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 Wie Sie wissen, keimen die Samen vieler Pflanzen schnell, wenn sie günstigen Bedingungen ausgesetzt werden. Die erste und wichtigste Bedingung für ihre Keimung ist Feuchtigkeit. In trockenem Zustand können Samen lange gelagert werden.
Bei der Restaurierung des Nürnberger Theaters im Jahr 1955 wurden Glasröhren mit Samen von Gerste, Hafer und anderen Pflanzen aus der Ernte 1831 gefunden. Diese Samen wurden ausgesät, gekeimt und produzierten Pflanzen mit grannenlosen Ohren. Nach 147 Jahren sprossen Mimosensamen. Die längste in der Weltliteratur aufgezeichnete Periode der Erhaltung der Lebensfähigkeit von Samen bezieht sich jedoch auf Lotus-Samen, die keimen können, nachdem sie 500-800 Jahre im Schlamm gelegen haben.
Wenn die Samen mit Wasser in Kontakt kommen, beginnt es mit großer Kraft in sie zu fließen. Beispielsweise können Cocklebur-Samen Wasser sogar aus einer gesättigten Natriumchloridlösung mit einem osmotischen Druck von 375 Atmosphären absorbieren. Durch die Aufnahme von Wasser quellen die Samen auf und wachsen an Größe. Solche geschwollenen Samen üben einen enormen Druck auf die Umwelt aus. Dies kann an dem Vorfall gemessen werden, der mit dem Dampfer "Dnepr" passiert ist.
Dieser Dampfer erlitt einen Unfall, bevor er in die Bosporus-Straße einfuhr. Ein Notschiff mit K. Paustovsky kam ihm zu Hilfe. In seiner Geschichte "Das Schwarze Meer" beschrieb er, was er sah: „Als wir uns Dnipro näherten, sahen wir einen ungewöhnlichen Anblick. Der Dampfer war an den Riffen kaputt. Der Bug war vom Heck getrennt, und beide Teile des Dampfers, die von Eprons Expedition von den Steinen entfernt worden waren, standen nebeneinander und schwankten an den Ankern. Undurchdringliche Schotte verhinderten, dass das Wasser den kaputten Dampfer versenkte ... Der Anblick des zerbrochenen Dampfers war für uns unerwartet, aber bald wurde alles klar. Die Laderäume des Dnjepr wurden mit Erbsen nach oben geladen. Wasser trat in das Loch ein und tränkte die Erbsen. Es schwoll an und riss mit unglaublicher Kraft die eisernen Seiten des Dampfers, verbog Schotte und riss die Rahmen heraus. ".
Aber Wasser dringt nicht so leicht in alle Samen ein. Der Samenkern von weißen Akazien, Walnüssen, Gladichien und vielen anderen Pflanzen ist zu harten Bezügen verkettet. Durch diese Abdeckungen ist der Zugang von Feuchtigkeit und Sauerstoff zum Embryo schwierig, und ohne sie keimen die Samen nicht. Diese Situation wird durch die Ergebnisse eines solchen Experiments gut veranschaulicht: 50 glasierte Samen wurden gleichzeitig in Wasser gegeben, 4 von ihnen schwollen am nächsten Tag an, 11 - nach zwei Monaten, 17 - innerhalb eines Jahres, 6 - nach einem Jahr , 6 - im dritten Jahr, 3 - im vierten und fünften Jahr, und 3 Samen quollen nicht an und keimten nicht, obwohl sie länger als fünf Jahre im Wasser waren.
Samenruhe und ihre Störung
Es sind viele solcher Samen bekannt, in die leicht Wasser eindringt, die aber immer noch nicht keimen. Einige Samen keimen beispielsweise nicht, wenn sie unmittelbar nach der Ernte ausgesät werden. Damit solche Samen wachsen können, ist eine gewisse Zeit erforderlich. Diese Periode wird Samenruhe genannt. IV Michurin wies darauf hin, dass in jedem Samen, der sich in Ruhe befindet, dh in trockener Form, der Lebensprozess nicht aufhört, ein konstanter, wenn auch langsamer Stoffwechsel stattfindet, der das Leben der embryonalen Zelle unterstützt und den richtigen Der Verlauf eines solchen Austauschs hängt vollständig von den Umgebungsbedingungen ab, unter denen sich das Saatgut befindet.
