植物の耐寒性について(その2) 耐寒性と寒風害

今から40年以上前、昭和50年代の話です。 現在は小金湯さくらの森公園(南区小金湯)として整備されていますが、当時は札幌市内の農業生産者の技術指導・支援施設、札幌市農業センターに勤務していたときの話です。 そこで、果樹の栽培を担当していました。 果樹園はリンゴや洋ナシを主体にサクランボやモモなどが区画ごとに植えてあるのですが、その区域を分けるようにブルーベリーが列状に植えてありました。植栽後10年程の、株高が約1.5mで、8月中旬にはたくさんの実が熟したのを憶えています。

そのブルーベリーは春になれば芽を吹き花も咲かせるのですが、雪から出た部分の枝が枯死してしまうのです。 それで耐寒性を調べようということになったのです。 調べる方法は
➀ 1月中旬に枝先を15cm程に切って、
⓶ その枝を温度を一定に保てる保冷庫に保管、
③ 温度設定は3段階で、
0℃、-10℃、-20℃又は、-5℃、-15℃、-25℃
※ 設定温度は正確には覚えていないのですが、おそらくこの辺りだと
④ それを半月後?に取り出して、水挿し
④ 新芽が伸びてくるのを確認して生死を判断

結果は、3段階ともすべて芽を出して白い花を咲かせました。 ブルーベリーは-20℃の寒さに長期間耐えることができるのです。 しかし、圃場で1月中旬には生きていた枝が春先雪の上に出た部分の枝先は枯死したのです。

これはどのような作用でこのようになるのでしょうか?

温度が低下することによって樹木に起こる障害(低温害)には、凍害、霜害、寒風害、寒乾(干)害、凍裂、凍上害などがありますが、上述のブルーベリー枝の枯死については、以下の3つが当てはまりそうです。

➀ 凍害:材木が耐凍性を獲得した後に耐凍度を超える低温によって細胞内の水分が凍結して起こる生理障害。 シベリア寒気団による寒波、夜間の放射冷却による低温が原因
⓶ 寒風害:耐凍性を獲得した後に冬季の季節風による枝葉からの蒸散促進により乾燥死する。
③ 寒乾(干)害:積雪の少ない土壌凍結のある場所で、樹木が耐凍性を獲得した後に風の弱い日溜まり地で日射融解により樹体の蒸散が進んで根からの水分供給が無く乾燥しする
(最新・樹木医の手引き)

しかし、
①の凍害については、実験で-20℃の保冷庫に半月間保管しても枯死しないので当てはまらないように思います。(小金湯の冬期間における最低気温が-20℃になることはあるかもしれないが、もしあっても数年に一度か年に1〜2回で、それも数時間である。 札幌の過去最低気温:1⃣-19.4℃(1978.2.17)、2⃣-19.2(1967.1.17)、3⃣19.1℃(1977.1.29)
③の寒乾(干)害は、道東の帯広や釧路等積雪の少ない地域に該当する低温害で、札幌のように積雪が1m前後になるようなところでは該当しないと考えられます。

ということは、➁寒風害となります。
上文で、「耐凍性を獲得した後に冬季の季節風による枝葉からの蒸散促進により乾燥死する。」とありますが、 厳寒期の樹木(落葉樹)は、細胞内を凍らないように濃度を濃くし、細胞膜と細胞壁の間は凍らせるので、水分の蒸発などないと考えますが、厳冬期に長期間寒風にさらされると樹皮から 水分が蒸発するようです。

