Mọi người thường ngạc nhiên khi thấy một số loại cây có thể sống sót trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt vào mùa đông. Sức sống bền bỉ của những loài cây này không chỉ thu hút sự chú ý của những người đam mê làm vườn mà còn khơi dậy sự quan tâm của các nhà khoa học. Vào mùa đông, khi gió lạnh buốt, một số cây vẫn xanh tươi. Nguyên nhân là gì?
Khả năng chịu lạnh của thực vật cho phép chúng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sống sót của chúng trong điều kiện mùa đông khắc nghiệt.
Khả năng chịu lạnh của thực vật đề cập đến khả năng sống sót của chúng trong điều kiện phát triển bất lợi, đặc biệt là khả năng chống chịu lạnh. Hầu hết các đặc điểm chịu lạnh đều liên quan đến nguồn gốc của cây, vì chúng thích nghi với khí hậu địa phương ở vĩ độ, kinh độ và độ cao cụ thể. Những đặc tính như vậy thường được đơn giản hóa thành xếp hạng vùng chịu đựng. Ở các vùng ôn đới, thuật ngữ này thường được dùng để mô tả khả năng chống lạnh của thực vật, được gọi là "chịu lạnh". Thông thường, nhiệt độ này được đo bằng nhiệt độ thấp nhất mà cây có thể chịu được.
Những loại cây chịu được mùa đông có thể tiếp tục phát triển trong suốt mùa đông và thậm chí vẫn duy trì trạng thái ngủ đông khỏe mạnh. Nhóm này không chỉ bao gồm các loại cây thường xanh mà còn nhiều loại cây trồng như các loại bắp cải, bông cải xanh và nhiều loại cà rốt. Một số loại củ, chẳng hạn như hoa tulip, cần mùa đông lạnh để nở hoa, trong khi những loại khác, chẳng hạn như hoa violet Châu Phi (freesia), có thể sống sót qua mùa đông khắc nghiệt. Tính chất chịu lạnh của những loại cây này khiến chúng trở thành nhân tố quan trọng trong các khu vườn mùa đông.
Việc xây dựng một khu vườn mùa đông phụ thuộc vào việc trồng nhiều loại cây chịu lạnh không chỉ có khả năng sống sót qua mùa đông mà còn mang lại vẻ đẹp cho cảnh quan.
Có một số cơ chế giúp cây thân gỗ có thể chịu được nhiệt độ lạnh. Một cơ chế phổ biến là quá trình siêu lạnh. Những loại cây này có khả năng ức chế sự hình thành băng bên trong tế bào sống hoặc cho phép nước đóng băng ở những bộ phận của cây không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đóng băng. Cây thân gỗ có thể chịu được nhiệt độ thấp tới -40 °C (-40 °F) sử dụng cơ chế siêu làm mát, trong khi cây phát triển ở nhiệt độ thấp hơn thường sống sót bằng cách mất nước, cho phép nước đóng băng giữa các thành tế bào, bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại.
Các quốc gia và khu vực khác nhau có cách đánh giá độ cứng của cây trồng khác nhau. Ở Hoa Kỳ, hệ thống phân vùng chịu đựng của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) được sử dụng rộng rãi nhất, dựa trên nhiệt độ tối thiểu trung bình hàng năm. Hệ thống này đặc biệt phù hợp với nhiều loại khí hậu khác nhau ở nội địa Hoa Kỳ, từ sa mạc khô cằn đến lãnh nguyên băng giá.
Ở Vương quốc Anh và các nước Tây Âu khác, có khí hậu biển, khiến cho các khu vực này có phạm vi nhiệt độ tương đối hẹp. Trong môi trường như vậy, khả năng thích nghi của thực vật đặc biệt quan trọng. Hội Làm vườn Hoàng gia đã công bố một bộ mức độ chịu đựng của cây trồng tại địa phương, từ H1a (trên 15°C) đến H7 (dưới -20°C), giúp người làm vườn lựa chọn được loại cây phù hợp.
Định nghĩa về cây chịu lạnh thường không cố định và thay đổi tùy theo khu vực, khí hậu và điều kiện chăm sóc.
Cây chịu lạnh thường được coi là có khả năng chịu được nhiều yếu tố khắc nghiệt của môi trường, bao gồm nhiệt độ lạnh và nóng. Những loại cây này không chỉ có thể sống sót trong điều kiện đất và môi trường khắc nghiệt mà còn thường ít cần chăm sóc, do đó cũng có lợi về mặt kinh tế.
Ngoài khả năng chịu lạnh, thực vật còn có khả năng thích nghi với các yếu tố khí hậu khác, chẳng hạn như chịu nhiệt, chịu hạn và chịu lũ. Mặc dù những khả năng chịu đựng này thường không được đề cập đến khi thảo luận về "khả năng chịu đựng", nhưng chúng lại rất quan trọng đối với sự sống còn của cây. Khả năng chịu đựng của thực vật nhiệt đới phát triển ở những vùng có nhiệt độ cao và khả năng chịu gió của chúng cũng đã thu hút sự chú ý của một số nhà khoa học. Những cơ chế thích nghi này quyết định khả năng sống sót của thực vật trong môi trường khắc nghiệt.
Trong mùa đông lạnh giá này, chúng ta có thể học được cách sinh tồn từ thực vật để tìm thấy sức sống trong nghịch cảnh và tiếp tục tiến về phía trước không?