Физиология семян вида Виноград культурный (Vitis vinifera)

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени И.И. Мечникова

Реферат на тему:

«Физиология семян вида Виноград культурный (Vitis vinifera)»

Студента III курса, V группы

Биологического факультета

Лотыцкого Дмитрия Васильевича

Преподаватель: Ружицкая

Ольга Николаевна

Одесса 2012

Содержание

Особенности размножения

Морфология и анатомия семени

Физиология прорастания семени

Хозяйственное значение винограда культурного

Список литературы

виноград прорастание ягода температура

Особенности размножения

Кусты винограда, размноженные черенками, могут нормально плодоносить в течение 60--150 лет.

Виноград относится к растениям, которые быстро вступают в плодоношение и ежегодно дают урожай. При размножении семенами плодоношение наступает на пятый-шестой год, при вегетативном могут даже на первый.

В жизненном цикле винограда наиболее длительным периодом является период полного плодоношения, продолжающийся 25--50 лет и более.

Современный культурный виноград отличается от всех диких подавляющим преобладанием обоеполых цветков, является ветроопыляемым, насекомоопыляемым и самоопыляющимся растением. Установлены даже клейстогамные (опыление при закрытом цветке) формы винограда.

В некоторых случаях даже обоеполые цветки винограда требуют перекрестного опыления.

Цветок у винограда имеет пятичленную симетрию: чашечка, венчик и тычинки образованы из пяти элементов, а завязь -- из двух плодолистиков

Есть сорта с недоразвитыми тычинками или нежизнеспособной пыльцой. Такие цветки называют функционально женскими. Они оплодотворяются пыльцой других сортов. Между этими типами цветков существуют переходные формы.

Не все цветки в соцветии оплодотворяются и дают ягоды. Даже при нормальной плотности ягод в грозди различные сорта имеют разную степень естественного осыпания бутонов и цветков. Осыпание цветков в большом количестве ведет к сильной потере урожая. Как только плоды достигнут диаметра 0,5 см, осыпание прекращается.

После оплодотворения и появления завязи соцветие винограда превращается в гроздь.

Сначала ягоды растут быстро, но посреди созревания их рост на некоторое время приостанавливается. К концу созревания рост ягод протекает медленно, вплоть до начала их налива. В молодом возрасте ягоды имеют устьица, которые вскоре исчезают.

Увеличение размера ягод происходит преимущественно за счет растяжения клеток в связи с поступлением в ягоду воды и сахара. К концу созревания содержание сахара в ягодах начинает быстро увеличиваться, а кислоты -- уменьшаться. В этот период в ягодах уменьшается количество дубильных и увеличивается количество красящих веществ, повышается содержание азотистых веществ, увеличивается количество крахмала в гребнях и ножках ягод. Исчезает хлорофил. Наступает физиологическая зрелость ягод. Выравнивается содержание глюкозы и фруктозы, появляются следы сахарозы, иногда ее может накапливаться более 10%. С наступлением полной зрелости поступление сахара из листьев в ягоды прекращается.

Сбор столового винограда совпадает с физиологической зрелостью ягодШестая фаза начинается с физиологической зрелости ягод и продолжается до опадения листьев. В этой фазе растение продолжает активно вырабатывать органические вещества, которые необходимы для дозревания древесины побегов. Кроме того, много крахмала откладывается в ткани корней, штамба, рукавов и побегов. Чем больше в тканях накапливается крахмала, тем лучше они вызревают и переносят зимой пониженные температуры. Хорошо вызревшая лоза дает лучший привойный и подвойный материалы.

Морфология и анатомия семени

Плоды -- сочные ягоды с 1--4 мелкими семенами (в некоторых сортах семена отсутствуют) -- собраны в гроздья, которые сильно варьируют по форме, окраске: могут быть зелёными, розовыми, жёлтыми, тёмно-красными, чёрно-фиолетовыми (обычно с восковидным налётом).

Виноградный плод. Ягоды бывают округлые, яйцевидные, овальные, обратнояйцевидные, продолговато-изогнутые и т. д. Она состоит из мякоти, семян и кожицы. На верхушке ягоды имеется маленький бугорок - остаток усохшего столбика завязи.

Окраска ягод обусловливается набором красящих веществ, содержащихся в нескольких слоях клеток кожицы.

Молодые зеленые ягоды вплоть до начала созревания выполняют те же функции, что и листья, -- испаряют через свою поверхность воду, дышат и вырабатывают органические вещества. Существуют два больших периода роста ягод: один -- до начала созревания, другой -- после начала созревания до полной зрелости (налив, происходящий за счет растяжения клеток).

Различают техническую и физиологическую зрелость ягод. Техническая, наступает, когда виноград пригоден для потребления; физиологическая -- когда созрели семена.

