Покой семян. Хранение и способы предпосевной обработки семян
Семена не только служат для размножения и расселения растений, но также являются образованием, приспособленным для сохранения зародыша при неблагоприятных условиях среды. В процессе эволюции и в связи с необходимостью адаптации к действию экстремальных факторов среды, в первую очередь низких температур и обезвоживания, у семян многих растений выработалась способность переходить в состояние покоя, т.е. способность не прорастать даже при благоприятных для этого условиях. Различают три типа покоя: эндогенный (природный, первичный), индуцированный (вторичный) и вынужденный (экологический). Эндогенный покой предупреждает прорастание зрелых семян на материнском растении и в течение некоторого времени после осыпания или вылета семян. Помещение семян, находящихся в состоянии эндогенного покоя, во влажные условия при оптимальной температуре и аэрации вызывает их прорастание. Этот тип покоя присущ большинству видов растений. Продолжительность эндогенного покоя разная у различных видов и у семян одного и того же растения.
Иногда покой вновь наступает после того как семена начали выходить из состояния эндогенного покоя. Такой индуцированный, или вторичный, покой наступает, когда семена, обеспеченные водой, попадают в условия, где какой-то другой фактор препятствует их прорастанию. Чаще всего главными факторами, вызывающими индуцированный покой, являются высокая температура и ограниченный доступ кислорода.
Вынужденным покоем называется такое состояние, при котором жизнеспособные семена не прорастают в силу каких-либо ограничений в окружающей среде, например из-за недостатка кислорода или отсутствия света. Семена некоторых растений не могут прорасти из-за плотной, непроницаемой для воды семенной оболочки или из-за присутствия в этой оболочке ингибиторов роста.
Свойство семян после достижения зрелости переходить в состояние покоя способствует их хранению. Хозяйственная необходимость хранения семян многих видов древесных растений связана с периодичностью плодоношения этих видов. Давно установлено, что, например, хвойные растения плодоносят крайне нерегулярно. С продвижением на север продолжительность периода между урожайными годами увеличивается. Особенно это заметно в еловых насаждениях, в которых семенные годы могут сменяться годами с полным неурожаем. В сосновых и лиственничных древостоях урожаи шишек и семян наблюдаются ежегодно, значительно колеблясь в численных и качественных показателях. За 25 лет непрерывного учета опавших семян в полных приспевающих насаждениях лиственницы европейской в условиях Московской области хороших урожаев наблюдалось два, средних — один, ниже среднего — пять и плохих — семнадцать (В.П. Тимофеев, 1972).
Для проведения лесокультурных работ в неурожайные годы необходимо иметь запас семян основных лесообразующих видов древесных растений. Продолжительность хранения семян зависит от способности их к прорастанию, что определяется наследственными свойствами семян и условиями внешней среды. Режим и способы хранения дифференцированы по видам деревьев и кустарников. Так, желуди дуба хранятся при влажности 55-60% и температуре от-2 до +3°С; семена сосны, ели и лиственницы — при влажности 2-4% и постоянной температуре 4°С. Чем ниже влажность семян, тем ниже может быть температура хранения и тем больше может быть срок хранения. Перед закладкой на хранение семена очищают и сушат.
Известны данные опытов по сохранению жизнеспособности семян сосны, ели и пихты при различной температуре (Е. Huss, 1967). Влажность семян перед хранением не должна превышать 8%. Семена пихты после семи лет хранения лучше всего сохранили всхожесть при -20°С, немного ниже — при -5°С и снизили ее при 5°С. Образцы семян сосны после двух лет хранения при 20°С значительно понизили всхожесть, тогда как при 5°С сохранили первоначальную всхожесть на протяжении первых трех лет и имели удовлетворительную всхожесть даже после семи лет хранения. При -5°С всхожесть семян сосны, как перед опытом, так и при последующих анализах на протяжении 20 лет в открытом и закрытом контейнерах была почти одинакова. Хранение семян ели при комнатной температуре дало отрицательный результат, при 5°С на протяжении первых пяти лет всхожесть удерживалась на уровне первоначальной, а при -5°С и при более продолжительном хранении семена не снижали всхожесть.
Жизнеспособность семян большинства видов растений в процессе хранения несколько снижается. Происходит это в первую очередь из-за того, что в семенах при хранении продолжаются процессы дыхания, на которые расходуются энергетические вещества семян. Чтобы избежать потерь, связанных с понижением жизнеспособности семян при хранении, в практике лесного хозяйства выработан ряд способов подготовки семян к посеву. Наиболее распространенные способы подготовки семян древесных растений к посеву — это стратификация и скарификация. Стратификация (от лат. stratum — слой и facio — делаю) — переслаивание, выдерживание семян во влажном измельченном торфе или песке. Смесь семян и субстрата хранят в ящиках или траншеях при постоянной или переменной температуре (для большинства видов от 0 до 5°С). Длительность стратификации зависит от древесной породы и составляет: 10-30 суток для пихты белой и европейской, 150 суток для ясеня обыкновенного и липы, 65-75 суток для клена остролистного. Для повышения грунтовой всхожести семян и ускорения роста сеянцев сосны, ели и лиственницы рекомендуется стратификация семян этих видов под снегом в течение 60-75 суток.
Для семян с непроницаемой семенной кожурой, находящихся в состоянии глубокого покоя, применяют скарификацию. Скарификация (от лат. scarifico — царапаю) — поверхностное повреждение твердых оболочек семян для ускорения их прорастания. Семена перетирают с песком, металлическими опилками или обрабатывают в специальных машинах — скарификаторах. Скарифицируют семена видов из семейства бобовых — гледичии, робинии и др. После скарификации семена намачивают 12 ч и высевают во влажную почву. В некоторых случаях семена, находящиеся в состоянии вынуж-денного покоя, не прорастают даже при исключении факторов, лимитирующих прорастание. В таких случаях может помочь обработки облучением, ультразвуком, а также химическое или гормональное воздействие. Процессы, происходящие в период прорастания, еще не полностью выяснены. Считается, что поглощение воды в начале прорастания семян вызывает продуцирование в клетках небольшого количества гибберелловой кислоты, которая в свою очередь стимулирует синтез ферментов, которые расщепляют крахмал до растворимых углеводов, образуя тем самым энергетический источник для развития зародыша. Предпосевная обработка активизирует работу ферментов, ускоряет переход нерастворимых запасных питательных веществ в растворимую форму.
***
Задачи науки о семенах лесных древесных растений были сформулированы в середине XX века, но и через пятьдесят лет лесоводы не имеют окончательно разработанной теории лесного селекционного семеноводства. Среди проблем, стоящих перед лесным семеноведением в настоящее время, в первую очередь следует назвать разработку новых, достаточно объективных и точных методов изучения лесных семян. Дело в том, что ученые и практики при оценке посевных качеств семян используют методы, разработанные несколько десятилетий назад; традиционными являются и способы предпосевной обработки семян. Неблагополучная обстановка сложилась в таких областях, как учет и прогноз урожая лесных семян, режим и технология длительного хранения семян основных лесообразующих пород без потери ими своих свойств. Накапливаются данные, свидетельствующие о необходимости совершенствования действующего лесосеменного районирования. Решающую роль в повышении уровня научных разработок в области лесного семеноведения должны сыграть физиологические, биохимические и биофизические методы, позволяющие глубже изучить природу лесных семян. Совершенствование приемов и методов лесного семеноведения позволит решить ряд проблем лесного хозяйства и обеспечит прогресс в смежных областях лесной науки — в лесной селекции, семеноводстве и сортовыведении.
Вопросы для самопроверки
1. В чем заключается содержание лесного семеноведения?
2. Раскройте понятие репродуктивного цикла.
3. Что такое жизнеспособность семян и факторы, влияющие на прорастание семян?
4. Что такое чистота, всхожесть, энергия прорастания и доброкачественность семян?
5. Дайте определение эндогенного, индуцированного и вынужденного покоя.
6. Что такое стратификация и скарификация?
Глава 8
Семенное размножение
селекционно улучшенного материала.
Лесное семеноводство
В нашей стране семенное размножение селекционно-улучшенного материала основных лесообразующих пород связывают с системой лесного семеноводства. К настоящему времени лесное семеноводство превратилось в одно из основных направлений лесохозяйственной деятельности, в задачу которого входит: а) массовое производство семян лесных растений с ценными наследственными свойствами и высокими посевными качествами, их заготовка, переработка, хранение, использование, реализация; б) семенной контроль; в) сохранение и изучение ценного генетического фонда лесных растений.
Конечная цель лесного семеноводства — перевод его на сортовую основу и создание высокопродуктивных насаждений.
Лесное семеноводство включает комплекс мероприятий по созданию и использованию постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) на генетико-селекционной основе.
Дата добавления: 2017-01-13; просмотров: 1714;