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種子萌發
鎖定
- 中文名
- 種子萌發
- 別 名
- seed germination
- 界
- 植物界
- 科
- 植物科
- 種
- 植物種
- 分佈區域
- 全球各地
- 階 段
- 五個階段
種子萌發發育階段
種子從吸脹開始的一系列有序的生理過程和形態發生過程,大致可分五個階段:
吸脹
為物理過程。種子浸於水中或落到潮濕的土壤中,其內的親水性物質便吸引水分子,使種子體積迅速增大(有時可增大1倍以上)。吸脹開始時吸水較快,以後逐漸減慢。種子吸脹時會有很大的力量,甚至可以把玻璃瓶撐碎。吸脹的結果使種皮變軟或破裂,種皮對氣體等的通透性增加,萌發開始。
水合與酶的活化
這個階段吸脹基本結束,種子細胞的細胞壁和原生質發生水合,原生質從凝膠狀態轉變為溶膠狀態。各種酶開始活化,呼吸和代謝作用急劇增強。如大麥種子吸脹後,胚首先釋放赤黴素並轉移至糊粉層,在此誘導水解酶(α-澱粉酶、蛋白酶等)的合成。水解酶將胚乳中貯存的澱粉、蛋白質水解成可溶性物質(麥芽糖、葡萄糖、氨基酸等),並陸續轉運到胚軸供胚生長的需要,由此而啓動了一系列複雜的幼苗形態發生過程。
細胞分裂和增大
細胞分裂和增大時吸水量又迅速增加,胚開始生長,種子內貯存的營養物質開始大量消耗。
胚突破種皮
長成幼苗
長成幼苗以後長出根、莖、葉,形成幼苗。有的種子的下胚軸不伸長,子葉留在土中,只由上胚軸和胚芽長出土面生成幼苗,這類幼苗稱為子葉留土幼苗,如豌豆、蠶豆等。有些植物如棉花、油菜、瓜類、菜豆等的種子萌發時下胚軸伸長,把子葉頂出土面,形成子葉出土幼苗。
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種子萌發自身條件
有生命力且完整的胚
被昆蟲咬壞了胚的種子不能萌發。種子在離開母體後,超過一定時間將喪失生命力而不能萌發,對不同種子而言其壽命時間長短不同。例如:柳種子僅有12小時,花生1年,小麥和水稻一般能活3年,白菜和蠶豆的能活5~6年。
有足夠的營養儲備
正常種子在子葉或胚乳中儲存有足夠種子萌發所需的營養物質,乾癟的種子往往因缺乏充足的營養而不能萌發。
不處於休眠狀態
多數種子形成後,即使在條件適宜的情況下暫時也不能萌發,這種現象被稱為休眠。形成的主要原因:一是種皮障礙。有些種子的種皮厚而堅硬,或種皮上附着蠟質層或角質層,使之不透水、不透氣或對胚具有機械阻礙作用。二是有些果實或種子內部含有抑制種子萌發的物質。比如某些沙漠植物在長期的生活中,為了適應乾旱的環境,在種子表面具有水溶性抑制物質,只有在大量降雨後,這些抑制物質被洗脱掉才能萌發,以保證形成的幼苗不致因缺水而枯死。對於休眠的種子,若需促進萌發,應針對不同原因解除休眠。
種子萌發外界條件
種子萌發充足的水分
休眠的種子含水量一般只佔乾重的10%左右。種子必須吸收足夠的水分才能啓動一系列酶的活動,開始萌發。不同種子萌發時吸水量不同。含蛋白質較多的種子如豆科的大豆、花生等吸水較多;而禾穀類種子如小麥、水稻等以含澱粉為主,吸水較少。一般種子吸水有一個臨界值,在此以下不能萌發。一般種子要吸收其本身重量的25%~50%或更多的水分才能萌發,例如水稻為40%,小麥為50%、棉花為52%,大豆為120%,豌豆為186%。種子萌發時吸水量的差異,是由種子所含成分不同而引起的。為滿足種子萌發時對水分的需要,農業生產中要適時播種,精耕細作,為種子萌發創造良好的吸水條件。
種子萌發適宜的温度
