Защо студът е важен за растенията?

Недостатъчното студени дни през зимата могат да повлияят негативно на селското стопанство у нас

Климатичните промени имат силно въздействие върху фенологията на много и различни видове. И ако промените в явленията, които наблюдаваме през топлите периоди на годината са лесно забележими, то не такива са тези, които протичат през зимата, когато растенията в умерения пояс са в покой. В своето еволюционно развитие растенията от умерения пояс са се приспособили към сезонната промяна на времето и са изградили видово и сортово специфични изисквания както към положителните суми на ефективните температури, така и към количеството студ, необходим за нормалното им развитие. Недостатъчното количество охлаждащи единици през зимата може да доведе до сериозни проблеми свързани с тяхното развитие. Това от своя страна пък води до загуба на добиви и по-ниско качество на селскостопанската продукция. Това налага земеделските производители и у нас да предприемат мерки свързани с адаптацията на земеделските си практики към един променящ се и в бъдеще климат.

Фенологията на растенията е система от знания за сезонните природни явления, за времето на тяхното начало и причините, които определят тези времена. Фенология – от гръцки φαινόμενα – phainómena – явления, разкривам, осветявам и logos – наука, учение, т.е. буквалният превод е наука за явленията. С други думи, фенологията е клон на биологията, който изучава редовността и периодичността на явленията в живота на животните и растенията във връзка със смяната на сезоните и връзката на тези явления с климатичните фактори. При растенията тя се занимава със сезонни фази на развитие: набъбване и отваряне на пъпки, разлистване, цъфтеж (начало и край), узряване на плодове и семена, есенно цъфтене на листата, падане на листата и др. 

Промените в климата влияят пряко върху фенологията на растенията. 

Растенията формирали се еволюционно в условията на умерен климат и редуване на сезоните, каквито са нашите овощни видове, са зависими както от положителните температури през топлите месеци, така и от количеството студ през зимния период. Натрупването на студ през зимата е от решаващо значение за тяхната плодовитост и крайната рентабилност на една овощна градина. В резултат от многогодишната селекция на растенията от страна на производители и селекционери, всеки вид или сорт овощно дърво има тенденция да се отглежда в най-подходящите райони в рамките на дадения регион. Това води до изграждането на стабилна връзка местоположение – култура, с най-подходящите почвени климатични условия за максимизиране на параметрите на добива и качеството.

_{Сливи, Източник}

Костилковите овощни видове като прасковите или черешите развиват своите вегетативни и плодни пъпки през лятото и с наближаването на зимата вече развитите пъпки преминават в състояние на покой в отговор, както на по-кратката продължителност на деня, така и на по-ниските температури. Този етап на покой или сън предпазва пъпките от настъпващото студено време. След като пъпките влязат в тази фаза, те ще бъдат толерантни към температури много под нулата и няма да растат в отговор на временни топли периоди в средата на зимата. Тези пъпки остават в това състояние, докато не натрупат достатъчно охлаждащи единици (от английски Cooling units – CU) за студено време. Когато се натрупа достатъчно охлаждане, пъпките вече са готови за своя растеж в отговор на настъпващите по-високи температури. Докато имат достатъчно CU, цветните и листните пъпки се развиват нормално. Ако пъпките не получат достатъчно от това през зимата, за да се освободят напълно от покой, 

дърветата могат да развият физиологични симптоми, свързани с недостатъчното охлаждане: 

1. забавено разлистване, 
2. намалено закрепване на плодовете и увеличено окапване и 
3. намалено качество на плодовете.

_{Сливов цвят, Източник}

Забавено разлистване е класически симптом на недостатъчно охлаждане

Едно дърво може да има малка туфа листа близо до върховете на стъблата и да е лишено от листа на 20 до 40 см под върховете. Долните пъпки ще се развият в крайна сметка, но пълното разлистване е значително забавено, плодът е малък и дървото е отслабено. Освен това в такава ситуация нормалното развитие на плодните пъпки за следващата година може да бъде нарушено.

Намалено закрепване на плодовете и увеличено окапване

Цъфтежът, в отговор на недостатъчно охлаждане, често следва модела, наблюдаван при развитието на листата. Той се забавя, удължава се и поради аномалии в развитието на плодника и цветния прашец, завръзите на плодовете намаляват. При много сортове праскови например, цветовете окапват. Бутоните не успяват да се развият в плод в пълен размер. Плодът остава малък и деформиран, докато узрее. Ако разрежете тези плодове, семето е мъртво. Тъй като това не е очевидно в началото на сезона, производителите не могат да разредят необичайните плодове и развиващите се бутони служат като източник на храна и място за презимуване на насекоми и болести.

Намалено качество на плодовете

Ефектите от недостатъчното охлаждане върху качеството на плодовете вероятно са най-малко обсъждани, но изглеждат много по-често срещани. Забележима е тенденцията зимите да стават все по-кратки и топли в сравнение с тези през предходните години. Например Climate Central съобщават, че зимите в САЩ са се затоплили средно с близо 3 градуса по Фаренхайт през последния половин век. А в северните американски щати промяната е още по-драстична, с над 5 градуса по Фаренхайт средно зимно затопляне в Аляска, Минесота, Върмонт и Уисконсин. Прогнозите показват, че, приблизително 40% от годините до средата на века няма да имат достатъчно студ. Ефектите върху растежа на листата и закрепването на плодовете са драматични, но ефектите от недостатъчното охлаждане върху качеството на плодовете са едва доловими и могат да възникнат, когато другите симптоми не са видими. Недостатъчното охлаждане ще накара много сортове да имат уголемен връх и намалена твърдост. Освен това оцветяването на основата на плодовете може да е по-зелено от обикновено, вероятно поради загубата на твърдост на плодовете, преди цветът на основата да може напълно да се промени от зелен на жълт. Степента на тези проблеми с качеството зависи от сорта и степента на недостиг на охлаждане.

