|
 Ako viete, semená mnohých rastlín rýchlo klíčia, ak sú vystavené priaznivým podmienkam. Prvou a najdôležitejšou podmienkou ich klíčenia je vlhkosť. V suchom stave môžu byť semená dlho skladované.
Pri obnove Norimberského divadla v roku 1955 sa našli sklenené trubice so semenami jačmeňa, ovsa a iných plodín zo zberu z roku 1831. Tieto semená boli zasiate, naklíčené a vyprodukované rastliny s ušami bez markízy. Semená mimózy klíčili po 147 rokoch. Ale najdlhšia doba uchovania životaschopnosti semien zaznamenaná vo svetovej literatúre sa týka semien lotosu, ktoré môžu klíčiť po 500-800 rokoch ležania v bahne.
Keď sa semená dostanú do kontaktu s vodou, začne do nich prúdiť s veľkou silou. Napríklad semená kohútika môžu absorbovať vodu dokonca aj z nasýteného roztoku chloridu sodného s osmotickým tlakom 375 atmosfér. Absorpciou vody semená napučiavajú a zväčšujú svoju veľkosť. Takéto napučané semená vytvárajú obrovský tlak na životné prostredie. To možno posúdiť podľa incidentu, ktorý sa stal s parníkom „Dnepr“.
Tento parník havaroval pred vstupom do Bosporského prielivu. Na pomoc mu prišla pohotovostná loď s K. Paustovským. Vo svojom príbehu „Čierne more“ opísal, čo videl: "Keď sme sa priblížili k Dnipru, videli sme neobvyklý pohľad." Parník bol rozbitý na útesoch. Luk bol oddelený od kormy a obe časti parníka, odstránené z kameňov Epronskou výpravou, stáli vedľa seba a kývali sa na kotvách. Nepriechodné priedely bránili vode potopiť pokazený parník ... Pohľad na prasknutý parník bol pre nás neočakávaný, ale čoskoro sa všetko vyjasnilo. Chyty Dnepra boli až po okraj nabité hráškom. Voda vstúpila do otvoru a nasiakla hrášok. Nafúklo a roztrhalo to neuveriteľnou silou železné strany parníka, ohlo prepážky a vytiahlo rámy “.
Ale voda nepreniká tak ľahko do všetkých semien. Jadro semien bielej akácie, vlašských orechov, mečíkov a mnohých ďalších rastlín je pripútané v tvrdých obaloch. Prostredníctvom týchto krytov je prístup k embryu vlhkosti a kyslíka sťažený a bez nich semená nevyklíčia. Túto situáciu dobre ilustrujú výsledky takéhoto experimentu: 50 glazovaných semien sa dalo do vody súčasne, 4 z nich napučali nasledujúci deň, 11 - po dvoch mesiacoch, 17 - do roka, 6 - po roku , 6 - v treťom roku, 3 - vo štvrtom a piatom roku a 3 semená nenapučali ani nevyklíčili, aj keď boli vo vode viac ako päť rokov.
Pokojová vegetácia a jej narušenie
Je známych veľa takýchto semien, do ktorých voda ľahko preniká, ale stále neklíčia. Niektoré semená napríklad nevyklíčia, ak sú zasiate ihneď po zbere. Na to, aby také semená začali rásť, je potrebné určité obdobie. Toto obdobie sa nazýva vegetačný kľud. IV Michurin poukázal na to, že v každom pokojnom semene, to znamená v suchom stave, sa proces života nezastaví, prebieha neustály, aj keď pomalý metabolizmus, podporujúci život embryonálnej bunky a správny priebeh takáto výmena úplne závisí od podmienok prostredia, v ktorých sa osivo nachádza.
 Na prvý pohľad je vegetačný pokoj semien negatívnym javom. Ich prechod do stavu vegetačného pokoja je v skutočnosti užitočnou biologickou vlastnosťou, ktorá chráni semená pred predčasným klíčením a smrťou pod vplyvom nepriaznivých podmienok prostredia.
Ak by semená nemali pokojné obdobie, potom by človek pri ich zhromažďovaní, skladovaní a zasiatí zaznamenal mimoriadne veľké ťažkosti.Existujú odrody kukurice, ktorej semená nemajú pokojné obdobie, a preto ľahko klíčia na zelenom klasu materskej rastliny a vytvárajú veľké sadenice. Tento jav sa pozoruje aj u niektorých odrôd pšenice, raže a iných plodín. Je zrejmé, že takéto odrody nie sú rozšírené, pretože ich semená nemožno skladovať.
Čo vysvetľuje vegetačný pokoj semena? Dôvody prevencie klíčenia semien sú rôzne. Niektoré (orech, mandľový a ďalšie), ako je uvedené vyššie, je to spôsobené prítomnosťou tvrdých krytov semien, ktoré spomaľujú tok vody do embrya, v iných (euonymus, popol atď.) je embryo pokryté látkami, ktoré spomaľujú jeho klíčenie, a u iných (lipa, kohútik atď.) je embryo pokryté fóliou, ktorá neumožňuje priechod kyslíka.
Niektorí vedci spájajú prechod semien do nečinného stavu so zastavením tvorby životne dôležitých zlúčenín a hromadením látok v tkanivách, ktoré spomaľujú klíčenie embrya. Takéto inhibítory sa skutočne nachádzajú v niektorých semenách. Napríklad semená borovice a raže, navlhčené vodným extraktom z marhuľových semien, vôbec neklíčia. Extrakt zo semien cukrovej repy tlmí klíčenie semien jačmeňa, hrášku, kúsku a iných rastlín.
Zistilo sa, že hydroxybenzoová, vanilková, hydroxyškoricová a ferulová kyselina sú inhibítormi v semenách repy.
V semenách s nízkou klíčivosťou v iných rastlinách sa tiež našli látky, ktoré bránia klíčeniu. Patria sem tyrozín a amoniak.
Klíčenie semien môže spomaliť aj nadmerná akumulácia vitamínov v semenách. Takže, ako sú uložené v semenách saxaul, chogon a niektoré ďalšie, sa obsah vitamínu P niekoľkonásobne zvyšuje. Hovorí aj táto skutočnosť v prospech skutočnosti, že vitamín P hromadiaci sa vo významnom množstve inhibuje klíčenie semien. Ak sa klíčiace semená týchto rastlín namočia v roztoku vitamínu P a tým sa zvýši jeho obsah, klíčenie týchto semien sa oneskorí. Zlúčeniny blízke vitamínu P sa našli aj v šupke pšenice s červeným zrnom. Tieto látky tiež spomaľujú klíčenie čerstvo zozbieraných jadier.
Niektoré rastové stimulátory hromadiace sa vo vysokých koncentráciách v semenách môžu tiež spomaliť klíčenie semien. Zistilo sa, že spiace semená euonymu, popola a javora obsahujú také koncentrácie kyseliny indoloctovej (heteroauxín), ktoré bránia klíčeniu semien.
Veľmi zriedka klíčia semená v plodoch. V tejto súvislosti sa predpokladalo, že ich oplodie obsahuje látky, ktoré bránia klíčeniu semien. Na vyskúšanie správnosti tohto predpokladu sa uskutočnil takýto experiment. Z perikarpu sa pripravil vodný extrakt, do ktorého sa namočili semená odobraté z rovnakých plodov, niektoré semená sa namočili do vody. Ukázalo sa, že v prvom prípade bolo potlačené klíčenie semien a rast sadeníc. Takže keď boli semená moruše namočené v extrakte, klíčilo 14% semien, a keď boli uchovávané vo vode, 73%.
Ďalšie experimenty zistili, že s dozrievaním ovocia počet inhibítorov klesá.
Povaha inhibítorov klíčenia je stále zle pochopená. Je zrejmé, že chemikálie, ktoré bránia ich klíčeniu, nie sú pre rôzne semená rovnaké. V tomto ohľade sa neutralizácia látok, ktoré spomaľujú klíčenie semien, uskutočňuje rôznymi metódami. V jednom prípade obsah týchto látok v semenách klesá počas lúhovania, to znamená, keď sú semená namočené vo vode; v druhom prípade je potrebné ošetrenie osiva rastovými stimulantmi; v tretej pôsobia na semená fyzikálnymi faktormi (svetlo, teplota atď.)
Inhibícia klíčenia nie je spojená iba s prítomnosťou látok, ktoré inhibujú tento proces, veľmi dôležitý je aj stav buniek. Profesor P. A. Genkel vysvetľuje stav vegetačného pokoja tým, že sa v zrejúcich semenách tvoria zložité zlúčeniny. Oddeľujú protoplazmu od stien, čo vedie k narušeniu komunikácie medzi bunkami.Na povrchu protoplazmy sa objavuje mastná vrstva, ktorá zabraňuje prenikaniu vody a chráni obsah buniek pred nepriaznivými podmienkami prostredia.
