Вредные процессы, протекающие в растениях при низких температурах, отличаются большим разнообразием. Растительные клетки часто могут замерзать, а затем оттаивать, оставаясь живыми. Гибель растительны:, тканей от мороза, по Н. Максимову, связана с необратимыми изменениями в протоплазме вследствие потери ею воды от вымораживания.
Микроскопические исследования показали, что в первую очередь замерзает вода, пропитывающая клеточные стенки, с образованием льда главным образом в межклетниках. Разрастающиеся кристаллы льда оттягивают воду, протоплазма все более обезвоживается, а клеточный сок становится все более концентрированным. При этом усиливается действие на протоплазму содержащихся в клетках анионов и катионов, в особенности водородного иона. Кроме того, протоплазма испытывает также сжатие со стороны растущих ледяных кристаллов. Все это способствует необратимому свертыванию коллоидных веществ плазмы и потере ею непроницаемости. Степень повреждения зависит от длительности морозов, быстроты падения температур и оттаивания.
Экспериментально доказано на яблоне при замораживании корней (Поттер) и надземных частей (Хилдрес), что продолжительность действия низких температур оказывает заметное влияние на степень повреждения: размеры отмирания более или менее прямо пропорциональны длительности промораживания. Впрочем, очень низкие температуры могут и за несколько часов вызвать сильные повреждения.
При быстром снижении температуры гибель тканей наступает при температурах на несколько градусов выше, чем при постепенном (Чендлер и Хилдрес). Опасность гибели тканей возрастает также при быстром их оттаивании. Если обратное всасывание воды в обезвоженную замораживанием протоплазму происходит медленно и постепенно, то даже сильная степень обезвоживания может оказаться безвредной. Быстрое же поступление воды действует губительно (Кесслер и Руланд).
До недавнего времени зимние повреждения плодовых растений связывали исключительно с суровостью температур. Так как до сих пор мы еще не обладаем производственно доступными способами повышения в садах зимой температуры воздуха, то казалось, что плодоводы бессильны в определении результатов перезимовки. Большой производственный опыт и научные исследования показали, что в действительности плодовод «не должен ждать милостей от природы», а может активно и часто эффективно влиять на результаты перезимовки растений.
В настоящее время можно считать твердо установленным, что гибель растений в холодное время года часто происходит не только потому, что внешние условия сложились исключительно сурово, а вследствие того, что сами растения оказались недостаточно устойчивыми. Высокая морозостойкость не является свойством, неизменно присущим растениям на протяжении всего года. Летом в облиственном состоянии самые морозостойкие сорта яблони сильно повреждаются при падении температуры всего на несколько градусов ниже нуля. Зимой они без ущерба переносят температуры —30, —40°. Сибирская пихта зимой выдерживает самые сильные морозы, какие только встречаются на земном шаре, а весной молодые побеги могут вымерзнуть уже при —2° (И. Туманов).
Для перенесения неблагоприятных внешних условий холодного времени года у растений выработался ряд приспособлений. Главным из них у листопадных плодовых деревьев является сбрасывание на зиму листьев и приостановка ростовых процессов с переходом в состояние покоя. Для успешной перезимовки растения должны своевременно и полноценно перейти из растущего состояния, во время которого они отличаются малой устойчивостью, в покоящееся, закаленное.
Весной у перезимовавших растений происходит обратная перестройка. Если бы растения и весной и летом оставались в зимнем устойчивом состоянии, они не смогли бы расти и плодоносить. С другой стороны, если бы растения к зиме не переходили из растущего неустойчивого состояния в закаленное (устойчивое), то они не выдержали бы неблагоприятных влияний холодного периода года. В холодное время года в растениях протекают физиологические процессы двоякого рода. Одни из них вредны растениям — они могут повреждать и убивать их. Другие полезны — они защищают растения от губительного действия зимних условий (И. Туманов).
Хорошо подготовившиеся к зиме, успешно прошедшие закалку деревья менее зимостойких плодовых пород могут обладать большей выносливостью к неблагоприятным условиям зимы, чем неподготовившиеся или истощенные деревья пород и сортов, по своей природе более зимостойких. Поэтому итоги перезимовки зависят не только от суровости самой зимы, но и от погодных условий предшествующих лета и осени, соответствия их наследственной основе растений, а также ухода за растениями.
Нуждаются в уточнении и до сих пор широко распространенные представления об устойчивости свойства сравнительной зимостойкости отдельных пород и сортов. Так, груша в целом считается менее зимостойкой, чем яблоня, но более зимостойкой, чем абрикос и персик; сорта северного и северо-восточного происхождения в пределах каждой отдельной породы — более зимостойки, чем южного и западного, и т. д.
Однако действительная картина повреждения плодовых растений в неблагоприятные зимы, как правило, значительно сложнее, с частыми отклонениями от обычных схем и представлений. Весьма убедительные данные о сложности свойства зимостойкости плодовых растений и недопустимости оперировать только средними цифрами приводятся И. В. Мичуриным. Он писал:
«В окрестностях сибирского города Нерчинска, по склонам гор, растет и ежегодно плодоносит одна из разновидностей дикого абрикоса (Prunus sibirica L.), выдерживая до 45° в морозы. Сеянцы этого абрикоса многие рекомендовали как выносливый подвой для культурных сортов абрикоса в наших садах. Между тем, на самом деле, этот нерчинский абрикос у нас сверх ожидания оказался совершенно невыносливым. Четыре раза я получал в значительном количестве косточки этого сорта из Нерчинска, сеял их, но всякий раз сеянцы в первые же два года вымерзали все без остатка, и лишь одно дерево при искусственной защите на зиму мне удалось уберечь до плодоношения, но затем оно все-таки вымерзло… не всегда можно считать самыми выносливыми растения только потому, что они взяты из более холодных стран».
В практике плодоводства накоплено огромное число подобных уклонений. В 1933/34 г. в совхозе «Сад-гигант» Славянского района Краснодарского края погибло много деревьев яблоки сортов Ренет Симиренко и Ренет шампанский, а деревья персика только подмерзли. В зиму 1939/40 г. в средней зоне относительно нежный сорт Осеннее полосатое сохранился значительно лучше, чем отличающиеся, как правило, гораздо лучшей зимостойкостью Антоновка, Коричное, Боровинка и Анис. В зиму 1954/55 г. в Узбекской ССР погибла большая часть деревьев яблони, однако сохранились даже наиболее нежные сорта груши и грецкого ореха и в ряде случаев персика.
Относительная зимостойкость одних и тех же растений в различных районах может претерпевать весьма серьезные изменения. В Красноярске уссурийская слива выдерживает без заметных повреждений даже самые суровые зимы, а канадская обмерзает вследствие неполного вызревания. В засушливом климате Омска, Южного Урала и Северного Казахстана, наоборот, малозасухоустойчивая уссурийская слива страдает от зимних повреждений чаще, чем более засухоустойчивая канадская (Б. Анзин).
Э. Регель отмечает, что сибирская пихта, которая образует обширные леса вблизи сибирского полюса холода, выдерживая морозы до —60°, вымерзает на берегах Рейна в Германии. В 1936 г. П. Шитт привез в Москву дикую черную смородину из Енисейского Заполярья, Она здесь вымерзла. Подобные примеры могут быть приведены для любой плодовой породы.
Все такие, кажущиеся на первый взгляд непонятными, частые колебания в степени сравнительной зимостойкости объясняются тем, что для плодовых деревьев зимовка является суровым испытанием, результаты которого зависят не только от уровня падения температур и наследственных свойств растения, но и от подготовленности к этому времени самого растения.
Следует также отметить, что само понятие зимостойкости требует детализации, так как типы зимних повреждений очень разнообразны. Абрикос, например, имеет древесину, значительно более зимостойкую, чем персик, и дерево абрикоса заходит на север гораздо дальше персика. В то же время плодовые почки абрикоса значительно чувствительнее к условиям перезимовки, чем персика, и вследствие этого промышленное разведение абрикоса нецелесообразно в ряде районов успешной культуры персика.
Древесина вишни сорта Владимирская значительно реже подмерзает в средней зоне, чем сорта Любская. Кусты Владимирской вишни с успехом зимуют во Владимирской, Калининской, Ивановской и других областях. Древесина же Любской вишни нередко подмерзает даже в Московской области. Однако вследствие вымерзания почек Владимирская вишня дает неустойчивые урожаи в Тамбовской, Сталинградской, Ростовской и других более южных областях, где урожаи Любской высоки и устойчивы.
Источник: З.А. Метлицкий. Зимние и весенние повреждения плодовых деревьев. Гос. изд-во с/х литературы. Москва. 1960