Что является лимитирующим фактором для прорастания семян свет вода ветер
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
в природе: конечно же,красные водоросли являются участниками цепей питания,служат кормом для многих животных. за счёт же фотосинтеза обеспечивают насыщение кислородом среду своего обитания. можно упомянуть и о естественной очистке вод.
в жизни человека красные водоросли тоже имеют чрезвычайно важное значение: это и применение в медицине и косметологии,и в пищевой промышленности и в других отраслях производства. некоторые виды употребляются в пищу в чистом виде,из некоторых производится агар-агар,желеобразующее вещество,либо другие,не менее важные для жизни и производства компоненты.
Необходимым условием для прорастания является возобновление роста зародыша и его развитие в самостоятельный сеянец.
Физиологические процессы, участвующие в прорастании семян, следующие: 1) поглощение воды, главным образом посредством всасывания; 2) начало увеличения и деления клеток; 3) увеличение числа энзим, их активности, ферментация запасов питательных веществ; 4) перемещение питательных веществ в районы роста; 5) увеличение дыхания и ассимиляции; 6) увеличение числа делений клеток и их размеров; 7) дифференциация клеток па различные ткани и органы растения. Прорастание можно считать закончившимся, когда сеянец образовал достаточную роста; 5) увеличение дыхания и ассимиляции; 6) увеличение числа делений клеток и их размеров; 7) дифференциация клеток па различные ткани и органы растения. Прорастание можно считать закончившимся, когда сеянец образовал достаточную фотосинтетическую поверхность, способную обеспечить его питательными веществами. По утверждению Ричардсона (1956), рост сеянцев дуба красного, образовавших одну розетку листьев, не зависит от питательных веществ желудя до тех пор, пока условия благоприятствуют фотосинтезу. Недавно Тул и др. (1956а) сделали обзор физиологии прорастания семян, а Губерман (1940) привел полный перечень морфологических изменений в период прорастания и начала роста южных видов сосны.
Последовательность различных этапов полностью не ясна, но очевидно, что поглощение дополнительной воды необходимо для приведения в действие цепи реакций, в результате которых наступает прорастание. Всасывающаяся вода смягчает твердые семенные оболочки и набухающий зародыш, который, впитывая воду, разрывает семенную оболочку, что способствует появлению корешка. Стоун (19576) сумел отделить поглощение воды, требуемой для стратификации, от воды, необходимой для прорастания семян сосны джефрея. Для успешного набухания в течение 48 часов поглощается достаточное количество воды, но для прорастания необходимо дополнительное поглощение. Вслед за увеличением содержания воды происходит увеличение клеток и деление клеток в точках роста; возможно, это вызывает освобождение гормоноподобных веществ, стимулирующих образование энзим, их активность и перемещение питательных веществ в районы роста. Увеличение активности митохондрий наблюдалось у ряда прорастающих семян; Стенли (1957) считает активацию митохондриальпых энзимных систем важной ступенью прорастания. Необходимы дальнейшие исследования участвующих в прорастании физиологических процессов.
Обычно вначале удлиняется первичный корень, который погружается в почву, закрепляя сеянец. В других случаях удлиняется подсемядольное колено и, поднимаясь вверх, выталкивает семядоли из земли в воздух, где они образуют фотосинтетические органы. Во время этого процесса семенная оболочка обычно слущивается и первичная листовая почка зародыша вскоре образует стебель с листьями. Иногда подсемядольное колено не удлиняется; следовательно, семядоли остаются внутри семенной оболочки, под землей. Первичный корень растет вглубь почвы, и в это же время вверх растет падсемядольное колено, образуя фотосинтезирующие листья. Образец развития сеянца был дан на рис. 2.1. Там, где питательные вещества хранятся в эндосперме или мегагаметофите, семядоли поглощают питательные вещества из хранящей их ткани и перемещают в районы роста. Браун и Гиффорд (1958) установили, что отделенные зародыши сосны сахарной поглощают сахарозу для роста намного эффективнее через семядоли, чем через корни. Зародыши целых семян сосны поглощают питательные вещества из окружающей ткани главным образом через семядоли.
Для прорастания семенам необходимы вода и кислород, а также подходящая температура. Некоторые семена для прорастания нуждаются в вынесении их на свет. Очень хорошо, если семя прорастает быстро, так как чем меньше времени требуется для прорастания, тем меньше опасность повреждения грибками, болезнями, вредителями, неблагоприятной погодой и склевывания птицами. Большинство исследований прорастания проведено па семенах травянистых растений, но от тех же самых факторов зависит и прорастание семян древесных растений.