V súčasnosti sa našli techniky, ktoré pomáhajú semenám dostať sa z nečinného stavu.
Pri mletí semien pieskom, drveným sklom alebo pomocou špeciálnych strojov sa otvára prístup k embryám vody a kyslíka a semená klíčia.
 Mnoho semien vyžaduje inú prípravu - stratifikáciu. Za týmto účelom sa zmiešajú s vlhkým jemnozrnným pieskom v objemovom pomere: jedna časť semien k trom častiam piesku.
Ako médium na stratifikáciu sa zvyčajne používa riečny piesok. Počas celej stratifikácie sa obsah vlhkosti v piesku udržuje na úrovni 30 - 50% jeho plnej vlhkosti. Vrstva semien s pieskom pre plemená drevín by nemala byť vyššia ako 25 cm, pre kôstkové ovocie - nie viac ako 40 cm.
Pre stratifikáciu semien sú nevyhnutné teplotné podmienky. Najpriaznivejšia teplota pre stratifikáciu je 0–1 °, pri poklese na –6 ° sa proces stratifikácie spomalí, pod –6 ° klíčenie semien klesá a pri teplotách pod –15 ° semená odumierajú.
Okrem piesku sa na stratifikáciu používa aj mach. Posledne uvedený sa kvôli svojej vysokej schopnosti vlhkosti, vysokému prevzdušňovaniu a antiseptickým vlastnostiam považuje za najlepšie médium na stratifikáciu.
V závislosti od povahy semien ovocných plodín je doba stratifikácie iná. Pre semená jablone Sibirka je stratifikačné obdobie 25 - 30 dní, pre semená Anis a Antonovka - 80-90, na semená čerešňovej slivky, sušené slivky, čerešne Antipovka - 120-150, a na obyčajné čerešňové semená - 150-180 dní.
Klíčenie semien sa obzvlášť zreteľne urýchľuje počas stratifikácie za nasledujúcich podmienok: čerstvý kôň sa položí na dno priekopy s vrstvou 40 cm, na vrch sa naleje vrstva piesku 10 cm a potom 8-10 cm semien zmiešaných s pieskom v pomere 1: 3. Semená sú navlhčené každý deň zahriatou vodou (35-45 °). S touto prípravou, semená marhuľa a vlašské orechy pučia 12. - 15. deň, drieň - na 40. - 45. deň atď.
Podmienky, za ktorých semená prechádzajú stratifikáciou, urýchľujú fyziologické procesy, ktoré pripravujú semená na klíčenie. Znižuje sa množstvo látok, ktoré spomaľujú klíčenie semien. Pod vplyvom nízkych teplôt sa tvoria životne dôležité zlúčeniny, ktoré stimulujú ich klíčenie.
Koniec procesu stratifikácie semien je zvyčajne určený klíčením a výskytom koreňa v vyliahnutých semenách. Tieto metódy však trvajú dlho a nie sú vždy použiteľné na ovocné plodiny v hlbokom spánku.
V posledných rokoch sa objavili nové metódy stanovenia stavu vegetačného pokoja semien a stupňa ich pripravenosti na sejbu po stratifikácii. Štúdiom povahy metabolizmu v semenách dovnútra a von z vegetačného pokoja bolo možné dokázať, že masívny vzhľad škrobu v koreni a častiach kotyledónu v blízkosti púčika, pokles tuku a absencia oddelenia protoplazmy charakterizujú uvoľnenie semien ovocných plodín zo stavu nečinnosti. Takéto semená sa môžu použiť na siatie po dvoch týždňoch.
Nielen pod vplyvom stratifikácie, ale aj pôsobením premenlivých teplôt na semená sa zreteľne urýchľuje klíčenie semien a vývoj rastlín. Takže pri vystavení bavlníkovým semenám striedanie nízkych a vysokých teplôt urýchlilo vznik sadeníc, nástup kvitnutia a úroda sa zvýšila. Podobné skutočnosti sa zistili v prípade semien kukurice, uhoriek, paradajok a iných plodín.
Štúdie preukázali, že pôsobením nízkych teplôt sa v semenách tvoria zlúčeniny podobné g a b-berellínu. Ale predtým, ako sa budeme podrobnejšie venovať dôležitej úlohe týchto látok v živote rastlín, poďme si stručne povedať o histórii ich objavu.
