Основы агрономии





О размножении растений и семенах



Как растения размножаются?


Размножение цветковых растений может осуществляться двумя способами – половым и бесполым, т. е. при помощи вегетации.

Вегетативное размножение основано на способности отдельных частей растений и даже отдельных клеток давать начало новым организмам. Этим путем может размножаться большинство древесных, кустарниковых и многие травянистые растения.

Различают следующие способы вегетативного размножения: отводками (виноград, крыжовник и др.), усами (земляника, клубника), корневыми отпрысками (малина), луковицами (лилии, тюльпаны, лук, чеснок), клубнями (картофель, размножение растений топинамбур), корневыми клубнями (георгины), черенками (смородина, крыжовник), корневищами (пырей ползучий), делением куста (флокс), прививками (плодовые культуры).

Половое размножение цветковых растений связано с образованием гаплоидных мужских и женских половых клеток – гамет. В результате слияния гамет (оплодотворения) образуется диплоидная клетка – зигота, из которой развивается зародыш – зачаток нового организма, основная часть семени.

Оплодотворению предшествует опыление – перенос пыльцы из пыльников на рыльце пестика.
Различают перекрестное опыление растений, при котором пыльца с цветков одного растения переносится на цветки других растений насекомыми или ветром (реже водой), и самоопыление. К самоопыляющимся растениям относятся ячмень, пшеница, овес, горох, фасоль и др.

На рыльце пестика пыльцевые зерна, состоящие из двух клеток, прорастают. Из так называемой вегетативной клетки развивается пыльцевая трубка, которая по тканям столбика дорастает до завязи и проникает в семяпочку.

Из второй генеративной клетки пыльцевого зерна образуются две мужские гаметы – спермии, которые по пыльцевой трубке попадают в семяпочку, где находится зародышевый мешок. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, второй – центральное ядро зародышевого мешка.

Из оплодотворенной яйцеклетки впоследствии образуется зародыш семени, а из центральной клетки – эндосперм (особая ткань, содержащая питательные вещества). Из семяпочки образуется семя, а из завязи – плод.

***

Рост и развитие растений

Все вегетативные органы растений закладываются в виде зачатков еще в зародыше семени. При прорастании семян первым появляется зародышевый корешок, который направляется вертикально вглубь почвы, а через некоторое время – проросток растения, выходящий на поверхность почвы.

Некоторое время проросток использует питательные вещества семени, а после укоренения и появления всходов молодые растения переходят на собственное корневое питание, формируют листья, и за счет фотосинтеза образуют органические вещества, необходимые для их роста и развития.

Рост и развитие растений – явления, тесно связанные между собой, но не тождественные.
Под ростом следует понимать увеличение размеров и массы тех или иных органов растений, под развитием – качественные изменения, происходящие в их конусах нарастания, которые ведут к образованию половых органов, цветению и плодоношению.

У растений существуют фазы развития, или фазы образования вегетативных и генеративных органов. У мятликовых (пшеница, рожь, овес, просо и т. д.) отмечают следующие фазы:

  • всходы;
  • появление 3-го листа;
  • кущение или развитие боковых побегов из подземных узлов стебля;
  • выход в трубку или начало роста стебля;
  • колошение (у растений, имеющих соцветие колос, - пшеницы, ржи, ячменя) или выметывание (у растений с соцветием метелка – проса, овса, сорго, риса и т. п.);
  • цветение;
  • молочная спелость зерна;
  • восковая спелость зерна;
  • полная спелость зерна.

У кукурузы, кроме того, отмечают фазу образования початков.

размножение растений семенами

У других культур, например, у бобовых и гречихи, различают следующие фазы: всходы (выход на поверхность семядолей); образование первой пары настоящих листьев; ветвление стебля; появление бутонов; цветение; образование плодов (зеленая спелость), налив семян и созревание семян (полная спелость).

Следует иметь ввиду, что у всех растений закладка вегетативных органов (листьев и будущего стебля) заканчивается очень рано (ко времени появления 3 – 4-го листьев и начала кущения у злаков или ветвления бобовых культур).
Чем благоприятнее условия, создаваемые приемами агротехники в этот период (рыхление до и после появления всходов, подкормка и др.), тем больше листьев и междоузлий закладывает растение и тем более высокорослым оно становится.

