|
 Jak wiesz, nasiona wielu roślin szybko kiełkują pod wpływem sprzyjających warunków. Pierwszym i najważniejszym warunkiem ich kiełkowania jest wilgoć. W stanie suchym nasiona można przechowywać przez długi czas.
Podczas renowacji Teatru Norymberskiego w 1955 r. Znaleziono szklane rurki z nasionami jęczmienia, owsa i innych roślin uprawnych ze zbiorów 1831 r. Z nasion tych wysiano, wykiełkowano i wydano rośliny z pozbawionymi kłosów. Nasiona mimozy wykiełkowały po 147 latach. Ale najdłuższy okres zachowania żywotności nasion, odnotowany w literaturze światowej, dotyczy nasion lotosu, które mogą kiełkować po pozostawieniu w błocie przez 500-800 lat.
Kiedy nasiona wchodzą w kontakt z wodą, zaczyna do nich wpływać z wielką siłą. Na przykład nasiona rzepaku mogą absorbować wodę nawet z nasyconego roztworu chlorku sodu o ciśnieniu osmotycznym 375 atmosfer. Wchłaniając wodę, nasiona pęcznieją i rosną. Takie spuchnięte nasiona wywierają ogromny wpływ na środowisko. Można to ocenić na podstawie incydentu z parowcem „Dniepr”.
Ten parowiec rozbił się przed wejściem do Cieśniny Bosfor. Z pomocą przyszedł mu statek ratunkowy z K. Paustovskim. W swojej opowieści „Morze Czarne” opisał to, co zobaczył: „Kiedy zbliżyliśmy się do Dnipro, zobaczyliśmy niezwykły widok. Na rafach zepsuł się parowiec. Dziób został oddzielony od rufy, a obie części parowca, zdjęte z kamieni przez ekspedycję Eprona, stały obok siebie, kołysząc się na kotwicach. Przez nieprzeniknione grodzie woda nie zatonęła zepsutego parowca ... Widok pękniętego parowca był dla nas nieoczekiwany, ale wkrótce wszystko stało się jasne. Ładownie Dniepru zostały załadowane po brzegi groszkiem. Woda dostała się do dziury i zmoczyła groszek. Pęczniał i rozdzierał z niewiarygodną siłą żelazne boki parowca, wygiął grodzie i wyciągnął ramy. ".
Ale woda nie przenika tak łatwo do wszystkich nasion. Ziarno nasion białej akacji, orzecha włoskiego, mieczyk i wielu innych roślin jest przykute łańcuchem w twardych osłonach. Przez te osłony dostęp do zarodka wilgoci i tlenu jest utrudniony, a bez nich nasiona nie kiełkują. Sytuację tę dobrze ilustrują wyniki takiego eksperymentu: 50 glazurowanych nasion w tym samym czasie wlewano do wody, 4 z nich spuchły następnego dnia, 11 - po dwóch miesiącach, 17 - w ciągu roku, 6 - po roku. , 6 - w trzecim roku, 3 - w czwartym i piątym roku, a 3 nasiona nie puchły ani nie kiełkowały, chociaż znajdowały się w wodzie dłużej niż pięć lat.
Spoczynek nasion i jego zakłócenie
Znanych jest wiele takich nasion, do których woda łatwo przenika, ale nadal nie kiełkują. Na przykład niektóre nasiona nie kiełkują, jeśli zostaną wysiane bezpośrednio po zbiorach. Aby takie nasiona zaczęły rosnąć, potrzebny jest pewien okres. Ten okres nazywany jest spoczynkiem nasion. IV Michurin zwrócił uwagę, że w każdym nasieniu w stanie spoczynku, czyli w stanie suchym, proces życia nie ustaje, zachodzi stały, choć powolny metabolizm, wspomagający życie komórki embrionalnej i prawidłowy przebieg taka wymiana jest całkowicie uzależniona od warunków środowiskowych, w jakich znajduje się nasiono.
 Na pierwszy rzut oka spoczynek nasion jest zjawiskiem negatywnym. W rzeczywistości ich przejście w stan spoczynku jest użyteczną właściwością biologiczną, która chroni nasiona przed przedwczesnym kiełkowaniem i śmiercią pod wpływem niekorzystnych warunków środowiskowych.
Gdyby nasiona nie miały okresu uśpienia, osoba miałaby niezwykle duże trudności w ich zbieraniu, przechowywaniu i siewie.Istnieją odmiany kukurydzy, których nasiona pozbawione są okresu spoczynku, dlatego łatwo kiełkują na zielonej kolbie rośliny matecznej, tworząc duże sadzonki. Zjawisko to obserwuje się również w niektórych odmianach pszenicy, żyta i innych upraw. Oczywiste jest, że takie odmiany nie są szeroko rozpowszechnione, ponieważ ich nasion nie można przechowywać.
Co wyjaśnia stan spoczynku nasion? Powody zapobiegania kiełkowaniu nasion są różne. Niektóre (orzech, migdałowy i innych), jak wspomniano powyżej, jest to spowodowane obecnością twardych osłon nasion, które opóźniają przepływ wody do zarodka, w innych (trzmielina, popiół itp.) zarodek jest pokryty substancjami opóźniającymi jego kiełkowanie, oraz w innych (lipa, rzepień itp.) zarodek jest pokryty błoną, która nie przepuszcza tlenu.
Niektórzy badacze kojarzą przejście nasion w stan spoczynku z zaprzestaniem tworzenia się niezbędnych związków i gromadzeniem się w tkankach substancji opóźniających kiełkowanie zarodka. Rzeczywiście, takie inhibitory znajdują się w niektórych nasionach. Na przykład nasiona sosny i żyta namoczone w wodnym ekstrakcie z pestek moreli w ogóle nie kiełkują. Ekstrakt z nasion buraka cukrowego hamuje kiełkowanie nasion jęczmienia, grochu, kąkolu i innych roślin.
Stwierdzono, że kwasy hydroksybenzoesowy, wanilinowy, hydroksycynamonowy i ferulowy są inhibitorami w nasionach buraków.
W nasionach o słabym kiełkowaniu w innych roślinach stwierdzono również substancje hamujące kiełkowanie. Należą do nich tyrozyna i amoniak.
Nadmierne gromadzenie się witamin w nasionach może również opóźniać kiełkowanie nasion. Tak więc, jak przechowywane w nasionach saxaul, chogon i kilka innych kilkakrotnie zwiększa się zawartość witaminy P. Na korzyść tego, że witamina P gromadząc się w znacznych ilościach hamuje kiełkowanie nasion, również ten fakt przemawia. Jeśli kiełkujące nasiona tych roślin zwilży się w roztworze witaminy P, a tym samym zwiększy jej zawartość, kiełkowanie takich nasion jest opóźnione. Związki bliskie witaminy P znaleziono także w łusce pszenicy z czerwonym ziarnem. Substancje te opóźniają również kiełkowanie świeżo zebranych ziaren.
Niektóre promotory wzrostu, gromadzące się w dużych stężeniach w nasionach, mogą również opóźniać kiełkowanie nasion. Stwierdzono, że uśpione nasiona trzmieliny, jesionu i klonu zawierają takie stężenia kwasu indolooctowego (heteroausyny), które hamują kiełkowanie nasion.
Bardzo rzadko nasiona kiełkują w owocach. W związku z tym sugerowano, że ich owocnia zawiera substancje hamujące kiełkowanie nasion. Aby sprawdzić poprawność tego założenia, przeprowadzono taki eksperyment. Z owocni przygotowywano wodny ekstrakt i moczono w nim nasiona pobrane z tych samych owoców, część nasion moczono w wodzie. Okazało się, że w pierwszym przypadku zahamowane zostało kiełkowanie nasion i wzrost siewek. Tak więc, gdy nasiona morwy namoczono w ekstrakcie, wykiełkowało 14% nasion, a gdy trzymano je w wodzie - 73%.
W innych eksperymentach stwierdzono, że liczba inhibitorów zmniejsza się w miarę dojrzewania owoców.
Natura inhibitorów kiełkowania jest nadal słabo poznana. Jedno jest jasne, że chemikalia, które hamują ich kiełkowanie, nie są takie same dla różnych nasion. W związku z tym neutralizacja substancji opóźniających kiełkowanie nasion odbywa się różnymi metodami. W jednym przypadku zawartość tych substancji w nasionach zmniejsza się podczas ługowania, to znaczy, gdy nasiona są moczone w wodzie; w drugim zaprawianie nasion stymulantami wzrostu jest konieczne; w trzecim oddziałują na nasiona przez czynniki fizyczne (światło, temperaturę itp.)
Zahamowanie kiełkowania wiąże się nie tylko z obecnością substancji hamujących ten proces, istotne znaczenie ma również stan komórek. Profesor PA Genkel wyjaśnia stan spoczynku faktem, że w dojrzewających nasionach powstają złożone związki. Oddzielają protoplazmę od ścian, co prowadzi do zakłócenia komunikacji między komórkami.Na powierzchni protoplazmy pojawia się warstwa tłuszczowa, która zapobiega wnikaniu wody i chroni zawartość komórek przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi.
Obecnie odkryto techniki pomagające nasionom wyjść ze stanu uśpienia.
Podczas mielenia nasion piaskiem, pokruszonym szkłem lub przy użyciu specjalnych maszyn otwiera się dostęp do zarodków wody i tlenu, a nasiona kiełkują.
 Wiele nasion wymaga innego przygotowania - stratyfikacji. W tym celu miesza się je z wilgotnym drobnoziarnistym piaskiem w stosunku objętościowym: jedna część nasion na trzy części piasku.
Piasek rzeczny jest zwykle używany jako medium do stratyfikacji. Podczas całego rozwarstwienia zawartość wilgoci w piasku utrzymuje się na poziomie 30-50% jego pełnej wilgotności. Warstwa nasion z piaskiem dla ras ziarnkowych nie powinna być wyższa niż 25 cm, dla owoców pestkowych - nie więcej niż 40 cm.
Warunki temperaturowe są istotne dla stratyfikacji nasion. Najkorzystniejsza temperatura do stratyfikacji to 0-1 °, gdy spada do -6 ° proces stratyfikacji spowalnia, poniżej -6 ° kiełkowanie nasion spada, a w temperaturach poniżej -15 ° giną.
Oprócz piasku do stratyfikacji wykorzystuje się również mech. Ten ostatni, ze względu na dużą wilgotność, dobre napowietrzanie i właściwości antyseptyczne, jest uważany za najlepsze podłoże do rozwarstwienia.
W zależności od rodzaju nasion roślin owocowych czas trwania stratyfikacji jest różny. W przypadku nasion jabłoni Sibirka okres stratyfikacji wynosi 25-30 dni, w przypadku nasion Anis i Antonovka - 80-90, dla nasion wiśni, śliwek, czereśni Antipovka - 120-150, a dla zwykłych nasion wiśni - 150-180 dni.
Kiełkowanie nasion jest szczególnie zauważalnie przyspieszane podczas stratyfikacji w następujących warunkach: świeży obornik koński układa się na dnie wykopu warstwą 40 cm, na wierzch wylewa się warstwę piasku 10 cm, a następnie 8-10 cm nasion zmieszanych z piaskiem w stosunku 1: 3. Nasiona nawilża się codziennie podgrzaną wodą (35-45 °). Z tym preparatem nasiona morela i orzechy włoskie kiełkują 12-15 dnia, dereń - w dniach 40-45 itd.
Warunki, w jakich nasiona podlegają rozwarstwieniu, przyspieszają procesy fizjologiczne przygotowujące nasiona do kiełkowania. Zmniejsza się ilość substancji opóźniających kiełkowanie nasion. Pod wpływem obniżonej temperatury powstają istotne związki, które stymulują ich kiełkowanie.
O zakończeniu procesu stratyfikacji nasion decyduje zwykle kiełkowanie i pojawienie się korzenia w nasionach, które się wykluły. Jednak metody te zajmują dużo czasu i nie zawsze mają zastosowanie w przypadku upraw owocowych znajdujących się w głębokim spoczynku.
W ostatnich latach pojawiły się nowe metody określania stanu spoczynku nasion i stopnia ich gotowości do siewu po rozwarstwieniu. Badając naturę metabolizmu nasion w stanie spoczynku i poza nim, można było ustalić, że masywne pojawienie się skrobi w korzeniu i częściach liścienia w pobliżu pąka, zmniejszenie zawartości tłuszczu i brak oddzielania protoplazmy charakteryzują uwolnienie nasion upraw owocowych ze stanu uśpienia. Takie nasiona można wysiewać po dwóch tygodniach.
Nie tylko pod wpływem stratyfikacji, ale także pod wpływem zmiennych temperatur na nasiona, kiełkowanie nasion i rozwój roślin ulegają znacznemu przyspieszeniu. Tak więc, po wystawieniu na działanie nasion bawełny, naprzemienne niskie i wysokie temperatury przyspieszyły pojawienie się sadzonek, początek kwitnienia i wzrost plonów. Podobne fakty ustalono dla nasion kukurydzy, ogórków, pomidorów i innych upraw.
Badania wykazały, że pod wpływem niskich temperatur w nasionach powstają związki g i b-bereliny. Zanim jednak bardziej szczegółowo omówimy ważną rolę tych substancji w życiu roślin, porozmawiajmy pokrótce o historii ich odkrycia.
