Прорастание семян пшеницы

27-02-2014, 22:08
Прорастанием называется совокупность физических и биологических изменений, происходящих в зерне в процессе их перехода из состояния покоя к активной жизнедеятельности, которая заканчивается образованием проростка, то есть новообразования, способного расти и дать растение.
Процесс прорастания семян рассматривают из разных сторон: морфологической - преобразование зародыша в проросток; физиологический - возобновление метаболизма и роста, которые находились в покое; биохимической - последовательная дифференциация окислительных и синтетических путей метаболизма, возобновление биохимических процессов, типичных для вегетативного роста и развития.
Согласно классификации Международной ассоциации по испытанию семян (ISTA), окончанием процесса прорастания семян в ботаническом (физиологическом) понимании подразумевается появление кончика корешка из оболочки; в контрольно-семенном анализе — развитие корешка и стебелька, превышающих размеры зерновки; в агрономическом - с появлением всходов и переходом на автотрофное питание.
Процесс прорастания семени состоит из ряда последовательных фаз, количество которых и их суть разными авторами трактуется неодинаково. Наиболее удачной является классификация Кулешова и Строны, которые процесс прорастания разделили на пять последовательных фаз - рис. 4.11.
Прорастание семян пшеницы

Каждой фазе присуща определенная продолжительность, определенные биохимические и морфологические изменения, происходящие в семени, а также определенные требования к условиям среды.
Проросшими семенами следует считать только те, которые имеют сформированный проросток (появление ростка с первичными корешками). Например, Степанов принимал за начало прорастания наклевывание семян, а за окончание - появление корешков, равных длине семени.
По Фирсовой проросшими семенами принято считать такие семена, которые имеют нормально развитый корешок и росток не менее длины семени. Если нет ростка, то независимо от длины корешков, семена нельзя называть проросшими, а только прорастающими (то есть находящихся на разных фазах прорастания).
Зародыш, увеличиваясь в размерах, прорывает оболочку и в одну сторону дает корешок, в другую - “перышко (plumule)” - рис. 4.12.
С момента разрыва зародышем оболочки зерна последнее можно охарактеризовать как прорастающее семя.
Корешок, удлиняясь, в дальнейшем росте прорывает влагалище корешка. Вскоре после этого, выше основания главного корешка, появляется первая пара боковых корешков. В это же время над ними увеличивает свои размеры и перышко, которое состоит из колеоптиле, увеличившихся в размерах первого и второго листьев и почки. Между основанием перышка и корешка залегает ткань, которая в будущем дает узлы и междоузлия.
Своеобразное прорастание пшеницы отмечается при прорастании зерна на корню или в снопах. Проросшие зерна дают только перышко длиной 1-2 см без корешка.
При температуре выше 0°C корешок обычно растет вниз, стебелек в противоположную сторону. При ненормальных условиях внешней среды, в частности при температуре ниже 0°C, стебелек, не выходя из-под оболочки зерна, растет вдоль до противоположного конца зерна, где он пробивает оболочку и выходит наружу (рис. 4.13 б).
В полевых условиях при резко выраженных понижениях температур воздуха ночью (-8-10°C) стебелек растет под оболочкой вокруг зерна приближаясь после прохода круга снова к зародышу и здесь уже выходит наружу (рис. 4.13 а).
Прорастание семян пшеницы

В подобном ненормальном характере прорастания зерна, по мнению Носатовского, отчетливо проявляется происхождение сорта. Сорта, которые происходят из теплых стран, дают больше ненормально проросших семян, чем сорта, произрастающие в районах с умеренным климатом. Ненормальное прорастание семян чаще наблюдается у твердых пшениц, более требовательных в это время к теплу по сравнению с мягкими пшеницами. Кроме того, более крепкая оболочка твердых пшениц труднее прорывается ростком, чем у мягких, особенно при недостатке влаги.
Число зародышевых корешков может характеризовать качество семян, ибо по данным Красовской, Кравцова и др., зародышевые корни остаются деятельными до конца жизни растения, и па их долю падает до 1/3 части работы всей корневой системы.
Факторы, влияющие на прорастание зерна. Процесс прорастания семян сложен не только по морфологии и биохимии, но и потому, что он сильно зависит от окружающей среды. Всякое внешние воздействие замедляет биохимические превращения, что приводит к изменению биологических особенностей проростка. Поэтому семена служат средством не только для сохранения и размножения вида, но и приспособлением вида к условиям произрастания.
Изменчивость молодых проростков, которая может начинаться еще на ранних фазах прорастания, значительно большая, чем у старых растений, что и создает их высокую пластичность.
Эта особенность прорастающих семян и молодых проростков играет выдающуюся роль в эволюции растений, она же представляет и большую практическую значимость. Известно, например, что высокая пластичность проростков используется селекционерами для отбора по разным признакам и свойствам, для направленного формирования биологических свойств растения (засухоустойчивость, зимостойкость т.п.) путем различной предпосевной обработки семян (мутагенами и т.д.).
Все факторы, естественные и искусственные, которые влияют на прорастающее семя и формирование проростка, вызывают глубокие изменения в физиолого-биохимических процессах, в значительной мере предопределяющих способности давать высокий урожай.
Продолжительность периода посев - всходы. Росток проросшего семени должен пройти слой почвы, на глубину которого оно было посеяно. Поэтому появление ростка над поверхностью почвы в полевых условиях бывает несколько позже периода окончания фазы прорастания зерна и, прежде всего, зависит от температуры, влажности почвы и глубины заделки семян.
Еще в конце XIX столетия Калиновский и Рислер отметили, что для прохождения ростком пшеничного растения 1-го см почвы необходимо 10-12° суммы средних суточных температур.
Продолжительность периода от посева до появления первого листа (колеоптиле), выраженное суммой средних суточных температур, складывается из:
1) суммы средних суточных температур от посева до прорастания;
2) суммы средних суточных температур от прорастания до появления первого листа над почвой, которая состоит из произведения: 10°, умноженных на глубину заделки семян в почву.
Так как обычно появление всходов отмечается тогда, когда листок над почвой достигает высоты 2-3 см, на что требуется еще 20-30°С суммы температур, то полная сумма за период от посева до появления всходов у пшеницы может быть выражена формулой:
t° = 60° + 10n + 25°,

