Биология прорастания семенного материала Rhaponticum carthamoides после криоконсервации. В сельскохозяйственном институте изучают всхожесть семян растений
Семеноведение
Введение.
Семеноведение – наука о семенах, изучающая развитие и жизнь семян с момента оплодотворения яйцеклетки на материнском растении до образования из семени нового самостоятельного растения. Таким образом, семеноведение изучает: особенности и условия формирования семян на материнском растении; изменения, происходящие в семенах в период уборки, хранения; формирование проростка из семени. Эти этапы жизни семян рассматриваются в связи с условиями среды, изучаются возможности их оптимизации, получения семян высокого качества. Также разрабатываются и применяются методы изучения качества семян.
Семеноведение начало развиваться в 70-х годах прошлого столетия. Однако семена не только одно из основных средств сельскохозяйственного производства. Семена – это высокоценный товар, объект торговли. Поэтому стали развиваться методы изучения и оценки качества семян, был создан семенной контроль.
Семенами называют различный посевной материал. Например, плоды зерновых культур (пшеница, рожь, ячмень, кукуруза и др.), семена зерновых бобовых культур (горох, соя, фасоль и др.), соплодия свеклы, клубни картофеля. Каждое растение во время созревания дает зрелые плоды. У бобовых культур – это бобы, у капустных (крестоцветных) растений – стручки, у льна хлопчатника – коробочки, у зерновых культур – зерновки. Бобы гороха содержат 5-8 семян, коробочки льна – 10, а зерновка пшеницы и других хлебов – одно семя. У зерновых культур семенная и плодовая оболочки очень плотно прилегают (почти срастаются).
В ботаническом понимании семя образуется из семяпочки, находящейся в завязи пестика, в результате двойного оплодотворения. Из завязи пестика формируется плод. Семя состоит из зародыша и семенной оболочки. В каждом семени в процессе его развития откладываются питательные вещества. Местом накопления питательных веществ могут быть эндосперм (зерновые культуры), семядоли (зерновые бобовые), перисперм (свекла).
Морфологические признаки и посевные качества семян.
Морфологические признаки позволяют отличать по внешнему виду семена полевых культур. К ним относятся размеры семян, их форма, окраска, характер поверхности и др. Размеры семян определяются длиной, шириной и толщиной. Это основные признаки, по которым проводят очистку и сортирование. Размеры семян определяют их крупность. Например, крупные семена кормовых бобов, мелкие семена клевера лугового.
Масса семян характеризуется несколькими показателями. Определяют массу одного семени. В семеноведении и в сельскохозяйственном производстве обычно пользуются показателем массы 1000 семян, выраженной в граммах. Важный показатель – плотность семян (масса единицы объема). По плотности семена можно сортировать, отделяя тяжелые и полновесные от легких, щуплых. Определяют также натуру семян – массу одного литра семян в граммах.
Очертание семян – устойчивый признак вида, определяемый длиной и шириной семени. По очертаниям выделяют семена округлые, овальные, яйцевидные, почковидные и т.д.
Форма семян, кроме их очертания, определяется также их толщиной. Например. Шаровидная форма семян гороха, проса; удлиненная форма семян у хлебов первой группы, треугольная - у гречихи.
Окраска семян – признак вида или сорта. Условия созревания, уборки и хранения могут повлиять на окраску семян.
Поверхность семян может быть гладкой, морщинистой, ребристой т.д. Этот признак также используют в процессе очистки и сортирования. Кроме того, учитывают такие свойства семян, как упругость, прочность, их аэродинамические и электрические свойства.
Первое условие получения высокого урожая – использование семян высокого качества. Семена оценивают по сортовым, посевным и урожайным качествам. Воспроизводство семян с соответствующими сортовыми качествами происходит в процессе семеноводства сорта. Получают семена высоких репродукций – суперэлиты, элиты, первой репродукции и соответствующей сортовой чистоты. Например, сортовая чистота 97% у пшеницы означает, что из 100 колосьев 97 принадлежат данному сорту, а три – к другим сортам или формам. Требования к сортовой чистоте определяются стандартами. Например, сортовая чистота семян пшеницы должна быть для элиты не менее 99,8%. Семена первой и последующих репродукций делятся на категории: I – 99,5%; II – 98 и III – 95%.
Посевные качества семян характеризуют степень их пригодности для посева: чистоту, всхожесть, энергию прорастания, жизнеспособность, влажность, массу 1000 семян, зараженность болезнями и вредителями. Чтобы из семян получить новые растения, они должны быть жизнеспособными, всхожими, чистыми, т.е. свободными от различных примесей, сора. Важно, чтобы семена были достаточно крупными, выровненными и не превышали норм стандарта по влажности, степени засоренности, пораженности вредителями и болезнями.
Семена зерновых и ряда других культур по основным посевным качествам – чистоте, всхожести и влажности – делят на три, а семена трав, сахарной свеклы, кормовых корнеплодов – на два класса. Если партия семян характеризуется хотя бы одним показателем, не удовлетворяющим нормам третьего класса, семена считаются некондиционными и их не используют для посева. Нормы влажности семян одинаковы для всех классов. Влажность кондиционных семян пшеницы не должна превышать 15%, для южных районов – не более 14, а для Урала и Сибири – не более 16%. Семена, отнесенные к любому из классов, считаются кондиционными, они пригодны для посева. Лучшими по качеству будут семена первого класса. Для семян пшеницы, соответствующих требованиям первого сорта, содержание семян основной культуры должно быть не менее 99%, всхожесть – 95%, а примесь семян других растений должна составлять не более 10 в 1 кг семян, в том числе семян сорных растений – не более пяти. Хозяйства должны проводить посев семенами только первого класса. При посеве семенами второго класса снижаются полевая всхожесть и урожайность. Посев семенами третьего класса резко снижает эти показатели.
Основные показатели качества семян.
Чистота. Чистотой называют содержание в пробе (и соответственно в партии) семян основной культуры в процентах по массе. К показателям чистоты относятся примеси семян других растений, в том числе и сорных, учитываемые для большинства культур поштучно в расчете на 1кг семян.
Всхожесть. Семена проращивают в термостате при оптимальной влажности и температуре (для многих культур 20 градусов). Под всхожестью понимают количество нормально проросших семян в пробе, выраженное в процентах. Для каждой культуры установлен срок определения всхожести (для зерновых – на седьмые сутки).
Энергия прорастания – процент нормально проросших семян за более короткий срок (обычно на третьи-четвертые сутки).
Полевая всхожесть – процент всходов от числа высеянных всхожих семян часто составляет 70-80. В лабораторных условиях определяют также силу роста, которая характеризуется способностью ростков семян пробиваться через определенный слой песка или почвы, а также массой зеленых ростков. Для определения силы роста семена проращивают в условиях, приближенных к полевым. По силе роста семян можно судить о прорастании их в поле. Сила роста семян измеряется количеством здоровых ростков, вышедших на поверхность песка (почвы), в процентах, а также массой ростков в граммах в перерасчете на 100 семян.
Жизнеспособность семян характеризуется содержанием в семенном материале живых семян, выраженным в процентах. Семена, не прошедшие послеуборочного дозревания, часто бывают жизнеспособными, но при проращивании не дают всходов.
Влажность семян – очень важный показатель. При влажности выше критической резко возрастает дыхание семян, они самосогреваются и портятся, теряя всхожесть. Кондиционная влажность зерновых и зерновых бобовых культур в южных и сухих районах составляет 14% , в большинстве районов Нечерноземной зоны – 16, масличных культур – еще ниже: подсолнечника – 10, горчицы – 12, рапса – 8%. Семена с кондиционной влажностью хорошо хранятся.
Масса 1000 семян характеризует крупность семян. У крупных и нетравмированных семян обычно высокие показатели силы роста. Массу 1000 семян необходимо знать для того, чтобы правильно определить норму высева в килограммах на 1 га.
Зараженность семян болезнями.
Болезни могут причинить большой вред при прорастании семян и развитии растений. Определение зараженности семян позволяет предусмотреть и рекомендовать меры по их обеззараживанию. Если в анализируемых семенах обнаружены живые вредители и их личинки, галлы пшеничной нематоды, головневые мешочки, семена для посева непригодны.
Посевная годность – процент чистых т годных семян в посевной партии. Посевную годность необходимо знать для определения нормы высева семян. Для кондиционных семян ее рассчитывают по формуле
ПГ = ВЧ/100,
Где В – всхожесть,%; Ч – чистота,%.
Формирование, налив и созревание семян.
Генеративный период развития растений начинается с цветения. У большинства зерновых культур цветение наступает вслед за колошением (пшеница, рожь) или выметыванием (овес и др.). ячмень цветет еще до колошения. По характеру цветения и опыления культуры делятся на самоопыляющиеся и перекрестно-опыляющиеся. У самоопыляющихся пыльники обычно созревают еще в закрытом цветке и опыление собственной пыльцой происходит раньше, чем цветок раскроется. Из зерновых культур к самоопыляющимся относятся ячмень, пшеница, овес, просо и рис, к перекрестноопыляющимся – рожь, кукуруза и сорго. У колосовых культур (пшеницы, ржи, ячменя) цветение начинается с середины колоса, у метельчатых хлебов (проса, овса, сорго) – с верхней части метелки. Зерна, образовавшиеся первыми, обычно более крупные.
У зерновых бобовых культур (гороха, сои, люпина и др.) цветение начинается с нижних цветков на главном побеге. Боковые побеги обычно зацветают позднее, поэтому цветение растений длится долго, у познеспелых культур – 3-4 недели. Особенно растянуты цветение, а следовательно, образование и созревание плодов у хлопчатника.
mirznanii.com
5 часто задаваемых вопросов о подготовке семян цветов к посеву
В феврале цветоводы уже задумываются о том, каким будет их цветник в новом сезоне. Чтобы результат оправдал ожидания, готовить семена цветочных культур к посеву необходимо заранее.
1. Когда лучше сеять?
Некоторые цветоводы считают, что чем раньше посеять семена – тем лучше. На самом же деле это не так. Высокая температура в квартире и недостаток освещения в конце зимы могут привести к тому, что рассада начнет вытягиваться или вообще погибнет. Поэтому, чтобы правильно выбрать время посева семян, следует ориентироваться на возраст посевов до высадки в грунт.
2. Зачем проверять семена на всхожесть?
Если к вам в руки попали семена неизвестного производителя или вы нашли у себя посевной материал с неизвестной датой производства, перед посевом его рекомендуется проверить на всхожесть. Это нужно для того, чтобы понять, какой процент семян взойдет после посева.
Чтобы произвести проверку на всхожесть, необходимо разложить семена выбранных цветов на влажную ткань, марлю или бумажную салфетку и поместить на блюдце или любую плоскую тарелочку. Сверху семена следует прикрыть свободным краем выбранного материала, поставить в пакет и убрать в теплое место до появления всходов.
Когда семена начнут проклевываться (в зависимости от культуры это может произойти как через пару дней, так и через 1-2 недели) необходимо подсчитать все проросшие и незагнившие семена и рассчитать процент всхожести. Например, если из 100 шт взошло 90 – значит, процент всхожести – 90. Хорошими считаются семена именно с таким процентом всхожести и выше. Если же проросло только 50% посевного материала, то количество семян при посеве придется увеличить в 2 раза.
3. Что такое калибровка семян?
Первым этапом предпосевной подготовки является выбраковка пустых, засохших и неполноценных семян. Это и есть калибровка. В случае с крупными семенами эту процедуру можно проводить вручную. Если посевной материал мелкий, можно залить его водой: пустые и легкие семена всплывут на поверхность.
Иногда цветоводы используют для калибровки потертую о шерстяную ткань пластмассовую палочку. Если ей провести по семенам, то "пустышки" прилипнут к палочке, в то время как более тяжелые семена останутся на месте.
4. Зачем дезинфицировать семена?
Дезинфекция семян важна потому, что многие заболевания способны передаваться даже через материал для посева. Чтобы этого не допустить, можно прибегнуть к наиболее простому способу обеззараживания – прогреванию. Для этого семена опускают в горячую воду с температурой 40-50°С на 30-40 минут.
Продезинфицировать семена можно и с помощью марганцовки. В розовый раствор перманганата калия следует опустить семена на 15-20 минут, после чего промыть их под проточной водой. Делать это гораздо удобнее, если завернуть посевной материал в марлю, сделав из нее небольшой мешочек.
5. Как помочь семенам прорасти?
Стимулировать прорастание семян некоторых видов растений помогает намачивание их в воде или растворе биостимулятора. При этом температура жидкости должна составлять 25-30°С. Биостимуляторы позволяют ускорить появление всходов и повысить их устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям произрастания.
Эффективным методом, способствующим лучшему прорастанию семян, является обработка холодом, или стратификация. Для ее проведения нужно поместить семена во влажную среду (завернуть в мокрую тряпочку или смоченный в воде ватный диск) и поместить в холодильник. В зависимости от культуры семена могут храниться в холоде от нескольких недель до нескольких месяцев.
Еще один способ стимулирования прорастания семян некоторых цветочных культур – скарификация (механическое или химическое повреждение оболочки). В результате проведения данной процедуры оболочка семян утончается, и сквозь нее легче проникают кислород и влага. А именно это как раз и способствует лучшему и скорейшему прорастанию.
***
А как вы готовите семена к посеву? Поделитесь с нами своими секретами.
outdoor.usadbaonline.ru
1.Семеноведение как наука. Цель и задачи. Процесс развития зерновки к мятликовых культур и бобов, семян зернобобовых.
Семеноведение – наука о семенах, изучающая процесс образования и жизнь семян с момента оплодотворения яйцеклетки на материнском растении до образования из них после посева нового растения, т. е до перехода молодого растения от гетеротрофного питания (за счет запасов семени) к автотрофному. Семеноведение разрабатывает методы определения посевных качеств семян. Для производственных целей посевные качества семян ежегодно контролируют районные и областные (краевые) государственные семенные инспекции.
От семеноведения необходимо отличать семеноводство – отрасль с/х производства, задача которой заключается в размножении сортовых семян при сохранении их чистосортности, биологических и хозяйственных свойств.
Задачи:
Изучение морфологического и антомического строения;
Изучение процесса образования семян на материнском растении;
Установление влияния внешних факторов на величину и качество семян;
Изучение физиологических процессов;
Изучение качества посевного материала и методы его определения.
От семеноведения необходимо отличать семеноводство – отрасль с/х производства, задача которой заключается в размножении сортовых семян при сохранении их чистосортности, биологических и хозяйственных свойств.
Урожайность с/х культур во многом зависит от качества посевного материала. Семена, подготовленные к посеву, должны отвечать соответствующей категории сортовой чистоты и обладать определенными посевными качествами, а также высокими урожайными свойствами. По сортовым категориям семена должны отвечать требованиям ГОСТа к сортовой чистоте (для самоопыляющихся культур), репродукции или типичности (для перекрестноопыляющихся культур), а также не превышать имеющихся норм по степени засоренности и зараженности болезнями.
Посевные качества – совокупность свойств семян, характеризующих степень их пригодности для посева (чистота, энергия прорастания и всхожесть, сила роста и жизнеспособность, отсутствие болезней и вредителей). Под урожайными свойствами семян понимают способность семян давать урожай, величина которого определяется наследственностью, положительной модификационной изменчивостью, возникающей под влиянием условий выращивания. Различные семена одного генотипа (сорта), выращенные в разных условиях, в последующем поколении в одинаковых условиях возделывания могут дать разный урожай. Урожайные свойства семян используют в семеноводстве. Семена с высокой категорией сортовой чистоты, высокими посевными качествами и урожайными свойствами при соответствующей агротехнике обеспечивают получение высокого урожая.
Для посева используют семена, плоды и соплодия с/х культур, называемые в производстве семенами. Однако стоит различать ботаническое понятие “семя” и “плод”. В результате самоопыления (пшеница, ячмень, горох, лен и другие) или перекрестного опыления (рожь, гречиха, кукуруза, клевер и другие) и двойного оплодотворения образуются семена и плоды.
Семя образуется из семязачатка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из покровов семязачатка – кожура семени. Питательные вещества семени могут запасаться в самом зародыше, как у растений семейств Бобовые, Астровые, Тыквенные, или в эндосперме, полученном от слияния второго спермия с вторичным ядром при двойном оплодотворении, как у растений семейств Мятликовые, Льновые, Сельдерейные и Пасленовые, а также в перисперме, образующемся из нуцеллуса семязачатка, как у растений семейства Маревые.
