Почему горят можжевельники?
Проблема весеннего ожога актуальна не только для можжевельников, но и для многих живых существ, которые неожиданно оказываются под действием интенсивного солнечного света. Кому из дачников не случалось «обгорать», работая весной на участке: ведь за зиму кожа «отвыкает» от воздействия ультрафиолетовых лучей, в ней исчезают защитные пигменты, накопленные в предыдущий весеннее-летний сезон.
Так и можжевельники: за зиму хвоя «отвыкает» от интенсивных солнечных лучей, и весной при изменении освещения возможен ожог. Механизм этого явления прямо связан с фотосинтезом. Основной зеленый пигмент растений – хлорофилл – способен поглощать кванты солнечного света и «преобразовывать» их энергию в энергию химических связей. В норме энергия солнечного света направляется на синтез сахаров. Однако, если поток света слишком интенсивный, хлорофилл не справляется с получаемым избытком энергии. Часть ее теряется в виде квантов красного света (ученые называют этот процесс флуоресценцией хлорофилла). Такая потеря совершенно безопасна для растения. При значительном избытке света энергия от хлорофилла передается на кислород, который образуется тут же в процессе фотосинтеза. Кислород, получивший порцию энергии, становится чрезвычайно активным, из него образуются различные сильные окислители (например, перекись водорода). Их образуется настолько много, что сам процесс называют окислительным взрывом. С активным кислородом шутки плохи (вспомните поведение перекиси водорода в быту): клетки растения могут потерять пигменты и разрушиться. Таков механизм гибели хвои при фотовыцветании можжевельников.
При постоянном освещении растения успевают привыкнуть к определенному потоку квантов. Для обезвреживания активного кислорода в клетках накапливаются разнообразные антиоксиданты: аскорбиновая кислота (витамин С), каротиноиды (провитамин А), ферменты, разрушающие перекись водорода и другие активные формы кислорода. Несчастье происходит тогда, когда поток света резко усиливается, а растение не успевает синтезировать защитные вещества. Чаще всего это случается при перемене погоды: после длительной пасмурной зимы или весны внезапно наступают ясные дни. Именно такой перепад способствует «выгоранию» можжевельников и других хвойных.
Бытует мнение, что можжевельники обгорают в феврале-марте, однако зарегистрированы случаи обгорания хвои в середине мая, когда пасмурная погода долго не уступала места солнцу. Теоретически то же самое может случиться и летом.
Проблема обгорания существует не только у хвойных, но и у незакаленной рассады, которую внезапно переносят на улицу. Листья не привыкли к новому уровню освещения, защитных соединений не хватает, происходит окислительный взрыв, и на растениях появляются белесые пятна ожогов. Если для большинства лиственных возобновление листьев – сравнительно легкая задача, то для можжевельников, обладающих медленным ростом (как и другие хвойные), восстановление хвои на отдельных ветвях может оказаться затруднительным. Происходит оголение кроны и гибель побегов.
Как влияет температура на весенний ожог? В растении зависимость разных химических процессов от температуры варьирует. Так, хлорофилл продолжает поглощать свет и при низких отрицательных температурах, но движение молекул замедлено, поэтому хлорофилл не может передать энергию другим веществам и теряет ее путем флуоресценции, что безвредно. Таким образом, в лютые морозы световые повреждения можжевельника не страшны.
Другое дело температуры, близкие к нулю: химические превращения в растениях идут слабо, новые защитные вещества не синтезируются, а маленькая молекула кислорода уже достаточно подвижна, чтобы забрать энергию у хлорофилла и вызвать окислительный взрыв. Особенно опасны февральские и мартовские оттепели при ясной погоде или весеннее солнце на фоне заморозков.
Казалось бы, высокие температуры позволяют растению быстро синтезировать нужные защитные вещества. Здесь начинают играть большую роль относительные скорости процессов: если перепад освещения небольшой, то защитная система успеет сработать, и ожога не будет. Если же изменение освещенности слишком велико, то защитная система не успевает справиться, и фотоповреждение возможно.
