Семенная оболочка непроницаема для кислорода

4. наличием особых веществ – ингибиторов роста

Процессы, проходящие в семенах во время глубокого и вы­нужденного покоя, еще полностью не выяснены. Это объясня­ется тем, что семя очень сложная и во многом еще не познанная биологическая система. Однако достижения в области физики, химии, молекулярной биологии, биохимии, а также раскрытие внутренней организации и энергетики физиологических процес­сов, выявление закономерности взаимодействия органов тканей позволяют сделать некоторые суждения и теоретические обо­снования приемов подготовки семян к посеву.

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.

Для прерывания сроков покоя семян на них воздействуют различными факторами:

1. наличие достаточного количества воды

2. наличие кислорода

3. соответствующий тепловой режим

4. соответствующий световой режим

Так, при намачивании семян в воде изменяется энергети­ческий уровень всей биологической системы. 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, усиливает 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.

В семенах, имеющих глубокий покой, содержатся вещества, задерживающие их прорастание. Они называются блокирую­щими тормозителями прорастания, или ингибиторами. Наличие в семенах инги­биторов раскрывает в определенной степени роль стратифика­ции, при которой семена на определенное время помещают в ус­ловия пониженных температур и доступа свободного кислорода. При пониженных температурах и наличии кислорода ингиби­торы прекращают свое тормозящее действие. Существует мне­ние, что тормозители вымываются из семян или вступают в сложные биохимические реакции и этим снижают барьер, тор­мозящий прорастание. Под влиянием пониженной температуры в клетках происходит накопление веществ, стимулирующих рост. При достижении достаточно высоких кон­центраций эти вещества устраняют действие ингибиторов, что и определяет появление у семян с глубоким покоем способности к прорастанию.

Таким образом, если при сборе и переработке лесосеменного сырья, хранении и транспортировке семян нельзя допускать вы­ведения биологической системы семени из равновесного состоя­ния, то при подготовке семян к посеву, наоборот, необходимо перевести эту систему в возбужденное состояние.

4.Способы подготовки семян к посеву.

Семена, прошедшие предпосевную подготовку, при наличии воды, тепла и кислорода, прорастают. При этом вода раство­ряет некоторые запасные питательные вещества, делает их до­ступными для питания развивающегося зародыша. Активизиру­ется работа разнообразных биологических катализаторов — ферментов; происходит образование фитогормонов, которые яв­ляются регуляторами ростовых процессов в семенах; ускоряется переход нерастворимых запасных пита­тельных веществ в доступную форму.

Предпосевная подготовка семян является одним из важнейших направлений в повышении эффективности выращивания посадочного материала.

Знание причин семенного покоя позволяет разработать и применить различные способы его преодоления путем специальной предпосевной обработки:

Стратификация

Снегование