 Auf den ersten Blick ist die Samenruhe ein negatives Phänomen. Tatsächlich ist ihr Übergang in einen Ruhezustand eine nützliche biologische Eigenschaft, die Samen vor vorzeitiger Keimung und Tod unter dem Einfluss ungünstiger Umweltbedingungen schützt.
Wenn die Samen keine Ruhezeit hätten, würde eine Person äußerst große Schwierigkeiten haben, sie zu sammeln, zu lagern und zu säen.Es gibt Maissorten, deren Samen keine Ruhephase haben und daher leicht auf dem grünen Kolben der Mutterpflanze keimen und große Sämlinge bilden. Dieses Phänomen wird auch bei einigen Sorten von Weizen, Roggen und anderen Kulturen beobachtet. Es ist klar, dass solche Sorten keine breite Verbreitung gefunden haben, da ihre Samen nicht gelagert werden können.
Was erklärt den Ruhezustand von Samen? Die Gründe für die Verhinderung der Samenkeimung sind unterschiedlich. Einige (Walnuss, Mandel und andere), wie oben erwähnt, ist dies auf das Vorhandensein von harten Samenabdeckungen zurückzuführen, die den Wasserfluss zum Embryo verzögern, bei anderen (Euonymus, Asche usw.) ist der Embryo mit Substanzen bedeckt, die seine Keimung verzögern, und Bei anderen (Linden, Cocklebur usw.) ist der Embryo mit einem Film bedeckt, der keinen Sauerstoff durchlässt.
Einige Forscher verbinden den Übergang von Samen in einen Ruhezustand mit der Beendigung der Bildung lebenswichtiger Verbindungen und der Ansammlung von Substanzen in den Geweben, die die Keimung des Embryos verzögern. In der Tat sind solche Inhibitoren in einigen Samen zu finden. Beispielsweise keimen in Wasserextrakt aus Aprikosensamen getränkte Kiefern- und Roggensamen überhaupt nicht. Zuckerrübensamenextrakt hemmt die Keimung von Samen von Gerste, Erbsen, Herzmuscheln und anderen Pflanzen.
Es wurde gefunden, dass die Inhibitoren von Rübensamen Hydroxybenzoesäure, Vanillinsäure, Hydroxyzimtsäure und Ferulasäure sind.
In Samen mit geringer Keimung in anderen Pflanzen werden auch Substanzen gefunden, die die Keimung hemmen. Dazu gehören Tyrosin und Ammoniak.
Eine übermäßige Anreicherung von Vitaminen in Samen kann auch die Keimung der Samen verzögern. Also, wie in Samen gespeichert Saxaul, Chogon und einige andere, der Gehalt an Vitamin P steigt um ein Vielfaches. Für die Tatsache, dass Vitamin P, das sich in erheblichen Mengen ansammelt, die Keimung der Samen hemmt, spricht auch diese Tatsache. Wenn die keimenden Samen dieser Pflanzen in einer Lösung von Vitamin P benetzt werden und dadurch ihren Gehalt erhöhen, wird die Keimung solcher Samen verzögert. Verbindungen in der Nähe von Vitamin P wurden auch in der Hülle von Weizen mit roter Körnung gefunden. Diese Substanzen verzögern auch die Keimung frisch geernteter Körner.
Einige Wachstumsförderer, die sich in hohen Konzentrationen in Samen ansammeln, können auch die Keimung der Samen verzögern. Es wurde gefunden, dass ruhende Samen von Euonymus, Asche und Ahorn solche Konzentrationen von Indolessigsäure (Heteroauxin) enthalten, die die Samenkeimung hemmen.
Sehr selten keimen Samen in Früchten. In diesem Zusammenhang wurde vermutet, dass ihr Perikarp Substanzen enthält, die die Samenkeimung hemmen. Um die Richtigkeit dieser Annahme zu überprüfen, wurde ein solches Experiment durchgeführt. Aus dem Perikarp wurde ein wässriger Extrakt hergestellt, und die Samen, die aus denselben Früchten entnommen wurden, wurden darin eingeweicht, einige der Samen wurden in Wasser eingeweicht. Es stellte sich heraus, dass im ersten Fall die Samenkeimung und das Keimlingswachstum gehemmt waren. Wenn die Maulbeersamen in den Extrakt eingeweicht wurden, keimten 14% der Samen und wenn sie in Wasser gehalten wurden, 73%.
In anderen Experimenten wurde festgestellt, dass die Anzahl der Inhibitoren mit zunehmender Fruchtreife abnimmt.
Die Natur der Keimhemmer ist noch wenig bekannt. Eines ist klar, dass die Chemikalien, die ihre Keimung hemmen, für verschiedene Samen nicht gleich sind. In dieser Hinsicht wird die Neutralisation von Substanzen, die die Keimung der Samen verzögern, nach verschiedenen Methoden durchgeführt. In einem Fall nimmt der Gehalt dieser Substanzen in den Samen beim Auslaugen ab, dh wenn die Samen in Wasser eingeweicht werden; im anderen Fall ist eine Samenbehandlung mit Wachstumsstimulanzien notwendig; im dritten Fall wirken sie durch physikalische Faktoren (Licht, Temperatur usw.) auf Samen ein.
Die Hemmung der Keimung ist nicht nur mit dem Vorhandensein von Substanzen verbunden, die diesen Prozess hemmen, sondern auch der Zustand der Zellen ist wesentlich. Professor PA Genkel erklärt den Ruhezustand durch die Tatsache, dass in reifen Samen komplexe Verbindungen gebildet werden. Sie trennen das Protoplasma von den Wänden, was zu einer Unterbrechung der Kommunikation zwischen den Zellen führt.Auf der Oberfläche des Protoplasmas erscheint eine Fettschicht, die das Eindringen von Wasser verhindert und den Zellinhalt vor widrigen Umgebungsbedingungen schützt.
Gegenwärtig wurden Techniken gefunden, die den Samen helfen, aus dem Ruhezustand herauszukommen.
Beim Mahlen von Samen mit Sand, Glasscherben oder mit speziellen Maschinen öffnet sich der Zugang zu den Embryonen von Wasser und Sauerstoff und die Samen keimen.
 Viele Samen erfordern eine andere Vorbereitung - Schichtung. Zu diesem Zweck werden sie mit feuchtem feinkörnigem Sand in einem Volumenverhältnis gemischt: ein Teil Samen zu drei Teilen Sand.
Flusssand wird normalerweise als Medium für die Schichtung verwendet. Während der gesamten Schichtung wird der Feuchtigkeitsgehalt des Sandes bei 30-50% seiner vollen Feuchtigkeitskapazität gehalten. Eine Schicht Samen mit Sand für Kernrassen sollte nicht höher als 25 cm sein, für Steinobst nicht mehr als 40 cm.
Temperaturbedingungen sind für die Schichtung von Samen wesentlich. Die günstigste Temperatur für die Schichtung ist 0-1 °, wenn sie auf -6 ° fällt, verlangsamt sich der Schichtungsprozess, unter -6 ° nimmt die Keimung der Samen ab und bei Temperaturen unter -15 ° sterben die Samen ab.
Neben Sand wird auch Moos zur Schichtung verwendet. Letzteres gilt aufgrund seiner hohen Feuchtigkeitskapazität, hohen Belüftung und antiseptischen Eigenschaften als das beste Schichtungsmedium.
Abhängig von der Art der Samen von Obstkulturen ist die Dauer der Schichtung unterschiedlich. Für die Samen des Sibirka-Apfelbaums beträgt die Schichtungszeit 25 bis 30 Tage, für die Samen von Anis und Antonovka - 80-90, für Samen von Kirschpflaumen, Pflaumen, Antipovka-Kirschen - 120-150 und für gewöhnliche Kirschsamen - 150-180 Tage.
Die Keimung der Samen wird während der Schichtung unter den folgenden Bedingungen besonders deutlich beschleunigt: Frischer Pferdemist wird mit einer Schicht von 40 cm auf den Boden des Grabens gelegt, eine Schicht Sand von 10 cm wird darauf gegossen und dann 8-10 cm Samen mit Sand im Verhältnis 1: 3 gemischt. Die Samen werden täglich mit erhitztem Wasser (35-45 °) angefeuchtet. Mit dieser Zubereitung werden die Samen Aprikose und Walnüsse keimen am 12.-15. Tag, Hartriegel - am 40-45. Tag usw.
Die Bedingungen, unter denen Samen geschichtet werden, beschleunigen die physiologischen Prozesse, die Samen für die Keimung vorbereiten. Die Menge an Substanzen, die die Keimung der Samen verzögern, wird reduziert. Unter dem Einfluss einer niedrigen Temperatur werden lebenswichtige Verbindungen gebildet, die ihre Keimung stimulieren.
Das Ende des Prozesses der Samenschichtung wird normalerweise durch die Keimung und das Auftreten einer Wurzel in den geschlüpften Samen bestimmt. Diese Methoden dauern jedoch lange und sind nicht immer für Obstkulturen in tiefer Ruhe anwendbar.
In den letzten Jahren sind neue Methoden erschienen, um den Zustand der Ruheperiode von Samen und den Grad ihrer Aussaatbereitschaft nach der Schichtung zu bestimmen. Durch die Untersuchung der Art des Stoffwechsels in Samen, die sich in einem Ruhezustand befinden und daraus hervorgegangen sind, konnte festgestellt werden, dass das massive Auftreten von Stärke in der Wurzel und in Teilen des Keimblatts in der Nähe der Knospe eine Abnahme des Fettgehalts und die Abwesenheit ist der Isolierung von Protoplasma charakterisieren die Freisetzung von Samen von Obstkulturen aus einem Ruhezustand. Solche Samen können nach zwei Wochen zur Aussaat verwendet werden.
Nicht nur unter dem Einfluss der Schichtung, sondern auch unter dem Einfluss variabler Temperaturen auf Samen werden die Keimung von Samen und die Entwicklung von Pflanzen spürbar beschleunigt. Wenn sie Baumwollsamen ausgesetzt wurden, beschleunigten abwechselnd niedrige und hohe Temperaturen das Auflaufen von Sämlingen, den Beginn der Blüte und den Ertrag. Ähnliche Tatsachen wurden für Samen von Mais, Gurken, Tomaten und anderen Kulturen festgestellt.
Studien haben gezeigt, dass unter Einwirkung niedriger Temperaturen g- und b-Berellin-ähnliche Verbindungen in Samen gebildet werden. Bevor wir jedoch näher auf die wichtige Rolle dieser Substanzen im Leben von Pflanzen eingehen, lassen Sie uns kurz auf die Geschichte ihrer Entdeckung eingehen.
In den Reisfeldern Japans, Indiens, Chinas und anderer Länder wurde lange Zeit ein ungewöhnliches Phänomen beobachtet, als die Triebe einiger Pflanzen heftig zu wachsen begannen. Die Fruchtbildung solcher Reispflanzen verzögerte sich, die Samen in den Rispen bildeten sich manchmal überhaupt nicht und der Ertrag sank stark.
Diese als schlechte Triebe bekannte Krankheit wurde durch den Pilz Gibberella Fuykuroye verursacht. Es wurde angenommen, dass der Gibberella-Pilz eine unbekannte Substanz absondert, die das Wachstum von Trieben stimuliert. Später wurde diese Substanz - Gibberellin - isoliert und ihre Struktur bestimmt.
Viele andere Mikroorganismen sowie höhere Pflanzen haben die Fähigkeit, dieses Wachstumsstimulans zu synthetisieren. Gibberellin-ähnliche Substanzen kommen in den Samen von Erbsen, Mais, Bohnen, Apfel und andere Pflanzen, in den Blättern Tabak, Raps, Perilla und Rudbeckia, in den Wurzeln von Erbsen und Wasserhyazinthen. Derzeit wurden 9 Gibberelline isoliert, die sich in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften voneinander unterscheiden. Die Wissenschaft hat noch keine solche Substanz gekannt, die nicht nur das Wachstum von Pflanzen fördern kann, sondern auch Pflanzen zum Blühen bringt, die unter normalen Bedingungen nicht blühen. Gibberelline beschleunigen die Samenkeimung spürbar und verbessern das Keimlingswachstum.
Das Entfernen von harten Deckblättern von Samen mit tiefer Ruhezeit führt in vielen Fällen zu schwachen Pflanzen, obwohl dies das Wachstum von Embryonen verursacht. Die Verarbeitung ruhender Samen mit Gibberellin trägt zur Beseitigung des Zwergwuchses bei Obstbäumen, Ahorn, Pfingstrose und anderen bei.
Saat PfirsichDiese haben eine tiefe Ruhephase, auch nach Entfernung des Knochens, und erfordern 2-3 Monate Kaltschichtung. Andererseits führt die Behandlung von Samen, die überhaupt nicht oder nur teilweise geschichtet wurden, mit Gibberellin zu einer Verletzung der Ruhezeit und stimuliert deren Keimung.
Für die Keimung benötigen Euonymus-Samen die Wirkung einer variablen Temperatur (2-3 Monate bei 10-20 ° und 3-4 Monate bei 0-6 °). Unter der Einwirkung erhöhter Temperaturen in den Samen wächst der Embryo, was zu Rissen in der Samenschale führt. Dieser Prozess des Öffnens der Samen kann deutlich beschleunigt werden, wenn sie mit einer 0,05-0,1% igen Gibberellinlösung behandelt werden.
In den Samen vieler Pflanzen beginnt das Wachstum des Embryos mit der Dehnung der Zellen. Dieser Prozess wird jedoch manchmal verzögert, obwohl eine Zellteilung auftritt. Es wird angenommen, dass die stimulierende Wirkung von Gibberellin auf die Samenkeimung darin besteht, dass es den Prozess der Dehnung der embryonalen Zellen verstärkt, der anscheinend während der Keimung eine führende Rolle spielt.
Es schien, dass, da vielen Samen das grüne Pigment Chlorophyll fehlt, kein Licht für die Samenkeimung benötigt wird. Experimente haben jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist. Zusammen mit vielen Samen, die im Dunkeln keimen, sind Hunderte von Samenarten bekannt, für deren Keimung Licht eine vorteilhafte Wirkung hat und für einige einfach notwendig ist. Die Samen von Mistel, Weidenröschen, giftiger Butterblume und anderen Pflanzen, die sich in einer solchen Tiefe im Boden befinden, in der kein Licht eindringt, keimen nicht. Wenn diese Samen auf die Oberfläche treffen und Licht ausgesetzt werden, beginnen sie schnell zu keimen.
Kürzlich wurden neue Daten über die Wirkung von Licht auf die Samenkeimung erhalten. Es stellte sich heraus, dass die vierfache Bestrahlung von Kiefernsamen mit rotem Licht ihre Keimung um das Sechsfache erhöht. Wenn danach die Samen mit Infrarotstrahlen bestrahlt werden, wird die positive Wirkung von rotem Licht beseitigt. Es wird angenommen, dass rotes Licht die Bildung von Gibberellin verstärkt, das die Keimung der Samen aktiviert. Im Dunkeln findet der entgegengesetzte Prozess statt, der durch die Einwirkung von Infrarotstrahlen verstärkt wird. Diese und andere Tatsachen veranlassten die Untersuchung der Reaktionsfähigkeit lichtempfindlicher Samen auf die Wirkung von Gibberellin. Es stellte sich heraus, dass die Samen von Salat, Guayula, Tabak und anderen Pflanzen, die mit diesem Wachstumsstimulans behandelt wurden, keine Lichtwirkung benötigten und daher im Dunkeln gut keimten.
Es ist bekannt, dass andere Verbindungen die Keimung der Samen fördern.Der Akademiker N. G. Kholodny war der erste in unserem Land, der Untersuchungen zur Wirkung von Heteroauxin auf die Samenkeimung und die Pflanzenproduktivität durchführte. Er zeigte, dass die Behandlung von Samen mit diesem Wachstumsstimulans die Erträge deutlich erhöht. Hafer und Weizen, Heteroauxin und andere Wachstumsstimulanzien fördern die Keimung von Tung-Samen, Baumwollpflanze, Eiche und viele andere Pflanzen. Dies wird auch bei der Behandlung von Samen mit Bernsteinsäure, Vitaminen und anderen Verbindungen beobachtet.
 Wenn die Behandlung von Samen mit einigen Substanzen vorausgesetzt wird, ist der Stoffwechsel so stark gestört, dass sich die Natur der Pflanzen ändert. Dies war das erste Mal, dass dies in Bezug auf die Wirkung von Colchicin überzeugend gezeigt wurde. Diese Substanz wird hauptsächlich aus der Pflanze Colchicum gewonnen, die ihren Namen von Kolkhos erhielt, dh dem alten Colchis, wo sie besonders häufig vorkommt. Der russische Name der Pflanze ist Herbstkrokus. Im Spätherbst blüht es ohne Blätter, dann überwintern sie, und im Frühjahr reifen seine Kapseln mit dem Aussehen von Blättern. Aus dieser Pflanze isoliertes Colchicin erwies sich als starke giftige Substanz, obwohl es in kleinen Dosen eine therapeutische Wirkung hat. Sogar die Byzantiner verwendeten Colchicinextrakt als Arzneimittel gegen Gicht.
Kürzlich wurde festgestellt, dass die Behandlung von Samen oder Pflanzen mit dieser Substanz eine Veränderung der erblichen Eigenschaften des Pflanzenorganismus bewirkt. Durch Auswahl aus solchen veränderten Pflanzen war es möglich, Formen von Buchweizen, Hirse, Gerste, Roggen und anderen Pflanzen mit erhöhter Produktivität zu isolieren.
Tiefgreifende Veränderungen werden auch beobachtet, wenn die Samen mit Ethylenimin behandelt werden. Das Einweichen der Samen eines Weizen-Weizengras-Hybrids in eine Lösung dieses Präparats (0,01 bis 0,04%) während des Tages führte zum Auftreten neuer Formen. Die Behandlung von Weizensamen mit einer hohen Dosis von 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure) führt auch zu signifikanten Veränderungen der erblichen Eigenschaften von Pflanzen.
Bei der Behandlung von Saatgut mit verschiedenen Chemikalien muss auf Veränderungen in der Erbnatur von Pflanzen geachtet werden. Diejenigen Substanzen, die den Ertrag erhöhen, aber die Sorte verschlechtern, können für eine breite praktische Anwendung nicht empfohlen werden. Verbindungen, die durch die Steigerung des Wachstums die Natur der Pflanze verbessern, verdienen besondere Aufmerksamkeit.
Beispielsweise beschleunigt die Behandlung von Weizensamen vor der Aussaat mit Vitamin PP das Pflanzenwachstum. Die Blätter solcher Pflanzen werden größer, der Stiel ist dicker, die Ähre und die Anzahl der Körner darin nehmen zu. Solche Pflanzen ergeben auch einen höheren Ertrag. Indem Samen von diesen Pflanzen genommen und ausgesät werden, ist es möglich, die Natur der Sorte zu verbessern.
Bis vor kurzem waren die Hauptmethoden der Saatgutbehandlung das Einweichen oder Bestäuben mit der einen oder anderen Substanz. Solche Techniken waren jedoch in der Praxis nicht immer anwendbar.
Das Einweichen der Samen ist eine mühsame Aufgabe, insbesondere wenn große Mengen Samen verarbeitet werden müssen. Nasse Samen können außerdem nicht sofort ausgesät werden, da sie ungleichmäßig durch die Aussaateinheiten der Sämaschine laufen. Das Trocknen der Samen erfordert auch Arbeit. Wenn das Wetter ungünstig ist und keine Aussaat möglich ist, können die feuchten Samen keimen.
Beim Abstauben zerbröckeln die auf die Samen aufgebrachten Substanzen. Diese Umstände veranlassten die Forscher, sogenannte Klebstoffe zu finden, die Nährstoffe und Pestizide auf der Oberfläche der Samen halten. Die Entwicklung von Polymeren hat neue, vielversprechende Möglichkeiten für die Beschichtung von Saatgut eröffnet. Die Fabriken begannen, die Maissamen mit einer dünnen Schicht Spezialfilme zu bedecken. Diesen Filmen werden Pestizide, Nährstoffe und Wachstumsstimulanzien sowie manchmal harmlose Farben injiziert. Die Samen werden hauptsächlich gefärbt, um die behandelten Samen leicht von den unbehandelten zu unterscheiden. Auf diese Weise zubereitete Samen können jederzeit zur Aussaat verwendet werden.
Ovcharov, K. E. - Die Macht des Menschen über das Pflanzenleben
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