В очень ранний период (фаза кущения – начало выхода в трубку у хлебов, фаза 3 – 4-й пары листьев у подсолнечника и других культур) у растений закладываются будущие соцветия – колос или метелка у хлебов, корзинка у подсолнечника, а затем и цветки. Это очень важный период в жизни растений, когда с помощью агротехники можно в значительной мере повлиять на мощность и продуктивность будущих соцветий.

Чем благоприятнее условия увлажнения и питания растений в этот период, тем больше колосков в колосе или метелке, цветков в корзинке подсолнечника, тем выше будет урожай.

В этот период проводят междурядные обработки пропашных культур, подкормки, борьбу с сорняками. Велика отзывчивость растений на все приемы ухода и в период, предшествующий цветению, а также во время цветения и начала образования плодов.

***



Семена растений

Нередко встречающееся определение семени, как органа семенного размножения растений, не совсем корректно, поскольку семя не является органом в обычном понимании этого термина. В семени объединены структуры двух (или даже трех) разных поколений жизненного цикла растения.
Более корректным будет определение семени, как зачаточного растения, из которого впоследствии может развиться очередное поколение данного растительного организма.
Семена имеют сложное строение, включающее несколько структур, которые можно считать добавочными. Их задача - обеспечить нормальное развитие зародыша.

Еще менее правильным будет называть семенами такой посадочный материал, как клубни картофеля, зерна подсолнечника и некоторых других культур. В данном случае при посадке используются плоды или клубни (у картофеля). У пшеницы плодовая оболочка срастается с семенами в одно целое. Такой плод-семя называется зерновкой.
У ячменя, овса, проса, риса к плоду прирастают и цветковые чешуйки, в которые была заключена завязь; так образуется пленчатое зерно.
Во всех перечисленных случаях семя является лишь составной частью плода, т. е. входит в его структуру. Настоящими семенами можно назвать посадочный материал таких культур, как, например, горох, фасоль, горчица, лен.

Итак, семя - особое многоклеточное образование сложного строения, служащее для размножения и расселения растений, обычно развивающееся после оплодотворения из семязачатка, и содержащее зародыш.
Семенами называют только то, что развивается из семяпочек. Для посева же используются не только семена в буквальном смысле этого слова, но и плоды целиком.

семена растений

Снаружи семя защищено достаточно твердой оболочкой, которая предохраняет его внутренние части от механических повреждений, проникновения микроорганизмов и болезней, способных привести к бесплодию семени, т. е. потери всхожести.

Любое семя состоит из зародыша с запасом питательных веществ. В зерновках пшеницы, кукурузы и других злаковых растений питательные вещества находятся в особой ткани - эндосперме. Она составляет 80...85% веса зерновки. В клетках эндосперма содержится много крахмала, белок и другие вещества. Это кладовая зародыша. Отсюда прорастающий зародыш через щиток, прилегающий к эндосперму, черпает необходимые для роста питательные вещества.
Кроме щитка в зародыше можно различить крошечные корешок, стебелек, листочки, налегающие друг на друга.
Таким образом, зародыш - это маленькое растеньице, в котором в зачаточном виде сформировались все части будущего растения.

В семенах некоторых растений, например фасоли и гороха, запас питательных веществ заключен в самом зародыше, а точнее - в семядолях. Семя фасоли, например, состоит из двух крупных мясистых семядолей, крохотной почки, корешка и стебелька.

Семена растений могут быть очень разнообразны по форме и окраске. У злаков зерна удлиненные, у горчицы, капусты, гороха - шаровидные. Плод гречихи - трехгранный орешек, у чечевицы семена имеют форму двояковыпуклой линзы.

По форме и строению семян можно установить, какому виду растений они принадлежат, т. е. семена - своеобразный "паспорт" растения.

Семена различных растений отличаются не только формой, но и размерами - у одних они бывают крупными, у других - мелкими, даже пылевидными, как например, у бегонии. Едва ли не самые крупные из семян - плоды кокосовой пальмы, вес которых может достигать более одного пуда (до 18 кг).
Относительно крупные плоды-семена и у грецкого ореха. У некоторых сортов бобовых растений одно семя весит 1,5...2 грамма, а пшеничное зерно - всего лишь 0,03...0,04 грамма, т. е. примерно в 60 раз меньше.
Из культурных растений самые мелкие семена у табака: в одном грамме содержится до 10 тысяч семян.

Распространяются семена различными способами. Некоторые, например, семена репейника, могут переноситься животными, прицепившись к шкуре, другие переносятся с почвой, например, копытами.
Семена фруктовых деревьев могут переноситься птицами, человеком и животными.
У некоторых семян имеются приспособления для полета (клен, одуванчик), и они переносятся ветром. Другие подхватываются и переносятся водой. Есть даже растения, способные "выстреливать" своими семенами, разбрасывая их далеко вокруг. К таковым относится, например, так называемый "бешеный огурец" (Ecballium elaterium), произрастающий в Крыму и на Кавказе.

При получении нужного количества тепла, воздуха и влаги начинается рост семян - прорастание. Происходит их набухание, начинаются химические изменения, в клетках семян пробуждается жизнь, и из семени появляется маленькое растение. Семя превращается в растение. Оболочка семени отпадает, растение вырастает, достигает зрелого возраста и производит новые семена - таков жизненный цикл большинства растений на планете.

***

Как определяют качество семян

Очевидно, что в соответствии с известной поговоркой – "что посеешь, то и пожнешь", в качестве посадочного материала необходимо использовать качественные семена. Но какие семена считать лучшими для посева? Для определения посевных качеств семян разработаны специальные методы, позволяющие установить пригодность семян для посева. Наиболее важные показатели качества семян - всхожесть, энергия прорастания, чистота, вес и влажность.

По внешнему виду иногда бывает сложно оценить качество семян – несмотря на кажущийся "здоровый" вид, они могут прорасти и дать всходы не полностью, а то и вовсе не взойти. Наиболее верный способ узнать, годны семена для посева или нет, - пробное проращивание.
проращивание семян растений Для этого отсчитывают 4 порции семян по 100 штук и проращивают их. Число семян, проросших за установленный для каждой культуры срок из ста отсчитанных, характеризует всхожесть посевного материала в процентах. Важно также, чтобы семена прорастали дружно, т. е. одновременно и быстро.
Число семян в процентах, проросших за первые 3...5 дней, называют энергией прорастания. Чем выше энергия прорастания, тем дружнее будут появляться всходы, тем обильнее будет урожай.

Для определения чистоты отвешивают небольшую порцию семян, называемую навеской, и разбирают ее на чистые семена и сор. Затем определяют отношение веса чистых семян к весу всей навески в процентах. Это и есть чистота семян. Наиболее нежелателен живой (органический) сор: примесь семян других культур, особенно семена сорняков, головневые мешочки, живые вредители культур.

Большое значение имеет крупность зерна. Ее определяют весом 1000 семян в граммах. Установлено, что при посеве крупными семенами получают более высокий урожай.

Высаживание и посев непроверенных семян – большой риск для земледельца остаться без достойного урожая.

***

Классы семян

Семена по посевным качествам подразделяют на классы, в зависимости от их всхожести и чистоты.
Например, семена мягкой пшеницы первого класса должны иметь всхожесть не ниже 95%, а чистоту - не менее 99%.
Для семян второго класса допускается всхожесть не ниже 92%, для третьего класса - не ниже 90%.
При этом для семян первого класса допускается примесь семян сорняков не свыше 5 штук на 1 кг. Но даже и при такой небольшой засоренности посевного материала вместе с пшеницей на каждом гектаре будет посеяно до 900 семян сорных растений.
Семена, соответствующие этим требованиям, называются кондиционными.

Посев семенами первого класса обеспечивает наиболее высокий урожай. При сниженной всхожести приходится увеличивать норму высева. Подсчитано, что, высевая зерновые семена со всхожестью даже на 1% выше обычной, можно сэкономить при посеве сотни тонн зерна.

Ну, а если семена признаны непригодными? Тогда их вновь очищают, сортируют, доводят, как говорят, до посевных кондиций. Если же семена имеют всхожесть ниже допустимых пределов, их высевать нельзя. Они используются для различных хозяйственных нужд.

***

Основные понятия селекции и семеноводства