Особенности прорастания плодов

В начале этого раздела необходимо пояснить, что в семеноводстве и плоды и семена для удобства принято называть семенами. (Не говорят плоды пшеницы, а говорят семена пшеницы, хотя у ней не семя, а плод семянка). Поэтому в дальнейшем мы плоды календулы будем называть семенами, т.к. именно так они называются в сельскохозяйственной литературе.

Морфологическая неоднородность плодов и семян при гетерокарпии сопряжена с физиологическими различиями семян. Они касаются глубины покоя, энергии, скорости и дружности прорастания, требования к режиму проращивания (температура, освещение, ложе) и факторов тормозящих прорастание.

Различный период покоя семян из разнотипных плодов обеспечивает насыщение почвы жизнеспособными зачатками на ряд лет (это свойство особенно важно для сорных растений) (Левина, Войтенко, 1975).

Нами проводились опыты по проращиванию гетерокарпных плодов календулы на определение всхожести, энергии и скорости прорастания, а также устанавливалось влияние на прорастание семян от сроков хранения.

Сроки определения энергии прорастания и всхожести каждой культуры обусловлены их биологическими особенностями, обоснованными экспериментальными данными и предусмотрены в технических условиях определения качества семян (Фирсова, 1969).

В наших опытах наблюдения велись каждый день но для характеристики прорастания семян важны два срока. Первый – характеризует энергию прорастания семян, а второй срок – всхожесть.

Всхожесть семян – способность давать за установленный срок нормальные проростки при определенных условиях (выражается в процентах). Сроки прорастания семян устанавливаются ГОСТом для каждой культуры. Сроки проращивания для большинства полевых культур 6 – 10 суток (горох – 6 дней, овес – 7, рис – 10, арбуз – 12, тмин обыкновенный – 14). Для календулы лекарственной этот срок равен 10 дней.(Совершенствование методов качественной оценки,1971; Справочник агронома – семеновода, 1984;Сельскохозяйственный энциклопедический словарь,1988)

Энергия прорастания – число семян проросших за определенный отрезок времени, выраженный в процентах к числу всех семян, заложенных на всхожесть. Срок учета энергии прорастания определяется минимальным количеством дней, в течение которого прорастает максимум семян данной культуры (Фирсова, 1969). Обычно энергия прорастания для большинства культур определяется по числу взошедших семян чаще всего на третьи сутки (горох 3 дня, редис – 3, рис, овес – 4,арбуз – 5, табак -6, тмин обыкновенный – 7) (Совершенствование методов качественной оценки, 1971).

И.Г.Строна в своих работах (1966) показал, что важной характеристикой прорастания семян, кроме энергии и всхожести является и скорость прорастания.

Скорость прорастания – способность семян давать нормальные проростки в каждый из дней опыта от общего числа проращиваемых семян. Для каждой культуры скорость прорастания различна. В среднем наблюдения по проращиванию ведутся 10 дней (скорость прорастания гороха – 6 дней, риса – 10, арбуза 12, тмина обыкновенного - 14) и устанавливается средняя скорость прорастания семян в каждый из дней опыта (общее число взошедших семян делится на число дней опыта). (Фирсова, 1969; Совершенствование методов качественной оценки, 1971).

Таблица 7

Всхожесть, энергия и скорость прорастания гетерокарпных плодов календулы лекарственной (число/процент).

Анализ данных показывает, что календула обладает высокой всхожестью. Прорастание семянок начинается на 3 день и сразу отличается большим процентом проросших: у когтевидных 28,3% (25-35%), у ладьевидных – 25,8% (20-30%), у кольцевидных – 24,2% (22-25%). В последующие дни процент всхожести снижается (все морфотипы показывают большой процент всхожести с 3 по 5 дни, а в последующие дни процент всхожести незначительно снижается не значительно), на 9 день прекращается вообще. Средняя всхожесть за все дни составила: у когтевидных – 80,8%, у ладьевидных – 82,5%, более высокую всхожесть показывают кольцевидные – 88,3%.

При определении энергии прорастания нами для достоверности результатов был взят срок - 5 дней. Мы получили следующие результаты. У кольцевидных энергия прорастания выше, чем у остальных и составляет в средней 65,8%, от общего числа, затем идут когтевидные и ладьевидные по 55%. На основании этого можно сделать вывод, что энергии прорастания у всех морфотипов высокая, т.к. на пятый день опыта она составляет более 50%.

