Многообразие живых организмов и особенности их строения и жизнедеятельности изучает биология. Условия прорастания семян рассматривает ее отрасль, называемая ботаникой, в состав которой, входит раздел – физиология растений. Главные условия, необходимые для прорастания семян, – это оптимальная температура, влажность, свободный доступ воздуха, достаточное количество питательных веществ для развития зародыша, а также режим освещенности. Они и будут рассмотрены ниже.
Какие условия необходимы для прорастания семян
Семя формируется из семенного зачатка и у покрытосеменных растений образуется в результате двойного оплодотворения, открытого С. Навашиным в 1861 г. Его прорастание происходит в момент попадания в оптимальные условия внешней среды, называемые абиотическими факторами. Зародыш, содержащийся в семени и состоящий из корешка и стебелька с зародышевыми листочками, начинает расти, при этом семенная кожица лопается и первым появляется корешок семени. Он укрепляется в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и растворы минеральных солей, необходимые для дальнейшего развития зародыша.
Кроме этих веществ, для прорастания семени и его роста необходимы такие органические вещества, как крахмал, белки и жиры. Их зародыш получает либо из семядолей (у двудольных растений, например, гороха, огурцов, томатов, капусты), либо же непосредственно из эндосперма, находящегося в семени у однодольных растений (пшеницы, риса, ржи). Таким образом, благоприятные абиотические факторы и наличие питательных веществ – это условия, необходимые для прорастания семян.
Физиологические механизмы прорастания семян
Если перед вами поставлено такое задание: охарактеризуйте роль условий, необходимых для прорастания семян, советуем начать с освещения физиологических аспектов этих процессов, научно объясняющих главные условия, необходимые для развития зародыша. Итак, прорастанием называют переход семени из состояния покоя далее к вегетативному росту зародыша, заканчивающийся формированием из него проростка.
Семена некоторых растений могут прорастать сразу же или через короткое время после созревания. У многих древесных пород, например, у голосеменных – ели, сосны, кедра, и у большинства лесных травянистых растений, семена имеют длительный период покоя и прорастают только через 1-2 года и более. Этот интервал времени очень важен. Так, у растений умеренных широт прорастание стимулируется именно низкими зимними температурами. Такой фактор внешней среды, как освещенность, не всегда оказывает влияние на условия прорастания семян, так как большинство из них развиваются в темноте.
Значение оптимальной температуры
Важнейшие условия прорастания семени - это благоприятные абиотические факторы, среди которых температура выполняет одну из главных функций. В агрономии растения классифицируются на холодостойкие и теплолюбивые. Такая дифференциация касается и семян. Одни, например, семена моркови, салата, лука, прорастают при низких плюсовых температурах, другие (тыква, томаты, огурцы) требуют, чтобы почва прогрелась до температуры +10 - +12 градусов.
В овощеводстве часто используют такой способ повышения всхожести семян, как их прогревание. Для этого можно использовать электроприборы, а семена растений семейства тыквенных: огурцов, кабачков, арбузов, бобовых (фасоль, горох, соя) замачивают в воде с температурой 35-45 °С, а затем, остудив, высушивают. Прогревание семян за одну-две недели перед посевом в почву повышает энергию их прорастания, предотвращая задержку вегетации, увеличивает урожайность.
Роль влажности в прорастании семян
Продолжая изучать условия, необходимые для прорастания семян, остановимся на значении воды. Ее наличие в почве обеспечивает процессы набухания семенной кожуры, активизации гидролиза крахмала. Сам процесс прорастания начинается с момента впитывания семенами большого объёма воды, которая поступает непосредственно к зародышу. Его клетки активно поглощают раствор глюкозы и начинают быстро делиться, что способствует росту зародышевого корешка. Например, семена свеклы поглощают воды в 1,2 раза больше своей массы, а клевера – 1,5 раза. В приусадебных хозяйствах широко используют способ замачивания семян в воде, добиваясь прорастания зародышевого корешка.
Влияние кислорода на развитие семени
Рассматривая главные условия прорастания семян, отметим необходимость свободного доступа воздуха, который используется для обеспечения процессов интенсивного дыхания увлажненных семян. В сельском хозяйстве часто используют барботирование: перемешивание семян в воде под действием кислорода или воздуха, подаваемого из компрессора. Наиболее часто барботируют семена, имеющие низкую энергию прорастания (моркови, пастернака, лука).
Что такое ЭМ-технологии?
Если обратиться к современному аграрию с просьбой определить условия прорастания семени, то в ответ, кроме всех известных абиотических факторов, мы услышим предложение использовать микробиологические препараты, например, такие как "Байкал ЭМ-1", содержащий молочную кислоту, фотосинтезирующие микроорганизмы и грибы, например, дрожжи. В растворе этого препарата замачивают подготовленные к посадке семена на 2-3 часа. Такая технология стимулирует ростовые процессы и усиливает энергию прорастания семян, а также увеличивает иммунитет растений к сельскохозяйственным вредителям и повышает урожайность.
Скарификация семян
Чтобы рассмотреть все условия прорастания семени, необходимо остановиться на таком методе, как скарификация (искусственное повреждение семенной кожуры вручную). Для этого используют смесь семян с крупнозернистым песком или металлическими опилками. Вследствие перетирания повреждается семенная кожура. Благодаря этому приему к зародышу быстрее попадает вода, необходимая для прорастания семени.
Дражирование семян
Наличие достаточного количества питательных веществ – важное условие прорастания семян, особенно тех, которые имеют мелкие размеры, а значит, небольшой запас собственных питательных элементов. Семена томатов, лука, моркови, капусты дражируют, то есть покрывают слоем питательных органических веществ, прилипающих к семени с помощью раствора крахмала – клейстера или свежеприготовленного коровяка. Перед дражированием семена калибруют, то есть сортируют, оставляя наиболее крупные и правильной формы. Этот способ, влияющий на условия прорастания семян, способствует повышению их всхожести и усиливает энергию прорастания.
В данной статье были освещены главные условия прорастания семени, а именно влажность, оптимальная температура, зависящая от вида растения и его сорта, наличие кислорода в воздухе, а также в почве, достаточный запас питательных веществ для развития зародыша и современные способы, улучшающие условия всхожести семян.
