Биология условия прорастания семян. Прорастание семян. Условия, необходимые для прорастания семян. план-конспект урока по биологии (6 класс) на тему. Почему для посева отбирают крупные семена

Многообразие живых организмов и особенности их строения и жизнедеятельности изучает биология. Условия рассматривает ее отрасль, называемая ботаникой, в состав которой, входит раздел - физиология растений. Главные условия, необходимые для прорастания семян, - это оптимальная температура, влажность, свободный доступ воздуха, достаточное количество для развития зародыша, а также режим освещенности. Они и будут рассмотрены ниже.

Какие условия необходимы для прорастания семян

Семя формируется из семенного зачатка и у покрытосеменных растений образуется в результате двойного оплодотворения, открытого С. Навашиным в 1861 г. Его прорастание происходит в момент попадания в оптимальные условия внешней среды, называемые абиотическими факторами. Зародыш, содержащийся в семени и состоящий из корешка и стебелька с зародышевыми листочками, начинает расти, при этом семенная кожица лопается и первым появляется корешок семени. Он укрепляется в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и растворы минеральных солей, необходимые для дальнейшего развития зародыша.

Кроме этих веществ, для прорастания семени и его роста необходимы такие органические вещества, как крахмал, белки и жиры. Их зародыш получает либо из семядолей (у например, гороха, огурцов, томатов, капусты), либо же непосредственно из эндосперма, находящегося в семени у (пшеницы, риса, ржи). Таким образом, благоприятные абиотические факторы и наличие питательных веществ - это условия, необходимые для прорастания семян.

Физиологические механизмы прорастания семян

Если перед вами поставлено такое задание: охарактеризуйте роль условий, необходимых для прорастания семян, советуем начать с освещения физиологических аспектов этих процессов, научно объясняющих главные условия, необходимые для развития зародыша. Итак, прорастанием называют переход семени из состояния покоя далее к вегетативному росту зародыша, заканчивающийся формированием из него проростка.

Семена некоторых растений могут прорастать сразу же или через короткое время после созревания. У многих древесных пород, например, у голосеменных - ели, сосны, кедра, и у большинства лесных травянистых растений, семена имеют длительный период покоя и прорастают только через 1-2 года и более. Этот интервал времени очень важен. Так, у растений умеренных широт прорастание стимулируется именно низкими зимними температурами. Такой фактор внешней среды, как освещенность, не всегда оказывает влияние на условия прорастания семян, так как большинство из них развиваются в темноте.

Значение оптимальной температуры

Важнейшие условия прорастания семени - это благоприятные абиотические факторы, среди которых температура выполняет одну из главных функций. В агрономии растения классифицируются на холодостойкие и теплолюбивые. Такая дифференциация касается и семян. Одни, например, семена моркови, салата, лука, прорастают при низких плюсовых температурах, другие (тыква, томаты, огурцы) требуют, чтобы почва прогрелась до температуры +10 - +12 градусов.

В овощеводстве часто используют такой способ повышения всхожести семян, как их прогревание. Для этого можно использовать электроприборы, а семена растений огурцов, кабачков, арбузов, бобовых (фасоль, горох, соя) замачивают в воде с температурой 35-45 °С, а затем, остудив, высушивают. Прогревание семян за одну-две недели перед посевом в почву повышает энергию их прорастания, предотвращая задержку вегетации, увеличивает урожайность.

Роль влажности в прорастании семян

Продолжая изучать условия, необходимые для прорастания семян, остановимся на значении воды. Ее наличие в почве обеспечивает процессы набухания семенной кожуры, активизации Сам процесс прорастания начинается с момента впитывания семенами большого объёма воды, которая поступает непосредственно к зародышу. Его клетки активно поглощают раствор глюкозы и начинают быстро делиться, что способствует росту зародышевого корешка. Например, семена свеклы поглощают воды в 1,2 раза больше своей массы, а клевера - 1,5 раза. В приусадебных хозяйствах широко используют способ замачивания семян в воде, добиваясь прорастания зародышевого корешка.

Влияние кислорода на развитие семени

Рассматривая главные условия прорастания семян, отметим необходимость свободного доступа воздуха, который используется для обеспечения процессов интенсивного дыхания увлажненных семян. В сельском хозяйстве часто используют барботирование: перемешивание семян в воде под действием кислорода или воздуха, подаваемого из компрессора. Наиболее часто барботируют семена, имеющие низкую энергию прорастания (моркови, пастернака, лука).

Что такое ЭМ-технологии?

Если обратиться к современному аграрию с просьбой определить условия прорастания семени, то в ответ, кроме всех известных абиотических факторов, мы услышим предложение использовать микробиологические препараты, например, такие как "Байкал ЭМ-1", содержащий молочную кислоту, фотосинтезирующие микроорганизмы и грибы, например, дрожжи. В растворе этого препарата замачивают подготовленные к посадке семена на 2-3 часа. Такая технология стимулирует ростовые процессы и усиливает энергию прорастания семян, а также увеличивает иммунитет растений к сельскохозяйственным вредителям и повышает урожайность.

Скарификация семян

Чтобы рассмотреть все условия прорастания семени, необходимо остановиться на таком методе, как скарификация (искусственное повреждение семенной кожуры вручную). Для этого используют смесь семян с крупнозернистым песком или металлическими опилками. Вследствие перетирания повреждается семенная кожура. Благодаря этому приему к зародышу быстрее попадает вода, необходимая для прорастания семени.

Дражирование семян

Наличие достаточного количества питательных веществ - важное условие прорастания семян, особенно тех, которые имеют мелкие размеры, а значит, небольшой запас собственных питательных элементов. Семена томатов, лука, моркови, капусты дражируют, то есть покрывают слоем питательных органических веществ, прилипающих к семени с помощью раствора крахмала - клейстера или свежеприготовленного коровяка. Перед дражированием семена калибруют, то есть сортируют, оставляя наиболее крупные и правильной формы. Этот способ, влияющий на условия прорастания семян, способствует повышению их всхожести и усиливает энергию прорастания.

В данной статье были освещены главные условия прорастания семени, а именно влажность, оптимальная температура, зависящая от вида растения и его сорта, наличие кислорода в воздухе, а также в почве, достаточный запас питательных веществ для развития зародыша и современные способы, улучшающие условия всхожести семян.

Для прорастания семян необходимы вода, воздух, тепло и для многих растений свет.

Особенно большое стимулирующее действие на прорастание семян оказывает красный свет.

Вода проникает под кожуру семени через маленькое отверстие - семявход, в результате чего семя набухает. Потребность в воде для набухания в первую очередь зависит от состава семян. Семена, богатые жиром, поглощает 30-40% воды от всей массы, богатые крахмалом 50-70%, семена с большим количеством белка - около 90% воды. Вода необходима также для растворения питательных веществ семени, которые потребляет растущий зародыш. Набухание семян сопровождается интенсивной деятельностью ферментов. В семенах запасные питательные вещества находятся в форме сложных органических соединений. Например, для того чтобы твердый полисахарид крахмал мог быть использован зародышем, необходим гидролиз его под влиянием фермента диастазы, который осахаривает крахмал до растворимого дисахарида мальтозы. Другие сложные вещества также расщепляются под действием соответствующих групп ферментов. При этом освобождается энергия, используемая в биохимических процессах проростка.

Прорасти и дать начало новому растению могут только семена с живыми зародышами.

Причины гибели зародышей различны:

1. от поражения вредными насекомыми;
2. от поражения плесневыми грибами;
3. от пересыхания во время хранения;
4. от слишком длительного хранения и т.д.

Итак, при прорастании семени можно выделить ряд последовательно происходящих процессов:

1. семена поглощают большое количество воды и набухают;
2. при благоприятной температуре и доступе воздуха - О2 (необходимого для дыхания, которое быстро усиливается) ферменты клеток семян переходят из неактивного состояния в активное;
3. под действием ферментов нерастворимые запасные вещества превращаются в растворимые (крахмал - в сахар, жиры - в глицерин и жирные кислоты, белки - в аминокислоты);
4. зародыш, используя растворимые органические вещества, трогается в рост, причем сначала растет корешок, а затем побег.

Период покоя

- необходимое условие для прорастания семян. Покой может быть вынужденный, связанный с отсутствием необходимых условий для прорастания (покой сухих семян). Органический покой определяется свойствами самого семени. В большинстве случаев в таких семенах протекают метаболические процессы (дыхание иногда рост зародыша), но прорастание заторможено. Такие семена, даже в условиях, благоприятных для прорастания, не прорастают совсем, или прорастают плохо. Способность семян находиться в вынужденном покое или органическом покое выработалось у растений в процессе эволюции как средство переживания неблагоприятного для роста проростка времени года. Поэтому далеко не все семена обладают способностью прорастать сразу после созревания (семенам яблони, клена нужен длительный покой).]

Основные причины, препятствующие прорастанию семян:

1. водонепроницаемость кожуры;
2. наличие в околоплоднике веществ, ингибирующих прорастание;
3. недоразвитие зародыша;
4. физиологический механизм торможения прорастания.

Основные методы нарушения периода покоя:

1. стратификация - семена смешивают с влажным песком - процесс подготовки семян к прорастанию;
2. скарификация - повреждение кожицы для ускорения прорастания;
3. промывание водой-с целью удаления из семян веществ, тормозящих прорастание;
4. обработка физиологически активными веществами (гиббирилином, цитокинином).