При анализе скорости прорастания можно отметить. Что скорость прорастания всех морфотипов также высока. На третий день (когда появляются первые всходы) наибольшую скорость прорастания показывают когтевидные плоды (28,3%), наименьшую кольцевидные (24,2%), ладьевидные (25,8%). До пятого дня с момента посадки скорость прорастания остается высокой у кольцевидных плодов, у когтевидных и ладьевидных она заметно снижается (до 10-14% соответственно). В последующие дни у кольцевидных скорость прорастания также снижается до 7-10% и остается на таком уровне до конца срока прорастания, у когтевидных и ладьевидных скорость прорастания также снижается до этого же уровня и до конца опыта остается неизменной. В среднем скорость прорастания в каждый из дней опыта составила: когтевидные – 3,2 (8%), ладьевидные – 3,3 (8,2%), кольцевидные – 3,5 (8,8%), таким образом средняя скорость прорастания гетерокарпных семян Календулы лекарственной практически одинакова.

Также нами проводился опыт по выявлению влияния сроков хранения семянок на их всхожесть. Были взяты семена со следующим сроком хранения в лабораторных условиях: 12 месяцев, 5 месяцев и только что собранные.

Таблица 8

Влияние сроков хранения на прорастание семян (число/ процент)

Проанализировав полученные данные по всхожести гетерокарпных плодов у календулы с различным сроком хранения(табл.8) можно сделать следующий вывод: всхожесть календулы не зависит от сроков хранения в лабораторных условиях (как минимум в течении 1 года).

Только что собранные плоды показывают высокую всхожесть (хотя и не 100%).

У когтевидных, ладьевидных и кольцевидных соответственно 90%, 85%, 75%. При этом энергия скорость прорастания семян у морфологически разных типов различна и тем более отличается от плодов со сроком хранения 5 и 12 месяцев. Так когтевидные и кольцевидные показывают высокую энергию прорастания (когтевидные всходят на 3 день, а кольцевидные на 2). Ладьевидные плоды оказываются с меньшей энергией прорастания, они всходят на 6 день. У когтевидных плодов наибольший срок всхожести они полностью всходят на 9 день, ладьевидные на 8, кольцевидные на 7.

Плоды со сроком хранения 5 и 12 месяцев показывают 100% всхожесть вне зависимости от типа плода (приложение). Все они всходят на 4 сутки. При этом ладьевидные и кольцевидные на 4 день показывают наибольшую энергию прорастания (более 50%). Когтевидные плоды на 4 день показывают меньшую энергию прорастания (менее 25%). При этом скорость прорастания у ладьевидных и кольцевидных высока на 4 день, затем постепенно снижается. У когтевидных на 4 день скорость прорастания наименьшая, но затем увеличивается. Плоды всех морфологических типов с возрастом хранения 5 и 12 месяцев полностью всходят на 6 день.

Исходя из данных опытов можно сделать вывод, что семена с различным сроком хранения находятся в различных видах покоя. Покой семян – это явление, чрезвычайно широко распространенное среди цветковых растений. Будучи еще прикрепленному к родительскому растению и едва начав свое развитие, зародыш его прекращает и вступает в фазу приостановленной жизнедеятельности (Бигон, Харпер, Таусенд,1989)

Различают несколько типов покоя. В нашем случае наблюдаются следующие виды покоя. У только что собранных плодов наблюдается врожденный покой. В случае врожденного покоя для возобновления процессов роста и развития зародыша необходимо, чтобы сам зародыш или окружающие его материнские ткани испытали воздействие какого-то особого внешнего стимула. Таким стимулом может оказаться влага, свет, определенный фотопериод. Эти условия прерывания покоя способствуют совпадению прорастания с наступлением определенной фазы годового цикла. Проростки появляются неожиданно и дружно. В нашем случае врожденный покой подтверждается тем, что всхожесть семянок составляет 75% и тем что наблюдается высокая дружность всхожести (кольцевидные на 2 день после посадки – 50% от общего числа, когтевидные – 30%). Но надо отметить, что врожденный покой у календулы очень короткий, т.к. родиной этого растения является срединоземноморье. Уже после 5 месяцев хранения наблюдается вынужденный покой. В случае вынужденного покоя, т.е. состояния «навязанного» внешними условиями, семя может удерживаться в покоящемся состоянии отсутствием чего-либо необходимого для нормального роста (воды, притока кислорода, подходящей температуры). Прорастить семена, пребывающие в вынужденном покое очень просто: достаточно лишь снабдить их ранее отсутствовавшим ресурсом или поместить в необходимые для прорастания условия (Бигон, Харпер, Таусенд, 1989). Что и наблюдается в нашем случае. Семянкам с различным сроком хранения (5 мес., 12 мес..) были созданы условия для прорастания (достаточное увлажнение, температура +20-25С, хорошая освещенность). При этом наблюдается 100% всхожесть всех семян, высокая скорость и энергия прорастания.