Физиология прорастания семян (набухание семян и роль воды)

Нормально вызревшие воздушносухие семена прорастают, если имеются подходящие условия: вода, соответствующая температура, доступ воздуха и т. д.

Предоставляя семенам эти условия, можно решить вопрос о всхожести их, то есть о процентном количестве семян, обладающих способностью прорастать.

Одновременно со всхожестью определяют и энергию прорастания семян, под которой подразумевается способность их к более или менее быстрому и дружному прорастанию.

Эти важнейшие свойства семян, так же как и многие другие, описаны в курсе растениеводства, а потому здесь мы даем лишь краткое понятие о набухании семян и роли воды.

Сохранение всхожести семян в значительной мере зависит от степени влажности их. При нормальной влажности (12-14 %) всхожесть семян пшеницы через 8-10 лет снижается на 20-30%, а семян ржи – на 97-98%, то есть почти полностью теряют всхожесть. В то же время семена многих сорных растений сохраняют ее десятки лет.

Прорастанию семян предшествует процесс набухания, который происходит даже в том случае, если семена не обладают всхожестью. Набухание мертвых семян приводит к загниванию, а живых – к прорастанию.

При набухании увеличивается объем семян, причем с большой силой. Если насыпать семена гороха в бутылку, налить туда достаточное количество воды и заткнуть бутылку пробкой, то через несколько часов бутылка с треском разрывается.

Семявход играет важную роль при проникновении воды. В клетки зародыша и эндосперма вода насасывается с помощью осмоса, так как в клетках находится много веществ, впитывающих воду. Много воды поглощает сухой крахмал, еще больше белковые вещества; масло не обладает этой способностью.

Поэтому понятно, что потребность в воде для набухания в первую очередь зависит от состава семян. Семена масличных растений поглощают 30-40% воды, семена растений, богатых крахмалом (злаки), поглощают около 50-70% воды, а семена бобовых растений, богатые белковыми веществами, поглощают около 100% воды и больше.

Определяют процент воды, потребной для набухания, следующим образом. Взвешенные семена помещают в воду для набухания. Через определенные промежутки времени семена вынимают, сушат на фильтровальной бумаге и снова взвешивают. По увеличению веса судят о ходе набухания.

Вот некоторые данные наблюдений: семена конопли поглотили 43,9% воды, рапса – 49,5, проса – 49, кукурузы – 42,7, пшеницы и ячменя – 57,7, ржи – 69, овса – 73,3, люцерны – 71,9, вики – 75,4, льна – 100, свеклы – 120,5, клевера – 122,7, шалфея – 213 и подорожника – 403%.

Количество поглощаемой воды зависит еще и от строения кожуры семени. Лен много поглощает воды, хотя содержит много масла. Это происходит потому, что семя льна имеет на поверхности особый ослизняющийся слой клеток.

Быстрота набухания в значительной мере зависит также от строения кожуры. Некоторые семена набухают крайне медленно. Иногда процесс набухания растягивается на целые годы. По данным Молиша, 50 семян гледичии (Gleditschia japonica), положенных в воду, набухали и прорастали на протяжении семи лет, причем первые порции набухли и проросли уже в первые дни опыта. Этим свойством растянутого на несколько лет прорастания обладают семена многих сорных растений, что значительно затрудняет борьбу с ними. Злаки набухают быстрее, бобовые же набухают медленнее, что зависит от сложного строения кожуры семян бобовых растений, имеющей в себе особые прочные столбчатые клетки.

Иногда стоит только поцарапать трудно набухающие семена, например перетереть их с песком, и они быстро набухнут и прорастут. Такой прием (скарификация) применяют к семенам донника, клевера и др.

Семена некоторых плодовых и других древесных растений (яблоня, вишня, слива и др.) оказываются неспособными прорастать осенью из-за физиологической незрелости зародыша. Для нормального прорастания и получения из таких семян хорошо развитых сеянцев требуется стратификация, то есть длительное выдерживание во влажной среде при температуре около 0°. Этот прием заключается в том, что с осени семена помещают в ящики слоями, чередуя их со слоями влажного песка. Ящики выдерживают несколько месяцев при пониженной температуре в подвале или закапывают в землю. Весной стратифицированные семена хорошо прорастают, так как период физиологического дозревания протекает у них в условиях, приближающихся к естественным.

В воздухе, насыщенном водяными парами, семена многих растений могут начать прорастать, так как водоудерживающая сила такой атмосферы низка, а сосущая сила воздушносухих семян превосходит давление 100 атм. Семена могут начать прорастать и в довольно сухой почве, однако проростки растут в этом случае медленно и быстро погибают.

Вода в прорастающих семенах, с одной стороны, создает необходимый для прорастания клеточный тургор, с другой – все биологические процессы энергичнее совершаются в присутствии воды. Наиболее благоприятной влажностью почвы для прорастания семян и дальнейшего развития является влажность, равная примерно 60 % полной влагоемкости.

Процесс набухания дает толчок к прорастанию живых семян.


Смотрите также:
Особенности морфологии и физиологии семян
Условия прорастания семян
Основы хранения семян
Вода в жизни растений