种子萌发(seed germination)种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化过程 。
但在农业生产上,是指从播种到幼苗出土之间所发生的一系列生理生化变化过程 。在这期间,植物会经历从异养到自养的转变 。
1. 影响种子萌发的外界条件(1)水分
吸水是种子萌发的第一步
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吸水后,生理作用才能逐渐开始,因为:
① 水可以软化种皮、透氧,增加胚的呼吸,同时胚易于突破种皮 。
② 水使细胞质由凝胶状转入溶胶状、代谢加强,酶活性增加,贮藏物分解为可溶性物质,供幼小器官生长之用 。
③ 水分促进可溶性物质运输到幼芽、幼根
(2)氧气
需有氧呼吸提供能量用于物质合成 。氧气 (>10%)也是种子萌发所必需的。故农业生产上,春播前要深耕松土,使土壤的透气性增加,以利于种子的萌发 。
(油料种子萌发时的需氧量 > 淀粉种子)
(3)温度
种子萌发是一系列的酶促反应过程 。
不同作物种子萌发的温度三基点与其原产地有关 。
一般种子萌发的适宜温度介于20~30 ℃ 。
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【种子萌发生理过程 种子萌发的过程】(4)光
光只是少数种子萌发所必需 。
需光性种子:即需要光照才能顺利萌发的种子,如莴苣、烟草和许多杂草的种子 。需暗性种子:即只能在暗处才能顺利萌发的种子,如茄子、番茄、瓜类种子 。大多数植物的种子萌发时对光照不敏感,即中光性种子 。
2. 种子萌发时的生理生化变化(1)种子的吸水
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① 吸涨吸水阶段:
A. 此阶段是依赖于原生质胶体吸涨作用的 物理性吸水 。
B. 无论是死种子还是活种子、休眠与否同样可以吸水 。
C. 通过吸涨吸水,原生质由凝胶态转变为溶胶态,细胞结构和功能恢复 。
② 缓慢吸水阶段:
A. 由于原生质水合程度趋于饱和,细胞膨压增加等因素,出现的一个吸水暂停或速度变慢的阶段;
B. 基因开始大量表达,细胞分裂加快;
C. 酶促反应和呼吸作用增强;
D. 贮存物质开始分解,一方面给胚的发育提供营养;另一方面,也降低了水势,提高了吸水能力 。
③ 生长吸水阶段:
A. 在贮存物质转化的基础上,原生质组分的合成旺盛,细胞吸水再一次加强;
B. 种子形态上发生可见的变化;
C. 胚根突出种皮后,有氧呼吸加强;
D. 新生器官生长加快,表现为种子的吸水和鲜重持续增加 。
(2)呼吸作用的变化
吸水的第一和第二阶段,CO2的产生大大超过O2的消耗,RQ > 1,以无氧呼吸为主;
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吸水的第三阶段,O2的消耗则大大增加,此时进行的主要是有氧呼吸 。
(3)酶的活化与合成
一是干种子中酶的活化,如β-淀粉酶;
二是种子吸水后重新合成,如α-淀粉酶等
(4)贮藏物质的动员
种子中贮存着大量的有机物,主要有淀粉、脂肪和蛋白质 。
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种子萌发过程物质变化
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