Формирование вегетативных органов и их физиологическая роль пшеницы
Развитие растений начинается с прорастания семян, для которого необходимы влага, определенная температура и доступ кислорода. Семена пшеницы прорастают, когда они поглотили 46—53% воды к массе абсолютно сухого вещества. Семена стекловидные (с высоким содержанием белка) требуют для прорастания больше воды, чем крахмалистые. Набухание семян может начаться уже при влажности почвы, равной ее удвоенной гигроскопичности, но максимальная скорость набухания наблюдается при влажности почвы 70—90% ее полевой влагоемкости.
Семена пшеницы способны набухать при температуре таяния льда и прорастать при температуре 1—2°С выше нуля. Оптимальная же температура прорастания — около 25°С, а для семян, убранных раньше наступления восковой спелости, и семян, не прошедших послеуборочного дозревания, — 15—20°С. При высокой влажности почвы и воздуха семена могут прорастать при температурах до 45°С.
Приведенные величины температуры и влажности могут быть такими, когда влажность прорастания определяется при оптимальной температуре, а температура — при оптимальной влажности. В поле действие обоих факторов тесно переплетается. Если при высокой влажности почвы скорость набухания и энергия прорастания пропорциональны температуре, то при низкой влажности влияние температуры на набухание семян принимает иной характер: первоначально набухание, как обычно, идет тем быстрее, чем выше температура, однако при 20—24°С уже на вторые сутки набухание прекращается и семена начинают терять влагу, в то время как при низких температурах семена продолжают набухать (рис. 4, по А.И. Носатовскому). Подсыхание и гибель уже начавших набухать семян нередки в полевых условиях при недостаточном увлажнении и высоких температурах в послепосевной период.
В полевых условиях приходится считаться и с другими факторами прорастания — доступностью воздуха для семян, а также с механическим сопротивлением почвы росту проростков. Так, на хорошо увлажненных, но плохо аэрируемых дерново-подзолистых почвах Нечерноземья в полевых опытах оптимальной обычно оказывается более мелкая заделка семян, чем в степных районах. Мельче заделываются семена и на почвах с тяжелым механическим составом.
Определенное значение для прорастания имеет крупность семян и зародышей. Мелкие семена быстрее набухают и при оптимальной влажности и мелкой заделке быстрее прорастают и дают всходы. Однако сила роста проростков из крупных семян больше и при глубокой заделке они легче преодолевают сопротивление почвы и дают более полные и дружные всходы.
Отрицательное влияние на всхожесть семян и последующий рост растений оказывает травмирование семян (табл. 4) и повреждение их вредителями. Так, при уколе вредной черепашки в зародыш всхожесть снижается на 50—60%, а при уколе в область хохолка — на 20—25%.
С набуханием семян резко возрастает интенсивность их дыхания и активизируется деятельность ферментов, превращающих крахмал и запасные белки в растворимые соединения, способные к передвижению. Прорастание семян начинается с роста зародышевого корешка, прорывающего семенные оболочки и колеоризу. Затем прорастает еще пара зародышевых корешков и почти одновременно с ними — росток, состоящий из колеоптиле, зародышевых листочков и конуса нарастания. Между основанием ростка и корешком залегают ткани, дающие начало стеблю.
Едва достигнув поверхности почвы, колеоптиле прекращает рост, а свернутый в трубочку первый лист продолжает расти, давая начало всходам. При достаточном увлажнении почвы время появления всходов в решающей степени зависит от температуры (рис. 5).