積雪の少ないところで越冬中の草本植物や常緑広葉樹や針葉樹は、乾燥した風や日射にさらされるため水が奪われやすい。 ことに土壌が凍結し根から地上部に十分に供給されない状態では、越冬中の植物は水収支のバランスを失い乾燥害を受ける。 そのため越冬植物は低温順化の過程で、体の表面からの水分蒸発を防ぐ体制を作り上げる。 常緑葉は冬季に気孔を閉じるほか葉の表面のクチクラ層を発達させて葉の表面からの蒸散量を夏の1/3から1/4に抑える。 針葉樹の葉は、表面のクチクラ層を発達させクチクラ蒸散を抑え、さらに気孔を閉じ、その上を樹脂で固める。 広葉樹の越冬芽は、多くのりん片や托葉などで何層にも包み込まれ、その表面はさらにヤニや樹脂などで覆われる。広葉樹の若い枝も表面をパラフィン層やコルク層で覆い、枝の表面からの水分喪失を防ぐ。 低温順化の過程で、体内の細胞、組織、器官の耐凍度を高めてそれぞれの脱水耐性を高めるほか、このように体表面からの水分の喪失を防ぐ仕組みも作り上げる。
「植物の耐寒戦略」より抜粋;越冬植物の水分喪失防止作戦

冬季の厳寒期と言ってもいつもいつもマイナスの気温ではなく、日中陽が射す暖かい日は気温もプラスになります。 そうなると植物は生産活動?もするし呼吸もするのでしょうか。そのときは気孔?皮目?を開けて酸素を取り入れ、それと同時に蒸散も行われるのでしょうか。 しかし、根から補給される水分よりも寒風にさらされて蒸発する水分の方が多いため、だんだんと細胞内の水分が少なくなってきて最後は脱水状態になるのでしょうか?

6月に樹冠一杯白い花をさかせるヤマボウシと同属で北アメリカ原産のハナミズキという花木があります。 最近、個人の庭や公園で時折り見かけますが、この樹については、
「冬の寒さで枝先が枯れる、花が咲かない」
などの話を聞くことがあります。
079 アメリカハナミズキ2012.6.30
上の写真は、札幌の郊外にある滝野すずらん公園に植栽されているハナミズキです。この公園は札幌市中心部から南へ直線距離にして約15kmに位置し、標高は160〜320m)です。 札幌中心部より気温は2〜3℃は低く、札幌市の中心部では-20℃を下回るのは聞いたことがないのですが、ここではおそらく年に1〜2回はあるのではないでしょうか?
そんな場所でも、ハナミズキの花は咲いています。 じっくり冷えていく寒さに耐えうる耐寒性=耐凍性はあるようです。 ハナミズキの植えられている場所も滝の横のくぼ地で風の当たりにくい場所のようです。

札幌の街中で花の咲かない樹もあれば、滝野すずらん公園のように札幌市郊外の寒い場場所でも咲くハナミズキもあります。
おそらく、前者の植えられている場所は、北風を常時受けやすい場所に植えられていたのではないでしょうか? 寒風害ではないでしょうか?

北海道に自生している樹木はこの地方にあった耐寒性を持っていて、北風が常時当たるような場所に植えられても生きながらえることはできますが、成長が緩慢になります。 寒冷地において、風の有無は樹木の存続・生長に大きく影響するので、特に北海道に移入された樹木(耐寒性が微妙な樹木)にとって、冬季に北風を受ける・受けないは、次年度の成長(枝先が枯れる)や花が咲く・咲かないに大きな影響を与えることになります。

 

 

 

 

植物の耐寒性について(その1) 

札幌市及びその周辺に自生している植物の種類は、本州に比べるとそれほど多くはなく、樹木では高木と灌木を併せても100種を超えるくらい?、草花で600種前後なのでしょうか?  公園や個人の庭、園芸店などで見る植物は海外から入ってきているものが多いようです。 そこで問題になるのが、「これって外で育つの? 冬を越せるの?」という耐寒性の問題です。

園芸書に書かれている「寒さに強い・弱い」は東京以西の本州を前提にしているので、札幌では全く参考になりません。
では、「耐寒性」とはどういう意味なのでしょうか? 観葉植物、洋ラン類、アザレア等の花木など室内で育てる園芸植物の種類は多く、その植物にもそれぞれの適正生育温度=「寒さに強い・弱い」はあるのですが、札幌に住んでいる私の場合、その意味合いは、「樹木や草花などが屋外で冬越しできるかどうか?、春に再度芽を出して順調に育ってくれるかどうか?」ということになります。

この耐寒性を生物学辞典(岩波書店)で調べると、以下のように書かれています

耐寒性:生物が寒さ(低温)に耐えて生存できる性質。 通常は、低温を氷点以上と以下に分けて研究するが、それは生物の受ける障害の機構が両者で異なるためであり、後者はさらに耐凍性と凍結回避に分ける。 生物の耐寒性の高い状態をhardy、ごく低い状態を unhardyであるという。 動植物の場合、一般に夏季・活動期には unhardyであり、冬季・休眠期にはhardyとなる。

氷点以下の研究対象を耐凍性と凍結回避に分けていますが、この二つの語彙の意味を調べると、

耐凍性:氷点下の温度に曝された生物が、細胞外凍結あるいは器官外凍結を起こして氷点下の温度に耐えて生存できる性質。 凍結回避と共に生物の耐寒性の一つの機構。 細胞外に氷が形成されると氷表面の蒸気圧が細胞内の蒸気圧より低くなるので、細胞は脱水されて収縮し、細胞外の氷はますます成長する。 植物細胞ではしばしば細胞壁と細胞膜との間に氷ができ、凍結原形質分離を起こすことがある。 一般に細胞膜の水透過性の高い植物ほど耐凍性も高い。 脱水した細胞の浸透圧は上昇し氷点が下がるので、細胞内は凍結を免れる。 耐凍性の低い植物では細胞水の外に出て凍る割合が小さく(ジャガイモでは約50%、高い植物ではその割合は大きい(コムギでは90%)。 越冬生物では、ある原形質的条件が用意された場合には、その体内に凍害防御物質(例えばグルセロール)が蓄積されると耐凍性が非常に高まることが知られている。(生物学辞典;岩波書店)

植物は秋から冬にかけて寒さが増してくると、細胞内から水分を押し出し?(高校の生物で習った原形質分離)て、細胞膜と細胞壁の間に水を溜め込む?して細胞内の水分?溶液?濃度を高めます。 平たく言えば、砂糖水を温めて水分を蒸発させて水あめ状態にする、みたいなものでしょうか? そうすると、気温は氷点下になって細胞膜と細胞壁の隙間に溜まった水分は凍っても細胞内は凍らい  ということなのでしょう。

「シャクナゲなどで冬囲いをきちんとしているのに冬期間に花芽がやられて花が咲かないことがある」という話を聞くことがあります。

これは、樹木は冬(寒さ)に向かって徐々に耐寒性を高めるのですが、まだ十分にその準備が出来てない段階(冬囲いをまだしていない11月に急激な寒さがやってくるような、例年に比べて予想外の寒さ)でその寒さに襲われ、細胞内の水分?溶液?濃度が十分に高まっていなかったために凍ってしまった、ということなのでしょう。

凍結回避:氷点下に曝された生物が、積極的に外気温より体温を高く保つことにより、または過冷却により凍結を回避する現象。 元来凍結に耐えない組織でも、呼吸熱を利用して体温を高めることにより凍結を回避できる。 例えばザゼンソウの肉花穂の温度は外気温よりも高い。 一方、過冷却状態では細胞内が0℃以下に下がっても、凍結が防止される。 なお、凍結が起きても、形成される氷核が微細でかつ均質であれば、障害が回避されることも多い。 植物では均質核形成状態に保たれる最低温度は̠̠-38〜-47℃といわれている。(生物学辞典;岩波書店)

