Informativni center Kaktu.si

Zimotrdni kaktusi

Privajanje na zimske pogoje

V prejšnjem delu članka smo ugotovili, da marsikje v naravi kljub mrazu kaktusi tudi pozimi prejmejo precej vode in pri nizkih temperaturah vseeno počasi rastejo. Nekaj podobnega sem opazoval tudi v svojem rastlinjaku. Glandulicactus uncinatus in večina Sclerocactusov je kazala počasno rast v januarju pri -5 do +10°C. Nekaj primerkov Pediocactus papyracanthus sem postavil na moker sneg, ki se je hitro topil, po nekaj dneh pa je nastopila zmrzal, vendar so rastline prenesle namakanje in zamrznitev brez posle sem postavil na moker sneg, ki se je hitro topil, po nekaj dneh pa je nastopila zmrzal, vendar so rastline prenesle namakanje in zamrznitev brez posledic. Seveda sem nato prestavil rastline pod streho, saj cele zime zunaj na dežju in snegu ne bi prenesle.

Stopnjo zimotrdnosti določajo razni faktorji, najpomembnejša pa je vsekakor zgradba tkiv in celic. Pri zmrzovanju tkiva se pojavi plazmoliza celic - zaradi premočnega izločanja vode se vsebina vode v celici zmanjša in celična mrenica odstopi od celične stene. Rastline različno prenašajo plazmolizo; pri nekaterih pride do okvare življenskih procesov celic že pri manjših ozeblinah, nekatere pa se obnovijo kljub temu, da se volumen mase znotraj celične mrenice zmanjša na polovico. Kaktusi imajo v splošnem visoko sposobnost obnavljanja dehidriranih celic. Če poškodovane rastline v nekaj tednih ne napadejo glivice, se pogosto popolnoma obnovi kljub temu, da je po zamrznitvi zaradi visokega deleža poškodovanih celic popolnoma osteklenela. Pomembno vlogo pri tem ima struktura celičnih sten. Do plazmolize pride le takrat, ko je membrana prepustna predvsem za vodo, do deplazmolize pa takrat, ko postane membrana prepustna tudi za druge delce. Stopnja zimotrdnosti kaktusov je torej odvisna predvsem od sposobnosti spreminjanja strukture celičnih membran.

Na skici si lahko ogledamo proces plazmolize in deplazmolize celice (shematsko).  Zunanja celulozna stena se pri procesu plazmolize ne spreminja, celična mrenica pa zaradi izhajanja vode iz celice odstopi od celične stene (B). Slika C prikazuje popolnoma dehidrirano celico, ki pa se pri vračanju vode počasi povrne v prvotno stanje (D). Če je celica preveč dehidrirana, lahko stanje D zaman pričakujemo, saj je celica nepovratno poškodovana.

Vsi procesi, ki sodelujejo pri preživetju rastlin v hladnih zimah, še niso povsem znani. Razjasnjeni pa so nekateri mehanizmi, ki zaščitijo rastline morda le za pol stopinje mrazu več, a lahko s tem povečajo razširjenost neke vrste kaktusov za več sto kilometrov. Poglejmo si nekaj zaščitnih mehanizmov, s katerimi se kaktusi delno zavarujejo pred omrzlinami. Kaktus je najobčutljivejši na temenu, kjer nastaja mlado tkivo, zato je večina zaščitnih mehanizmov namenjena prav temu delu stebla.

V naravi pogosto prihaja do pojava podhlajenosti, ko voda pri temperaturi nekaj stopinj pod ničlo še vedno ne tvori kristalov (fizikalni pojav, kjer je voda pri ohlajevanju pod 0°C v mirujočem stanju še vedno tekočina). Toda saguaro in nekateri drugi kaktusi prenesejo do -12°C brez večje škode. Znižanje zmrzišča tkiva zaradi pojava podhlajenosti vode se opaža pri praktično vseh zimotrdnih rastlinah, vendar to še ne pomeni, da so poškodbe tkiv pri nižjih temperaturah izključene. Življenjska sposobnost celic saguara prične upadati pri -8°C, pri -12°C pa tkivo odmre. Poleg običajnih zaščitnih mehanizmov rastlinam pomaga tudi sposobnost, da postopoma pridobijo odpornost proti mrazu po večkratnem izpostavljanju vedno nižjim temperaturam.

