|
 După cum știți, semințele multor plante germinează rapid atunci când sunt expuse la condiții favorabile. Prima și cea mai importantă condiție pentru germinarea lor este umiditatea. În stare uscată, semințele pot fi depozitate mult timp.
În timpul restaurării Teatrului de la Nürnberg din 1955, au fost găsite tuburi de sticlă cu semințe de orz, ovăz și alte culturi din recolta din 1831. Aceste semințe au fost semănate, încolțite și au produs plante cu urechi fără copertine. Semințele de mimoză au încolțit după 147 de ani. Dar cea mai lungă perioadă de conservare a viabilității semințelor, înregistrată în literatura mondială, se referă la semințele de lotus, care pot germina după ce au stat în noroi timp de 500-800 de ani.
Când semințele intră în contact cu apa, începe să curgă în ele cu mare forță. De exemplu, semințele de cocklebur pot absorbi apă chiar și dintr-o soluție saturată de clorură de sodiu având o presiune osmotică de 375 atmosfere. Prin absorbția apei, semințele se umflă și cresc în mărime. Astfel de semințe umflate pun o presiune enormă asupra mediului. Acest lucru poate fi judecat după incidentul care s-a întâmplat cu vaporul „Dnepr”.
Acest vaporizator s-a prăbușit înainte de a intra în strâmtoarea Bosfor. O navă de urgență cu K. Paustovsky i-a venit în ajutor. În povestea sa „Marea Neagră”, el a descris ceea ce a văzut: „Când ne-am apropiat de Dnipro, am văzut o priveliște neobișnuită. Aburiul a fost spart pe recife. Arcul era separat de pupă și ambele părți ale vaporului, scoase din pietre de expediția Epron, stăteau una lângă alta, legănându-se la ancore. Peretele impenetrabile au împiedicat scufundarea apei cu aburul spart ... Vederea aburului rupt a fost neașteptată pentru noi, dar în curând totul a devenit clar. Calele Niprului erau încărcate până la refuz cu mazăre. Apa a intrat în gaură și a udat mazărea. A umflat și a rupt cu o forță incredibilă părțile de fier ale aburului, a îndoit pereții etanși și a scos cadrele ".
Dar apa nu pătrunde atât de ușor în toate semințele. Miezul semințelor de salcâm alb, nuc, gladichia și multe alte plante este înlănțuit în învelișuri dure. Prin aceste învelitoare, accesul la embrionul de umiditate și oxigen este dificil și fără ele semințele nu germinează. Această situație este bine ilustrată de rezultatele unui astfel de experiment: 50 de semințe glazurate au fost introduse în apă în același timp, 4 dintre ele s-au umflat a doua zi, 11 - după două luni, 17 - în decurs de un an, 6 - după un an , 6 - în al treilea an, 3 - în al patrulea și al cincilea an, iar 3 semințe nu s-au umflat sau au germinat, deși au fost în apă mai mult de cinci ani.
Repausul semințelor și tulburarea acestuia
Sunt cunoscute multe astfel de semințe, în care apa pătrunde ușor, dar încă nu germinează. Unele semințe, de exemplu, nu germinează dacă sunt însămânțate imediat după recoltare. Pentru ca astfel de semințe să înceapă să crească, este nevoie de o perioadă. Această perioadă se numește repaus de semințe. IV Michurin a subliniat că în fiecare sămânță în repaus, adică într-o stare uscată, procesul vieții nu se oprește, are loc un metabolism constant, deși lent, care susține viața celulei embrionare și cursul corect al un astfel de schimb depinde în totalitate de condițiile de mediu în care se află semințele.
 La prima vedere, dormența semințelor este un fenomen negativ. De fapt, trecerea lor la o stare de repaus este o proprietate biologică utilă care protejează semințele de germinarea prematură și moartea sub influența condițiilor de mediu nefavorabile.
Dacă semințele nu ar avea o perioadă inactivă, atunci o persoană ar întâmpina dificultăți extrem de mari în colectarea, depozitarea și însămânțarea lor.Există soiuri de porumb, ale căror semințe sunt lipsite de o perioadă de latență și, prin urmare, germinează ușor pe urechea verde a plantei-mamă, formând răsaduri mari. Acest fenomen este observat și la unele soiuri de grâu, secară și alte culturi. Este clar că astfel de soiuri nu sunt răspândite, deoarece semințele lor nu pot fi păstrate.
Ce explică repausul semințelor? Motivele pentru prevenirea germinării semințelor sunt diferite. Unele (nuc, migdale și altele), așa cum s-a menționat mai sus, acest lucru se datorează prezenței învelișurilor de semințe tari care întârzie fluxul de apă către embrion, în altele (euonymus, cenușă etc.) embrionul este acoperit cu substanțe care întârzie germinarea acestuia și la altele (tei, cocoș etc.) embrionul este acoperit cu un film care nu permite trecerea oxigenului.
Unii cercetători asociază tranziția semințelor la o stare de repaus cu încetarea formării compușilor vitali și acumularea în țesuturi a substanțelor care întârzie germinarea embrionului. Într-adevăr, astfel de inhibitori se găsesc în unele semințe. De exemplu, semințele de pin și secară îmbibate în extract de apă din semințe de caise nu germinează deloc. Extractul din semințe de sfeclă de zahăr inhibă germinarea semințelor de orz, mazăre, cocoloși și alte plante.
S-a stabilit că acizii hidroxibenzoici, vanilici, hidroxicinamici și ferulici sunt inhibitori ai semințelor de sfeclă.
La semințele cu germinație scăzută la alte plante, s-au găsit și substanțe care inhibă germinarea. Acestea includ tirozina și amoniacul.
Acumularea excesivă de vitamine în semințe poate întârzia și germinarea semințelor. Deci, așa cum sunt stocate în semințe saxaul, chogon și unele altele, conținutul de vitamina P. crește de mai multe ori. În favoarea faptului că vitamina P, care se acumulează în cantități semnificative, inhibă germinarea semințelor, acest fapt vorbește și. Dacă semințele germinative ale acestor plante sunt umezite într-o soluție de vitamina P și, prin urmare, cresc conținutul acesteia, germinarea acestor semințe este întârziată. Compușii apropiați de vitamina P s-au găsit și în coca de grâu cu cereale roșii. Aceste substanțe întârzie și germinarea miezurilor proaspăt recoltate.
Unii promotori de creștere, care se acumulează în concentrații mari în semințe, pot întârzia și germinarea semințelor. S-a constatat că semințele latente de euonymus, cenușă și arțar conțin astfel de concentrații de acid indoleacetic (heteroauxin), care inhibă germinarea semințelor.
Foarte rar semințele germinează în fructe. În acest sens, s-a sugerat că pericarpul lor conține substanțe care inhibă germinarea semințelor. Pentru a testa corectitudinea acestei ipoteze, a fost creat un astfel de experiment. Un extract apos a fost preparat din pericarp și semințele luate din aceleași fructe au fost înmuiate în el, iar unele dintre semințe au fost înmuiate în apă. S-a dovedit că, în primul caz, germinarea semințelor și creșterea răsadurilor au fost inhibate. Deci, atunci când semințele de dud au fost înmuiate în extract, 14% din semințe au germinat, iar când au fost păstrate în apă, 73%.
În alte experimente s-a constatat că numărul inhibitorilor scade odată cu coacerea fructelor.
Natura inhibitorilor germinației este încă slab înțeleasă. Un lucru este clar că substanțele chimice care le inhibă germinarea nu sunt aceleași pentru semințe diferite. În acest sens, neutralizarea substanțelor care întârzie germinarea semințelor se realizează prin diferite metode. Într-un caz, conținutul acestor substanțe în semințe scade în timpul leșierii, adică atunci când semințele sunt înmuiate în apă; în cealaltă este necesară tratarea semințelor cu stimulente de creștere; în al treilea, acționează asupra semințelor prin factori fizici (lumină, temperatură etc.)
Inhibarea germinării este asociată nu numai cu prezența substanțelor care inhibă acest proces, starea celulelor este, de asemenea, de o mare importanță. Profesorul P. A. Genkel explică starea de repaus prin faptul că în semințele de coacere se formează compuși complecși. Acestea separă protoplasma de pereți, ceea ce duce la întreruperea comunicării între celule.La suprafața protoplasmei apare un strat gras, care previne pătrunderea apei și protejează conținutul celulelor de condițiile de mediu nefavorabile.
În prezent, s-au găsit tehnici care să ajute semințele să iasă din starea de inactivitate.
