ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН

Зрелость семян¹, определяемая по внешнему виду их, не всегда совпадает с физиологической зрелостью их, т. е. способностью к прорастанию. У некоторых растений, например у розы, боярышника, персика, клена, ясеня, метлы (Apera spica-venti), овсюга (Avena fatua) и др., созревшие по внешности семена способны к прорастанию лишь через некоторое время, когда в них, очевидно, завершатся все ферментативные процессы, необходимые для окончательного созревания. И наоборот, у ряда растений, например у гороха, фасоли, чечевицы, ржи, пшеницы, пастушьей сумки, икотника, вьюнка и др., незрелые по внешности семена (у упомянутых бобовых в еще зеленых плодах) уже способны к прорастанию.

Всхожесть семян у различных видов растений сохраняется в течение весьма различного времени. У ив, тополей, осины она сохраняется всего 5-6 дней или даже меньше. Средние сроки сохранения всхожести семян большинства овощных растений - 4-5 лет, тыквенных - около 8 лет, хлебных злаков - 8-12 лет. Ряд сорняков сохраняет всхожесть после 25 - 40 лет пребывания семян в почве. Максимальные сроки сохранения всхожести, известные для немногих растений, около 150 лет. Приводимые иногда указания на прорастание семян пшеницы, взятой из египетских пирамид, неосновательны: в них уже всегда бывает разрушен зародыш. Лучше сохраняется всхожесть у вполне зрелых, хорошо высушенных семян, хранимых в сухом, хорошо вентилируемом помещении с температурой не выше +4, +5°С и без резких ее колебаний.

Семена многих сорных растений (щавелек, непахучая ромашка, лебеда и др.) сохраняют всхожесть, даже пройдя через желудок и кишечник домашних животных и птиц. Попадая в навоз и будучи вывезены вместе с ним на поля, они способствуют большему засорению их.

Для прорастания семян необходимы вода, воздух и определенная температура, различная для разных видов растений. Вода нужна в умеренном количестве. В сухом состоянии семена содержат обычно не более 10-15% влаги по весу. Для прорастания же нужно, чтобы ее было в процентах: для проса - 33, ржи - 35, конопли - 47, кукурузы - 50, пшеницы - 69, вики - 75, гороха - 98, льна - 100, сахарной свеклы - 120, красного клевера - 145. Избыток влаги может быть вреден; опущенные в воду семена плохо прорастают: им не хватает кислорода, необходимого для дыхания, может начаться зкзосмос (выход наружу растворимых веществ).

Твердые семена с плохо проницаемой кожурой (донник, люцерна, некоторые клевера, акация и др.) для повышения их всхожести и ускорения прорастания нуждаются в механическом повреждении их твердой кожуры. Эта так называемая скарификация² облегчает доступ к зародышу воды и воздуха (для дыхания). Она производится или вручную - перетиранием

398

их с песком или наждачным стеклом, или на особых так называемых скарификационных машинах.

Температура, необходимая для прорастания семян, имеет довольно большой диапазон между нижним и верхним пределами, при которых возможно прорастание. Растения теплых стран имеют более высокий температурный минимум прорастания.

Температура прорастания
(сортовые различия здесь не приняты во внимание)

	Минимум	Оптимум	Максимум
Рожь . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1°	25°	30°
Пшеница . . . . . . . . . . . . . . .	4°	25°	32°
Кукуруза . . . . . . . . . . . . . . . .	8-9°	33°	44°
Рис . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	10°	30°	37°
Лен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2°	21-25°	28-30°
Клевер красный . . . . . . . . .	0,5°	30°	37°
Фасоль . . . . . . . . . . . . . . . . .	10°	34°	46°
Подсолнечник . . . . . . . . . . .	5-10°	28°	37-44°
Дыни, огурцы . . . . . . . . . . .	15-18°	31-37°	44-50°

У многих растений свет оказывает стимулирующее действие на прорастание семян, а семена некоторых мятликов (Poa pratensis и др.,) некоторых лютиковых (Ranunculus sceleratus), метлы (Apera spica-venti) и др. прорастают только на свету. С другой стороны, у некоторых растений, например у щирицы (Amaranthus retroflexus), повилики (Cuscuta europaea), фацелии (Phacelia tanacetifolia) и др., семена прорастают только в темноте³.

Семена многих древесных и кустарниковых растений (ясень, клен и др.), высеянные после сбора их осенью же, прорастают следующей весной; если же их сохранять в помещении и высеять весной, то они прорастают лишь на следующую весну, т. е. через год после посева. Поэтому, если посев таких семян осенью невозможен, то их осенью же закапывают в канавки на глубину 20-25 см, а весной выбирают, обсушивают и высевают; тогда они дают всходы этой же весной. Прием этот называют стратификацией⁴. Семена, заключенные в косточку или в твердую кожуру (вишня, груша, яблоня, липа, граб и др.), стратифицируют перед высевом их несколько месяцев при температуре 0 - + 6°С во влажном песке.

Семена главнейших культурных растений прорастают довольно дружно. Прорастание семян многих сорных растений идет недружно и растягивается на несколько месяцев или даже на несколько лет.

Предварительное промораживание оказывает благоприятное действие главным образом на прорастание семян растений, произрастающих в местностях с холодным климатом.

С древнейших времен рекомендовалась предпосевная обработка семян различными веществами для ускорения их прорастания, улучшения последующего роста и повышения урожайности. Применяли намачивание семян в навозной жиже, разведенной вдвое-вчетверо водой, в моче лошадей и других животных, в растворах солей марганца, бора, цинка, меди, взятых в ничтожных концентрациях (так называемые микроэлементы), в таннине, глицерине и т. д.; в последнее время для этой же цели рекомендуют намачивание семян в растворах так называемых ростовых веществ - ауксинов, полученных из растений или изготовляемых синтетически.

Перед посевом сельскохозяйственных растений обычно производится пробное проращивание посевного материала для определения всхожести его, что имеет большое значение для установления норм высева. Каждый

399

колхоз и совхоз в СССР по постановлению правительства обязан перед посевом проверить всхожесть и другие качества посевного материала (сортность, засоренность и др.). Проверка производится специальными контрольносеменными лабораториями, большая сеть которых организована в СССР. Испытания производятся по единой обязательной для всех лабораторий методике, разработанной советскими научно-исследовательскими учреждениями. Сроки и методика проращивания для различных культурных растений неодинаковы.

Биохимические процессы при прорастании семян состоят в общем в том, что при наличии воды под влиянием ферментов зародыша нерастворимые запасные вещества семени (крахмал, запасная целлюлоза, гемицеллюлозы, жирные масла, белковые алейроновые зерна) переходят в растворимые, химически более простые соединения (моносахара, аминокислоты), усваиваемые прорастающим зародышем и идущие на построение проростка.

При прорастании вода проникает в семя главным образом через рубчик и пыльцевход. Около них часто бывает расположен корешок. (Нередко корешком называют собственно корень зародыша и подсемядольное колено.) Семенная кожура при прорастании лопается вначале около рубчика. Первым при прорастании выходит наружу корешок, углубляющийся в почву и быстро развивающий корневые волоски; он прикрепляет проросток к почве и обеспечивает приток из нее воды и минеральных веществ, которых в семенах бывает мало. Затем (через 2-7 дней) выступает из семени у двудольных подсемядольное колено (гипокотиль⁵), вначале у многих загнутое петлеобразно. Верхушка этого изгиба раздвигает почву, лежащую над семенем. В дальнейшем подсемядольное колено распрямляется и выносит семядоли (не у всех растений) и между ними почечку с зачаточным стеблем и листьями. Если семядоли остаются в почве, то вслед за корешком выступает из семени первое надсемядольное колено стебля (эпикотиль⁶, тоже нередко изогнутое, например у гороха). Семядоли при прорастании остаются в почве главным образом у тех растений, где они крупные, мясистые, - у гороха, конских бобов, арахиса, или земляного ореха, нута, чечевицы, вик, дуба, сливы, вишни и др. Слишком обобщать этого нельзя, и, например, у съедобной фасоли (Phaseolus vulgaris), подсолнечника, тыквенных их довольно крупные семядоли выносятся на поверхность земли. Выносятся они и зеленеют у всех крестоцветных, маревых, пасленовых, сложноцветных, зонтичных, яблони, сосны, ели, пихты и многих других.

У многих семян с надземными семядолями и с эндоспермом последний при прорастании лопается пополам; половинки его остаются на нижней стороне семядолей, которые высасывают из него питательные вещества при помощи сосочковидных выростов клеток эпидермиса, углубляющихся в эндосперм,

У многих однодольных из семени вслед за корнем выходит нижняя часть семядоли (так называемая "петелька", например, у лука), а другая часть ее долго остается в семени как всасывающий орган. Первый лист выходит у них, прорывая влагалище семядоли. У многих однодольных при прорастании в семени развивается особый гаусторий, высасывающий питательные вещества из эндосперма; он бывает соединен перемычкой с семядолей или с почечкой.

У злаков, как уже указывалось, семядоля, превращенная в щиток, остается в семени и высасывает из эндосперма питательные вещества.

400

Первый лист у них (после семядоли) не имеет пластинки, а лишь свернутое и заостренное кверху, обычно бесцветное влагалище - так называемое колеоптиле⁷. Оно пробивается через землю и защищает находящуюся внутри него почечку. На поверхности земли колеоптиле разрывается, и через него выходит наружу следующий настоящий лист.

Семядоли, как уже указывалось, бывают у громадного большинства растений меньших размеров и более простой формы, чем следующие за ними листья. Первые листья, развивающиеся после семядолей, по форме бывают обычно проще следующих за ними.

Уже по проросткам можно часто установить, особенно у культурных растений, вид и даже сорт растения. У ржи, например, они бывают в первые дни красноватые, у пшениц - зеленые, у овса - светло-зеленые, у ячменя - сизые. Мягкие яровые пшеницы отличаются от озимых опушенностью первого листа. У столовой свеклы подсемядольное колено темно-красное, у кормовой - желтоватое, у сахарной - белое.

Корень у проростков растет в длину быстрее и начинает ветвиться гораздо раньше, чем побег, развивающийся из почечки. Это вполне понятно, так как на нем лежит важнейшая задача - обеспечить растущий проросток водой и минеральными солями, а также прочно закрепить его в почве. При этом нередко происходит некоторое втягивание проростка в землю вследствие укорачивания корня. Оно происходит в результате действия тургора, растягивающего клетки первичной коры корня не в продольном, а в поперечном направлении к его длинной оси. Такое растяжение в одном направлении происходит вследствие неравномерного утолщения оболочек клеток в коровой паренхиме.

В стадии проростков у растений обычно бывает малая сопротивляемость действию неблагоприятных внешних факторов и легче происходит гибель их от засыхания, от недостатка влаги и т. п. На этой же стадии происходит поражение некоторыми грибными паразитами, не поражающими позднее взрослые растения (головня многих хлебных злаков, черная ножка капусты, полегание сеянцев у древесных пород и т. д.).

401

---