In het witte seizoen kan het op onze breedtegraden behoorlijk koud worden. Hoe overleven planten in de winter en fotosynthetiseren ze tijdens de koude maanden?
Dieren groeien een dikke vacht in de winter, vreten zich in de zomer en herfst op een isolerende laag vet, overwinteren of overwinteren. Wij mensen trekken warme kleren aan, drinken thee of proberen ons op andere manieren warm te houden. We zijn tenslotte warme wezens die een bepaalde temperatuur nodig hebben om te overleven. Planten daarentegen zijn koelbloedige organismen. Ze hebben ingenieuze strategieën ontwikkeld om de koude winter te overleven.
Overwinteringsstrategieën van planten
De overwinteringsstrategieën van planten kunnen in verschillende methoden worden ingedeeld. Over het algemeen gaat het altijd om het creëren van een energieopslag en het beschermen van het meristeem - d.w.z. het vormingsweefsel van de knoppen, dat als startpunt dient voor het ontluiken in het voorjaar. Er zijn 4 strategieën:
Overwinterende planten als zaden
Zaadplanten waarvan de lichamen in de winter afsterven, overleven alleen dankzij hun zaden. Het bevat zowel opslagstoffen als het embryonale stamweefsel, het meristeem, met behulp waarvan nieuw leven mogelijk is.
Overwinterende vaste planten: trek je terug in opslagorganen
Vaste planten zijn meerjarige, kruidachtige planten die meerdere jaren overleven, inclusief de winter. Ze verplaatsen energierijke opslagstoffen naar de wortels, of naar bollen, knollen of wortelstokken. Het meristeemweefsel bevindt zich zeer dicht bij het grondoppervlak in de vorm van knoppen of onopvallende slapende ogen.
Overwintering van loofbomen en struiken: Trek je terug in het bos
Het feit dat loofbomen geen energie opslaan in hun bladeren maar in hun hout is duidelijk te herkennen aan hun herfstkleuren. Het blad wordt geel doordat energierijke stoffen worden hergebruikt en via de bladsteel naar het houtige deel worden getransporteerd. De knoppen om opnieuw te ontkiemen zitten aan bomenafgeschermd onder knopschubben, maar vaak enkele meters boven de grond en moet door verdere vorstbeschermingsmaatregelen tegen de boom worden beschermd.
Overwintering van groenblijvende planten: vorstbescherming van blad en knop
Groenblijvende planten laten hun bladeren niet vallen. Ze verplaatsen dus ook minder reservestoffen naar het houtlichaam, maar moeten hun bladeren door hun structuur en de opslag van verschillende stoffen aanpassen aan het koude weer. De knoppen overwinteren in een staat van rust die wordt veroorzaakt door een speciale cocktail van hormonen.
Zitten planten in de winter aan fotosynthese?
Niet alle planten maken in de winter fotosynthese, maar groenblijvende planten wel - zij het in mindere mate.
Om de vraag in meer detail te beantwoorden, is het logisch om snel naar de fotosynthese zelf te kijken. Fotosynthese beschrijft het proces van het produceren van organisch materiaal, d.w.z. bouwstenen voor het plantenlichaam, met behulp van lichtenergie en anorganische verbindingen. De hoofdrol in dit proces wordt gespeeld door groen chlorofyl. Planten die hun groene delen afstoten of in de winter laten afsterven, kunnen dus pas aan fotosynthese doen als de groene plantdelen weer beschikbaar zijn.
Groenblijvende planten daarentegen kunnen het hele jaar door energie halen uit zonlicht ronde. Het zonlicht op onze breedtegraden is echter zwakker in de winter en slechts voor een kortere tijd beschikbaar. In combinatie met koude, die de fotosynthese remt, resulteert dit in slechts een zeer lage fotosyntheseprestatie. Daarom blijven zelfs groenblijvende planten in de winter niet groeien, maar kunnen ze alleen hun dagelijkse energiebehoefte dekken om de vorstbestendigheid te behouden.
Dit doen planten voor de winter
De voorbereidingen voor het koude seizoen beginnen vroeg. Omdat 's nachts geen plant is voorbereid op temperaturen onder het vriespunt en dieet. De koude en kortere dagen passen hun hormoonhuishouding zodanig aan dat de planten geleidelijk in winterslaap gaan. Wat klinkt als een pauze, wordt in eerste instantie geassocieerd met veel meer werk dan je van buitenaf kunt zien. Deze processen vergen tijd en mogen niet verstoord worden: door snoeien, te veel water geven of bemesten met de verkeerde voedingsstoffen, kunnen we de voorbereidingen van de planten belemmeren, waardoor de winterhardheid in gevaar komt.