Când măcinați semințele cu nisip, sticlă zdrobită sau folosiți mașini speciale, accesul la embrionii de apă și oxigen se deschide și semințele germinează.
 Multe semințe necesită o pregătire diferită - stratificare. În acest scop, acestea sunt amestecate cu nisip umed cu granulație fină într-un raport de volum: o parte de semințe la trei părți de nisip.
Nisipul de râu este de obicei folosit ca mediu pentru stratificare. Pe parcursul întregii stratificări, conținutul de umiditate al nisipului este menținut la 30-50% din capacitatea sa completă de umiditate. Stratul de semințe cu nisip pentru rasele de pomi nu trebuie să fie mai mare de 25 cm, pentru fructele cu pietre - nu mai mult de 40 cm.
Condițiile de temperatură sunt esențiale pentru stratificarea semințelor. Cea mai favorabilă temperatură pentru stratificare este de 0-1 °; când scade la -6 °, procesul de stratificare încetinește, sub -6 ° germinarea semințelor scade, iar la temperaturi sub -15 ° semințele mor.
Pe lângă nisip, mușchiul este folosit și pentru stratificare. Acesta din urmă, datorită capacității sale ridicate de umiditate, a aerării ridicate și a proprietăților antiseptice, este considerat cel mai bun mediu pentru stratificare.
În funcție de natura semințelor culturilor fructifere, durata stratificării este diferită. Pentru semințele de măr Sibirka, perioada de stratificare este de 25-30 de zile, pentru semințele de Anis și Antonovka - 80-90, pentru semințe de prune de cireșe, prune uscate, cireșe Antipovka - 120-150, iar pentru semințe de cireșe obișnuite - 150-180 zile.
Germinarea semințelor este accelerată în mod vizibil în special în timpul stratificării în următoarele condiții: gunoi de grajd proaspăt de cal este așezat pe fundul șanțului cu un strat de 40 cm, un strat de nisip de 10 cm este turnat deasupra și apoi 8-10 cm de semințe amestecate cu nisip într-un raport de 1: 3. Semințele sunt umezite zilnic cu apă încălzită (35-45 °). Cu acest preparat, semințele caisă iar nucile răsar în ziua 12-15, dogwood - în ziua 40-45, etc.
Condițiile în care semințele sunt stratificate accelerează procesele fiziologice care pregătesc semințele pentru germinare. Cantitatea de substanțe care întârzie germinarea semințelor este redusă. Sub influența temperaturilor scăzute, se formează compuși vitali care stimulează germinarea lor.
Sfârșitul procesului de stratificare a semințelor este de obicei determinat de germinare și apariția unei rădăcini în semințele care au eclozat. Cu toate acestea, aceste metode durează mult și nu sunt întotdeauna aplicabile culturilor fructifere aflate în repaus profund.
În ultimii ani, au apărut noi metode pentru determinarea stării perioadei inactivă a semințelor și a gradului de pregătire a acestora pentru însămânțare după stratificare. Studiind natura metabolismului în semințe care se află într-o stare de repaus și au apărut din acesta, a fost posibil să se constate că apariția masivă a amidonului în rădăcina și părțile cotiledonului lângă mugur, o scădere a grăsimii și absența de izolare a protoplasmei caracterizează eliberarea semințelor culturilor fructifere dintr-o stare de repaus. Astfel de semințe pot fi utilizate pentru semănat după două săptămâni.
Nu numai sub influența stratificării, ci și sub acțiunea temperaturilor variabile asupra semințelor, germinarea semințelor și dezvoltarea plantelor sunt accelerate în mod vizibil. Deci, atunci când sunt expuse semințelor de bumbac, alternarea temperaturilor scăzute și ridicate a accelerat apariția răsadurilor, debutul înfloririi și randamentul au crescut. Fapte similare au fost stabilite pentru semințele de porumb, castraveți, roșii și alte culturi.
Studiile au arătat că sub acțiunea temperaturilor scăzute, în semințe se formează compuși asemănători b-berellinei. Dar, înainte de a analiza mai detaliat rolul important al acestor substanțe în viața plantelor, să vorbim pe scurt despre istoria descoperirii lor.
