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种子休眠

种子休眠是,有生命力的种子由于胚或种壳的因素,在适宜的环境条件下仍不能萌发的现象。休眠是植物在长期系统发育过程中获得的一种抵抗不良环境的适应性,是调节种子萌发的最佳时间和空间分布的有效方法。具有休眠特性的农作物种子在高温多雨地区可防止穗发芽;某些沙漠植物的种子可以休眠状态度过干旱季节,以待合适的萌发条件。

种子休眠(seed dormancy):活种子在适宜的萌发条件(温度、分和氧气等)下仍不能发芽的现象。是植物重要的适应特性之一。种子休眠是一个可遗传的性状,其程度由种子发育过程中的环境来调节。根据种子休眠产生的时间可分为初生休眠(收获时即已具有的休眠现象)和次生休眠(原来无休眠或解除休眠后的种子由于高湿、低氧、高二氧化碳、低水势或缺乏光照等不适宜环境条件的影响诱发的休眠)。种子休眠的原因可归为两大类:第一类是胚本身的因素造成的,包括发育未完成;生理上未成熟;缺少必须的激素或存在抑制萌发的物质。用低温层积、变温处理、干燥、激素处理等方法可解除休眠。第二类是种壳(种皮和果皮等)的限制造成的。包括种壳的机械阻碍、不透水性、不透气性以及种壳中存在抑制萌发的物质等原因。用物理、化学方法破坏种皮或去除种壳即可解除休眠。

种子本身未完全通过生理成熟或存在着发芽的障碍,虽然给予适当的发芽条件而仍不能萌发

种子已具有发芽的能力,但由于不具备发芽所必需的基本条件,种子被迫处于静止状态。

主要有下列几个方面。

胚的影响  银杏、人参等的种子采收时外部形态已近成熟,但胚尚未分化完全,仍需从胚乳中吸收养料,继续分化发育,直至完全成熟才能发芽。另如樱桃、山楂、、苹果、小麦等种子胚的外部形态虽已具备成熟特征,但在生理上必须通过后熟过程,在种子内部完成一系列生理生化变化以后才能萌发。

种皮的影响  主要是由种皮构造所引起的透性不良和机械阻力的影响。有的是种皮因具有栅状组织和果胶层而不透水,导致吸水困难,阻碍萌发(如豆科植物种子);有的种皮虽可透水,但气体不易通过或透性甚低,因而阻碍了种子内的有氧代谢,使胚得不到营养而不能萌发(如椴树)。有些“硬实”种子则是由于坚厚种皮的机械阻力,使胚芽不能穿过而阻止萌发(如苜蓿三叶草)。

抑制物质的影响  有些种子不能萌发是由于种子或果实内含有萌发抑制剂,其化学成分因植物而异,如挥发油、生物碱、激素(如脱落酸)、氨、酚、醛等都有抑制种子萌发的作用。这些抑制剂存在于果汁中的如西瓜、番茄;存在于胚乳中的如鸢尾;存在于颖壳中的如小麦和野燕麦;存在于种皮的如桃树和蔷薇。它们大多是水溶性的,可通过浸泡冲洗逐渐排除;同时也不是永久性的,可通过贮藏过程中的生理生化变化,使之分解、转化、消除。

生产上通常用下列几种方法打破或解除休眠:①低温处理。如壳斗科、蔷薇科、松科柏科的种子可采用沙土层积法,在低温(0~10℃)、湿润和通气良好的层积下经过一段时间便可萌发。所需时间从几周到几个月不等,因植物种类而异。②干燥处理。大麦种子在40℃高温下处理3~7天,禾谷类和棉花等种子在播种前晒种,均可促进萌发。③曝光处理。如莴苣种子发芽需要曝光;有些杂草种子也只有耕翻到地面上曝光后才能发芽。④冲洗处理。多用于因种子内存在抑制剂而造成的休眠。通过浸泡冲洗种子,可促进发芽。⑤机械处理。对硬实种子采用机械处理如切割、削破和擦伤种皮等可打破其休眠。⑥药剂处理。常用的化学药剂有过氧化氢等氧化剂和赤霉素、乙烯等激素。赤霉素可逆转脱落酸引起的效应,打破由后者诱导的休眠;在低温条件下赤霉酸促进发芽的效果尤其明显。对三叶草种子可用极低浓度的乙烯解除休眠。

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