Вода необходима для прорастания семян потому что

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

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

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАНЦИЯ ЮНЫХ НАТУРАЛИСТОВ Г. ВЯЗЬМЫ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Вода – главный фактор прорастания семян

Автор: Меркушева София,

Руководитель: Бакутова Елена Евгеньевна, педагог дополнительного образования

Методика исследования. 5

Практическая часть. 6-7

«Воде, — сказал великий Леонардо,

— была дана волшебная власть стать

Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле; она покрывает большую часть земной поверхности и почти все живые существа состоят в основном из нее. Мы ежедневно пьем воду, моемся ею, используем ее для того, чтобы избавляться от всевозможных отходов, и, в сущности, никогда всерьез не думаем о ней. Если же приглядеться к воде внимательно, то мы увидим, что привычное вещество обладает некоторыми совершенно удивительными свойствами. Свойства эти настолько важны для живых организмов, что нельзя представить себе жизнь, в том виде как мы ее знаем, на какой бы то ни было планете, если только на этой планете нет достойного запаса воды.

Уникальные свойства воды определяются структурой ее молекулы. Молекула воды трехатомная. В состав молекулы воды входят 2 атома H и 1 атом О. Атом кислорода ковалентно связан с двумя водородными атомами.

Народ очень чтил речную воду. Когда пройдет весенний лед и реки вскроются, едва только очистится вода, как все дети, взрослые и старики бежали на берег, зачерпывали пригоршнями воду и умывали три раза лицо, голову и руки.

Вода - основной источник жизни на Земле, обладающий невероятными свойствами. Проводятся многочисленные эксперименты, которые в корне меняют представления людей о современной науке. Существуют достоверные данные о том, что вода — это не просто бесцветная жидкость, а основа всех основ.

Эти обычаи приводят нас к целому ряду суеверных гаданий, лечения, где воде отводится главное место. При болезни людей и домашних животных окатывали водою крест или медный образок, читали молитвы, кропили и поили тех, кто нуждался во врачебной помощи. Обычай этот строился на том убеждении, что вода мстит за нанесенные ей оскорбления, насылая на людей болезни.

Вода — минерал, минерал самый подлинный и самый удивительный. Ее, как и другие минералы, породила Земля на заре своей жизни, когда была раскалена как огонь. Сроднясь с расплавленными породами, вода застыла позднее в гранитах и базальтах. И поэтому из раскаленного гранита с шипеньем вы рываются пары воды. А когда вулканы извергают из недр Земли расплавленные лавы, то немало с ними выбрасывают и воды.

Прорастание семян можно определить как фундаментальный процесс, начальный этап онтогенеза растений, посредством которого из одного семени формируется росток и впоследствии взрослое растение. Этот процесс влияет как на урожайность, так и ее на качество. Распространенным примером прорастания семян является образование ростка из семян покрытосеменных или голосеменных растений.

Давайте подробнее рассмотрим процесс прорастания семян, его этапы, условия и факторы необходимые для его осуществления.

Процесс прорастания семян

Полный процесс прорастания семян осуществляется в следующие фазы:

На начальной стадии прорастания семена быстро впитывают воду, что приводит к набуханию и размягчению семенной оболочки при оптимальной температуре. Эти фазы называется водопоглощением и набуханием семян. На этом этапе запускается процесс роста путем активации ферментов. Семя активизирует свою внутреннюю физиологию и начинает дышать, вырабатывать белки и метаболизировать запасенную пищу.
При разрыве семенной оболочки появляется корешок, образующий первичный корень. Семя начинает поглощать воду из почвы. После появления корешка и проростка, побег начинает расти вверх.
На заключительном этапе прорастания клетки семян становится метаболически активными, удлиняются и делятся, чтобы дать начало ростку.