где: t° - сумма температур от посева до появления первого листа;
60° - сумма температур от посева до прорастания;
n - глубина заделки семян в почву;
25° - сумма средних температур, необходимых для достижения первым листом 2-3 см над поверхностью почвы.
Так, при заделке семян в почву на глубину 2 см, общая сумма температур составит: 60+10° х 2 + 25° = 105°; при заделке на 4 см -145°С. Зная среднесуточную температуру, при которой идет прорастание и рост ростка, можно определить период от посева до всходов. Он равен частному от деления общей суммы температур на среднесуточную температуру. Например, при среднесуточной температуре +14°С, всходы появятся на 7-8-й день при заделке на глубину 2 см, на 9-й день - при глубине 4 см.
Зерно твердых пшениц, которое для своего набухания и прорастания требует большей суммы температур, поэтому и сумма общих температур будет больше, а росток взойдет позже.
По данным Лысенко, постоянная константа температуры, при которой семена не способны прорастать, составляет 2,5°С. Исходя из этого, Лысенко предложил иную формулу для определения периода посев - всходы:
X = A / t° - B

где:
А - постоянная для каждого сорта сумма температур дней от посева до всходов;
В - температура, ниже которой не проходит прорастание;
t° - средняя суточная температура, при которой растет росток.
В отличие от формулы Калиновского и Носатовского, для формулы Лысенко необходимо знать константы для каждого сорта, что создает определенные трудности. Кроме этого, она не учитывает глубину заделки семян, поэтому менее приемлема.
Нарушить формулу Калиновского - Носатовского может влажность почвы. Вериго считает, что прорастание семян пшеницы может начаться только в том случае, если в верхнем 20-ти сантиметровом слое почвы содержится не менее 5-10 мм продуктивной влаги. Кузнецов и Тарасенко отмечают, что устойчивое прорастание семян пшеницы начинается при влажности почвы на 1-2% выше коэффициента завядания. Дальнейшие увеличение влажности почвы сокращает период “посев-всходы”.
Влажность почвы, несколько превышающая влажность разрыва капилляров, является оптимальной для прорастания семян и появления всходов пшеницы.
Для озимой пшеницы продолжительность периода “посев-всходы”, в первую очередь, зависит от температуры почвы и воздуха, при которой начинается посев. Так, по данным Ижика, коэффициент корелляции между длинной периода “посев-всходы” и температурой почвы составляет 0,901 ± 0,017.
По данным большинства авторов оптимальной температурой для начала посева озимой пшеницы является +14-17°С. При этих температурах и наличии влаги в поверхностном слое почвы прорастание протекает быстро и всходы появляются через 6-8 дней.
По данным Пархоменко и Кулешова, оптимальная температура (+14-17°С) в условиях Харькова наблюдалась в последней декаде августа и первой декаде сентября (табл. 4.29).
Прорастание семян пшеницы

При посеве по черному пару при температуре воздуха +17-14°С, в среднем за 4 года, в 18-ти опытах озимой пшеницы появление всходов отмечено, в среднем через 6,3 дня с колебаниями по годам от 4 до 8 дней. При посеве 20-22 сентября всходы появились через 10 дней (с колебанием от 7 до 16 дней); 30 сентября - через 15,2 дня (с колебанием от 9 до 19 дней) и 10-11 октября - через 23,2 дня (17-33 дня).
Сопоставление данных среднесуточных температур воздуха и числа дней до появления всходов позволяет сделать вывод, что оптимальной суммой температур для получения всходов через 6-8 дней является 110-120°С. Снижение же среднесуточных температур после посевного периода до 7°С удлиняет период “посев-всходы” до 15-18 дней, а при снижении температуры до 6-4°С - период удлиняется до 26-30 дней.
Продолжительность периода “посев-всходы” у яровой пшеницы по данным Писарева для всех районов возделывания практически одинаков - всходы появляются примерно через 14 дней после посева, а сумма средних суточных температур близка одна к другой - примерно 100-110°C.
Несмотря на одинаковую продолжительность среднего периода “посев-всходы” по разным регионам, в отдельные годы, даже в пределах одного района она может сильно колебаться: от 8 до 36 дней. Удлинение периода “посев-всходы” объясняется главным образом снижением температуры воздуха, которая отмечается при возврате холодов: чем ниже температура, тем длиннее период “посев-всходы”. Однако сумма среднесуточных температур за этот период бывает близкой к 110°C.
Отклонение в сумме суточных температур, как у озимой, так и яровой пшеницы можно объяснить: различными сроками посева, неодинаковой глубиной заделки семян, разной температурой воздуха и почвы на глубине заделки семян и неодинаковой влажностью почвы.

  • Головневые болезни пшеницы
  • Формирования колоса пшеницы
  • Кущение растений пшеницы
  • Набухание зерна (семян) пшеницы
  • Стебель (соломина) пшеницы
  • Корневая система пшеницы
  • Рост, развитие и биологические свойства растений пшеницы
  • Световая стадия развития растений пшеницы
  • Стадия яровизации развития растений пшеницы
  • Отношение растений пшеницы к низким температурам. Зимо-морозостойкость

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования