Щоб належним чином розкрити це питання, спершу закликаю вас ознайомитись, що таке насіння, спокій насіння, чим він зумовлений, і тоді вже розглянути шляхи подолання різних видів спокою. Матеріал написаний на основі підручника “Насіннєзнавство”. Я опускаю складну наукову термінологію, але це не зменшує практичну цінність матеріалу. Прошу до знань. :)
Насіння - живий організм, що у стані спокою зберігає свою життєздатність і процеси під його оболонкою хоч і максимально уповільнюються, але не припиняються.
Стан спокою насіння – це механізм еволюційного пристосування, який попереджає несвоєчасне проростання насіння (на материнській рослині, перед зимою тощо) і сприяє виживанню і розповсюдженню рослин. Спокій - це стан фізіологічно зрілого насіння, в якому воно не проростає. Завдяки стану спокою, насіння багатьох видів переживають зимові періоди та інші несприятливі умови. У стані спокою насіння може знаходитись роками.
Основний біологічний процес, що передує спокою – фізіологічне дозрівання насіння. Фізіологічне дозрівання у більшості форм рослин відбувається у післязбиральний період під час зберігання насіння. Тривалість післязбирального достигання у різних видів рослин різна - від пари тижнів до кількох місяців. Саме ця необхідність в дозріванні блокує передчасне проростання у несприятливих умовах, коли виживання паростка неможливе.
Спокій насіння також зумовлений:
– несприятливими факторами середовища для проростання (низькі температури, відсутність вологи, світла, кисню);
– непроникність покривів для води, газів, коли неможливе набрякання, дихання (твердонасінність, наприклад, насіння люпину);
– механічний опір насінних покривів набряканню чи росту зародка (наприклад, шкарлупа горіхів, тверда кісточка).
– дією інгібіторів, що містяться в насінні і покликані запобігати його проростанню за несприятливих умов;
– морфологічна незрілість, або неповний розвиток зародка;
– фізіологічна незрілість, яка полягає в тому, що зародок, незважаючи на повний морфологічний розвиток, не проростає.
Аномальне проростання насіння ворсянки на материнській рослині
Останні дві причини зумовлюють глибокий спокій насіння, який цілком можна подолати комплексом заходів.
Умови для проростання фізіологічно і морфологічно зрілого насіння: одночасна дія чотирьох факторів - вода, температура, світло кисень.
Вода. Надходження достатньої кількості води в насінину ініціалізує набухання та активізацію білків та ферментів, які в свою чергу розщеплюють в насінині складні поживні сполуки до простих, які і стають живленням для зародка. Тому важлива висока ступінь зволоженості грунту на етапі набухання і проростання. При цьому доступ води в насіння не повинен перевищувати певні межі, оскільки занадто велика її кількість гальмує надходження кисню і насіння не проростає. Тому важливо зберігати водний баланс грунту, так як надлишок або нестача вологи часто стає причиною непроростання.
Температура. Численними дослідами встановлено, що швидкість набухання насінини залежить від температури. З підвищенням температури підвищується інтенсивність набухання. При достатньому забезпеченні проростаючого насіння вологою висота температури значно впливає на швидкість проростання. Проростання насінини часто добре відбувається під впливом змінних температур, які стимулюють цей процес.
Оптимальні температури проростання в більшості культурних рослин – 15-30 °С, максимальні – 30-40 °С. При 50 °С проростання вже неможливе.
Світло. В деяких рослинах міститься білок фітохром, що під дією світла каталізує біохімічні реакції в насінні, що проростає. Для такого насіння важливо наявність світла для проростання. Найчастіше це дуже дрібне та/або пилоподібне насіння.
Кисень. Необхідний для енергетичного насичення насіння при проростанні. Розщеплення запасних поживних речовин - складних сполук на прості доступні для живлення зародка, відбувається з поглинанням кисню. Кількість його, яка є в повітрі, цілком достатня для проростання насіння. І саме для доступу кисню варто звертати увагу на глибину загортання насінини. Надто глибоке загортання погіршує газообмін і ускладнює доступ кисню до насінини. Також проростання при повному зануренні у воду у більшості видів не відбувається саме через відсутність доступа кисню.
Методи пробудження “сплячого” насіння.
Як зазначалось вище, глибокий спокій насіння, в якому воно не проростає, зумовлений саме фізіологічною та морфологічною незрілістю зародка в насінині. Це відбувається під дією негативних факторів, що вплинули на розвиток і дозрівання протягом вегетаційного періоду. І іноді треба застосовувати комплекс методів для пробудження такого насіння.
1.Руйнування твердої насінної оболонки
скарифікація та імпакція (ручне механічне пошкодження, тертя механічними засобами, тертя насінин одна об одну)
препарування насінневих оболонок (наколювання шкірки, зняття шкірки)
руйнування оболонок відбувається за участю мікроорганізмів у грунті
руйнування оболонок під час різких змін температур (замерзання-розмерзання грунту)
2.Стимулювання дозрівання морфологічно і фізіфологічно незрілого насіння впливом температури.
Відомо, що низькі температури мають позитивний вплив на схожість свіжозібраного насіння.
Наприклад, щоб вивести насіння із стану неглибокого спокою, на набухле насіння діють змінними температурами: при більш низьких (10-15 °С) температурах його витримують протягом 16 год, а при високих (20 °С і вище) – 8 год.
Насіння багатьох трав’янистих рослин можна вивести із стану неглибокого спокою у процесі сухого зберігання при підвищеній температурі протягом декількох місяців. Наприклад, насіння злакових і бобових культур після збирання зберігається тривалий час при підвищеній температурі (20-22 ºС).
Високий ефект при твердонасінності деревних порід дає намочування насіння у гарячій воді (80-85 °С) протягом 10 хв. Дуже тверде насіння рекомендується обробляти окропом від кількох секунд до кількох хвилин.
Також до методів температурного впливу відноситься всім відома стратифікація -
витримування насіння при низькій плюсовій температурі на вологому субстраті.
3.Видалення інгібіторів ростових процесів вимиванням опадами, окисленням на повітрі, під дією світла, температури, ферментів. В лабораторних умовах для цього застосовуються: калійна та аміачна селітра, сірчана кислота, тіосечовина, поліетиленгліколь, а також мідні і цинкові препарати.
4.Обробка насіння фітогормонами, наприклад, гібереліновою кислотою. Але тут треба бути обережними, для кожного виду є своя критична концентрація, перевищення якої, наприклад, може простимулювати накльовування, але провокувати пригнічення розвитку корінців паростка, в результаті паростки будуть неповноцінними і загинуть.
5.Із сучасних методів пробудження насіння застосовують вплив ультразвуку або дія електромагнітним полем. При цьому зростають водопоглинаюча здатність та інтенсивність дихання насіння, підвищується інтенсивність фотосинтезу, прискорюється перегрупування продуктів гідролізу, що й підвищує активність проростання.
Стратифікація - важливий прийом пробудження насіння
Стратифікація – це прийом, що прискорює розвиток насіння і отримання проростків, і полягає в попередньому витримуванні насіння при низькій плюсовій температурі на вологому субстраті. Стратифікація спричиняє завершення розвитку насіння і зародка, розрихлення його твердих покривів та наступне дружне проростання.
Рясні сходи вербени бонарської після стратифікаціі
Стратифікація насіння, що перебуває в стані глибокого спокою – це складний процес, що складається з кількох етапів:
1. Енергійне набухання насіння.
2. Пробудження ферментативної діяльності, початок гідролізу основних запасних речовин (білків, жирів) та перетікання продуктів їх розпаду до зародка.
3. Початок росту зародка всередині насінини
Стратифікація насіння на холоді приводить до нормалізації та підвищення енергії росту зародка. Після цього наявність покривів уже не може стримати їхній ріст і насіння набуває здатності проростати. Цей процес носить назву дозрівання насіння.
Процес стратифікації проводять при температурі 0-3 °С для рослин північних регіонів, та 5-7 °С для рослин південних регіонів.
Цікаво, що різна тривалість стратифікації специфічно впливає на різні види. Одним видам достатньо пару тижнів, іншим потрібні кілька місяців.
Також під час стратифікації у природних умовах відбуваються такі додаткові стимулюючі проростання процеси: руйнування твердих оболонок під час процесів замерзання-розмерзання грунту та під дією мікроорганізмів грунту, вимивання інгібіторів природніми опадами.
Ось чому я проти стратифікаціі в холодильнику - тому що вона підійде далеко не всім видам. Я ж провожу стратифікацію власного насіння, виставляючи контейнери з посівами під відкритим небом. Це - природна стратифікація. Що з технологічної точки зору можливо теж не зовсім правильно (через неконтрольовані температури), але з тими рослинами, з якими я працюю, я бачу дуже хороші результати.
Також доведено, що процес стратифікаціі позитивно впливає і на однорічні рослини. Вони виростають більш сильними, потужними, мають крупніше цвітіння та інтенсивніше плодоношення. Це відбувається саме завдяки процесу дозрівання всіх неповноцінних, недозрілих насінневих зародків під час стратифікації.
Багаторічні квіти, що потребують стратифікації: аконіт, етіонема, горечавка, садові герані, усі цибулинні весняні аліуми,лаванда, вербена бонарська, вербена лікарська, вербена списовидна, синьоголовніки, аквілегії, рутвиця, люпин, баптизія, клопогон, еремурус, лабазнік, морозніки, гейхери, лілії мартагон, левізія, пенстемони, залізняк Русселя, примули, сон-трава,шавлія кільчаста, шавлія лугова, камнєломка, дібровнік світліючий, гравілат, стахіс лікарський.
Схожість наступних рослин буде значно вище після стратифікації: асфоделіна, кніфофія, дзвоники, ехінацеї, гравілат, плакун верболистий, посконнік, синьоочкі, родовик лікарський.
Висновки.
Не існує одного універсального методу виведення насіння зі стану спокою. В залежності від виду рослини, причин спокою, застосовуються різні або комплексні підходи.