Виноградное семя. Оплодотворенная ягода винограда содержит четыре семени. Однако чаще дватри, так как часть семяпочек по разным причинам не оплодотворяется. Случается, что в ягоде имеется более четырех семян. Нередко в результате генетических особенностей и нарушения процесса оплодотворения их нет вообще. Бессемянные сорта -- кишмиши -- особенно ценятся в производстве сушеного винограда.

В зрелом состоянии семя имеет грушевидную форму с удлиненным клювиком, в котором находится зародыш, и выемкой с противоположной стороны. Семена разных видов и сортов значительно различаются по форме. В пределах сорта форма и средняя масса семян остаются сравнительно постоянными.

Существует зависимость между числом семян в ягоде и содержанием в ней кислот и сахаров. В бессемянных ягодах больше сахара и меньше кислот.

После оплодотворения семяпочки (в процессе созревания ягод) клетки ее покровов претерпевают глубокие изменения и превращаются в клетки покровов семени.

Семя винограда состоит из внешнего и внутреннего покровов, зародыша и эндосперма, занимающего всю внутреннюю его часть.

Внешняя оболочка семени, происшедшая из наружного элемента семяпочки, состоит из трех частей: наружного слоя, про­межуточного и внутреннего.

Наружный слой (эпидерма) состоит из одного ряда тангенциально сплющенных клеток. Промежуточный слой образован несколькими рядами тонкостенных рыхло сложенных клеток, которые в незрелых семенах богаты крахмалом и содержат рафиды, а в вызревших -- высыхают, сплющиваются и служат местом накопления таннина.

Этот слой может легко поглощать влагу, увеличиваясь во много раз в толщине, и поэтому называется губчатым. Внутренний слой, происшедший из внутреннего эпидермиса наружного интегумента, является защитным слоем.

Он состоит из двух-шести рядов радиально удлиненных ка­менистых клеток с толстыми деревянистыми стенками. Камени­стый покров окружает сплошь все семя, за исключением халазы и клювика, где имеются отверстия в этом покрове.

Внутренний покров семяпочки у зрелых семян винограда не исчезает (в отличие от многих других растений), а также образует три слоя, каждый из которых состоит из одного ряда клеток. Наружный слой сильно сплющивается и мало заметен. Промежу­точный слой состоит из ряда тонкостенных клеток. Внутренний слой прилегает к эндосперму, он образован рядом клеток с неравномерно утолщенными стенками.

Эндосперм занимает внутреннюю часть семени. Он состоит из плотно прилегающих друг к другу полигональных клеток, богатых протоплазмой, зернами алейрона (белка) и капельками масла. За­родыш расположен в клювике семени в нижней части эндосперма. Он состоит из двух семядолей удлиненно-сердцевидной формы.

Между семядолями находится маленькая почечка. Стебелек име­ет цилиндрическую, суживающуюся с обоих концов, форму и заканчивается корешком, на котором можно различить чехлик, кору и центральный цилиндр.

Физиология прорастания семени

Покой семян. Семена винограда, как и ряда других растений, имеют период покоя. Глубина и продолжительность покоя семян V. vinifera и остальных видов винограда изучены мало. В семенах растений содержатся вещества, которые подавляют прорастаемость (триптофан). В том, что семена винограда проходят фазу покоя, легко убедиться при одновременном посеве сухих и стратифицированных семян. К аналогичным выводам можно прийти и при сопоставлении прорастаемости семян, не прошедших предварительной предпосевной обработки, но при посеве в различные сроки. Пребывание семян в почве на протяжении некоторого периода при оптимальных сроках сева и наличии соответствующих условий (влажность, температура и аэрация), по всей вероятности, оказывает влияние, аналогичное предпосевной подготовке, в результате чего их всхожесть повышается.

Для повышения прорастаемости семян, получения быстрых дружных всходов и выравненных сеянцев большинство ученых рекомендуют предварительную стратификацию семян винограда.

Неодинаковы мнения различных специалистов также относительно продолжительности стратификации. Одни считают, что стратификация должна продолжаться 180--210 суток при температуре от 1 до 3°С. Такой срок предпосевной обработки необходим для разрушения оболочки семян, которая считается главным препятствием для прорастания зародыша. Продолжительная стратификация, благоприятно влияет на рост и вызревание побегов, а также на успешную зимовку сеянцев.

Стратификация семян должна начинаться сразу после их извлечения из ягод и проводиться при температуре от 0 до 7°С, 90-120суток.

Установлена определенная зависимость между общим процентом проросших семян, динамикой прорастания и температурой, при которой проводилась стратификация, с одной стороны, и продолжительностью стратификации семян при одной и той же температуре, с другой. Как правило, семена, стратифицированные при температуре ниже 0°С (от --5° до --1°С), имеют всхожесть меньше, чем стратифицированные при температуре выше 0°С (от 5° до 10°С). Кроме того, прорастание первых начинается и заканчивается позднее. В конечном итоге оказывается, что для стратификации семян при температуре ниже 0°С необходимо более продолжительное время. Например, при --5°С наиболее высокой всхожести семена достигают через 120 суток, а при 5°С -- через 90 суток.

