Что необязательно для прорастания семян. Какие условия нужны для прорастания семян? Температура для прорастания семян

Растения способны размножаться и расселяться именно благодаря семени, ведь оно и является самим растением в зачаточном состоянии с некоторым запасом питательных веществ.

Для прорастания семени необходимы хорошие условия, поскольку в состоянии покоя все его процессы жизнедеятельности протекают крайне медленно.

Как прорастают семена?

Прорасти способны только семена с живым зародышем. К сожалению, многие из них погибают в виду болезней, вредителей или длительного хранения в непригодных условиях.

На следующей стадии молодой корень постепенно разрывает кожуру семени и прорастает наружу, постепенно укрепляясь в почве. Так прорастают семена, например, фасоли.

Далее начинает расти зародышевый стебелек, из которого уже над почвой развиваются семядоли (первые листья зародыша растения) и почечка (будущий надземный побег), в дальнейшем превращающиеся в стебель с листьями. Следует помнить, что у некоторых растений, например, гороха, семядоли так и остаются в почве, а надземный побег развивается из почечки.

Условия прорастания

Теперь необходимо рассмотреть условия прорастания семян. Разумеется, для различных растений условия могут варьироваться, однако три из них необходимы для любого растения.

Во-первых, хранить их можно в бумажных пакетах, тканевых мешочках или специальных хранилищах, а для прорастания им потребуется вода, тепло и воздух.

Во-вторых, они потребляют питательные вещества только в виде раствора (семена гороха, например, необходимо замачивать). Любое семя в сухой почве быстро погибает. Более того, зародышу также необходим приток кислорода и тепла (примерно 10-15 градусов, для ржи достаточно 1 градуса).

Далее семена необходимо правильно посеять, чтобы улучшить их прорастание. Для посева рекомендуется брать наиболее крупные семена, поскольку из семени с большим запасом питательных веществ развивается наиболее сильный росток. Более того, сеять необходимо, в зависимости от свойств почвы, размера семени и окружающей среды, на определенную глубину.

Как правило, крупные семена необходимо класть глубже. Также глубже закапывать семя следует в песок - для наилучшего достижения питательных веществ. А в глину необходимо закапывать семя ближе к поверхности.

Теперь семя может расти. Его клетки начинают активно делиться, и зародыш превращается в проросток. Постепенно появляется корешок, который начинает поглощать из почвы воду и минеральные вещества. Для своего роста он также использует запасенные органические вещества.

Многообразие живых организмов и особенности их строения и жизнедеятельности изучает биология. Условия рассматривает ее отрасль, называемая ботаникой, в состав которой, входит раздел - физиология растений. Главные условия, необходимые для прорастания семян, - это оптимальная температура, влажность, свободный доступ воздуха, достаточное количество для развития зародыша, а также режим освещенности. Они и будут рассмотрены ниже.

Какие условия необходимы для прорастания семян

Семя формируется из семенного зачатка и у покрытосеменных растений образуется в результате двойного оплодотворения, открытого С. Навашиным в 1861 г. Его прорастание происходит в момент попадания в оптимальные условия внешней среды, называемые абиотическими факторами. Зародыш, содержащийся в семени и состоящий из корешка и стебелька с зародышевыми листочками, начинает расти, при этом семенная кожица лопается и первым появляется корешок семени. Он укрепляется в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и растворы минеральных солей, необходимые для дальнейшего развития зародыша.

Кроме этих веществ, для прорастания семени и его роста необходимы такие органические вещества, как крахмал, белки и жиры. Их зародыш получает либо из семядолей (у например, гороха, огурцов, томатов, капусты), либо же непосредственно из эндосперма, находящегося в семени у (пшеницы, риса, ржи). Таким образом, благоприятные абиотические факторы и наличие питательных веществ - это условия, необходимые для прорастания семян.

Физиологические механизмы прорастания семян

Если перед вами поставлено такое задание: охарактеризуйте роль условий, необходимых для прорастания семян, советуем начать с освещения физиологических аспектов этих процессов, научно объясняющих главные условия, необходимые для развития зародыша. Итак, прорастанием называют переход семени из состояния покоя далее к вегетативному росту зародыша, заканчивающийся формированием из него проростка.

