Прорастание семян это процесс перехода семян от состояния

Обновлено: 07.07.2024

Семя - генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).

Функции семени

Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.

Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.

Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.

Строение семени

Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев - семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.

Семенная кожура - обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие - семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс - набухание семени.

Эндосперм - запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).

В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют - щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Прорастание семени

При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.

А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

До момента, когда растение начнет фотосинтезировать - вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо - в эндосперме.

Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).

Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C - огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C - укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.

Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте - лук, конопля.

В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.

Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток - стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.

Типы прорастания семян

При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.

Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

процесс перехода семян от состояния покоя к интенсивной жизнедеятельности, в результате чего трогается в рост Зародыш и образуется проросток, из которого развивается молодое растение; начальный этап Онтогенеза растений. П. с. происходит только при достаточном обеспечении их влагой, кислородом, при определённом температурном, а иногда и световом режиме. П. с. характеризуется повышением обмена веществ в зародыше и Эндосперме. При поступлении воды в семена они набухают, в них активируются ферменты, усиливаются процессы превращения запасных веществ (крахмала, жиров, белков) с преимуществ, их распадом на сахара, жирные кислоты, аминокислоты. Это обеспечивает семена энергией и пластическими веществами, необходимыми для синтеза веществ, идущих на построение новых тканей проростка. По окончании набухания зародыш семени трогается в рост. Первым, как правило, растет корешок, который прорывает оболочку семени (семя наклёвывается). Затем в рост трогается у одних растений Гипокотиль (в результате чего семядоли и верхушечная почка выходят на поверхность почвы), у других — Эпикотиль (при этом семядоли остаются в почве, а на поверхность выносится только верхушечная почка). Потребность в воде для П. с. зависит от химического состава и физиологического состояния семени. При недостатке кислорода, например, при длительном погружении семян в воду или при образовании почвенной корки в них накапливаются этиловый спирт, молочная комитета, аммиак и др. вредные для зародыша вещества. Влияние температуры на П. с. связано не только с поступлением влаги в семена и активированием обмена веществ, но и с изменением в них соотношения различных регуляторов роста (См.Регуляторы роста). Например, при нагревании только что собранных семян хлопчатника или арахиса в них снижается содержание ингибиторов роста (См. Ингибиторы роста) и П. с. ускоряется. Для ускорения П. с. многих др. растений, наоборот, необходимо воздействие низкой положительной температуры (см. Стратификация семян), при которой увеличивается содержание гиббереллинов и др. стимуляторов роста (См. Стимуляторы роста растений). Для П. с. некоторых растений, кроме влаги, кислорода и соответствующей температуры, необходим свет определённого спектра. Так, красный свет стимулирует П. с. латука, сосны, щавеля, а инфракрасный тормозит. Даже для П. с. с одного и того же растения, с одного колоса необходимы различные условия среды. Семена некоторых растений, находясь в благоприятных условиях, всё же не прорастают. Такая задержка П. с. обусловливается или тем, что они не вышли из состояния покоя (см. Покой у растений), или их твёрдыми покровами, не пропускающими кислород и воду к зародышу (в этом случае применяют скарификацию семян (См. Скарификация семян) — механическое повреждение покровов, например у миндаля, ореха, винограда). П. с. заканчивается переходом проростка к автотрофному питанию, что совпадает с появлением всходов (См. Всходы) растений. Поэтому создание условий, оптимальных для П. с., а следовательно, и повышения всхожести семян (См. Всхожесть семян) — одна из предпосылок получения высоких урожаев.

ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН, процесс перехода семян от состояния покоя к интенсивной жизнедеятельности, в результате чего трогается в рост зародыш и образуется проросток, из к-рого развивается молодое растение; начальный этап онтогенеза растений. П. с. происходит только при достаточном обеспечении их влагой, кислородом, при определённом температурном, а иногда и световом режиме. П. с. характеризуется повышением обмена веществ в зародыше и эндосперме. При поступлении воды в семена они набухают, в них активируются ферменты, усиливаются процессы превращения запасных веществ (крахмала, жиров, белков) с преимуществ. их распадом на сахара, жирные к-ты, аминокислоты. Это обеспечивает семена энергией и пластич. веществами, необходимыми для синтеза веществ, идущих на построение новых тканей проростка. По окончании набухания зародыш семени трогается в рост. Первым, как правило, растёт корешок, к-рый прорывает оболочку семени (семя наклёвывается). Затем в рост трогается у одних растений гипокотиль (в результате чего семядоли и верхушечная почка выходят на поверхность почвы), у других - эпикотиль (при этом семядоли остаются в почве, а на поверхность выносится только верхушечная почка). Потребность в воде для П. с. зависит от хим. состава и физиол. состояния семени. При недостатке кислорода, напр., при длит. погружении семян в воду или при образовании почвенной корки в них накапливаются этиловый спирт, молочная к-та, аммиак и др. вредные для зародыша вещества.