Вредно ли отражение света от снега? Чистый снежный покров отражает довольно много солнечных лучей. Самым «свирепым» у рыбаков считается мартовский загар, который возникает не только из-за прямого действия солнца, но и за счет отраженных солнечных бликов. Если на можжевельник падает много отраженного света, особенно при низких положительных температурах, могут пострадать нижние ветки, которые находились под снегом. Этот фактор можно нейтрализовать, разбрасывая торфяную крошку по снегу: эта мера ускорит его таяние и ослабит отражение света.
Солнечные лучи могут отражаться и от других поверхностей: зеркала пруда, металлической крыши и даже от белых стен здания. Все эти факторы усиливают освещенность и повышают риск «обгорания» можжевельников. Поэтому при посадке чувствительных хвойных стремитесь выбрать место, где весной будет меньше солнечных бликов.
Достаточно ли можжевельникам света зимой? Садоводы иногда беспокоятся за стелющиеся формы можжевельников: зимой они полностью оказываются под снегом, который пропускает мало света. В зимние месяцы растения находятся в состоянии покоя, их дыхание и рост практически остановлены, значит, нет необходимости пополнять запасы питательных веществ за счет фотосинтеза. При низких температурах растения выдерживают такие воздействия, которые в состоянии активного роста они бы никогда не перенесли. Так, кактусы можно оставлять на зиму в холодильнике без освещения и полива. Бородатые ирисы, загнивающие при переувлажнении летом, не страдают от затопления талой водой при температуре не выше плюс 70С.
Какие меры можно предпринять для защиты можжевельников от выгорания? Чтобы избежать огорчений, связанных с фотоповреждением можжевельников, нужно с самого начала продумать место посадки. Желательна скользящая тень, которая будет падать на растения в середине дня либо подобрать участок, открытый солнечным лучам утром или вечером. Если это невозможно, применяют различные затеняющие материалы. С южной стороны или над растением можно установить защитный тент или щит. Здесь в ход пойдут старая секция от забора из штакетника, нетканый материал (лутрасил, агрил, спанбонд), мешковина или марля, натянутые на раму. Некоторые садоводы используют даже крупную маскировочную сетку с «листьями» из материи, поможет и обычная противомоскитная сетка. Главный принцип – материал должен создавать рассеянную скользящую тень.
Можжевельники (особенно пирамидальные формы) можно также обернуть мешковиной в один слой или белым нетканым материалом, в один или несколько слоев в зависимости от его плотности. В некоторых случаях «закутывание» более эффективно, поскольку защищает еще и от механических повреждений снегом и «разваливания» кроны колонновидных, высоких раскидистых и шарообразных форм.
Такая защита нужна можжевельникам на потенциально опасное время года – в конце зимы и начале весны, когда устанавливаются положительные температуры, близкие к 00С. Позже затенение снимают, и растения постепенно приспосабливаются к солнечным лучам.
Почему одни виды можжевельников легко обгорают, а другие – практически никогда? Стелющиеся виды, которые происходят из высокогорных районов, где сильная инсоляция обычна, не страдают от ожогов. Можжевельники, живущие в природе под пологом леса, менее устойчивы к прямому солнцу. Однако с возрастом у крупных можжевельников устойчивость к фотоповреждениям может увеличиваться.
Но далеко не все карликовые или стелющиеся формы обладают высокой устойчивостью к солнечным ожогам. Многие из них получены на основе видов, приуроченных к лесным биоценозам.
Есть немало сортов, отличающихся от природного вида по окраске хвои, обусловленной изменением пигментного состава, что далеко не всегда идет на пользу растению. Например, если у какой-то формы снижено содержание каротиноидов (даже если она получена на основе самого устойчивого к солнцу вида), ее придется выращивать в полутени.
Чуб В. В.,
кандидат биологических наук
(По материалам журнала «Цветоводство», №1, 2007 г.)
