Прорастание семян
Прораста́ние семя́н, или гермина́ция (лат. germinatio) — переход семян растений от покоя к активной жизнедеятельности, начальный этап онтогенеза растений, на котором образуется проросток. Происходит при обеспеченности влагой и кислородом, подходящем температурном и световом режиме. В процессе прорастания повышается обмен веществ в зародыше и эндосперме; семена набухают в воде, крахмал, жиры и белки распадаются на сахар, жирные кислоты и аминокислоты. Обычно первым прорастает корешок, далее — гипокотиль или эпикотиль (у разных растений).
В случае недостатка кислорода накапливаются вредные для зародыша вещества — этиловый спирт, молочная кислота, аммиак; при недостатке температуры снижается поступление воды в семена и активация обмена веществ, нарушается соотношение различных регуляторов роста. Некоторые из семян не прорастают, находясь в подходящих условиях, из-за твёрдости покровов и не выхода из состояния покоя; в этом случае возможно механическое повреждение покровов.
Фазы прорастания семян
Период прорастания состоит из последовательных этапов – фаз прорастания. Каждой фазе присуща определенная продолжительность, определенные биохимические и морфологические изменения, происходящие в семени, а также определенные требования к условиям среды.
Фазы прорастания семян:
- водопоглощение;
- набухание и наклёвывание;
- рост первичных корешков;
- развитие ростка;
- становление проростка.
Фаза водопоглощения
Сухие семена, находящиеся в состоянии покоя, поглощают воду из воздуха (если его относительная влажность больше 75%) или из какого-либо субстрата до наступления критической влажности, которая является строго определенной величиной для каждой культуры. Поступающую воду поглощают гидрофильные коллоиды семени. Вода включается в содержимое клетки, где связывается различными ее соединениями, и поэтому в семени не происходит заметной активизации биохимических процессов и не наблюдается никаких изменений в морфологии. Поглощение воды может несколько повысить интенсивность дыхания семян (к концу фазы в 2–3 раза), но общий ее уровень остается очень низким.
Основа фазы водопоглощения – физико-химическое явление, сорбция.
Продолжительность фазы зависит от состояния семян, температуры и влажности субстрата, с которым соприкасается семя. Довольно большая продолжительность, если влага поступает из воздуха, очень короткая, если семена находятся в воде. Однако в последнем случае для равномерного насыщения клеток требуется еще некоторое время, и только после такого распределения влаги наступает вторая фаза.
Фаза набухания семян
Начинается с момента появления в семенах свободной влаги. Она активизирует жизнедеятельность клеток, усиливает гидролитические процессы, переводит в активное состояние ферментную систему, ведет к перестройке коллоидов. При этом дыхательный коэффициент увеличивается в сотни и даже в тысячи раз. Заканчивается фаза наклёвыванием.
Молекулы воды проникают в среду высокомолекулярных соединений и раздвигают отдельные звенья в цепи их молекул. Все это вызывает не только ослабление самих цепей молекул, но и сопровождается гидролизом последних, что ведет к интенсификации всех жизненных процессов. В процессе набухания семян оболочки их приобретают эластичность, а само семя увеличивается в объеме.
Процесс набухания семян может характеризоваться двумя показателями: 1) степенью набухания – это количество воды в граммах, поглощенное семенами в фазе набухания в пересчете на 1 г сухого вещества; 2) числом набухания – количество воды в миллилитрах, которое поглощается 1 мл сухого вещества семени.
Иногда характеризуют процесс набухания давлением, которое возникает в результате увеличения объема при набухании. Это так называемое давление набухания достигает нескольких сот атмосфер и также является характерным для каждого вида. Прирост веса в результате поглощения воды и прирост объема нарастают неодинаковыми темпами – обычно увеличение объема идет быстрее, и оно скорее заканчивается, чем прирост веса.
Фаза набухания заканчивается поглощением определенного количества воды, которое обеспечивает протекание всех жизненных процессов, связанных с прорастанием. В зависимости от химического состава семян и их природы требуется разное количество воды для наклевывания семян. По данным Гоффмана, полученным им в сравнительном эксперименте, семена разных культур поглощали воду в процессе набухания в следующем количестве:
| Культура | Поглощенная вода | Культура | Поглощенная вода |
|---|---|---|---|
| Пшеница | 45,6 | Чечевица | 93,3 |
| Ячмень | 48,2 | Горох | 106,8 |
| Рожь | 57,7 | Фасоль | 104,0 |
| Овес | 59,8 | Бобы | 106,8 |
| Гречиха | 46,9 | Вика | 75,4 |
| Кукуруза | 44,0 | Кормовая свекла | 62,5 |
| Просо | 25,0 | Сахарная свекла | 120,5 |
| Конопля | 43,9 | Подсолнечник | 56,5 |
| Рапс | 51,0 | Мак | 91,0 |
Набухание прекращается вследствие полного насыщения клеток или из-за наступления равновесия между поступлением воды в семена и диффузией растворимых веществ из него. Для нормального протекания этой фазы требуется определенная температура, влажность и кислород. При подсыхании наклюнувшихся семян возможно возвращение в предыдущую фазу, исходную.
Фаза роста первичных корешков
Начинается с момента деления клеток первичного корешка, но морфологически ее можно зафиксировать несколько позже – при появлении над оболочкой семени первичного корешка. В этой фазе также происходит новая качественная перестройка биохимических процессов, подготавливающая условия для возможности роста ростка (в корнях синтезируются витамины и т.п.). Для нормальной биохимической перестройки и роста корешков требуется иной гидротермический режим, чем для протекания других фаз. Заканчивается фаза готовностью семени к развитию ростка.
Для большинства культур еще возможно прекращение прорастания семян на этой фазе и возвращение их в исходное состояние (состояние покоя), хотя для некоторых культур такой переход связан уже с нарушением физиологии и морфологии прорастания.
Фаза развития ростка
Начинается с появлением ростка и заканчивается переходом проростка на автотрофное питание. Продолжается дальнейший рост корешков, но уже имеются все возможности и для развития ростка, который также интенсивно растет. Но здесь уже требуются иные условия питания и внешней среды.
Из этой фазы уже нет возврата в состояние покоя, и при подсыхании развивающееся семя гибнет. Фаза оканчивается с появлением у проростка сформированного колеоптиле у злаков или с формированием почечки у других культур.
На этой фазе и заканчивается процесс прорастания семян, но молодой проросток еще является объектом семеноведческих исследований. Развивающийся проросток находится в сложной зависимости от экологических условий, но еще получает от семени основное питание и некоторые специфические соединения.
Проросшими семенами следует считать только те, которые имеют сформированный проросток (появление ростка с первичными корешками), если нет ростка, то независимо от длины корешков семена нельзя назвать проросшими, а только прорастающими (то есть находящимися на разных фазах прорастания). Для всех остальных культур проросшими семенами считаются такие, которые имеют корешок, равный не менее длины семени, а для круглых семян – не менее диаметра семени.
Морфология прорастающего семени
Первым видимым морфологическим признаком прорастания семян является наклевывание, а затем появление корешка. Корешок растет в длину благодаря тому, что у него на конце происходит бурное деление клеток, которые образуют ростовую зону корешка (колеориза), а сам кончик корешка прикрывается корневым чехликом – утолщением разной формы, выполняющим защитные функции.
Как только развивающийся корешок достигает семенной кожуры, он разрывает ее вблизи микропиле и выходит наружу. Если семя заключено, кроме того, в плодовую оболочку, то корешок пробивает и ее. У семян, имеющих эндосперм, корешок обычно очень тонкий, у других семян относительно толще. Как правило, у всех культур появляется один корешок, но у злаковых, кроме главного корешка, очень скоро из придаточных почек развиваются еще боковые или придаточные корешки. Семена полевых культур имеют следующее количество корешков: пшеница озимая от 2 до 6 (корешков больше у крупнозерных сортов и меньше у мелкозерных); пшеница яровая от 3 до 7 (в среднем 5–6); рожь озимая от 4 до 9 (в среднем 5–6); ячмень шестирядный 5–6, двурядный 7–8; овес от 2 до 6 (в среднем 3–4). Кукуруза просо, могар и чумиза прорастают только одним корешком.
Число зародышевых корешков может характеризовать качество семян. Имеются данные, показывающие огромную роль первичных корешков в снабжении растения водой и в формировании урожая, поэтому семеноведам следует обратить большое внимание на изучение зародышевых корешков. Корешки начиная от чехлика и до семени или до гипокотиля (у бобовых) покрыты многочисленными волосками, которые снабжают корень водой и питательными веществами. Признак нормального развития корешка – наличие свежих волосков и проявление геотропизма, то есть изгиба корешка.
У двудольных культур после появления зародышевого корешка растет подсемядольное колено (гипокотиль), выносящее семядоли зародыша вместе с почечкой, расположенной между ними, на поверхность почвы (рис. 3). Из этой почки образуется стебелек и первые листья, по которым часто распознают виды (особенно у крестоцветных). У гороха, вики, конского боба и некоторых других бобовых растений после появления корешка растет надсемядольное колено (эпикотиль), а семядоли остаются в почве (рис. 4).
Примечания
- Прорастание семян — статья из Большой советской энциклопедии.
- Прорастание семян. www.agrodialog.com.ua. Дата обращения: 23 февраля 2019. Архивировано 23 февраля 2019 года.
Ссылки
- Прорастание // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
В другом языковом разделе есть более полная статья Germination (англ.). |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Прорастание семян, Что такое Прорастание семян? Что означает Прорастание семян?
Prorasta nie semya n ili germina ciya lat germinatio perehod semyan rastenij ot pokoya k aktivnoj zhiznedeyatelnosti nachalnyj etap ontogeneza rastenij na kotorom obrazuetsya prorostok Proishodit pri obespechennosti vlagoj i kislorodom podhodyashem temperaturnom i svetovom rezhime V processe prorastaniya povyshaetsya obmen veshestv v zarodyshe i endosperme semena nabuhayut v vode krahmal zhiry i belki raspadayutsya na sahar zhirnye kisloty i aminokisloty Obychno pervym prorastaet koreshok dalee gipokotil ili epikotil u raznyh rastenij Rostki podsolnuha prorosshie 3 dnya nazad V sluchae nedostatka kisloroda nakaplivayutsya vrednye dlya zarodysha veshestva etilovyj spirt molochnaya kislota ammiak pri nedostatke temperatury snizhaetsya postuplenie vody v semena i aktivaciya obmena veshestv narushaetsya sootnoshenie razlichnyh regulyatorov rosta Nekotorye iz semyan ne prorastayut nahodyas v podhodyashih usloviyah iz za tvyordosti pokrovov i ne vyhoda iz sostoyaniya pokoya v etom sluchae vozmozhno mehanicheskoe povrezhdenie pokrovov Fazy prorastaniya semyanPeriod prorastaniya sostoit iz posledovatelnyh etapov faz prorastaniya Kazhdoj faze prisusha opredelennaya prodolzhitelnost opredelennye biohimicheskie i morfologicheskie izmeneniya proishodyashie v semeni a takzhe opredelennye trebovaniya k usloviyam sredy Fazy prorastaniya semyan vodopogloshenie nabuhanie i naklyovyvanie rost pervichnyh koreshkov razvitie rostka stanovlenie prorostka Faza vodopoglosheniya Suhie semena nahodyashiesya v sostoyanii pokoya pogloshayut vodu iz vozduha esli ego otnositelnaya vlazhnost bolshe 75 ili iz kakogo libo substrata do nastupleniya kriticheskoj vlazhnosti kotoraya yavlyaetsya strogo opredelennoj velichinoj dlya kazhdoj kultury Postupayushuyu vodu pogloshayut gidrofilnye kolloidy semeni Voda vklyuchaetsya v soderzhimoe kletki gde svyazyvaetsya razlichnymi ee soedineniyami i poetomu v semeni ne proishodit zametnoj aktivizacii biohimicheskih processov i ne nablyudaetsya nikakih izmenenij v morfologii Pogloshenie vody mozhet neskolko povysit intensivnost dyhaniya semyan k koncu fazy v 2 3 raza no obshij ee uroven ostaetsya ochen nizkim Osnova fazy vodopoglosheniya fiziko himicheskoe yavlenie sorbciya Prodolzhitelnost fazy zavisit ot sostoyaniya semyan temperatury i vlazhnosti substrata s kotorym soprikasaetsya semya Dovolno bolshaya prodolzhitelnost esli vlaga postupaet iz vozduha ochen korotkaya esli semena nahodyatsya v vode Odnako v poslednem sluchae dlya ravnomernogo nasysheniya kletok trebuetsya eshe nekotoroe vremya i tolko posle takogo raspredeleniya vlagi nastupaet vtoraya faza Faza nabuhaniya semyan Nachinaetsya s momenta poyavleniya v semenah svobodnoj vlagi Ona aktiviziruet zhiznedeyatelnost kletok usilivaet gidroliticheskie processy perevodit v aktivnoe sostoyanie fermentnuyu sistemu vedet k perestrojke kolloidov Pri etom dyhatelnyj koefficient uvelichivaetsya v sotni i dazhe v tysyachi raz Zakanchivaetsya faza naklyovyvaniem Molekuly vody pronikayut v sredu vysokomolekulyarnyh soedinenij i razdvigayut otdelnye zvenya v cepi ih molekul Vse eto vyzyvaet ne tolko oslablenie samih cepej molekul no i soprovozhdaetsya gidrolizom poslednih chto vedet k intensifikacii vseh zhiznennyh processov V processe nabuhaniya semyan obolochki ih priobretayut elastichnost a samo semya uvelichivaetsya v obeme Process nabuhaniya semyan mozhet harakterizovatsya dvumya pokazatelyami 1 stepenyu nabuhaniya eto kolichestvo vody v grammah pogloshennoe semenami v faze nabuhaniya v pereschete na 1 g suhogo veshestva 2 chislom nabuhaniya kolichestvo vody v millilitrah kotoroe pogloshaetsya 1 ml suhogo veshestva semeni Inogda harakterizuyut process nabuhaniya davleniem kotoroe voznikaet v rezultate uvelicheniya obema pri nabuhanii Eto tak nazyvaemoe davlenie nabuhaniya dostigaet neskolkih sot atmosfer i takzhe yavlyaetsya harakternym dlya kazhdogo vida Prirost vesa v rezultate poglosheniya vody i prirost obema narastayut neodinakovymi tempami obychno uvelichenie obema idet bystree i ono skoree zakanchivaetsya chem prirost vesa Faza nabuhaniya zakanchivaetsya poglosheniem opredelennogo kolichestva vody kotoroe obespechivaet protekanie vseh zhiznennyh processov svyazannyh s prorastaniem V zavisimosti ot himicheskogo sostava semyan i ih prirody trebuetsya raznoe kolichestvo vody dlya naklevyvaniya semyan Po dannym Goffmana poluchennym im v sravnitelnom eksperimente semena raznyh kultur pogloshali vodu v processe nabuhaniya v sleduyushem kolichestve Kolichestvo vody pogloshennoe semenami v processe nabuhaniya neobhodimoe dlya ih prorastaniya v na vozdushno suhoj ves semyan Kultura Pogloshennaya voda Kultura Pogloshennaya vodaPshenica 45 6 Chechevica 93 3Yachmen 48 2 Goroh 106 8Rozh 57 7 Fasol 104 0Oves 59 8 Boby 106 8Grechiha 46 9 Vika 75 4Kukuruza 44 0 Kormovaya svekla 62 5Proso 25 0 Saharnaya svekla 120 5Konoplya 43 9 Podsolnechnik 56 5Raps 51 0 Mak 91 0 Nabuhanie prekrashaetsya vsledstvie polnogo nasysheniya kletok ili iz za nastupleniya ravnovesiya mezhdu postupleniem vody v semena i diffuziej rastvorimyh veshestv iz nego Dlya normalnogo protekaniya etoj fazy trebuetsya opredelennaya temperatura vlazhnost i kislorod Pri podsyhanii naklyunuvshihsya semyan vozmozhno vozvrashenie v predydushuyu fazu ishodnuyu Faza rosta pervichnyh koreshkov Nachinaetsya s momenta deleniya kletok pervichnogo koreshka no morfologicheski ee mozhno zafiksirovat neskolko pozzhe pri poyavlenii nad obolochkoj semeni pervichnogo koreshka V etoj faze takzhe proishodit novaya kachestvennaya perestrojka biohimicheskih processov podgotavlivayushaya usloviya dlya vozmozhnosti rosta rostka v kornyah sinteziruyutsya vitaminy i t p Dlya normalnoj biohimicheskoj perestrojki i rosta koreshkov trebuetsya inoj gidrotermicheskij rezhim chem dlya protekaniya drugih faz Zakanchivaetsya faza gotovnostyu semeni k razvitiyu rostka Dlya bolshinstva kultur eshe vozmozhno prekrashenie prorastaniya semyan na etoj faze i vozvrashenie ih v ishodnoe sostoyanie sostoyanie pokoya hotya dlya nekotoryh kultur takoj perehod svyazan uzhe s narusheniem fiziologii i morfologii prorastaniya Faza razvitiya rostka Nachinaetsya s poyavleniem rostka i zakanchivaetsya perehodom prorostka na avtotrofnoe pitanie Prodolzhaetsya dalnejshij rost koreshkov no uzhe imeyutsya vse vozmozhnosti i dlya razvitiya rostka kotoryj takzhe intensivno rastet No zdes uzhe trebuyutsya inye usloviya pitaniya i vneshnej sredy Iz etoj fazy uzhe net vozvrata v sostoyanie pokoya i pri podsyhanii razvivayusheesya semya gibnet Faza okanchivaetsya s poyavleniem u prorostka sformirovannogo koleoptile u zlakov ili s formirovaniem pochechki u drugih kultur Na etoj faze i zakanchivaetsya process prorastaniya semyan no molodoj prorostok eshe yavlyaetsya obektom semenovedcheskih issledovanij Razvivayushijsya prorostok nahoditsya v slozhnoj zavisimosti ot ekologicheskih uslovij no eshe poluchaet ot semeni osnovnoe pitanie i nekotorye specificheskie soedineniya Prorosshimi semenami sleduet schitat tolko te kotorye imeyut sformirovannyj prorostok poyavlenie rostka s pervichnymi koreshkami esli net rostka to nezavisimo ot dliny koreshkov semena nelzya nazvat prorosshimi a tolko prorastayushimi to est nahodyashimisya na raznyh fazah prorastaniya Dlya vseh ostalnyh kultur prorosshimi semenami schitayutsya takie kotorye imeyut koreshok ravnyj ne menee dliny semeni a dlya kruglyh semyan ne menee diametra semeni Morfologiya prorastayushego semeniPervym vidimym morfologicheskim priznakom prorastaniya semyan yavlyaetsya naklevyvanie a zatem poyavlenie koreshka Koreshok rastet v dlinu blagodarya tomu chto u nego na konce proishodit burnoe delenie kletok kotorye obrazuyut rostovuyu zonu koreshka koleoriza a sam konchik koreshka prikryvaetsya kornevym chehlikom utolsheniem raznoj formy vypolnyayushim zashitnye funkcii Kak tolko razvivayushijsya koreshok dostigaet semennoj kozhury on razryvaet ee vblizi mikropile i vyhodit naruzhu Esli semya zaklyucheno krome togo v plodovuyu obolochku to koreshok probivaet i ee U semyan imeyushih endosperm koreshok obychno ochen tonkij u drugih semyan otnositelno tolshe Kak pravilo u vseh kultur poyavlyaetsya odin koreshok no u zlakovyh krome glavnogo koreshka ochen skoro iz pridatochnyh pochek razvivayutsya eshe bokovye ili pridatochnye koreshki Semena polevyh kultur imeyut sleduyushee kolichestvo koreshkov pshenica ozimaya ot 2 do 6 koreshkov bolshe u krupnozernyh sortov i menshe u melkozernyh pshenica yarovaya ot 3 do 7 v srednem 5 6 rozh ozimaya ot 4 do 9 v srednem 5 6 yachmen shestiryadnyj 5 6 dvuryadnyj 7 8 oves ot 2 do 6 v srednem 3 4 Kukuruza proso mogar i chumiza prorastayut tolko odnim koreshkom Chislo zarodyshevyh koreshkov mozhet harakterizovat kachestvo semyan Imeyutsya dannye pokazyvayushie ogromnuyu rol pervichnyh koreshkov v snabzhenii rasteniya vodoj i v formirovanii urozhaya poetomu semenovedam sleduet obratit bolshoe vnimanie na izuchenie zarodyshevyh koreshkov Koreshki nachinaya ot chehlika i do semeni ili do gipokotilya u bobovyh pokryty mnogochislennymi voloskami kotorye snabzhayut koren vodoj i pitatelnymi veshestvami Priznak normalnogo razvitiya koreshka nalichie svezhih voloskov i proyavlenie geotropizma to est izgiba koreshka U dvudolnyh kultur posle poyavleniya zarodyshevogo koreshka rastet podsemyadolnoe koleno gipokotil vynosyashee semyadoli zarodysha vmeste s pochechkoj raspolozhennoj mezhdu nimi na poverhnost pochvy ris 3 Iz etoj pochki obrazuetsya stebelek i pervye listya po kotorym chasto raspoznayut vidy osobenno u krestocvetnyh U goroha viki konskogo boba i nekotoryh drugih bobovyh rastenij posle poyavleniya koreshka rastet nadsemyadolnoe koleno epikotil a semyadoli ostayutsya v pochve ris 4 PrimechaniyaProrastanie semyan statya iz Bolshoj sovetskoj enciklopedii Prorastanie semyan neopr www agrodialog com ua Data obrasheniya 23 fevralya 2019 Arhivirovano 23 fevralya 2019 goda SsylkiProrastanie Enciklopedicheskij slovar Brokgauza i Efrona v 86 t 82 t i 4 dop SPb 1890 1907 V drugom yazykovom razdele est bolee polnaya statya Germination angl Vy mozhete pomoch proektu rasshiriv tekushuyu statyu s pomoshyu perevoda