Следует отметить, что продолжительность стратификации семян неодинакова. Как при --1°С, так и при положительных температурах (5 и 10°С) через 30 дней способность прорастать приобрело более 65% семян. Семена некоторых сортов имеют сравнительно короткий период покоя (менее 30 дней), поэтому в более холодные и влажные годы они не обнаруживают состояния покоя. Если замочить такие семена в течение 5--7 суток, они прорастут на 70--80%. Семена других сортов имеют период покоя продолжительнее и требуют более длительного периода стратификации (70--120 суток).

Для повышения прорастаемости семян винограда и стимуляции роста сеянцев некоторые авторы предлагают и другие методы, применяемые отдельно или совместно со стратификацией.

Высокий процент проросших семян винограда и сильное развитие сеянцев в течение первого года, получается при замачивании семян до стратификации в 1- и 3%-ном растворе Na2,C03, и 0,25- и 3%-ном растворе (NH4)2S04 и меди (15--20 мг на 150 м3 воды).

Также сильно увеличивает прорастаемость семян винограда обработка NaHC03, NaCl, молочной и уксусной кислотой. Кроме того, наблюдается более сильное развитие сеянцев в первый вегетационный период. Аналогичные результаты получаются при обработке семян винограда до стратификации никотиновой, масляной и индолилмасляной кислотой в различных концентрациях.

По данным некоторых авторов, положительное влияние на прорастание семян оказывает комбинированная обработка, при которой семена после стратификации в течение 30--60 суток проращивают, а затем снова стратифицируют при различной температуре.

Прорастаемость семян. Условия, определяющие непрорастаемость семян винограда, не вполне выяснены. Некоторые авторы объясняют непрорастаемость семян непроницаемостью семенных оболочек (кожуры семян).

Процентная разница всхожести скарифицированных и обычных семян у некоторых сортов небольшая, а у некоторых значительно выше. Во всех случаях, однако, скарификация не приводила к повышению содержания воды в семенах, как это предполагалось.

Значительное влияние на всхожесть семян оказывает температура. Сорта винограда делятся по их требованиям к температуре на две группы: тип винифера, для которых оптимальная температура около 30°С, а минимальная и максимальная--20--35°С; тип солонис, для которых оптимальная температура около 27°С, с более широким интервалом между минимумом и максимумом.

По неопубликованным данным, для прорастания семян ряда сортов оптимальная температура 28°С. Существуют, однако, и значительные отклонения, выявляющие неодинаковые температурные требования сортов V. vinifera. Для некоторых сортов оптимальная температура значительно более низкая (около 20°С). Например, около 38% семян одного сорта прорастали при температуре 15°С, а у других сортов, всхожесть семян при температуре 15°С незначительная (от 1,5 до 4,5%).

При температуре 35° всхожесть семян сортов (с высокой прорастаемостью при 15°С), уменьшается незначительно, тогда как у других сортов заметно. При температуре выше 40°С семена всех сортов теряют способность прорастать. При 8--10°С начинают прорастать лишь единичные семена, что дает основание предполагать, что самая низкая для прорастания семян винограда температура около 10°С.

Мнения различных авторов о сроках извлечения семян из ягод винограда и способах их хранения до начала предпосевной подготовки не совпадают. Большинство специалистов придерживаются мнения, согласно которому, полностью созревшие грозди нужно хранить в сухих, вентилируемых и холодных помещениях до конца осени.

При хранении семян до посева в ягодах всхожесть семян уменьшается значительно, причем тем сильнее, чем продолжительнее хранение. В процессе хранения ягоды постепенно теряют воду, в них резко уменьшается газообмен, что в конечном счете приводит к снижению всхожести семян. Поэтому семена следует извлекать из ягод не позже двух месяцев после сбора винограда и сразу же стратифицировать.

Также отрицательно влияние длительного хранения семян в воздушносухом состоянии на их жизнеспособность. Основной причиной снижения всхожести семян - уменьшение их влажности. После хранения на протяжении 12 месяцев семена потеряли 30,2% воды.

В заключение можно сказать, что для селекционных целей семена нужно собирать после наступления полной физиологической зрелости ягод. Дальнейшее оставление гроздей на кустах не повышает всхожести семян. Извлекать семена из ягод можно сразу после сбора винограда, или несколько позднее, спустя 2--3 месяца, если виноград хранится в условиях, не вызывающих его повреждений или загнивания. После подсыхания до воздушносухого состояния (10-- 15 дней на фильтровальной бумаге) семена нужно хранить в комнатных условиях до начала предпосевной подготовки.

Список литературы

1. http://vinograd.info/info/fiziologiya-vinograda

2. vinogradgid.ru

3. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru