Susza mrozowa – zjawisko coraz częstsze

W przypadku braku okrywy śnieżnej, przy długotrwałych mrozach potęgowanych suchym wiatrem rośliny najczęściej cierpią na niedobór wody – suszę mrozową. Dłużej utrzymujący się stan prowadzić może do uszkodzeń mrozowych, a w skrajnych przypadkach nawet do śmierci roślin. Zamarznięta gleba uniemożliwia pobieranie wody a odwodniona roślina (w wyniku transpiracji) tracąc dużo wody – powoli zaczyna umierać.

W warunkach naturalnych rośliny w trakcie wzrostu i rozwoju narażone są na oddziaływanie wielu niekorzystnych czynników środowiska. Każdy czynnik środowiska, który ogranicza procesy życiowe, czyli obniża ich intensywność poniżej potencjalnych możliwości – zdeterminowanych genetycznie nazywamy stresorem. W sensie biologicznym stresy zaburzają lub modyfikują intensywność przebiegu wielu procesów rośliny, powodując w zależności od natężenia i czasu trwania stresu, okresową lub stałą nieodwracalną destabilizację organizmu.

Okresowe spadki temperatury poniżej zera mają miejsce na około 64% powierzchni naszego globu. Najniższe temperatury notowane są na Antarktydzie nawet do -90°C. W Polsce sporadycznie temperatura spada poniżej 30°C. Poziom minimalnych temperatur jest jednym z ważniejszych czynników determinujących zasięgi występowania różnych gatunków roślin. Mróz, jako niekorzystny czynnik środowiska powoduje nie tylko nieodwracalne skutki w postaci uszkodzeń mrozowych lecz często prowadzi do śmierci roślin – do ich wymarzania. Stąd strategia rośliny nastawiona jest na ochronę życia.

Odporność gatunków roślin na mróz jest cechą warunkowaną genetycznie. Realizacja zaprogramowanego potencjału modyfikowana jest różnymi czynnikami zewnętrznymi, jak i wewnętrznymi rośliny m.in. w dużym stopniu stanem odżywienia. Dla większości gatunków roślin tolerancja na mróz jest ściśle skorelowana z porą roku, zmienia się w różnych okresach wegetacji i jest różna dla poszczególnych organów. Nabywanie odporności roślin na mróz określane mianem aklimatyzacji, w naszym klimacie następuje jesienią, stopniowo w miarę schładzania powietrza, jeszcze przed mrozami i na ogół jest procesem długotrwałym – kilkutygodniowym. Znacznie krótszy jest proces deaklimatyzacji, czyli rozhartowania. Wynosi on zwykle kilka dni, zależy od temperatury, im wyższe temperatury tym krócej. Jeśli po mrozach wzrośnie temperatura do kilku stopni powyżej zera, zwłaszcza w przeciągu kilku dni, może dojść do rozhartowania roślin. W razie ponownego, silnego mrozu wiele roślin narażonych jest na uszkodzenia.
Mimo iż rośliny ozime uprawiane w naszym kraju są genetycznie zaprogramowane do jej przetrwania, nie zawsze ją przeżywają. Zależy to przede wszystkim od stopnia ich mrozoodporności ale również od układu warunków pogodowych oraz od siły i czasu trwania niekorzystnych czynników. Przy niesprzyjającym układzie, zwłaszcza przy gwałtownych spadach czy dużych skokach temperatury powietrza, szczególnie kiedy rośliny niezabezpieczone są okrywą śnieżną, może dojść do ich wymarzania. W takich warunkach mogą przetrwać tylko te rośliny, które charakteryzuje wysoka zimotrwałość, czyli odporność na niekorzystne warunki zimowania.

O zimotrwałości gatunku, odmiany decydują przede wszystkich uwarunkowania genetyczne ale także warunki środowiskowe – zdolność danej rośliny do maksymalnego zahartowania się jesienią. Aklimatyzacja, inaczej hartowanie roślin zielnych do niskich temperatur jest procesem wieloetapowym, indukowanym przez niską temperaturę. Pierwszy etap zachodzi pod wpływem temperatury nieco wyższej od 0°C. Drugi wywoływany jest przez krótkotrwały przymrozek, a etap trzeci indukowany jest długotrwałym przemrażaniem prowadzącym do odwodnienia tkanki.
Hartowanie roślin związane jest z wieloma zmianami fizjologicznymi i biochemicznymi oraz zmianą wzoru dystrybucji składników. W jego trakcie zmienia się struktura błon, zawartość poszczególnych białek i lipidów, proporcje enzymów i poziom aktywności enzymatycznej, a także wzrasta stężenie rozpuszczalnych cukrów. W czasie hartowania roślin następuje stopniowe obniżenie hormonów wzrostu” tj. cytokinin, giberyn oraz kwasu indolilooctowego, a zwiększa się stężenie hormonów “stresu” – hamujących wzrost elongacyjny komórek, tj. kwasu abscysynowego (ABA), etylenu oraz kwasu jasionowego. Stymulacja syntezy tych hormonów umożliwia roślinie nie tylko uruchomienie mechanizmów obronnych, pozwalających przetrwać działanie stresu poprzez np. zrzucanie liści, lecz także pozwala aklimatyzować się i później przetrwać nawet silniejszy stres. Aklimatyzacja roślin zimozielonych do niskiej temperatury zwiększa ich odporność na przemrażanie, które bezpośrednio związane jest z tolerancją na zewnątrzkomórkowe (a nie wewnątrzkomórkowe) zamarzanie wody oraz związane z tym odwodnienie komórki.
Zmienia się skład plazmalemmy, potencjał wody w liściach, stężenie fitohormonów i ekspresja genów. Rośliny przystosowują się do stresu wodnego poprzez osmoregulację polegającą na akumulacji substancji osmotycznie czynnych, prowadzącej do odzyskania turgoru i zdolności do wzrostu komórki mimo niskiego potencjału wody. Stopień przystosowania osmotycznego w trakcie aklimatyzacji roślin do niskiej temperatury jest różny. Indukowane w trakcie tej aklimatyzacji substancje osmotycznie czynne, m.in. cukry i aminokwasy, zwiększają szanse przetrwania mrozowego odwodnienia komórek. Najkorzystniej proces hartowania roślin przebiega w warunkach chłodnej i słonecznej jesieni, po którym następuje stopniowe oziębienie.

Zimą rośliny narażone są na wiele uszkodzeń. Na wymarzanie najczęściej narażone są rośliny pozbawione okrywy śnieżnej. Wymarzanie spowodowane może być bądź to działaniem bezpośrednio silnego mrozu, poniżej krytycznych wartości, bądź mrozu i deficytu wody, co jest zjawiskiem dość częstym w naszym klimacie. A w przypadku dużych opadów, przy niezamarzniętej glebie może dojść także do wyparzanie roślin, natomiast przy gwałtownych zmiennych warunkach do rozrywania roślin, bądź systemu korzeniowego. Wymarzanie jest bezpośrednim działaniem silnego mrozu na nieokryte śniegiem rośliny, szczególnie kiedy rośliny są słabo zahartowane lub w wyniku zimowego ocieplenia rozhartowały się. Najlepiej chroni oziminy przed niską temperaturą puszysty śnieg, który spada na glebę już zamarzniętą. Około 10-centymetrowa warstwa śniegu stanowi dostateczną ochronę roślin przed silnymi mrozami.

Zawsze w przypadku braku okrywy śnieżnej, przy długotrwałych mrozach potęgowanych przez suchy wiatr, rośliny zaczynają cierpieć na niedobór wody – suszę mrozową. W dłuższym czasie prowadzić to może do uszkodzeń mrozowych, a w skrajnych przypadkach nawet do śmierci roślin. Zwłaszcza wtedy, gdy stan ten utrzymuje się przez dłuższy czas a zamarznięta gleba uniemożliwia pobieranie wody i odwodniona roślina (w wyniku transpiracji) traci dużo wody – powoli zaczyna umierać. Rośliny zimując wchodzą w stan spoczynku nie przerywając transpiracji, jedynie znacznie ją ograniczając, co przy silnym wietrze i mrozie wiąże się z utratą znacznej ilości wody, w sytuacji, gdy ich korzenie nie mogą jej pobrać. Sprawcą śmierci roślin w tym przypadku jest nie tyle mróz co deficyt wody. Zjawisko to nazywane jest wysmalaniem roślin, gdyż rośliny takie wyglądają jak spalone.
Szkody spowodowane wymarzaniem roślin są na ogół zróżnicowane gatunkowo, odmianowo, regionalnie, a także lokalnie na polu. Występują w pierwszej kolejności w zasiewach jęczmienia ozimego i rzepaku oraz na plantacjach odmian pszenicy ozimej charakteryzujących się słabą lub obniżoną mrozoodpornością.

Tegoroczna jesień, pod kątem przygotowania roślin do zimy była dość dobra. Oziminy przy sprzyjających warunkach wilgotnościowych i temperaturowych dobrze powschodziły i zdążyły się dobrze rozkrzewić. Ponadto, utrzymujące się chłody i niewielkie spadki temperatury poniżej zera – w listopadzie i grudniu 2008 roku sprzyjały dobremu, dalszemu hartowaniu ozimin do silniejszych mrozów, które wystąpiły na znacznym obszarze kraju na początku stycznia 2009 roku. Tegoroczne styczniowe spadki temperatury (lokalnie znacznie poniżej -20°C), przy znikomej okrywie śnieżnej, miejmy nadzieję, że zbytnio nie zaszkodziły oziminom. Zobaczymy co będzie w lutym i marcu?

Rośliną najbardziej wrażliwą na wymarzanie w naszym klimacie jest jęczmień ozimy, następnie rzepak ozimy, później pszenice a najmniej wrażliwe jest żyto. Rzepak odznacza się szczególną wrażliwością na niskie temperatury w końcu zimy. Szczególnie niebezpieczne dla tej rośliny bywają ocieplenia, po których następują znaczne spadki temperatury powietrza. W okresie wiosennego ocieplenia szybko wzrasta u rzepaku uwodnienie tkanek, następuje rozhartowanie roślin. W takich warunkach nawrót mrozów niszczy rozhartowane rośliny.

Zanim po zimie przystąpimy do prac polowych w oziminach, w pierwszej kolejności oceńmy stan plantacji, stopień i rozmiar uszkodzeń poszczególnych organów. Lustrując plantacje zwróćmy uwagę na rozmiar uszkodzeń oraz zagęszczenie roślin na 1 m2. Organami najbardziej wrażliwymi na niskie temperatury – a więc i przemarznięcie u zbóż są węzły krzewienia a u rzepaku – korzeń, szczególnie jego dolna część, a dopiero w dalszej kolejności hipokotyl i liście rozetowe, które roślina może zregenerować. Ograniczenie się w przypadku rzepaku do oceny tylko nadziemnej części roślin – rozety liściowej może plantatora wprowadzić w błąd, gdyż rośliny z uszkodzonym systemem korzeniowym początkowo się zazieleniają, wypadają dopiero po kilu lub kilkunastu dniach. W celu oceny systemu korzeniowego rzepaku wyjmujemy go z gleby, wychodzi tylko zdrowa część, uszkodzona pozostaje w glebie.

Stopień uszkodzeń roślin i stan plantacji po zimie decyduje bowiem o jej dalszych losach, o plonach i planowanych nakładach na agrotechnikę. Jeśli rokowania co do uprawy są pomyślne, ruszamy najszybciej jak to możliwe z zabiegami agrotechnicznymi. Do pierwszych wiosennych zabiegów powinno należeć zasilenie roślin w niezbędne składniki pokarmowe potrzebne do szybkiego wzrostu w tym okresie. Jak tylko można wjechać w pole wykonujemy pierwszy wiosenny zabieg dolistnego dokarmiania ozimin azotem oraz niezbędnymi mikroelementami. W tym zabiegu chodzi o jak najszybsze dostarczenie osłabionym po zimie roślinom zbóż: azotu, magnezu oraz cynku, manganu, miedzi i żelaza a rzepakowi: azotu, siarki i boru. Pamiętajmy, że dolistnie podajemy azot w formie mocznika. A doglebowo w początkowym okresie wznowienia wegetacji w formie saletry amonowej.

Dobre efekty, szczególnie w przypadku regeneracji uszkodzeń jak i aktywizacji procesów życiowych roślin – szybkiego startu roślin po zimie, uzyskuje się, jak wskazują liczne badania po zastosowaniu biostymulatorów wzrostu. Biostymulatory służą do poprawy kondycji roślin zmniejszając negatywny wpływ warunków stresowych, takich jak: niska temperatura, susza, uszkodzenia herbicydowe i inne. Na rynku obecnie funkcjonuje kilka dość dobrze przebadanych i sprawdzonych biostymulatorów, które zaleca się do stosowania w okresie ruszenia wegetacji. Jednym z nich jest środek pod handlową nazwą Asahi SL firmy Arysta LifeScience – najbardziej obecnie znany. Badania z Asahi SL prowadzone były m.in. z rzepakiem, w kilku ośrodkach naukowych, także w IUNG w Puławach. Biostymulator zastosowany po zimie, w formie jednokrotnego oprysku stymulował szybszą regenerację roślin po zimie, szybszy początkowy ich wzrost, co w końcowym efekcie zwiększało plon nasion rzepaku o około 10%. Biostymulator może być łączony i podawany w pierwszym wiosennym dokarmianiem dolistnym, jak również ze środkami ochrony roślin przed chowaczami, w terminie ich zwalczania.

Rzepak jest rośliną o bardzo dużych wymaganiach pokarmowych, a właściwe nawożenie roślin jest podstawowym warunkiem uzyskania wysokiego plonu. Okres od ruszenia wegetacji do widocznego wytworzenia pierwszych organów generatywnych (pąków) jest bardzo ważny dla plonowania rzepaku ozimego. Dlatego należy szczególnie zadbać o najważniejsze zabiegi w tym okresie: dobry start roślin po zimie, nawożenie azotem, siarką i borem (nawożenie azotem głównie doglebowo), zwalczanie szkodników wczesnowiosennych, wyeliminowanie chwastów oraz w dalszej kolejności ochrona przed chorobami. Wszystkie te zabiegi mają za zadanie ograniczyć wszelkie możliwe czynniki stresowe powodujące spadek produktywności rzepaku – spadek plonu. Obecnie najnowocześniejszą metodą wsparcia roślin w przezwyciężeniu warunków stresowych, obok wyżej wymienionych, jest stosowanie biostymulatorów, zwłaszcza w intensywnych technologiach uprawy i nawożenia rzepaku, przy oczekiwanych dużych plonach powyżej 3,5 tony/ha.

Dr Anna Kocoń
Zakład Żywienia i Nawożenia Roślin
IUNG-PIB w Puławach