Влияние темп-ры на П. с. связано не только с поступлением влаги в семена и активированием обмена веществ, но и с изменением в них соотношения различных регуляторов роста. Напр., при нагревании только что собранных семян хлопчатника или арахиса в них снижается содержание ингибиторов роста и П. с. ускоряется. Для ускорения П. с. многих др. растений, наоборот, необходимо воздействие низкой положительной темп-ры (см. Стратификация семян), при к-рой увеличивается содержание гиббереллинов и др. стимуляторов роста. Для П. с. нек-рых растений, кроме влаги, кислорода и соответствующей темп-ры, необходим свет определённого спектра. Так, красный свет стимулирует П. с. латука, сосны, щавеля, а инфракрасный тормозит. Даже для П. с. с одного и того же растения, с одного колоса необходимы различные условия среды. Семена нек-рых растений, находясь в благоприятных условиях, всё же не прорастают. Такая задержка П. с. обусловливается или тем, что они не вышли из состояния покоя (см. Покой у растений), или их твёрдыми покровами, не пропускающими кислород и воду к зародышу (в этом случае применяют скарификацию семян - механич. повреждение покровов, напр. у миндаля, ореха, винограда).

П. с. заканчивается переходом проростка к автотрофному питанию, что совпадает с появлением всходов растений. Поэтому создание условий, оптимальных для П. с., а следовательно, и повышения всхожести семян - одна из предпосылок получения высоких урожаев.

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:

Из данного видеоурока вы узнаете, что выделяют пять фаз прорастания семян. Также узнаете о том, что на прорастание семян влияют внешние условия, на всхожесть влияют и глубина посева, и свойства самой почвы. В данном уроке приводятся следующие понятия: фаза водопоглощения, фаза набухания, фаза роста первичных корешков, фаза развития ростка, фаза становления проростка.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Прорастание семян"

Покрытосеменные растения размножаются и расселяются с помощью семян, которые образуются после отцветания. Семена их защищены околоплодником, т. е. они покрыты, что способствует их лучшему сохранению и распространению.

Семя — это растение в зачаточном состоянии с запасом питательных веществ.

Семя состоит из кожуры, зародыша ― зачатка будущего растения ― и семядоли. Семядоли — это первые листья зародыша растения.

В зависимости от количества долей в семени растения подразделяют на однодольные и двудольные.

Однодольные растения имеют в зародыше семени одну долю. К однодольным относят пшеницу, кукурузу, лук и другие растения.

Двудольные растения имеют в зародыше две доли. К двудольным растениям относят фасоль, горох, тыкву и другие.

В семенах многих растений хорошо заметен эндосперм — запасающая ткань, которая содержит питательные вещества для развития зародыша. В семенах пшеницы и лука эндосперм хорошо заметен.

У других растений, например у миндаля, наоборот, зародыш ко времени созревания семени разрастается настолько, что вытесняет и поглощает эндосперм, от которого остаётся лишь небольшой слой клеток под семенной кожурой.

А у фасоли запас питательных веществ находится в основном в семядолях.

Семена растений способны длительное время не прорастать. Однако через некоторое время, попав в благоприятные для прорастания условия, они дают начало молодым растениям. При этом семя должно быть с живым зародышем.

Зародыш может погибнуть, а семена стать невсхожими по ряду причин, например из-за воздействия вредителей и болезней, плохого хранения и т.п. Иногда зародыши погибают от слишком длительного хранения.

Для того чтобы семена проросли, должны быть соблюдены три важных условия: наличие воды, наличие кислорода, определённый температурный режим.

Период прорастания состоит из последовательных этапов — фаз прорастания. Всего можно выделить пять фаз: 1) фаза водопоглощения; 2) фаза набухания; 3) фаза роста первичных корешков; 4) фаза развития ростка; 5) и фаза становления проростка. Рассмотрим подробнее сущность каждой фазы.

Первая фаза водопоглощения начинается с активного поглощения семенами воды. В этой фазе сухие семена могут всасывать воду с колоссальной силой. Продолжительность фазы зависит от состояния семян, температуры и влажности почвы.

