Wat doen planten in de winter: Overwinteringsstrategieën uitgelegd

In het witte seizoen kan het op onze breedtegraden behoorlijk koud worden. Hoe overleven planten in de winter en doen ze ook in de koude maanden aan fotosynthese?

Dieren groeien in de winter een dikke vacht, voeden zich de hele zomer en herfst met een isolerende vetlaag, gaan in winterrust of winterslaap. Wij mensen trekken warme kleren aan, drinken thee of proberen ons op andere manieren warm te houden. Wij zijn tenslotte warmbloedige organismen die een specifieke temperatuur nodig hebben om te overleven. Planten daarentegen zijn koudbloedige organismen. Om de koude winter te overleven, hebben ze geavanceerde strategieën ontwikkeld.

Overwinteringsstrategieën van planten

De overwinteringsstrategieën van planten kunnen worden ingedeeld in verschillende methoden. In het algemeen is het doel altijd het aanleggen van een voorraad energie en het beschermen van de meristeem – het vormingsweefsel van de knoppen dat dient als startpunt voor de knopvorming in het voorjaar. Deze 4 strategieën bestaan:

Overwinterende planten als zaden

Zaadplanten, waarvan het lichaam zoals gepland in de winter afsterft, overwinteren alleen dankzij hun zaden. Deze bevatten zowel opslagstoffen als het embryonale stamweefsel, het meristeem, waarmee nieuw leven mogelijk is.

Overwinterende vaste planten: terugtrekken in bewaarorganen

Vaste planten zijn overblijvende, kruidachtige planten die meerdere jaren overleven en dus ook overwinteren. Ze brengen energierijke opslagstoffen over naar de wortels, of naar bollen, knollen of wortelstokken. Het meristematisch weefsel wordt gevonden in de vorm van knoppen of onopvallende slapende ogen zeer dicht bij het bodemoppervlak.

Overwintering van loofhoutgewassen: terugtrekken in het bos

Het feit dat loofbomen hun energie niet opslaan in het gebladerte maar in het houtlichaam is duidelijk te zien aan hun herfstkleuren. Het blad wordt geel omdat energierijke stoffen worden gerecycleerd en via de bladsteel naar het houtachtige deel worden getransporteerd. De knoppen voor het opnieuw uitlopen in bomen liggen afgeschermd onder knopschubben, daartoe vaak enkele meters boven de grond en moeten door de boom worden beschermd door verdere vorstbeschermende maatregelen.

Overwintering van groenblijvende planten: Vorstbescherming van blad en knop

Groenblijvende planten werpen hun blad niet af. Ze verplaatsen dus ook minder reservestoffen naar het houtlichaam, in plaats daarvan moeten ze hun bladeren aanpassen aan het koude weer door hun structuur en de opslag van verschillende stoffen. De knoppen overwinteren in een slaaptoestand, veroorzaakt door een speciale cocktail van hormonen.

Fotosynthese van planten in de winter?

Niet alle planten doen aan fotosynthese in de winter, maar groenblijvers wel, zij het in mindere mate.

Om de vraag nauwkeuriger te beantwoorden, is het nuttig om even naar de fotosynthese zelf te kijken. Fotosynthese beschrijft het proces waarbij lichtenergie en anorganische verbindingen worden gebruikt om organisch materiaal, d.w.z. bouwstenen voor het plantenlichaam, te produceren. De belangrijkste rol in dit proces wordt gespeeld door groen chlorofyl. Planten die hun groene delen in de winter afwerpen of laten afsterven, kunnen geen fotosynthese uitvoeren totdat de groene delen weer beschikbaar zijn.
Groenblijvende planten daarentegen kunnen het hele jaar door energie uit zonlicht halen. Op onze breedtegraden is het zonlicht in de winter echter zwakker en slechts gedurende kortere perioden beschikbaar. In combinatie met de kou, die de fotosynthese remt, resulteert dit in een zeer lage fotosynthesecapaciteit. Daarom groeien zelfs groenblijvende planten niet door in de winter, maar kunnen zij alleen voorzien in hun dagelijkse energiebehoefte om vorstbestendig te blijven.

Wat planten doen voor de winter

De voorbereidingen voor het koude seizoen beginnen vroeg. Want geen enkele plant is klaar voor temperaturen onder nul en diëten van de ene dag op de andere. Koude en kortere dagen passen hun hormoonhuishouding aan, zodat de planten geleidelijk in winterslaap gaan. Wat klinkt als een pauze, betekent echter aanvankelijk veel meer werk dan op het eerste gezicht lijkt. Deze processen vergen tijd en mogen niet worden verstoord: Door te snoeien, te veel water te geven of met de verkeerde voedingsstoffen te bemesten, kunnen we de voorbereidingen van de planten belemmeren, zodat de winterhardheid in gevaar komt.

Dit zijn de stappen die planten voor de winter moeten nemen:

Opslag van reservemateriaal

Zoals hierboven beschreven slaan planten hun energiereserves op verschillende plaatsen op. Planten moeten in de herfst veel werk verzetten om deze te verplaatsen naar de juiste plantenorganen.

Trekt zich terug in het bos

Bladverkleuring kan in de herfst worden waargenomen bij de meeste van onze plaatselijke loofbomen. Dit verschijnsel doet zich voor omdat het chlorofyl – dat de bladeren groen doet lijken – wordt gerecycleerd en verwijderd. Ook ander energierijk materiaal wordt van de bladeren naar de stam verplaatst.

Onder de schors verdelen zich waterrijke celorganellen, de vacuolen. Uit enkele grote vacuolen ontstaan talrijke kleine. Vooral suikers hopen zich daarin op, maar ook eiwitten en andere opgeloste stoffen. Essentiële elementen zoals kalium, magnesium en fosfor worden ook uit de bladeren gehaald voordat ze worden afgeworpen.
Zetmeel wordt opgeslagen in de amyloplasten als energiereserve. In de loop van het jaar putten de bomen uit deze reserves, zodat ze in mei, wanneer de bladeren zich ontvouwen, grotendeels weer zijn opgebruikt.
Nadat alle belangrijke voedingsstoffen en mineralen zijn opgeslagen, wordt het loof afgestoten. Zo wordt de ruimte voor sneeuwbelasting en kroonbeweging, die tot breuk kan leiden, tot een minimum beperkt.
Bomen lijken in de winter aan de buitenkant inactief, maar ze zijn voortdurend bezig met celademhaling. Zo leveren ze energie voor de werking van metabolische processen die essentieel zijn om te overleven.

Terugtrekken in de grond: knollen, bollen, wortelstokken en wortels

Veel kruidachtige planten zoals het lelietje-van-dalen (Convallaria majalis), de gewone jichtkruid (Aegopodium podagraria) of gember (Zingiber officinale) vormen zogenaamde wortelstokken. Dit is een systeem van scheuten die onder of net boven de grond groeien en als taak hebben om reservestoffen op te slaan. Dankzij deze opgeslagen stoffen, waaronder met name zetmeel, kunnen veel planten in de bodem overwinteren. Bolgewassen gebruiken getransformeerde bladeren als opslagorgaan. Onder het bodemoppervlak zijn deze opslagorganen grotendeels beschermd tegen vorst.

Planten die ondergronds overwinteren zijn blij met onze hulp! Mulch kan worden gestrooid om een isolerende beschermlaag te versterken. Onze Plantura biologische pijnboomschors beschermt niet alleen tegen uitdroging, maar onderdrukt ook de groei van onkruid.

Terugtrekken om te zaaien: Voortplanting en winterbescherming in één

Planten kunnen ook als zaad overwinteren. Deze bestaan meestal uit de zaadhuid, een voedingsweefsel en het embryo, dat in verschillende mate ontwikkeld kan zijn. Afhankelijk van het soort zaad is het voedingsweefsel van verschillende aard. Zaden van peulvruchten zoals bonen (Vicia), erwten (Pisum) en linzen (Lens) zijn rijk aan eiwitten. De zaden van granen zoals tarwe (Triticum) of haver (Avena) en loofbomen zoals de eik (Quercus) en tamme kastanje (Castanea) slaan energie voornamelijk op in de vorm van zetmeel. Sommige zaden, zoals de hazelnoot (Corylus) en de walnoot (Juglans), vormen zaden met vet als opslaglichaam. Geen wonder dat wij mensen veel van deze zaden als voedsel gebruiken. Ook in zaden wordt het voedingsweefsel niet alleen gebruikt voor de stap naar het leven, d.w.z. de ontkieming, maar ook voor de sterk gereduceerde celademhaling. Elk zaadje is dus een levend, ademend embryo. Door een zeer laag watergehalte, de harde zaadhuid en de hoge concentratie osmotisch actieve stoffen is het goed beschermd tegen bevriezing.

Herfstverkleuring van de bladeren

Zelfs los van het feit dat de gele herfstverkleuring ontstaat door de overdracht van chlorofyl uit de bladeren naar beschermde plantendelen, zijn de bladeren gekleurd. Dit blijkt uit het feit dat sommige groenblijvende struiken, bijvoorbeeld de mahonia (Mahonia), kleuren hun bladeren fel in de herfst. Anthocyanen en carotenoïden, die worden gevormd ter bescherming tegen vorst en te veel zonlicht, zijn hiervoor verantwoordelijk. Dat komt omdat groenblijvende planten in de winter een probleem hebben: als het tegelijkertijd erg koud is, maar de zon schijnt, valt er veel energierijke straling op de bladeren. Koude vertraagt echter alle processen in de plantencel, zodat de zonne-energie niet in bruikbare vorm kan worden opgeslagen. Dit resulteert in een schadelijk overschot aan energie dat celbestanddelen kan beschadigen – vergelijkbaar met wanneer we verbranden. De anthocyanen, die er voor ons rood of violet uitzien, werken als bescherming tegen deze schadelijke effecten.
Voor een gedetailleerde uitleg over bladverkleuring in de herfst, zie ons speciale artikel.