DitStappen die planten voor de winter moeten uitvoeren:
Opslag reservematerialen
Zoals hierboven beschreven, slaan planten hun energiereserves op verschillende plaatsen op. Planten hebben in de herfst veel werk te doen om ze over te brengen naar de juiste plantorganen.
Terugtrekken in het bos
Bladverkleuring kan in de herfst worden waargenomen op de meeste van onze lokale loofbomen. Dit fenomeen treedt op doordat het chlorofyl - waardoor de bladeren groen lijken - wordt gerecycled en afgevoerd. Ander hoogenergetisch materiaal wordt ook overgebracht van de bladeren naar de stam.
Onder de schors delen waterrijke celorganellen, de vacuolen, zich. Enkele grote vacuolen geven aanleiding tot talrijke kleine. Daarin hoopt zich vooral suiker op, maar ook eiwitten en andere opgeloste stoffen. Essentiële elementen zoals kalium, magnesium en fosfor worden ook uit de bladeren verwijderd voordat ze vallen.
Zetmeel wordt in de amyloplasten opgeslagen als energiereserve. In de loop van het jaar putten de bomen deze reserves uit, zodat ze in mei weer grotendeels opgebruikt zijn als de bladeren zich ontvouwen.
Nadat alle belangrijke voedingsstoffen en mineralen zijn opgeslagen, vallen de bladeren af. Dit houdt het gebied voor sneeuwbelasting en kroonbewegingen, die tot breuken kunnen leiden, tot een minimum beperkt.
Bomen kunnen in de winter aan de buitenkant inactief lijken, maar ze zijn constant bezig met cellulaire ademhaling. Op deze manier leveren ze energie voor de werking van vitale stofwisselingsprocessen.
Trek je terug in de aarde: knollen, bollen, wortelstokken en wortels
Veel kruidachtige planten zoals lelietje-van-dalen (Convallaria majalis), gewone vlier (Aegopodium podagraria) of gember ( Zingiber officinale) vormen zogenaamde wortelstokken. Het is een schietsysteem dat onder of net boven de grond groeit en als taak heeft reservestoffen op te slaan. Dankzij deze opgeslagen stoffen, waaronder met name zetmeel, kunnen veel planten in de bodem overwinteren. Uienplanten gebruiken getransformeerde bladeren als opslagorganen. Onder het aardoppervlak zijn deze opslagorganen grotendeels beschermd tegen vorst.
Planten die ondergronds overwinteren waarderen onze hulp! Mulch kan worden aangebracht om een isolerende beschermlaag te versterken. Onze Plantura biologische pijnboomschors beschermt niet alleen tegen uitdroging, maar remt ook onkruidgroei.
Terugtrekken op zaden: vermeerdering en winterbescherming in één
Planten kunnen ook als zaden overwinteren. Deze bestaan meestal uit de zaadhuid, een voedingsweefsel en het embryo, dat zich in verschillende stadia van ontwikkeling kan bevinden. Afhankelijk van het soort zaad is het voedingsweefsel van een andere aard. Zaden van peulvruchten zoals bonen (Vicia), erwten (Pisum) en linzen (Lens) zijn hoog in eiwit. De zaden van granen zoals tarwe (Triticum) of haver (Avena) en loofbomen zoals eiken (Quercus) en tamme kastanje (Castanea) slaan energie voornamelijk op in de vorm van zetmeel. Sommige zaden, zoals hazelnoot (Corylus) en walnoot (Juglans), vormen zaden met vet als opslagorganen. Geen wonder dat wij mensen veel van deze zaden als voedsel gebruiken. Ook in zaden wordt het voedingsweefsel niet alleen gebruikt voor de stap in het leven, dus ontkieming, maar ook voor sterk verminderde celademhaling. Elk zaadje is dus een levend, ademend embryo. Door een zeer laag watergeh alte, de harde zaadhuid en de hoge concentratie aan osmotisch actieve stoffen is het goed beschermd tegen bevriezing.
Herfstkleur van de bladeren
Ook onafhankelijk van het feit dat de gele herfstkleur ontstaat als gevolg van de verplaatsing van chlorofyl van de bladeren naar beschermde delen van de plant, zijn de bladeren verkleurd. Dat kun je zien aan het feit dat sommige groenblijvende heesters, bijvoorbeeld mahonia (Mahonia), hun blad in de herfst kleurrijk kleuren. Verantwoordelijk zijn anthocyanines en carotenoïden, die worden gevormd om te beschermen tegen vorst en teveel zonlicht. Omdat groenblijvende planten in de winter een probleem hebben: als het tegelijkertijd erg koud is, maar de zon schijnt, komt er veel energierijke straling op het blad. Koude vertraagt echter alle processen in de plantencel, zodat de zonne-energie niet in een bruikbare vorm kan worden opgeslagen. Er wordt een schadelijke overmaat aan energie gecreëerd die celcomponenten kan beschadigen - vergelijkbaar met wanneer we zonnebrand krijgen. De anthocyanen, die voor ons rood of violet lijken, beschermen tegen deze schadelijke effecten.
U vindt een uitgebreide uitleg over bladverkleuring in de herfstin ons speciale artikel.
Planten maken hun eigen antivriesmiddel
Waarom bevriezen planten niet gewoon in de winter, zoals groenten in de vriezer? Waarom kan er zelfs bij vorst op het gazon worden gelopen zonder dat de messen breken als ijsnaalden? Het bevriezen van de cel zou dodelijk zijn omdat het water zou uitzetten en de cellen eenvoudig zou doen barsten.
Het antwoord kan worden verklaard aan de hand van het voorbeeld van de zee. Als water wordt verrijkt met een voldoende hoge concentratie aan osmotisch actieve stoffen, wordt het vriespunt verlaagd. In de zee is deze osmotisch actieve stof zout. Verschillende suikers, alcoholverbindingen en, cruciaal, kalium, werken als antivriesmiddelen in plantencellen.
Tip: Dit is ook de reden voor herfstbemesting zoals herfstbemesting van het gazon. Speciale meststoffen zoals onze Plantura biologische herfstgazonmest bevorderen de winterhardheid van het gazon in plaats van het in gevaar te brengen. Ze doen dit door kalium toe te voegen, dat als antivries in de vacuolen wordt opgeslagen.
In de bladeren van bijvoorbeeld klimop (Hedera helix) kan het vriespunt worden verlaagd tot -3 °C door suiker op te slaan. Ook andere moleculen die de vorming van ijskristallen in de cellen tegengaan, dragen hieraan bij.
Dankzij deze speciale voorzorgsmaatregelen in de bewaarorganen kunnen planten temperaturen aan onder de -45 °C. Dit geldt natuurlijk niet voor elk type plant, maar hangt af van waar het vandaan komt en welke antivriesmaatregelen in de genetica zijn ingebouwd.
Tip: We presenteren de 10 beste groenblijvende planten in een apart artikel.
Beschermde knoppen: startpunt voor nieuw leven
Blad- en bloemknoppen worden vaak in het voorgaande jaar gevormd en gaan dan in een rustfase om de winter af te wachten. Het signaal hiervoor wordt gegeven door lage temperaturen en een korte daglengte. Via hormonen worden nu processen op gang gebracht om blad en bloemknoppen te beschermen. Hiervoor zijn ze omgeven door knopschubben. Binnen deze schubben vormt zich een witte vacht van dood haar, wat een isolerend effect heeft. Uiteraard wordt ook “antivries” bewaard. In deze staat trotseren de toppen kou en vorst. Alleen wanneerNaarmate de dagen weer langer en warmer worden, neemt de vorsthardheid af, neemt het watergeh alte toe en ontwikkelt het weefsel zich verder. In dit stadium lopen de knoppen dan een groot risico om te worden beschadigd door late nachtvorst.
Het is het warmst op de grond: geofyten zoals voorjaarsbloeiers verbergen hun knoppen in de grond. Hemicryptofyten, waaronder de meeste vaste planten, verbergen hun knoppen in ieder geval onder isolerend gebladerte. Planten die hun vernieuwingsweefsel op een hoogte van maximaal 30 cm hebben, worden chamaephyten genoemd. Hun knoppen worden beschermd door het sneeuwdek. Als de knoppen nog hoger zijn, spreekt men van phanerofyten, waaronder alle houtige planten vallen. Hoe hoger, d.w.z. meer blootgesteld aan de wind, de toppen, hoe beter ze tegen vorst moeten worden beschermd.
Tip: In het voorjaar kunnen planten met behulp van bemesting en bewatering voortijdig ontkiemen en op een warme plaats zetten. Dit is het ideale moment om pot- en kamerplanten te verpotten en kunstmest toe te voegen voor een succesvolle start van het nieuwe groeiseizoen! Dankzij de NK-verhouding van 3-4 is onze Plantura biologische kamer- en groene plantenmest ideaal voor de meeste kamerplanten. Maar voorzichtigheid is geboden: met deze behandeling zorgen we voor een vermindering van de winterhardheid, zodat de gedreven planten tegen vorst moeten worden beschermd.
Zoals je kunt zien, zijn er ingenieuze tactieken voor hoe bomen overwinteren en hoe andere planten de winter overleven. Maar lang niet allemaal zijn ze goed beschermd tegen de ijzige temperaturen. Daarom geven we je tips om je planten goed te overwinteren.