Наиболее чувствительна к снижению температуры корневая система плодовых деревьев. Установлено, что корни яблони могут переносить снижение температуры почвы не ниже —10—14°. В бесснежные суровые зимы, особенно после сухой осени, морозами может повреждаться значительная часть корней, что влечет за собой гибель всего дерева.  Так было, например, в зиму 1968/69 года, когда из-за отсутствия снежного покрова почва промерзла на глубину до 150—160 см, что способствовало подмерзанию корневой системы деревьев на юге Нечерноземной зоны. При наличии снежного покрова в морозные зимы повреждается прежде всего древесина ствола и ветвей. Молодые, сильно растущие деревья часто страдают от подмерзания однолетних приростов. У плодоносящих деревьев может повреждаться древесина плодовых образований. При резких колебаниях температур в конце зимы, а также при суточных перепадах температуры от положительных днем до —20—25° ночью наблюдаются значительные ожоги коры на штамбе и основаниях скелетных ветвей. К этому времени плодовые деревья в значительной степени теряют закалку, поэтому повреждаются морозами. Это повреждение наряду с подмерзанием древесины — наиболее распространенное в условиях континентального климата средней полосы России. Многие среднерусские сорта, выдерживающие морозы в декабре — январе, повреждаются низкими температурами в конце зимы после оттепелей или ранними морозами в октябре — ноябре.

Неблагоприятными для перезимовки плодовых деревьев в ряде областей средней зоны садоводства были зимы 1955/56 и 1978/79 гг. Зимой 1956 года температура воздуха в феврале снижалась до —37—38°, а на поверхности снега до —40—41°. В Орловской области 28% насаждений яблони имели значительные подмерзания. Наиболее сильно пострадали сорта Пепин Шафранный, Мекинтош, Шафран- китайка, Уэлси (Седов Е. Н., 1973). Значительные различия в подмерзании сортов яблони выявлены после зимы 1978/79 года. Неблагоприятные условия предшествующего летне-осеннего периода и раннее похолодание задержали вызревание тканей и их закаливание. Минимальная температура воздуха в эту зиму опускалась до —34,3°, а на поверхности снега до —37,1° Особенно холодным был декабрь со средней температурой воздуха на 5,1° ниже нормы. Значительные подмерзания яблоневых садов отмечены в Орловской, Тульской, Калужской, а также более северных областях Нечерноземной зоны. В совхозе «Волковский» Орловской области вымерзли отдельные кварталы яблони в пониженных местах. Сильнее пострадали деревья, давшие в предшествующее лето большой урожай (Маслов, Муравьев, Проскурина, 1986).
Суровыми были также зимы 1984/85 и 1986/87 гг. с длительными морозами, но без резких перепадов температур. Минимальная температура воздуха составила —31,6° в январе 1985 года и —33,8° в январе 1987 года, минимальная температура на поверхности снега — соответственно —36° и —38°. Но существенного вреда плодовым деревьям эти морозные зимы не причинили.

За период изучения поведения сортов яблони высокую зимостойкость при различных сочетаниях неблагоприятных условий в зимние месяцы показали старые русские сорта народной селекции Коричное Полосатое и Грушовка Московская. У этих сортов отмечена высокая устойчивость не только к низким температурам, но они не теряют эту устойчивость и после оттепелей. Кора на штамбе и скелетных ветвях у этих сортов не страдает от ожогов. В зиму 1978/79 года у них отмечено небольшое подмерзание древесины: у Коричного Полосатого —0,7 балла, Грушовки Московской — 1,3 балла (табл. 1).

Устойчива к неблагоприятным зимним условиям древесина у сортов Анис Алый, Мирончик, Коробовка, Поповка, в зиму 1978/79 года у них наблюдались лишь небольшие ожоги коры штамба и у оснований скелетных ветвей. Но в зиму 1976/77 года с большим количеством дней с оттепелями у сортов Анис Алый и Мирончик наблюдались ожоги коры на штамбе более значительные. Вероятно, эти сорта проявили недостаточную устойчивость к ранним осенним морозам и после оттепелей. Хорошая зимостойкость отмечена у сорта Коричное Новое, у которого, как и у одного из родительских форм — Коричного Полосатого, кора на штамбе устойчива к солнечным ожогам. Сорт Коричное Новое имеет высокую сильнорослую крону и поздно вступает в плодоношение, что сильно снижает достоинства этого сорта. Достаточную зимостойкость в условиях юга Нечерноземной зоны проявили сорта Антоновка Обыкновенная, Антоновка Белая, Боровинка, причем деревья этих сортов в молодом возрасте проявляли более высокую устойчивость к морозам, но в возрасте 18—20 лет после сильной нагрузки деревьев урожаем наблюдалось подмерзание этих сортов до 1,6—2,0 балла.

Сорта Медуница, Июльское Черненко, Мантет, Папировка, Розовое Превосходное, Осеннее Полосатое подмерзали не более 2,0—2,3 балла. Значительно подмерзали в суровые зимы (до 2,8—3,1 балла) сорта Бархатное, Жигулевское, Зоренька, Зимнее Полосатое, Квинти, Клоз, Память Мичурина, Победа Черненко, Победитель, Россошанское Полосатое. У этих сортов наблюдались ожоги коры на довольно больших участках штамба и в развилках скелетных ветвей, а также подмерзание древесины и вымерзание плодушек. Сильнее подмерзали сорта Мелба, Спартан, Уэлси. Древесина этих сортов очень неустойчива к длительным морозам. Слабая зимостойкость в условиях юга Нечерноземной зоны выявлена у сортов Бакстер, Мекинтош, Феймез. Средний балл подмерзания этих сортов в зиму 1978/79 года составил 4,0 балла, вымерзло 20—30% деревьев, а в последующие зимы в результате подмерзания погибли почти все деревья. Большинство новых сортов яблони селекции станции проявили достаточную зимостойкость в условиях Орловской области. За период изучения довольно зимостойкими были летние и осенние сорта: Первый Салют, Мезенское, Осеннее Алое; подмерзание у деревьев этих сортов не превышало 1,5 балла (табл. 2). Одновозрастные деревья Мелбы подмерзали значительно сильнее. Устойчивы в средней степени недавно районированные в Орловской области сорта Орлик и Орловское Полосатое; в зиму 1978/79 года деревья этих сортов подмерзали не более чем на 2,0 балла, а в зиму 1984/85 года значительно слабее — на 1,0—1,3 балла. Подмерзание этих сортов ниже, чем у контрольного сорта Пепин Шафранный, но несколько сильнее, чем у Антоновки Обыкновенной.
При искусственном промораживании, по данным Труновой В. А. (1984), сорта Орловское Полосатое, Память Воину, Синап Орловский выдерживают в начале и середине зимы воздействие критическими температурами без значительных повреждений, а в марте после оттепели выдерживают снижение температуры до —30°С, стабильно сохраняя закаленное состояние.
Хорошая зимостойкость выявлена у сортов Куликовское, Синап Орловский. Из сортов яблони селекции ВНИИСПК наименьшую устойчивость к различным сочетаниям зимних повреждающих факторов проявили сорта Олимпийское и Меканис, у которых в зиму 1978/79 года отмечено повреждение древесины, ожоги коры, вымерзание отдельных ветвей и плодушек до 2,7—3,0 балла. У сорта Меканис, кроме того, отмечено подмерзание дерева в зиму 1984/85 года до 2,5 балла.
На основании многолетних данных сортоизучения, проводившихся на станции, а также обследования садов совхозов, колхозов и садоводов-любителей, сорта яблони в условиях Орловской области можно распределить по зимостойкости на 4 группы:

1.    Высокозимостойкие сорта

— деревья в суровые зимы подмерзали очень слабо: Анис Алый, Грушовка Московская, Коричное Полосатое, Коробовка, Скрыжапель.

2.    Зимостойкие сорта

— деревья в суровые зимы подмерзали незначительно: Антоновка Белая, Антоновка Новая, Антоновка Обыкновенная, Бабушкино, Бессемянка Мичуринская, Боровинка, Бунинское, Июльское Черненко, Коричное Новое, Куликовское, Мезенское, Низкорослое, Осеннее Алое, Осеннее Полосатое, Папировка, Первый Салют, Северный Синап, Синап Орловский, Скрыжапель, Славянка, Розовое Превосходное.

3.    Среднезимостойкие сорта

— деревья подмерзают в суровые зимы в средней степени: Бархатное, Бельфлер-китайка, Богатырь, Бордовое, Ветеран, Витязь, Жигулевское, Звездочка, Зоренька, Зимнее Полосатое, Мантет, Медуница, Меканис, Мелба, Надежное, Олимпийское, Орашкевое, Орлик, Орловская Заря, Орловское Полосатое, Память Воину, Память Мичурина, Пепин Шафранный, Победа Черненко, Протон, Россошанское Полосатое, Слоненок, Уэлси.

4.    Недостаточно зимостойкие

— значительно подмерзают в суровые зимы: Квинти, Клоз, Линда, Меканис, Россошанское Вкусное, Спартан.