რატომ არის გაზაფხულის ყინვა ზოგჯერ უფრო საშიში, ვიდრე ზამთრის სიცივე? – რატომ არ იყინება კაკალი ზამთარში ძლიერი ყინვის დროს? ბუნებრივი მექანიზმი, რომელიც ხეს სიცივისგან იცავს

ზამთარში, როდესაც ტემპერატურა ნულს ქვემოთ ეცემა და ზოგჯერ ძლიერი ყინვაც დგება, კაკლის ხე ხშირად აგრძელებს სიცოცხლისუნარიანობის შენარჩუნებას. მიუხედავად იმისა, რომ მისი ტოტები, კვირტები და ფესვები დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშაა, ხე ჩვეულებრივ არ იყინება ისე, როგორც წყალი ან სხვა მცენარეული ქსოვილები, რომლებიც სიცივის მიმართ ნაკლებად გამძლეა.

ამის მიზეზი ბუნების მიერ ჩამოყალიბებული რთული ფიზიოლოგიური ადაპტაციაა. კაკლის ხე ზამთრისთვის წინასწარ ემზადება: იცვლება მისი უჯრედების მეტაბოლიზმი, წყლის განაწილება, უჯრედის წვენის შემადგენლობა და ზრდის აქტივობა. სწორედ ეს პროცესები ეხმარება მას ყინვის გადატანაში.

კაკლის ხის ზამთრის მოსვენების პერიოდი

კაკალი ფოთოლმცვენი ხეა. შემოდგომაზე, როდესაც დღეები მოკლდება და ტემპერატურა თანდათან იკლებს, ხე იწყებს ზამთრისთვის მომზადებას. ეს პროცესი ცნობილია როგორც ცივთან შეგუება.

ამ პერიოდში:

• ფოთლები ყვითლდება და ცვივა;

• მცირდება ზრდის აქტივობა;

• კვირტები გადადის მოსვენების მდგომარეობაში;

• უჯრედებში იცვლება წყლისა და ნახშირწყლების თანაფარდობა;

• იზრდება ქსოვილების წინააღმდეგობა დაბალი ტემპერატურის მიმართ.

მნიშვნელოვანია, რომ კაკლის ხე სიცივეს მხოლოდ იმიტომ არ უძლებს, რომ ზამთარში ზრდას წყვეტს. მისი უჯრედები აქტიურად იცვლის ფიზიოლოგიურ მდგომარეობას, რათა ყინვისგან გამოწვეული დაზიანება შეამციროს.

როგორ იცავს თავს კაკლის უჯრედები გაყინვისგან?

მცენარის უჯრედებში წყალია, რომელიც დაბალ ტემპერატურაზე შეიძლება გაიყინოს. ყინულის წარმოქმნა განსაკუთრებით საშიშია მაშინ, როდესაც კრისტალები უშუალოდ უჯრედის შიგნით წარმოიქმნება. მათ შეუძლიათ დააზიანონ უჯრედის მემბრანა და სხვა სტრუქტურები.

კაკლის ხეს აქვს დამცავი მექანიზმი: სიცივის შეგუების პროცესში ის ხელს უწყობს ყინულის წარმოქმნას უჯრედებს შორის არსებულ სივრცეებში და ამცირებს უჯრედის შიგნით ყინულის წარმოქმნის ალბათობას.

ამ დროს უჯრედებიდან წყლის ნაწილი გარეთ გადაადგილდება. შედეგად, უჯრედის შიგნით თავისუფალი წყლის რაოდენობა მცირდება და მისი სტრუქტურები უკეთ იტანს დაბალ ტემპერატურას.

ეს არ ნიშნავს, რომ ხეში წყალი საერთოდ არ იყინება. გარკვეულ ქსოვილებში ყინულის წარმოქმნა შესაძლებელია, თუმცა მცენარის დამცავი მექანიზმები უჯრედების დაზიანების რისკს ამცირებს.

შაქარი — კაკლის ბუნებრივი ანტიფრიზი

კაკლის ზამთრის გამძლეობაში განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ხსნად შაქრებს, განსაკუთრებით საქაროზას, გლუკოზასა და ფრუქტოზას.

