Для прорастания семян необходимы вода углекислый газ почва

Обновлено: 08.07.2024

Семя - генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).

Функции семени

Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.

Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.

Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.

Строение семени

Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев - семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.

Семенная кожура - обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие - семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс - набухание семени.

Эндосперм - запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).

В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют - щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Прорастание семени

При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.

А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

До момента, когда растение начнет фотосинтезировать - вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо - в эндосперме.

Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).

Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C - огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C - укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.

Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте - лук, конопля.

В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.

Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток - стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.

Типы прорастания семян

При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.

Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Функции семени

Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.

Строение семени

Прорастание семени

А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

Типы прорастания семян

Какие условия необходимы для прорастания семян? Для начала разберемся, что представляет собой прорастание.

Определение прорастания и методы нарушения периода покоя

Определение прорастания

Прорастание — это процесс перехода из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.

Сам процесс прорастания тесно связан с условиями прорастания семян.

Важное условие, при котором происходит прорастание семени — период покоя. В случае, если наблюдается затягивание период покоя, он нарушается искусственно.

Методы нарушения периода покоя

Есть три основных метода нарушения покоя семян:

Стратификация. Под ней понимают подготовку семян к прорастанию. В процессе такой подготовки происходит смешение семян с увлажненным песком на период 30-90 дней. При этом, соблюдается определенная температура: 5 градусов Цельсия. Конкретное время выдержи определяется исходя из типа растения. За время, пока семена смешаны с песком, происходят определенные физико-биохимические процессы, способствующие прорастанию.
Скарификация. Это процесс нарушения кожицы семян, ускоряющий прорастание. Повреждая кожицу семени, мы открываем для воздуха и влаги доступ к семени. В результате оно набухает и прорастает. Есть два варианта повреждения: механическое или воздействие крепкой сульфатной кислотой.
Промывание водой. С помощью промывания из семени удаляются вещества, тормозящие прорастание.

Какие условия нужны для прорастания семян

В первую очередь речь идет о факторах внешней среды. Огромное значение для прорастания имеет энергия прорастания. Она, в свою очередь, зависит от внешних факторов и характеризует посевное качество семян.

К факторам внешней среды относятся вода, воздух, температура и физиологические активные вещества.

Влияние воздуха

Важным условием необходимым для прорастания семян, является воздух. Прорастая, семя дышит: оно поглощает кислород, который необходим для протекания окислительно-восстановительных реакций в клетках. За счет реакций происходит стимулирование роста и деления клеток зародыша.

Важность воздуха в прорастании легко продемонстрировать на примере.

В три разных стакана помещают сухие семена. Первый стакан просто накрывают блюдцем, во второй помещают влажную вату и прикрывают блюдцем, а третий просто наполняют водой. Все стакана оставляют на несколько дней. Только в последнем случае семена не прорастут, а набухнут: для дыхания им не хватит воздуха.

Влияние света

Реакция на свет связана с действием света на обмен стимуляторов или ингибиторов в семенах. Есть светолюбивые и темнолюбивые растения. Некоторые семена лучше прорастают в темном месте.

Влияние воды

Вода необходима для прорастания семян потому что так семена набухают, а в процессе набухания кожица семени повреждается. Из этого повреждения появляется корешок и стебелек зародыша.

Кроме того, с помощью воды происходит всасывание необходимых питательных веществ, благодаря которым семена прорастают. Это также можно продемонстрировать на опыте.

В две различные емкости нужно поместить семена фасоли. Первую просто накрывают блюдцем, а во вторую помещают влажную вату и тоже накрывают. Через некоторое время мы обнаружим, что там, где была вата, семена проросли.

Объем воды, необходимый семенам, различается в зависимости от вида растения. Бобовые нуждаются в большем количестве, а злаковые — в меньшем.

Влияние температуры

Температурный режим — важное условие для прорастания. Для каждого растения существует своя благоприятная температура. Одним хорошо прорастать при температуре +2 градуса Цельсия, а другие — при +15 градусов Цельсия.

Посевной календарь в сельском хозяйстве разработан с учетом температурных предпочтений различных культур.

Выходцы из теплых широт — это теплолюбивые растения, которые прорастают при высокой температуре. Выходцы из холодных широт — это холодостойкие растения, прорастающие при низкой температуре.

Влияние физиологически активных веществ

Что еще необходимо для прорастания семян? Рост зародыша основан на питании. Питательные вещества, необходимые зародышу, располагаются в эндосперме и семядоли. Медленное развитие зародыша или его гибель обусловлены небольшим запасом питательных веществ.

Чтобы зародыш не погиб, вносятся стартовые удобрения. При поглощении питательных веществ в зародыше происходит обмен веществ: поглощается кислород и выделяется углекислый газ.

Превращение веществ в семени

Прорастание семени связано с разложением запасных веществ, включая белок, в эндосперме и семядолях. В это же время в зародыше наблюдаются синтетические процессы — на основе тех веществ, которые к нему поступают.

Несмотря на энергетический распад белков, общее количество азотных веществ остается неизменным. При этом накапливаются аминокислоты и аспарагин, резко уменьшается количество крахмала, а количество растворимых сахаров остается неизменным.

Сахара используются в процессе дыхания, который в прорастающем семени протекает довольно активно. В результате дыхания происходит образование богатых энергией веществ — АДФ и АТФ, а также выделение воды, углекислого газа и тепловой энергии.

Сахара участвуют в процессе образования клетчатки и гемицеллюлозы.

Количество минеральных веществ остается прежним. Регуляция осмотического давления и коллоидно-химических процессов в новых клетках осуществляется катионами.

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

Учебно-исследовательский проект

Работу выполнила:

ученица 6 класса

Вилкова Вера

Руководитель:

Майорова Наталья Алексеевна

учитель биологии и химии

I . Основная часть

1. Подготовительный этап ………………………………………………………. 4

2. Теоретическая часть

1.1. Строение семени и его роль в жизни растения . . . . . . . . . . . . . . . …. …. 4- 5

1.2. Этапы прорастания семян . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………. 5- 6

3. Практическая часть

3.1. Исследование условий, необходимых для прорастания семян………….6-12

3.2. Результаты эксперимента …………………………………………. …… …..12

I II . Литература ……………………………………………………. 15

Актуальность.

Выращивание растений из семян – увлекательный процесс. Наблюдение за всеми фазами развития растения требует много времени и терпения.

Жизнь цветкового растения начинается с семени. Пока семя находится в состоянии покоя, процессы жизнедеятельности происходят так медленно, что их трудно заметить, но стоит семени попасть в благоприятные условия, как они активизируются, и семя прорастает и даёт жизнь новому растению.

Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть.

Цель исследования: изучение влияния различных факторов на прорастание семян.

Выявить основные условия, влияющие на прорастание семян.

Установить на практике, как влияют внешние факторы на прорастание семян и дальнейший рост растения.

Обоснования выбора темы:

Данная работа является актуальной, так как, зная влияние внешних факторов на проращивание семян можно получить дружные всходы и высокий урожай.

Объект исследования: семена гороха.

Гипотеза: я предполагаю, что на прорастание семян влияют такие факторы как свет, вода, тепло, воздух, глубина заделки семян.

Методы исследования:

1.Теоретический (изучение тематической литературы, интернет – ресурсов).

- наблюдение за экспериментом.

Оборудование: семена гороха, чашки Петри, химические стаканы.

Сроки выполнения: 3 недели

Ожидаемый результат: получение дружных всходов.

Практическая значимость работы: знать условия прорастания семян с целью получения дружных всходов и впоследствии, высокого урожая.

Основная часть.

Подготовительный этап.

На этом этапе поставлены цели, задачи исследовательской работы. Изучена соответствующая литература.

Теоретическая часть.

2.1. Строение семени и его роль в жизни растения.

Семенные растения, к которым относятся голосеменные и покрытосеменные растения, наиболее сложно устроенные организмы царства Растения. Их отличительное свойство - размножение и расселение с помощью семян.

В моем исследовании внимание уделяется изучению покрытосеменных растений. Среди цветковых растений выделяют два класса – однодольные и двудольные растения.

Рассмотрим строение семени однодольного растения на примере пшеницы (рис. 1). Семя снаружи покрывает околоплодник, который очень плотно сросся с семенной кожурой, что разделить их невозможно. Он выполняет функцию защиты. Большую часть семени занимает запасающая ткань – эндосперм. Зародыш занимает незначительную часть, но его роль самая главная, т.к. это взрослое растение в миниатюре. Зародыш растений имеет типичное строение и состоит из зародышевого корешка, стебелька, почечки, отличие заключается лишь в количестве семядолей. У однодольных растений – одна семядоля.

Семена двудольных растений рассмотрим на примере семени фасоли (рис. 2). Семя снаружи покрывает семенная кожура, выполняющая защитную функцию. Эндосперм в семени отсутствует, его функцию выполняют семядоли, которые занимают большую часть семени. Зародыш состоит из тех же частей: корешок, стебелёк, почечка и семядоли.

Семена цветковых растений играют важную роль для растительного организма. С помощью семян растения размножаются и расселяются.

Для человека и многих животных семена служат пищей. Ради получения плодов и семян человек выращивает зерновые, овощные, сахаристые и масличные культуры, плодовые деревья и ягодные кустарники.

Такие технические культуры как хлопчатник, лен, конопля, используются в промышленности.

2.2. Этапы прорастания семян.