Na ryžových poliach v Japonsku, Indii, Číne a ďalších krajinách bol dlho pozorovaný neobvyklý jav, keď začali prudko rásť výhonky niektorých rastlín. Plodenie takýchto rastlín ryže sa oneskorilo, semená v metlinách sa niekedy vôbec nevytvorili a úroda prudko poklesla.
Známe ako zlé výhonky sa zistilo, že táto choroba je spôsobená hubou gibberella fuykuroye. Predpokladá sa, že huba gibberella vylučuje neznámu látku, ktorá stimuluje rast výhonkov. Neskôr bola táto látka - giberelín - izolovaná a bola stanovená jej štruktúra.
Mnoho ďalších mikroorganizmov, rovnako ako vyššie rastliny, má schopnosť syntetizovať tento rastový stimulant. Látky podobné gibberellínu sa nachádzajú v semenách hrášku, kukurice, fazuľa, jablko a iné rastliny, v listoch tabak, repka, perilla a rudbeckia, v koreňoch hrachu a vodného hyacintu. V súčasnosti bolo izolovaných 9 giberelínov, ktoré sa navzájom líšia fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Veda doteraz nepoznala takú látku, ktorá by mohla nielen zvýšiť rast rastlín, ale aj vyrobiť z nich rastliny, ktoré za normálnych podmienok nekvitnú. Gibberelliny znateľne urýchľujú klíčenie semien a zlepšujú rast sadeníc.
Odstránenie tvrdých krytín zo semien s hlbokým spánkom, v mnohých prípadoch síce spôsobuje rast embryí, ale dáva slabým rastlinám. Liečba embryí spiacich semien giberelínom prispieva k eliminácii zakrpatenia ovocných stromov, javorov, pivoniek a ďalších.
Semená broskyňaktoré majú hlboko spiace obdobie, dokonca aj po odstránení kosti, vyžadujú 2 - 3 mesiace studenej stratifikácie. Na druhej strane ošetrenie giberelínom u semien, ktoré neboli podrobené stratifikácii vôbec alebo čiastočne, spôsobuje porušenie vegetačného pokoja a stimuluje ich klíčenie.
Semená vretenového stromu na klíčenie vyžadujú pôsobenie premenlivej teploty (2 - 3 mesiace pri 10 - 20 ° a 3 - 4 mesiace pri 0 - 6 °). Pôsobením zvýšenej teploty v semenách embryo rastie, čo vedie k prasknutiu plášťa semena. Tento proces otvárania semien je možné výrazne urýchliť ošetrením 0,05 až 0,1% roztokom giberelínu.
V semenách mnohých rastlín začína rast embrya expanziou buniek. Ale tento proces je niekedy oneskorený, aj keď k deleniu buniek skutočne dochádza. Predpokladá sa, že stimulačný účinok giberelínu na klíčenie semien spočíva v skutočnosti, že zvyšuje proces rozťahovania embryonálnych buniek, ktorý zjavne hrá vedúcu úlohu počas klíčenia.
Zdalo sa, že keďže mnohým semenám chýba zelený pigment, chlorofyl, nie je na klíčenie semien potrebné svetlo. Ale experimenty ukázali, že to tak nie je. Spolu s mnohými semenami, ktoré klíčia v tme, sú známe stovky druhov semien, na klíčenie ktorých má svetlo priaznivý účinok a pre niektoré je jednoducho nevyhnutný. Semená imela, ríbezlí, jedovatých masliakov a iných rastlín, ktoré sú v pôde v takej hĺbke, kam neprenikne svetlo, teda nevyklíčia. Ak tieto semená dopadnú na povrch a sú vystavené svetlu, začnú rýchlo klíčiť.
Nedávno boli získané nové údaje o vplyve svetla na klíčenie semien. Ukázalo sa, že štvornásobné ožarovanie semien borovice červeným svetlom zvyšuje ich klíčivosť šesťkrát. Ak sa potom semená ožarujú infračervenými lúčmi, potom sa pozitívny účinok červeného svetla odstráni. Predpokladá sa, že červené svetlo podporuje tvorbu giberelínu, ktorý aktivuje klíčenie semien. V tme prebieha opačný proces, ktorý je zosilnený pôsobením infračervených lúčov. Tento a ďalšie fakty podnietili štúdium citlivosti semien citlivých na svetlo k pôsobeniu giberelínu. Ukázalo sa, že semená šalátu, guayule, tabaku a iných rastlín, ošetrené týmto rastovým stimulantom, nepotrebovali pôsobenie svetla, a preto dobre klíčili v tme.
Je známe, že ďalšie zlúčeniny zvyšujú klíčenie semien.Akademik N. G. Kholodny ako prvý v našej krajine uskutočnil výskum zameraný na vplyv heteroauxínu na klíčenie semien a produktivitu rastlín. Ukázal, že ošetrenie semien týmto rastovým promótorom výrazne zvyšuje výťažky. ovos a pšenica, heteroauxín a ďalšie rastové stimulanty zvyšujú klíčenie semien tungu, bavlníková rastlina, dub a mnoho ďalších rastlín. Toto sa tiež pozoruje pri ošetrení semien kyselinou jantárovou, vitamínmi a inými zlúčeninami.
 Pred zasiatie semien niektorými látkami má také silné narušenie metabolizmu, že vedie k zmene charakteru rastlín. Toto bolo prvýkrát, čo sa to presvedčivo preukázalo v súvislosti s účinkom kolchicínu. Táto látka sa získava hlavne z rastliny Colchicum, ktorá dostala meno od Kolkhosu, teda starodávneho kolchisu, kde je obzvlášť rozšírená. Ruský názov rastliny je jesenný krokus. Na konci jesene kvitne bez listov, potom prezimuje a na jar, keď sa objavia listy, jej tobolky dozrievajú. Kolchicín izolovaný z tejto rastliny sa ukázal ako silná jedovatá látka, aj keď v malých dávkach má terapeutický účinok. Aj Byzantínci používali extrakt kolchicínu ako liek proti dne.
Nedávno sa zistilo, že ošetrenie semien alebo rastlín touto látkou spôsobuje zmenu v dedičných vlastnostiach rastlinného organizmu. Výberom z takto pozmenených rastlín bolo možné izolovať formy pohánky, proso, jačmeňa, raže a iných plodín so zvýšenou produktivitou.
Hlboké zmeny sa tiež pozorujú, keď sa semená ošetria etylénimínom. Namočenie semien hybridu pšenično-pšeničnej trávy do roztoku tohto prípravku (0,01-0,04%) počas dňa viedlo k vzniku nových foriem. Pred zasiatie pšeničných semien vysokou dávkou 2,4-D (2,4-dichlórfenoxyoctovej kyseliny) vedie tiež k významným zmenám v dedičných vlastnostiach rastlín.
Pri ošetrovaní semien rôznymi chemikáliami treba venovať pozornosť zmenám v dedičnej povahe rastlín. Látky, ktoré zvyšujú úrodu, ale zhoršujú odrodu, sa nedajú odporúčať na rozsiahle praktické použitie. Osobitnú pozornosť si zaslúžia zlúčeniny, ktoré zvyšovaním rastu zlepšujú povahu rastliny.
Napríklad predsejbové ošetrenie pšeničných semien vitamínom PP urýchľuje rast rastlín. Listy takýchto rastlín sa zväčšujú, stonka je hrubšia, hrot a počet zŕn v nej rastie. Takéto rastliny tiež poskytujú vyšší výnos. Odoberaním semien z týchto rastlín a ich výsevom je možné zlepšiť povahu odrody.
Až donedávna boli hlavnými metódami ošetrovania semien ich namáčanie alebo poprašovanie jednou alebo druhou látkou. Takéto techniky však neboli v praxi vždy použiteľné.
Namáčanie semien je namáhavá úloha, najmä keď sa musí spracovať veľké množstvo semien. Mokré semená navyše nemožno ihneď zasiať, pretože budú nerovnomerne prechádzať cez sejacie jednotky sejačky. Sušenie semien si tiež vyžaduje prácu. Navyše, ak je nepriaznivé počasie a nemožno siať výsev, môžu vlhké semená klíčiť.
Pri posype sa látky nanesené na semená drobia. Tieto okolnosti podnietili vedcov k tomu, aby našli takzvané lepidlá, ktoré by udržiavali živiny a pesticídy na povrchu semien. Vývoj polymérov otvoril nové, sľubné príležitosti na poťahovanie semien. Továrne začali pokrývať kukuričné semená tenkou vrstvou špeciálnych fólií. Tieto filmy sú injektované pesticídmi, živinami a stimulantmi rastu a niekedy aj neškodnými farbami. Semená sa farbia hlavne kvôli ľahkému odlíšeniu ošetrených semien od tých neošetrených. Takto pripravené semená sa dajú kedykoľvek použiť na výsev.
Ovcharov, K. E. - Sila človeka nad životom rastlín
|
