Формирование налив и созревание семян
Обновлено: 08.07.2024
Важнейшей функцией живых организмов является их способность размножаться. Размножение растений — это физиологический процесс воспроизведения себе подобных организмов, обеспечивающий непрерывность существования вида и расселения его представителей в окружающей среде. Для растений характерны два типа размножения: бесполое и половое. Бесполое размножение спорами характерно для низших растений и папоротникообразных. Простое деление наблюдается у одноклеточных организмов, при этом ему предшествует репликация ДНК. К бесполому относится также и вегетативное размножение, заключающееся в воспроизведении потомства из вегетативных частей многоклеточных растений: отдельных клеток, частей тканей и органов — листа, стебля, корня и их видоизменений — усов, клубней, луковиц и др. Размножение клетками и участками ткани успешно применяют в биотехнологии. Половое размножение осуществляется путем слияния гаплоидных половых клеток — гамет, в результате чего образуется зигота. Половое размножение имеется у всех низших и высших растений. Если при половом размножении сливаются гаметы противоположных полов одной (для однодомных) или разных (для двудомных) особей, то такое размножение называется синеамией. При этом зигота имеет диплоидное состояние и несет в себе наследственную основу мужского и женского организмов. Иногда зародыш развивается из различных клеток гаметофита — такое размножение называется апомиксисом, при этом образуются либо гаплоидные зародыши (из редуцированных ядер), либо диплоидные (из нередуцированных). Примером апомиксиса может служить партеногенез (образование зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки).Система полового размножения у покрытосеменных растений включает четыре физиологических процесса: цветение, опыление, оплодотворение и формирование семян ФОРМИРОВАНИЕ СЕМЯН В результате опыления и оплодотворения образуются диплоидная зигота и триплоидная первичная клетка эндосперма. После этого наступает процесс формирования семян, под которым необходимо понимать приобретение ими свойственных данному растению форм, размеров, биохимического состава, способности прорастать и давать потомство. Этот процесс сопровождается возникновением новых тканей и органов. Формирование семян представляет собой эмбриональный период развития растений Изучение формирования семян имеет важное теоретическое и практическое значение, поскольку они несут в себе наследственную основу нового организма, содержат запасные питательные вещества, необходимые для становления проростка. Нормально развившееся семя — показатель урожая данного поколения и основа последущего урожая.
Семя злаковых состоит из покровов эндосперма и зародыша. При формировании семян отмечают несколько последовательных периодов и фаз. Семена формируются в процессе жизнедеятельности материнского растения в определенных условиях внешней среды. Вследствие влияния различных эндогенных и экзогенных факторов на растения в разные периоды их жизни семена по анатомоморфологическим, биохимическим, физиологическим, генетическим и репродуктивным свойствам приобретают определенные отличия. Такое явление принято называть разнокачественностью, изменчивостью семян или гетероспермией. В зависимости от характера факторов воздействия гетероспермия бывает экологического или трофического типов. В связи с формами проявления изменчивости
свойств семян гетероспермия делится па геиотипическую и модификационную. Первую используют в селекции, а последнюю - в семеноводстве и технологии выращивания сельскохозяйственных растений.
Световая фаза фотосинтеза.
Сущность световой фазы фотосинтеза состоит в поглощении лучистой энергии и ее трансформации в ассимиляционную силу (АТФ и НАДФ), необходимую для восстановления углерода в темновых реакциях. Сложность процессов преобразования световой энергии в химическую требует их строгой мембранной организации. Световая фаза фотосинтеза происходит в гранах хлоропласта. В состав фото - химически активных мембран хлоропластов входят пять согласованно функционирующих многокомпонентых белковых комплексов: светособирающий комплекс, фотосистемы 1 и 11, цитохромный комплекс (цитохромы b6 и f), участвующий в транспорте электронов, и АТФ-азный комплекс, обеспечивающий синтез
Ионы транспорта в растении.
