在抗凍前植物需要做哪些準備？

秋天氣溫低於15℃時，植物啟動了過冬的準備，那就是不讓晶核出現和降低冰點濃度。

許多年來，農業生產中為了防止植物霜凍傷害，常採用放煙霧方法讓冰晶結在空氣中而不結在葉子表面，十分有效。科學家發現，植物表面普遍存在一種細菌，可以成為晶核，於是在20 世紀60 年代培養出一個新型變種，這個變種不會形成冰核，從而阻礙它們被當作晶核，在農業生產中大獲成功。

有些植物有自己的辦法，能在它們的葉面分泌一種被稱為抗凍蛋白的奇妙蛋白質。這種蛋白質首先在極地海洋魚類的血液中被發現，它不僅讓水的冰點下降，還可以讓水分子在它們的周圍有序地排列起來，只形成二維而不是三維的冰晶。科學家猜測，這也許就是極地海洋魚類的血液凍不起來的原因。後來，在燕麥的葉面上和植株體內也發現了有類似結構的分子蛋白，據猜測它們能阻止葉面的冰晶透過氣孔擴充套件到葉片組織內。

有些植物為了降低細胞內外的溶液冰點，在液泡裡積累較多的鉀離子、鈣離子、抗氧化物質、糖分、澱粉、親水的氨基酸、親水的蛋白質等。細胞還向細胞壁分泌很多物質，調節細胞壁中溶液狀況。例如著名的加拿大楓糖，就是在秋天積累大量澱粉在樹皮中防凍，到春天轉化成的蔗糖。

秋天，植物也在細胞質膜和所有生物膜中增加不飽和脂肪酸的組成，改善它們的彈性和流動性，有利於經受晝夜凍融引起的質壁分離的折騰，儘管這些準備讓植物付出減緩生長繁殖速度的代價。有時秋天氣溫冷熱反覆無常，在植物還未做好準備時降溫冰凍突然來臨，植物就會受到空前的嚴重傷害。

冰晶是水汽在冰核上凝華增長而形成的固態水成物，細胞外小冰晶能不能變大要看細胞壁是否可被壓縮。草本植物細胞壁裡纖維素多，木質素少，小冰晶很容易合併成大冰塊，所以它們的抗凍能力較差。一般的北方樹木，冰晶會在樹皮和樹芯之間合併成冰塊，冰塊過大可能將樹皮凍裂。在西伯利亞有些樹木，有特別多木質素的堅硬細胞壁，它們乾脆不給小冰晶合起來凍裂樹皮的機會，因此能在-60° 至-50℃下生存。

此外，能在植物組織裡找到冰塊的地方是休眠花芽外的基部。在蘋果、梨和桃樹的整個休眠花芽內部的水分有耐寒的本領，在-20℃，甚至-40℃也不會形成冰晶，這被稱為器官過冷現象。在嚴冬，樹幹凍裂，果樹上的休眠花芽卻避免了結冰的傷害，確保了來年春天樹木開花結果。