Вода. Для происходящих при прорастании биохимических и биофизических процессов требуется дополнительное поглощение воды. Например, содержание воды в семенах сосны веймутовой составляло 7% сухого веса, но перед прорастанием оно увеличивалось до 45% и достигало 172% в молодых сеянцах. Напряжение почвенной влаги и ДДД среды могут ограничивать поглощение воды. Практически в почве, имеющей капиллярную влажность, все семена могут поглощать достаточное количество воды для прорастания, а ряд семян овощных растений может прорастать при влажности, близкой к постоянному увяданию [Донин и Мак-Гилливри (1943)]. По утверждению Кауша (1952), ДДД меньше 1 ат существенно не влияет па поглощение воды и прорастание семян, а Оуэн (1951) установил, что около 20% семян пшеницы прорастало при ДДД, равном 30 ат. Гибель семян при высоком ДДД объяснялась не только их неспособностью поглощать воду. В работе, цитируемой Бэйкером (1950), указывается, что, возможно, семена деревьев чувствительны к осмотическому давлению субстрата. Эту точку зрения разделяли также Сату и Гу (1954). Они установили, что перерастание семян нескольких видов хвойных задерживалось при напряжении почвенной влага свыше 8 ат. Прорастание семян криптомерии японской составляло 10% в полумолярном растворе сахарозы, семян кипарисовика туполистного лишь немного уменьшалось в растворе сахарозы 0,4 М, но падало до 25% в растворе 0,5 М, как это показано на рис 133. Избыток удобрения может уменьшить прорастание семян в большей степени, чем последующий рост сеянцев. Избыток воды уменьшает или прекращает прорастание, снижая количество кислорода.
Намачивание семян в течение нескольких часов часто ускоряет прорастание, по длительное намачивание часто вызывает повреждения и даже потерю жизнеспособности. Даже намачивание в течение 6 часов уменьшает прорастание семян фасоли [Бартон (1950)]. Тоуми и Дёрлэнд (1923) установили, что при намачивании семян деревьев от 3 до 5 дней прорастание не уменьшалось, но при содержании в растворах в течение 10 дней уже значительно снижалось, а при намачивании в течение 30 дней семена всех горных растений погибали. Семена же некоторых растений низинных местностей не только выдерживали 30-дневное намачивание, но даже прорастали лучше, чем ненамоченные.
Вред от намачивания не является результатом только недостатка кислорода, так как продувание кислорода через воду, в которой мокнут семена, не только не прекращает, но, наоборот, увеличивает вредные последствия [Бартон (1950)]. Продувание С02 через воду несколько уменьшало вред, а также уменьшало поглощение воды; это приводит к предположению, что причиной вреда может быть избыточное поглощение воды. Выщелачивание растворов и активность микроорганизмов могут также усугублять вред длительного замачивании.
Некоторые семена выдерживают длительное погружение в воду. По утверждению Дэмари (1932), семена кипариса болотного сохраняли жизнеспособность после 30 месяцев затопления, а Шанк (1939) установил, что семена ниссы североамериканской выдерживали 7 месяцев затопления. Однако эти семена не прорастали под водой. По утверждению Ларсена (1958), желуди нескольких видов дуба могут быть погружены в воду сроком до 2 месяцев и не потерять жизнеспособности, а некоторых видов даже улучшить прорастание.
Кислород. Семенам разных видов требуется для прорастания неодинаковое количество кислорода. Семена некоторых растений, например риса, могут прорастать под водой, а семена пшеницы и других растений не прорастут, если они затоплены. Даже семена болотных растений, например кипариса и ниссы, выдерживающие длительное затопление, не прорастут, если их не выставить па воздух. В результате сеянцы этих растений появляются лишь в сухое лето, когда почва длительное время свободна от воды [Дэмари (1932)].
Температура. Семена большинства деревьев могут прорастать при разных температурах, но лучше всего для них умеренно высокие температуры. Согласно Хаазису и Траппу (1931), семена сосны скрученной хорошо прорастают при 25° С, плохо при 3 и 36°, но некоторые семена лучше прорастают при 41, чем при 36° С. Хаазис (1928) установил, что у ряда семян хвойных имеется двойной максимум температур. Влияние температуры на прорастание семян сосны показано на рис. 134. По утверждению Критчфилда (1957), семена сосны скрученной прорастают почти одинаково при температурах 20 и 30° С, но намного медленнее при 10° С. Семена прибрежных видов прорастают медленней, чем горных. Стирнс и Олсон (1959) установили, что семена тсуги канадской в Квебеке лучше всего прорастают при 12 и хуже всего при 27° С, а семена из Теннеси хорошо прорастали при 17-22° С.
В природе семена подвергаются колебаниям температуры днем и ночью, и иногда они прорастают лучше при ночных температурах, несколько пониженных по сравнению с дневными. Дневная температура 30° и ночная 20° была вполне достаточна для прорастания многих семян, но есть семена, которые лучше прорастают при 25° днем и 10° С ночью, а некоторым нужны еще более низкие температуры. На рис, 135 показано прорастание желудей дуба каштанового при различных температурах, а на рис. 136 – различие в прорастании в зависимости от вида дуба.
Ашби и Хельмерс (1955) подчеркивают, что потребность для прорастания в определенной температуре имеет практическое значение при выборе пород для посадки в поле, так как в некоторых районах необходимо использовать породы, которые будут прорастать при имеющихся полевых температурах и большом количестве воды. Адаме (1934) сделал вывод, что холодная почва под густым пологом леса мешала прорастанию семян и росту корней сеянцев сосны веймутовой в Новой Англии. Некоторые результаты его опытов даны в табл. 43. Эти данные показывают, что температура, способствующая быстрому прорастанию, необязательно благоприятна для выживания сеянцев. Барин (1951) установил, что корни сеянцев сосны ляданной лучше всего растут при 25° Си перестают практически расти при 5 и 35° С. Соотношение корней и побегов было самым высоким при 20° и понижалось при более низких и более высоких температурах,
Арндт (1945) подчеркивал, что хотя оптимальные для удлинения корней и подсемядольного колена хлопка температуры на ранних стадиях его развития одинаковы, они различаются почти на 9 о С после того, как корни удлинились на 10 см, а подсемядольное колено выросло вверх до 16 см; тогда корни растут лучше при температуре, которая для подсемядольного колена ниже оптимальной, Более того, температура, наиболее благоприятная для развития семядолей и вторичных корней, не способствует наиболее быстрому удлинению первичного корня.
Влияние температуры почвы на прорастание семян и рост сеянцев сосны веймутовой
Подходящая температура
Большинство цветущих растений лучше всего прорастают в прохладную погоду при температуре от 7 до 18 градусов Цельсия. Более низкая температура задерживает рост и может вызвать загнивание семян из-за высокой влажности почвы. Посаженые слишком поздно, в теплые месяцы, семена прорастают плохо, если вообще дают всходы, если дневная температура превышает 23 градуса.
Вода
В состоянии покоя цветущее растение (например, семена гороха) накапливает пищу в своих эндоспермах или внутренних тканях, а также в семядолях или первых листьях. По мере поглощения воды эта пища выделяется и превращается в энергию, необходимую развивающемуся эмбриону. Семена гороха, лишенные воды, сморщиваются и погибают, а те, которые получают слишком много воды, заболачиваются и начинают гнить. Правильный полив гарантирует, что почва вокруг оснований лоз гороха будет влажной, но не насыщенной, с дополнительным поливом, запланированным во время засухи.
Воздух (кислород)
В состоянии покоя частота "дыхания" семян достаточно низкая, поэтому кислород требуется в очень малых количествах. Но для прорастания кислород нужен в большом количестве. Семена получают кислород, растворенный в воде и из воздуха, содержащегося в почве. Если почва слишком влажная, анаэробные условия сохраняются, и семена могут не прорасти.
Солнечный свет
Одним семенам необходим свет для прорастания, в то время как у других свет препятствует прорастанию. Приведем пример также на семенах гороха. Прорастающим семенам гороха не нужен свет, чтобы завершить первый этап роста, который проходит под почвой. Маленький корень — это первое, что появляется на одном конце семени, за ним следует небольшой росток с двумя маленькими листочками, называемыми семядолями. Как только семядоли поднимаются над почвой, свет становится решающим фактором в правильном развитии гороха. На этом этапе необходимо как минимум 6 часов прямого солнечного света, чтобы побудить растение производить собственную пищу в процессе, известном как фотосинтез.
Читайте также: