Раздел: Советы огородникам

3. Прорастание семян

Прорастание семян: методы нарушения периода покоя, условия для прорастания и превращение веществ в семени

Какие условия необходимы для прорастания семян? Для начала разберемся, что представляет собой прорастание.

Определение прорастания и методы нарушения периода покоя

Определение прорастания

Определение 1

Прорастание — это процесс перехода из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.

Сам процесс прорастания тесно связан с условиями прорастания семян.

Важное условие, при котором происходит прорастание семени — период покоя. В случае, если наблюдается затягивание период покоя, он нарушается искусственно.

Методы нарушения периода покоя

Есть три основных метода нарушения покоя семян:

  1. Стратификация. Под ней понимают подготовку семян к прорастанию. В процессе такой подготовки происходит смешение семян с увлажненным песком на период 30-90 дней. При этом, соблюдается определенная температура: 5 градусов Цельсия. Конкретное время выдержи определяется исходя из типа растения. За время, пока семена смешаны с песком, происходят определенные физико-биохимические процессы, способствующие прорастанию.
  2. Скарификация. Это процесс нарушения кожицы семян, ускоряющий прорастание. Повреждая кожицу семени, мы открываем для воздуха и влаги доступ к семени. В результате оно набухает и прорастает. Есть два варианта повреждения: механическое или воздействие крепкой сульфатной кислотой.
  3. Промывание водой. С помощью промывания из семени удаляются вещества, тормозящие прорастание.

Какие условия нужны для прорастания семян

В первую очередь речь идет о факторах внешней среды. Огромное значение для прорастания имеет энергия прорастания. Она, в свою очередь, зависит от внешних факторов и характеризует посевное качество семян.

К факторам внешней среды относятся вода, воздух, температура и физиологические активные вещества.

Влияние воздуха

Важным условием необходимым для прорастания семян, является воздух. Прорастая, семя дышит: оно поглощает кислород, который необходим для протекания окислительно-восстановительных реакций в клетках. За счет реакций происходит стимулирование роста и деления клеток зародыша.

Важность воздуха в прорастании легко продемонстрировать на примере.

В три разных стакана помещают сухие семена. Первый стакан просто накрывают блюдцем, во второй помещают влажную вату и прикрывают блюдцем, а третий просто наполняют водой. Все стакана оставляют на несколько дней. Только в последнем случае семена не прорастут, а набухнут: для дыхания им не хватит воздуха.

Влияние света

Реакция на свет связана с действием света на обмен стимуляторов или ингибиторов в семенах. Есть светолюбивые и темнолюбивые растения. Некоторые семена лучше прорастают в темном месте.

Влияние воды

Вода необходима для прорастания семян потому что так семена набухают, а в процессе набухания кожица семени повреждается. Из этого повреждения появляется корешок и стебелек зародыша.

Кроме того, с помощью воды происходит всасывание необходимых питательных веществ, благодаря которым семена прорастают. Это также можно продемонстрировать на опыте.

В две различные емкости нужно поместить семена фасоли. Первую просто накрывают блюдцем, а во вторую помещают влажную вату и тоже накрывают. Через некоторое время мы обнаружим, что там, где была вата, семена проросли.

Объем воды, необходимый семенам, различается в зависимости от вида растения. Бобовые нуждаются в большем количестве, а злаковые — в меньшем.

Влияние температуры

Температурный режим — важное условие для прорастания. Для каждого растения существует своя благоприятная температура. Одним хорошо прорастать при температуре +2 градуса Цельсия, а другие — при +15 градусов Цельсия.

Посевной календарь в сельском хозяйстве разработан с учетом температурных предпочтений различных культур.

Выходцы из теплых широт — это теплолюбивые растения, которые прорастают при высокой температуре. Выходцы из холодных широт — это холодостойкие растения, прорастающие при низкой температуре.

Влияние физиологически активных веществ

Что еще необходимо для прорастания семян? Рост зародыша основан на питании. Питательные вещества, необходимые зародышу, располагаются в эндосперме и семядоли. Медленное развитие зародыша или его гибель обусловлены небольшим запасом питательных веществ.

Чтобы зародыш не погиб, вносятся стартовые удобрения. При поглощении питательных веществ в зародыше происходит обмен веществ: поглощается кислород и выделяется углекислый газ.

Превращение веществ в семени

Прорастание семени связано с разложением запасных веществ, включая белок, в эндосперме и семядолях. В это же время в зародыше наблюдаются синтетические процессы — на основе тех веществ, которые к нему поступают.