Zimsko utrjevanje se pojavi po milejših zamrznitvah kaktusov v pričetku zime in se pojavlja tudi pri drugih rastlinskih vrstah. Po poprečni ohladitvi za 10°C se mejna temperatura, ko je življenska sposobnost rastline zmanjšana na 50%, pomakne za 0,7°C navzdol. Ta mehanizem je posebno očiten pri višinskih vrstah. Te lahko v nekaj dneh prenesejo znižanje poprečne temperature okolja iz 40°C na 0°C (naprimer denmoze ali trihocereusi). Povečanje zimske trdnosti je posledica povečane znotrajcelične dehidracije in morebitnih sprememb v prepustnosti celičnih membran.

Pri zimskem utrjevanju pride verjetno do sprememb v strukturi celičnih sten, ki omogočijo izločanje vode iz celic, ne pa tudi raztopljenih snovi. Voda iz celic prestopi v medcelične prostore, kjer lahko brez škode za rastlino zmrzne v kristale. Nekatere vrste že zgodaj jeseni pričnejo zaradi postopnega padanja dnevne temperature izločati vodo in dočakajo zimo močno dehidrirane z visokimi koncentracijami celičnih sokov, tiste, ki pa preživijo mraz z minimalno dehidracijo, verjetno laže prenašajo plazmolizo.

Na zimsko utrjevanje in izsuševanje kaktusov v rastlinjaku sami ne moremo bistveno vplivati. Jeseni in pozimi l. 93 sem v svojem hladnem rastlinjaku opazoval veliko skupino delno zimotrdnih gimnokalicijev, trihocereusov in nekaj deset drugih vrst kaktusov (približno 500-600 nekajletnih primerkov), ki so bili pozno jeseni zaliti in so imeli v prvih novemberskih pomrznitvah še vedno mokre korenine. Izsuševanje in zimsko utrjevanje je potekalo enako kot v prejšnjih letih, ko sem rastline pričel izsuševati že zgodaj jeseni. Podobne rezultate so dale tudi močno zasenčene rastline, ki so bile zaradi intenzivne rasti zelo sočne in napete, pa so odmrle pri enakih zimskih temperaturah kot močno izsušene rastline v testih iz prejšnjih let. Visoka zračna vlažnost v tem letu ni znižala spodnje meje zimotrdnosti, pojavile pa so se površinske omrzline kaktusov, ki so bili na hladnem prepihu.

V naravi so stebla saguarov (Carnegiea gigantea) in senite (Lopohecereus schotii) debelejša, kolikor bolj v severnih predelih rastejo. Stara debla na severu rastočih saguarov so kar za 10 cm debelejša kot južni predstavniki te vrste. Debelejše steblo akumulira več energije čez dan, se zvečer počasneje ohlaja in tako je temperatura temenskega tkiva debelejših rastlin kar za 3°C višja. V teh krajih se temperatura za vsako zemljepisno stopinjo severneje zniža za 1.7°C, zato odebelitev debla omogoča rast saguarov kar za 200 kilometrov bolj na sever.

Dobra zaščita pred mrazom je tudi gosto trnje na temenu. Opazovane rastline na severu imajo teme gosteje pokrito s trnjem kot južne populacije. Teme severnega saguara je štirikrat bolj zasenčeno in zaščiteno pred mrazom kot temena južnih populacij. Mlado tkivo L. schotii je na temenu močno zaščiteno z iglami, medtem ko je staro stebelno tkivo skoraj golo. Podobno učinkuje tudi dlakavost areol, ki z gosto volno zaščitijo teme. Dlakavost in gosto trnje na temenu lahko zadržijo do 0.4°C višjo temperaturo temena kot gole rastline.