Na polach ryżowych w Japonii, Indiach, Chinach i innych krajach od dawna obserwuje się niezwykłe zjawisko, kiedy pędy niektórych roślin zaczęły energicznie rosnąć. Owocnikowanie takich roślin ryżu było opóźnione, nasiona w wiechach czasami w ogóle nie powstawały, a plony gwałtownie spadały.
Znana jako złe pędy, choroba ta została wywołana przez grzyba Gibberella fuykuroye. Założono, że giberella wydziela nieznaną substancję, która stymuluje wzrost pędów. Później tę substancję - giberelinę - wyodrębniono i określono jej strukturę.
Wiele innych mikroorganizmów, a także rośliny wyższe, ma zdolność syntezy tego stymulatora wzrostu. Substancje podobne do gibereliny znajdują się w nasionach grochu, kukurydzy, fasolki, jabłoni i innych roślin w liściach tytoń, rzepak, pachnotka i rudbekia, w korzeniach grochu i hiacyntu wodnego. Obecnie wyodrębniono 9 giberelin, różniących się od siebie właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Nauka nie zna jeszcze takiej substancji, która może nie tylko sprzyjać wzrostowi roślin, ale także sprawić, że rośliny nie kwitnące w normalnych warunkach zaczną kwitnąć. Gibereliny zauważalnie przyspieszają kiełkowanie nasion i poprawiają wzrost sadzonek.
Usuwanie twardych osłon z nasion z głębokim spoczynkiem, w wielu przypadkach, mimo że powoduje wzrost zarodków, dają one słabe rośliny. Zabieg gibereliny zarodków uśpionych nasion przyczynia się do eliminacji karłowatości drzew owocowych, klonów, piwonii drzewnych i innych.
Posiew brzoskwiniaz głębokim okresem spoczynku, nawet po usunięciu kości, wymagają 2-3 miesięcy zimnej stratyfikacji. Z drugiej strony traktowanie gibereliną nasion, które były częściowo lub całkowicie nie poddane rozwarstwieniu, powoduje naruszenie okresu spoczynku i stymuluje ich kiełkowanie.
Nasiona wrzecionowca do kiełkowania wymagają działania zmiennej temperatury (2-3 miesiące w 10-20 ° i 3-4 miesiące w 0-6 °). Pod wpływem podwyższonej temperatury w nasionach zarodek rośnie, co prowadzi do pękania osłonki nasiennej. Proces otwierania nasion można znacznie przyspieszyć, traktując je 0,05-0,1% roztworem gibereliny.
W nasionach wielu roślin wzrost zarodka rozpoczyna się wraz z ekspansją komórek. Ale ten proces jest czasami opóźniony, chociaż następuje podział komórek. Uważa się, że stymulujący wpływ gibereliny na kiełkowanie nasion polega na tym, że nasila ona proces rozciągania komórek embrionalnych, co najwyraźniej odgrywa wiodącą rolę podczas kiełkowania.
Wydawało się, że ponieważ wiele nasion nie ma zielonego pigmentu, chlorofilu, światło nie jest potrzebne do kiełkowania nasion. Ale eksperymenty wykazały, że tak nie jest. Oprócz wielu nasion, które kiełkują w ciemności, znane są setki gatunków nasion, dla których kiełkowanie światło ma korzystny wpływ, a dla niektórych jest po prostu konieczne. Tak więc nasiona jemioły, chwastów, trującego jaskiera i innych roślin znajdujących się w glebie na takiej głębokości, na którą nie przenika światło, nie kiełkują. Jeśli nasiona te uderzą w powierzchnię i zostaną wystawione na działanie światła, zaczynają szybko kiełkować.
Ostatnio uzyskano nowe dane dotyczące wpływu światła na kiełkowanie nasion. Okazało się, że czterokrotne napromieniowanie nasion sosny czerwonym światłem zwiększa 6-krotnie ich kiełkowanie. Jeśli po tym nasiona zostaną napromieniowane promieniami podczerwonymi, pozytywny efekt czerwonego światła zostanie usunięty. Uważa się, że czerwone światło sprzyja tworzeniu się gibereliny, która aktywuje kiełkowanie nasion. W ciemności zachodzi odwrotny proces, który potęguje działanie promieni podczerwonych. Ten i inne fakty skłoniły nas do zbadania wrażliwości nasion światłoczułych na działanie gibereliny. Okazało się, że nasiona sałaty, guayuli, tytoniu i innych roślin, potraktowane tym stymulatorem wzrostu, nie potrzebują działania światła i dlatego dobrze kiełkowały w ciemności.
Wiadomo, że inne związki zwiększają kiełkowanie nasion.Academician N.G. Kholodny jako pierwszy w naszym kraju przeprowadził badania nad wpływem heteroauxiny na kiełkowanie nasion i produktywność roślin. Pokazał, że zaprawianie nasion tym promotorem wzrostu znacznie zwiększa plony. owies a pszenica, heterooksyna i inne stymulatory wzrostu również wspomagają kiełkowanie nasion tunga, bawełna, dąb i wiele innych roślin. Obserwuje się to również podczas traktowania nasion kwasem bursztynowym, witaminami i innymi związkami.
 Zaprawianie nasion przed zaprawieniem niektórymi substancjami powoduje tak głębokie zaburzenia metabolizmu, że prowadzi to do zmiany charakteru roślin. Po raz pierwszy zostało to przekonująco wykazane w odniesieniu do działania kolchicyny. Substancja ta jest pozyskiwana głównie z rośliny Colchicum, która otrzymała swoją nazwę od Kolkhos, czyli starożytnej Kolchidy, gdzie jest szczególnie powszechna. Rosyjska nazwa rośliny to jesienny krokus. Kwitnie bez liści późną jesienią, następnie hibernuje, a wiosną, gdy pojawiają się liście, dojrzewają torebki. Kolchicyna wyizolowana z tej rośliny okazała się silną substancją trującą, choć w małych dawkach ma działanie lecznicze. Nawet Bizantyjczycy stosowali ekstrakt z kolchicyny jako lek na dnę.
Niedawno stwierdzono, że traktowanie nasion lub roślin tą substancją powoduje zmianę cech dziedzicznych organizmu roślinnego. Dzięki selekcji z tak zmienionych roślin udało się wyodrębnić odmiany gryki, prosa, jęczmienia, żyta i innych roślin uprawnych o podwyższonej produktywności.
Głębokie zmiany obserwuje się również, gdy nasiona są traktowane etylenoiminą. Moczenie nasion hybrydy pszeniczno-pszenicznej w roztworze tego preparatu (0,01-0,04%) w ciągu dnia doprowadziło do pojawienia się nowych form. Przedsiewne zaprawianie nasion pszenicy dużą dawką preparatu 2,4-D (kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy) prowadzi również do istotnych zmian w cechach dziedzicznych roślin.
Zaprawiając nasiona różnymi chemikaliami, należy zwrócić uwagę na zmiany w dziedzicznej naturze roślin. Substancje, które zwiększają plon, ale pogarszają odmianę, nie nadają się do szerokiego praktycznego zastosowania, a na szczególną uwagę zasługują związki przyspieszające wzrost, poprawiające charakter rośliny.
Na przykład przedsiewne zaprawianie nasion pszenicy witaminą PP przyspiesza wzrost roślin. Liście takich roślin stają się większe, łodyga jest grubsza, rośnie kłos i liczba ziaren. Takie rośliny dają również większy plon. Pobierając nasiona z tych roślin i je wysiewając, można poprawić charakter odmiany.
Do niedawna głównymi metodami zaprawiania nasion było ich namaczanie lub opylanie taką lub inną substancją. Ale takie techniki nie zawsze miały zastosowanie w praktyce.
Moczenie nasion jest żmudnym zadaniem, zwłaszcza gdy trzeba przetworzyć duże ilości nasion. Co więcej, mokre nasiona nie mogą być wysiewane od razu, ponieważ przechodzą nierównomiernie przez jednostki wysiewające siewnika. Suszenie nasion również wymaga pracy. Ponadto, jeśli pogoda jest niekorzystna i nie można wykonać siewu, mokre nasiona mogą kiełkować.
Podczas odkurzania substancje naniesione na nasiona rozpadają się. Okoliczności te skłoniły naukowców do znalezienia tak zwanych klejów, które zatrzymywałyby składniki odżywcze i pestycydy na powierzchni nasion. Rozwój polimerów otworzył nowe, obiecujące możliwości powlekania nasion. Fabryki zaczęły pokrywać nasiona kukurydzy cienką warstwą specjalnych folii. Do folii tych wstrzykuje się pestycydy, składniki odżywcze i stymulatory wzrostu, a czasem nieszkodliwe farby. Nasiona są barwione głównie w celu łatwego odróżnienia nasion zaprawionych od nietraktowanych. Tak przygotowane nasiona można w każdej chwili wykorzystać do siewu.
Ovcharov, K. E. - Władza człowieka nad życiem roślin
|