Условия, необходимые для прорастания семян

Вот некоторые важные требования, которые необходимы для того, чтобы семя образовало росток, а затем и растение:

Вода: крайне необходима для прорастания семян. Некоторые семена чрезвычайно сухие и нуждаются в значительном количестве воды относительно сухого веса. Вода играет важную роль в прорастании семян. Она обеспечивает необходимую гидратацию для жизнедеятельности протоплазмы и растворенный кислород для растущего зародыша, смягчает семенную оболочку и повышает проницаемость семян. Вода помогает в разрыве семян, а также превращает питательные в растворимую форму для ее транслокации в эмбрион.
Кислород: важный и незаменимый источник энергии для роста семян. Он необходим прорастающему семени для обмена веществ и используется как часть аэробного дыхания, пока растение не вырастить собственные зеленые листья. Кислород можно найти в порах частиц почвы, но если семя зарыто слишком глубоко, оно будет лишено этого кислорода.
Температура: для быстрого прорастания семян требуется умеренная температура около 25-30°C. Совершенно очевидно, что различные семена нуждаются в разных оптимальных температур. Есть некоторые семена, которым необходимы либо более низкие, либо более высокие температуры от 5 до 40°C.
Свет или тьма: это может действовать как экологический фактор. Многие семена не прорастают, пока на них не падает солнечный свет.

Процесс прорастания семян запускается при указанных выше благоприятных условиях. Семена претерпевают быстрое расширение и рост зародыша с последующим разрывом покровных слоев и появлением корешка. Появление этого корешка считается завершающей фазой процесса прорастания.

Факторы, влияющие на прорастание семян

Существует несколько основных факторов, оказывающих воздействие на прорастание семян. К ним относятся:

Внешние факторы

Вода: недостаток или избыток воды влияет на прорастание семян.
Температура: влияет на скорость роста, а также на метаболизм семени.
Кислород: прорастающие семена активно дышат и высвобождают энергию, необходимую для их роста, поэтому недостаток кислорода влияет на их всхожесть.

В некоторых случаях температура ниже умеренного уровня замедляет прорастание семян и способствует росту грибов. Прорастание также может прекращается при температуре выше умеренного уровня.

Внутренние факторы

Семенной покой – это состояние, при котором семена не могут прорасти даже при благоприятных условиях. Во время семенного покоя:

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.

Высевая рассаду, мы редко задумываемся, почему некоторые семена плохо всходят. А ведь тому могут быть разные причины: старые семена, неправильные хранение или посев. Пока семя находится в состоянии покоя, процессы жизнедеятельности в нем протекают вяло и практически незаметно. Но стоит попасть в благоприятные условия, как тут же зернышко активизируется и начинает прорастать, давая жизнь новому растению. Итак, что же здесь нужно?

Этот вопрос я адресовала доценту кафедры плодоовощеводства Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, кандидату сельскохозяйственных наук Анне Гордеевой.

— Прорастание обычно начинается с момента, когда вода попадает в семя через оболочку. Зерно начинает набухать, несколько увеличиваясь в объеме. При этом запасные питательные вещества, находящиеся в эндосперме и семядолях, переходят в растворимое состояние, обеспечивая первоначальное питание зародыша. Если питания в семени мало, то он развивается медленно. Как только появляются первые зеленые листья, начинается фотосинтез.

Надо сказать, что набухание — процесс обратимый. Если еще не начались деление и растяжение клеток, то семена можно подсушить и они не потеряют жизнеспособности. У семян разных культур — свои особенности набухания и прорастания. Тем, что содержат больше углеводов (особенно крахмала — 20 — 50% и белка — до 35%), для набухания требуется влаги до трети от их собственного веса. Это бобы, горох, тыква, шпинат. Семенам с твердой и жесткой оболочкой, содержащим повышенные количества белков (до 28%) и жиров (от 20 до 80%), надо в 2,5 раза больше воды, чем их собственный вес. И, кстати, мелкие семена способны поглощать воды больше, чем крупные.

