Живое дерево: осень, зима, весна

Глядя на сбросившее листву дерево, многие из нас думают, что жизнь в нем остановилась до следующей весны. Однако не все так просто и однозначно.

Ученые многих стран, изучающие физиологию древесных растений, пока не пришли к единому мнению относительно того, как именно древесный организм реагирует на понижение температуры окружающей среды. При глубокой проработке вопроса возникает множество частных проблем. Вот только один пример — вода. Уж, кажется, что может быть проще!

У многих из нас прочно установился стереотип превращения воды в лед при температуре 0°С. Однако оказывается, что, находясь в стеклянной трубочке с микрокапилляром 0,1 мм, она замерзает при –20°С (Б.С.Чудинов, 1984), а в древесном капилляре такого же диаметра — при более высокой температуре.

Приемлемого объяснения этому факту пока никто не дал. Более того, имеется информация о том, что при определенных условиях обычная вода может оставаться в жидком состоянии (так называемая переохлажденная вода) при температурах вплоть до –70°С (А.В.Веретенников, 1987).

Существуют и другие загадки.

По этим причинам предлагаемая модель живого дерева лиственной породы в период жизнедеятельности осень — зима — весна не может претендовать на бесспорность, но с учетом всей имеющейся на сегодняшний день информации представляется наиболее вероятной.

Процесс подготовки дерева к зиме начинается задолго до ее наступления: считается, что с началом сокращения светового дня и замедлением процесса роста. В конце лета дерево вступает в состояние так называемого внутреннего покоя, при котором в его организме резко снижается интенсивность обмена веществ.

При установлении температуры ниже 10°С, а это чаще всего происходит в августе, дерево переходит в состояние глубокого (органического) покоя, который для большинства видов в средней полосе длится по одним данным до ноября—декабря (Л.И.Сергеев, 1964), по другим — до ноября—января (Лесная энциклопедия, 1986). С наступлением осенних холодов обменные процессы продолжают замедляться, и возможности проводящей системы дерева по доставке влаги и питательных веществ к ветвям (особенно тонким) и листьям уменьшаются. Однако испарение (транспирация) влаги не прекращается, и, для того чтобы уменьшить ее и привести в соответствие со сложившимися транспортными возможностями, дерево сбрасывает листву, таким образом защищая себя от зимнего иссушения.

При многократно повторяющихся перепадах температур, характерных для осени, происходит так называемое закаливание дерева — накопление защитных веществ (растворы сахаров и др.) внутри живых клеток ствола и ветвей, препятствующих образованию в них льда. Но даже у наиболее морозостойких видов не вся вода в тканях остается незамерзающей. Самое главное, чтобы превращение в лед происходило не в живой клетке, а в межклеточном пространстве, что уменьшает опасность механического повреждения протопласта.

В лабораторных условиях чрезвычайно высокой морозоустойчивости дерева удалось добиться при ступенчатом понижении температуры. Так, в одном из опытов И.И.Туманова ветка яблони, помещенная в переносную морозильную камеру с температурой –153°С, весной цвела и даже плодоносила (по А.А.Веретенникову, 1987).

Дальнейшее понижение внешних температур усиливает приток воды в межклеточное пространство, но ее там будет ровно столько, сколько сможет при температуре данного момента закристаллизоваться.

Процессы закаливания и накопления воды в межклеточном пространстве происходят постепенно и в зависимости от характера наступающей зимы могут иметь различную длительность.

С переходом внешних температур в область устойчивых отрицательных значений корнеобитаемый слой почвы постепенно промерзает и количество влаги, поглощаемой корнями, уменьшается. После небольшого переохлаждения при дальнейшем понижении температуры вода начинает замерзать в наиболее крупных капиллярах. Однако процесс кристаллизации сопровождается выделением тепла (при замерзании одного грамма воды выделяется 335 Дж, или 80 кал тепла). Поэтому температура древесины на этом этапе повышается до 0°С и стабилизируется на этом уровне.

Объясняется данное явление тем, что в лед за единицу времени превращается ровно столько воды, сколько необходимо для того, чтобы выделяющаяся при этом теплота компенсировала теплоту, отводящуюся за это же время внешним воздухом. Температура в отдельных точках внутри древесины начнет опускаться ниже 0°С лишь после того, как вся свободная вода здесь замерзнет.

Окончание ►

В.КОРЖ

Украина

«

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

»