1. Что такое семя?
Семя - растение в зачаточном состоянии с запасом питательных веществ.
2. Какое строение имеют семена однодольных и двудольных растений?
Под семенной кожурой находится зародыш. У двудольных состоит из двух семядолей и расположенных между ними корешка, стебелька и почечки.
Большую часть зерновки однодольного растения составляет мучнистый эндосперм, клетки которого содержат питательные вещества. Зародыш маленький. Но семядоля у него одна. Она не содержит запаса питательных веществ, плотно прилегает к эндосперму и похожа на тонкую пластинку. Когда семя прорастает, питательные вещества из клеток эндосперма поступают к зародышу через семядолю.
3. Какие вещества входят в состав семян?
В состав семян растений входят органические вещества (белки, жиры, углеводы), минеральные вещества и вода.
Вопросы
1. Какие условия необходимы для прорастания семян?
Для прорастания семян различных видов растений требуются разные условия. Но три условия необходимы для прорастания всех без исключения семян - это наличие воды, воздуха и тепла.
2. По какой причине не прорастают сухие семена?
Зародыш может потреблять питательные вещества только в виде раствора.
3. Чем объяснить гибель семян в кипячёной воде?
В такой воде нет растворенного кислорода, нечем дышать зародышу семени, после его гибели семя просто загнивает в воде.
4. Почему семена надо высевать в рыхлую почву?
Семена надо высевать в рыхлую почву, чтобы они могли дышать.
5. Почему семена разных растений высевают в разные сроки?
Для прорастания семян различных видов растений требуются разные условия. Их нарушение может снизить урожай.
6. Какие теплолюбивые и холодостойкие растения выращивают в вашем районе?
Холодостойкие растения: пшеница, овёс, ячмень, горох.
Теплолюбивые растения: кукуруза, фасоль, огурец, тыква, дыня, томат.
7. Какие семена - лука или гороха - глубже заделывают в почву при посеве и почему?
Чем крупнее семена, тем глубже их сеют. Практикой установлено, что мелкие семена (репа, лук) надо сеять на глубину 1-2 см, семена средних размеров (редис, огурец) - на 2-4 см, крупные семена (фасоль, горох, бобы) - на 4-5 см.
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.
9. Как будет развиваться проросток фасоли, лишённый одной или двух семядолей?
Развитие зародыша происходит медленно и постепенно он погибнет.
10. Почему для посева отбирают крупные семена?
Пока проросток не достиг поверхности почвы, для его роста и развития используются органические вещества, запасённые в семени. Но если они закончатся прежде, чем начнётся процесс фотосинтеза, проросток может погибнуть.
Подумайте
1. В живых клетках растений постоянно происходит обмен веществ и энергии. Проанализируйте рисунок 88. Какой вывод вы можете сделать? Обсудите ваш вывод с остальными учащимися класса.
Обмен веществ – это совокупность протекающих в организме различных химических превращений, обеспечивающих рост и развитие организма, его воспроизведение и постоянный контакт с окружающей средой.
2. Что необходимо учитывать при посеве семян разных видов растений?
При посеве семян разных видов растений необходимо учитывать теплолюбивые и холодостойкие это растения, размер семян, свойства почвы, количество воды, необходимое для прорастания.
Задания
Положите семена фасоли и зерновки пшеницы в банку с увлажнёнными опилками и следите за их прорастанием. По мере необходимости увлажняйте опилки водой, чтобы проростки не пересыхали. Каждый день вынимайте из опилок по одному проростку фасоли и пшеницы и засушивайте их, записывая, сколько дней проростку. Через 15-18 суток опыт прекратите, а из засушенных проростков сделайте коллекцию, показывающую рост и развитие проростков.
Задания для любознательных
Перед посевом важно знать всхожесть семян. Возьмите пробы в 100 семян зерновок пшеницы, ржи или кукурузы. Разложите их на специальных керамических пластинах или в тарелках на влажной тряпочке или фильтровальной бумаге. Накройте пластины стеклом, чтобы влага не испарялась, и поместите их в тёплое место.
Подсчитайте, сколько семян прорастёт за первые 10 дней. Эта цифра и есть процент всхожести. Нормальная всхожесть семян для посева не должна быть ниже 95%. Определите всхожесть семян, которые вы будете высевать на пришкольном участке.
