第一章-作物种子萌发与出苗生理PPT文档格式.ppt
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由受精卵发育形成。
发育完全的胚由胚芽、胚轴、子叶和胚根组成。
胚乳:
绝大多数的被子植物在种子发育过程中都有胚乳形成,但在成熟种子中有的种类不具或只具很少的胚乳,这是由于它们的胚乳在发育过程中被胚分解吸收了。
一般常把成熟的种子分为有胚乳种子和无胚乳种子两大类。
三大类播种材料,1真正的种子植物学上所说的种子,籽粒由胚珠发育而来,常见:
豆类、油菜、棉花、烟草等2类似种子的果实由子房发育成的果实,直接作播种材料,颖果(稻、麦、玉米等),瘦果(荞麦、向日葵等)3营养器官甘薯山药的块根、甘蔗的地上茎、苎麻的地下茎等,种子植物种类繁多,所产生的种子形态、构造各异。
种子形态构造的差异,是进行种子真实性鉴定、纯度检验、清选分级、加工包装、安全贮藏的重要依据。
种子外形种子外形千差万别,由形状、颜色、大小三方面性状构成。
(1)形状:
有圆(球)形、椭圆形、肾形、纺锤形、三棱形、卵形、扁卵形、盾形、螺旋形等。
豆科,百合科,禾本科,种子的形状,马蹄铁形野豌豆,种子表面性状也不相同:
有的富有光泽;
有的具短绒;
有的皱缩;
有的则有疣状突起。
SB2010-09-06,13,
(2)颜色:
种子因存在不同的色素而呈现各种颜色和花纹。
不同种子色素存在部位不同:
可存在颖壳、果皮、种皮、糊粉层、胚乳、子叶等部位。
作物不同,种子颜色不同。
同一作物不同品种,种子颜色不同。
不同成熟度、不同生态区,种子颜色也不同。
(3)大小种子大小的表示方法:
(1)以种子的长、宽、厚表示,多用于清选分级;
(2)以千粒重表示,用于表示种子品质,并计算播种量。
油棕属多年生单子叶植物,是热带木本油料作物。
植株高大,须根系,茎直立,不分枝,圆柱状。
叶片羽状全裂,单叶,肉穗花序(圆锥花序),雌雄同株异序,果实属核果。
油棕的果肉、果仁含油丰富,在各种油料作物中,有“世界油王”之称。
用棕仁榨的油叫棕油。
油棕,油棕的果实重68kg,大的可达24公斤。
海椰子种子大得出奇,直径约50厘米,有10多斤,最大的可重达30斤。
海椰子,海椰子树非洲东部印度洋中的塞舌尔岛海椰子又称复椰子、大实椰子。
树高1520米,树干笔直,树叶宽2米,长竟达7米。
海椰子生长25至40年后才能开花、结果,椰果在树上一挂就是8年,其后成熟掉落,因此世界上每年仅收获1000粒种子,它被作为塞舌尔的国宝向外赠送。
20,椰子,斑叶兰种子,斑叶兰的种子小得简直象灰尘一样,1亿粒斑叶兰种子才1两重。
人们至今还没有发现比这更小的种子。
5万粒芝麻的种子,有200克重;
5万粒烟草的种子,只有7克重。
5万粒四季海棠的种子,只有0.25克。
5万粒斑叶兰种子,只有0.025克重,主要作物种子的大小,SB2010-09-06,23,不同植物的种子大小差异极悬殊。
同一作物不同品种,种子大小差异也很大,且易受环境条件影响。
玉米:
大粒1000g/千粒;
小粒50g/千粒。
SB2010-09-06,24,种子形状和颜色在遗传上是相当稳定的性状,并且在同一作物的不同品种间也往往存在显著差异,因此是鉴别植物种和品种的重要依据。
种子形状易受环境条件影响。
如:
东北大豆多为球形;
而山东大豆为椭圆形。
第一节作物种子的贮藏与后熟生理,第二节种子的萌发与出苗,第三节种子萌发过程中的生理生化变化,第一节作物种子的贮藏与后熟生理,种子的呼吸作用与贮藏种子的后熟作用,种子的呼吸作用与贮藏,一、种子的呼吸作用种子贮藏的任务和目的是有效控制各种条件,保持种子播种品质不发生劣变。
(安全贮藏)贮藏中的呼吸作用呼吸作用是贮藏期间种子生命活动的主要表现。
呼吸作用只在活组织中进行(胚和糊粉层细胞)有氧呼吸无氧呼吸消耗氧分,释放热量和水分,有毒中间产物种子储藏的关键是降低种子的呼吸作用!
(一)种子的呼吸特性呼吸作用是种子贮藏期间最重要的生理特性,即使处于休眠或极度干燥的种子,也都极其缓慢地进行着呼吸作用。
呼吸作用是在酶和氧的参与下,活细胞内贮藏物质逐步被氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放能量的一种生理过程。
种子中不同部位,其呼吸作用的强度差异很大。
种胚的呼吸作用最强;
其次是糊粉层,胚乳细胞的呼吸作用不明显;
果皮、种皮细胞不能进行呼吸。
1.种子呼吸的性质根据是否有外界氧气参与分为有氧呼吸(aerobicrespiration)和无氧呼吸(anaerobicrespiration)两类。
种子呼吸的性质随环境条件、作物种类和种子品质而不同。
2.种子呼吸的生理指标
(1)呼吸强度(呼吸速率respiratoryrate)指一定时间内,单位重量种子放出的二氧化碳量或吸收的氧气量,常用的单位是mgCO2(或O2)/干重(或湿重)gh。
它是表示种子呼吸强弱的指标。
(2)呼吸系数(呼吸商respiratoryquotient,简称R.Q.)指种子在单位时间内,放出二氧化碳的体积和吸收氧气的体积之比,RQ.CO2/O2。
它是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标。
呼吸系数随呼吸底物而异。
若氧化完全,以碳水化合物作呼吸底物时,呼吸系数为l;
以脂肪和蛋白质,则小于1;
以比碳水化合物含氧较多的物质,如有机酸,其呼吸系数大于1。
实际上种子中含有各种呼吸底物,所以呼吸系数与底物的关系并非容易确定。
呼吸系数还与氧的供应是否充足有关。
当种子进行缺氧呼吸时,其呼吸系数大于1;
在有氧呼吸时,呼吸系数等于1或小于1。
呼吸系数还与温度、微生物活动、中间产物是否移作它用有关系。
(二)影响种子呼吸强度的因素1.水分呼吸强度随着种子水分的提高而增强(图)。
从表中可以看出,随着种子水分的升高不仅呼吸强度增加,而且呼吸性质也随之变化。
2.温度在一定温度范围内种子的呼吸作用随着温度的升高而加强。
曲线表明,几种不同水分的小麦种子,呼吸强度在055范围内逐渐增强,温度超过55,呼吸强度又急剧下降。
由此可见,水分和温度都是影响呼吸作用的重要因素,两者互相制约。
3.通气空气流通的程度可以影响呼吸强度与呼吸方式。
表中所示,不论种子水分和温度高低,在通气条件下的种子呼吸强度均大于密闭贮藏。
还表明种子水分和温度越高,则通气对呼吸强度的影响越大。
表3.3所示,在密闭条件下,种子发芽率随着其水分提高而逐渐下降,4.种子本身状态凡是未充分成熟的、不饱满的、损伤的、冻伤的、发过芽的、小粒的和大胚的种子,呼吸强度高;
反之,呼吸强度就低(图)。
5.仓虫和微生物仓虫、微生物生命活动的结果放出大量的热能和水汽,间接地促进了种子呼吸强度的增高(图)。
同时,三者(种子、仓库害虫、微生物)的呼吸构成种子堆总呼吸,会消耗大量的氧气,放出大量的二氧化碳,也间接地影响种子呼吸方式。
在密封条件下,由于仓虫本身的呼吸,使氧气浓度自动降低,而阻碍仓虫继续发生,即所谓自动驱除,这就是密封贮藏所依据的一个原理(图3.5)。
(三)呼吸对种子贮藏的影响及其控制
(1)旺盛的种子呼吸消耗了大量贮藏干物质。
(2)种子呼吸作用释放出大量的热量和水分。
(3)缺氧呼吸会产生有毒物质,积累后会毒害种胚,降低或使种子丧失生活力。
(4)种子呼吸释放的水汽和热量,使仓虫和微生物活动加强,加剧对种子的取食和危害。
由于仓虫、微生物生命活动的结果放出大量的热能和水汽,又间接地促进了种子呼吸强度的增高。
因此,必须尽可能降低种子的呼吸强度,使种子处于极微弱的生命活动状态中,就能有效地保持种子生活力和活力。
种子的后熟作用一、种子的后熟特性后熟的概念休眠与后熟后熟期的长短促进种子后熟的意义种子后熟期间的生理生化变化影响后熟的因素,一、种子的后熟特性
(一)种子成熟的特征狭义形态成熟(形状、大小、颜色固定,不发生变化了),又称工艺成熟。
广义包括形态成熟和生理成熟,即真正成熟。
只具备其中一个条件时,就不能称为种子真正的成熟。
种子完全成熟应具备以下特点颜色的变化植株由绿变黄,种子呈现本品种固有的色泽,同时种皮坚韧,种子变硬。
含水量下降种子发育阶段含水量高达6080%,成熟期含水量明显下降,玉米为2540%,高梁、麦类和大豆等降至2030%。
种子干重最大营养物质向种子中输送和积累停止,种子干重不再增加,千粒重达最高值。
发芽率与活力最高休眠的种子以破除休眠后的发芽率为依据。
(二)后熟的概念从形态成熟到生理成熟变化的过程,称种子后熟作用。
完成后熟作用所需的时间,程为后熟期。
(三)休眠与后熟生理休眠后熟是休眠的一种状态,或是引起休眠的一种原因。
后熟期的长短不同作物种子后熟期长短有差异。
由作物品种的遗传特性和环境条件共同影响。
如麦类后熟期较长,玉米、高粱后熟期较短,油菜在田间已经完成后熟作用。
(四)促进种子后熟的意义未完成后熟的种子,发芽率低,影响成苗率;
影响加工和食用品质。
促进种子后熟在农业生产上有重要意义。
1、提高种用价值;
2、及时播种,不违农时;
3、有利于前作收获后,使后作提早播种,争取生长季节。
4、有利于种子加工、贮藏;
(五)后熟检验标准发芽试验-测定发芽势、发芽率发芽势是最好指标。
二、种子后熟期间的生理生化变化
(一)种子成熟脱水干燥的生理效应
(1)酶类钝化底物减少,酶与底物隔离普通植物细胞中含有70-80%水分,细胞内充满水分,缺乏氧气,不易氧化,底物可运往酶所在部位而发生作用。
一旦种子脱水干燥时,发生孔隙,将底物与酶隔开,无法相遇,则酶不能发生作用。
氧化增加种子细胞由于干燥,产生空隙,氧气随空气进入细胞中,使氧气增加,产生二硫键、过氧化物等物质,终于使酶钝化。
酸度增加种子干燥时,干燥细胞中因水分降低,而氢离子浓度增高,pH值下降使酶活性降低,甚至完全丧失。
离子浓度增加种子干燥随失水而发生细胞内离子浓度的增加,会影响mRNA的转译作用。
(2)RNA水解酶类增加随着种子逐渐干燥,RNA水解酶增加,则多核糖体水解成单核糖体,使mRNA失去活性。
在细胞干燥缺水时,不能进行转译活动。
在逆境条件下,多核糖体停止工作,这是植物对环境条件的一种适应能力,作为自身保护作用。
(3)复合体的形成核糖核蛋白一类称为残余mRNA,到了成熟后期也不会被破坏,这类mRNA对萌发并不重要,可能在种子吸胀时就很早降解消失。
凡与贮藏蛋白质的转译作用有关,而在干燥时不致破坏的mRNA都属于这一类型。
另一类称为贮存mRNA,它在发育种子中形成后,就起转译作用。
当种子脱水干燥时,这类mRNA也会发生变化,形成核糖核蛋白。
核糖核蛋白是mRNA和蛋白质的复合体,由蛋白质将mRNA包围起来,不使mRNA转化破坏,以供种子发芽早期所需,所以这类mRNA也可以称为长命mRNA,在干燥种子中,含有很多这类复合体。
(二)种子后熟期间的生理生化变化特点:
(1)物质总量变化小,只减少不增加,是各类物质最成比例和分子结构及存在状态的变化。
(2)合成作用占优势。
表现在:
可溶性化合物不断减少,淀粉、蛋白质和脂肪不断积累,酸度降低;
酶活性由强变弱(包括淀粉酶、脂肪酶和脱氢酶等)种子完成后熟后进入一个新阶段
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- 第一章 作物 种子 萌发 出苗 生理