В природе семена берут влагу из почвы. И если ее нет, погибают или же прорастают очень и очень долго. Поэтому некоторые зерна, особенно крупные и с жесткой оболочкой, перед посевом рекомендуется замочить в теплой воде на 2 — 3 часа. Но и это сделать надо правильно. Предлагаю провести небольшой тест. Возьмите семена редиса, разделите их на три части и высыпьте в три чашечки. В одну — воду вообще не наливайте. В другую — налейте совсем немного, а в третью — доверху. Через 5 — 7 дней осмотрите семена. В первой чашке, где не было воды, они остались сухими и не проросли. Во второй — проросли, а в третьей набухли, но не проросли. Почему? Потому что вода вытеснила воздух, необходимый семенам для дыхания, и они просто погибли.

— Получается, что не только вода, но и кислород необходим для прорастания семян?

— Сухие семена, если они живые, тоже дышат, но у них этот процесс идет очень слабо. Поэтому и хранить их надо в хорошо проветриваемых помещениях в бумажных пакетах, но никак не в полиэтиленовых мешках или емкостях, которые не пропускают воздух. В природных условиях семена не задыхаются, а получают кислород из воздуха, который есть в почве. А получив еще и достаточное количество влаги, начинают прорастать. Нехватка кислорода может быть причиной задержки прорастания семян. Интенсивность дыхания в этом процессе быстро возрастает.

Потребность в кислороде у семян разных культур неодинакова, но с увеличением его количества возрастает процент проросших семян. Например, семенам щавеля для начала процесса достаточно, чтобы в их клетках было до 4% кислорода.

Недостаток кислорода при избытке воды значительно снижает всхожесть семян. Да и запасные вещества, особенно углеводы, используются нерационально. В условиях открытого грунта кислородное голодание может наступать при переувлажнении почвы перед посевом и после (для намоченных семян), при глубокой заделке и при образовании почвенной корки.

— Влияет ли температура на прорастание?

— Одним семенам нужно много тепла, другим — мало. Способность прорастать при определенных температурах связана с географической родиной растений. Выходцам из северных регионов нужны более низкие температуры, чем тем, чья родина — тропики. Семена большинства культур прорастают при температуре не ниже плюс 10 — 15 градусов. Потому зерна, брошенные в холодную почву, так долго не всходят. Если даже будет в достатке воды и воздуха, но не хватит тепла, они не прорастут и, в конце концов, погибнут.

Растения, семена которых при прорастании требуют высокой температуры, называют теплолюбивыми, а прорастающие при низких температурах — холодостойкими. Скажем, семена огурца, тыквы, кабачка, фасоли прорастают при температуре минимум плюс 15 — 18 градусов, перца и кукурузы — при плюс 25. А вот зерна гороха, редиса, льна, лука, петрушки, укропа, пшеницы, ржи могут взойти и при плюс 2 — 5 градусах, клевера лугового — от 0 до плюс 0,5 градуса.

Даже незначительное увеличение температуры заметно ускоряет процесс прорастания. Но у каждой культуры есть и свой верхний предел температуры. Салату достаточно плюс 15 градусов, чтобы он пророс за 2 дня, шпинату, пастернаку — плюс 20 (и 8 дней), луку — плюс 15 (4 дня), фасоли и перцу — по плюс 20 (6 и 5 дней соответственно).

Теплолюбивым культурам, таким как перцы и баклажаны, для проращивания необходима температура не ниже плюс 16 градусов, а оптимально — плюс 25 — 30. Зимой в квартире редко бывает так тепло, и мы ставим емкости с семенами около батареи. Сквозняки из окна снижают температуру на несколько градусов. Не забудьте и про то, что почва влажная, а вода при испарении забирает тепло. Вот и получается: при комнатной температуре плюс 24 наши семена на окне находятся в совершенно иных условиях. Не поленитесь, воткните в землю термометр. Не удивляйтесь, если он покажет всего плюс 14 — 15. При таких показателях семена в лучшем случае прорастут через 20 — 30 дней, а многие (если не все) просто сгниют.

— Многие огородники закаляют семена, периодически меняя температуру.

