|
 Como saben, las semillas de muchas plantas, cuando están en condiciones favorables, germinan rápidamente. La primera y más importante condición para su germinación es la humedad. En estado seco, las semillas se pueden almacenar durante mucho tiempo.
Durante la restauración del Teatro de Nuremberg en 1955, se encontraron tubos de vidrio con semillas de cebada, avena y otros cultivos de la cosecha de 1831. Estas semillas se sembraron, brotaron y produjeron plantas con mazorcas sin aristas. Las semillas de mimosa brotaron después de 147 años. Pero el período más largo de preservación de la viabilidad de las semillas, registrado en la literatura mundial, se refiere a las semillas de loto, que pueden germinar después de permanecer en el barro durante 500-800 años.
Cuando las semillas entran en contacto con el agua, comienza a fluir hacia ellas con gran fuerza. Por ejemplo, las semillas de berberecho pueden absorber agua incluso de una solución saturada de cloruro de sodio que tiene una presión osmótica de 375 atmósferas. Al absorber agua, las semillas se hinchan y aumentan de tamaño. Estas semillas hinchadas ejercen una enorme presión sobre el medio ambiente. Esto se puede juzgar por el incidente que le sucedió al vapor "Dnepr".
Este vapor se estrelló antes de entrar en el estrecho del Bósforo. Un barco de emergencia con K. Paustovsky acudió en su ayuda. En su historia "Mar Negro", describió lo que vio: “Cuando nos acercamos a Dnipro, vimos una vista inusual. El vapor se rompió en los arrecifes. La proa estaba separada de la popa, y ambas partes del vapor, removidas de las piedras por la expedición de Epron, estaban una al lado de la otra, balanceándose ancladas. Unos mamparos impenetrables impedían que el agua hundiera el vapor roto ... La vista del vapor roto fue inesperada para nosotros, pero pronto todo quedó claro. Las bodegas del Dnieper estaban repletas de guisantes. El agua penetró por el agujero y empapó los guisantes. Hinchó y desgarró con increíble fuerza los costados de hierro del barco, dobló los mamparos y arrancó los marcos..
Pero el agua no penetra tan fácilmente en todas las semillas. El núcleo de semillas de acacia blanca, nuez, gladichia y muchas otras plantas está encadenado en cubiertas duras. A través de estas cubiertas se dificulta el acceso al embrión de humedad y oxígeno, y sin ellas las semillas no germinan. Esta situación está bien ilustrada por los resultados de tal experimento: 50 semillas de gladichia se pusieron en agua al mismo tiempo, 4 de ellas se hincharon al día siguiente, 11 - después de dos meses, 17 - dentro de un año, 6 - después de un año, 6 - en el tercer año, 3 - en el cuarto y quinto año, y 3 semillas no se hincharon ni germinaron, aunque estuvieron en el agua por más de cinco años.
La latencia de las semillas y su alteración
Se conocen muchas de estas semillas, en las que el agua penetra fácilmente, pero aún no germinan. Algunas semillas, por ejemplo, no germinan si se siembran inmediatamente después de la cosecha. Para que estas semillas comiencen a crecer, se necesita algún tiempo. Este período se llama latencia de la semilla. I.V. Michurin señaló que en cada semilla que está en reposo, es decir, en forma seca, el proceso de la vida no se detiene, se produce un metabolismo constante, aunque lento, que sostiene la vida de la célula embrionaria, y el curso correcto de tal intercambio es enteramente depende de las condiciones ambientales en las que se encuentra la semilla.
 A primera vista, la latencia de las semillas es un fenómeno negativo. De hecho, su transición a un estado de letargo es una propiedad biológica útil que protege las semillas de la germinación prematura y la muerte bajo la influencia de condiciones ambientales desfavorables.
Si las semillas no tuvieran un período de inactividad, entonces una persona experimentaría una gran dificultad para recolectarlas, almacenarlas y sembrarlas.Hay variedades de maíz, cuyas semillas carecen de un período de inactividad y, por lo tanto, germinan fácilmente en la mazorca verde de la planta madre, formando plántulas grandes. Este fenómeno también se observa en algunas variedades de trigo, centeno y otros cultivos. Está claro que estas variedades no están muy extendidas, ya que sus semillas no se pueden almacenar.
¿Qué explica la latencia de las semillas? Las razones para prevenir la germinación de semillas son diferentes. Algunos (nuez, almendra y otros), como se señaló anteriormente, esto se debe a la presencia de coberturas duras de semillas que retardan el flujo de agua al embrión, en otros (euonymus, cenizas, etc.) el embrión se cubre con sustancias que retardan su germinación, y en otros (tilo, berberecho, etc.) .) el embrión se cubre con una película que no deja pasar el oxígeno.