Семязачатки прикрепляются к стенке завязи. Из стенки завязи после оплодотворения формируется околоплодник, который вместе с семенем (семенами) составляет плод. Околоплодник бывает сухим и срастается с кожурой семени, как у мятликовых (плод – зерновка), или не срастается с кожурой семени и легко отделяется, как у подсолнечника, сафлора (плод – семянка). Он может одревесневать (плод – орешек), как у гречихи и свеклы.
Плоды могут быть простыми и сложными. Простой плод образуется из одного пестика (Мятликовые, Бобовые, Капустные, Астровые, Пасленовые), а сложный – из нескольких пестиков одного цветка, каждый из которых превращается в плодик (малина). В том случае, когда плод образуется из соцветия или из его части, т. е из самостоятельных цветков, а затем плодики срастаются, его называют соплодием (свекла).
Семя – живой организм, основные жизненные функции (дыхание, изменение влажности и химического состава, послеуборочное дозревание и другие) не затухают в нем даже в состояние покоя при хранении.
Семяобразование у бобовых культур:
1)развитие створа плода
1.1.начало образ-я плода
1.2.конец формирования плода(створки плодов мах длины),(семена на 50% от длины зрелого семени)
2)Развитие семян
2.1.углеводное состояние:сахарное(семена мах крахмалистое,семена легко делятся на 2 семядоли)
2.2.Белковая спелость:начало,середина,конец;
2.3.Твёрдая спелость
3)Потеря зерна на корню;
studfiles.net
|
Хранение семян кукурузы и подготовка их к посеву (М. В. Блинкова, кандидат сельскохозяйственных наук)Для получения высоких урожаев кукурузы необходимы высококачественные семена. По своим биологическим особенностям семена кукурузы во многом отличаются от других зерновых культур и требуют поэтому наиболее внимательного ухода и подготовки к посеву. Зерна кукурузы имеют различную форму. Верхушка зерна бывает заостренной или тупозакругленной, или вдавленной. Окраска зерен кукурузы бывает белая, желтая разных оттенков, тёмнокрасная, коричневая, синяя, фиолетовая, черная. Абсолютный вес зерен распространенных сортов зубовидной кукурузы колеблется от 250 до 500 граммов, кремнистых сортов - от 100 до 300 граммов. Зерно кукурузы, как и всех зерновых культур, представляет односемянный плод. Наружный слой клеток зерна является плодовой оболочкой, образующейся из стенок завязи. Под ней располагается семенная оболочка, возникающая из двух оболочек семяпочки. Семенная оболочка покрывает зародыш и эндосперм. Зародыш располагается в нижней части семени и отделяется от эндосперма щитком. При прорастании зерна щиток способствует передаче питательных веществ эндосперма растущему зародышу. Зародыш покрыт лишь семенной и плодовой оболочками и тонкой пленкой древесины волокон, которые вследствие губчатого строения не представляют собой значительного препятствия для поступления воды. Этим и объясняется в значительной степени, что зародыш быстрее поглощает и отдает влагу, чем остальные части зерна, которые покрыты всеми слоями клеток плодовой и семенной оболочек. Характерной особенностью зерна кукурузы является весьма крупный зародыш, который составляет 10-14 процентов веса сухого вещества зерна, в то время как у пшеницы, ржи и ячменя зародыш составляет 1,5-3 процента веса зерна. Химический состав зерна кукурузы в сравнении с другими зерновыми культурами характеризуется примерно следующими данными.
Следует отметить, что химический состав зерна разных форм и сортов кукурузы, а также соотношение частей в зерне изменяются. Главная масса безазотистых экстрактивных веществ (около 9/10) состоит в основном из крахмала, остальная часть этих веществ приходится на долю растворимых Сахаров, преимущественно имеющихся в зародыше. Исследованиями Всесоюзного научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки установлено, что при длительном хранении в условиях комнатной температуры зародыш имел меньшую влажность, чем зерно. Например, у кукурузы сорта Миннезота 13 влажность зерна была 14,1 процента, а влажность зародыша- 12,7 процента, у сорта Грушевской соответственно - 12,9 процента и 10,4 процента, у сорта Стерлинг - 11,8 процента и 7 процентов. После увлажнения початков влажность зародыша превышала влажность зерна. Так, у кукурузы гибрида Броунконти и Бессарабки влажность зерна была 24,2-29,5 процента, а влажность зародыша 27,8-39,4 процента. Разрыв между влажностью зерна и зародыша увеличивался по мере повышения общей влажности зерна. Это свидетельствует о большой водопоглотительной способности зародыша по сравнению с зерном кукурузы. Установлено так же, что зародыш зерна кукурузы более интенсивно, чем остальная часть зерна, поглощает парообразную влагу. Высокая способность зародыша зерна кукурузы поглощать влагу объясняется большим содержанием в нем белковых веществ и минеральных солей. Это свойство зародыша определяет большую гигроскопичность зерна кукурузы не только при хранении, но и в поле. Установлены факты, когда кукуруза, высохшая на корню до 16 процентов влажности, с наступлением дождей повышала влажность до 23-25 процентов. Разная способность зародыша и остальной части зерна поглощать влагу имеет большое практическое значение при хранении семенной кукурузы. Известно, что зародыш кукурузы занимает большой удельный вес в зерне. При повышении влажности в зародыше концентрируются микробиологические процессы. Например, образование плесени, как правило, начинается на зародыше значительно раньше, чем на других частях зерна. Снижение всхожести зерна кукурузы при неправильном хранении в значительной мере объясняется тем, что зародыш влажного зерна повреждается микроорганизмами. На снижение всхожести семенной кукурузы при повышенной влажности большое влияние оказывает также процесс дыхания. В сухом зерне процесс дыхания происходит медленно и на него тратится мало углекислоты, которая выделяется из состава питательных веществ самого зерна. При повышенной влажности зерна энергия дыхания в нем сильно возрастает. Влажная кукуруза расходует в процессе дыхания очень много питательных веществ, в результате чего у нее снижается энергия прорастания и способность дать здоровое полноценное растение, тогда как просушенное зерно дает более ровные всходы с хорошей энергией роста. В Харьковском сельскохозяйственном институте проводились исследования лабораторной и полевой всхожести семян кукурузы сортов Харьковской 23 и белой зубовидной Харьковской. Результаты опыта приведены в таблице 2.
Результаты опыта показывают, что полевая всхожесть семян была значительно ниже лабораторной. Несмотря на то, что норма высева семян кукурузы с всхожестью 52 процента была увеличена с поправкой на невсхожие семена, все же одинакового числа растений на гектар получить не удалось. Снижение всхожести семян кукурузы от 100 процентов до 85 процентов уменьшило урожай зерна на 5,5 центнера с гектара, а снижение всхожести семян до 52 процентов уменьшило урожай зерна на 32,7 процента. В 1950 году семена кукурузы белой зубовидной Харьковской разной всхожести были посеяны 5 мая квадратно-гнездовым способом ручными кукурузосажалками. В каждое гнездо высевалось 6 зерен. После определения полевой всхожести в гнездах была сделана прорывка растений. Результаты этого опыта приведены в следующей таблице.
