Очень часто состояние озимых колосовых культур в момент ухода в зимовку вызывает опасения в возможности ее благополучного перенесения. Устойчивость растений зависит от образования при заморозках льда в клетках и межклеточниках растений.
Если лед не образуется, то вероятность восстановления растением нормального течения функций возрастает.
Морозоустойчивость — способность растений переносить низкие отрицательные температуры. Постепенное снижение температуры со скоростью 0,5–1°С/ч приводит к образованию кристаллов льда прежде всего в межклетниках и первоначально не вызывает гибели клеток. Однако последствия этого процесса могут быть губительными для клетки. Убитые морозом растения после оттаивания теряют тургор, из их мясистых тканей вытекает вода.
Условия и причины вымерзания растений. Образующийся при медленном промерзании в межклеточниках и клеточных стенках лед оттягивает воду из клеток; клеточный сок становится концентрированным, изменяется рН среды. Выкристаллизовавшийся лед действует как сухой воздух, иссушая клетки и сильно изменяя их осмотические свойства.
Последствия воздействия низких отрицательных температур зависят от оводненности тканей растения.
Насыщенные водой ткани легко повреждаются, сухие же семена могут выносить глубокие низкие температуры (до –196°С).
Действие льда, особенно при длительном влиянии низких температур, сходно с обезвоживанием клеток при засухе. На степень морозоустойчивости растений большое влияние оказывают сахара, регуляторы роста и другие вещества, образующиеся в клетках. В зимующих растениях в цитоплазме накапливаются сахара, а содержание крахмала снижается.
Влияние сахаров на повышение морозоустойчивости растений многосторонне. Накопление сахаров предохраняет от замерзания большой объем внутриклеточной воды, заметно уменьшает количество образующегося льда. Сахара защищают белковые соединения от коагуляции при вымораживании. В результате накопления сахаров содержание прочносвязанной воды увеличивается, а свободной уменьшается.
Закаливание — это обратимая физиологическая устойчивость к неблагоприятным воздействиям среды. Эффект закаливания может не 
проявиться, если по каким-либо причинам (засуха, поздний посев и др.) произошла задержка развития растений. Одновременно при закалке должен произойти отток различных веществ из надземных органов в подземные зимующие (корневые системы, корневища, луковицы, клубни). По этой же причине процесс закалки у травянистых растений ухудшает избыточное азотное питание, удлиняющее период роста до поздней осени, в результате растения не способны пройти процессы закаливания и гибнут даже при небольших морозах.
В естественных условиях к закаливанию способен лишь организм в целом, при обязательном наличии корневой системы. В корнях вырабатываются вещества, повышающие устойчивость растения к морозу.
При переходе в состояние покоя изменяется баланс фитогормонов: уменьшается содержание ауксина и гиббереллинов и увеличивается содержание абсцизовой кислоты, которая, ослабляя и ингибируя ростовые процессы, обусловливает наступление периода покоя.
Поэтому обработка растений озимой пшеницы в этот период ингибиторами роста надземной массы повышает устойчивость растений к низким температурам. Первая фаза закаливания проходит на свету и при низких положительных температурах в ночное время (днем около 10°С, ночью около 2°С), останавливающих рост, и умеренной влажности почвы. Озимые злаки проходят первую фазу на свету при среднесуточной температуре 0,5–2°С за 6–9 дней. В эту фазу продолжается дальнейшее замедление и даже происходит полная остановка ростовых процессов.
В таких условиях за счет фотосинтеза образуются сахара, а понижение температуры в ночное время значительно снижает их расход на дыхание и процессы роста.
За это время количество сахаров в растениях возрастает до 70% на сухую массу, или до 22% на сырую массу — т.е. близко к количеству сахаров в корнеплодах лучших гибридов сахарной свеклы.
Повышение содержания сахаров в хлоропластах коррелирует с морозоустойчивостью растений.
У хорошо закаленных растений благодаря высокой концентрации клеточного сока, пониженному содержанию воды образуется значительно меньше кристаллов льда, причем не в клетке, а в межклеточниках. Такие растения погибают только при очень сильных морозах. При закаливании происходят обратимые физиологические изменения. При неустойчивой осенней и зимней погоде приобретенная в процессе закалки морозоустойчивость снижается. Таким образом, ингибиторы роста при правильном применении может значительно повысить морозостойкость хорошо развитых посевов с осени, тем самым сохраняя заданную или потенциальную биологическую урожайность культуры. Осеннее применение ингибиторов роста приводит к увеличению объема корневой системы (для повышения зимостойкости) и повышению содержания сахаров в растении.
Действие ингибиторов роста понижает температуру кристаллизации воды в клетках, помогая перенести гораздо более низкие температуры при перезимовке, снижая таким образом вероятность гибели растений в условиях неустойчивого снежного покрова или малоснежной зимы и сохраняя заданную густоту стояния. При этом увеличение объема корней и их количества происходит за счет перераспределения трафика питательных веществ, когда они направляются на рост и развитие корневой системы, а не надземной части, за счет сокращения продольного роста клеток последней.
Для увеличения зимостойкости наиболее целесообразно применение ингибиторов роста осенью в начале кущения культуры при норме расхода 0,3–0,4 л/га и в случае, если прогнозируемый период продолжения вегетации перед уходом в зиму составит не менее недели. Регламенты применения: однократно — 0,2–0,4 л/га: пшеница (озимая и яровая), ячмень (озимый и яровой), рожь (озимая) — в фазы начало кущения — выход в трубку до фазы появления флагового листа; или двукратно — 0,2 л/га + 0,2 л/га: на озимой пшенице в фазы начало кущения — выход в трубку и до появления флагового листа.
Применение ингибиторов роста осенью, благодаря увеличению объема корневой системы, способствует более быстрому поглощению питательных веществ, в том числе и азотных удобрений, вносимых в качестве подкормок, что обеспечивает дополнительный стартовый рост ослабленных перезимовкой растений.