— Есть и такой прием повышения всхожести. Только на пользу пойдет подзимний сев семян капусты, моркови, лука и других культур. Низкие температуры повышают устойчивость проростков к неблагоприятным условиям после посевов. Возрастает холодоустойчивость даже у теплолюбивых культур: огурца, томата, баклажана. Переменные температуры быстрее разрушают оболочку семени, усиливая поступление воды и кислорода, а также активируя ферменты. Перепады температур не только ускоряют биохимические превращения в семени, но в отдельных случаях помогают и доформировать семенные зародыши.

— Хранение семян в прохладном месте — также своего рода закалка. Но перед посевом огородники все же стараются их прогреть.

— А как быть со светом? Важен ли он?

— Чем лучше освещенность, тем выше продуктивность растения. В затененных же местах практически все овощи выглядят угнетенными и почти не дают урожая. Но иногда семена так и не всходят, несмотря на все наши старания. Казалось бы, и полив, и температура, и питание — все есть. Но, увы, никаких признаков жизни. Все дело в том, что одни семена всходят исключительно в темноте, а другие — только на свету. Например, семена лебеды (или мари белой) лежат в земле по нескольку лет и прорастают только после того, как на них хотя бы на миг упадет луч солнца. Если перекапывать огород ночью, этого сорняка будет намного меньше. И у семян культурных растений свет повышает всхожесть и энергию прорастания. Если заранее замоченные зернышки перед посевом вынести на солнышко, урожайность увеличится на 5 — 10%.

У световсхожих семян, как правило, тонкая оболочка, легко пропускающая свет. И именно он несет для них информацию о том, что они находятся у самой поверхности, а не засыпаны толстым слоем почвы, через которую проростки все равно не могли бы пробиться. Из цветочных культур (у них все же мельчайших семян больше) это зверобой, камнеломка, молодило, душистый табак, череда, дербенник иволистный, примула, кипрей, гейхера, агератум, седум, герань, лобелия, петуния, портулак, бегония, бровалия красивая, колеус, бальзамин, флокс однолетний и другие растения. Сюда же относится и омела. Обычно она дает всходы после 5–месячного покоя, но если ее семена освещать круглые сутки, они прорастают через три дня после сбора.

Главное, чтобы света хватало, ведь он — важнейший стимул для прорастания. Если надо, продумайте досвечивание: тогда процент всхожести будет выше. Еще в 60–х годах прошлого века доказали, что досветка семян лампами, в которых преобладает синий спектр цвета, ускоряет проклевывание семян. Поэтому, выбирая светодиодные биколорные (красно–синие) лампы, ставку делайте на те, в которых преобладает синий свет.

Очень важно защитить нежные сеянцы и от прямых лучей солнца: сгорят за считаные минуты. Окно можно прикрыть белой тканью. Но есть растения, семена которых прорастают только в темноте (например, чернушка). На свету вы не дождетесь всходов у клещевины, бархатцев, фацелии, вероники персидской, амаранта. Поступающий свет даст сигнал семенам, что они находятся на поверхности почвы, где условия для их прорастания неблагоприятны: необходимая для роста влага быстро испаряется или уходит в более глубокие слои. Без воды проросшие всходы просто высохнут, не успев закрепиться корешком.

Семена большинства овощных культур индифферентны к свету. Но чтобы очередное ожидание всходов не принесло разочарований, все же обращайте внимание на то, в каких условиях они должны прорастать.

— Важно ли при посеве учитывать глубину заделки семян?

— Безусловно, и зависит она от размеров самих зерен. Заглублять их нужно на глубину, равную трем их диаметрам. Чем крупнее семечко, чем больше оно весит, тем больше в нем заложено питательных веществ, которые расходуются на рост корешка и ростка. Проростки, которые формируются из крупных семян, способны пробиться на поверхность со значительной глубины.

Крупные семена гороха, фасоли, тыквы заглубляют в почву на 4 — 5 см, семена, средние по размеру (например, огурцов, помидоров, перца, баклажанов, редиса, моркови, свеклы, лука и петрушки) — на 2 — 3 см. Если посеять на меньшую глубину, то росток не сможет удержаться и завалится: ведь при прорастании он приподнимается из грунта. Заглубленный же больше положенного, он будет долго пробиваться и может вовсе сгнить.

Читайте также: