Под зимостойкостью растений понимают способность их переносить комплекс неблагоприятных условий зимнего и ранневесеннего периодов.
В зависимости от вида и силы действующего фактора у растений наблюдаются такие повреждения как выпревание, вымокание, выпирание, гибель под ледяной коркой, зимнее иссушение побегов, гибель побегов плодовых и ягодных растений, повреждения, вызванные гололедом (поломка веток, стеблей, побегов).
Выпревание встречается в местах с мощным снежным покровом в теплые зимы и когда снег ложится на незамерзшую или слабо промерзшую почву. Корневая система растений и нижняя часть стволов находятся под снегом при температуре около 0°С в сильно увлажненной среде и интенсивно дышит. В ходе дыхания расходуются сахара и другие запасы питательных веществ, и к весне растения становятся физиологически ослабленными. Они могут в дальнейшем погибнуть от истощения, весенних заморозков и болезней.
Выпревание часто встречается у озимых полевых культур. У сеянцев древесных пород в годы с мягкими снежными зимами нередко наблюдается выпревание коры и камбия на стволиках и скелетных ветвях до 20-30 см от уровня почвы. Выпревание встречается у плодовых культур: груши, сливы, вишни, облепихи, абрикоса. Кроме истощения в ходе длительно продолжающегося дыхания, растения могут повреждаться в результате развития анаэробных процессов. В мягкие теплые зимы, если почва не замерзшая, корневая система деревьев продолжает нагнетать воду, нижняя часть ствола переполняется водой и начинает испытывать недостаток кислорода. В результате этого развиваются процессы брожения и в тканях накапливаются токсические продукты брожения, отравляющие живые клетки.
Вымокание — повреждение зимующих растений в ранневесенний период от застоя талой воды на поверхности почвы. Эти повреждения наблюдаются чаще всего в замкнутых впадинах на тяжелых и бесструктурных почвах. Основная причина гибели растений — недостаток кислорода и нарушение аэробного дыхания. В клетках накапливаются ядовитые продукты анаэробных процессов (спирт, альдегиды), которые могут приводить к гибели растений.
Выпирание приводит к гибели растений на почвах с тяжелым механическим составом (суглинки, глины). Прослойки льда в такой почве приподнимают верхние слои почвы и вызывают обрыв корневых систем. После оттаивания почва оседает. Частично поврежденная и оголенная корневая система на солнце и ветру быстро высыхает и растения погибают. От выпирания страдают посевы озимых, многолетних трав, некоторых технических культур и земляники, сеянцы древесных культур в питомниках.
Гибель под ледяной коркой. Ледяная корка — это слой льда на поверхности почвы или снежного покрова, который образуется под влиянием солнечной радиации, глубоких оттепелей, сменяющихся морозами, жидких осадков, осевшего тумана в холодный период года. Ледяная корка может быть причиной повреждения или гибели озимых культур, многолетних трав и других зимующих растений. Различают притёртые ледяные корки — слой льда на поверхности почвы и висячие (насты) — слой льда на поверхности снежного покрова. При выпадении нового снега на поверхности наста образуется новый слой и таких слоев может быть 3-4. Такая ледяная корка обычно не приводит к гибели растений.
Наиболее опасна для растений притёртая ледяная корка, достигающая толщины 15-20 см и которая может окутывать все растение. Зимующие растения вмерзают в лёд и гибнут от действия низких температур и ухудшения газообмена. Образование льда вокруг узла кущения приводит к механическому повреждению растений. Притертая ледяная корка бывает сплошная или местами. Степень повреждения озимых культур зависит от толщины ледяной корки и продолжительности её сохранения.
Гибель озимой пшеницы в зависимости от толщины ледяной корки, см (по 3. Г. Ракитиной)
| Средняя толщина ледяной корки продолжительностью залегания 40 дней и более | Гибель озимой пшеницы, % |
| 1,1-1,5 | 11-12 |
| 1,6-2,0 | 13-18 |
| 2,1-2,5 | 19-24 |
| 2,6-3,0 | 25-30 |
| 3,1-3,5 | 31-37 |
| 3,6-1,0 | 38-45 |
| 4,1-4,5 | 46-54 |
| 4,6-5,0 | 55-64 |
| Более 5,0 | Более 64 |
Зимняя засуха. У деревьев наземные органы могут испытывать зимой иссушающее влияние ветров, в результате которого в тканях создается значительный водный дефицит. Даже у листопадных деревьев с поверхности ствола и ветвей зимой испаряется значительное количество воды через чечевички и листовые рубцы. Поступление воды в корни прекращается уже при температуре почвы 0°С, поэтому при сильных продолжительных ветрах и при нагревании солнечными лучами побеги могут терять к концу зимы до 50 % запасов воды. Это может приводить к засыханию ветвей.
Начало весны в Центрально-Черноземном регионе обычно солнечное, характеризуется резкими суточными колебаниями температуры. Молодые стволы и особенно не опробковевшие сучья и ветви деревьев нагреваются и оттаивают днем на солнечной стороне, а ночью снова замерзают. Части растений, нагретые в это время, утрачивают морозоустойчивость. Эти обстоятельства являются и причиной зимних ожогов деревьев и кустарников.
Большое значение для успешной зимовки древесных растений имеют минеральное питание, время окончания роста осенью, степень поражения болезнями и вредителями, а также их наследственные свойства.