Razne forme kaktusov z gostejšimi in daljšimi vlakni včasih opazimo tudi v zbirkah. Včasih se zgodi, da se močno razlikujeta že dve populaciji kakšne vrste kaktusov, katerega seme smo kupili pri dveh prodajalcih. Tako se je pred leti v Sloveniji pojavila forma Echinocactusa grusonii, ki je imel za spoznanje večje kosme vlaken na areolah kot primerki iz drugih setev. V naravi, pa tudi pri nas prenese grusonijev ježkar -5°C, ponekod pa tudi do -7°C. Je bil morda to predstavnik grusonijev iz hladnejših področij?

Slika: Echinocactus grusonii

Mlajše nepoškodovane rastline se najpogosteje razvijejo v zaščiti drevesnih krošenj. Čeprav so drevesne veje tanke, ponoči oddajajo čez dan prejeto dolgovalovno energijo in pod takimi zaščitnimi drevesi imajo rastline najmanj za eno stopinjo toplejše teme kot nezaščiteni primerki. Ta zaščita je pomembna predvsem za manjše vrste in majhne sejance večjih vrst in lahko razširi meje rasti v hladnejše področje ali morda nekaj deset metrov više, kar v naravi ni zanemarljivo.

Vse rastline, ki združujejo več takih mehanizmov, imajo višjo temperaturo temenskega tkiva, kar jim pomaga pri preživetju mrzlih zim. Take vrste so tudi bolj razširjene proti severu, v južni Ameriki pa proti jugu. Primerki populacije neke vrste kaktusov iz toplega podnebja bi preneseni k vrstnikom v hladnejše podnebje odmrli. Tipičen primer je zelo razširjena Coryphantha vivipara, katere severne forme so dosti bolj trpežne kot južno rastoče populacije.

Popolnoma zimotrdne rastline prenašajo nizke temperature brez kakršnihkoli poškodb tkiva. Ščitijo se z enakimi zaščitnimi mehanizmi kot ostali kaktusi, popolna zimotrdnost teh kaktusov pa je kombinacija zaščitnih faktorjev okolja, oblike rastline in visoke sposobnosti zimskega utrjevanja. Coryphantha vivipara je zelo razširjena rastlina v severni Ameriki, saj raste prav do Kanadske meje. Po nekaj tednih jesenskega ohlajevanja okolja pade spodnja temperaturna meja preživetja te rastline iz -9°C na -20°C. Nekatere variacije te vrste kažejo zmanjšano celično aktivnost pri -23°C, odmrejo pa šele pri -30°C. Spodnje temperaturne meje kaktusov, ki rastejo na področjih z zelo hladnimi zimami, zelo varirajo in v bistvu niso več omejevalni faktor pri razširjanju teh vrst. Po drugi strani pa se izkaže, da so nekatere vrste kaktusov zimotrdne le v severnih mrzlih področjih, medtem ko so populacije iste vrste iz južnih toplejših krajev bolj občutljive kljub temu, da jih poskušamo jeseni utrditi.

Diagram prikazuje padanje spodnje temperaturne meje preživetja Coryphantha vivipara (povzeto po Nobel, Cactus Primer):

Poskusne rastline so nekaj časa gojili pri dnevni temperaturi 50°C, nato pa so postopoma zniževali temperaturo v skokih po 10°C do 0°C. Ugotovili so, da pri poletni visoki temperaturi prenese C. vivipara le -8°C, ko pa se temperatura okolja spusti do ničle, ne zmrzne niti pri -18°C. Podobno se dogaja tudi pri gojenju kaktusov v rastlinjaku. Ko sem nekega decembra prenesel iz ogrevanega rastlinjaka nekaj delno zimotrdnih kaktusov v neogrevan rastlinjak, so seveda zmrznili pri precej višji temperaturi kot rastline, ki so bile na hladnem že na začetku zime. Priprava na hladno prezimovanje torej ne pomeni zgodnje izsuševanje kaktusov, ampak pravočasno privajanje na hladnejše okolje.

5. del