Какие условия необходимы для прорастания семян и как происходит питание и рост проростков - Растения - МНОГООБРАЗИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Прорастание семян — это переход их от состояния покоя к вегетативному росту зародыша и формирующегося из него проростка. Оно начинается при оптимальном для каждого вида и сорта растения сочетании внутренних и внешних (экологических) факторов — влажности, тепла и свободного доступа кислорода. Кроме того, для прорастания мелких семян, например, у салата, мятликов, многих сорняков, обычно требуется воздействие света.

Зрелые семена в большинстве случаев крайне сухие (их влажность обычно 5—20 %), вследствие чего прорастание невозможно до тех пор, пока они не впитают определенное количество воды, необходимое для метаболической активности. Потребность в воде для набухания зависит от состава семян. Семена с высоким содержанием жиров поглощают воду в количестве 30—40 % от их массы, богатые крахмалом — 50-70, а с большим количеством белка — около 90 % и более.

При набухании семян в клеточных органеллах активизируются окислительно-восстановительные ферменты, усиливающие дыхание и гидролиз белков, углеводов, жиров и других органических соединений, запасающих тканей эндосперма, перисперма и (или) семядолей зародыша. В результате образуются простые водорастворимые соединения, доступные для поглощения клетками развивающегося зародыша. Кроме того, набухание семян сопровождается активированием фитогормонов, регулирующих их прорастание, а также освобождением энергии, которая используется в биохимических процессах зародыша и проростка (синтез пластических веществ, формирование клеточных органелл, деление клеток и др.).

На ранних стадиях прорастание может быть полностью анаэробным, но как только семенная кожура лопается, оно становится аэробным и нуждается в кислороде. Свободный доступ кислорода усиливает интенсивность дыхания прорастающих семян в сотни раз. Если почва пересыщена водой, доступное семени количество кислорода может оказаться недостаточным для такого дыхания, и прорастание станет невозможным. Только у немногих растений (рис, тимофеевка) семена могут прорастать при пониженной аэрации. Оптимальная температура для прорастания семян большинства растений — 25—30 °С, а минимальная, при которой семена могут прорастать, колеблется в широких пределах — от 0 °С до 15—18 °С. Обычно семена растений южного происхождения прорастают при более высокой температуре, чем семена растений северных и умеренных широт.

При прорастании семени первым появляется корешок, или зародышевый корень, который быстро растет и укрепляется в почве, всасывает из нее воду и растворенные минеральные вещества и поставляет их зародышу. Затем начинает расти зародышевый стебелек, который выносит из почвы почечку и семядоли. Из почечки развивается надземная часть растения — стебель с листьями. Такое прорастание называется надземным (огурец, морковь). В том случае, когда семядоли на поверхность почвы не выносятся, а остаются в оболочке семени (горох, пшеница), — прорастание подземное.

Молодые растеньица, которые развиваются из зародыша семени, называются проростками. В начальный период своего развития проростки питаются запасными веществами семени, а после образования настоящих листьев переходят на фототрофный способ питания.

Знание особенностей строения, состава и условий прорастания семян различных видов и сортов растений имеет важное значение для подготовки их к посеву и уходу за всходами.

Сроки посева, норма высева и глубина заделки семян зависят от вида и сорта растений, механического состава почвы, ее влажности, климатических условий местности и т.п. Чем тяжелее и влажнее почва, тем на меньшую глубину нужно заделывать семена. Например, посев зерновых (пшеница, рожь) и зернобобовых (горох, люпин) начинают, если почва прогреется до 6— 10°С. При этом глубина заделки семян на тяжелых почвах составляет 3—4 см, на легких и средних — 5—8 см. Норма высева для пшеницы и овса — 6,0—7,0; для ячменя — 5,6—6,0; для гороха — 0,8—1,2 млн всхожих семян на 1 га.