ИОННЫЙ ТРАНСПОРТ В РАСТЕНИИ
В зависимости от уровня организации процесса различают три типа транспорта веществ в растении; внутриклеточный, ближний (внутри органа) и дальний (между органами).Внугриклеточный транспорт. Передвижение веществ внутри одной клетки осуществляется в результате совместного действия циклозиса (круговое движение цитоплазмы) и направленной поперек этого движения диффузии, чем может достигаться почти полное перемешивание веществ в гиалоплазме. У высших растений движение цитоплазмы происходит при участии сократительных белков актомиозинового типа. Скорость движения цитоплазмы 0,2—0,6 мм/мин. Во внутриклеточном транспорте веществ принимают участие также каналы эндоплазматического рстикулума и везикулы Гольджи. Ближний транспорт. Это передвижение ионов, метаболитов и воды между клетками и тканями внутри органа. Ближний транспорт включает радиальный транс-порт веществ в корнях и стеблях, передвижение веществ в мезофилле листьев на небольшие расстояния, измеряемые миллиметрами. Осуществляется он через клетки неспециализированных для транспорта веществ тканей по апопласту — совокупности межклетников и межфибриллярных полостей клеточных стенок, симпласту — совокупности протопластов клеток, соединенных плазмодесмами и вакууму — дискретной системе вакуолей клеток. Дальний транспорт. Это передвижение веществ между органами растения. Осуществляется по специализированной проводящей системе, включающей сосуды и трахеиды ксилемы (восходящий ток) и ситовидные трубки флоэмы (нисходящий ток)Путем обменных процессов и диффузии ионы поступают в клеточные стенки ризодермиса, а затем через коровую паренхиму направляются к проводящим пучкам (рис. 89). Вплоть до внутреннего слоя коры эндодермы возможно перемещение ионов по апопласту за счет диффузии и обменной адсорбции. Транспирационный ток воды ускоряет этот процесс. Поглощение ионов клетками коры может происходить на всем пути их движения по апопласту, что увеличивает фактическую поверхность соприкосновения корня с внешним раствором. Однако в обычных условиях существования, при сравнительно низких концентрациях ионов в наружной среде, их первичное поглощение осуществляется главным образом ризодермисом. Основным местом входа ионов в симпласт являются корневые волоски. Одним из косвенных доказательств этого служит высокая насыщенность плазмодесмами базальиой стенки трихобласта на его границе с корой. Ризодермис с корневыми волосками функционирует как нагнетательный насос. Именно здесь происходит загрузка ионами корневого симпласта, а далее вплоть до сосудов они проходят весь путь по плазмодесмам внутри симпастической фазы без преодоления мембранных барьеров. Симпластический транспорт веществ сопровождается их мета-болизацией, т. е. включением в процессы обмена веществ. Поэтому кору называют метаболическим реактором корня. Здесь минеральные формы азота, фосфора и серы включаются в органические соединения и к сосудам уже направляются продукты их первичной ассимиляции. Кора выполняет также функцию транспортного буфера, регулирующего ионный поток по радиусу корня. При высоком уровне питания (рис. 90) избыток ионов измывается из симпластического потока путем сбрасывания их в вакуоли к сосудам подается необходимое количество питательных веществ. При дефицитном питании ионные потоки на тонопласте смещаются в сторону симпласта и недостаток ионов смягчается запасами вакуоли. При отсутствии ионов в среде, например, при помещении корней в воду в условиях эксперимента наблюдается "тканевый плач" с достаточно высокой концентрацией ионов в пасоке и основном за счет содержимого вакуолей коры, которые составляют до 80 % общего вакуолярного объема корня.Буферная роль корня наглядно проявляется в существенном изменении содержания азота, фосфора, калия и других питательных элементов в корне и относительном постоянстве их содержания в побеге при Изменении условий питания.
ОСНОВЫ СЕМЕНОВЕДЕНИЯ
11.6. ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН
В процессе прорастания семена зародыш, используя запасные питательные вещества семени, превращается в проросток, который способен самостоятельно питаться. Для прорастания семян необходима вода, соответствующие температуры и доступ кислорода воздуха. В процессе прорастания семян М. М. Кулешов выделяет фазу становления проростка, то есть рост его стеблевой части, что обеспечивает появление всходов на поверхности почвы. По И. Т. Строною, процесс развития проростка делится на пять фаз. Во время фазы впитывания воды сухие семена поглощает воду до наступления критической влажности. В этой фазе семена может впитывать влагу из воздуха при относительной влажности его, большей 75%. Эта фаза длилась, если влага поступает в семена из воздуха, или непродолжительная, если семена погружено в воду.
С наступлением фазы бубнявіння в семенах усиливаются процессы гидролиза, дыхания, запасные питательные вещества мобилизуются и поступают в точки роста. Одновременно завершается фаза деления клеток первичного корешка.
Фаза роста первичных корешков начинается с деления клеток первичного корешка, корешки растут и создаются условия для роста проростка.
В фазе развития проростка появляется проросток, продолжается рост корешков, интенсивно растет проросток. В злаковых образуется колеоптиль.
В фазе становления проростка длится усвоения им из семян питательных и физиологически активных веществ. Колеоптиль удлиняется, что способствует появлению всходов. Зародыш растет и усваивает запасные питательные вещества семени, а также питательные вещества и влагу из почвы.
Прорастание семян значительной степени зависит от тепла и влаги. С повышением температуры скорость бубнявіння семян увеличивается. По данным В. В. Гриценко, при температуре 5 °С семена пшеницы в течение С ч вобрало воды 9,2, а при температуре 45 °С - 19% массы воздушно-сухих семян.
Скорость бубнявіння семян пшеницы зависит от степени доступности воды. По данным 3. М. Калошина, за 24 ч семена пшеницы, бубнявіючи непосредственно в воде, вобрало ее 40,7%, в увлажненном песке - 30,3, а на влажной фильтровальной бумаге - 26,5% массы воздушно-сухих семян.
Общее количество воды, которую семян впитывает во время прорастания, зависит прежде всего от его химического состав. Семена зернобобовых с высоким содержанием белка поглощает воды значительно больше, чем семян злаковых, которое содержит много углеводов (семена злаковых для прорастания поглощает воды около 50, а бобовых - более 100% массы). Кислород воздух используется во время прорастания для дыхания семян и окисления запасных питательных веществ.
Семена полевых культур различается по необходимости о наличии тепла (табл.). Качество семян в основном зависит от условий выращивания семенных посевов. Процесс образования семян (после оплодотворение завязи) акад. М. М. Кулешов разделяет на три этапа, или фазы: формирование, налив и созревание. По И. Т. Строною, в этом процессе выделяют шесть периодов развития семян пшеницы.
Период образования семян длится от оплодотворения до образования точки роста (7-9 суток).
Период налива продолжается от начала отложения крахмала в эндосперме и до его прекращения. Влажность зерна при этом снижается, в нем накапливается сухое вещество. Продолжительность периода - 20-25 суток.
Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ в эндосперм. Влажность зерна снижается до 12-18%.
17.05.2017
В отдельные периоды и фазы вегетации подсолнечник предъявляет неодинаковые требования к условиям внешней среды.
Период от прорастания семян до появления всходов.
Основные жизненные процессы этого периода связаны с набуханием и прорастанием семян и появлением всходов. Среди факторов внешней среды определяющий в этот период – температура.
На процесс набухания семян температура особого влияния не оказывает. Семена набухают практически одинаково при 5-6 и 10-12 0 С, поглощая до 80-90 % воды от своей массы. Но при благоприятных условиях семена прорастают, используя 60-70% воды.
Семена подсолнечника могут прорастать при сравнительно низкой температуре (4-5 0 С), но корешки при этом растут медленно, всходы появляются слабыми и с большим запозданием. Поэтому температура почвы менее 5 0 С для подсолнечника неблагоприятная. Оптимальная температура почвы на глубине заделки семян составляет от 8 до 14 0 С.
Период от появления всходов до образования корзинки.
Затем, на V этапе органогенеза, образуются покровные и генеративные органы цветка. В конце периода корзинка достигает диаметра 2 см.
От появления всходов до образования корзинки необходимо создать для растений такие условия, которые обеспечат их мощный рост, что будет способствовать заложению большего числа зачатков цветков в корзинке и формированию высокого урожая. Для этого рекомендуется проводить посев в оптимальные строки крупными высококлассными семенами, правильно размещать растения по площади с учетом установленной густоты стояния, тщательно уничтожать сорняки, вносить при посеве или в подкормку фосфорные удобрения.
Период от образования корзинки до цветения.
Растения за этот период проходят четыре фазы: цветение, рост семян, налив семян и созревание. Период длится 35-40 дней.
Фаза роста семян – один из наиболее ответственных периодов вегетации подсолнечника, когда определяется число выполненных семян в корзинке, предопределяются их крупность и величина запасающей жир ткани, от чего зависит накопление масла период налива. В фазе роста семян подсолнечник особенно требователен к содержанию влаги в почве, от этого в первую очередь зависит уровень урожайности. По отношению к воде данная фаза для подсолнечника критическая.