Несмотря на энергетический распад белков, общее количество азотных веществ остается неизменным. При этом накапливаются аминокислоты и аспарагин, резко уменьшается количество крахмала, а количество растворимых сахаров остается неизменным.

Сахара используются в процессе дыхания, который в прорастающем семени протекает довольно активно. В результате дыхания происходит образование богатых энергией веществ — АДФ и АТФ, а также выделение воды, углекислого газа и тепловой энергии.

Сахара участвуют в процессе образования клетчатки и гемицеллюлозы.

Количество минеральных веществ остается прежним. Регуляция осмотического давления и коллоидно-химических процессов в новых клетках осуществляется катионами.

3. Прорастание семян

Чтобы семя проросло, его помещают в почву. Почву регулярно увлажняют. Сначала семя набухает, а затем начинает прорастать.

Надземное прорастание семян

4 (44).png

Рис. \(1\). Прорастание семени фасоли Семенная кожура трескается, и появляется корень, который развивается из зародышевого корешка. Корень растёт и укрепляется в почве. Над почвой поднимаются две семядоли, что свидетельствует о росте зародышевого стебелька. Формируется надземный стебель с листьями и становится зелёным на солнечном свету.

У фасоли обыкновенной, редиса, томата, тыквы, огурцов первые зародышевые листья — семядоли, появляются над землёй. Такой способ прорастания называют надземным .

Подземное прорастание семян

Семядоли проростков гороха, ячменя, пшеницы, дуба, лещины остаются в почве. Для них характерен подземный способ прорастания.

1 (57).png

Рис. \(2\). Прорастание семени пшеницы Семя пшеницы прорастает подземным способом.

В узком конце зерна, где находится зародыш, развивается не один, а несколько корней, образуется мочковатая корневая система. Из зародышевой почечки образуется проросток. Сформировавшийся проросток имеет корневую систему и зелёный побег.

Сначала зародыш питается питательными веществами, накопленными в самом семени.

Когда в семени заканчиваются запасы питательных веществ, новое растение начинает само производить для себя питательные вещества. В его листьях и зелёном стебле осуществляется фотосинтез (образуются органические вещества), а при помощи корней растение поглощает воду и минеральные вещества из почвы.

Обрати внимание!

Основным отличием подземного прорастания (зерна пшеницы) от надземного прорастания (семени фасоли) является то, что при подземном прорастании на поверхности почвы сначала появляется один росток, а при надземном — две семядоли.

Способность к прорастанию у семян растений различна. Семена некоторых растений (ивы, тополя) прорастают сразу после созревания и быстро теряют всхожесть. Семена ландыш и женьшеня могут дать всходы только через несколько лет после образования. У большинства растений семена остаются жизнеспособными долгое время. Они сохраняются в почве и служат природным банком семенного материала.

Биология

Семя – зачаток взрослого растения. При помощи семян, заключенных в плодах, покрытосеменные растения размножаются. Зародыш может впадать в состояние покоя, что позволяет ему переносить неблагоприятные условия.

Процесс прорастания семян

Прорастание – процесс перехода семени из состояния покоя в вегетативный рост зародыша и формирования из него проростка.

Прорасти способны только семена, в которых сохранен в живых зародыш (см. Рис. 1).


Рис. 1. Строение семени

Семена могут стать невсхожими под воздействием вредителей, болезней, температур, высокой влажности, слишком длительного хранения.

Набухание – процесс поглощения растением поступающей внутрь воды, предшествует прорастанию.

После набухания молодой корень разрывает кожуру и выходит наружу. Затем начинает расти зародышевый стебелек и выносит над поверхностью почвы семядоли (надземный тип прорастания). Это происходит у фасоли, тыквы, клена. Из зародышевой почечки развиваются надземный стебель и настоящие листья.

У гороха, дуба семядоли остаются в почве (подземный тип прорастания). Надземный побег развивается из почечки зародыша.

Условия, необходимые для прорастания семян

Для прорастания семян необходимы определенные количество воды и температура.

Для растений разных видов условия прорастания семян отличаются.

Клетки зародыша могут потреблять вещества только в растворах. Для прорастания семян разных растений необходимо разное количество воды, так, семена гороха или фасоли могут поглотить в 1,5 раза больше воды, чем их вес, а зерновкам проса воды необходимо около четверти от их массы.

Клетки зародыша требуют постоянного притока кислорода. Семена растений заболоченных мест обитания (рис, тимофеевка луговая (см. Рис. 2)) способны прорастать под водой. Для этого им требуется небольшое количество кислорода.

Рис. 2. Тимофеевка луговая

Скорость обмена веществ зародыша зависит от температуры. Поэтому для прорастания растений необходимо тепло. Рожь (см. Рис. 3) может прорастать при температуре чуть выше 0. А семена растений южных широт прорастают только при температуре +10-15 градусов.

Посев семян

Для каждой культуры характерны свои сроки посева. До прорастания зародыш не способен к фотосинтезу и питается только веществами, хранящимися в семени. Поэтому для посева необходимо брать крупные полновесные семена.

Семена холодостойких растений (пшеница, редис, горох) высевают ранней весной. Их проростки устойчивы к заморозкам. Теплолюбивые растения (кукуруза, фасоль, огурцы, томаты) высевают позже, когда воздух и почва прогреются.

При задержке посева молодые растения будут страдать от недостатка влаги в почве.

При неглубоком расположении семян в почве они высыхают из-за нехватки влаги. При слишком глубокой посадке проросток будет испытывать нехватку воздуха. Для каждого вида растения рекомендуемая глубина посадки различна. Она зависит от размера семян и типа почвы. Крупные семена можно сажать глубоко, так как у них достаточное количество питательных веществ. При поверхностной посадке семена поедаются птицами.

Семена репы (см. Рис. 4) или лука необходимо сажать на глубине 1-2 см.

Рис. 4. Семена репы

Семена средних размеров (редиса, огурцов (см. Рис. 5)) сажают на глубину 2-4 см.

Рис. 5. Семена огурца

Крупные семена (бобы, фасоль (см. Рис. 6)) сажают на глубину 4-5 см.

Рис. 6. Семена фасоли

На песчаной почве воздух проникает на большую глубину, и влага также сохраняется в глубоких слоях. Поэтому семена надо сажать глубоко.

Глинистая почва содержит мало воздуха и много влаги у поверхности. Семена надо сажать не глубоко.

Рост и питание проростков

Клетки зародыша питаются, делятся и растут. Зародыш превращается в проросток.

При прорастании первым развивается корешок, и в своем развитии опережает другие органы. Пока проросток не начинает фотосинтезировать, для его роста и развития используются органические вещества, заключенные в семени. При их нехватке растение вырастает слабым или гибнет.

Прорастание фасоли и пшеницы

Положите увлаженные семена фасоли и зерновки пшеницы в банки с опилками и следите за их прорастанием. По мере необходимости увлажняйте опилки водой. Каждый день вынимайте из опилок по одному проростку фасоли и пшеницы. Засушивайте их, фиксируя возраст. Через 15-18 дней опыт прекратите. Из засушенных растений соберите коллекцию, показывающую развитие семян.

Всхожесть семян

Для высокого урожая сельскохозяйственной культуры необходимо, чтоб на единицу площади приходилось определенное количество растений. Для этого необходимо знать всхожесть семян – количество семян, которые прорастут.

Возьмите пробу в 100 зерновок ржи, кукурузы или пшеницы. Поместите семена в тарелки на слой влажного полотна или бумаги. Накройте тарелки стеклом для предотвращения испарения влаги. Подсчитайте количество проросших семян за первые 10 дней. Эта цифра – процент всхожести. В норме она не должна быть меньше 95%.

Стратификация семян

Семена многих растений умеренных широт приобретают способность к прорастанию только после периода нахождения в холодном и влажном месте. Это необходимо для предотвращения прорастания семян осенью. Иначе холод убьет проростки.

Стратификация – длительное удерживание семян в условиях низких температур.

Вымерзание для разных видов растений происходит при разных температурах. Так, для томата это -1, а для ячменя – -10.

Список литературы

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.
  2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.
  3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Referat.business-top.info (Источник).
  2. Scienceland.info (Источник).
  3. Fizrast.ru (Источник).

Домашнее задание

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 186, задания и вопросы 5, 7 (Источник).
  2. Что такое набухание семян?
  3. Какие условия необходимы для прорастания семян?
  4. * Подумайте, как будет развиваться семя двудольного растения, лишенное одной из семядолей? Как будет развиваться семя однодольного растения, лишенное эндосперма? Будет ли вообще развитие в этих случаях? Ответ обоснуйте.

Источники:

  • https://zaochnik.com/spravochnik/biologija/botanika/prorastanie-semjan/
  • https://www.yaklass.ru/p/biologia/6-klass/zhiznedeiatelnost-rastitelnykh-organizmov-14968/prorastanie-semian-periody-zhizni-rasteniia-14752/re-986dd7c9-af91-49e7-82fb-bd8540be9910
  • https://lc.rt.ru/classbook/biologiya-6-klass/videouroki-zhiznedeyatelnost-rastenii-666/3991