Семена некоторых растений могут прорастать сразу же или через короткое время после созревания. У многих древесных пород, например, у голосеменных - ели, сосны, кедра, и у большинства лесных травянистых растений, семена имеют длительный период покоя и прорастают только через 1-2 года и более. Этот интервал времени очень важен. Так, у растений умеренных широт прорастание стимулируется именно низкими зимними температурами. Такой фактор внешней среды, как освещенность, не всегда оказывает влияние на условия прорастания семян, так как большинство из них развиваются в темноте.

Значение оптимальной температуры

Важнейшие условия прорастания семени - это благоприятные абиотические факторы, среди которых температура выполняет одну из главных функций. В агрономии растения классифицируются на холодостойкие и теплолюбивые. Такая дифференциация касается и семян. Одни, например, семена моркови, салата, лука, прорастают при низких плюсовых температурах, другие (тыква, томаты, огурцы) требуют, чтобы почва прогрелась до температуры +10 - +12 градусов.

В овощеводстве часто используют такой способ повышения всхожести семян, как их прогревание. Для этого можно использовать электроприборы, а семена растений огурцов, кабачков, арбузов, бобовых (фасоль, горох, соя) замачивают в воде с температурой 35-45 °С, а затем, остудив, высушивают. Прогревание семян за одну-две недели перед посевом в почву повышает энергию их прорастания, предотвращая задержку вегетации, увеличивает урожайность.

Роль влажности в прорастании семян

Продолжая изучать условия, необходимые для прорастания семян, остановимся на значении воды. Ее наличие в почве обеспечивает процессы набухания семенной кожуры, активизации Сам процесс прорастания начинается с момента впитывания семенами большого объёма воды, которая поступает непосредственно к зародышу. Его клетки активно поглощают раствор глюкозы и начинают быстро делиться, что способствует росту зародышевого корешка. Например, семена свеклы поглощают воды в 1,2 раза больше своей массы, а клевера - 1,5 раза. В приусадебных хозяйствах широко используют способ замачивания семян в воде, добиваясь прорастания зародышевого корешка.

Влияние кислорода на развитие семени

Рассматривая главные условия прорастания семян, отметим необходимость свободного доступа воздуха, который используется для обеспечения процессов интенсивного дыхания увлажненных семян. В сельском хозяйстве часто используют барботирование: перемешивание семян в воде под действием кислорода или воздуха, подаваемого из компрессора. Наиболее часто барботируют семена, имеющие низкую энергию прорастания (моркови, пастернака, лука).

Что такое ЭМ-технологии?

Если обратиться к современному аграрию с просьбой определить условия прорастания семени, то в ответ, кроме всех известных абиотических факторов, мы услышим предложение использовать микробиологические препараты, например, такие как "Байкал ЭМ-1", содержащий молочную кислоту, фотосинтезирующие микроорганизмы и грибы, например, дрожжи. В растворе этого препарата замачивают подготовленные к посадке семена на 2-3 часа. Такая технология стимулирует ростовые процессы и усиливает энергию прорастания семян, а также увеличивает иммунитет растений к сельскохозяйственным вредителям и повышает урожайность.

Скарификация семян

Чтобы рассмотреть все условия прорастания семени, необходимо остановиться на таком методе, как скарификация (искусственное повреждение семенной кожуры вручную). Для этого используют смесь семян с крупнозернистым песком или металлическими опилками. Вследствие перетирания повреждается семенная кожура. Благодаря этому приему к зародышу быстрее попадает вода, необходимая для прорастания семени.

Дражирование семян

Наличие достаточного количества питательных веществ - важное условие прорастания семян, особенно тех, которые имеют мелкие размеры, а значит, небольшой запас собственных питательных элементов. Семена томатов, лука, моркови, капусты дражируют, то есть покрывают слоем питательных органических веществ, прилипающих к семени с помощью раствора крахмала - клейстера или свежеприготовленного коровяка. Перед дражированием семена калибруют, то есть сортируют, оставляя наиболее крупные и правильной формы. Этот способ, влияющий на условия прорастания семян, способствует повышению их всхожести и усиливает энергию прорастания.

В данной статье были освещены главные условия прорастания семени, а именно влажность, оптимальная температура, зависящая от вида растения и его сорта, наличие кислорода в воздухе, а также в почве, достаточный запас питательных веществ для развития зародыша и современные способы, улучшающие условия всхожести семян.

Позволя-ет проростку быстро стать самостоятельным. Для посева необходимо знать условия прорастания семян данного вида и их всхожесть, т. к. от этого зависят сроки посева и нор-ма высева.

Образование семян — важ-нейшее условие существования цветковых растений . Однако для развития нового растения из зародыша необходимо, что-бы семя проросло. Для этого требуются определенные усло-вия. Семена большей части видов растений начинают про-растать после периода покоя при наличии тепла, воздуха и воды.

Температура

Семенам разных видов для прорастания нужна разная температура (рис. 169). Семена необходимо высе-вать в определенные сро-ки, когда воздух и по-чва прогреются до опре-деленной температуры. Рожь, пшеница, морковь и редис, на-пример, прорастают даже в холодной почве, а огурцы и томаты — только в теплой.

Влажность почвы

В сухом месте семена не прораста-ют даже в тепле — без влаги семя не набухнет и кожура не лопнет. Вода также необходима семенам для процессов пре-вращения сложных веществ в более простые. Растворенные в воде вещества поступают в зародыш.

Кислород

Проросток

Молодое растение, развивающееся из семени, называется проростком.

Питание проростка

При прорастании семени первым появляется корень , чтобы обеспечить растение водой и ми-неральными веществами. Как только появятся молодые зеленые листочки, в них сразу начинается фотосинтез — процесс создания органических веществ на свету. С этого момента рост и развитие нового растения уже не зависят от запасных веществ семени.

У семян некоторых растений (например, лилий, погремков) фор-мируется недоразвитый зародыш, состоящий из нескольких клеток. Такие семена должны естественным путем дозреть уже после отделе-ния от материнского организма. Поэтому семена лилий нельзя высе-вать в первую весну после созревания, так как они не способны к про-растанию.

Для прорастания семян необходимы вода, воздух, тепло и для многих растений свет.

Особенно большое стимулирующее действие на прорастание семян оказывает красный свет.

Вода проникает под кожуру семени через маленькое отверстие - семявход, в результате чего семя набухает. Потребность в воде для набухания в первую очередь зависит от состава семян. Семена, богатые жиром, поглощает 30-40% воды от всей массы, богатые крахмалом 50-70%, семена с большим количеством белка - около 90% воды. Вода необходима также для растворения питательных веществ семени, которые потребляет растущий зародыш. Набухание семян сопровождается интенсивной деятельностью ферментов. В семенах запасные питательные вещества находятся в форме сложных органических соединений. Например, для того чтобы твердый полисахарид крахмал мог быть использован зародышем, необходим гидролиз его под влиянием фермента диастазы, который осахаривает крахмал до растворимого дисахарида мальтозы. Другие сложные вещества также расщепляются под действием соответствующих групп ферментов. При этом освобождается энергия, используемая в биохимических процессах проростка.

Прорасти и дать начало новому растению могут только семена с живыми зародышами.

Причины гибели зародышей различны:

1. от поражения вредными насекомыми;
2. от поражения плесневыми грибами;
3. от пересыхания во время хранения;
4. от слишком длительного хранения и т.д.

Итак, при прорастании семени можно выделить ряд последовательно происходящих процессов:

1. семена поглощают большое количество воды и набухают;
2. при благоприятной температуре и доступе воздуха - О2 (необходимого для дыхания, которое быстро усиливается) ферменты клеток семян переходят из неактивного состояния в активное;
3. под действием ферментов нерастворимые запасные вещества превращаются в растворимые (крахмал - в сахар, жиры - в глицерин и жирные кислоты, белки - в аминокислоты);
4. зародыш, используя растворимые органические вещества, трогается в рост, причем сначала растет корешок, а затем побег.

Период покоя

- необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых условий для прорастания (покой сухих семян). Органический покой определяется свойствами самого семени. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Такие семена, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем, или прорастают плохо. Способность семян находиться в вынужденном покое или органическом покое выработалось у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Поэтому далеко не все семена обладают способностью прорастать сразу после созревания (семенам яблони, клена нужен длительный покой).]

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

1. водонепроницаемость кожуры;
2. наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих прорастание;
3. недоразвитие зародыша;
4. физиологический механизм торможения прорастания.

Основные методы нарушения периода покоя:

1. стратификация - семена смешивают с влажным песком - процесс подготовки семян к прорастанию;
2. скарификация - повреждение кожицы для ускорения прорастания;
3. промывание водой-с целью удаления из семян веществ, тормозящих прорастание;
4. обработка физиологически активными веществами (гиббирилином, цитокинином).

Семена могут прорасти только при определенной температуре: озимая рожь - при 2-4 градусах, а семена огурцов - при 15-16 градусах. Требовательные к теплу растения высевают позже, когда почва достаточно прогреется.

Еще очень важным условием для прорастания семян является воздух, поэтому семена обязательно нужно высевать в рыхлую землю, в которой содержится достаточное количество кислорода. Кислород необходим для окислительно-восстановительных процессов в клетках. Эти процессы стимулируют деление и рост клеток зародыша.

Выводы:

1.Для того, чтобы семена проросли, необходим воздух, вода, тепло.
2. Если какого-либо условия не будет - семена не прорастут.

Вопрос 1. Какие условия необходимы для прорастания семян?
Для прорастания семян необходимы три условия - это вода, воздух и тепло. Прорастанию семян предшествует их набухание вследствие проникновения внутрь семени воды. Зародыш, находящийся в семени, энергично дышит, а поэтому требует постоянного притока кислорода. Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и в конце концов погибнут.

Вопрос 2. Почему не прорастают сухие семена?
Сухие семена находятся в состоянии покоя, процессы жизнедеятельности протекают в них очень медленно, поэтому они не прорастают. Перед посадкой семена необходимо замочить.

Вопрос 3. Чем объяснить гибель семян в кипяченой воде?
Зародыш, находящийся в семени, энергично дышит, а поэтому требует постоянного притока кислорода. Если семена находится в кипяченой воде, они погибают от нехватки кислорода, так как при кипячении воды количество растворенного н ней кислорода резко уменьшается.

Вопрос 4. Почему семена надо высевать в рыхлую почву?
Воздух, необходимый для дыхания семени, в рыхлой почве проникает на большую глубину. Поэтому семена лучше высевать в рыхлую почву.

Вопрос 5. Почему семена разных растений высевают в разные сроки?
Семенам разных растений необходимы различные условия для прорастания. Семена холодостойких растений (пшеницы, овса, ячменя, гороха) прорастают при низкой температуре и обилии влаги, поэтому их высевают ранней весной. Семена теплолюбивых растений (кукурузы, фасоли, тыквы, дыни, томата, огурцов) следует высевать, когда почва достаточно прогреется.

Вопрос 6. Какие теплолюбивые и холодостойкие растения выращивают в вашем районе?
В различных районах России выращивают холодостойкие (пшеница, овес, ячмень, рожь, горох и др.) и теплолюбивые растения (кукуруза, фасоль, огурцы, тыква, дыня, арбузы, томат и др.).

Вопрос 7. Какие семена - лука или гороха - глубже заделывают в почву при посеве и почему?
Глубина заделки семян зависит от их размера. В крупных семенах гороха достаточно питательных веществ, и ростки не погибают, пробиваясь с большой глубины, поэтому при посеве их заделывают глубже, чем более мелкие семена лука.

Вопрос 8. Почему в песчаную почву семена высевают глубже, чем в глинистую?
Воздух в песчаной почве проникает на большую глубину, а влага лучше сохраняется в более глубоких слоях, поэтому семена, посеянные в такую почву неглубоко, будут страдать от недостатка влаги. На глинистых почвах, наоборот, не рекомендуется сеять семена слишком глубоко, так как глинистая почва более плотная и тяжелая. Даже у самой поверхности в ней мало воздуха, а влаги достаточно и в верхних слоях.

Вопрос 9. Как будет развиваться проросток фасоли, лишенный одной из двух семядолей?
Для нормального прорастания семени фосоли необходимые питательные вещества проросток фасоли получает от семядолей. Пока проросток фасоли не достиг поверхности почвы и не начал фотосинтезировать он использует питательные вещества отложенные про запас в емядолях. Поэтому семя с одной семядолей будет развиваться слабо из-за недостатка питательных веществ. Если они закончатся прежде, чем начнется процесс фотосинтеза, проросток может погибнуть. Из семени с большим запасом питательных веществ развивается более сильный проросток.

Вопрос 10. Почему для посева отбирают крупные семена?
Потому что из семени с большим запасом питательных веществ развивается более сильный проросток, который может лучше противостоять неблагоприятным условиям среды и с большей вероятностью выживет.