Въпросите “какво представлява покоят при плодните дървета” и “какво представляват „температурите на охлаждане“ все още не са намерили точни и изчерпателни отговори. Повечето хора са съгласни, че температури под нулата или над 15 °C не са ефективни за натрупване на охлаждащите единици. 

Има различни модели, използвани за изчисляване на охлаждането, като всеки от тях определя какво представляват те. Съществуват два най-често срещани модела, които са прости и определят охлаждащата единица като един час под или между определени температури. Те са: 

1. моделът на броя часове под 7 °C;
2. моделът на броя часове между 0 и 7 °C. 

Как могат да бъдат изчислени лесно охлаждащите единици?

Наличните охлаждащи единици (CU) са броят часове през зимата, в които температурата през деня и нощта е под 7°C. Общото количество на охлаждане може да бъде повлияно от по-топли дни, които компенсират броя на нощните часове или минималното охлаждане.

Първо трябва да определите средната температура на най-студения месец (януари) за вашето населено място или район. Можете да използвате някой специализиран синоптичен сайт. След като откриете дългосрочните средни стойности, намерете януари и съберете максималните и минималните температури заедно и разделете общата сума на 2, за да получите средната месечна температура за този месец.

След като определите средната температура за най-студения месец, можете да използвате таблицата по-долу, за да определите приблизително количеството охладителни единици, които районът получава и след това ще можете да определите какви сортове ще растат най-добре в него. 

_{Фигура 1: Охладителни единици според модела на броя часове между 0 и 7 °C.} 

Един бегъл поглед на таблицата ни дава възможност да разделим приблизително на 3 основни групи:

1. Зони с ниско охлаждане: можете да отглеждате сортове изискващи ниско охлаждане само в райони с ниско охлаждане.

2. Зони със средно охлаждане: 450 – 650 охладителни единици. Можете да отглеждате всички сортове плодове, изискващи ниско и средно охлаждане, при условие че те са защитени от късни пролетни мразове.

3. Зони с висока температура: >650 + охлаждащи единици. Можете да отглеждате всички сортове плодове с ниско, средно и високо охлаждане, осигурявайки растения с ниско и средно охлаждане.

Ето няколко практични съвета за избор на сортове:

• Избор на сорт, който изисква охлаждане поне с 20% по-малко от местните средни стойности.
• Избор на сорт с ниско охлаждане в студен район ще доведе до твърде ранен цъфтеж на дърветата и повреждане от късни слани.
• Избор на сорт с висока степен на охлаждане в топлите райони ще доведе до малка или никаква реколта на плодове.
• Ранно цъфтящите сортове са най-добри в топъл климат, късно цъфтящите сортове са най-добри в по-хладни райони.
• Раннозреещите сортове са най-добри в райони с интензивно лято, къснозреещите сортове са най-добри в по-хладни лета.
• Екстремните климатични условия могат да премахнат някои сортове, които иначе биха отговаряли на изискванията за охлаждане.
• Теренът може да повлияе на получените часове за охлаждане. Откритите склонове могат да получат повече охлаждащи часове, отколкото защитените зони до топли сгради.

_{Дърво през зимния сезон, Източник}

Широколистните, овощни дървета задължително трябва да бъдат изложени на ниски зимни температури за определен период от време, за да могат да плододават нормално. В допълнение към ефектите от глобалното затопляне в много други области, ефектът му върху натрупването на студ днес също е причина за безпокойство. 

Недостатъчното натрупване на студ през зимата може да повлияе пагубно на селското стопанство и в частност на овощарството у нас. 

Разбирането за риска от недостатъчно студени дни трябва да ръководи управлението на овощните градини и избора на сортовете в тях. 

Антропогенното изменение на климата намалява натрупването на студ през зимата, увеличава вероятността от зими с ниско натрупване на студ и увеличава вероятността от зими с недостатъчно студ за най-често отглежданите сортове овощни видове. Климатичните прогнози показват продължаване на намаленото натрупване на студ и повишена вероятност от зими с недостатъчно ниски температури, което влияе на сортове с високи изисквания за охлаждане. Всичко това изисква преоценка на агроклиматичния риск и предполага необходимост от адаптивни мерки, за да се запазят настоящите практики за производство на плодове в региона ни и през следващите десетилетия.

В статията са използвани материали от:

1. Predicted Effects of Climate Change on Winter Chill Accumulation by Temperate Trees in South Korea, YoSup Park, ByulHaNa Lee, Hee-Seung Park, The Horticulture Journal Vol. 87 No. 2, 2018

2. Byrne, D. H., and T. A. Bacon. 1992. Chilling estimation: its importance and estimation. The Texas Horticulturist 18(8):5, 8-9.

3. Warming Winters Reduce Chill Accumulation for Peach Production in the Southeastern United States, Lauren E. Parker1,2, and John T. Abatzoglou, Sustainable Agriculture for Climate Change Adaptation 2019

4. Phenology and Climate Change, Edited by Xiaoyang Zhang, 2012 South Dakota State University

Източник: Защо студът е важен за растенията?, Климатека

Авторът Роман Рачков е част от авторския екип на Климатека, той е агроном, специалист по тропично и субтропично земеделие, дългогодишен експерт по интегрирана и биологична растителна защита. Председател е на Българската асоциация по биологична растителна защита, има интереси в областта на инвазивните видове насекоми в Европа.