Когда семя оказывается в благоприятных условиях, то оно прорастает (рис. 3). Сначала из семени, разорвав семенную кожуру, вырастает зародышевый корень. Он растёт быстрее других органов растений. Зародышевый корень растет вниз и закрепляет проросток в почве. У однодольных растений из семени вырастает не только главный корень, но и еще несколько корней, берущих начало от зародышевого стебля.

Немного позже корня и медленнее его начинает расти зародышевый побег, который растет вверх. Для роста проросток использует питательные вещества, запасенные в семени. Стебель удлиняется и выносит вверх семядоли и верхушечную почку. Далее развивается уже надземный побег с настоящими листьями.

Когда же у растения развиваются листья, то оно может питаться самостоятельно. Позже на нем вырастают цветки, которые развиваются в семена и плоды. Таким образом, из семени вырастает новое растение, которое дает новые семена.

3. Практическая часть

Объектом исследования я выбрала горох. Его легко изучать, он неприхотлив в выращивании, даёт многочисленные плоды, которые можно употреблять в пищу и на корм скоту.

3.1. Исследование условий, необходимых для прорастания семян.

Семена могут долгое время лежать в бумажных пакетиках, в мешках из ткани, в зернохранилищах, находясь в состоянии покоя и не прорастать. Какие же условия способствуют тому, что зародыш семени начинает развиваться?

Условия, влияющие на прорастание семян:

Вода и воздух.

Я изучала необходимость воды и воздуха для прорастания семян. Для этого: в первый стакан поместила сухие семена гороха, во втором – семена чуть залила водой так, чтобы им был доступ воздуха, в третьем – семена залила водой, наполнив стакан до половины, так, чтобы слой воды не пропускал воздух к семенам.

Результат: спустя три дня обнаружила: в первом стакане семена остались без изменений, во втором – у семян появились корешки, в третьем – семена погибли без доступа воздуха, загнили, и вода издавала неприятный запах (Приложение 1).

Из эксперимента можно сделать вывод , что семена прорастают в присутствии воды при доступе воздуха. Вода необходима семенам для набухания, так как при набухании кожура семени разрывается, в результате чего появляются корень и стебель зародыша. Также вода необходима для растворения питательных веществ семени, потому что зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.

Для прорастания семян различных растений требуется разное количество воды. Особенно много воды нужно семенам бобовых растений (гороха, фасоли). Поэтому семена данных видов растений, а также некоторых овощных растений перед посевом желательно замачивать.

Воздух необходим для дыхания семян. Единственным исключением являются семена болотных растений, например риса, которые прорастают только под водой. Для прорастания этих семян достаточно небольшого количества воздуха, растворённого в воде.

Температура.

Кроме воды и воздуха для прорастания семян необходимо ещё и тепло. Одним растениям для прорастания их семян нужно много тепла, другие прорастают при достаточно низких температурах. Например, семена огурца, тыквы, перца прорастают при температуре +15, +18 градусов, это теплолюбивые растения. Их чаще сначала проращивают дома и в виде рассады уже высаживают в теплое время на грядки.

Семена гороха, редьки, укропа могут всходить при температуре +2 градуса. Это холодостойкие растения.

Я провела следующий эксперимент с горохом: семена замочила в воде, одну часть семян поместила в теплое место при температуре +20 градусов, другую – в прохладное, при температуре +5 градусов.

Из эксперимента можно сделать вывод: при проращивании семян необходимо учитывать температурные условия, знать при какой температуре прорастают те или иные семена. Всё зависит от родины растения. Исходя из того, при каких температурах прорастают семена и принято устанавливать сроки посева.

3) Влияние света на прорастание семян .

Для того, чтобы узнать, нужен ли свет для прорастания семян, был проведен следующий эксперимент. Часть замоченных семян были помещены в темный шкаф, часть оставлены на свету.

Через пять дней семена дали корешки как на свету так и в темноте. Таким образом, из эксперимента можно сделать вывод, что всхожесть семян не зависит от присутствия света, особенно это относится к семенам с темной кожурой, т. к. она не пропускает свет (Приложение 3).

Но есть некоторые исключения. Некоторые семена относят только к темновсхожим, например рыжик мелкоплодный не даст всходы на свету, также не прорастут на свету фацелия, клоповник, персидская вероника.

Некоторые семена прорастаю только на свету. Это семена череды, табака, семена растений, произрастающих в чрезмерно увлажненных местах, болотах.

Но для большей части семян присутствие света необязательно.

Глубина заделки семян.

При посадке семян непосредственно в грунт учитывают глубину заделки семян, которая зависит от их размера и свойств почвы. Чем крупнее семена, тем глубже их сеют. В крупных семенах достаточно питательных веществ и ростки не погибают, пробиваясь с большой глубины в течение долгого времени. Мелкие семена репы, лука высевают на глубину 1–2 см, семена средних размеров (редиса, огурцов) – на глубину 2–4 см., крупные семена фасоли, гороха, бобов требуют глубину 4–5 см.

Для эксперимента я взяла проросшие семена гороха и посадила их в почву на разную глубину. В первом горшке семя поместила на глубину большую, чем требуют правила заделки, во втором – по правилам заделки на глубину до трех сантиметров.

В первом случае семя дольше по времени всходило, во втором – быстрее и проросток развивался быстрее (Приложение 4).

Вывод: при посадке семян необходимо учитывать следующие правила:

1. Глубина заделки зависит от размера семени:

а) чем крупнее семя, тем глубже его сеют.

б) мелкие семена заделывают в почву не очень глубоко, а некоторые даже сеют на поверхности почвы, слегка присыпав их слоем почвы не более 2 мм.

в) крупные сеют на глубину до 5 см

г) средних размеров – на глубину 2-3 см

2. Глубина заделки семян зависит от качества почвы.

В песчаную почву семена сеют глубже, чем в плотную глинистую, т.к. песчаная почва более рыхлая, чем глинистая, она быстрее теряет влагу и высыхает. В глинистой влаги достаточно, но уже на небольшой глубине в ней очень мало воздуха. В глинистой почве проросткам трудно пробиваться на поверхность к свету.

5) Влияние количества запасных питательных веществ на прорастание семян .

Для исследования количества питательных веществ на прорастания семени в первую чашку Петри я поместила семена гороха полноценные, с двумя семядолями, во вторую – семена, у которых удалили по одной семядоле.

Результат: спустя пять дней, полноценные семена с двумя семядолями

благополучно проросли, дали корешки, стебельки и семядольные листья. Во

второй лишь часть семян с одной семядолей проросли, в не проросших семенах

зародышу не хватило питательных веществ для прорастания.

Затем я посадила проросшие семена в почву: в первый стакан – проростки,

полученные из полноценных семян, во второй – проростки из семян с удаленной

семядолей. В первом случае растенья были здоровыми, крепкими, во втором – слабее и росли медленнее.

Из эксперимента сделала вывод: размер проростка зависит от запаса питательных веществ в семени. Чем больше веществ, тем крупнее проросток.

3.2. Результаты.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для прорастания семян необходимы три условия: наличие воды, воздуха и тепла. Если не будет соблюдать хотя бы одно из условий, семена не прорастут. Поэтому при посеве семена надо помещать во влажную разрыхлённую почву, нагревшуюся до определённой температуры.

Для разных растений в зависимости от их потребности в тепле устанавливают различные сроки посева: ранние, средние или поздние.

Кроме того, необходимо учитывать глубину заделки семян и д ля посева отбирать крупные, здоровые семена.

Прорастание семян – процесс перехода семян из состояния покоя к активной жизнедеятельности, в результате чего трогается в рост зародыш и образуется проросток, из которого в дальнейшем развивается молодое растение.

К основным условиям, влияющих на прорастание семян, относят наличие воды, кислорода, тепла, глубина заделки и всхожесть семян.

В ходе эксперимента я доказала опытным путём благоприятное влияние данных факторов.

Вода необходима семенам для набухания, так как при набухании кожура семени разрывается, в результате чего появляются корень и стебель зародыша. Вода нужна для растворения питательных веществ, потому что зародыш семени поглощает питательные вещества в растворенном виде.

Семена дышат – поглощают кислород, выделяют углекислый газ.

Для прорастания семян необходима определенная температура.

Всхожесть семян – важный показатель их качества, который необходимо знать, прежде чем засевать поля и огороды. Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть.

Важным фактором при посеве семян являются время посева и глубина заделки семян. Семена растений сильно различаются по размеру и массе. Размер семени определяет способ и глубину посева. Чем крупнее семя, тем легче оно преодолевает механическое сопротивление почвы и с большей глубины может прорасти.

Таким образом, при возделывании культурных растений важно учитывать влияние окружающих факторов на проращивание семян, чтобы в последующем получить дружные всходы и высокий урожай.

Мы провели исследование по изучению факторов, влияющих на прорастание семян. Семена поглощают воду для возобновления физиологических процессов, связанных с прорастанием. Прорастание семян невозможно без присутствия кислорода, ввиду того, что семена дышат. Для успешного прорастания необходима благоприятная температура, т.к. если семенам будет достаточно воды и кислорода, но не хватает тепла, они не прорастут. Особое значение, при посеве семян, играет время и глубина заделки семян. Семена растений отличаются по размеру и массе. Размер семени определяет способ и глубину посева. Чем крупнее семя, тем оно легче преодолевает механическое сопротивление почвы и с большей глубины сможет прорасти. Прорасти и дать начало новому растению способны семена только с живым зародышем.

Проводя исследование по прорастанию семян, мы выполнили все поставленные цели и задачи, расширили свой кругозор в области строения семян и его взаимосвязей с окружающей средой.

Читайте также: