第六节  种子的萌发与幼苗的形成(幼苗的类型)

  种子的胚从相对静止状态转人生理活跃状态，开始生长，并形成幼苗，这一过程称为种子的萌发。种子萌发的前提是种子完全成熟，并具有生活力。
  一、种子萌发的条件
种子萌发的主要外界条件是充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。少数植物种子的萌发还受到光照的影响。莴苣、烟草的种子萌发需要光，面苋菜.瓜类的种子只有在黑略条件下才能萌发。
  (一)充足的水分
  种子萌发的首要条件是充足的水分。种子吸水膨胀后，可使种皮变软，增强透水性和通气性，加强呼吸作用和新陈代谢作用的进行，同时也利于胚根，胚芽突破种皮; 水也是生命活动的重要介质，可使细胞内的原生质由凝胶状态转变为溶胶状态，提高原牛质的生理活性，恢复酶活性，将储藏的营养物质水解成简单化合物，供给幼胚的生长。各种植物种子萌发时吸水量是不同的，含蛋白质类较多的种子需水量多，含淀粉或脂肪多的种子需水量较少。如大豆要吸收水分达到本身风干重的120%; 如水稻为40%，小麦为60%，花生为50%。土壤的含水量和物理性质对种子的萌发也有很大影响，适宜种子萌发的土壤饱和含水量为60%~70%。
  (二) 适宜的温度
  种子萌发需要适宜的温度。温度是决定种子萌发速度的重要条件。种子萌发时，内部发生一系列复杂的生物化学变化，这些反应需要在多种解的催化作用下进行，而酶的活动要求一定的温度。温度低时，酶的活动缓慢，随着温度的升高，酶的活动加快，但酶本身是蛋白质，过高的温度会破坏酵的构型，失去催化活性.因此，种子萌发对温度的要求表现出3 基点，即最低、最适和最高温度。如: 小麦、大麦的最低温度为0-4C,最适温度为20-28C,最高温度为30-38C; 水稻的最低温度为8-12C,最适温度为30-35C,最高温度为38-42C等。种子萌发的基点因植物种类和地理起源不同而异，原产北方高纬度地区的作物，种子萌发的温度范围较低; 起源于南方低纬度地区的作物，温度范围较高。大多数植物种子萌发的最低温度是0~5C,最适温度是25-30 C,最高温度是35-40C。最适温度是种子萌发理想的温度条件，低于最低温度和高于最高温度，种子不能萌发。一般在最适温度范围内，温度越高，种子活力越强，萌发生长越快。
  了解作物种子前发的3 基点温度对农业生产上的播种有重要的参考价值。实际应用时，要把种子萌发的适宜温度与培育壮苗统一起来，从而确定适宜的播种时期。如棉花的种子，15C时15d出苗，20C时7-10d即可出苗，但生产上都以地温稳定在12C左右播种，因为12C时播种的苗比20C的苗健壮、发育快。
  (三)足够的氧气
  种子萌发还需要足够的氧气。种子萌发是个非常复杂的生命活动，其需要的养分和能量都来源于呼吸作用，呼吸作用需要氧气。当种子得到足够的氧气时，呼吸作用加强，种子中储藏的有机物被氧化、分解，释放出能量，供各种生理活动需要，从而保证了种子的正常萌发。如果氧气不足，正常的呼吸作用会受到影响，胚不能正常生长,严重缺氧则导致种子无氧呼吸，消耗大量能量并引起酒精中毒，使种子失去生活力。不同作物种子萌发时需氧量不同，大多数作物种子需要空气含氧量在10%以上才能正常萌发。当土壤积水或土壤板结，播种太深，镇压太紧等都会因通气不良，氧气不足而影响种子萌发，甚至使种子失去活力。
  以上3个条件对植物种子的萌发都很重要，它们之间既相互联系又相互制约，缺-不可。农业生产上常根据种子萌发的特性采取一些措施，如在播种前进行整地、松土; 播种时选择适当播期和播种深度，进行设种、催芽或晒种处理;播种后镇压保墒等，目的就是合理调整各种萌发条件之间的关系，为种子顺利萌发创造良好的环境条件。
  种子在获得适宜的萌发条件时，即开始萌发形成幼苗。

二、种子萌发的过程
  种子萌发时，首先吸水膨胀，种皮变软，透人氧气，促进呼吸作用，种子内储藏的营养物质在两的作用下，被分解为简单的可溶性物质，运往胚根、胚芽、胚轴等部分，供细胞吸收利用。随之，胚根和胚芽的分生区及胚轴部分的细胞不断地进行分裂，使细胞数目增加，体积增大，整个胚体迅速伸长、长大。一般情况下，胚根首先突破种皮向下生长，形成主根，与此同时，胚芽或连同下胚轴细胞也相应生长和伸长，向上生长，伸出士面形成基叶系统。至此- -株由胚长成的能独立生活的幼小植物体，就是幼苗。
  种子萌发过程中，先形成根，具有重要的生物学意义。因为根发育较早，可使幼苗固定于土壤中，及时从士壤中吸取水分和养料，使幼小植物体很快地独立生长。有的植物种子，其子叶随胚芽一起伸出土面，转为绿色，可暂时进行光合作用,如大豆、蓖麻、向日葵、瓜类等。当胚芽幼叶展开能进行光合作用以后，子叶就枯萎脱落。小麦种子萌发时，胚根鞘首先露出，随后胚根突破胚根鞘形成主根，然后从胚轴基部陆续生出1-~3对不定根，裁培学上称它们为种子根。同时胚芽鞘也露出。随后，从胚芽鞘裂缝中长出第- -片真叶，接着出现第二、第三叶,形成幼苗(图8-18)。

(2)单子叶植物有胚乳种子
  如小麦、玉米、高粱、水稱、洋葱等。下面以小麦为例说明其结构。小麦籽粒的外面，除种皮外，还有果皮与之合生，果皮较厚，种皮较薄，二者愈合不易分离，所以小麦籽粒应为果实，植物学上称为颖果(caryopis)。从小麦籽粒纵切面( 过腹沟做正中切面)可清楚看到胚和胚乳的位置(图8-20)。

果皮种皮之内，绝大部分是胚乳，胚较小，仅位于籽粒基部的一侧。胚乳可分为两部分，紧贴种皮的是含大量糊粉粒的糊粉层(aleurone layer),其内为含丰富淀粉的胚乳细胞。胚也由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成，但又有自己的特征。胚芽在上方，胚根在下方，中间由很短的胚轴相连，子叶一枚，突起在胚体上方，形如盾状，称为盾片。胚芽由数片幼叶包围着茎尖的生长锥组成，胚芽外还包被一鞘状物，称胚芽鞘。位于胚轴下方的胚根外也包被一鞘状物，称胚根鞘，起保护作用。胚轴上与盾片相对的一侧有一小突起，称外胚叶。在盾片与胚乳相接近的一面，有一层排列整齐的柱状上皮细胞，当种子萌发时，能分泌植物激素或酶类，促进胚乳细胞的营养物质分解，吸收并转运给胚利用。玉米、高梁、水稻、谷子的结构与小麦相似，玉米没有外胚叶。