Planten produceren hun eigen antivries

Waarom bevriezen planten niet gewoon in de winter, zoals groenten in de vriezer? Waarom kan het gazon zelfs bij vorst worden betreden zonder dat de messen breken als ijsnaalden? Het bevriezen van de cel zou fataal zijn, omdat daarbij het water uitzet en de cellen gewoon zouden barsten.
Het antwoord kan worden uitgelegd aan de hand van het voorbeeld van de zee. Als water wordt verrijkt met een voldoende hoge concentratie osmotisch actieve stoffen, wordt het vriespunt verlaagd. In de zee is deze osmotisch actieve stof zout. In plantencellen werken verschillende suikers, alcoholverbindingen en in beslissende mate kalium als antivries.

Tip: Dit is ook de reden voor najaarsmeststoffen zoals de najaarsgazonmest. Speciale meststoffen zoals onze Plantura Organische Herfstgazonmeststof bevorderen de winterhardheid van het gazon in plaats van het in gevaar te brengen. Ze doen dit door het inbrengen van kalium, dat in de vacuolen is opgeslagen als antivries.

In de bladeren van de gewone klimop (Hedera helix) kan bijvoorbeeld het vriespunt worden verlaagd tot -3 °C door suiker op te slaan. Ook andere moleculen die de vorming van ijskristallen in de cellen voorkomen, dragen hiertoe bij.
Dankzij deze speciale voorzorgsmaatregelen in de bewaarorganen kunnen de planten temperaturen onder -45 °C verdragen. Dit geldt natuurlijk niet voor elk type plant, maar hangt af van het gebied waar het vandaan komt en welke voorzorgsmaatregelen tegen vorst inherent zijn aan de genetica.

Tip: Wij presenteren de 10 beste groenblijvende planten in een extra artikel.

Beschermde knoppen: startpunt voor nieuw leven

Blad- en bloemknoppen zijn vaak al in het voorgaande jaar ontstaan en gaan dan een rustfase in om de winter af te wachten. Het signaal hiervoor wordt gegeven door lage temperaturen en een korte daglengte. Hormonen zetten nu processen in gang om de blad- en bloemknoppen te beschermen. Daartoe zijn ze omgeven door knopschubben. Binnen deze schubben vormt zich een witte vacht van dode haren, die een isolerende werking heeft. Natuurlijk wordt er ook “antivries” opgeslagen. In deze staat trotseren de knoppen kou en vorst. Pas als de dagen weer langer en warmer worden, wordt de vorstbestendigheid afgebroken, het watergehalte verhoogd en het weefsel verder ontwikkeld. In dit stadium lopen de knoppen dan een groot risico te worden beschadigd door late vorst.

Het is het warmst aan de grond: geofyten zoals voorjaarsbloeiende planten verbergen hun knoppen in de grond. Hemicryptofyten, waartoe de meeste vaste planten behoren, verbergen tenminste hun knoppen onder isolerend gebladerte. Planten die hun vernieuwingsweefsel op een hoogte tot 30 cm hebben, worden chamaephyten genoemd. Hun knoppen worden beschermd door het sneeuwdek. Als de knoppen nog hoger zijn, worden ze fanerofyten genoemd, waartoe alle houtachtige planten behoren. Hoe hoger de knoppen zitten, dus hoe meer ze aan de wind zijn blootgesteld, hoe beter ze tegen vorst moeten worden beschermd.

Tip: In het voorjaar kunnen bemesten, water geven en de planten op een warme plaats zetten helpen om ze eerder tevoorschijn te halen. Dit is het ideale moment om kuip- en kamerplanten te verpotten en te bemesten voor een succesvolle start van het nieuwe groeiseizoen! Onze Plantura Organic Indoor & Green Plant Fertilizer is ideaal voor de meeste kamerplanten dankzij de NK-verhouding van 3-4. Maar voorzichtigheid is geboden: Door deze behandeling wordt de winterhardheid verminderd, zodat de gedreven planten tegen vorst moeten worden beschermd.

Zoals u ziet zijn er uitgekiende tactieken voor hoe bomen en andere planten de winter overleven. Maar ze zijn lang niet allemaal zelf goed beschermd tegen de ijzige temperaturen. Daarom geven wij u tips over hoe u uw planten goed kunt overwinteren.