Подготовка семян к посеву

Виды семенного покоя

В ходе вызревания семян у них происходит сокращение содержания влаги. Процесс обезвоживания приводит семена в состояние покоя, который представляет собой пример анабиоза, когда жизненные процессы настолько замедлены, что все видимые проявления жизни отсутствуют. Состояние покоя семян возникло как выработанная естественная реакция на преодоление неблагоприятных сезонных условий, а именно: слишком низкой или высокой температуры, дефицита воды, часто повторяющихся заморозков и пр. Семена растений, находящиеся в состоянии покоя, могут выдерживать длительное охлаждение до очень низких температур, достигающие десятки и даже сотни градусов ниже нуля. На этом свойстве основано длительное хранение сортовых семян путём криоконсервации, то есть замораживания. Естественная же продолжительность покоя у семян разных видов различна: от нескольких дней у ивы, до 50 лет у водяного ореха.

Выделяют три вида покоя семян: врождённый, вынужденный и физиологический или глубокий. Врождённый покой (innate dormancy) обусловлен внутренними причинами — недоразвитием зародыша и преодолевается в процессе дозревания. В ходе преодоления покоя у таких семян зародыш проходит доразвитие за счёт эндосперма, после чего приобретает способность к росту. Особых хозяйственных затруднений в практике лесовырашивания этот вид покоя не создаёт.

Вынужденный покой (induced dormancy) характерен для семян, прорастание которых задерживается низкой температурой, недостатком воды и кислорода, то есть семена не прорастают только из-за отсутствия необходимых условий (влаги, тепла, кислорода, света). При создании оптимума условий они быстро выходят из состояния покоя и прорастают, что свойственно семенам сосны, ели, лиственницы, ильмовых и некоторых других деревьев и кустарников.

В качестве внутреннего тормозящего фактора могут выступать ингибиторы, отрицательное действие которых можно снимать путём выщелачивания ингибиторов при промывании в воде (примером может служить старинный русский приём замачивания перед посевом семян ели в проточной речной воде). У некоторых растений семенная кожура во многих случаях служит серьёзной причиной длительного непрорастания семян, ибо она непроницаема не только для воды, но и для газов. Поэтому для снятия такого вынужденного покоя семена подвергаются обработке путём перетирания с песком или толчёным стеклом (бобовые) или же у них прокалывают семенную кожуру (берёза пушистая). Вынужденный покой физиологически не является глубоким (длительным) и при устранении физических причин, мешающих прорастанию, семена трогаются в рост.

Глубокий покой (enforced dormancy), в отличие от вынужденного покоя, семена, находящиеся в глубоком или физиологическом покос, при всех благоприятных факторах внешней среды не прорастают. Глубокий покой семян выработан в процессе эволюции растительного царства и является биологически выгодным свойством для сохранения вида. Если бы у семян не было глубокого покоя, то они при опадении на землю в конце лета — начале осени, попав в благоприятные условия достаточной влажности и положительных температур, наклюнулись и дали проростки, а вслед за этим их всходы погибли бы от заморозков и наступивших морозов. В природе такие семена осенью не прорастают, но насыщаются влагой и в таком состоянии уходят под снег. Весной же под воздействием положительных температур, влаги, кислорода и света семена прорастают. Поэтому для выхода из состояния физиологического покоя семенам многих растений умеренных и северных широт необходим длительный период воздействия низкими температурами. Без этого начальные этапы прорастания таких семян хоть и осуществляются, но рост растений резко замедлен (карликовость) или же ростовые процессы протекают с большими нарушениями: например, у дуба и калины не формируется эпикотиль.

Выведение семян из состояния глубокого физиологического покоя при воздействии специфических факторов среды (свет, температура) связано со сдвигами в соотношении фитогормонов: ингибиторов роста, цитокининов, гибберелинов, ауксина. Причём для выхода из состояния покоя необходимы снижение содержания ингибиторов роста и (или) повышение концентрации стимулирующих рост фитогормонов (Полевой, Саламатова, 1991).

Глубокий семенной покой вызывается несколькими обстоятельствами. Главная причина состоит, конечно, в соответствующем физиологическом состоянии самого семени. Помимо этого сюда же накладывается пресс непроницаемости семенной оболочки, наличия в семенах ингибиторов роста и пр. К числу таких семян относятся семена сосны кедровой европейской и ясеня обыкновенного.

Для сокращения сроков покоя семян на них в зависимости от их строения и физиологических свойств воздействуют различными факторами. Основными из них являются наличие достаточного количества воды (ткани зрелых семян очень обезвожены), кислорода (необходим для интенсивного дыхания), а также светового режима.

При поглощении семенем воды его биологическая система выходит из равновесного состояния, характерного для периода покоя. Вода смягчает семенную оболочку, а набухающий зародыш её разрывает. При насыщении семени водой активизируется его ферментативная деятельность, в результате чего запасные питательные вещества переходят в растворимые формы (простые сахара, свободные аминокислоты, органические кислоты), доступные для клеток меристемы.

Количество поглощённой семенами воды для выведения зародыша из состояния биологического равновесия различно для различных пород. Так семена сосны веймутовой, содержащие при хранении около 7−8% влаги, перед прорастанием увеличивают содержание воды до 45% (Крамер, Козловский, 1960). Предварительное намачивание ускоряет и облетает набухание семян и тем самым сокращает период их прорастания.

Однако продолжительное намачивание может оказать вредное влияние на всхожесть семян. Это объясняется недостатком кислорода, вымыванием питательных веществ, кроме того, намачивание семян способствует развитию грибов и бактерий, вследствие чего происходит загнивание. При намачивании семян многих древесных пород от 3 до 5 дней энергия прорастания увеличивается, а при выдерживании тех же семян в течение 10 дней всхожесть их снижается.

После намачивания семян в течение 30 дней сохраняют всхожесть только семена растений с низинных мест, например, семена кипариса болотного.

Семена некоторых видов деревьев выдерживают весьма длительное намачивание, не теряя при этом жизнеспособность, но и не прорастают, так как для этого им нужен кислород. На этом основано хранение желудей в проточной воде.

Оптимальные для прорастания температуры у разных пород различны. Так, поданным Л. Шмелковой (1981, 1983), для сосны обыкновенной и лиственницы европейской наиболее оптимальной для прорастания является температура +20°С, а оптимум для ели европейской составляет +15°С. Семена некоторых пород лучше прорастают при переменном чередовании повышенных и пониженных температур (кедр корейский).

Кислород воздуха и повышение температуры способствуют усиленному питанию зародыша. Семена многих растений при прорастании положительно реагируют на освещение. При этом наблюдается тесная связь с температурой.