ПОДГОТОВКА СЕМЯН К ПОСЕВУ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ СЕМЯН К ПОСЕВУ

После созревания семян древесных и кустарниковых пород у них наступает вынужденный или глубокий период покоя. Это объясняется тем, что в процессе взаимодействия организма и среды у семян выработалась определенная приспособленность прорастать в то время, когда появление всходов в наибольшей мере обеспечивает их сохранность в дальнейшем. Семена, имеющие вынужденный покой, не прорастают до тех пор, пока им не будут созданы необходимые условия (влага, тепло, аэрация). Как только этим семенам будут созданы необходимые условия среды, они выйдут из состояния покоя и через некоторое время после посева дадут всходы (сосна, ель, лиственница, ильмовые и др.). Семена, имеющие глубокий покой, при посеве весной не прорастают без специальной подготовки. Глубокий покой семян, выработанный в процессе эволюции растительного мира, является биологически выгодным свойством для сохранения вида. Если бы у семян не было глубокого покоя, то они при опадении на землю в конце лета - начале осени, попав в условия достаточной влажности и положительных температур, быстро бы проросли, что привело бы к гибели всходов от заморозков. В природе такие семена осенью не прорастают, но набухают и в таком состоянии уходят под снег. Весной под воздействием положительных температур, влаги, кислорода и солнечной радиации семена прорастают. В ряде случаев семена не прорастают из-за непроницаемости оболочки семян для воды.

Рассматривая семя как саморегулирующуюся, самонастраивающуюся биологическую систему, можно сказать, что во время покоя семян эта система находится в равновесном состоянии, зародыш семени очень медленно потребляет запасное питательное вещество. При прорастании семян биологическая система выводится из равновесного состояния. При этом необходимо воздействие определенного комплекса факторов, вызывающих в системе возбужденные состояния, благодаря которым осуществляются многие биологические процессы. Такие состояния возникают при наличии разного рода источников энергии. Так при намачивании семян в воде изменяется энергетический уровень, всей биологической системы, активируя систему за счет диссоциации воды. С повышением температуры воды, окружающей семя, возникает дополнительная энергия, усиливающая возбужденные состояния. Это обеспечивает ускорение многих сложных биохимических реакций в процессе прорастания. При этом кислород воздуха и воды, окружающей семя, и поддерживает возбужденное состояние всей системы на высоком энергетическом уровне. Включение в раствор дополнительных энергетических материалов в виде солей, кислот, щелочей в определенных концентрациях может ускорить процесс прорастания при более полном использовании энергетического материала семян. Присутствующие в растворе ионы металлов сами могут являться дополнительным энергетическим источником при химических реакциях прорастания.

Биологическая система семени может быть выведена из равновесного состояния путем облучения семян светом. Это объясняется тем, что в облученных семенах возникает электронное возбуждение, сохраняющееся от нескольких дней до года и более. В эндосперме и зародыше семян активируется ряд ферментов, приводящих к быстрому появлению простых сахаров, свободных аминокислот и органических кислот. При прорастании семян, облученных светом, усиливается протекание окислительных процессов, приводящих к образованию физиологически активных веществ, влияющих на зародыш и вызывающих его быстрое развитие.

Следовательно, свет, рассматриваемый как электромагнитные колебания и одновременно как поток квантов, несущих энергию, воздействуя на семена, вызывает возбужденные состояния в биологической системе семени. В результате этого питание зародыша, а также другие биологические процессы усиливаются. Это ведет к повышению энергии прорастания и всхожести семян, а затем и к усилению роста всходов.

На прорастание облученных семян влияет не только длина фотопериода, но и качество света. По мнению многих авторов, стимулирующее действие оказывает красный свет. С ним связано образование фермента, который разрушает эндоспермный слой, механически ограничивающий рост зародыша. Однако действие света связано не только с этим. Красный свет способствует образованию стимулятора роста - гиббереллина, который активизирует прорастание семян. При этом он не только активизирует образование общего содержания гиббереллина в тканях растений, но и способствует высвобождению свободных форм гиббереллина из связанных. Красный свет оказывает более заметное влияние на всхожесть, энергию прорастания семян, рост растений, чем свет другого спектрального состава. В связи с этим не весь световой спектр солнца одинаково желателен для облучения семян. Учитывая это, в последнее время для создания светового потока определенной волны, а следовательно, и определенного спектрального состава при облучении семян используют оптические квантовые генераторы (лазеры).

По хозяйственным соображениям семена древесных и кустарниковых пород после сбора в большинстве случаев не высевают, а хранят определенное время. При этом естественный ход подготовки семян к прорастанию нарушается, вследствие чего задерживается появление всходов, снижается грунтовая всхожесть посевного материала и качество выращиваемых из семян растений. Чтобы избежать этого, в практике лесного хозяйства семена перед посевом замачивают в воде и растворах микроэлементов и ростовых веществ, облучают светом и т. п. Для преодоления глубокого покоя семян применяют особый вид подготовки, называемый стратификацией.