Фенологические наблюдения
Проведите наблюдения за весенними явлениями в жизни растений. Весна - пора пробуждения растений (рис. 89). В природе она вступает в свои права с началом сокодвижения у растений. Это первый признак весны. Раньше, чем у других деревьев, начинается весеннее сокодвижение у клёна остролистного, чуть позднее - у берёзы. Отметьте, когда началось сокодвижение у этих растений в вашей местности.
В наших широтах сокодвижение у кленов начинается намного раньше, чем у березы: в Подмосковье, например, уже в марте, подтверждая наступление весны.
Начало «плача» у березы запаздывает по сравнению с кленом остролистым более чем на неделю и происходит при положительных температурах почвы и воздуха.
В южных и западных районах нашей страны «плач» у клена и березы обнаруживается намного раньше, чем в восточных районах. Начало сокодвижения у березы, например, в Верхне-Имбатском районе (Красноярский край) запаздывает по сравнению со Смоленским на полтора месяца.
Цветение ветроопыляемых деревьев и кустарников - второй признак весны. В средней полосе европейской части страны первой зацветает ольха (рис. 90). Цветки её невзрачны, но распустившиеся серёжки из тычиночных цветков хорошо заметны. Почти одновременно с ольхой зацветают орешник, мать-и-мачеха. Запишите в тетрадь, когда зацвели эти растения. Какова продолжительность цветения этих растений в вашей местности?
Календарь цветения для средней полосы России (в зависимости от метеоусловий сроки цветения могут отклоняться от календарных на 7-14 дней).
Цветы мать-и-мачехи появляются уже в конце марта – апреле месяце. Цветение мать-и-мачехи ранней весной, до распускания листьев, возможно потому, что в ее толстых длинных корневищах накоплены запасы питательных веществ, отложенных еще летом прошлого года.
Ранней весной цветут многолетние травянистые растения лиственного леса. Они часто зацветают до того, как сойдёт снег, поэтому их называют подснежниками. Все они светолюбивы и цветут под пологом леса, когда на деревьях и кустарниках ещё нет листвы. Выясните, какие раннецветущие растения (первоцветы) растут в вашей местности.
Наблюдая за жизнью растений в природе, составьте календарь весны для своей местности. Запишите в календаре сроки цветения ольхи, мать-и-мачехи, орешника и раннецветущих многолетних растений - подснежников. Затем запишите сроки распускания листьев у берёзы и липы, зацветания одуванчика, вишни, сирени. Если вы живёте в сельской местности, выясните, какие виды сельскохозяйственных работ проводят во время того или иного весеннего явления, замеченного вами (например, посев огурцов - во время цветения акации). Записывайте в дневник наблюдения в виде таблицы.
Условия прорастания семян
Определение 1
Прорастание - это переход семян из состояния покоя к росту зародыша и развитию из него проростка.
Необходимое условие для прорастания семян – период покоя. Если этот период значительно затягивается его стоит искусственно нарушить.
Методы нарушения периода покоя
Различают три метода нарушения периода покоя:
- Стратификация;
- Скарификация;
- Промывание водой.
Определение 2
Стратификация – подготовка семян к прорастанию.
Для того чтобы подготовить семена, их смешивают с увлажненным песком на срок от $30$ до $90$ дней при определенной температуре $5^\circ \ C$. Время выдержки зависит от вида растения. За этот период времени в семенах происходит физико-биохимические процессы, которые способствуют к прорастанию семени.
При повреждении кожицы открывается доступ к воздуху и влаги для семени, что способствует их набуханию и прорастания. Повреждение возможно механическое, или вызывается кратковременным действием крепкой сульфатной кислоты.
Определение 4
Промывание водой – процесс удаления из семени веществ, которые тормозят прорастания.
Факторы внешней среды для прорастания семян
Также большое значение для прорастания семян является энергия прорастания. Энергия прорастания зависит от факторов внешней среды, и характеризует посевное качество семян.
Вода, температура, свет, воздух, физиологические активные вещества относятся к факторам прорастания семян.
Влияние воздуха на прорастание
При прорастании семя дышит, поглощая при этом кислород, необходимый для окислительно-восстановительных реакций в клетках. Эти реакции стимулируют деление и рост клеток зародыша. Для того чтоб убедится в необходимости воздуха, проведем опыт.
Пример 1
Возьмем три стакана и поместим в них сухие семена пшеницы. Первый стакан накроем блюдце, во второй вместе с семенами поместим мокрую вату и также прикроем блюдцем, а третий наполним водой. Оставим на пару дней. В третьем случае семена не прорастут, а только набухнут, так как для самого прорастания семенам не хватает воздуха, который необходим для дыхания .
Влияние света на прорастание
Реакция на свет обусловлена действием его на обмен стимуляторов или ингибиторов в семенах. Так различают светолюбивые и темнолюбивые растения. Многие семена лучше прорастают в темно месте.
Влияние воды на прорастание
Вода необходима для набухания семян. Во время набухание кожица семени повреждается, затем появляются корешок и стебелек зародыша. Вода помогает всасывать необходимые питательные вещества семени для необходимого прорастания. Для убеждения необходимости данного фактора, проведем опыт.
Пример 2
Возьмем две емкости и поместим там семена фасоли. Первую просто накроем блюдцем, а в другую поместим мокрую вату и также накроем. Через пару дней заметим, что во втором случае семена проросли.
Количество воды для разных видов растений различно. Так для бобовых растений необходимо больше воды по отношению к злаковым растениям.
Значение температуры на прорастание
Не менее необходимым условием для прорастания является температурный режим. Определенное растение имеет свою благоприятную температуру. Одни культуры прорастают при $+2^\circ \ C$, другие – выше $+15^\circ \ C$. Зная температурные предпочтения культур, в сельском хозяйстве, разработан посевной календарь.
Теплолюбивые растения прорастают, при высоких температурах, являются выходцами из теплых широт, а при низких температурах прорастают холодостойкие – выходцы из северных районов.
Физиологически активные вещества на прорастание
Для того чтобы зародыш рос, он должен питаться. Питательные вещества семени находятся в эндосперме или в семядоли. При ограниченном запасе физиологических активных веществ зародыш будет медленно развиваться, или совсем может погибнуть. Для предотвращении этого фермеры вносят стартовые удобрения. Поглощая питательные вещества, в зародыше, происходит обмен веществ: поглощении кислорода и выделение углекислого газа.
Замечание 1
Таким образом, можно сделать вывод. Для прорастания семени необходимо наличие воды, тепла, света, воздуха и питательных веществ. И если исключить хоть бы один из факторов, семена не прорастут.
Превращение веществ в прорастающем семени
При прорастании семени в эндосперме и семядолях происходит разложение запасных веществ, в том числе и белков. Одновременно в зародыше начинаются синтетические процессы за счет тех веществ, которые протекают к нему.
Общее количество азотных веществ остается на одном уровне, не смотря на то что, происходит энергетический распад белков, потому что при этом накапливаются аминокислоты и аспарагин.
Резко уменьшается количество крахмала, но количество растворимых сахаров не уменьшается. Сахара расходуются на процесс дыхания, который очень энергично происходит в прорастающем семени. В результате дыхания непосредственно образуются богатые энергией вещества АДФ и АТФ, выделяются вода, углекислый газ и тепловая энергия. Сахара образуют клетчатки и гемицеллюлозы. Минеральные вещества остаются постоянны. Катионы регулируют осмотическое давление и коллоидно-химические процессы в новых клетках.
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.
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.
Новичкам-огородникам следует знать, какие условия нужны для прорастания семян. Одной земли и воды недостаточно, чтобы подготовить будущую рассаду. Окружающее пространство должно соответствовать параметрам жизни конкретного растения. В природе учитывают время года, местность, а также монтируют парники при необходимости.
Окружающая среда и регион
Прежде чем начать определять, какие условия нужны для требуется узнать, способно ли растение жить в этой местности. Можно его выращивать дома, но вдруг оно вытянется до огромных размеров... Поэтому требуется ознакомиться с описанием свойств выбранной культуры и особенностями высаживания. Учитывается структура грунта, число поливов в день, добавление подкормки в почву.
Часто перечисленные моменты отличаются при рассмотрении вопроса о том, какие условия нужны для прорастания семян экзотических растений. В северных районах они могут расти только в условиях парника. В южных природа более благоприятна, высаживать их можно в открытые грядки. Но гарантий нормального роста никто дать не сможет, если не соблюдались требуемые предписания.
В последнем случае важную роль играет ещё один фактор — количество солнечных дней в году. Это не забывают учитывать при рассмотрении вопроса о том, какие условия нужны для прорастания семян. Поэтому место высаживания оборудуют специальными лампами дневного света, выполняющими дополнительную функцию — обогрева почвы. Температура очень важна при получении маленьких ростков нового растения.
Что требуется?
