Kerstboom & Co. Bomen als watertorens; vorstresistentie X

15-01-2018

Lang geleden ontmoette ik op een congres een collega, die verlekkerd een recorder torste. Bij ieder, die het toestond, duwde hij een luidsprekertje tegen het oor. Wat ik hoorde, was een reeks tikjes, niets om je over op te winden. En soort langzame Geigerteller. “Hoor je dat?”, vroeg hij zichtbaar genietend. De tikjes, zei hij, waren knappende waterzuiltjes, veroorzaakt door overmatige verdamping. Hij had voor het eerst de voorspelde breuk van waterkolommen in bomen hoorbaar gemaakt. Dit was achteraf de première van een uitvinding. Later werd zijn methode algemeen toegepast, niet in de wetenschap, ook en vooral in de landbouw. Aan de hand van het aantal “clicks” wordt gemeten, of gewassen besproeid moeten worden.

Toch schijnt het breken van de zuiltjes niet het hele verhaal. Verre van dat. Misschien is het zelfs van secundair belang. Het lijkt nu erop, dat de constructie van de “ventielen” in transportvaten belangrijker is. In de zijwanden van de vaten bevinden zich namelijk ook poriën - een soort patrijspoorten -, die bij naaldbomen anders geconstrueerd zijn dan bij loofbomen. In de wanden van de vaten en de ruimten eromheen bevindt zich lucht. Door de ingenieus gevormde poriën bij naaldbomen kunnen luchtbellen moeilijker tot in de vaten doordringen bij het breken van de waterzuiltjes dan in loofbomen (zie de bijgaande tekening voor de wandstructuren bij tracheïden en houtvatelementen).

Dit komt van pas bij ijsvorming in bomen. In bevroren water worden makkelijk luchtbellen gevormd. Dat kennen we van de ijsvloer op een plas of singel. Als het water in bomen bevriest komen luchtbellen vrij, die het watertransport blokkeren net als bij knappende zuiltjes. Luchtbellen komen in de vaten van loofbomen makkelijker tot ontwikkeling en leiden dus eerder tot cavitatie dan in naaldbomen (zie IX Kerstboom & Co Bomen als watertorens; droogteresistentie).

Wetenschappelijke box 1 Hadden de loofbomen nog bladeren in de winter, dan zouden ze bij vorst veel last van cavitatie in hun houtvaten hebben en zouden ze onder watergebrek lijden. Bovendien is het uitlopen van de bladeren in het voorjaar problematisch als gevolg van de gevoeligheid voor vorst-cavitatie bij brede houtvaten, die in het voorjaar de eerste sapstroom moeten uitvoeren. Zo wordt duidelijk, waarom de bladeren van loofbomen noodgedwongen afvallen in de herfst en pas terugkomen, als het gevaar van nachtvorst geweken is en waarom naaldbomen met loof (= naalden) zonder problemen de winter doorstaan.

Wetenschappelijke box 2 De vraag is, hoe loofbomen in strenge winters overleven bij een grote kans op cavitatie. In veel loofbomen bevinden zich in het hout nog verticale strengen van tracheïden, die cavitatie-resistenter zijn en daarmee direct na de vorst het watertransport tijdelijk kunnen overnemen, omdat de vereiste transportcapaciteit op dat moment gering is.

Omdat de waterzuilen in loofbomen dus makkelijker breken en vooral makkelijker luchtbellen toelaten dan in naaldbomen, kunnen naaldbomen beter op droge standplaatsen of onder droge klimaten gedijen. Simpelweg door de grotere breekkans, als water tot aanzienlijke hoogte opgezogen moet worden en de daarmee gepaard gaande cavitatie, kunnen de hoogste loofbomen de hoogste naaldbomen niet in lengte evenaren. Deze redenering geldt ook voor cavitatie als gevolg van vorst en dus de grotere geschiktheid van naaldbomen voor koude standplaatsen.