Основою наукових уявлень про зимостійкість рослин є теорія загартування І.І. Туманова. З його досліджень було встановлено те, що морозостійкість рослин напряму пов’язана з умовами їх переходу до зимового періоду, чи входження в пасивний стан. Згідно з цією теорією, різні умови навколишнього середовища, такі як світлові, теплові та фотоперіодичні, можуть бути сприятливими чи несприятливими для процесу підготовки рослини до зимового періоду. Реалізація потреби генотипу в яровизаційному процесі також є важливою складовою культури, адже сорти та гібриди, які потребують тривалого процесу яровизації входять до зимового процесу з мало диференційованим конусом наростання, через що їх витривалість до стресових факторів є високою.
Фази загартування рослин за теорією Туманова
Згідно з теорією зимостійкості І.І. Туманова, загартування озимих рослин відбувається в 2 фази:
- І фаза проходить за денної температури повітря від 8 до 10˚С, а нічної – від 0 до 4˚С.
- ІІ фаза відбувається тоді, коли середньодобова температура становить від 0 до -5˚С.
В першій фазі загартування рослини відбувається завдяки активним процесам вегетації та фотосинтезу. З їх допомогою рослина накопичує у вузлах кущіння достатню кількість цукрів (вуглеводів), які за нічної температури від 0 до 4˚С не витрачається культурами на дихання та ріст. Завдяки тому, що вміст цукрів у вузлах кущіння постійно зростає і до кінця фази може становити близько 30%, а також через збільшення вмісту сухої речовини в рослинному організмі, зниження температури на глибині залягання вузла кущіння до -10…12˚С переноситься рослиною нормально.
Друга фаза передбачає процес зневоднення клітин рослини, в яких підвищується концентрація розчинних цукрів. Таким чином, вміст в рослинному організмі вільної води, яка здатна до швидкого замерзання, зменшується, а натомість з’являється вода із високою концентрацією цукру, яка замерзає лише при критично низьких температурах.
Після успішного проходження другої фази загартування, рослини стають ще більш стійкими до низьких температур. Наприклад, пшениця, яка добре загартувалася, може витримувати близько -18…-19˚С біля вузла кущення, для озимого жита цей діапазон є вищим і становить від -23 до -24˚С, тритикале в такому випадку витримує температуру -19…-21˚С, а ячмінь до -14…15˚С.
Не можна плутати поняття «замерзання» та «вимерзання», адже «замерзання» притаманне всім озимим культурам, проте воно не призводить до їх загибелі, що і передбачає «вимерзання».
Тривалість проходження рослинами двох фаз загартування становить приблизно 20-25 діб. Але слід пам’ятати й про те, що навіть добре приготовані до зими рослини не завжди можуть вистояти при низьких температурах, які переходять через поріг критичних.
Які фізіологічні показники є оптимальними для входу рослин в зиму
Функціональний стан рослини є важливим показником її стійкості до несприятливих умов навколишнього середовища, який надалі матиме вплив на врожайність культури. Так, є оптимальні показники входу в зиму озимини. Найкраще зберігають свої життєві властивості ті рослини, які встигли за період осінньої вегетації утворити від 3 до 5 пагонів кущіння. Конус наростання головного пагону має бути від 0,25 до 0,35 мм, аби рослина могла нормально переносити вплив низьких температур. Важливим є і те, що конус росту має знаходитися на ІІ етапі органогенезу, адже його перехід до ІІІ етапу призводить до зменшення морозостійкості культури.