Рассмотрим, какие факторы важны для прорастания семян в домашних условиях. Не каждое растение вырастает даже при должном уходе. Создавая необходимые условия, повышают их шансы на выживание. Для интенсивного роста требуется:
- Плодородная почва — продается в специализированном отделе огородника в гипермаркетах или цветочном магазине. Она должна отвечать требованиям безопасности для человека, быть обработанной от болезнетворных микроорганизмов. Часто на упаковке описан состав смеси.
- Определенная температура — часто выше комнатной.
- Воздух — чистый, незагазованный.
- Отсутствие рядом мощных излучателей электромагнитных и тепловых волн.
- Достаточное количество солнечного или искусственного света в сутки.
- Питание почвы водой и минеральными веществами.
Воздух
Обязательно подразумевают наличие кислорода. Он участвует в обменных процессах всех живых клеток. Для растений его присутствие является жизненно необходимым. Ростки вытягиваются из земли, потребляя огромное количество воздуха. При его нехватке значительно замедляется процесс развития клеток, а при полном его отсутствии может начаться омертвение растения.
Кислород важен не только для растений, но и для любого живого существа. Не рекомендуется использовать свечи и другой открытый огонь в комнате с рассадой. Если же приходится так поступать, следует чаще проветривать помещение. Когда накрывают почву пленкой, не закупоривают плотно место высадки семян. Воздух должен поступать к поверхности почвы.
Свет
Солнечные лучи - основа всего живого на Земле. Все растения стремятся ввысь, к солнцу, и скорость роста зависит от постоянства освещения. Для прорастания семян необходимо учитывать этот фактор. Выпускаются специальные лампы, являющиеся заменителями естественного света.
Ночью растения вырабатывают углекислый газ. Поэтому не рекомендуется размещать рассаду в спальных помещениях. При большом количестве комнатных растений наутро часто болит голова от нехватки кислорода. Нужно обеспечить постоянный приток воздуха к почве с семенами.
В полной темноте некоторый рост растений все же наблюдается. Но получаемые ростки не способны в дальнейшем полноценно развиваться. Они становятся хрупкими, безжизненными. Цвет их листьев приближен больше к желтоватым, чем к зеленым оттенкам.
Вода
Что говорит биология? Прорастание семян устроено таким образом, что основные силы для деления клеток черпаются из воды. Химические процессы не могут проходить без жидкости, поэтому следует планово поливать рассаду. Часто дают семенам прорасти без земли, в воде. Этот процесс менее длителен. Как только появились первые корешки, высаживают полученную рассаду в почву.
Растение состоит, как и тело человека, большей частью из воды. Она питает клетки необходимыми минералами, участвует в обмене и процессах роста, выводит продукты распада. Благодаря жидкости происходит растворение полезных веществ в почве. Но под влиянием тепла семена могут прорасти ещё на стадии хранения.
Для этого им нужна повышенная влажность воздуха, свет и комфортная температура. Однако в памяти растений находится механизм, воспринимающий времена года. Так, при оттепели весной начинают расти семена даже в полной темноте подвального помещения. Они способны воспринимать смену сезонов.
Тепло
Активный рост происходит, когда температура для прорастания семян выше 20 градусов тепла, в идеале - не ниже 25. Холод затягивает процесс выращивания рассады. Южные регионы богаты растительностью, её многообразие порой поражает. Это связано с теплым климатом, обеспечивающим интенсивный рост клеток.
В северных регионах растительность замирает с приходом холодов. Только с приходом тепла снова все оживает. В комнате всегда плюсовая температура, поэтому основной заботой становится обеспечение правильного освещения. Действие низких температур можно проверить путем помещения сосуда с семенами в холодильник. Процесс их роста значительно замедлится.
Если под влиянием теплых солнечных лучей первые ростки появляются на следующий день или к вечеру, то в холодном месте, при температуре не выше +3 градусов, первые признаки роста можно будет увидеть только через пять дней.
Дополнительные меры
Условия прорастания семян соблюдать нужно в любом случае, тогда понадобится минимум времени для получения здоровых саженцев. Дополнительными мерами служит создание благоприятного состава почвы для роста конкретного вида растения. Некоторые культуры требуют определенной (нейтральной, слабокислой или другой) среды для роста. Тут имеет значение показатель pH. Чаще его значение находится в пределах от 5 до 8.
Растения не любят застоя воды, поэтому обильно поливать семена не рекомендуется. Учитывается отвод лишней влаги из почвы. Снизу горшков проделывают небольшие отверстия. Верхние слои почвы периодически рыхлят для проникновения кислорода сквозь уплотненную водой землю.
