Быстрое проращивание семян

Быстрое прорастание семян очень желательно, так как при этом уменьшается угроза повреждения семян насекомыми, грибами или неблагоприятными условиями, а также поедания их птицами или грызунами.
Из окружающих факторов, контролирующих прорастание семян, очень важными являются вода, температура, свет, кислород и различные химические вещества.

ВОДА. Семена, выходя из состояния покоя, должны поглотить некоторое количество воды для того, чтобы у них возобновились физиологические процессы, связанные с прорастанием. Например, дыхание семян значительно возрастает при небольшом возрастании гидратации выше критического уровня. Абсолютное количество воды, необходимое для начала прорастания, относительно невелико, как правило, не превышает 2-3-кратного веса семян. Растущий проросток нуждается в большом количестве воды, и эта потребность возрастает с усилением транспирации. Все жизнеспособные семена, за исключением тех, которые обладают непроницаемой оболочкой, при прорастании могут поглощать воду из почвы при полевой влагоемкости. На подсыхающих почвах скорость прорастания и конечный процент проросших семян снижается.

Влияние влажности почвы на прорастание семян зависит от их принадлежности к определенным видам. Когда влажность почвы становилась ниже полевой влагоемкости, прорастание семян сосны густоцветной и кипарисовика туполистного снижалось. При этом семена кипарисовика были более чувствительны к подсушиванию. Например, всхожесть семян кипарисовика туполистного понижалась примерно на 6% на каждый бар снижения водного потенциала почвы. В этих условиях у сосны густоцветной всхожесть семян падала лишь на 2,5%. Влияние водного стресса на прорастание семян часто зависит от температуры. Например, при температуре около 38°С водный стресс был решающим фактором в самом начале прорастания семян мескитового дерева. Однако при 29°С на рост зародыша сильнее влияла температура, а водный стресс становился лимитирующим фактором только в конце процесса прорастания.

ТЕМПЕРАТУРА. Из состояния покоя семена выводятся низкими температурами, а для индуцирования быстрого прорастания необходимы значительно более высокие температуры. Семена с нарушенным покоем могут расти и при низкой температуре, но для начала ростовых процессов требуется больше времени. Прорастание любой партии семян может происходить в широком температурном диапазоне, но в его пределах имеется оптимум, при котором в кратчайший срок достигается самый высокий процент всхожести. Минимальная, оптимальная и максимальная температуры прорастания семян значительно различаются у разных видов. У видов умеренной зоны они обычно ниже, чем у тропических. Температуры прорастания также значительно зависят от места сбора семян. Оптимальные температуры бывают различными и для семян, собранных с разных деревьев одного и того же вида.

Семена многих видов часто прорастают одинаково хорошо в широких пределах температурной шкалы. Семена сосны скрученной широкохвойной прорастали примерно с одинаковой скоростью при 20° и 30°С, у семян сосны Банкса не отмечалось заметных различий в скорости прорастания при 15, 21 и 27°С при непрерывном освещении. Есть данные о том, что массовое появление проростков ели Энгельмана и сосны скрученной широкохвойной было и при 16°, и при 25°С, но меньше всего при 35°C. Однако при 16°С проростки ели появились на два дня раньше, чем проростки сосны. У некоторых видов семена прорастают в узком температурном диапазоне, который можно изменить только применением предпосевной обработки семян. Например, семена клена платановидного прорастали лучше всего при 5° и 10°С. Всхожесть семян клена ясенелистного составляла 67% при температурах от 10 до 25°С, и лишь 12% при температуре между 20 и 25°C.

Семена многих видов хорошо прорастают при постоянной температуре, но обычно все-таки необходимы суточные температурные колебания. Так, семена ясеня маньчжурского увлажняли и выдерживали при низкой температуре, а затем при 25°С. При этом некоторое количество семян прорастало, а при постоянной температуре 8°С прорастание существенно тормозилось. При содержании семян в течение 20 ч при 8°С и затем при температуре до 25°С на протяжении 4 ч прорастание их значительно ускорялось. Прорастание семян сосны густоцветной также ускорялось под влиянием суточных колебаний температур.

РАДИАЦИЯ. Большинство семян не чувствительно к свету и прорастает одинаково хорошо как в темноте, так и на свету. Семена некоторых видов требуют для прорастания свет. Так, для ели необходимо освещение всего в 0,08 лк, для березы 1 лк, для сосны 5 лк. Но есть и такие виды, для прорастания семян которых необходимо освещение до 100 лк. Интенсивность освещения оказывает относительно небольшое влияние на прорастание, но часто длина дня и длина волны усиливают этот эффект. Стимулирующее действие света на прорастание обусловлено увеличением потенциала ростовых процессов зародыша.

Длина дня. Для массового прорастания семян большинства светочувствительных видов древесных растений необходим 8-12-часовой фотопериод. Прерывание темнового периода короткими световыми вспышками, а также увеличение температуры обычно оказывают то же действие, что и удлинение экспозиции на свету. Можно привести несколько примеров различных требований к фотопериоду при прорастании семян разных видов. У тсуги восточной 8 или 12-часовой день вызывал максимальное прорастание семян, с увеличением дня до 14 или 20 ч дополнительный эффект не наблюдался. Семена эвкалипта хорошо прорастали при 8-часовом дне, семена березы - при 20-часовом фотопериоде. Семена дугласии, однако, прорастали на длинном, или 16-часовом, дне, но совсем не прорастали при 8-часовом фотопериоде.

Длина волны. Прорастающие семена большого числа видов травянистых и древесных растений чувствительны к свету определенной длины волны. Это характерно для таких древесных покрытосеменных, как Alnus inocuma, Artemisia monosperma, Betula pubescens, Fraximus mandshunca и Ulmus americana. Среди голосеменных к свету определенной длины волны при прорастании семян чувствительны Abies, Picea и Pinus (P. thunbergii, P. strobus, P. palustris, P. silvestris, P. taeda и Р. virginiana).

Ближний красный свет стимулирует прорастание дальний ингибирует его. Если ближний (650 нм) и дальний красный (730 нм) свет дают последовательно, то способность семян прорастать зависит от последней длины волны. Стимулирующее влияние красного света зависит часто от температуры или длительности снабжения водой. Например, установлено, что прорастание стимулированных красным светом семян сосны виргинской ускорялось больше после 20-дневного намачивания в воде при 25°С, чем после 1-дневного намачивания. Прорастание семян стимулировалось красным светом сильнее, если перед облучением они поглощали воду при 5°С, а не при 25°С.

КИСЛОРОД. Дыхание необходимо на ранней фазе прорастания семян, поэтому снабжение кислородом влияет на прорастание. Семена обычно нуждаются в более высоких концентрациях кислорода для прорастания, чем это требуется для последующего роста проростков. Относительно высокая потребность в кислороде у семян некоторых видов растений объясняется наличием кожуры, являющейся барьером для диффузии кислорода в семена. Удаление кожуры семян сосны смолистой или выдерживание интактных семян при высокой концентрации кислорода значительно увеличивало скорость поглощения кислорода. Выдерживание семян, освобожденных от кожуры, при высокой концентрации кислорода еще больше ускоряло дыхание.

Замачивание семян в течение нескольких часов ускоряет прорастание, но продолжительное замачивание индуцирует повреждение и потерю жизнеспособности многих семян, главным образом вследствие сниженной концентрации и доступности растворенного кислорода. Степень влияния замачивания семян на прорастание значительно отличается у разных видов растений. Замачивание семян некоторых видов в течение 3-5 дней не снижало всхожести, но замачивание в течение 10 дней значительно ухудшало прорастание, удлинение срока ,до 30 дней убивало семена. Семена растений, произрастающих в долинах (например ниссы и болотного кипариса), обладали малой потребностью в кислороде и могли выдерживать продолжительное погружение в воду, не теряя всхожести. Не обнаружено существенного влияния на прорастание у 6 видов растений долин после замачивания семян в течение 32 дней.

СРЕДЫ ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН. Прорастание семян и укрепление проростков в естественных условиях в значительной мере зависят от их физических свойств, температуры, доступности воды и минеральных веществ. Почва является хорошей средой для посева семян благодаря высокой способности к фильтрации воды, хорошей аэрации и тесному контакту между частицами почвы и семенами. Остатки растений и лесная подстилка менее пригодны для посева, так как они медленно прогреваются, препятствуют проникновению корней и контакту семян с минеральными веществами почвы, быстро высыхают и затеняют маленькие проростки. Сфагнум, обладающий высокой водоудерживающей способностью, часто пригоден в качестве среды для посева, но после их прорастания он может заглушить молодые растения. Разлагающаяся древесина также прекрасный естественный субстрат для прорастания семян лесных деревьев из-за ее способности поглощать и удерживать влагу.

Пол Д. Крамер, Теодор Т. Козловский "Физиология древесных растений"

Источник