Эта таблица также показывает значительное снижение полевой всхожести семян кукурузы в сравнении с лабораторной. Хотя густота стояния в первых четырех вариантах была нормальная, однако разница в урожае полученного зерна оказалась весьма существенной. При посеве семенами со всхожестью 86 процентов урожай снизился на 15,6 процента. Посев семенами со всхожестью 80 и 49 процентов не дал нормальной густоты растений, что еще более резко снизило урожай. На посевах семенами с пониженной всхожестью наблюдалось некоторое запаздывание появления всходов, а также замедленный рост растений кукурузы после всходов. Через 25 дней после появления всходов были взяты образцы растений от высеянных семян разной всхожести. На рисунке 1 видно, что у первого растения, которое развивалось лучше всех, лабораторная всхожесть семени была 98 процентов и полевая 78 процентов, а энергия прорастания 96 процентов, у второго растения соответственно: 96, 77 и 91 процент,.у третьего растения - 86, 54 и 57 процентов, у четвертого растения - 80, 40 и 59 процентов, у пятого растения - 49, 11 и 37 процентов.  Рис. 1. Растения кукурузы, посеянные семенами разного качестваЭти данные позволяют сделать вывод, что для получения высоких урожаев кукурузы необходимо иметь семена, имеющие большую полевую всхожесть и хорошую энергию прорастания. Рассчитанная арифметическая поправка на норму высева семян пониженной всхожести оказывается биологически неправильной. Такая поправка не дает нормальной густоты всходов и приводит к снижению урожая. Понижение всхожести семян кукурузы является следствием неправильного хранения семенного зерна. Хорошие семена с высокой всхожестью и энергией роста приобретают еще большее значение для новых районов возделывания кукурузы, где растения развиваются на более тяжелых почвах. Необходимо отметить, что результаты сортоиспытания кукурузы, проводившиеся в 1954 году в ряде государственных сортоучастков, показали довольно высокую всхожесть семян и наряду с этим очень низкую энергию их прорастания. Во всех случаях при сравнительно высокой всхожести, но при низкой энергии прорастания семян всходы получались изреженные, с невыравненным стеблестоем и с большим количеством слабых растений. В 1954 году для посева кукурузы в новые районы завозились семена из Украины, Молдавии и Краснодарского края. Значительная часть кукурузы в початках была отгружена с повышенной влажностью и уже в пути снизила всхожесть. Так, один вагон кукурузы был отгружен из Молдавии при влажности зерна 18,1 процента и всхожести 95 процентов. На Подольскую базу "Заготзерно" Московской области эта кукуруза поступила уже со всхожестью 86 процентов. Другой вагон кукурузы отгрузили из Днепропетровска при влажности зерна 19,6 процента и всхожести 97 процентов, на Подольской базе всхожесть этих семян оказалась только 70 процентов. На Куединеком пункте "Заготзерно" Молотовской области в феврале и марте 1954 года всхожесть семян кукурузы была 76-86 процентов, а к моменту посева она снизилась до 18-22 процентов. Колхозы Чапаевской МТС использовали эти семена, и в результате на всей площади посева не получили даже всходов. Колхозы Ленинской МТС Молотовской области посев кукурузы на значительной площади производили семенами со всхожестью 45 процентов. На этих посевах или вовсе не было всходов или они оказались настолько из-реженными, что составляли 20-30 процентов нормальной густоты. Все эти факты убедительно говорят о том, что необходимо создать такие условия для хранения семян, которые исключали бы всякую возможность снижения их посевных качеств. Обобщение данных науки и передового опыта свидетельствует о том, что хранить семенную кукурузу надо Только в початках. Это необходимо потому, что в течение некоторого времени происходит поступление питательных веществ из стержня в зерно. Початки можно связать и подвесить, что дает возможность быстро высушить зерно и следить за его состоянием. При этом стержень, который быстрее, чем эндосперм, поглощает и отдает влагу, повышает стойкость хранящихся початков. Известно, что влажное зерно кукурузы быстро теряет всхожесть и энергию прорастания. Поэтому отобранные на семена початки кукурузы, если они имеют повышенную влажность, необходимо осенью, вслед за уборкой, просушить до 14 процентов влажности. Опыт показывает, что посев семенами кукурузы, просушенными сразу же вслед за уборкой, на 20-25 процентов повышает урожай, чем посев семенами с такой же всхожестью, оставленными на хранение с повышенной влажностью. В Украинском научно-исследовательском институте социалистического земледелия проводилось изучение влияния условий хранения на посевные качества семян и урожай зерна кукурузы. Одна партия початков белой зубовидной кукурузы хранилась с осени и до весны на чердаке инвентарного сарая насыпью, другая - там же, но в подвешенном состоянии, третья партия, в подвешенном состоянии хранилась в отапливаемом и хорошо проветриваемом помещении, четвертая партия после сушки и доведения зерна до 13,5 процента влажности была перенесена в декабре в холодное помещение. Результаты этих опытов отражены в таблице 4.
Приведенные данные показывают, что после наступления морозов всхожесть влажных семян кукурузы, хранившихся в холодном помещении, резко понизилась. Подвешивание початков в этом случае не сохранило всхожести семян. Хранение початков в отапливаемом и хорошо проветриваемом помещении обеспечило быструю сушку их и нормальную всхожесть семян. Початки, хорошо высушенные, также сохранили хорошую всхожесть семян, находясь в условиях холодного помещения. Однако урожай зерна кукурузы, посеянной этими семенами, на 2,6 центнера с гектара был ниже, чем посеянной семенами, хранившимися в теплом помещении. Оказалось, что полевая всхожесть и энергия прорастания семян, хранившихся в холодном помещении, была снижена. Это подтверждается результатами опытов, проведенных в том же институте, которые показывают, что семена, хорошо высушенные и хранившиеся в теплом помещении, дали хорошие всходы даже при посеве в не-прогретую почву. Полевая же всхожесть семян, хранившихся в холодном помещении, резко снизилась при посеве их в недостаточно прогретую почву, особенно при глубокой заделке. Результаты этого опыта дают основание рекомендовать колхозам и совхозам более северных районов возделывания кукурузы хранить семена только в отапливаемых, хорошо проветриваемых помещениях. Как показал опыт, для завоза в более северные районы необходимо отбирать хорошо созревшие здоровые початки. Отобранные початки следует сразу же хорошо просушить до 13-14 процентов влажности. Просушенные семена дают более дружные всходы и на 20-25 процентов повышают урожай по сравнению с посевом непросушенными семенами. Дело в том, что в процессе сушки на поверхности зерен гибнут споры грибков и другие возбудители болезней, а в сухом зерне происходит замедленный процесс дыхания растения, что сохраняет расход питательных веществ и тем самым повышает энергию прорастания. Сушка семенной кукурузы производится в початках. Различают три вида сушки: воздушную, солнечную и термическую (огневую). Колхозы и совхозы, получив семенную кукурузу с заготовительных пунктов, должны прежде всего взять образцы для проверки влажности зерна, всхожести и энергии прорастания семян. Хранить семенные початки кукурузы нужно в отапливаемых, сухих и проветриваемых помещениях, подвешивая их в гирляндах и связках. Связать початки кукурузы в гирлянды очень просто. (На рисунке 2 показано, как нужно это сделать.) Одну гирлянду от другой развешивают на расстоянии 10-15 сантиметров, чтобы между ними свободно мог проходить воздух. Подвешивают гирлянды к жердям, рейкам, на проволоку, укрепленным к потолку или к стенам. Через каждые два-три ряда гирлянд оставляют узкие проходы, чтобы можно было их осматривать. При таком способе хранения семена кукурузы быстрее высыхают и устраняется также опасность повреждения их грызунами. При сушке влажной кукурузы в помещении должна быть хорошая вентиляция, а температура воздуха не превышать 40° тепла. При повышенной относительной влажности воздуха необходимо периодически проветривать помещение, открывая для этого окна и двери. Если почему-либо нельзя сделать гирлянды для просушки, кукурузу рассыпают тонким слоем на деревянном полу. Когда она высохнет, ее хранят уже насыпью более толстым слоем. Нельзя хранить семенную кукурузу в ящиках, бочках, над конюшнями и скотными дворами, во влажных помещениях. За семенными початками кукурузы должно быть постоянное наблюдение. В зимнее время початки осматривают один раз в неделю, а весной - через каждые 1-2 дня, особенно по утрам. При осмотре початков обращают внимание на их влажность, температуру, повреждение плесенью и другими болезнями. Если обнаружены испорченные початки, их сразу же удаляют, а всю кукурузу тщательно осматривают. При обнаружении малейшего согревания кукурузы початки должны быть немедленно проветрены. Перед началом согревания початки с поверхности становятся потными и зерно в них начинает тускнеть. Затем темнеет зародыш, появляются сначала запах сырости, а потом слабокислый и, наконец, затхлый запах.  