În câmpurile de orez din Japonia, India, China și alte țări, s-a observat de mult un fenomen neobișnuit, când lăstarii unor plante au început să crească puternic. Fructificarea acestor plante de orez a fost întârziată, semințele din panicule uneori nu s-au format deloc și randamentul a scăzut brusc.
Cunoscută drept „lăstari răi”, s-a constatat că această boală este cauzată de ciuperca gibberella fuykuroye. S-a sugerat că ciuperca gibberella secretă o substanță necunoscută care stimulează creșterea lăstarilor. Mai târziu, această substanță - giberelina - a fost izolată și structura sa a fost determinată.
Multe alte microorganisme, precum și plantele superioare, au capacitatea de a sintetiza acest stimulent de creștere. Substanțele asemănătoare giberelinei se găsesc în semințele de mazăre, porumb, fasole, măr și alte plante, în frunze tutun, rapiță, perilla și rudbeckia, în rădăcinile mazărei și zambilelor de apă. În prezent, 9 gibereline au fost izolate, diferindu-se între ele prin proprietăți fizice și chimice. Știința nu a cunoscut încă o astfel de substanță care nu numai că poate spori creșterea plantelor, ci și face ca plantele care nu înfloresc în condiții normale să înflorească. Gibberelinele accelerează în mod vizibil germinarea semințelor, îmbunătățesc creșterea răsadurilor.
Îndepărtarea învelișurilor dure din semințe cu repaus adânc, în multe cazuri, deși provoacă creșterea embrionilor, acestea dau plante slabe. Prelucrarea embrionilor semințelor latente cu giberelină contribuie la eliminarea nanismului la pomi fructiferi, arțar, bujor de copac și alții.
Semințe piersicăcare au o perioadă adormită profundă, chiar și după îndepărtarea osului, necesită 2-3 luni de stratificare la rece. Pe de altă parte, tratamentul cu giberelină a semințelor care nu au fost deloc supuse stratificării sau parțial provoacă o încălcare a perioadei de repaus și stimulează germinarea acestora.
Semințele arborelui pentru germinare necesită acțiunea temperaturii variabile (2-3 luni la 10-20 ° și 3-4 luni la 0-6 °). Sub acțiunea temperaturilor ridicate din semințe, embrionul crește, ceea ce duce la crăparea stratului de semințe. Acest proces de deschidere a semințelor poate fi marcat accelerat dacă sunt tratate cu o soluție de giberelină 0,05-0,1%.
În semințele multor plante, creșterea embrionilor începe cu întinderea celulelor. Dar acest proces este uneori întârziat, deși are loc diviziunea celulară. Se crede că efectul stimulator al gibberelinei asupra germinării semințelor constă în faptul că îmbunătățește procesul de întindere a celulelor embrionare, care, aparent, joacă un rol principal în timpul germinării.
Se părea că, din moment ce multe semințe nu au pigmentul verde, clorofila, lumina nu este necesară pentru germinarea semințelor. Dar experimentele au arătat că acest lucru nu este cazul. Alături de multe semințe care germinează în întuneric, sunt cunoscute sute de specii de semințe, pentru germinarea cărora lumina are un efect benefic, iar pentru unele este pur și simplu necesară. Deci, semințele de vasc, fireweed, buttercup otrăvitor și alte plante care se află în sol la o astfel de adâncime în care lumina nu pătrunde, nu germinează. Dacă aceste semințe lovesc suprafața și sunt expuse la lumină, acestea încep să germineze rapid.
Recent, s-au obținut date noi despre efectul luminii asupra germinării semințelor. S-a dovedit că iradierea de patru ori a semințelor de pin cu lumină roșie crește germinarea lor de 6 ori. Dacă, după aceasta, semințele sunt iradiate cu raze infraroșii, atunci efectul pozitiv al luminii roșii este eliminat. Se crede că lumina roșie îmbunătățește formarea de giberelină, care activează germinarea semințelor. În întuneric, are loc procesul opus, care este sporit de acțiunea razelor infraroșii. Acest lucru și alte fapte au determinat studiul capacității de reacție a semințelor sensibile la lumină la acțiunea giberelinei. S-a dovedit că semințele de salată, guayula, tutun și alte plante, fiind tratate cu acest stimulent de creștere, nu au nevoie de acțiunea luminii și, prin urmare, au germinat bine în întuneric.
Se știe că alți compuși sporesc germinarea semințelor.Academicianul N.G. Kholodny a fost primul din țara noastră care a efectuat cercetări privind efectul heteroauxinei asupra germinării semințelor și a productivității plantelor. El a arătat că tratamentul semințelor cu acest promotor de creștere crește semnificativ randamentele. ovăz iar grâul, heteroauxina și alți stimulatori de creștere sporesc, de asemenea, germinarea semințelor de tung, planta de bumbac, stejar și multe alte plante. Acest lucru se observă și atunci când se tratează semințele cu acid succinic, vitamine și alți compuși.
 Prezentarea tratamentului semințelor cu unele substanțe are o perturbare atât de profundă a metabolismului, încât duce la o schimbare a naturii plantelor. Pentru prima dată, acest lucru a fost demonstrat în mod convingător în legătură cu acțiunea colchicinei. Această substanță este obținută în principal din planta Colchicum, care a primit numele de la Kolkhos, adică Colchis antic, unde este deosebit de comună. Numele rusesc al plantei este crocusul de toamnă. Înflorește fără frunze la sfârșitul toamnei, apoi hibernează, iar primăvara, cu aspect de frunze, capsulele sale se coc. Colchicina izolată din această plantă s-a dovedit a fi o substanță otrăvitoare puternică, deși în doze mici are un efect terapeutic. Chiar și bizantinii au folosit extractul din colchicină ca medicament împotriva gutei.
Recent s-a constatat că tratamentul semințelor sau plantelor cu această substanță determină o modificare a caracteristicilor ereditare ale organismului plantei. Prin selectarea dintre aceste plante modificate, a fost posibilă izolarea formelor de hrișcă, mei, orz, secară și alte culturi cu productivitate crescută.
Modificări profunde sunt observate și atunci când semințele sunt tratate cu etilenimină. Înmuierea semințelor unui hibrid grâu-iarbă de grâu într-o soluție a acestui preparat (0,01-0,04%) în timpul zilei a dus la apariția unor noi forme. Tratarea în prealabil a semințelor de grâu cu o doză mare de 2,4-D (acid 2,4-diclorfenoxiacetic) duce, de asemenea, la modificări semnificative ale caracteristicilor ereditare ale plantelor.
Când tratați semințele cu diverse substanțe chimice, trebuie să acordați atenție schimbărilor în natura ereditară a plantelor. Acele substanțe care cresc randamentul, dar înrăutățesc varietatea, nu pot fi recomandate pentru o utilizare practică largă.
De exemplu, tratamentul pre-însămânțare a semințelor de grâu cu vitamina PP accelerează creșterea plantelor. Frunzele unor astfel de plante devin mai mari, tulpina este mai groasă, vârful și numărul de boabe din ea cresc. Astfel de plante oferă, de asemenea, un randament mai mare. Luând semințe de la aceste plante și semănându-le, este posibil să se îmbunătățească natura soiului.
Până de curând, principalele metode de tratare a semințelor erau înmuierea sau praful cu una sau alta substanță. Dar astfel de tehnici nu erau întotdeauna aplicabile în practică.
Înmuierea semințelor este o sarcină plictisitoare, mai ales atunci când se prelucrează cantități mari de semințe. În plus, semințele umede nu pot fi semănate imediat, deoarece vor trece inegal prin unitățile de însămânțare ale semănătorului. Uscarea semințelor necesită, de asemenea, muncă. În plus, dacă vremea este nefavorabilă și semănatul nu se poate face, semințele umezite pot germina.
La praf, substanțele aplicate semințelor se sfărâmă. Aceste circumstanțe i-au determinat pe cercetători să găsească așa-numiții adezivi care să păstreze nutrienți și pesticide pe suprafața semințelor. Dezvoltarea polimerilor a deschis noi oportunități promițătoare pentru acoperirea semințelor. Fabricile au început să acopere semințele de porumb cu un strat subțire de pelicule speciale. Aceste filme sunt injectate cu pesticide, substanțe nutritive și stimulente de creștere și, uneori, vopsele inofensive. Semințele sunt vopsite în principal pentru a distinge cu ușurință semințele tratate de cele netratate. Semințele astfel preparate pot fi folosite pentru însămânțare în orice moment.
Ovcharov, K. E. - Puterea omului asupra vieții plantelor
|
