Haust- og vetrarundirbúningur trjáa

Í pistli vikunnar skoðum við aðeins hvernig tré undirbúa sig fyrir veturinn. Árlegur vaxtartaktur og þar með frostþolsmyndun er bundin í genum en stýrt af umhverfisþáttum. Miklu máli skiptir hvort kvæmi trjáa eru norðlæg eða suðlæg því sá þáttur sem ræður mestu á okkar norðlægu slóðum er fyrst og fremst daglengdin og stytting ljóslotunnar þegar líður á sumarið. Hún ræður því hvenær undirbúningurinn hefst og stýrir myndun frostþols. Styttri dagar verða til þess að vöxtur stöðvast og frostþol fer að byggjast upp. Lækkandi hiti á haustin og mildir frostakaflar auka frostþolið svo enn frekar (Sakai og Larcher 1987). 

Átveislan mikla

Er líður á sumarið, daginn tekur að stytta og haustið minnir á sig, upphefst mikil átveisla meðal spendýra sem leggjast í dvala. Þá háma birnir í sig eins mikla orku og þeir geta til að byggja upp nægan fituforða fyrir veturinn. Þetta gera trén líka, nema hvað þau geta ekki safnað á sig fitu. Þau éta hvorki ber né laxfiska eins og grábirnir eða sitja fyrir selum út á ísnum eins og ísbirnir, heldur fá þau orkuna milliliðalaust beint frá sólinni. Hana nota trén til að tryggja sér sykrur, prótein og önnur mikilvæg efni sem þau koma fyrir í geymslurýmum sínum, rétt eins og birnirnir gera. Þessi efni koma í veg fyrir ískristallamyndun inni í plöntufrumunum og verja þannig trén fyrir frostálagi. Því má segja að þau virki eins og eins konar frostlögur.

Vel má sjá á trjánum hvenær styttist í að þau leggist í dvala. Ef þau væru dýr mætti segja að það sjáist hvenær þau verða syfjuð. Þá þurfa þau ekki að ljóstillífa meira. Sama á við um ýmsar aðrar plöntur eins og við sjáum í næsta kafla. Stundum má sjá á trjám, jafnvel snemma í ágúst, að laufin fara að gulna eða roðna. Innan sumra ættkvísla, svo sem heggættkvíslarinnar, Prunus, og víðiættkvíslarinnar, Salix, er nokkuð algengt að sjá stöku blöð í haustlitum í ágúst. Heggurinn, Prunus padus, er með allra fyrstu lauftrjám til að laufgast á vorin og ef til vill er það þess vegna sem hann er búinn að fá nægju sína á undan mörgum öðrum tegundum, jafnvel þótt enn megi vænta margra hlýrra, bjartra daga sem nýst gætu til ljóstillífunar.

Enn algengara er þó að sjá gul blöð hjá norðlægum kvæmum ýmissa tegunda enda er það fyrst og fremst daglengdin sem ræður því hvenær ferlið sem stjórnar lauffalli fer í gang (Sakai og Larcher 1987). Hin norðlægu tré láta daglengdina plata sig og halda að það sé komið haust og loka sjoppunni á miðju sumri. Þetta má meðal annars sjá hjá hengibjörkum við Hlíðarbraut á Akureyri. Tré af þessu sama norðlæga hengibjarkarkvæmi má sjá víðar í Eyjafirði og þau standa sig vel, þrátt fyrir að nýta ekki nema hluta sumarsins til ljóstillífunar.

Ef stofnar trjáa eru sagaðir í sundur má sjá árhringi þeirra. Ljósi viðurinn sýnir átveisluna miklu hjá trjánum þegar ljóstillífun er sem mest. Svo sést hvernig hægt hefur á öllu og dökk lína myndast á mörkum þess að trén leggjast í dvala. Vorið eftir er ferlið endurtekið. Þannig myndast árhringir. Breiðir árhringir eru til marks um mikla átveislu og þar með mikinn vöxt.

Dæmi frá fjölæringum

Ýmsir haustlaukar eru ágætt dæmi um hvernig og hvenær plöntur koma forðanæringu sinni fyrir. Blöðin vaxa upp af laukunum á vorin og plönturnar blómstra í von um að mynda fræ sem dreift geta tegundinni. Svo hamast laufin og stilkurinn við að ljóstillífa og safna upp orku sem komið er fyrir í lauknum. Flestar þessara plantna mynda að auki hliðarlauk eða -lauka ef ljóstillífunin er nægilega mikil. Þegar því er lokið og fræið hefur þroskast hætta lauf laukplönturnar að ljóstillífa enda engin tilgangur með því lengur. Þau visna og drepast. Laukarnir leggjast þá í dvala fram á næsta vor. Í heimkynnum sínum ná sumar tegundir haustlauka að gera þetta allt saman áður en lauftré laufgast að fullu og fara að varpa skugga. Svona langan svefn leika engin spendýr eftir.

