одесской, саратовской селекции.

Необходимо отметить и успехи селекции на морозоустойчивость и зимостойкость плодовых культур. В европейской части России основы этой работы были заложены И. В. Мичуриным, значительно обогатившим наше плодоводство. В Сибири (Барнауле) селекцией плодовых в течение многих лет занимался М. А. Лисавенко, ко­торый стал основателем научно-исследовательского института са­доводства Сибири, носящего в настоящее время его имя.

Агротехнический путь — создание ненаследственно (фенотипи- чески) измененных растений, что достигается изменением условий выращивания. Известна общая биологическая закономерность — лю­бой живой организм, находящийся в лучших условиях существования и полностью обеспеченный всеми факторами жизни, будет наиболее устойчивым и продуктивным. Конечно, в естественных условиях не все факторы поддаются регуляции, но многие из них (водный режим, питание, некоторые свойства почвы) можно регулировать. Это до­стигается созданием оптимальных условий выращивания — выпол­нением всех требований передовой агротехники: своевременной и высококачественной обработкой почвы, досевов, уходом за растени­ями. Применение необходимых агротехнических приемов является предпосылкой выращивания крепких здоровых растений, устойчивых и продуктивных одновременно,

В тех случаях, когда в одной местности резко выражена опре­деленная причина повреждения и гибели растений при перезимовке (выпревание, ледяная корка, зимняя засуха), необходимо исполь­зование специфических агроприемов для защиты растений именно от этих видов повреждения. Некоторые, наиболее важные из них, были описаны при анализе повреждающих явлений.

Источник