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