上文の「植物では均質核形成状態に保たれる最低温度は̠̠-38〜-47℃といわれている」の意味は、細胞内の温度がマイナスになって氷が形成されても、それが極々小さいものでむらなく一様な状態なら、-38〜-47℃になっても細胞内の組織は死なないで生きていられるということなのでしょう。
細胞内の均質核形成状態の具体的なイメージとしては、過冷却状態の水もとろっとしているそうなので、それはシャーベットのような状態?、それでは氷の粒がしっかり見えるので、ジェリー状というか、ゼラチンのようなものになっていることなのでしょうか。

厳寒期には札幌市の郊外でも気温は-20℃を下回ることもまれにありますが、道北や道東の内陸部では-30℃を下回る日が年に何回かはあるようです。
トドマツやエゾマツ、カンバ類やヤナギ類など、そのような極寒の地を生き抜いてきている樹木は、枝や冬芽の細胞内にある核や葉緑素などの組織を守るために、その周りの水分までも凍らせて(ジェリー状?にして)長い冬を乗り切るのです。

次回(その2)は、「耐寒性と寒乾害」についてです。

 

 

 

 

冬囲い(その16) 

 2018.11.17
時計台ビル前庭の冬囲い。 奥に見える白い建物は時計台。
2年前の秋に撮影しているので、時計台は観光客で賑わっている。
時計台ビルは、時計台ビルの南側(時計台との間)に公開空地(広場)=前庭を設けて造園的に修景。 それが評価されて、昭和58年に札幌市の第1回目の都市景観賞を 受賞。
   2018.11.17
根曲がり竹を網目状に組んでサツキ?を保護。 根曲がり竹を斜め格子に組み上部を晒竹で結びサツキを庇状に覆う構造。 広場の修景が曲線を基調としているので、 その曲線に沿ってお椀状の円い曲線と左右に畝って伸びる晒竹の冬囲いはなかなかのもの です。

2020.12.5
日本銀行札幌支店(中央区北1条西6丁目:大通公園に面する)前庭の冬囲い。
冬囲いはサツキとドウダンツツジに。 雪折れ防止のための冬囲いと思われるが、その重みを支える支柱はない。 株全体を網目状に縄で縛っているだけ。 それで十分なのは、イチョウやオンコ(イチイ)など針葉樹が北側に、そして比較的蜜に植えられているからなのでしょう。 中央の赤い植込みがドウダンツツジ。


2020.12.5
刈込みのサツキを縄で碁盤状に冬囲い。 なかなかの出来栄え。 あえて言わせてもらえるなら、縦の面の縄を直線にするというか、高さを揃える配慮があればより一層良かった。


2020.12.5                                                     2020.12.5
北大理学部正面入口横に植えられているクロフネ。 大きさは、高さ約3.5m、株張り5m。 株元に説明版があり、それには昭和55年記念植樹と書かれているので、樹齢は50年弱?。 地際の幹はツツジとは思えない太さ。 これぐらい立派になると、枝折れ防止のための冬囲いをしてもらえる。


2020.12.5
とある葬儀社の外構植栽の冬囲い。 樹木はニオイヒバ。
冬囲いでも弔意を示す? 以前では思いつかないやり方。

晩秋の畑起こし

2018.10.28
写真は、我家の家庭菜園で育てたハクサイ。 外葉が淡褐色になって枯れてきています。 とりあえず、外葉をとれば漬物や鍋の材料として十分に使えます。 しかし、株が小さく病気の症状が進んでいるものは食材として使う気がしません。 病気の症状からすると、べと病か黄化病のように見えるのですが判りません。 ハクサイのこの症状は3年前程から出だして、病状の強弱はあるにせよ毎年出ています。 これらの病気はカビ(菌類)が原因で、べと病は葉から感染し、黄化病は根から感染します。 いずれも取り残しの残渣や根に生存越冬し、次年度に悪さをします。