შემოდგომისა და ზამთრის პერიოდში ხე სახამებლის ნაწილს ხსნად შაქრებად გარდაქმნის. ეს ნივთიერებები რამდენიმე მიმართულებით ეხმარება მცენარეს:

• ხელს უწყობს უჯრედებში წყლის ბალანსის რეგულირებას;

• მონაწილეობს უჯრედული მემბრანების სტაბილიზაციაში;

• ამცირებს გაყინვით გამოწვეული გაუწყლოების შედეგებს;

• უზრუნველყოფს ენერგიის მარაგს ზამთრისა და გაზაფხულის გარდამავალი პერიოდისთვის.

ამიტომ შაქრებს ზოგჯერ მცენარის ბუნებრივ ანტიფრიზსაც უწოდებენ. თუმცა ეს შედარებაა და არა პირდაპირი ანალოგია: შაქარი წყალს სრულად არ უშლის გაყინვას, არამედ მცენარის უჯრედებს დაბალი ტემპერატურის ზემოქმედების ატანაში ეხმარება.

კაკლის ხეზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ქსოვილების ყინვაგამძლეობა იზრდება მაშინ, როდესაც მცირდება მათი წყლის შემცველობა და იმატებს ხსნადი ნახშირწყლების რაოდენობა.

რატომ არ ზიანდება ყველა ტოტი ერთნაირად?

კაკლის ხის ყველა ნაწილი ერთნაირად გამძლე არ არის. კვლევების მიხედვით, ზამთარში განსხვავდება კვირტების, ქერქის, მერქნისა და ფესვების სიცივისადმი მგრძნობელობა.

კვირტები ხშირად უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე ქერქი. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გაზაფხულზე, როდესაც კვირტები მოსვენების მდგომარეობიდან გამოდის და ზრდას იწყებს.

კაკლის ხის გამძლეობაზე გავლენას ახდენს:

• ჯიში და მისი გენეტიკური თავისებურებები;

• ხის ასაკი და საერთო მდგომარეობა;

• შემოდგომის ამინდი;

• ტემპერატურის კლების სისწრაფე;

• ნიადაგის ტენიანობა;

• ზამთრის განმავლობაში ტემპერატურის მერყეობა.

თუ ტემპერატურა თანდათან იკლებს, ხეს სიცივესთან შეგუებისთვის მეტი დრო აქვს. საპირისპიროდ, შემოდგომაზე მოულოდნელმა ძლიერმა ყინვამ შეიძლება დააზიანოს ხე, რომელიც ჯერ სრულად არ არის შესული მოსვენების მდგომარეობაში.

რამდენ გრადუს ყინვას უძლებს კაკლის ხე?

კაკლის ყინვაგამძლეობა დამოკიდებულია იმაზე, წლის რომელ პერიოდშია ხე, რომელი ორგანოა განსახილველი და რამდენად არის შეგუებული სიცივეს.

ზამთრის შუა პერიოდში სრულად მოსვენებული ხე გაცილებით გამძლეა, ვიდრე შემოდგომაზე, როდესაც ფოთლები ახლახან დაცვივდა, ან გაზაფხულზე, როდესაც კვირტები იშლება.

სამეცნიერო ლიტერატურაში მოყვანილი მონაცემების მიხედვით, ზამთრის შუა პერიოდში კაკლის კვირტებს ზოგიერთ პირობებში დაახლოებით −18°C-ის, მერქანს კი დაახლოებით −23°C-ის, ხოლო ქერქს დაახლოებით −31°C-ის ტემპერატურის ატანა შეუძლია. ეს მაჩვენებლები საორიენტაციოა და არა ყველა ჯიშისა და გარემოსთვის გარანტირებული ზღვარი.

განსაკუთრებით საყურადღებოა გაზაფხულის პერიოდი: როდესაც ხე მოსვენებიდან გამოდის, მისი ყინვაგამძლეობა სწრაფად მცირდება. ამიტომ შედარებით მცირე ყინვამაც შეიძლება დააზიანოს ახლად გაშლილი კვირტები, ყვავილები და ახალგაზრდა ყლორტები.

რატომ არის გაზაფხულის ყინვა ზოგჯერ უფრო საშიში, ვიდრე ზამთრის სიცივე?

ერთი შეხედვით უცნაურია, მაგრამ კაკლის ხისთვის გაზაფხულის ყინვა ზოგჯერ უფრო სახიფათოა, ვიდრე ზამთრის ძლიერი სიცივე.

