Семя – высокоспециализированный орган размножения и расселения растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка. Первоначально семя находится внутри плода, который защищает его до прорастания. Семя со стенкой плода связано семяножкой, след которой (рубчик) сохраняется на поверхности семени.
Посевной материал – цветковые растения размножаются семенами, созревающими внутри плода. После созревания семян околоцветник вскрывается и семена выпадают наружу. Однако во многих случаях (например, если плоды сухие односемянные) семена распространяются, не отделяясь от околоплодника. В таких случаях посевным материалом оказываются не семена, а плоды или их части. Если плоды срастаются между собой, то посевной материал морфологически представляет собой соплодие.
Покой семян и сохранение всхожести – зрелые внешне семена при самых благоприятных условиях прорастают не всегда, что связано с их физиологическим или глубоким покоем, причины которого могут быть различными. Одна из них – недоразвитость зародыша (калина, чистяк, хохлатка, женьшень, орхидейные). Для прорастания других семян (многие плодовые и дикорастущие древесные) обязателен период пониженных температур. Для более быстрого проращивания в условиях культуры семена таких растений подвергаются стратификации – длительному выдерживанию при низкой температуре, во влажной среде и в условиях хорошей аэрации. Иногда покровы только что отделившегося от материнского растения семени бывают водонепроницаемыми (твердосемянные бобовые) или с одревесневшими косточками, препятствующими прорастанию (косточковые плодовые). Такие семена подвергаются скарификации (искусственное нарушение целостности покровов семени перетиранием, надрезанием, пропусканием через металлические щетки).
Длительность физиологического покоя и сроки сохранения всхожести неодинаковы:
семена обладают длительным глубоким покоем и долго сохраняют всхожесть (многие древесные и лесные травянистые растения);
семена способны к немедленному после опадания прорастанию, но при отсутствии необходимых условий долго (7…12 лет) остаются жизнеспособными. Таковы семена большинства культурных растений, многих луговых трав и сорняков;
семена прорастают сразу после опадения и очень быстро теряют всхожесть, так как зародыш недостаточно защищен от высыхания тонкой водопроницаемой кожурой. Таковы семена многих однолетних растений, растений влажных тропиков, ив, тополей, мать-и-мачехи, клевера ползучего и др. Если нет благоприятных для прорастания условий, такие семена гибнут (семена ивы сохраняют всхожесть всего 4…5 дней).
У многих растений семена прорастают до опадения в плодах, находящихся на материнской особи (естественное живорождение – вивипария). Это характерно для растений манговых зарослей на побережьях океанов, периодически заливаемых водой. Например, у ризофоры и авиценнии прямо на материнском растении в плоде образуется проросток длиной до 50…70 см.
Надземное и подземное прорастание – для прорастания семян необходимы вода (ткани зрелых семян сильно обезвожены), кислород для дыхания и определенная температура, а иногда и свет. Прорастание семян – это переход их от состояния покоя к росту зародыша и формированию проростка.
Прорастанию семени предшествует его набухание – процесс, связанный с поглощением большого количества воды и обводнением тканей семени. Одновременно с поглощением воды активизируются ферменты, которые переводят запасные вещества семени в легкоусвояемую, доступную для зародыша форму. В результате усиленного питания начинают расти все органы зародыша. Первым обычно прорывает кожуру и выступает наружу их микропилярного отверстия зародышевый корешок, дающий начало главному корню. Вслед за ним трогается в рост верхушечная почечка, формируя главный побег растения. Так зародыш превращается в проросток, развитие которого длится до появления первого срединного листа.
Надземное прорастание: а – фасоль: 1, 10 – семядоли; 2,7 – семенная кожура; 3 – почечка; 4, 8, 13 – гипокотиль; 5 – микропиле; 6 – рубчик; 9 – лист; 11 – эпикотиль; 12 – засохшие семядоли; 14 – боковые корни; 15 – главный корень; б – клещевина: 1,10 – семядоли; 2, 7 – эндосперм; 3,8 – семенная кожура; 4, 12 – гипокотиль; 5 – апекс побега; 6 – апекс корня; 9 – лист; 11 – эпикотиль; 13 – боковые корни; 14 – главный корень; в – лук: 1,3,12 – семенная кожура; 2, 8, 11 – семядоля; 4 – апекс побега; 5 – гипокотиль; 6 – эндосперм; 7 – апекс корня; 9 – лист; 10 – первый лист; 13 – главный корень; 14 – луковица; 15 – придаточные корни
Тип прорастания семян определяет характер роста зародыша, строение семядолей и рост гипокотиля. Различают надземное и подземное прорастание. При надземном прорастании семядоли выносятся в воздушную среду и зеленеют. Вынос семядолей над почвой у двудольных чаще происходит за счет удлинения гипокотиля (фасоль, тыква, клещевина, подсолнечник, редис, липа, ясень, клен) либо в результате разрастания черешков семядолей (аконит, ломонос). Удлиняющийся гипокотиль растет неравномерно, образуя петлеобразный изгиб, который пробивает слой почвы, а верхушка побега скрыта между семядолями. Гипокотиль, выйдя на поверхность, выпрямляется и вытаскивает семядоли. В случае разрастания черешков почечка может оставаться в почве под защитой их сближенных, а иногда и сросшихся оснований. При надземном прорастании однодольных (лук, вороний глаз) выход семядоли на поверхность иной: за счет вставочного роста основания самой семядоли, которая петлеобразно изгибается, и при отсутствии роста гипокотиля.
При подземном прорастании семядоли не выносятся наружу, а остаются в почве и служат либо вместилищем запасных питательных веществ, либо гаусторием, передающим их из запасающих тканей проростку (горох, дуб, настурция, пшеница, кукуруза). При подземном прорастании рост гипокотиля ограничен. Побег сразу начинает расти вверх. При этом роль буравчика, пробивающего почву, у двудольных выполняет замкнутые низовые листья, а у однодольных – еще и часть семядоли. Эти низовые листья не только пробуравливают почву, но и защищают конус нарастания побега.
На первых этапах развития проросток питается органическими веществами, запасенными в семени, т.е. гетеротрофно. С появлением первого срединного листа проросток превращается в сеянец, который начинает самостоятельно синтезировать органические вещества. Однако некоторое время он еще продолжает пользоваться запасами семени, т.е. питание его на этом этапе смешанное. И только позже сеянец полностью переходит к 
автотрофному питанию, свойственному зеленым растениям.
Подземное прорастание: а – кукуруза: 1 – щиток; 2 – эндосперм; 3 – перикарпий; 4,8,9,10 – колеоптиль; 5 – почечка; 6 – корешок; 7, 13 – колеориза; 11 – придаточные корни; 12 – главный корень; б – горох: 1 – микропиле; 2 – рубчик; 3 – эпикотиль; 4 – семенная кожура; 5 – молодой побег; 6 – боковые корни; 7 – семядоли, гипокотиль
Поможем написать любую работу на аналогичную тему