最近、このような病気が出やすくなっているのは、我家の家庭菜園で植える作物はだいたい決まっていて、トマト、ピーマン、ナス、バレイショなどのナス科、エダマメのマメ科、スウィートコーンのイネ科、キュウリのウリ科で、植え付ける前に作付計画を立てて、同じ科に属する作物は連続して植えないようにしているのですが、それでも場所が狭いので毎年同じような作物を同じようなところに植え続けている傾向にあることと、牛糞や腐葉土などの堆肥の投入が少なく化成肥料が主体であること、これらのことが地力を落として土の中にいる様々な土壌菌の多様性をなくして病気が出やすくなっていると思っているのです。 2020.11.15
それで、今年は作物の収穫後に畑起こしをすることにしました。
作物の収穫後に田畑を起こす用語として、「秋起こし」と「寒起こし」があります。
「秋起こし」は稲の収穫後早い時期(10月上中旬?)に稲わらを田んぼにすきこんで分解を促進させて地力の向上を図ることを目的としてます。 新潟県や北陸、東北地方など米の単作(一毛作)地帯で使われている言葉のように思います。
「寒起こし」は、1〜2月の真冬にスコップ(シャベル)で深さ30㎝ほど土を粗く掘り起こし、寒さにさらして病害虫を死滅させることを目的としています。 これは、関東以西の太平洋側に面する、冬場に太陽が十分降り注ぐ地帯で、秋遅くまで何らかの作物を育てていて、それが終わってから行われる農作業のようです。

二つの用語ともに田畑の地力維持を図るためのものです。 それで、これに倣って我家の家庭菜園でも畑起こしをしてみました。 当初はダイコン、キャベツ、ハクサイ(漬物用)を収穫してからこの作業をしようと思っていたのですが、そうすると11月半ば以降になってしまうので、それより少し早い11月上旬に始めました。 ところが、この時期になると太陽の位置は低く時雨れも多いために畑の土が乾かず、スコップのへらの部分に土がべっとりとへばりついて掘り起こしがやたら重く、15分ほどで止めてしまいました。 それでも何回に分けてやればいいのですが、春の雪解けに行う畑越しは5月初めにバレイショを植えるという期日の決まった作業があることと、掘り起こし当初はスコップに土がつくのですが、4月下旬になると土も乾き、作業もやしやすくなるのです。 それよりも、これから素晴らしいいシーズンが始まるという気持ち、モチベーションがこの時期と全く違うのです。 なので、晩秋の畑起こしはそれなりの気持ちがないとなかなかできないように思います。 明後日からは2〜3日雨模様で、その後は雪になるようです。 そんなことで、今年の晩秋の秋起こしは未完に終わることになると思います。  2020.10.18
写真は百合が原公園近くにあるタマネギ畑。 タマネギの収穫は8月下旬に概ね終わるのですが、それから約2ヵ月後の10月中旬にプラウで畑を起こしています。 2020.10.18
おそらく、札幌ではこの時期が畑起こしのギリギリのタイミングで、これ以降では、畑が水を含んでトラクターで起こすことが難しくなることが多くなるのではないでしょうか。 それと同じで、我家の家庭菜園の畑起こしもやはり10月中旬ごろまでに行うにが正しいのでしょうね。

 

<余談>
この投稿のタイトルを「晩秋の畑起こし」としました。 その理由は、北国札幌でニンニクなど一部の例外を除いてほとんどの作物が畑からなくなるのが10月下旬〜11月上旬だからです。 しかし、ダイコンやキャベツなどの収穫を待っていたら畑起こしは難しくなります。 なので、「晩秋の畑起こし」ではなく、10月中旬頃に行う北国版の「秋起こし」が妥当のように思えます。

 

 

街中の紅黄葉

札幌は紅葉の季節を迎えました。 我が家の近くを流れる豊平川沿いの山肌も夏場の濃緑の葉が色あせてくすんだ色になっている、そんな山肌の緑の中に黄色や赤色 のまだら模様?が目立つようになってきました。 札幌の奥座敷、定山渓やその奥の豊平峡は先週が見頃だったのではないでしょうか?

公園や街路樹など街中の木々も紅黄葉が始まっています。

2020.10.17
豊平川にかかる藻岩上の橋(歩行者専用橋)から撮影。 向こう正面に藻岩山。 写真右の山裾は軍艦岬。 右側中段に走る白い線は藻岩橋。 手前の芝生地は豊平川の河川敷。
2020.10.17
国道230号線、南30条辺りから撮影。 黄葉しているのは、シナノキ、オオバボダイジュ、カツラ、イタヤカエデ、アカイタヤ、オヒョウなど。  2020.10.17
大通西12丁目。 写真左中段奥に見えるのは札幌資料館(札幌控訴院:裁判所)赤褐葉に紅葉しているのはヤマモミジ、イタヤカエデ。
2020.10.17
大通西9丁目。 ハルニレ林。 葉を半分以上落とした樹もある。

2020.10.17
大通西7丁目から撮影。 樹冠上部が紅葉しているのはサトウカエデ(大通西8丁目北東角)。
2020..10.17
大通西3丁目。 写真左側、黄葉しているのはカツラ。
] 2020.10.17
大通西2丁目。 紅葉しているのはサトウカエデ。 左奥の建物は札幌市役所本庁舎。
2020.10.17
中島公園。 奥の建物はパークホテル。
2020.10.17

2020.10.17
中島公園内にある日本庭園。 黄葉の樹木はカツラとヤチダモ。 ヤチダモはほとんど落葉。
2020.10.17
真駒内公園。 メインストリート沿いに植えられているのは、ヤマモミジ、ハウチワカエデ(メイゲツカエデ)、イタヤカエデ。
2020,10.17
真駒内公園。 紅葉しているのはメイゲツカエデ、ヤマモミジ。 この場所の紅葉はきれいで、近くで見るとその赤紫色に引き込まれそうになるが、今年はいまいち。

2020.10.17
真駒内公園

2020.10.17
褐色に紅葉してるのはイタヤカエデ。 黄色はヤマグワ。
真駒内公園を一回りして、目を引いた紅葉はこのヤマグワだけ。

昨日(10月19日)、豊平峡にいってきました。 見頃は過ぎていました。 シラカバの葉は黄葉するのですが、今年は色の抜けた白っぽい褐色なっていて、今秋の紅葉はきれいじゃなかったことがうかがえました。 それと同じように街中の紅葉もいまいちです。
きれいに紅葉するためには、夜温が8℃以下に下がって、晴天の日が続き昼夜の温度差が大きくなることが必要です。 ところが今秋は10月に入っても暖かい日が続いて、しっかりとした冷え込も無かったまま10月中旬を迎えてしまったようです。

以下の表は10月の札幌の最低気温と日照時間を示したものです。

月日 日毎の最低気温 過去30年間の日毎の平均最低気温 日毎の日照時間 過去30年間の日毎の平均日照時間
1日 15.1 10.7 1.5 5.4
2日 14.8 10.5 1.7 5.4
3日 15.5 10.3 4.0 5.4
4日 13.1 10.0 0.7 5.4
5日 11.0 9.8 6.9 5.4
6日 10.2 9.6 3.2 5.3
7日 11.0 9.4 4.3 5.3
8日 9.8 9.1 3.1 5.3
9日 7.3 8.9 8.4 5.2
10日 8.5 8.7 3.8 5.2
11日 14.0 8.5 9.7 5.1
12日 14.8 8.3 1.8 5.1
13日 9.8 8.1 3.3 5.0
14日 7.8 7.9 8.0 5.0
15日 7.6 7.7 8.0 4.9
16日 7.3 7.5 4.0 4.9
17日 6.4 7.3 6.8 4.8
18日 7.6 7.0 9.8 4.8
19日 9.5 6.8 6.8 4.7

表で示したように、2020年の10月は平年に比べて夜温に高い日が多く日照時間も少ない、特に、10月上旬にその傾向が強かったようです。