РОСЛИННИЦТВО

Насіння і плоди сільськогосподарських культур, їх формування і достигання

Насіння і плоди знаходяться на ембріональному етапі розвитку рослин. З часу зародження і до настання стиглості вони зазнають складні перетворення, які називаються етапами органогенезу. У злакових (тонконогових) і деяких культур (гречкові, селерові, пасльонові, молочайні) ендосперм це орган де відкладаються поживні речовини для розвитку зародка. У бобових і багатьох інших рослин інших родин (айстрові, капустяні, мальвові, гарбузові) поживні речовини знаходяться в сім’ядолях. У деяких рослин поживні речовини відкладаються в ендоспермі і сім’ядолях (гречка).

Процес утворення зерна злакових культур протікає протягом трьох етапів: формування, наливання і достигання. На етапі формування зерно зелене, щупле, ендосперм водянистий, вологість зерна 80-65%, тривалість етапу 10-12 днів. Наливання зерна включає дві фази: молочний і тістоподібний стан зернівки. В період молочної стиглості зерно зелене, нижні листки на рослині жовтіють, ендосперм набуває молочного стану. Тістоподібний стан характеризується великим, блискучим, що жовтіє на спинному боці зерном з тістоподібним ендоспермом. При натисканні на зернівку видавлюється ендосперм. Вологість зерна на кінець етапу 50-40%, рослини жовтіють, тривалість етапу 12-18 днів.

Дозрівання зерна протікає протягом двох періодів: воскової і повної стиглості. На початку воскової стиглості вологість зерна 40-36%, зерно жовте, ендосперм воскоподібний, не видавлюється, ріжеться нігтем, листя жовте, поступово відмирає, стебла гнучкі, зерно не обсипається. В середині воскової стиглості зерно має вологість 35-25%, ендосперм борошнистий або скловидний, ріжеться нігтем, жовтий. На кінець воскової стиглості вологість зерна знижується до 20-18%, ендосперм нігтем не ріжеться, але на зерні залишається слід.

На початку повної стиглості вологість зерна 20-18% зерно твердіє, набуваючи розміру, кольору і форми характерних для сорту. Повна стиглість характеризується дуже твердим зерном, що при обмолоті травмується, і ломким стеблом, зерно легко обсипається, вологість зерна 17% і нижче.

Розвиток плода гороху ділиться на два етапи. На першому етапі інтенсивно ростуть стулки боба і накопичуються в них сухі речовини, а насіння знаходиться в зачатковому стані. В кінці формування боба стулки досягають максимальних розмірів, а насіння - середини свого розвитку. Для другого етапу розвитку плода гороху властивий налив насіння за рахунок відтоку пластичних речовин із стулок бобів і асимілятів листя і прилисників. Другий етап ділиться на три фази розвитку насіння: вуглеводний стан, білкова стиглість і повна стиглість.

Вуглеводний стан насіння характеризується перевагою в пластичних речовинах цукрів і крохмалю. Білкова, або збиральна, стиглість характеризується збільшенням вмісту білку у вистигаючому насінні гороху. На початку цієї фази стиглості при вологості насіння 40-35% припиняється накопичення в них сухих речовин. Насіння набуває типового для сорту забарвлення, легко ріжеться нігтем. Рослина в цей період поступово жовтіє. В середині білкової стиглості зелене забарвлення мають тільки верхівки рослин, вологість насіння знижується до 24%. В цей час достигає 50-75% бобів. В такому стані стиглості бобів горох рекомендується скошувати у валки. Повна стиглість насіння в господарському відношенні відмічається при зменшенні його вологості до 19-14%.

Насіння більшості сільськогосподарських культур, зібране в період повної стиглості, при пророщуванні його в сприятливих лабораторних умовах, як правило, має невисоку енергію проростання і схожість. Таке морфологічно зріле насіння, але незріле фізіологічно набуває повну здатність проростати лише після тривалого зберігання. В цей час насіння знаходиться в стані спокою, який називається періодом фізіологічного, або післязбирального достигання.

В зібраному насінні фізіологічні і біохімічні процеси не затухають. Під час зберігання в них відбувається перетворення простих органічних речовин в більш складні. В насінні пшениці, наприклад, зменшується кількість цукрів і зростає вміст крохмалю і жирів, завершується синтез білків.

Тривалість періоду післязбирального достигання залежить від виду і сорту рослин, від умов достигання, збирання і збереження насіння. У насінні кукурудзи післязбиральне достигання закінчується за декілька днів, а у насінні пшениці, проса, ячменю, соняшнику - за 30-40 днів і більше.

В залежності від умов достигання і збирання період післязбирального достигання подовжується (при несприятливій погоді), або скорочується (при теплій і сухій). Для прискорення післязбирального достигання насіння просушують і прогрівають.

Післязбиральне достигання насіння - важливе екологічне пристосування рослин. Воно дозволяє насінню переносити несприятливі умови.

Проростання насіння. Проростання насіння - це складний процес біохімічних та фізіологічних перетворень, при якому зародок, використовуючи запасні поживні речовини, перетворюється в проросток. Для здійснення його потрібні вода, тепло і повітря (кисень).

Вода необхідна для бубнявіння насіння і активізації ферментів. Швидкість бубнявіння залежить від розміру насіння, вмісту білка (чим більше його, тим повільніше відбувається бубнявіння), від пропускної здатності оболонки, особливостей сорту тощо.

Потреба насіння у воді для різних культур неоднакова. Проростання насіння розпочинається при поглинанні наступної кількості води (в % до маси повітряно-сухого насіння):

Найбільшу кількість води для проростання необхідно клубочкам цукрових буряків, що мають оплодень, насінню льону, яке вбирає воду ослизлими оболонками, і насінню бобових, які містять у 2-3 рази більше білка, що має високу поглинаючу здатність.

Кількість тепла, потрібного для проростання насіння різних культур, теж неоднакова. Так, оптимальна температура для проростання насіння хлібів першої групи (пшениця, жито, ячмінь, овес) - 20-250С, мінімальна - 1-30С; для хлібів другої групи - оптимальна - 25-300С, мінімальна для проса і кукурудзи - 7-80С, для рису і сорго - 11-120С. При температурі 35-400С проростання зерна затримується, а згодом зовсім припиняється.

Якщо в період спокою дихання насіння дуже слабке, то при проростанні воно різко зростає. Проростаюче насіння використовуючи на дихання кисень, виділяє вуглекислий газ і тепло.

Велике значення для проростання має довговічність насіння - здатність зберігати схожість тривалий час. Слід розрізняти біологічну і господарську довговічність. Біологічна довговічність - це здатність насіння зберігати схожість тривалий час (50-100 років), хоч-би в окремих зразках. Господарська довговічність - період збереження кондиційної схожості насіння при оптимальних умовах зберігання.

Довговічність залежить від виду рослин і умов зберігання насіння. Найдовше кондиційну (господарську) схожість зберігає насіння пшениці, вівса, ячменю, рису (10-15 років); менш довговічне насіння жита, сої, соняшника. (3-5 років). При зберіганні насіння у вологих і теплих умовах довговічність його скорочується. Скорочується довговічність також травмованого і недозрілого насіння.