Wiosenne przymrozki a uszkodzenia i stres roślin

Produkcja owoców w Polsce w dużym stopniu zależy przede wszystkim od warunków pogody klimatu umiarkowanego, jakie wystąpią przed kwitnieniem roślin sadowniczych, jak i w jego trakcie oraz zaraz po nim. Jednym z biotycznych czynników szczególnie niekorzystnych w sadownictwie są znaczne spadki temperatury poniżej 0°C. Zdążyliśmy się już przyzwyczaić do występowania dużych kilkudniowych mrozów na początku roku (styczeń, luty) przy znikomej okrywie śnieżnej lub jej braku oraz kwietniowo-majowych przymrozków w okresie około kwitnieniowym różnych gatunków roślin sadowniczych.  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 kwietniu 2017 roku (Fot. 1).

Fot. 1 - Powrót zimy - kwiecień 2017 

Początek roku (17-19.02.2025) przyniósł w różnych rejonach kraju silny mróz, utrzymujący się przez kilka godzin (np. nawet do ok. – 18°C – woj. świętokrzyskie czy lubelskie). W pierwszej dekadzie marca odnotowano kolejne kilkudniowe mrozy: od - 8°C do - 3°C (w zależności od położenia upraw sadowniczych). Aktualnie od dnia 06 kwietnia do Polski nadciągnął front arktycznego powietrza i spowodował znaczne ochłodzenie z mroźnymi nocami (od - 5°C do - 1°C). Zagrożenie przymrozkami i mrozem ma utrzymywać się w niektórych częściach Polski nawet do 11 kwietnia włącznie. Dodatkowo przypomnę, że na jesieni 2024 przeważała dosyć ciepła (> 16°C) i sucha pogoda, bez większych jesiennych przymrozków. Biorąc to pod uwagę, można zakładać, że wiele gatunków roślin sadowniczych nie weszło w spoczynek właściwy (zimowy) i tym samym nie zahartowało się na zimę.

Prawidłowe przejście w stan spoczynku właściwego roślin indukuje 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. Większość roślin przechodzących w spoczynek zimowy wymaga odpowiedniego okresu niskich temperatur określanych jako godzinowe jednostki chłodu (GJCh) lub CU (chill unit), w przypadku jabłoni i gruszy to 800-1500 GJCh. To zapobiega ich wzrostowi pod wpływem wyższych temperatur odnotowywanych okresowo podczas zimy. Spoczynek własciwy 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 zamamarzaniu (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 (naturalne mechanizmy obronne, stopniowe obniżanie temperatury soku komórkowego czy wody w komórkach/tkankach, hartowanie) 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 uszkadzją 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 cytoplaźmie 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).

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).

                              Tab. 2 – Wytrzymałość różnych odmin jabłoni na mróz

Czas pokaże, jak liczne uszkodzenia pomrozowe w wystąpią na drzewach owocowych właśnie w okresie przed kwitnieniem.