Lúpínan, Lupinus nootkatensis, sem margir elska en aðrir elska að hata, safnar forðanæringu sinni í ræturnar. Á vorin nýtir hún þessa endurnýjanlegu orku til að fá forskot á aðrar plöntur sem eru ekki eins fyrirhyggjusamar. Á meðan margar plöntur vaxa hægt, fyrst á vorin, nýtir lúpínan þessa orku og myndar laufblöð og stöngla sem ljóstillífa fljótt og mikið. Orkan í rótunum er einnig nýtt til að mynda blóm nokkuð snemma og mynda fræ. Þegar líða tekur á blómgun hennar er mjög lítil orka eftir í rótunum. Það er í fínu lagi fyrir plöntuna því eftir blómgun hefur hún góðan tíma til að ljóstillífa, vaxa, dafna og hlaða orku í ræturnar á ný. Hún vex oftast uns frost granda laufunum. Þá eru ræturnar fullar af orku fyrir næsta vor og tímabært að slaka á og fá sér góðan lúr. Þetta er svipað hjá kartöflum. Villtar kartöflur eru tvíærar. Fyrra árið vaxa þær og ljóstillífa eins og þær mögulega geta og safna næringarforða í rótarhnýði. Kartöflugrösin ljóstillífa þar til frost granda þeim. Svo ætla þær að blómstra árið eftir en það tekst sjaldan á Íslandi því rótarhnýðin eru svo bragðgóð. Undanfarin ár hefur verið mikil tíska að reyna að losna við lúpínur. Eftir því sem líður lengra á blómgunartíma hennar er minni orka í rótunum. Ef hún er slegin á þeim tíma þarf plantan að mynda ný blöð þegar forðanæringin er lítil. Þá eru blöðin illa í stakk búin til að hlaða á tankinn og því má búast við að lúpínan verði ekki eins kraftmikil næsta vor. Endurtekinn sláttur á þessum tíma getur dregið mjög úr viðkomu hennar. Aftur á móti skiptir það lúpínu sáralitlu máli þótt hún sé slegin þegar líða tekur á sumarið og hún hefur kastað fræi. Þá er hún búin að safna það mikilli orku í ræturnar að hún kemur upp af krafti næsta vor. Henni er líka alveg sama þótt hún sé slegin snemma á vorin. Þá eru ræturnar fullar af orku sem hún nýtir til að vaxa að nýju (Sigurður 2014).

Vatnið og vetrardvalinn

Þegar tré hafa fyllt geymslurými sín undir berki og í rótum má Óli Lokbrá koma í heimsókn. Þótt trén geti haldið áfram að ljóstillífa eru geymslurýmin full hjá mörgum þeirra og sykrur og prótein komin á sína staði. Því er engin ástæða til annars en að fara snemma til hvílu. Hvenær rétt er að leggjast í dvala er misjafnt milli trjátegunda og kvæma tegunda en almennt er talið að þarna ráði daglengdin mestu eins og áður var nefnt. Sum tré virðast ljóstillífa þar til fer að frysta. Eftir það neyðast trén til að hætta. Birnirnir geta ekki lifað ef „frýs í æðum blóð“ og það er ekki beinlínis hollt fyrir trén að vatn frjósi í æðum þeirra. Eins og alkunna er þenst vatn út þegar það frýs. Þess vegna geta pípulagnir sprungið ef vatn frýs í þeim. Það sama á við um viðar- og sáldæðar trésins. Þess vegna verða þau að undirbúa viðinn með því að draga úr spennu vatns í trénu um leið og það hægir á vextinum undir berkinum. Það eru fyrstu merki þess að tré séu að fara í vetrardvala og auka frostþol sitt. Þetta gerist strax í júlí hjá flestum tegundum (Wohlleben 2016). Samhliða þessu breytast frumuhimnurnar. Þær verða gegndræpar til þess að verja frumur enn frekar og auðvelda osmósu (Sakai og Larcher 1987). Um krafta osmósu fjölluðum við í þessum pistli. Þetta á drjúgan þátt í að verja dvalarvefi trjáa eins og brum og við. Þessi ferli eru ástæður þess að lengdarvöxtur trjáa er fyrst og fremst á vorin og í sumum tilfellum fram á mitt sumar. Eftir það mynda trén brum fyrir næsta sumar. Vissulega geta sprotar og stofnar þykknað eftir þetta, enda eru trén að safna orku sem þau geyma þar, en lengdarvexti er þá lokið. Þetta er dálítið öðruvísi en til dæmis hjá lúpínunni og mörgum öðrum fjölæringum eins og við lýstum hér framar.