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【种子萌发】育苗的基础知识——种子的萌发

种子发芽过程

种子认为是将生理上干燥的种子吸收到胚胎中,萌发突破种皮的过程,从种子技术的角度来看,是指胚胎恢复生长,长成正常结构的幼苗的过程。

种子萌发过程分为4个阶段:

  • 吸胀(Imbibition)

吸胀:是种子萌发的起始阶段,种子吸胀作用并非活细胞的一种生理现象,而是胶体吸水使体积膨大的物理作用。

吸胀是物理过程,无论是死种子,还是活种子,都能发生吸胀过程。伴随吸胀过程,种胚活细胞内部的蛋白质、酶等大分子和细胞器等陆续发生水合活化,呼吸强度持续增加。而死种子虽能吸胀,但已经丧失活化和修复能力。

南瓜子露白

  • 萌动(Protrusion)

种子萌发的第二阶段,种子在最初吸胀的基础上,吸水一般要停滞数小时或数天;吸水虽然暂时停滞,但种子内部的代谢开始加强,转入一个新的生理状态;在生物大分子、细胞器活化和修复基础上,种胚细胞恢复生长;当种胚细胞体积扩大伸展到一定程度,胚根尖端突破种皮外伸,称为种子萌动,在农业生产上俗称为“露白”。


种子萌发过程水分吸收的典型模式

  • 发芽(Germination)

种子萌动后,种胚细胞开始或加速分裂和分化,生长速度显著加快,当胚根、胚芽伸出种皮并发育到一定程度,称为发芽;新陈代谢极为旺盛,产生大量的能量和代谢产物,如果氧气供应不足,易引起缺氧呼吸,使种胚窒息以至中毒死亡;若催芽不当,或播后受到不良条件的影响,如播种后土质黏重、密度过大或覆土过深、雨后表土板结,种子萌动后会因无氧呼吸,生长停滞,幼苗无力顶出土面,而发生烂种和缺苗现象。

  • 幼苗的形态建成(Seedling establishment)

子叶出土型

发芽时,下胚轴显著伸长,初期弯成拱形,顶出土面 后下胚轴逐渐伸直,胚与种皮脱离,子叶迅速展开, 见光后迅速转绿进行光合作用,从两子叶间的胚芽长出真叶和主茎;少量单子叶植物(葱蒜类)和90%的双子叶植物。

子叶留土型

发芽时,上胚轴伸长露出土面,随即长出真叶而成幼苗,子叶仍留在土中与种皮不脱离,直至内部贮藏养分消耗殆尽,才萎缩或解体;大部分单子叶植物,小部分双子叶植物(蚕豆、豌豆等)。

种子子叶的留土萌发和出土萌发

种子的萌发条件

内部生理条件和外部环境共同作用
只有通过休眠或无休眠且具有生活力的种子,在一定的适宜条件下才能正常发芽和成苗。种子萌发适宜的环境条件包括充足的水分供应、适宜的温度和氧气供应。水分是种子萌发的先决条件。种子水分吸收速率和吸收量,主要受到种子化学成分、种被透性、外界水分状况和温度的影响。种子的吸胀损伤:有的种子如大豆、菜豆, 本身种皮较薄,蛋白质含量高,吸水力强,如果种子吸胀速率过快,细胞膜就无法修复而且出现更多的损伤,物质外渗加剧,种子发芽成苗能力下降,这种类型的损伤称为吸胀损伤(soaking injury)。

主要蔬菜出土对温度要求

吸胀冷害:种子的安全萌发对吸胀温度有一定要求。有些作物干燥种子短时间在零度以上低温吸水,种胚就会受到伤害,再转移到正常条件也无法正常发芽成苗,这种现象称为吸胀冷害(imbibitional chilling injury)。种子发芽要求一定的温度,各类植物种子对发芽温度的要求可用最低、最适和最高温度即种子发芽温度三基点来表示。

坚果种子发芽

氧气:绝大多数种类种子萌发需要氧气。大气中氧的浓度是21%,能充分满足种子萌发的需要。如果种子覆土过深或土壤中水多氧小,发芽可能受阻,当土壤中氧气浓度低于9%~10% 时,许多种子发芽受到抑制。一般情况下限制氧气供应的主要因素是水分和种皮。

种子对氧气需要

光照:光照条件对种子发芽的影响因植物种类而异,就大多数植物种子来说,其影响很小或不起作用;但有些植物的种子有喜光性,如莴苣、芹菜 种子发芽需要光照,也有另外一类种子的发芽会受光抑制,需要在弱光或黑暗条件下才 能萌发,如水芹、飞燕草、葱、苋等。

休眠:种子有生活力,但即使给予适宜的环 境条件仍不能发芽,此种现象称种子的休眠 (dormancy)。造成种子休眠的原因主要有种皮或果皮结构 障碍、种胚发育不全、化学物质抑制等。

种子的寿命

种子寿命:种子从完全成熟到丧失生命为止, 所经历的时间称为种子寿命(longevity)。种子寿命受不同物种的遗传基因决定,同时与 种皮结构、含水量和种子所含营养种类有很大 关系,此外,种子采集、调制和贮藏条件等对 种子寿命的长短影响极大。

  • 短寿命种子:种子寿命一般在3年以内。一般 种子含水量较高。
  • 中寿命种子:种子寿命一般为3~15年。种子 含的脂肪或蛋白质较多。如松、柏、杉等。
  • 长寿命种子:种子寿命在15年以上。种子含水 量低,种皮致密,不易透水。如合欢、刺槐、 槐树等。

种子的存储

以上种子寿命分类仅为大体划分,实际上各类型之间并没有严格界限,如短寿命种子的 花生种子,晒干后贮藏在密闭条件下,可以保持8年以上而发芽仍然很好。因此种子寿命与贮藏条件有很大关系。种子在低温干燥条件下贮藏,种子寿命长。

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