Рис. 2. Связывание початков семенной кукурузыПредохранение початков от согревания является главной задачей ухода за кукурузой во время ее хранения. Селекционер А. Б. Саламов (Североосетинская государственная селекционная станция) указывает на следующие признаки, по которым можно установить полную потерю всхожести у зерна кукурузы: зародыш зерна приобретает грязно-желтоватую или темную окраску, пленка зерна часто отстает от зародыша и при надавливании на нее ногтем легко трескается; зародыш зерна в целом остается светлым, только в середине зародыша имеется темная полоска. Это служит указанием на то, что поврежден росток зародыша. Росток теряет светлую окраску, приобретает темножелто-ватый цвет и теряет упругость; зародыш зерна теряет блеск, становится бледным и покрывается легким налетом плесени. Початки с такими признаками выбраковываются. Зерно, не потерявшее всхожести, имеет светлоокрашенный зародыш с плотно прилегающей к нему пленкой, при этом росток у зародыша светлый и упругий. Перед посевом семена кукурузы еще раз проверяют на всхожесть и энергию прорастания. Обмолачивают кукурузу только за 7-10 дней до посева. При небольших количествах семян эту работу лучше всего провести вручную, что меньше всего дает механических повреждений зерна. Механические повреждения, получаемые при обмолоте семян на неприспособленных молотилках, приводят к снижению их всхожести. Наибольшее снижение всхожести вызывают открытые трещины "в оболочке на лицевой поверхности зародыша и удаление корневого чехлика. Закрытые трещины оказывают меньшее влияние на всхожесть, а повреждение рогового эндосперма сравнительно безвредно. Зерна с верхушек початка чаще поражаются различными болезнями и имеют пониженную энергию прорастания. Они менее развиты и резко отличаются по размеру и форме от зерна средней части початка. Поэтому зерна с верхушек початков для посева брать не следует. Зерна, расположенные в нижней части початка, обладают неплохой энергией прорастания, но они не выровнены по форме и размерам. Эти зерна можно использовать на посев, но только отдельно от зерен средней части початка. Важно, чтобы семена для посева были однородны по величине. Однородный по крупности семенной материал обеспечивает равномерность посева, более дружные и одновременные всходы, что сказывается на повышении урожайности. Опыт показал, что однородное по крупности зерно квадратно-гнездовые сеялки высевают равномерно по 4-5 зерен в гнездо. При посеве же несортированным зерном в одни гнезда попадает по 2, в другие по 8 зерен. Поэтому обмолоченные семена нужно пропустить через существующие сортировочные машины, подобрав необходимые решета. При сортировании на три фракции две следует использовать на посев, причем каждую раздельно, а семена третьей фракции - мелкие можно высевать на зеленую подкормку. Разумеется, в них не должно быть битых и поврежденных зерен. Изреживание посевов и ослабленное развитие растений могут вызвать грибковые заболевания. Практикой установлено, что протравливание семян кукурузы препаратом гранозана (НИУИФ-2) значительно снижает заболевание растений, особенно, если семена имеют пониженную энергию прорастания. Как показал опыт, семена с хорошей всхожестью, но непро-травленные, наполовину поражались плесневыми грибками. При обработке же семян гранозаном процент поражения их снижался до 8. Еще большую эффективность показала обработка гранозаном семян, имевших пониженную всхожесть.
Из таблицы видно, что препарат гранозана значительно эффективнее, чем АБ. Протравливание гранозаном семян кукурузы с низкой всхожестью повышает урожай зерна более чем на 35 процентов. Исследованиями установлено, что применение протравителей особенно сказывается в период между посевом семян и их прорастанием. Пока семя кукурузы набухает, происходит щелочная реакция; в этот период в зернах создается благоприятная среда для развития различных плесеней и других болезней, возбудители которых находятся в почве. Большинство болезнетворных грибков при температуре 4,5-10° тепла быстро развивается во влажной почве и поражает набухшие семена до того, как они начнут прорастать. Семена зубовидной кукурузы при температуре почвы ниже 15,5° тепла прорастают сравнительно медленно. Если в течение нескольких дней после посева стоит влажная погода с температурой около 12-13° тепла, то защитная пленка препарата гранозана задерживает развитие возбудителей болезней, попадающих на семена из почвы. Вскоре после прорастания реакция семени превращается в кислую, которая неблагоприятна для развития вредных грибов и бактерий. Поэтому очень важно протравливать семена кукурузы гранозаном, особенно в новых районах ее возделывания, так как прорастание семян в условиях этих районов протекает значительно медленнее, чем в южных районах. Протравливать семена кукурузы гранозаном нужно в день посева из расчета 100 граммов препарата на 100 килограммов семян. В новых районах возделывания кукурузы многие участки, отводимые под посев этой культуры, заселены проволочным червем, который наносит большой урон посевам. Опыливание семян кукурузы гексахлораном из расчета 1-2 килограмма препарата на 100 килограммов семян защищает их в почве до всходов и в начале появления всходов от поедания проволочником и грызунами. Это мероприятие особенно важно в районах с влажной весной. В степных и лесостепных районах применяют 200-400 граммов гексахлорана на 100 килограммов семян. Гранозан и гексахлоран очень ядовиты и при работе р ними надо соблюдать правила предосторожности. В повышении урожайности кукурузы немаловажное значение имеет весенняя подготовка семян к посеву. Известно, что тепловой обогрев семян кукурузы улучшает энергию прорастания и повышает их всхожесть. Так, в колхозе "Шлях Ильича" Михайловского района Запорожской области кукуруза в початках до просушивания и прогревания имела влажность 23,8 процента и всхожесть 58 процентов, а после просушивания до нормальной влажности и прогревания семян всхожесть их повысилась до 70 процентов. Воздушно-тепловая обработка семян повышает урожайность кукурузы. В 1952 году в результате такой обработки семян прибавка урожая с каждого гектара составила в Краснодарском крае на Славянском государственном сортоучастке 1,8 центнера, на Лабинском сортоучастке 2,3 центнера, на Гиагинском сортоучастке 5,6 центнера. Примерно такая же прибавка урожая получена и в 1953 году. В Алтайском сельскохозяйственном институте тепловой обогрев семян дал повышение урожая зерна кукурузы на 1-2 центнера с гектара. Воздушно-тепловой обогрев семян следует проводить в течение нескольких дней перед посевом. Для этого семена надо рассыпать тонким слоем (толщиной 5-10 сантиметров) в помещении с хорошей вентиляцией, где температура воздуха не ниже 25-30° тепла. Можно проводить воздушно-тепловой обогрев семян на солнце, разостлав их тонким слоем на асфальтированной площадке или брезенте. Во время обогрева семена надо периодически перемешивать. Этот прием очень эффективный и его рекомендуется широко применять во всех колхозах и совхозах. В Московском зоотехническом институте коневодстза изучалось влияние влажного обогрева семян на рост и развитие кукурузы в условиях Московской области. В опыте семена кукурузы перед посевом в течение 5 минут прогревались в воде при температуре плюс 14, 30, 40, 52, 60, 65, 70, 75, 80°. Наилучшая всхожесть и энергия прорастания была получена при прогревании семян при температуре плюс 14, 30, 40 и 52°. Прогретые в условиях этих температур семена дали более быстрые и дружные всходы. Семена, прогретые при более высоких температурах, снизили всхожесть и энергию прорат стания. В опытах Ботанического сада Черновицкого государственного университета установлено положительное влияние на рост растений кукурузы и ее урожайность намачивания семян в течение 5-6 часов в воде, нагретой до 30, 40, 50 и 60° тепла. В этих опытах всходы у прогретых семян появились значительно раньше, чем у контрольных. При этом установлено, что в растениях кукурузы, выросших из прогретых семян, оказалось увеличено содержание хлорофилла и аскорбиновой кислоты. В новых районах возделывания кукурузы предпосевное намачивание семян производилось в 1954 году во многих колхозах и совхозах. Так, в колхозе имени Сталина Верещагинского района Молотовской области семена кукурузы перед посевом замачивались в воде в течение 5 дней при температуре 16-18° тепла. Урожай в этом колхозе составил 540 центнеров с гектара зеленой массы вместе с початками. В колхозе "Красный партизан" Заокского района Тульской области семена кукурузы намачивали в чистой воде по 5-6 часов перед посевом. Всходы были хорошие. В колхозе имени Калинина Детчинского района Калужской области за три дня до посева намачивали семена кукурузы в воде. Это дало возможность получить дружные, хорошие всходы. Всесоюзная опытная станция животноводства в Ярославской области в 1954 году провела опытный посев кукурузы намоченными семенами. Дружные и хорошие всходы появились на четвертый день. Станция получила высокий урожай зеленой массы вместе с початками кукурузы - по 500-600 центнеров с гектара. Профессор Ленинградского сельскохозяйственного института доктор сельскохозяйственных наук Н. А. Дроздов рекомендует производить предпосевную обработку семян кукурузы в слабом растворе медного купороса. Своими исследованиями он установил, что шестичасовое замачивание семян кукурузы в растворе медного купороса увеличивает вес растений почти на 50 процентов, а початков - на 70 процентов. Увеличение веса растений проф. Н. А. Дроздов объясняет тем, что медь является необходимым микроэлементом минерального питания, увеличивает холодостойкость, усиливает интенсивность зеленой окраски, повышает жизнедеятельность листьев, предохраняет всходы от грибных заболеваний и, как ядовитое средство, уменьшает опасность поедания всходов кукурузы грачами. Для обработки 100 килограммов семян кукурузы требуется 6 граммов медного купороса, растворенного в 36 литрах воды. Техника обработки семян такова. Семена помещают в посуду; когда температура раствора достигает 50-55° тепла, их заливают и оставляют на 5-6 часов в остывающем растворе. После этого воду сливают, а семена рассыпают тонким слоем на солнце или на сквозняке для просушивания. При отсутствии в хозяйстве необходимой посуды обработку семян можно проводить на полу. Для этого рассыпают их и при постоянном перелопачивании поливают раствором из лейки в три приема через 5-6 часов один после другого. Просушенные после влажной обработки семена необходимо дополнительно опудрить гексахлораном, который защищает всходы от почвенных и наземных вредителей. Обобщение опыта позволяет сделать вывод о том, что намачивание семян в воде разной температуры и в растворе медного купороса с последующим высушиванием семян до сыпучего состояния может ускорить появление всходов, дать положительные результаты в новых районах возделывания кукурузы. Однако этот прием нужно проводить с учетом особенностей года и качества семян в порядке производственного опыта и обязательно под непосредственным руководством агронома. При этом следует иметь в виду, что влажные семена нельзя опудривать ядохимикатами, так как к ним может прилипнуть много яда, который в больших дозах может оказаться вредным для семян. Правильное хранение семян и умелая их подготовка к посеву являются надежным средством повышения урожайности кукурузы. |
||||||||||
kuknew.narod.ru
Прорастание семян | Биология
Семена растений способны длительное время не прорастать. Однако через некоторое время, попав в благоприятные для прорастания условия, они дают начало молодому растению. При этом зародыш семени должен быть живым. Семена с мертвым зародышем к прорастанию не способны, т. е. теряют всхожесть.
К гибели зародыша семени приводят следующие факторы: слишком длительный период хранения, отсутствие кислорода в воздухе, пересыхание семян, механические повреждения, заражение семян плесневыми грибами и др.
Для того, чтобы семена проросли должны быть соблюдены три важных условия:
-
наличие воды,
-
наличие кислорода,
-
определенный температурный режим.
Вода при прорастании семян
Для того, чтобы начать расти, зародышу семени нужны питательные вещества, которые находятся в эндосперме семени, семядолях или других частях зародыша. Но сухими они не могут быть использованы, питательные вещества должны быть растворены в воде. Поэтому семена растений способны прорастать только при условии наличия воды.
Вода впитывается семенем и приводит к его набуханию. При этом набухают и семена с мертвым зародышем, просто в дальнейшем они не прорастают, а загнивают.
Сухие семена долго могут не терять всхожести. У каждого вида растений своя максимально возможная длительность хранения семян. Но как только семена попадают во влажную среду, они начинают набухать и прорастать.
Семена разных растений для прорастания требуют разное количество воды. Так, например, семена гороха поглощают массу воды больше, чем их собственная масса. Другим растениям бывает достаточно массы воды, равной всего ¼ от их собственной массы (просо).
Воздух в прорастании семян
Не менее важен для прорастания семян воздух, а точнее — содержащийся в нем кислород. Ведь даже сухие семена дышат, а прорастающие дышат сильнее, так как в них обмен веществ идет более активно.
Если семена сильно залить водой так, что они полностью будут погружены в нее, то зародыши в семенах могут задохнуться и погибнуть. Дело в том, что в воде растворено меньше кислорода, чем его находится в воздухе. Однако многое зависит от вида растения. Так семена риса хорошо прорастают как раз под водой, им много кислорода не требуется.
Температура и прорастание семян
Даже если семена поместить во влажную среду и обеспечить им доступ воздуха, то они все-равно не прорастут, если температура не будет оптимальной для них. Оптимальная температура прорастания семян у каждого растения своя. Хотя семена большинства растений прорастают только в тепле, когда температура поднимается выше +10 °C или выше +15 °C. Но семена ржи прорастают уже при +1 °C.
Как прорастают семена
Семена разных растений прорастают немного по-разному. Так, например, у одних растений семядоли выносятся на поверхность (фасоль), у других — остаются в почве (горох).
При прорастании семени разрывается семенная кожура, и обычно сначала появляется корешок, который развивается из зародышевого корешка. Корешок молодого растения быстро растет и закрепляется в почве.
Рост зародышевого стебелька приводит к тому, что семядоли и зародышевая почечка выносятся на поверхность почвы. У некоторых растений семядоли могут оставаться в почве.
В последствии из почечки развивается настоящий надземный стебель молодого растения с настоящими листьями.
biology.su
Полевая всхожесть семян
Густота стеблестоя в посевах обусловливается нормой высева, полевой всхожестью, кустистостью (ветвистостью) и выживаемостью растений. Полевая всхожесть и урожайность растений имеют тесную взаимосвязь.
Урожайность снижается как за счет уменьшения густоты стеблестоя, так и в результате снижения продуктивности растений. Кроме того, при низкой полевой всхожести напрасно расходуется значительная часть зерна.
Анализ, проведенный Н. К. Ижиком на материалах сортоучастков юго-западной Лесостепи Украины, показал, что коэффициенты корреляции между полевой всхожестью и урожайностью зерновых растений составляли от 0,600 до 0,930.
Полевая всхожесть – это количество всходов, выраженное в процентах к количеству высеянных всхожих семян. Неправильно вместо понятия «полевая всхожесть» употреблять термин «полнота всходов». Последняя – это количество всходов, имеющихся на площади, выраженное в процентах к необходимому, оптимальному для данных условий количеству растений.
Полевая всхожесть семян разных видов растений колеблется в зависимости от почвенно-климатических условий (табл. 1).
На полевую всхожесть значительное влияние оказывают влажность и температура почвы. Так, при высеве пшеницы яровой в почву с НВ 80 % проросло 80 % семян, при 58 % НВ – 68 %, при 53 % НВ – 2 %, а при более низкой влажности всходы вообще не появлялись. У кукурузы всхожесть составляла соответственно: 88; 56 и 18 %.
Таблица 1
Средняя полевая всхожесть семян зерновых растений на сортоучастках разных почвенно-климатических зон, %
| Место выращивания семян | Пшеница озимая | Рожь озимая | Ячмень яровой | Овес | Кукуруза |
| Новосибирск | – | 57 | 68 | 72 | 49 |
| Ленинградская область | 62 | 57 | 71 | 72 | 10 |
| Белоруссия | 76 | 67 | 78 | 78 | – |
| Лесостепь Украины | 78 | 64 | 82 | 86 | 90 |
Оптимальной температурой для прорастания семян озимых пшеницы, ржи и ячменя является 13–17оС.
На полевую всхожесть негативно влияют гербициды, внесенные перед посевом или под предшественник. Степень и длительность угнетающего действия гербицидов на прорастание семян зависит от их вида, сроков и способов внесения, типа почвы, метеорологических условий, и послепосевной агротехнологии.
Длительность сохранения токсичных свойств разных гербицидов в почве неодинакова – от 2–8 недель у 2,4-Д; до одного года у симазина. Следовательно, длительность токсичности гербицидов нужно учитывать при разработке технологии выращивания сельскохозяйственных растений. При этом также нужно знать, что большинство из них не способны перемещаться в почве, за исключением 2,4-Д.
Правильный подбор гербицидов, сроков и способов их внесения, сроков и глубины высева семян, а также разработка мероприятий по повышению стойкости культурных растений к гербицидам позволит, не снижая их эффективности, уменьшить негативное действие на количество и мощность всходов.
Известно, что семена и почва интенсивно заселены микроорганизмами, большинство из которых имеет патогенный характер и негативно влияет на прорастающие семена (табл. 2).
Гибель семян бобовых растений или снижение их полевой всхожести под воздействием аскохитоза чаще всего бывает при ранних сроках посева в условиях пониженных температур. Полевая всхожесть семян подсолнечника может быть снижена под действием белой гнили и ложной мучнистой росы. Поражение проростков свеклы сахарной корнеедом, вызываемого грибами из рода Fusarium и Penicillium, в большой мере зависит от фазы спелости, в которой убираются семена.
Таблица 2
Всхожесть семян кукурузы под воздействием микрофлоры почвы и семян, %
| Вариант опыта | Сорт | |
| WК–3 | A–374 | |
| Стерильные семена и почва | 93 | 82 |
| Стерильные семена, нестерильная почва | 88 | 75 |
| Нестерильные семена, стерильная почва | 73 | 22 |
| Нестерильные семена и почва | 63 | 15 |
Большой вред всходам наносят вредители. Амбарные насекомые повреждают зародыши и запасающие ткани, усиливают микробиологическую активность и вызывают самосогревание семян, что приводит к потере их жизнеспособности.
Группа вредителей, повреждающая высеянные семена, проростки и всходы, достаточно большая. Опаснейшими являются щелкуны, совки, долгоносики, травяные блохи, капустница, мухи шведская, гесенская и др. Щелкуны наибольший вред приносят в Лесостепи и Степи Украины. Их личинки – проволочники – повреждают высеянные семена, проростки, надземные ростки, корневую систему. Значительный вред наносят всходам также другие вредители. Большинство из них живет и питается в почве, а поэтому бороться с ними трудно.
Специалисты земледелия имеют в своем арсенале большой выбор мероприятий по улучшению биологических свойств семян и способов регулирования условий их прорастания в поле.
www.agrodialog.com.ua
Биология прорастания семенного материала Rhaponticum carthamoides после криоконсервации
В статье изучена и описана биология прорастания семян Rhapоnticum carthamoides на свету в норме и после криоконсервации. В результате проведенных исследований установлено, что прорастание у семени надземное. Отмечены основные фазы прорастания: наклевывание семени, выход зародышевого корня, выход и удлинение гипокотиля, вынос и развертывание семядольных листьев, появление первой пары настоящих листьев и их раскрытие. Авторами отмечено, что замораживание в жидком азоте не привело к изменению фаз биологии прорастания семени левзеи сафлоровидной. Проростки, развивающиеся из семян, подвергшихся криоконсервации, оказались более жизнеспособными и крепкими.
Актуальность
Изучение биологии прорастания эндемичных видов с лекарственным значением в настоящее время имеет важное практическое значение для сохранения и восстановления естественных популяций, а также обеспечения запасами растительного сырья фармацевтической промышленности Казахстана. Сохранение cеменного материала лекарственных растений, особенно тех видов, которые являются эндемиками, представляется важной задачей. Следует отметить, что хранение семян при комнатной температуре приводит к снижению их всхожести из-за накопления мутаций и повреждения зародыша. В настоящее время перспективным методом хранения геномов растений считается глубокое замораживание семян (до температуры жидкого азота), что теоретически позволяет сохранять всхожесть и генетическую полноценность семян неограниченное время. Рассмотрение влияния экстремально низких температур на биологию прорастания семян является, на наш взгляд, актуальной задачей, тем более, что практически отсутствуют исследования по биологии прорастания семенного материала левзеи сафлоровидной в норме и после криоконсервации.
Левзея сафлоровидная (Rhapоnticum carthamoides Willd, сем. Asteraceae) — многолетнее травянистое растение, произрастающее на горных и высокогорных лугах Алтая, Тарбагатая, Джунгарского Алатау. Левзея — эндемичное растение, занесенное в Красную книгу Казахстана. Является ценным лекарственным растением, так как в корневищах содержатся органические кислоты, протеины, полисахариды, фитоэкдизоны, биофлаваноиды, воск, смолы, эфирные масла, дубильные и красящие вещества, алкалоиды, экдистероиды и экдистен, соли фосфорной кислоты, камедь, а также витамины С и А. В современных литературных источниках [1] описаны следующие фармакологические свойства: тонизирующие, общеукрепляющие, адаптогенные. Препараты левзеи показаны в составе комбинированной терапии при астении, физическом и умственном переутомлении, при депрессиях и стрессах, снижении потенции, в период реконвалесценции, хроническом алкоголизме, регулируют кровяное давление, снижают уровень сахара в крови, используют при переломах, заболеваниях половой и мочевыводящей системы, для регенерации кожных тканей. Левзея сафлоровидная (маралий корень) входит в рецептуру тонизирующих напитков «Саяны» и «Байкал».
Объекты и методика исследований
Объектом исследования являлся семенной материал левзеи сафлоровидной. Исследование всхожести и энергии прорастания семян осуществляли по методическим указаниям М.С.Зориной и С.П.Кабанова [2], М.В.Мальцевой [3].
При изучении прорастания семян учитывались следующие фазы: наклевывание семени, появление зародышевого корешка, выход и удлинение гипокотиля, вынос семядольных листьев и их развертывание, появление первой пары настоящих листьев и их раскрытие.
В лабораторных условиях семена проращивали в чашках Петри в 4-кратной повторности на 2-х слоях фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой. Семена предварительно дезинфицировали 0,5 % KMnO4. Чашки Петри с семенным материалом помещали в климатическую камеру при температуре +24 °С. Для экспериментов специально семена не отбирали, отбраковывали только поврежденные, с измененной окраской или пустые. Семена очищали от плодной шелухи.
Описание семенного материала и проростков осуществляли согласно публикациям В.Н.Вехова, Л.И.Лотовой, В.Р.Филина [4], З.Т.Артюшенко [5]. Статистическую обработку результатов вели по методике Н.Л.Удольской [6].
Замораживание семян проводили в конвертах из алюминиевой фольги путем погружения в жидкий азот на 30 минут. Размораживание осуществляли тремя способами: на воздухе при комнатной температуре, на водяной бане 90 °С, а также с трехдневной отсрочкой посева после замораживания [7, 8].
Результаты и их обсуждение
Исследование особенностей биологии прорастания семенного материала Rhapоnticum carthamoides — Левзеи сафлоровидной из сем. Asteraceae — Астровые проводили на семенах, собранных в 2013 г.
У свежесобранных семян всхожесть составила 10±0,2 %. Для увеличения всхожести провели хо-лодовую стратификацию семян, поместив их на 1 и 3 суток в холодильную камеру с температурой -20 °С. Стратификация в течение одних суток привела к повышению всхожести до 40±0,3 %. Более длительная (в течение 3-х суток) стратификация не изменяла уровень всхожести семян левзеи сафло-ровидной по сравнению с контрольной.
Всхожесть исследуемого семенного материала после криоконсервации с трехдневной отсрочкой посева после замораживания составила 25±0,8 %, при оттаивании на водяной бане — 16±0,8 %, медленно оттаивающие при комнатной температуре семена после криообработки не проросли.
У семян, хранившихся в течение года в бумажной таре при температуре +22 °С, всхожесть составила 53,7±0,5 %, энергия прорастания 57,1±0,4 %. Всхожесть семенного материала, подвергшегося криоконсервации, составила 50,4±0,8 %, энергия прорастания — 55±0,8 %.
Такое повышение показателей всхожести и энергии прорастания семян после года хранения объясняются, возможно, процессами физиологического дозревания семенного материала левзеи саф-лоровидной.
Нами была изучена контрольная биология прорастания семенного материала Rhapоnticum carthamoides на свету. Наклевывание семян наблюдалось на 5-е сутки, на 6-е сутки на суженной части появляется белый зародышевый корешок длиной 4,5-5 мм и шириной 1 мм с хорошо выраженным корневым чехликом. Выход гипокотиля белого цвета наблюдался на 7-й день, к этому времени длина корешка составляла 5,5-6 мм, ширина — 1-1,5 мм. На 8-9-е сутки происходил вынос вместе сложенных семядольных листьев, гипокотиль светло-зеленого цвета слегка удлинялся — до 3 мм длиной и шириной до 2 мм, длина корешка составляла 8 мм, ширина — 1,5 мм, хорошо развиты корневые волоски. Раскрытие семядольных листьев происходило на 10-11-е сутки. К этому времени длина корня увеличивалась до 16-17 мм, ширина — до 1 мм, длина гипокотиля составляла 3 мм, до 2 мм в диаметре. Семядольные листья эллиптической формы, зеленого цвета, гладкие, цельнокрайние, длиной до 13 мм, шириной до 8 мм, длина черешка составляла 4 мм, в центральной части хорошо выражена центральная жилка. Зачатки настоящих листьев появлялись на 13-е сутки, раскрытие происходило на 16-е сутки. Цвет гипокотиля изменялся с зеленого на красноватый, и корешок также приобретал красноватый оттенок, хорошо были развиты придаточные корни. Причем сначала появляется один настоящий лист, за ним второй. При раскрытии настоящие листья имели простую, яйцевидную форму, цельнокрайние, зеленого цвета, с выраженной центральной жилкой. Но по мере развития и роста проростка настоящие листья приобретали перисто-раздельную форму. К 18-му дню прорастания проросток имел следующие параметры: длина проростка 47,5 мм, длина корешка 18,4 мм, диаметр корешка до 1 мм, диаметр корневой шейки 2 мм, длина гипокотиля 10,3 мм, диаметр гипокотиля до 2,5 мм, длина семядольных листьев 13,2 мм, ширина семядольного листа 8,2 мм, длина черешка семядольных листьев составляла 8 мм, длина настоящих листьев 10 мм, ширина 6 мм, длина черешка настоящих листьев 7 мм (рис. 1).
Рисунок 1. Биология прорастания Rhapоnticum carthamoides на свету
Также для сравнения нами была изучена биология прорастания Rhapоnticum carthamoides в темноте. Наклевывание семян наблюдалось на 5-6-е сутки. На 7-8-е сутки на суженной части появляется белый зародышевый корешок длиной 4,8-5 мм, шириной до 1 мм, с хорошо выраженным корневым чехликом. Выход гипокотиля наблюдался на 9-е сутки, к этому времени длина корешка белого цвета составила 12 мм, ширина — 1 мм. На 13-е сутки гипокотиль светло-желтого цвета удлиняется до 22 мм, слегка делает изгиб и выносит семядольные листья, длина корешка составляет 13 мм, ширина — до 1 мм. Семядольные листья сложены вместе, раскрытие их происходит на 15-16-е сутки. Семядольные листья этиолированные, эллиптические, светло-желтого цвета, гладкие, цельнокрайние, длиной до 8 мм, шириной до 4 мм, в центральной части листовой пластинки выражена центральная жилка. Морфометрические параметры проростка к 14-му дню прорастания следующие: длина проростка 64,5 мм, диаметр — до 1 мм, длина корешка белого цвета составляет 22,2 мм, диаметр — до 1 мм, длина гипокотиля белого цвета составила 22 мм, диаметр — до 2 мм, длина семядольных листьев желтого цвета составляет до 8 мм, ширина — 4 мм, длина черешка семядольных листьев составляла до 15 мм (рис. 2).
Всхожесть свежесобранного исследуемого семенного материала в темноте составила 10±0,5 %, энергия прорастания — 11,8±0,4 %. Семена, хранившиеся в течение года в бумажной таре при комнатной температуре, показали всхожесть 35±0,8 %, энергия прорастания составила 26,7±0,7 %.
Также нами была изучена биология прорастания семенного материала Rhapоnticum carthamoides после криоконсервации на свету. Наклевывание семян наблюдалось на 4-е сутки, на 5-е сутки на суженной части появлялся белый зародышевый корешок длиной 2 мм и шириной 1 мм, с хорошо выраженным корневым чехликом. Выход гипокотиля белого цвета наблюдался на 6-й день, к этому времени длина корешка составляла 4 мм, ширина — 1,5 мм. На 7-8-е сутки наблюдался вынос вместе сложенных семядольных листьев, гипокотиль светло-зеленого цвета слегка удлинялся, до 3 мм длиной и шириной до 2 мм, длина корешка составляла 8 мм, ширина — 2 мм, с хорошо развитыми корневыми волосками. Раскрытие семядольных листьев происходило на 9-10-е сутки, длина корня увеличивалась до 15 мм, ширина — до 2 мм, длина гипокотиля зеленого цвета составляла 12 мм, до 2 мм в диаметре. Семядольные листья эллиптической формы, зеленого цвета, гладкие, цельнокрайние, длиной до 12 мм, шириной до 7 мм, длина черешка составляла 6 мм, в центральной части листовой пластинки хорошо выражена центральная жилка. Зачатки настоящих листьев появлялись на 12-е сутки, раскрытие происходило на 16-е сутки. Происходило изменение цвета гипокотиля с зеленого на красноватый, и весь корешок также приобретал красноватый оттенок, с хорошо развитыми придаточными корнями. Сначала раскрывался один настоящий лист, следом за ним — второй. При раскрытии настоящие листья простые, яйцевидной формы, цельнокрайние, зеленого цвета, с ярко выраженной центральной жилкой. Но по мере развития и роста проростка настоящие листья приобретали перисто-раздельную форму. К 18-му дню прорастания проросток имел следующие параметры: длина проростка 47,5 мм, длина корешка 25 мм, диаметром до 1 мм, диаметр корневой шейки 2 мм, длина гипоко-тиля 12,4 мм, диаметром до 2 мм, длина семядольных листьев 12 мм, ширина 8 мм, длина черешка семядольных листьев составила 6 мм, длина настоящих листьев — 10 мм, ширина — 6 мм, длина черешка настоящих листьев — 5 мм (рис. 3).
Заключение
Таким образом, изучены особенности прорастания и всхожести семян левзеи сафлоровидной в контроле и после криоконсервации. Определено, что для семян Rhapоnticum carthamoides необходимо время на так называемое дозревание, так как всхожесть семян, сохраняющихся в течение года, выше, чем у свежесобранных. Для увеличения количества проросшего свежесобранного семенного материала следует проводить холодовую стратификацию. Однако следует отметить, что дозревшие семена левзеи сафлоровидной имеют более высокий процент прорастания по сравнению со свежими стратифицированными семенами. Существенных различий в биологии прорастании не обнаружено. Проросток проходит все фазы развития, размеры основных частей побега значительных отличий не имеют. После замораживания в жидком азоте прохождение проростком фаз развития происходит чуть быстрее, в среднем на одни сутки, кроме того, проросток оказался более жизнеспособным и крепким. Все это свидетельствует о безопасности криоконсервации для зародыша семени и позволяет использовать данный метод сохранения семенного материала при создании коллекции семян эндемичных растений. При проращивании семенного материала на свету развивающиеся проростки зеленого цвета, главный корень с придаточными корешками, тогда как в темноте проростки этиолированные, длинные, без придаточных корешков. Контрольная всхожесть семенного материала на свету составила 53,7 ±0,7 %, тогда как после криоконсервации — 50,4±0,8 %. Подобная незначительная потеря всхожести несущественна, при условии, что метод криохранения практически не имеет ограничений во времени. При проращивании семян без доступа света контрольная всхожесть составила 35±0,8 %, что свидетельствует о надземном прорастании семени левзеи сафлоровидной.
Список литературы
- Соколов С.Я. Фитотерапия и фитофармакология: Руководство для врачей. — М.: Медицинское информационное агентство, 2000. — 976 с.
- Зорина М.С., Кабанов С.П. Определение семенной продуктивности и качества семян интродуцентов // Методики ин-тродукционных исследований в Казахстане: Сб. науч. тр. — Алма-Ата: Наука, 1976. — С. 75-85.
- Мальцева М.В. Пособие по определению посевных качеств семян лекарственных растений. — М., 1950. — 56 с.
- Вехов В.Н., Лотова Л.И., Филин В.Р. Практикум по анатомии и морфологии высших растений. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. — 196 с.
- Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений: Семя. — Л.: Наука, 1990. — 204 с.
- Удольская Н.Л. Методика биометрических расчетов. — Алма-Ата: Наука, 1976. — 45 с.
- Нестерова С.В. Криоконсерваци
articlekz.com
