🌿 Що дізнаємось у цьому уроці
- Чому морозостійкість будується лише через дві фази загартовування підряд
- Як ступінчасте загартовування піднімає стійкість лози до −35, −40°
- Чому швидкість замерзання вирішує, виживе клітина чи загине
- Чим позаклітинний лід відрізняється від внутрішньоклітинного
- Чому небезпечним буває не лише мороз, а й швидке відтавання
📖 Словничок
- Друга фаза загартовування це загартовування при від’ємних температурах, оптимум −3, −6°, з середини грудня
- Ступінчасте загартовування це поступове зниження температури, що дає максимальну стійкість
- Швидкість заморожування це темп зниження температури, від якого залежить, де утвориться лід
- Позаклітинний лід це лід у міжклітинниках, безпечний для клітини
- Внутрішньоклітинний лід це лід усередині клітини, згубний для неї
- Переохолодження це стан води нижче точки замерзання без утворення кристалів
- Швидкість відтавання це темп розмерзання тканин, важливий для їх виживання
У п’ятнадцятому уроці ми в загальних рисах побачили дві фази загартовування. Тепер зазирнемо глибше, у роботи Погосяна, і зрозуміємо, чому те саме мінус десять може бути для лози або рятівним загартовуванням, або смертельним ударом.
Перша фаза готує ґрунт для другої
Морозостійкість розвивається успішно лише тоді, коли лоза послідовно проходить першу і другу фази загартовування. Одна без одної вони не працюють. Перша фаза на півдні йде з першої декади листопада до середини грудня при градієнті 0 – 2°, а з від’ємних температур найкраще діє −1, −3°. У цей час іде інтенсивний гідроліз крохмалю і накопичення цукрів. Проте сама по собі перша фаза піднімає стійкість лише до −14, −16°: «цукровий» захист працює приблизно до −16, −17°, а нижче клітину рятують інші процеси. Справжню стелю дає друга фаза, бо до захисних речовин додається інший фізичний стан протопласта.
Ступінчасте загартовування піднімає стелю стійкості
Друга фаза загартовування розгортається з середини грудня при оптимальних −3, −6°. Але справжнє диво робить ступінчасте загартовування, тобто повільне зниження температури протягом 20 – 25 днів. Воно піднімає стійкість набагато вище за природну:
Межа стійкості після ступінчастого загартовування
Важливий ступінь загартовування це дія температури −5° протягом понад двох діб. Різкий спад одразу до −17, −20° може зірвати процес у слабких сортів.
Для слабких форм режим другої фази при ступінчастому загартовуванні розтягується від −3 до −20°, а для морозостійких від −6 до −30°. Суттєве значення має послідовне зниження в діапазоні −2, −11° протягом 10 – 15 днів: тут разом із гідролізом крохмалю поволі йдуть структурні зміни протопласта, і квапитися не можна.
⚡ Цікавий факт
Після тривалої другої фази в пагонах винограду міститься 9 – 10 форм цукрів, з’являються рафіноза й стахіоза. Але глибше за −16, −17° стійкість тримають уже водоутримуюча сила й перебудова протопласта.
Швидкість замерзання вирішує все
Головна небезпека морозу це лід усередині клітини. При повільному замерзанні (3 – 4° за хвилину) вода замерзає при −4, −6°, і кристали утворюються в міжклітинниках, тобто позаклітинний лід. Клітина встигає віддати воду назовні й виживає. При швидкому замерзанні (30 – 50° за хвилину) вода не встигає вийти, замерзає при −11, −12° прямо в клітині, і внутрішньоклітинний лід її вбиває. Тому стійкість лози це здатність вчасно вивести воду в міжклітинники.
Вода відтікає в міжклітинники, лід утворюється поза клітиною. Клітина зневоднюється, але виживає. Так буває в природі.
Вода не встигає вийти, лід утворюється всередині клітини. Це майже завжди її загибель.
Різниця вся в часі переохолодження. При повільному замерзанні сік лишається переохолодженим 60 – 100 секунд, при швидкому лише 3 – 8 секунд. Тобто при повільному охолодженні вода лишається рідкою у 15 – 20 разів довше й встигає відтекти назовні (точка замерзання соку в зимуючих тканинах становить −1,9, −2,6°).
Захищає й попереднє підмерзання: коротке заморожування при −5 і −10° (по годині) трохи зневоднює клітину, і потім морозостійкі види витримують уже −23, −28°, а слабкі −17, −18°. Загалом морозостійкі види (амурський виноград) стійкі до швидкого замерзання, а слабкі гинуть уже при −14°. Головне тут це швидкість заморожування: чим вона нижча, тим більше води встигає піти в міжклітинники.
