Свойство семян длительное время сохранять жизнеспособность является одним из важнейших приспособлений растений, позволяющих им переносить неблагоприятные условия среды.
Проявляется оно в состоянии покоя семени, т. е. прекращении роста зародыша после созревания. Состояние покоя обусловливается изменениями физиолого-биохимических процессов в семени, отражающими ритмические изменения условий внешней среды (сезонов года). Переход семени в состояние покоя — это образование на поверхности протоплазмы клеток липоидных веществ и гидрофобных коллоидов, приводящих к обезвоживанию и обособлению протоплазмы от стенок клетки и нарушению плазматической связи между отдельными клетками, а также уменьшению способности протоплазмы к набуханию. Семенной покой — понятие относительное, отражающее состояние пониженного обмена веществ (гипометаболизма) и отчасти приостановку считывания генетической программы в семенах, что сопровождается торможением процессов роста и развития. В состоянии покоя семена переносят неблагоприятные условия среды, сохраняя способность к прорастанию в определенные сезоны года.
В этой теме поговорим о том, какие необходимо соблюдать условия для прорастания семян. Все мы знаем, что сухие семена могут долго лежать в зернохранилищах, при этом абсолютно без изменений. Но стоит семена посеять, как они через определённый промежуток времени (всё зависит от того какое семя посажено) начинают прорастать и образовывать всходы. Отсюда первое условие прорастания семян, на которое нужно обратить внимание – это значение воды: допустим у нас есть два стакана, в первый из которых мы поместим сухие семена пшеницы и фасоли и сверху прикроем блюдцем. В другой стакан поместим такие же сухие семена, но уже с помощью мокрой ваты либо фильтровальной бумаги, и также сверху прикроем блюдцем, чтобы влага из стакана не выходила. И оставим их на 3-4 дня. Отсюда не сложно догадаться в каком из стаканов прорастут семена, естественно во втором. Следовательно, для прорастания семян необходима вода.
Условия прорастания семянВода необходима семенам для набухания, так как при набухании кожура семени разрывается, в результате чего появляются корень и стебель зародыша. Также вода необходима для растворения питательных веществ семени, потому что зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.
Для прорастания семян различных растений требуется разное количество воды. Особенно много воды нужно семенам бобовых растений (гороха, фасоли). Поэтому семена данных видов растений, а также некоторых овощных растений перед посевом желательно замачивать.
Вторым условием прорастания семян является значение воздуха. К нашим двум стаканам, пример которых был описан выше добавим ещё один стакан на дно, которого положим семена пшеницы и наполним его водой. В данном случае семена не прорастут, а только набухнут. Возникает вопрос. Почему? Стакан ведь наполнен водой? Стакан хоть и наполнен, но воздуха семенам не хватает. Воздух необходим для дыхания семян. Единственным исключением являются семена болотных растений, например риса, которые прорастают только под водой. Для прорастания этих семян достаточно небольшого количества воздуха, растворённого в воде.
Третье условие прорастания семян значение тепла. Кроме воды и воздуха для прорастания семян необходимо ещё и тепло. Различные растения по-разному относятся к теплу. Например, зёрна пшеницы либо овса прорастают при низких температурах около 1 – 2° тепла. А вот зёрна кукурузы прорастают при более высоких температурах около 10 – 12° тепла. Семена овощных растений, таких как огурцы и тыквы прорастают при температуре не менее +12° тепла. Всё зависит от родины растения. Исходя из того, при каких температурах прорастают семена и принято устанавливать сроки посева.
Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для прорастания семян необходимы три условия: наличие воды, воздуха и тепла. Если не будет соблюдать хотя бы одно из условий, семена не прорастут. Поэтому при посеве семена надо помещать во влажную разрыхлённую почву, нагревшуюся до определённой температуры.
Для разных растений в зависимости от их потребности в тепле устанавливают различные сроки посева: ранние, средние или поздние.
Основные показатели качества семян.
Чистота. Чистотой называют содержание в пробе (и соответственно в партии) семян основной культуры в процентах по массе. К показателям чистоты относятся примеси семян других растений, в том числе и сорных, учитываемые для большинства культур поштучно в расчете на 1кг семян.
Всхожесть. Семена проращивают в термостате при оптимальной влажности и температуре (для многих культур 20 градусов). Под всхожестью понимают количество нормально проросших семян в пробе, выраженное в процентах. Для каждой культуры установлен срок определения всхожести (для зерновых – на седьмые сутки).
Энергия прорастания – процент нормально проросших семян за более короткий срок (обычно на третьи-четвертые сутки).
Полевая всхожесть – процент всходов от числа высеянных всхожих семян часто составляет 70-80. В лабораторных условиях определяют также силу роста, которая характеризуется способностью ростков семян пробиваться через определенный слой песка или почвы, а также массой зеленых ростков. Для определения силы роста семена проращивают в условиях, приближенных к полевым. По силе роста семян можно судить о прорастании их в поле. Сила роста семян измеряется количеством здоровых ростков, вышедших на поверхность песка (почвы), в процентах, а также массой ростков в граммах в перерасчете на 100 семян.
Жизнеспособность семян характеризуется содержанием в семенном материале живых семян, выраженным в процентах. Семена, не прошедшие послеуборочного дозревания, часто бывают жизнеспособными, но при проращивании не дают всходов.
Влажность семян – очень важный показатель. При влажности выше критической резко возрастает дыхание семян, они самосогреваются и портятся, теряя всхожесть. Кондиционная влажность зерновых и зерновых бобовых культур в южных и сухих районах составляет 14% , в большинстве районов Нечерноземной зоны – 16, масличных культур – еще ниже: подсолнечника – 10, горчицы – 12, рапса – 8%. Семена с кондиционной влажностью хорошо хранятся.
Функции семядолей
Семядоли выполняют разную функцию. У растений с надземным нарастанием выходят на поверхность и фотосинтезирующие до начала закладки настоящих листьев. Могут выполнять запасальну функцию и на начальных стадиях развития спорофита поглощать и перевидкладаты питательные вещества из эндосперма. В злаков единственная семядоля — щиток — выполняет поглощающую функцию, ассимилируя при прорастании питательные вещества.
Вам уже известно, что у семенных растений после оплодотворения формируются семена. Только у немногих видов растений семена способны прорастать сразу же после созревания (ива, тополь). У большинства растений, даже при благоприятных условиях, семена определенное время не прорастают. Это обусловлено тем, что они находятся в состоянии покоя. В это время в семени процессы обмена веществ и преобразования энергии (в частности, дыхание) почти приостанавливаются, а содержание воды составляет не более 10-15%. Продолжительность периода покоя у различных видов растений неодинакова – от 3-4 недель до нескольких месяцев и лет.
Прорастание семян. Для прорастания семян необходима совокупность таких условий: достаточная влажность, наличие воздуха, определенная температура, а для некоторых – еще и свет.
У каждого вида растений свои требования к условиям прорастания семян. Так, семена холодостойкой озимой пшеницы начинают прорастать при 0...+2 °С, а теплолюбивых кукурузы и перца – при +8... 10 °С.
Попадая в благоприятные условия, семя поглощает воду и набухает. Одновременно усиливается его дыхание, запасные органические вещества переходят в доступную для потребления зародышем форму (например, нерастворимый крахмал превращается в растворимые сахара). Часть этих веществ используется для обеспечения клеток зародыша энергией, а другая часть – на образование соединений, необходимых для роста.
Растение с момента прорастания называют проростком. Вначале прорастает зародышевый корень, а уже потом – почка. Корень прорывает семенную кожуру и растет в глубь почвы, так как реагирует на силу притяжения Земли, а побег, наоборот, устремляется вверх, к поверхности почвы. Такое направление роста зародышевых корня и побега не зависит от того, как расположено семя в почве.
Существуют надземный (фасоль, тыква, редька) и подземный (горох, пшеница, дуб) типы прорастания семян. При надземном прорастании семядоли с почкой выносятся на поверхность почвы. В случае подземного прорастания семени семядоли остаются в почве, а на ее поверхность выходит только почка с первыми листьями.
Проросток, типы прорастания семян
Ботаника как наука - Ботаника как наука
В ходе полового процесса в результате слияния половых клеток – гамет образуется зигота. Зигота у высших растений вначале превращается в зародыш. Процесс формирования зародыша называется эмбриогенезом. Зародыш семенного растения находится в семени и состоит из двух взаимозависимых осей – корня и побега. Условной границей между ними считается место прикрепления первичных боковых органов – семядолей.
Зародыш почти весь состоит из меристематических тканей. Он находится некоторое время в состоянии покоя. Зрелые семена при определенных условиях прорастают. Начало активного роста зародыша – органогенез выражается в развитии вегетативных органов.
У двудольных и однодольных растений процесс прорастания семян и строение проростков несколько различаются. Само называние этих растений связано с тем, что у двудольных растений развиваются два семядольных листа, а у однодольных – один.
В обоих случаях семя перед прорастанием семян набухает, семенная кожура разрывается и наружу выходит зародышевый корешок и начинает самостоятельно всасывать воду и минеральные вещества.
порастание семян, зародышевый корешок
У двудольных растений вслед за корешком наружу выходит гипокотиль (на рисунке выше это изогнутая светло-зеленая часть между семенем и белым корешком).
Гипокотиль, или подсемядольное колено, - это часть стебля между корневой шейкой и семядолями. Гипокотиль растет и проталкивает кончик корешка в почву. У большинства растений он первоначально петлеобразно изогнут и верхушкой своего изгиба пробивается через слой почвы, поэтому верхушечная почка зародышевого стебелька не повреждается. Семядоли ведут себя по-разному. Могут быть вынесены растущим стебельком на поверхность почвы, и стать первыми ассимилирующими органами. Такой тип прорастания называется надземным. Его можно наблюдать у укропа, подсолнечника, фасоли и др.
При подземном прорастании семядоли могут выполнять «гаусториальную» (помогают проростку всасывать питательные вещества из эндосперма) функцию или служат пищей для развивающегося растения.
У проростка двудольных растений можно различить также эпикотиль.
Эпикотиль, или надсемядольное колено, часть стебля между семядолями и почкой или первым настоящим листом.
У злаков пробивается через слой почвы не гипокотиль, а колеоптиль.
Колеоптиль – это наружный лист почечки. Верхушечная почка главного побега находится внутри колеоптиля и защищена таким образом от повреждений. Когда колеоптиль выходит на поверхность почвы, он прекращает расти и первый настоящий лист прорывает его и выносится наружу.
