Den globale opvarmning kan føre til flere frostskader i planter. For at kunne forebygge problemet er det nødvendigt at forstå mekanismerne bag planternes ophævelse af frosthårdførhed. Postdoc Majken Pagter fra Aarhus Universitet har netop afsluttet en undersøgelse om planternes frosthårdførhed, som blandt andet viser, at planter er mere følsomme overfor ustabile temperaturer sidst på vinteren og i det tidlige forår end midt om vinteren.

At den globale opvarmning kan føre til frostskader kan måske lyde lidt modsigende, men der er en forklaring. Klimaændringer medfører mere ustabile vintertemperaturer med kolde perioder afbrudt af kortere varme perioder. Det kan gribe forstyrrende ind i planternes rytme.

- Selv kortvarige temperaturstigninger kan medføre, at flerårige planter mister en del af deres frosthårdførhed med risiko for efterfølgende frostskader. Følgerne af global opvarmning kan dermed øge risikoen for frostskader i planter. For at opretholde produktionen af planteressourcer under ændrede klimatiske forhold er det vigtigt at forstå mekanismerne bag ophævelse af frosthårdførhed, forklarer postdoc Majken Pagter.

Skrøbelig om foråret

Om efteråret gør flerårige planter sig klar til den kommende kolde periode – de akklimatiserer sig – hvorved de kan klare frostgraderne. De når deres maksimale hårdførhed mod frost midt om vinteren.

Om foråret vender processen sig. Planterne ”vågner op” – de deakklimatiserer sig – og mister deres modstand mod frost. Denne proces drives hovedsagligt af temperatur.

Klimaforandringerne kan forstyrre deakklimatiseringen på to måder. Eftersom deakklimatisering er en forholdsvis hurtig proces, der blot varer dage eller uger, kan væsentlige temperaturstigninger nedsætte frosthårdførheden i løbet af få dage. Det resulterer i, at sarte plantedele risikerer at blive udsat for frost, hvis temperaturen igen ændrer sig og det på ny bliver frostvejr. For det andet, har forårsvarmen en langtidseffekt på planternes hårdførhed mod kulde ved at den fremmer knoppernes udspring.

I den ideelle verden skulle flerårige planter deakklimatisere sig langsomt, hvis vinteren er usædvanlig varm, hvis foråret kommer usædvanligt tidligt og/eller hvis vinter- og forårstemperaturerne er ustabile og svinger mellem kolde og relativt varme perioder. Det vil nemlig nedsætte deres risiko for frostskader. Muligheden for at udvikle planter, der bedre kan tåle svingende temperaturer i de kritiske perioder, er bedre, hvis der er et større kendskab til mekanismerne bag deakklimatiseringen.    

Frosttolerancen belyst

Majken Pagter undersøgte timingen og hastigheden for, hvornår frosthårdførheden ophæves i flerårige træagtige planter og nogle af de biokemiske og fysiologiske mekanismer, der er involveret i timingen og hastigheden. Til sine undersøgelser brugte hun to arter af hortensia (Hydrangea) som modelplanter for træagtige, flerårige planter.

Resultaterne viste, at i hortensia er risikoen for frostskader ikke forbundet med timingen og hastigheden for, hvornår frosthårdførheden ophæves. At den ene art af hortensie er mere udsat for forårsfrostskader end den anden art skyldes i højere grad, at dens maksimale frosthårdførhed er større.

Forsøget viste også, at timingen og hastigheden for deakklimatiseringen ændres i løbet af vintersæsonen. Planterne er således mere følsomme overfor ustabile temperaturer sidst på vinteren og i det tidlige forår end midt om vinteren. 

Fysiologisk skyldes deakklimatiseringen, at der sker ændringer i plantens indhold og sammensætning af kulhydrater og proteiner og et stigende vandindhold. Ændringer i kulhydraterne drives af temperaturændringer. Proteinændringerne skyldes ændringer i stressproteiner, som bidrager til, at planten kan overleve stressfaktorer som frost, sne, udtørring og kombinationen af lav temperatur og meget lys, som man oplever på frostklare solskinsdage.

- Vi har fået mere viden om, hvordan klimaændringer i vinterhalvåret påvirker planters frosttolerance og overvintring. Øget viden gør det muligt at udvikle strategier til at reducere risici forårsaget af klimaændringer, siger Majken Pagter.

Yderligere oplysninger: Postdoc Majken Pagter, majken.pagter@agrsci.dk, telefon: 8715 8325

Tekst: Janne Hansen, janne.hansen@agrsci.dk