Normální klíčení semen je možné pouze za přítomnosti potřebného množství vody, kyslíku, vhodných teplotních podmínek, v některých případech světelných podmínek, jakož i při vyloučení blokovacích mechanismů.
Voda – je prvním nezbytným faktorem prostředí, který umožňuje semenům začít klíčit. Nasávání semen je nezbytné pro aktivaci nebo tvorbu RNA. Voda je nezbytným médiem pro aktivitu enzymů přítomných v semenech. Bylo zjištěno, že oxidace v buňce (respirace) se provádí přímým zavedením vodního kyslíku, nikoli molekulárního kyslíku.
Semena během klíčení absorbují vodu ve velkém množství. Potřebné množství vlhkosti závisí na chemickém složení semen. Semena bohatá na škrob tedy absorbují 35-70 % vody z hmotnosti semene; semena obsahující bílkoviny 180-250% jejich hmotnosti.
Semena luštěnin absorbují velké množství vody, protože mají vysoký obsah bílkovin, semena cukrové řepy, protože mají drsný oplodí, a lněná semena, protože mají slizký obal. Viz tabulka 1.
Absorpce vody je inhibována čistě mechanicky, pokud existuje tvrdost. Živá pletiva semene hrají roli v oddálení klíčení: endosperm nebo perisperm, slupka a perikarp.
Při analýze klíčivosti se tvrdá semena klasifikují jako normálně klíčící. Například: v semenech galega východního bude klíčivost v dokumentech 98 %, včetně 40 % tvrdých semen, v semenech vikve myší mohou být tvrdá semena až 80 %.
V současné době je příčina tvrdosti semen stále více spatřována ve fyzikálně chemických faktorech působících v palisádové vrstvě obalu semen. Je možné, že pigment vytvořený v této vrstvě omezuje přístup vody k embryu. Voda může proniknout do semene pouze přes hilum a semenný přívěsek. Hilum má mezeru, která se zužuje, když je velký rozdíl ve vlhkosti mezi vnitřními vrstvami semene a prostředím, a rozšiřuje se, když se rozdíl vlhkosti snižuje. Štěrbina hřebene tedy funguje jako hygroskopický ventil.
Nepropustnost slupky tvrdých semen lze eliminovat mechanickými, chemickými nebo tepelnými vlivy. Používají se mechanické metody skarifikace semen — povrchové poškození tvrdých skořápek semen jetele, jetele sladkého, vlčího bobu atd. (broušením pískem, kovovými pilinami, v vertikutačních strojích). Chemické metody zahrnují ošetření semen koncentrovanou kyselinou sírovou nebo alkoholem. Tepelná metoda: ošetření semen při teplotě 30–40 ℃ od několika minut do několika dnů nebo ponoření do vroucí vody na 5–11 s.
U některých druhů proměnlivá vlhkost má pozitivní vliv na klíčení. Takže u řepy je zničena čepice glomerulu, která uzavírá otvor, kterým semeno klíčí. V semenech luštěnin z „tvrdého kamene“ obal semene praská a voda se absorbuje.
Kyslík nezbytný pro dodávku energie ke klíčení ve formě kyseliny adenosintrifosforečné (ATP). Energie se vynakládá na hydrolýzu rezervních látek, jejich dodání do místa růstu, syntézu nových látek vzniklých v důsledku dýchání, tedy oxidace vzdušným kyslíkem, především sacharidů a tuků.
Při nedostatečném přísunu kyslíku se může vyvinout anaerobní dýchání a v semenech se začnou hromadit nedostatečně oxidované metabolity, které brzdí růst.
Příliš mnoho vody potlačuje přísun kyslíku do semene a to neklíčí. V tomto ohledu jsou zvláště citlivé nažky lipnic a glomerulů řepy.
Pouze některé rostlinné druhy jsou schopny anaerobního rozkladu sacharidů a produkují potřebnou energii ve formě ATP a klíčí pod vodou při velmi nízkém parciálním tlaku kyslíku. Mezi kulturními rostlinami má tuto schopnost rýže.
Teplota. Rychlost, kterou voda vstupuje do semen, závisí na teplotě. Různé druhy rostlin vyžadují minimální, optimální a maximální teploty klíčení, které jsou pro ně někdy jedinečné.
Minimální teplotou se rozumí nejnižší teplota, při které alespoň 50 % semen tvoří normální kořeny a klíčky.
Optimální teplota klíčení pro většinu pěstovaných rostlin je 15-30℃ a při této teplotě dochází k nejrychlejšímu růstu.
Maximální teplota 30-40 ℃ růst je stále možný, ale pomalejší. Při 50 °C je klíčení nemožné. Viz tabulka 2.
❗ V mírném klimatickém pásmu se brzy jarní plodiny vysévají, když je dosaženo minimální teploty půdy pro klíčení.
Oproti začátku klíčení semen je sadba náročnější na teplo a vláhu.
Mnoho semen víceletých rostlin přirozeně klíčí až po dvou letech. Patří sem mnoho druhů pícnin, cukrové řepy, krmné řepy a mrkve. Chcete-li odstranit tato semena z dormance, stratifikace proměnlivé teploty, které odpovídají kolísání denních a nočních teplot.
Mnoho druhů plevelů klíčí pouze při nízkých teplotách, u kulturních rostlin tomu tak není.
Světlo prostřednictvím fytochromového systému může ovlivnit klíčení semen některých rostlinných druhů. Na základě své reakce na světlo se semena dělí do tří typů:
1) klíčení je stimulováno světlem podle následujícího schématu: světlo – aktivace fytochromu – biosyntéza kyseliny giberelové – aktivace alkalické lipázy – hydrolýza zásobních lipidů – klíčení (lipnice, mák, mrkev).
2) klíčení je brzděno světlem (brambory, dýně, světlice barvířská, phacelia).
3) při klíčení nereagují na světlo. Do této skupiny patří většina pěstovaných rostlin (obiloviny, luskoviny, luskoviny, řepa, řepka, řepka, len, kapusta, hořčice, konopí).
Fotosenzitivita semen je spojena s tím, že řada semen během klíčení uvolňuje do půdy inhibitory, které se na světle rozkládají. U některých druhů navíc světlo zvyšuje přísun kyslíku při klíčení semen. Citlivost semen na světlo se velmi liší, protože závisí nejen na druhu, ale také na délce a intenzitě osvětlení a také na teplotě. Světlo o vlnové délce 660 nm častěji stimuluje klíčení a světlo o vlnové délce 730 nm ho brzdí.
Semena ve stavu vysušeném na vzduchu nejsou citlivá na světlo. Během otoku se jejich citlivost zvyšuje, dosahuje maxima a poté slábne. V řadě případů pulzní ozařování infračervenými paprsky (1–2 s) zničilo obal tvrdých semen, což vedlo ke zvýšení klíčivosti. Koncentrované světlo ozařující semena po dobu 20–45 minut stimuluje klíčení.
Mezi plevely rychleji na světle klíčí semena osiky dvouleté, šťovíku kadeřavého, divizna medvědího aj.
pH kyselost — klíčící semena jsou velmi citlivá na koncentraci vodíkových iontů. Menší změny v kyselosti půdy mohou způsobit významné změny v metabolismu.
Půdy obsahující oxid uhličitý, hydrogenuhličitan sodný a další uhličitany jsou pro rostliny toxické. Tato toxicita je spojena s vysokou koncentrací a zásaditostí půdního roztoku a také s přímým účinkem uhličitanů na metabolické procesy.
Inhibitory klíčení. Tyto látky jsou zodpovědné za klidový stav semen. Mohou působit jako antagonisté vitamínů, giberelinů, auxinů, aminokyselin a dalších životně důležitých sloučenin. Inaktivací těchto metabolitů narušují inhibitory další metabolické reakce. Obecně se uznává, že zahřívání semen po dobu 3–5 dnů při 30–40 °C snižuje obsah inhibitorů, zvyšuje klíčivost a energii klíčení.
Další články o produkci semen na vašem účtu Registr odrůd
1. Vasko V. T. Základy semenářství polních plodin: Učebnice. — 2. vyd., vymazáno. – Petrohrad: Nakladatelství Lan, 2017. – 304 s.: ill. (+ příloha, 32 stran). — (Učebnice pro vysoké školy. Odborná literatura).
2. E.A. Lukina a kol.: ed. V.A. Fedotová. Seed science and seed control: učebnice – Voroněž, Voroněžská státní agrární univerzita, 2012. – 269 s.
Osivo je nositelem biologických a ekonomických vlastností rostliny a kvalita semen určuje velikost budoucí sklizně.
Jedním z hlavních ukazatelů výsevních vlastností semen, zajišťujících produkci energetických, přátelských výhonků, je klíčivost. Klíčivost je schopnost semen produkovat normální sazenice ve stanoveném období za určitých podmínek klíčení.
Klíčením semen se rozumí souhrn biofyzikálních a fyziologicko-biochemických změn, ke kterým v nich dochází při přechodu z klidového stavu do procesů aktivního metabolismu a růstu, které končí vytvořením semenáčku.
Během klíčení semen má pět fází.
Fáze absorpce vody – spící semena začnou absorbovat vodu ze substrátu dříve, než dojde ke kritickému obsahu vlhkosti.
Fáze otoku – vlivem vlhkosti se aktivuje vitální činnost buněk, zvyšuje se respirační koeficient, začíná růst buněk a osa embrya se začíná natahovat.
Primární fáze růstu kořene – od okamžiku dělení (počátku růstu) primárních kořenů, zaznamenaných od výskytu kořenů nad obalem semene, tzn. klování.
Fáze vývoje klíčků – začíná výskytem klíčku, končí výskytem koleoptilu u obilnin nebo pupenu u jiných plodin.
Stát se semenáčkem – růst a vývoj semenáčku až do úplného přechodu na autotrofní výživu.
Tato klasifikace nám umožňuje vyhodnotit klíčky semen (energii klíčení, klíčivost a sílu růstu), které nejlépe splňují výrobní cíle.
Při klíčení semen hraje hlavní roli voda – důležitý environmentální faktor v procesu probouzení semen.
Voda – nezbytné prostředí pro projevení aktivity enzymů umístěných v semeni. Životaschopná, fyziologicky zralá semena klíčí s minimálním množstvím vlhkosti, tepla a kyslíku. Když se semínka dostanou do takového prostředí, buňky se nasytí vodou a kyslíkem, což slouží jako spouštěč pro aktivní fungování důležitých buněčných organel – mitochondrií jako generátorů buněčné energie. Do tří hodin poté, co jsou semena ve vodě, se mitochondrie zvětší a po 12 hodinách získají ještě větší velikost a zakulatí se. Když se voda dostane do suchých semen, aktivují se enzymy, hormony a vitamíny. Nasávání semen je nezbytné pro aktivaci nebo tvorbu RNA. Bobtnání semen je rychlý a snadný proces, který vyžaduje relativně nízkou aktivační energii.
Při vstupu vody do semen se nejprve aktivuje mechanismus celkového oxidačního metabolismu a syntézy bílkovin. Hormony jsou mediátory biochemických reakcí, které určují klíčení semen. První procesy klíčení semen se provádějí díky látkám obsaženým v samotném embryu.
teplota – druhá nezbytná podmínka pro klíčení semen. Minimální teploty pro klíčení semen od +1 0 do +12 0 C
Od +1 – +2 0 C začínají klíčit pšenice, žito, ječmen, tritikale, oves, pohanka, len, jetel, timotej.
Rýže, proso, kukuřice, slunečnice, fazole klíčí od +10 0 C.
Nejpříznivější jsou optimální teploty, při kterých sazenice rychle rostou (u většiny plodin od +20- + 25 0 C).
Pozitivní vliv nízkých teplot na klíčení se vysvětluje snížením intenzity dýchání semen, v důsledku čehož se zvyšuje přísun ve vodě rozpustného kyslíku k semenáči a hromadí se látky podobné giberelinu.
Změna teploty z minimální na optimální úroveň má stimulační účinek na sazenice a má příznivý vliv na klíčení nedostatečně vyzrálých semen, aktivuje všechny růstové procesy.
ovzduší – třetí nezbytný faktor v procesu klíčení. Procesy probíhající v semenech během klíčení vyžadují velké množství energie. Tato energie se tvoří v semenech díky dýchání, tzn. oxidace rezervních živin (sacharidů a tuků) vzdušným kyslíkem. Většina semen klíčí na vzduchu obsahujícím 20 % kyslíku a 0,03 % oxidu uhličitého.
Za počátek období klíčení semen se tedy považuje okamžik jejich položení na vlhké lože s přístupem vzduchu a kladnými teplotami.
Pro služby týkající se stanovení kvality setí semen kontaktujte pobočku federální státní rozpočtové instituce “Rosselkhoztsentr” v Kirovské oblasti a její regionální oddělení.
