параметры, определяющие качество семян укропа

УДК 581.524:635.53
Балеев Д.Н., к.с.-х.н., Бухаров А.Ф., д.с.-х.н.
ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КАЧЕСТВО СЕМЯН УКРОПА
Одной из причин возникновения покоя семян является
морфологическое недоразвитие зародыша. Условия прорастания семян,
характеризующиеся
морфологическим
недоразвитием
зародыша,
изучались в недостаточном объеме.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СЕМЕНА; ПОКОЙ; ЗАРОДЫШ; УКРОП;
ПРОРАСТАНИЕ
Введение
У большинства растений семена состоят из зародыша, запасных
веществ (эндосперм) и семенной кожуры. Часто встречаются виды, у
которых эндосперм редуцирован или представлен тонкой пленкой, а роль
запасающих органов выполняют семядоли. В природе имеет место
недоразвития зародыша у семян некоторых растений, в том числе
представителей семейства зонтичные. Основная функция семян –
сохранение и распространение видов. Успешное выращивание культуры в
значительной мере зависит от качества семян – жизнеспособность, энергия
и процент прорастания и т. д. Что тесно связано с явлением покоя семян
[1,2].
Одной из причин возникновения покоя семян является
морфологическое недоразвитие зародыша. Условия прорастания семян,
характеризующиеся
морфологическим
недоразвитием
зародыша,
изучались в недостаточном объеме.
Поэтому изучение влияния сроков сбора, и условий проращивания
семян культивируемых растений очень важно для создания
высокопродуктивных посевов.
Нами поставлена цель – изучить влияние степени зрелости на
доразвитие зародыша и прорастание семян укропа.
Методика
Исследования проводили в ГНУ ВНИИО. Объектом исследований
служили семена укропа (сорт Кентавр) разной степени зрелости и
порядков ветвления. Проращивание семян осуществляли при переменной
(+ 3/25 °С) температуре.
Измерения, для изучения динамики роста и развития зародыша
семени, проводили с помощью микроскопа «Микромед» и при 40 кратном
увеличении, с использованием программы Scope Photo.
Статистический и математический анализ осуществляли с
использованием методики Б. А. Доспехова [3] и пакета программ Statistica
8.0.
Результаты и обсуждение
Изучение прорастания семян укропа разной зрелости при
переменной температуре показывает, что оно происходит во всех
вариантах с различной скоростью. При этом процент проросших семян
различных порядков, возраст которых составляет 30 суток – 48 и 51%
соответственно (таблица).
Таблица
Влияние степени зрелости и расположения соцветия материнского
растения на прорастание семян укропа
№
п/п
Характеристика процесса прорастания
Степень зрелости,
сут.
начало
полное
среднее
прорастания, прорастание,
время
сут.
сут.
прорастания,
сут.
соцветия первого порядка
Прорастание,
%
1.
30
16
31
24,2±1,54
48
2.
40
12
27
21,4±0,85
68
3.
50
6
14
9,0±0,91
87
-
-
-
2,3
НСР05
соцветия второго порядка
1.
30
18
30
26,5±1,84
51
2.
40
15
29
20,8±0,76
75
3.
50
7
14
10,2±0,68
89
-
-
-
2,8
НСР05
Доля проросших семян зависит не только от степени зрелости, но и
от порядка соцветия материнского растения, на котором развивались
семена, в связи с этим процент проросших семян первого порядка составил
– 48; 68 и 87% соответственно. Семена второго порядка проросли на 51; 75
и 89% соответственно.
Во время прорастания в семенах происходит рост зародыша. Он не
одинаков у семян разной степени зрелости и разных порядков (рис.1).
в
2,5
0,2
0,18
2
0,16
скорость, мм/сут.
длина, мм
0,14
1,5
0,12
1
0,08
0,1
0,06
0,5
0,04
0,02
0
0
1
2
6
9 12 15 18 21 24 27 30
время, сут.
длина (1п.)
скорость (1 п.)
длина (2 п.)
скорость (2 п.)
Рис. 1 – Длина и скорость роста зародыша укропа различных
порядков и степени зрелости: а – 30 сут.; б – 40 сут.; в – 50 сут.
В недозрелых семенах укропа первого порядка в начальный период
прорастания наблюдается резкое увеличение скорости роста зародыша до
0,12 мм/сут., это на 0,08 мм/сут. выше темпа роста зародыша у семян
второго порядка в этот же период времени (рис. 1 а). После чего
происходит падение скорости роста до 0,04 и 0,03 мм/сут. соответственно.
Затем постепенно темп роста зародыша в семенах первого порядка
увеличивается и наступает прорастание.
Рост зародыша в семенах, возраст которых составляет 40 суток,
протекает сходным образом с описанным выше случаем (рис. 1б). Средняя
скорость роста зародыша составляет 0,14 мм/сут., что на 0,07мм/сут. выше
темпа роста зародыша семян второго порядка и на 0,02 – 0,1 мм/сут.
интенсивнее роста тридцати суточных семян соответственных порядков. В
связи с этим начало прорастания в этом варианте произошло на 3-4 сут.
раньше.
Интенсивность роста зародыша в семенах, которые вызрели (50 сут.),
значительно выше, чем в других вариантах (рис. 1 в). При этом зародыш
трогается в рост в начале прорастания со скоростью 0,16 мм/сут. в семенах
первого порядка и 0,17 мм/сут. в семенах второго порядка.
Начало прорастания наблюдается на 6 – 7 сут., что на 6 сут. ниже
варианта с сорока суточными семенами и на 10 – 11 сут. меньше тридцати
суточных семян, различных порядков.
Используя регрессионный анализ, выявлена зависимость между
параметрами, определяющими качество и степенью зрелости семян (рис.
2).
Семена разной степени зрелости отличаются по величине зародыша.
Начиная с возраста 30 сут. семена имеют начальную длину зародыша –
0,45 мм; 0,70 мм и 0,80 мм соответственно. Регрессионный анализ этих
параметров показывает тесную прямую связь, при этом коэффициент
корреляции составляет r = 0,811.
В связи с этим для прорастания семян разной степени зрелости в
одинаковых условиях требуется различное время. Прорастание семян,
возраст которых насчитывает 30 сут., начинается на 16 – 18 сут., что на 4 –
3 и 10 – 11 сут. больше, чем требуется для семян 40 и 50 сут.
Среднее время прорастания одного семени в этом варианте
составляет 24,2– 26,5 сут. на разных порядках, при 21,4 – 20,8 сут. (40 сут.)
и 9,0 – 10,2 сут. (50 сут.). Коэффициент корреляции в этом случае
показывает тесную обратную связь: r = - 0,815; r = - 0,786 соответственно.
у = 28,5524-25,2109*x
r = - 0,815
0,90
20
0,85
18
начало прорастания, сут.
начальная длина зародыша, мм
у = 0,0433+0,015*x
r = 0,811
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
28
32
30
36
34
40
38
44
42
48
46
16
14
12
10
8
6
4
0,40
52
50
степень зрелости, сут.
0,70
0,65
0,80
0,75
0,90
0,85
у = 1,2301+108,7097*x
r = 0,877
100
90
прорастание, %
ср. время прорастания одного
семени, сут.
начальная длина зародыша, мм
0,60
0,55
начальная длина зародыша, мм
у = 40,6128-34,2341*x
r = - 0,761
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
0,50
0,45
80
70
60
50
40
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,45
0,55
0,65
0,75
0,85
начальная длина зародыша, мм
Рис. 2 - Регрессионный анализ параметров, определяющих качество
семян укропа.
Начальная длина зародыша влияет и на долю проросших семян.
Статистический анализ при этом показывает прямую высокую зависимость
(r = 0,877) между этими параметрами.
Высокая зависимость степени зрелости и параметрами, которые
определяют качество семян укропа, позволяет провести множественный
корреляционный анализ и графически представить плоскость регрессии
(рис. 3).
z = 0,5573-0,0268*x+0,0579*y+0,0006*x*x+0,0009*x*y-0,0009*y*y
Rz·xy = 0,960 (F
ф = 273,8; Fт = 2,47)
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Рис. 3 – Зависимость роста зародыша укропа от степени зрелости
семян и времени прорастания.
При этом коэффициент множественной корреляции составляет Rz·xy
= 0,960. Это дает возможность,
в контролируемых условиях,
спрогнозировать состояние зародыша на разных этапах прорастания.
Поверхность прямолинейной регрессии z (длина зародыша) на х
(степень зрелости семян) и у (время прорастания) в трех мерном
пространстве показывает, как изменяется длина зародыша при
определенных комбинациях х и у. Отклик поверхности регрессии дает
четкое представление об эффекте совместного влияния факторов на
результативный признак.
Заключение
Таким образом, степень зрелости семян влияет на начальную
величину зародыша и находится в тесной связи с явлением покоя семян,
скоростью доразвития зародыша и параметрами качества семян,
отвечающими за их прорастание.
Список литературы:
1.Николаева М.Г., Лянгузова И.В., Поздова Л.М. Биология семян.
СПб: НИИ химии, 1999. - 232 с.
2.Грушвицкий И. В. Роль недоразвития зародыша в эволюции
цветковых растений // Комаровские чтения, 1961.- № 14. - С. 1 – 46.
3.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985.
- 351 с.