Фаза набухания семян начинается с момента появления в семенах свободной влаги (то есть при влажности выше критической), которая активизирует жизнедеятельность клеток.

В процессе набухания семян, их оболочки приобретают эластичность, а само семя увеличивается в объёме.

Из таблицы, показывающей процент поглощения капельножидкой воды при погружении семян в воду, видно, что меньше всего воды нужно для прорастания семенам проса (38 %). А большинству злаковых культур необходимо около 50 % воды.

Бобовые культуры, напротив, прорастают при 100 %-ном поглощении воды.

Поэтому семена гороха и некоторых овощных растений перед посевом замачивают. Если же семена высеять в сухую почву, они погибнут.

А семена клевера прорастаю при 145 % поглощении воды.

Заканчивается фаза набухания наклёвыванием. То есть у всхожих семян кожура разрывается.

Фаза роста начинается с момента деления клеток первичного корешка.

Развиваясь, корешок опережает другие органы зародыша, быстро укрепляется в почве и начинает поглощать из неё воду с минеральными веществами.

У фасоли молодой корень, развивающийся из зародышевого корешка, разрывает кожу и выходит наружу. Он быстро растёт и укрепляется в почве.

В этой фазе, кроме роста корешков, происходит и перестройка биохимических процессов. Создаются условия для роста ростка (в корнях синтезируются витамины и т. п.).

Фаза развития ростка начинается с его появления. Здесь проросток ещё не полноценное растение, но уже и не семя.

В фазу становления проростка начинает расти зародышевый стебелёк, из которого уже над почвой развиваются семядоли (первые листья зародыша растения) и почечка (будущий надземный побег).

У гороха и некоторых других растений семядоли остаются в почве. Надземный побег развивается из почки зародыша.

Зародыш в семени дышит, и поэтому ему необходим приток кислорода.

Семенам разных растений необходимо его различное количество. Например, семена риса и тимофеевки могут прорасти даже под водой при очень малом количестве растворенного в ней кислорода.

Семена же большинства цветковых растений нуждаются в обилии кислорода и под водой не прорастают.

Тепло прорастающим семенам необходимо так же, как вода и воздух. Если им достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и в конце концов погибнут.

Однако некоторые семена, например ржи, могут пропасть уже при 1 градусе тепла.

Для того чтобы получить хороший урожай необходимо уметь правильно высевать семена.

А для этого нужно учитывать те условия, которые необходимы для семян каждой культуры.

Во время роста проросток полностью использует запасные питательные вещества эндосперма или самого зародыша. Из семени с большим запасом питательных веществ развивается сильный проросток. Поэтому для посева надо брать крупные семена с живым зародышем.

Подготовленные к посеву семена высеваются в разные сроки.

Семена холодостойких растений (такие как пшеница, горох) прорастают при низкой температуре и обилии влаги. Их высевают ранней весной.

Семена теплолюбивых растений (такие как кукуруза, огурец, тыква) следует высевать, когда почва достаточно прогреется. Однако с посевом семян запаздывать нельзя, так как весной почва быстро высыхает. Опоздание с посевом семян может снизить урожай.

Глубина посева также влияет на всхожесть. Например, если семена заделаны в почву неглубоко, жаркие лучи весеннего солнца могут их высушить.

А если семена, наоборот, окажутся на слишком большой глубине, всходы их будут плохие: проросткам не хватит воздуха, а молодым побегам будет трудно пробиться на поверхность. Поэтому высевать семена нужно на определённую глубину.

Глубина заделки семян зависит от их размера и свойств почвы. В крупных семенах достаточно питательных веществ, и ростки не погибают, пробиваясь с большой глубины в течение долгого времени. Поэтому чем крупнее семена, тем глубже их сеют.

Практикой установлено, что мелкие семена (например, лука) надо сеять на глубину 1―2 см, семена средних размеров (например, огурца) — на 2―4 см, крупные семена (например, гороха) — на 4―5 см. Если семена посеять менее глубоко, им может не хватить влаги.

На глубину заделки семян влияют и свойства почвы. Воздух в песчаной почве проникает на большую глубину, а влага лучше сохраняется в более глубоких слоях. Поэтому семена, посеянные в такую почву неглубоко, будут страдать от недостатка влаги.

На глинистых почвах, наоборот, не рекомендуется сеять семена слишком глубоко, так как глинистая почва более плотная и тяжёлая. Даже у самой поверхности в ней мало воздуха, а влаги достаточно и в верхних слоях.

Читайте также: