第六章 种子的萌发
种子萌发 —— 实质是种胚从休眠状态恢复到活跃
生长状态的生命活动历程。从形态
上讲,则指种胚开始生长,胚根胚
芽突破种皮向外伸长的现象。
种子萌发是种子工作的最后阶段,更是种子
工作的终极目的。
一、种子的萌发过程
吸胀 萌动 发芽 幼苗形态建成
? 吸胀 即吸水膨胀,是种子萌发的基础阶段,直到吸水
饱和,体积达最大。从一定意义上讲,种子吸胀是物理现
象而非生理作用,因为 死种子可以吸胀
活种子有时反而不能吸胀
所以,种子能否吸胀不能指示种子有无生活力
死种子吸胀常伴有 水肿现象
假发芽现象
蛋白质种子的吸胀力>粉质种子 ~油质种子
种被和内含物质地 —— 致密则慢
吸胀温度 —— 高则快
吸胀温度过低 —— 慢且有吸胀冷害
种子吸胀过速,影响膜的修复,导致内容物外渗 —— 发芽
不好或苗弱,称为快速吸胀伤害
因此,播种的种子一般不要浸种,最好进行渗透调节处
理,超干种子则应缓湿后播种。
? 萌动 指胚根胚芽向外生长突破种皮的现象,俗称“露白”
萌动期间种子内部的生理生化变化开始旺盛,对外界条
件特敏感,遇不良 条件 —— 易受害 —— 给予适宜条件
容易变异 —— 有利于诱变育种
种子吸胀速
度决定于
? 种子萌动后,胚根胚芽迅速生长,当胚根胚芽伸长达一定
长度时,称为 发芽 。过去传统习惯把胚根与种子等长、胚芽为
根长一半作为发芽标准。为什么?因为
水分少,根长芽短
发芽期间 水多,则芽长根短(根对氧气少敏感)
水、气协调,芽为根长一半
我国新实施的,95农作物种子检验规程”认定的发芽标准
是萌发长成正常幼苗,以与国际接规。
种子萌发期间的吸水呈现 快 慢 快 的 S型曲线(如图),
由此将吸水分为三个阶段:
阶段 I,吸胀期间的快速吸水期,靠亲水胶体对水的吸附
力吸水,非生命现象,吸水量与化学成分有关 而
与温度高低无关
阶段 II, 萌动期间吸水,为吸水滞缓期
阶段 III, 发芽期间的快速吸水期,靠幼苗生长力
吸水,死种子无此期吸水
? 种子发芽后,进入 幼苗建成 阶段:
依据子叶发展趋向分为 子叶出土型
子叶留土型
子叶出土能保护幼芽、进行光合作用,但顶土力弱,子
叶受损影响幼苗生长甚至开花结实。
子叶留土使幼苗顶土力强,易出苗;禾本科为胚芽鞘
先出,胚芽鞘受损幼苗出土会受阻。
花生属子叶半留土型,应尽可能浅播。
二、种子萌发过程中的代谢
? 种子萌发早期(吸胀) 低活力种子修复受阻
酶的活化
膜的修复
线粒体修复
DNA修复
? 营养物
质水解
淀粉水解酶合成 淀粉粒解体 淀粉经水解或磷酸解成葡萄糖
脂肪酸 ?-氧化 乙酰 CoA 乙醛酸环 糖
脂肪 脂酶
甘油 ?-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 糖
酸价上升,碘价下降
贮藏蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸 远至胚 合成新蛋白质
? 呼吸与
能量代谢
呼吸呈现 上升 —— 下降 —— 上升 —— 下降 四个阶段
ATP生成量受种子活力和发芽条件影响 活力高 生成量多
条件好
[ATP]+1/2[ADP] ? 0.5 种子休眠或老化能荷( EC) = ——————————
[ATP]+[ADP]+[AMP] ? 0.5 种子萌发
0.7~0.9 发芽良好
幼苗干重
物质效率( %) = —————————————— × 100
发芽期间消耗的干物质重
发芽期间消耗的干物质重=种子干重-残留物干重
种子活力高、发芽条件好 —— 物质效率高
三、种子萌发的外界条件
? 水分 —— 是种子萌发的首要条件
满足最低需水量 —— 种子可以萌发
适宜的水、气条件 —— 种子萌发好
最低需水量 —— 刚刚能使种子萌发时的吸水量,常用吸
水率表示。
萌发时吸水量
吸水率( %) = ——————— × 100 (表)
种子重量
吸水率主要受化学成分影响,一般蛋白质种子 ?粉质种
~
油质种
萌发最低需水量高的种子,其总需水量也高。
表 6- 1 几种作物种子发芽时的最低需水量 (%)
种子名称 需水量 种子名称 需水量
水 稻 26.0 油 菜 48.3
小 麦 60.0 亚 麻 60.0
大 麦 48.2 向日葵 56.3
黑 麦 57.7 棉 花 75.0
燕 麦 57.7 豌 豆 186.0
玉 米 39.8 蚕 豆 157.0
粟 25.0 大 豆 126.0
荞 麦 46.9 糖用甜菜 167.0
大 麻 43.9 白三叶草 160
? 温度 —— 种子萌发的必需条件之一
种子萌发的温度三基点 —— 即萌发的最低、最适、最高温度
最低 最适 最高
耐寒性作物 0?4℃ 20 ?28℃ 40℃
喜温性作物 6?12℃ 30 ?35℃ 40℃
促进了气体交换
变温有利于种子萌发 减少贮藏物质的呼吸消耗
有利于某些酶的激活
有利于休眠打破
有些种子对变温不敏感,但有些则对变温敏感,不变温
不能很好萌发。
?氧气 —— 亦是种子萌发的必需条件,若低于一定
程度,种子便不能萌发
氧分压高可以促进萌发 物质利用率高
生成有毒物质( CO2、乙醇)少
对氧气多少的要求因作物而异 油质种子需 O2多
水生植物种子需 O2少
水稻 O2 0.3% —— 达 80%发芽率
小麦 O2 5.2% —— 达 80%发芽率
发芽或播种,应尽量保持空气流通,保证有充足 O2供应
? 光 —— 多数种子对光不敏感,但喜光种和忌光种
对光敏感,光的有无为感光性种子萌发的
必需条件。
有光促进喜光种子萌发
白光、红黄光促进喜光种子萌发,且要达到一
定光量。
远红光,绿、青、紫光抑制喜光种子萌发。
促进了酶和 GA增加
破坏抑制萌发物质