Семя
Семя — генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев — семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура — обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие — семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс — набухание семени.
Эндосперм — запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют — щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
А точнее — кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать — вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо — в эндосперме.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C — огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C — укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте — лук, конопля.
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток — стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
О физиологии прорастания семян
Семя – носитель биологических и хозяйственных признаков растения, а по качеству семян определяется величина будущего урожая.
Одним из главных показателей посевных качеств семян, обеспечивающих получение энергичных дружных всходов, является всхожесть. Всхожесть — способность семян давать за установленный срок нормальные проростки при определенных условиях проращивания.
Под прорастанием семян понимают совокупность происходящих в них биофизических и физиолого-биохимических изменений при переходе из состояния покоя к процессам активного метаболизма и роста, которые заканчиваются становлением проростка.
При прорастании семян выделяют пять фаз.
Фаза водопоглощения – покоящиеся семена начинают поглощать воду из субстрата до наступления критической влажности.
Фаза набухания – за счет влаги активизируется жизнедеятельность клеток, увеличивается дыхательный коэффициент, начинается рост клеток и растяжение оси зародыша.
Фаза роста первичных корешков – с момента деления (начала роста) первичных корешков, фиксируется с появления корешков над оболочкой семени т.е. наклевывания.
Фаза развития ростка – начинается с появлением ростка, завершается с появлением колеоптиля у злаков или почечки у других культур.
Становление проростка – рост и развитие проростка до полного перехода на автотрофное питание.
Данная классификация позволяет дать оценку проростков семян (энергию прорастания, всхожесть и силу роста), наиболее отвечающих производственным целям.
При прорастании семян главную роль играет вода – важный фактор внешней среды в процессе пробуждения семян.
Вода – необходимая среда для проявления активности ферментов, находящихся в семени. Жизнеспособные, физиологически зрелые семена прорастают при минимальном количестве влаги, тепла и кислорода. При попадании семян в такую среду клетки напитываются водой и кислородом, что служит пусковым механизмом для начала активного функционирования важных органелл клетки – митохондрий как генераторов клеточной энергии. Уже через три часа после нахождения семян в воде митохондрии увеличиваются в размере, а через 12 часов они приобретают еще больший размер и округляются. С поступлением в сухие семена воды ферменты, гормоны и витамины переходят в активное состояние. Набухание семян необходимо для активации или образования РНК. Набухание семян – быстро и легко идущий процесс, требующий относительно малой энергии активации.
При поступлении воды в семена активируется в первую очередь механизм суммарного окислительного метаболизма и синтеза белков. Посредниками биохимических реакций, обусловливающих прорастание семян, являются гормоны. Первые процессы прорастания семян осуществляются за счет веществ, содержащихся в самом зародыше.
Температура — второе необходимое условие прорастания семян. Минимальные температуры прорастания семян от +1 0 до +12 0 С
Пшеница, рожь, ячмень, тритикале, овес, гречиха, лен, клевер, тимофеевка начинают прорастать от +1 — +2 0 С.
Рис, просо, кукуруза, подсолнечник, фасоль прорастают от +10 0 С.
Оптимальные температуры — самые благоприятные, при которых рост проростков идет быстро (для большинства культур от +20- + 25 0 С).
Положительное влияние пониженных температур на прорастание объясняется уменьшением интенсивности дыхания семян, в следствие чего увеличивается поступление растворимого в воде кислорода к проростку и накапливаются гиббереллиноподобные вещества.
Изменение температуры с минимальных показателей до оптимальных действует стимулирующим образом на проростки и благоприятно сказывается на прорастание недостаточно зрелых семян, активируя все ростовые процессы.
Воздух – третий необходимый фактор в процессе прорастания. Процессы, протекающие в семенах во время прорастания, требуют затрат большого количества энергии. Эта энергия образуется в семенах за счет дыхания, т.е. окисления кислородом воздуха запасных питательных веществ (углеводов и жиров). Большинство семян прорастает в воздухе с содержанием 20% кислорода и 0,03% двуокиси углерода.
Таким образом, началом отсчета срока прорастания семян считается момент закладки их на увлажненное ложе, с доступом воздуха и положительных температур.
За услугами по определению посевных качеств семян обращаться в филиал ФГБУ «Россельхозцентр» по Кировской области и его районные отделы.
Источник