各類種子的萌發一般都有最低、最適和最高三個基點温度。温帶植物種子萌發,要求的温度範圍比熱帶的低。如温帶起源植物小麥萌發的三個基點温度分別為:0~5℃, 25~31℃, 31~37℃;而熱帶起源的植物水稻的三基點則分別為10~13℃,25~35℃,38~40℃。還有許多植物種子在晝夜變動的温度下比在恆温條件下更易於萌發。例如小糠草種子在21℃下萌發率為53%,在28℃下也只有72%,但在晝夜温度交替變動於28℃和21℃之間的情況下發芽率可達95%。種子萌發所要求的温度還常因其他環境條件(如水分)不同而有差異,幼根和幼芽生長的最適温度也不相同。
不同植物種子萌發都有一定的最適宜温度。高於或低於最適宜温度,萌發都受影響。超過最適宜的温度到一定限度時,只有一部分種子能萌發,這一時期的温度叫最高温度;低於最適宜的温度時,種子萌發逐漸緩慢,到一定限度時只有一小部分勉強發芽,這一時期的温度叫最低温度。瞭解種子萌發的最適温度以後,可以結合植物體的生長和發育特性,選擇適當季節播種。
種子萌發足夠的氧氣
種子吸水後呼吸作用增強,需氧量加大。一般作物種子要求其周圍空氣中含氧量在10%以上才能正常萌發。也叫含油種子,如大豆、花生等的種子萌發時需氧更多。空氣含氧量在5%以下時大多數種子不能萌發。土壤水分過多或土面板結使土壤空隙減少,通氣不良,均會降低土壤空氣的氧含量,影響種子萌發。
種子萌發充足的陽光
(少數植物)
一般種子萌發和光線關係不大,無論在黑暗或光照條件下都能正常進行,但有少數植物的種子,需要在有光的條件下,才能萌發良好,如黃榕、煙草和萵苣的種子在無光條件下不能萌發。這類種子叫需光種子。有些植物如早熟禾、月見草屬的Oenothera bicnusis和毛蕊花等的種子在有光條件下萌發得好些。還有一些百合科植物和洋葱、番茄、曼陀羅的種子萌發則為光所抑制,這類種子稱為嫌光種子。需光種子一般很小,貯藏物很少,只有在土面有光條件下萌發,才能保證幼苗很快出土行光合作用,不致因養料耗盡而死亡。嫌光種子則相反,因為不能在土表有光處萌發,避免了幼苗因表土水分不足而乾死。此外還有些植物如萵苣的種子萌發有光週期現象。
種子萌發方法
(1)冷水或温水浸種。較易發芽的種子可在播種前用冷水或温水(35-40℃)浸種處理,待種皮變軟後即取出播種。
(3)酸、鹼處理。採用酸、鹼處理種子,腐蝕種皮,處理後用清水洗淨藥劑。
(4)藥劑處理。大花牽牛種子在播種前用10-250毫克/升的赤黴素溶液浸種,可代替低温的作用,促進其發芽。
(5)超聲波處理。
種子萌發研究意義
瞭解作物種子萌發所需的條件,掌握土壤濕度和播種深度,對於播種後早出苗、出全苗極為重要,是獲得高產的第一步。有些作物如早稻的某些品種,種子沒有休眠期,收穫時如遇雨水和高温,就會在農田或打穀場上的植株上萌發,這種現象稱為胎萌。種子在貯藏時如果濕而熱也會萌發。有些雜草種子由於休眠期的個體差異,或在土層內分佈深度不同,在若干年內陸續萌發。
種子萌發力量
人的頭蓋骨結合得非常緻密,堅固。生理學家和解剖學家用盡了一切的方法,要把它完整地分開來,都沒有成功。後來忽然有人發明了一個方法,就是把一些植物的種子放在要剖析的頭蓋骨裏,給與温度和濕度,使種子發芽。一發芽,這些種子便以可怕的力量,將一切機械力所不能分開的骨骼,完整地分開了。植物種子力量之大如此。 這也許特殊了一點,常人不容易理解。那麼,你見過被壓在瓦礫和石塊下面的一棵小草的生成嗎?它為着嚮往陽光,為着達成它的生之意志,不管上面的石塊如何重,石塊與石塊之間如何狹,它總要曲曲折折地,但是頑強不屈地透到地面上來。它的根往土裏鑽,它的芽往上面挺,這是一種不可抗的力,阻止它的石塊結果也被它掀翻。一粒種子的力量如此之大。
- 參考資料
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- 1. 種子的萌發和幼苗的形成 .生物谷(來源:植物學教育科研網)[引用日期2013-09-18]