Фаза налива семян завершается на 30-35 день после оплодотворения. Засушливые условия сокращают фазу налива и снижают ее интенсивность.
Созревание семян, с одной стороны, характеризуется закономерной потерей воды, с другой – интенсивным накоплением органических соединений. Продолжительность процесса налива семян зависит от гибрида (сорта) и условий выращивания: в засушливые годы она меньше, во влажные – больше.
После завершения налива наступает фаза созревания, или физиологическая спелость, когда влажность семян составляет 36-40%. В это время тыльная сторона корзинки становится желтой. Биологические процессы в семенах затухают. Начинается физическое испарение воды.
Суммарное содержание жира и сырого белка в семенах составляет в среднем 84-87%. Чем больше в семенах масла, тем меньше белка, и наоборот.
Наблюдается существенная разнокачественность семянок по массе и размерам в пределах корзинки. В переферийной части корзинки семянки тяжеловеснее, содержат больше масла, чем в центре корзинки. Семянки переферийной части отличаются лучшими свойствами, чем центральной. Эти особенности необходимо учитывать при сортировке и подготовке семян к севу.
17.05.2017
В отдельные периоды и фазы вегетации подсолнечник предъявляет неодинаковые требования к условиям внешней среды.
Период от прорастания семян до появления всходов.
Основные жизненные процессы этого периода связаны с набуханием и прорастанием семян и появлением всходов. Среди факторов внешней среды определяющий в этот период – температура.
На процесс набухания семян температура особого влияния не оказывает. Семена набухают практически одинаково при 5-6 и 10-12 0 С, поглощая до 80-90 % воды от своей массы. Но при благоприятных условиях семена прорастают, используя 60-70% воды.
Семена подсолнечника могут прорастать при сравнительно низкой температуре (4-5 0 С), но корешки при этом растут медленно, всходы появляются слабыми и с большим запозданием. Поэтому температура почвы менее 5 0 С для подсолнечника неблагоприятная. Оптимальная температура почвы на глубине заделки семян составляет от 8 до 14 0 С.
Период от появления всходов до образования корзинки.
Затем, на V этапе органогенеза, образуются покровные и генеративные органы цветка. В конце периода корзинка достигает диаметра 2 см.
От появления всходов до образования корзинки необходимо создать для растений такие условия, которые обеспечат их мощный рост, что будет способствовать заложению большего числа зачатков цветков в корзинке и формированию высокого урожая. Для этого рекомендуется проводить посев в оптимальные строки крупными высококлассными семенами, правильно размещать растения по площади с учетом установленной густоты стояния, тщательно уничтожать сорняки, вносить при посеве или в подкормку фосфорные удобрения.
Период от образования корзинки до цветения.
Растения за этот период проходят четыре фазы: цветение, рост семян, налив семян и созревание. Период длится 35-40 дней.
Фаза роста семян – один из наиболее ответственных периодов вегетации подсолнечника, когда определяется число выполненных семян в корзинке, предопределяются их крупность и величина запасающей жир ткани, от чего зависит накопление масла период налива. В фазе роста семян подсолнечник особенно требователен к содержанию влаги в почве, от этого в первую очередь зависит уровень урожайности. По отношению к воде данная фаза для подсолнечника критическая.
Фаза налива семян завершается на 30-35 день после оплодотворения. Засушливые условия сокращают фазу налива и снижают ее интенсивность.
Созревание семян, с одной стороны, характеризуется закономерной потерей воды, с другой – интенсивным накоплением органических соединений. Продолжительность процесса налива семян зависит от гибрида (сорта) и условий выращивания: в засушливые годы она меньше, во влажные – больше.
После завершения налива наступает фаза созревания, или физиологическая спелость, когда влажность семян составляет 36-40%. В это время тыльная сторона корзинки становится желтой. Биологические процессы в семенах затухают. Начинается физическое испарение воды.
Суммарное содержание жира и сырого белка в семенах составляет в среднем 84-87%. Чем больше в семенах масла, тем меньше белка, и наоборот.
Наблюдается существенная разнокачественность семянок по массе и размерам в пределах корзинки. В переферийной части корзинки семянки тяжеловеснее, содержат больше масла, чем в центре корзинки. Семянки переферийной части отличаются лучшими свойствами, чем центральной. Эти особенности необходимо учитывать при сортировке и подготовке семян к севу.
Читайте также: