Mróz, przymrozek/przymrozki a stres i uszkodzenia w uprawach sadowniczych

Zdążyliśmy się już przyzwyczaić do występowania dużych kilkudniowych mrozów na początku roku (styczeń, luty) przy znikomej okrywie śnieżnej lub jej braku oraz „bankowych” majowych przymrozków na tzw. „zimnych ogrodników”. Szczególnie w tym okresie pogoda bywa kapryśna i może się tak zdarzyć, że śnieg i mróz może niespodziewanie wrócić do sadu, jak miało to miejsce w roku 2017 (Fot. 1).

Fot. 1 - Powrót zimy - kwiecień 2017 rok

Początek 2021 roku (18-19 stycznia) przyniósł w centralnych rejonach kraju silny mróz, utrzymujący się przez kilka godzin (np. nawet do ok. – 30°C w gminie Biała Rawska). Kolejne mrozy (< - 15°C) odnotowano ponownie w połowie lutego, w dniach: 16-22.02.202. Przypomnę, że na jesieni 2020 przeważała pogoda deszczowa w dzień i raczej z dodatnimi temperaturami i dlatego wiele gatunków roślin sadowniczych nie weszło w spoczynek właściwy (zimowy) i nie zahartowało się na zimę. 

Prawidłowe przejście w stan spoczynku właściwego roślin jest indukowane przez stopniowe obniżanie się temperatury w nocy  późną jesienią (ziarnkowe – większość odmian jabłoni i gruszy) oraz skracanie fotoperiodu (długości dnia). Inne rośliny (pestkowe – śliwa, wiśnia czy jagodowe np. malina) reagują na obydwa te czynniki. Normalnie w odpowiedzi na sygnał niskiej temperatury pojawia się u roślin „syndrom” jesieni, a więc: wstrzymanie wzrostu, starzenie się i opadanie liści oraz przygotowanie do spoczynku zimowego. Spoczynek właściwy kończy się wiosną wraz z fazami nabrzmiewania czy pękania pąków (BBCH 01-08) w przypadku znacznej poprawy pogody, ocieplenia.

Podczas jego trwania na poziomie komórek i tkanek roślinnych zachodzą skomplikowane procesy:
- cytoplazma komórkowa zagęszcza się, ma strukturę włóknistą, jest grubsza przy ścianach komórkowych;
- ściany komórkowe i cytoplazma są bardziej przepuszczalne;
- roztwory komórkowe nie zamarzają  w temperaturze <0°C (uzyskanie mrozoodporności nawet do kilkunastu stopni na minusie);
- tkanki ulegają odwodnieniu i gromadzą cukry i białka przeciwdziałające zamarzaniu (AFP).

Podczas zamarzania kryształki lodu przemieszczają się z komórki do przestrzeni międzykomórkowej nie uszkadzając przy tym organelli komórkowych. Jeżeli zaistnieją warunki, kiedy temperatura zaczyna spadać powoli, to takie rośliny są w stanie przeżyć silny mróz dzięki wcześniej opisanym zmianom w tkankach i tworzących je komórkach roślinnych. 

W przypadku, kiedy rośliny nie są przygotowane następuje uszkodzenie komórek lub całych tkanek pod wpływem niskich temperatur poniżej tzw. poziomu krytycznego. W takich warunkach dochodzi do przemarznięcia, czyli procesu krystalizacji wody w przestrzeniach międzykomórkowych, komórkach/tkankach organów roślinnych. Zazwyczaj temperatura obniża się z szybkością 1-3°C na godzinę i prowadzi to do powstawania kryształków lodu, które częściowo uszkadzają lub niszczą organy roślinne.

Występuje tzw. stres desykacji mrozowej – wysuszenie przez mróz. Dalsze spadki temperatur poniżej krystalizacji roztworu cytoplazmy prowadzi do drugiej fazy tworzenia się kryształków lodu. Pojawienie się znacznej ilości lodu w cytoplazmie zawsze prowadzi do śmierci komórek/tkanek. Zjawisko takie zachodzi w tkankach organów niezahartowanych przez okresowe spadki temperatur późnym latem/późną wiosną, a także, gdy temperatura otoczenia obniża się bardzo szybko. W tym momencie tkanki roślinne utraciły odporność na mróz już pod koniec okresu zimowego,  a drzewa w okresie przedwiośnia mogą po prostu pękać. Dla przykładu z taką sytuacją w sadach mieliśmy do czynienia w roku 1987. Stopień przechłodzenia wody określa tzw. temperatura letalna, która dla większości gatunków roślin sadowniczych waha się od – 2°C do – 8°C (np. jabłoń, – 4°C). Stopień uszkodzeń zależy głównie od temperatury powietrza i od fazy rozwojowej rośliny (Tab. 1).

 

Faza rozwojowa	Temperatura letalna °C		Uszkodzony organ
	10% uszkodzeń	90% uszkodzeń
Nabrzmiewanie pąków (BBCH 01-06)	-11,9	-17,6	pąki kwiatowe i liściowe
Ukazywanie się pierwszych liści (BBCH 09-11)	-7,5	-15,7	pąki kwiatowe i liściowe
Pękanie paków kwiatowych (BBCH 53)	-5,6	-11,7	pąki kwiatowe
Zielony pąk (BBCH 56)	-3,9	-7,9	pąki kwiatowe
Różowy pąk (BBCH 57)	-2,7	-4,6	pąki kwiatowe
Początek kwitnienia (BBCH 60-62)	-2,3	-3,9	kwiaty
Pełnia kwitnienia (BBCH 65-66)	-2,9	-4,7	kwiaty
Rozwój zawiązków (do 20 mm) (BBCH 71-72)	-2,3	-3,3	zawiązki

Tab. 1 – Tolerancja różnych organów na mróz i przymrozki w zależności od faz rozwojowych na przykładzie jabłoni (wg A. Basak).

Mróz czy przymrozek wywołuje u roślin dodatkowy stres oksydacyjny (utleniający), podczas którego produkowane są w roślinach toksyczne substancje tlenowe dodatkowo wyniszczające komórki roślinne. W tym miejscu należy wspomnieć także o różnej wrażliwości roślin na mróz w zależności od danej odmiany (Tab. 2).

 

Wytrzymałość na mróz
mała	średnia	duża
‘RED DELICIOUS‘ i sporty	‘LIGOL‘ i sporty	ALWA‘
‘GOLDEN DELICIOUS‘ i sporty	‘GLOSTER‘	‘DELIKATES‘
‘SAMPION‘ i sporty		‘PIROS‘
‘GALA‘ i sporty		‘CORTLAND‘
‘JONAGOLD’ i sporty		‘LOBO‘
‘ELSTAR‘		‘PAULARED‘
		‘EMPIRE‘
		‘PINOVA‘

                          Tab. 2 – Wytrzymałość różnych odmian jabłoni na mróz