ამის მიზეზი მცენარის ფიზიოლოგიური მდგომარეობის ცვლილებაა.

ზამთრის განმავლობაში კაკალი მოსვენების მდგომარეობაშია და მისი ქსოვილები სიცივესთან შეგუებულია. გაზაფხულზე კი ტემპერატურის მატება იწვევს ფიზიოლოგიური პროცესების გააქტიურებას. იწყება წყლის გადაადგილება, კვირტების განვითარება და ახალი ქსოვილების ფორმირება.

ამ დროს ხე თანდათან კარგავს ზამთარში შეძენილ ყინვაგამძლეობას.

თუ თბილ დღეებს მოულოდნელად ძლიერი ყინვა მოჰყვება, შესაძლოა დაზიანდეს:

• ახლად გაშლილი კვირტები;

• ყვავილები;

• ახალგაზრდა ყლორტები;

• მომავალი მოსავლისთვის მნიშვნელოვანი მცენარეული სტრუქტურები.

სწორედ ამიტომ კაკლის მოსავლის შემცირების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მიზეზი შეიძლება გაზაფხულის გვიანი ყინვა იყოს.

 

როგორ დავიცვათ კაკლის ხე ძლიერი ყინვისგან?

კაკლის ხე ბუნებრივად არის შეგუებული სეზონურ ცვლილებებს, თუმცა ახალგაზრდა და ახლად დარგული ნერგები განსაკუთრებულ ყურადღებას საჭიროებს.

მებაღეებს შეუძლიათ გაითვალისწინონ რამდენიმე პრაქტიკული რეკომენდაცია:

1. შეარჩიონ ადგილობრივი კლიმატისთვის შესაფერისი ჯიში — ჯიშის ყინვაგამძლეობა მნიშვნელოვანი ფაქტორია.

2. მოერიდონ შემოდგომაზე აზოტოვანი სასუქის ჭარბ გამოყენებას — ამან შესაძლოა ზრდის დასრულება და ზამთრისთვის მომზადება შეაფერხოს.

3. აკონტროლონ ნიადაგის ტენიანობა — ხანგრძლივი გვალვა ხის მდგომარეობაზე უარყოფითად მოქმედებს.

4. განსაკუთრებული ყურადღება მიაქციონ ახალგაზრდა ნერგებს — მათი ღეროსა და ფესვთა სისტემის დაცვა მნიშვნელოვანია.

5. არ იჩქარონ მოყინული ტოტების გასხვლა — დაზიანების მასშტაბი ხშირად მხოლოდ გაზაფხულზე, ახალი ზრდის დაწყების შემდეგ ხდება ნათელი.

დასკვნა — ბუნების დაცვის მექანიზმი

კაკლის ხის ზამთრის გამძლეობა შემთხვევითი მოვლენა არ არის. ეს არის ხანგრძლივი ევოლუციური ადაპტაციის შედეგი, რომელიც მოიცავს მოსვენების მდგომარეობაში გადასვლას, უჯრედებში წყლის შემცველობის რეგულირებას, ხსნადი შაქრების დაგროვებასა და უჯრედული სტრუქტურების დაცვას.

მთავარი საიდუმლო ის კი არ არის, რომ კაკლის ხეში წყალი საერთოდ არ იყინება, არამედ ის, რომ მცენარე ზამთრისთვის ისე ემზადება, რომ ყინულის წარმოქმნამ მისი ცოცხალი უჯრედები ნაკლებად დააზიანოს.

ეს კიდევ ერთი მაგალითია იმისა, თუ რამდენად რთული და დახვეწილია მცენარეთა ბუნებრივი დამცავი მექანიზმები.

წყაროები

1. Charrier G. et al. Frost hardiness in walnut trees (Juglans regia L.): how to link physiology and modelling? PubMed

2. Charrier G. et al. Dynamic Modeling of Carbon Metabolism During the Dormant Period Accurately Predicts the Changes in Frost Hardiness in Walnut Trees. Frontiers in Plant Science

3. Améglio T. et al. Adaptation to Cold Temperature and Response to Freezing in Walnut Tree. Acta Horticulturae

4. University of California. Freezing and Frost Damage to Walnut. UC IPM

5. Oregon State University. Growing Walnuts in Oregon. OSU Extension