Незамерзла вода і водоутримуюча сила
Морозостійкість винограду тримається на водоутримуючій силі тканин. Що більше води клітина утримує живою структурою протопласта, то менше її йде в позаклітинний лід і то менше клітина зневоднюється до небезпечної межі. У морозостійких сортів ця сила більша, ніж у слабких.
При −20° у винограду незамерзлою лишається близько 56% води, а у вишні лише 33%. Ось скільки незамерзлої води тримають живі міжвузля двох сортів у міру похолодання:
Незамерзла вода в живих міжвузлях (за Погосяном, Красавцевим)
Гібрид 846/5 (морозостійкий)
Воскеат (слабоморозостійкий)
При −35° морозостійкий гібрид тримає ще майже половину води живою, а слабкий сорт втрачає її майже стільки ж, скільки має мертва тканина.
У живих тканинах замерзання йде повільніше, ніж у мертвих, бо протоплазма чинить опір відтоку води, і вимерзання може тривати навіть добу. При сильних морозах водовіднімаюча сила морозу переважує водоутримуючу, і вода замерзає всередині. Саме тому навіть ідеально загартована лоза не переходить межу −30, −40°.
Небезпечне й швидке відтавання
Загинути тканина може не лише від морозу, а й від того, як швидко вона розмерзається. Швидкість відтавання важить не менше за швидкість замерзання. Повільне відтавання (у природі 0,8 – 1° за хвилину) майже безпечне. А от швидке (35 – 180° за хвилину) після сильних морозів згубне: якщо кінцева температура була −15, −17° і нижче, різкий обігрів убиває тканини, бо тала вода лавиною вливається назад у клітину. Після слабких морозів воно вже не шкодить.
Рятує лозу ступінчасте всмоктування талої води. Навіть після сильного морозу (−23, −30°) ті самі сорти виживають, якщо відтавати зі швидкістю 6 – 12° за хвилину, а перед тим витримати клітину при −5, −7°.
⚡ Цікавий факт
Найгарячіше місце морозної зими це південний бік штамба. Там за 25 – 50 хвилин сонячного дня температура кори може стрибнути на цілих 35°, від −17 до +18°, а бруньки й однорічний пагін коливаються слабше, на 16 – 20°. Глибша зона штамба (20 см під снігом) лишається замерзлою при −2, −6° два-три місяці й перекриває подачу води з коренів. Тому небезпечні зими з довгими відлигами (5 днів по +10, +15°): вони знімають другу фазу, і похолодання б’є по вже розхолодженій лозі.
📌 Підсумок уроку
Морозостійкість будується лише через дві фази підряд: перша піднімає стійкість тільки до −14, −16°, а стелю дає друга з середини грудня при −3, −6°. Ступінчасте загартовування протягом 20 – 25 днів піднімає слабкі сорти до −27, −28°, а морозостійкі до −35, −40°; важлива дія −5° понад дві доби. «Цукровий» захист працює лише до −16, −17°, глибше тримає водоутримуюча сила: при −20° виноград зберігає близько 56% незамерзлої води проти 33% у вишні. При повільному замерзанні (3 – 4°/хв) лід утворюється поза клітиною, при швидкому (30 – 50°/хв) внутрішньоклітинний лід її вбиває. Небезпечне й швидке відтавання після сильних морозів (нижче −15, −17°), рятує повільний обігрів 6 – 12°/хв. А зими з довгими відлигами знімають загартованість.
🤔 Подумай
- Чому той самий мороз −12° може бути безпечним при повільному похолоданні й смертельним при різкому?
- Чому зима з довгими відлигами часто небезпечніша для лози, ніж рівна морозна зима?
- Чому без першої фази загартовування виноград не витримає навіть −20°, хоч сорт «морозостійкий»?
Після дуже холодної ночі виноградар хоче «швидше відігріти» підмерзлі лози, щоб урятувати кущі. Спираючись на фізіологію відтавання, поясни, чи допоможе це, і як безпечніше.
Прочитати відповідь
Швидкий обігрів після сильного морозу радше нашкодить. Якщо тканини промерзли до критичних −15, −17° і нижче, різке відтавання вбиває клітини: тала вода надто швидко вливається назад із міжклітинників, і клітина не встигає її прийняти. Рятівний темп після сильних морозів це лише 6 – 12° за хвилину, а перед тим корисна витримка при −5, −7°, щоб клітина ступінчасто всмоктала талу воду. У природі відтавання йде повільно (0,8 – 1° за хвилину), тому природне розмерзання здебільшого безпечне. Після слабких морозів (−10, −13°) швидкий обігрів уже не шкодить, але вгадати ступінь пошкодження важко, тому повільне розмерзання надійніше.