Семена могут прорасти только при определенной температуре: озимая рожь - при 2-4 градусах, а семена огурцов - при 15-16 градусах. Требовательные к теплу растения высевают позже, когда почва достаточно прогреется.

Еще очень важным условием для прорастания семян является воздух, поэтому семена обязательно нужно высевать в рыхлую землю, в которой содержится достаточное количество кислорода. Кислород необходим для окислительно-восстановительных процессов в клетках. Эти процессы стимулируют деление и рост клеток зародыша.

Выводы:

1.Для того, чтобы семена проросли, необходим воздух, вода, тепло.
2. Если какого-либо условия не будет - семена не прорастут.

Прорастание семян. Ответы

Вопрос 1 . Какие условия необходимы для прорастания семян?

Для прорастания семян необходимы три условия — это вода, воздух и тепло. Прорастанию семян предшествует их набухание вследствие проникновения внутрь семени воды. Зародыш, находящийся в семени, энергично дышит, а поэтому требует постоянного притока кислорода. Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и в конце концов погибнут.

Вопрос 2 . Почему не прорастают сухие семена?

Сухие семена находятся в состоянии покоя, процессы жизнедеятельности протекают в них очень медленно, поэтому они не прорастают. Перед посадкой семена необходимо замочить.

Вопрос 3 . Чем объяснить гибель семян в кипяченой воде?

Зародыш, находящийся в семени, энергично дышит, а поэтому требует постоянного притока кислорода. Если семена находятся в кипяченой воде, они погибают от нехватки кислорода, так как при кипячении воды количество растворенного в ней кислорода резко уменьшается.

Вопрос 4 . Почему семена надо высевать в рыхлую почву?

Воздух, необходимый для дыхания семян, в рыхлой почве проникает на большую глубину. Поэтому семена лучше высевать в рыхлую почву.

Вопрос 5 . Почему семена разных растений высевают в разные сроки?

Семенам разных растений необходимы различные условия для прорастания. Семена холодостойких растений (пшеницы, овса, ячменя, гороха) прорастают при низкой температуре и обилии влаги, поэтому их высевают ранней весной. Семена теплолюбивых растений (кукурузы, фасоли, огурцов, тыквы, дыни, томата) следует высевать, когда почва достаточно прогреется.

Вопрос 6 . Какие теплолюбивые и холодостойкие растения выращивают в вашем районе?

В различных районах России выращивают холодостойкие (пшеница, овес, ячмень, горох и др.) и теплолюбивые растения (кукуруза, фасоль, огурцы, тыква, дыня, томат и др.).

Вопрос 7 . Какие семена - лука или гороха - глубже заделывают в почву при посеве и почему?

Глубина заделки семян зависит от их размера. В крупных семенах гороха достаточно питательных веществ, и ростки не погибают, пробиваясь с большой глубины, поэтому при посеве их заделывают глубже, чем более мелкие семена лука.

Вопрос 8 . Почему в песчаную почву семена высевают глубже, чем в глинистую?

Воздух в песчаной почве проникает на большую глубину, а влага лучше сохраняется в более глубоких слоях, поэтому семена, посеянные в такую почву неглубоко, будут страдать от недостатка влаги. На глинистых почвах, наоборот, не рекомендуется сеять семена слишком глубоко, так как глинистая почва более плотная и тяжелая. Даже у самой поверхности в ней мало воздуха, а влаги достаточно и в верхних слоях.

Вопрос 9 . Как будет развиваться проросток фасоли, лишенный одной из двух семядолей?

Пока проросток фасоли не достиг поверхности почвы и не начал фотосинтезировать, для его роста и развития используются органические вещества, запасенные в семядолях. Если они закончатся прежде, чем начнется процесс фотосинтеза, проросток может погибнуть. Из семени с большим запасом питательных веществ развивается более сильный проросток.

Вопрос 10 . Почему для посева отбирают крупные семена? Потому что из семени с большим запасом питательных веществ развивается более сильный проросток, который может лучше противостоять неблагоприятным условиям среды и с большей вероятностью выживет.

Семена растений не прорастают сразу, они могут оставаться в покое достаточно долгое время. Лишь попав в благоприятные условия, они прорастают, формируя новое растение. Таким образом, прорастание - это переход семян из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.

Главное необходимое условие прорастания семян - это попадание воды в семя через семявход. После попадания воды семя набухает, питательные вещества растворяются в воде и зародыш уже может их использовать для начала своего роста и развития.

Однако вода далеко не единственное условие прорастания семян. Не менее важен и воздух, а точнее находящийся в нем кислород. Ведь зародыш семени, как и все живые организмы, дышит. Даже сухие семена дышат, хотя и очень слабо. Поэтому семена нельзя хранить в емкостях не пропускающих воздух, например, в полиэтиленовых пакетах. Семена прорастают в почве, потому что в ней содержится достаточно воздуха.

Еще одним условием прорастания семян является наличие в них запасных питательных веществ. Зародыш, чтобы расти, должен питаться. Так как сам он еще не может синтезировать органические вещества, они откуда-то должны поступать. Этим местом являются семядоли или эндосперм. Если запаса питательных веществ мало, то зародыш либо развивается медленно, либо погибает.

Таким образом, зародыш растения, поглощая питательные вещества семени и кислород воздуха, осуществляет обмен веществ. В процессе обмена веществ он выделяет углекислый газ.

Температура также играет немаловажную роль в прорастании семян. Для прорастания семян разных растений благоприятными являются разные температуры. Одни прорастают при температуре выше +15 °C (огурцы, перец, кукуруза), другим достаточно чуть выше +2 °C (укроп, редис, пшеница, рожь, морковь). Поэтому в сельском хозяйстве разные растения сеют в разное время, какие-то в апреле, а какие-то в начале лета.

Растения, семена которых могут нормально прорастать только при высоких температурах, называются теплолюбивыми. Растения, семена которых прорастают при низких температурах, являются холодостойкими.

Причина, по которой семена прорастают при разной температуре, связана с происхождением растений. Растения, которые произошли в теплых широтах, теплолюбивы. Выходцы из северных районов холодостойкие.

Свет также может быть условием прорастания семян. Бывают растения, семена которых могут прорастать только в темноте или только на свету. Чаще всего семена лучше прорастают в темноте.

При посеве семян важна глубина, на которую они помещаются в почву (глубина заделки). При этом руководствуются следующим правилом: чем крупнее семена растения, тем глубже их заделывают в почву. Очень мелкие семена сеют прямо на поверхности почвы, а семена фасоли, например, заделывают на 4-5 см.

В этой теме поговорим о том, какие необходимо соблюдать условия для прорастания семян. Все мы знаем, что сухие семена могут долго лежать в зернохранилищах, при этом абсолютно без изменений. Но стоит семена посеять, как они через определённый промежуток времени (всё зависит от того какое семя посажено) начинают прорастать и образовывать всходы. Отсюда первое условие прорастания семян, на которое нужно обратить внимание – это значение воды: допустим у нас есть два стакана, в первый из которых мы поместим сухие семена пшеницы и фасоли и сверху прикроем блюдцем. В другой стакан поместим такие же сухие семена, но уже с помощью мокрой ваты либо фильтровальной бумаги, и также сверху прикроем блюдцем, чтобы влага из стакана не выходила. И оставим их на 3-4 дня. Отсюда не сложно догадаться в каком из стаканов прорастут семена, естественно во втором. Следовательно, для прорастания семян необходима вода.

Вода необходима семенам для набухания, так как при набухании кожура семени разрывается, в результате чего появляются корень и стебель зародыша. Также вода необходима для растворения питательных веществ семени, потому что зародыш семени может всасывать все необходимые питательные вещества только в жидком виде.

Для прорастания семян различных растений требуется разное количество воды. Особенно много воды нужно семенам бобовых растений (гороха, фасоли). Поэтому семена данных видов растений, а также некоторых овощных растений перед посевом желательно замачивать.

Вторым условием прорастания семян является значение воздуха. К нашим двум стаканам, пример которых был описан выше добавим ещё один стакан на дно, которого положим семена пшеницы и наполним его водой. В данном случае семена не прорастут, а только набухнут. Возникает вопрос. Почему? Стакан ведь наполнен водой? Стакан хоть и наполнен, но воздуха семенам не хватает. Воздух необходим для дыхания семян. Единственным исключением являются семена болотных растений, например риса, которые прорастают только под водой. Для прорастания этих семян достаточно небольшого количества воздуха, растворённого в воде.

Третье условие прорастания семян значение тепла. Кроме воды и воздуха для прорастания семян необходимо ещё и тепло. Различные растения по-разному относятся к теплу. Например, зёрна пшеницы либо овса прорастают при низких температурах около 1 – 2° тепла. А вот зёрна кукурузы прорастают при более высоких температурах около 10 – 12° тепла. Семена овощных растений, таких как огурцы и тыквы прорастают при температуре не менее +12° тепла. Всё зависит от родины растения. Исходя из того, при каких температурах прорастают семена и принято устанавливать сроки посева.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для прорастания семян необходимы три условия: наличие воды, воздуха и тепла. Если не будет соблюдать хотя бы одно из условий, семена не прорастут. Поэтому при посеве семена надо помещать во влажную разрыхлённую почву, нагревшуюся до опреде­лённой температуры.

Для разных растений в зависимости от их потребности в тепле устанавливают различные сроки посева: ранние, средние или поздние.