Algunos investigadores asocian la transición de las semillas a un estado de letargo con el cese de la formación de compuestos vitales y la acumulación en los tejidos de sustancias que retrasan la germinación del embrión. De hecho, estos inhibidores se encuentran en algunas semillas. Por ejemplo, las semillas de pino y centeno humedecidas con un extracto acuoso de semillas de albaricoque no germinan en absoluto. El extracto de semilla de remolacha azucarera inhibe la germinación de semillas de cebada, guisantes, berberechos y otras plantas.
Se ha establecido que los ácidos hidroxibenzoico, vainílico, hidroxicinámico y ferúlico son inhibidores de las semillas de remolacha.
En semillas con baja germinación en otras plantas, también se han encontrado sustancias que inhiben la germinación. Estos incluyen tirosina y amoníaco.
La acumulación excesiva de vitaminas en las semillas también puede retrasar su germinación. Entonces, almacenado en semillas saxaul, chogon y algunos otros, aumenta varias veces el contenido de vitamina P. A favor de que la vitamina P, acumulada en cantidades importantes, inhibe la germinación de las semillas, este hecho también habla. Si las semillas en germinación de estas plantas se humedecen en una solución de vitamina P y, por lo tanto, aumentan su contenido, la germinación de tales semillas se retrasa. También se encontraron compuestos cercanos a la vitamina P en la cáscara del trigo con grano rojo. Estas sustancias también retrasan la germinación de granos recién cosechados.
Algunos promotores del crecimiento, que se acumulan en altas concentraciones en las semillas, también pueden retrasar la germinación de las semillas. Se encontró que las semillas inactivas de euonymus, fresno y arce contienen tales concentraciones de ácido indolacético (heteroauxina), que inhibe la germinación de las semillas.
Muy raramente, las semillas germinan en frutos. Al respecto, se sugirió que su pericarpio contiene sustancias que inhiben la germinación de las semillas. Para probar la exactitud de esta suposición, se organizó un experimento de este tipo. Se preparó un extracto acuoso del pericarpio y se remojaron en él las semillas tomadas de los mismos frutos, algunas de las semillas se remojaron en agua. Resultó que en el primer caso, se inhibió la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas. Entonces, cuando las semillas de morera se remojaron en el extracto, el 14% de las semillas germinaron y cuando se mantuvieron en agua, el 73%.
Otros experimentos han encontrado que la cantidad de inhibidores disminuye a medida que madura la fruta.
La naturaleza de los inhibidores de la germinación aún se conoce poco. Una cosa está clara: los químicos que inhiben su germinación no son los mismos para diferentes semillas. En este sentido, la neutralización de sustancias que retardan la germinación de las semillas se realiza por diferentes métodos. En un caso, el contenido de estas sustancias en las semillas disminuye cuando se lavan, es decir, cuando las semillas se sumergen en agua; en el otro, es necesario el tratamiento de semillas con estimulantes del crecimiento; en el tercero, actúan sobre las semillas por factores físicos (luz, temperatura, etc.)
La inhibición de la germinación está asociada no solo con la presencia de sustancias que inhiben este proceso, el estado de las células también es de gran importancia. El profesor PA Genkel explica el estado de latencia por el hecho de que se forman compuestos complejos en la maduración de las semillas. Separan el protoplasma de las paredes, lo que conduce a una ruptura de la comunicación entre las células.Aparece una capa grasa en la superficie del protoplasma, que evita la penetración del agua y protege el contenido celular de las condiciones ambientales adversas.
Actualmente, se han encontrado técnicas para ayudar a las semillas a salir del estado latente.
Al moler semillas con arena, vidrio triturado o usar máquinas especiales, el acceso a los embriones de agua y oxígeno se abre y las semillas germinan.
 Muchas semillas requieren una preparación diferente: estratificación. Para ello, se mezclan con arena húmeda de grano fino en una proporción en volumen: una parte de semillas por tres partes de arena.
La arena de río se suele utilizar como medio de estratificación. Durante toda la estratificación, el contenido de humedad de la arena se mantiene al 30-50% de su capacidad total de humedad. Una capa de semillas con arena para razas de pepitas no debe tener más de 25 cm, para frutas de hueso, no más de 40 cm.
Las condiciones de temperatura son esenciales para la estratificación de semillas. La temperatura más favorable para la estratificación es 0-1 °, cuando baja a -6 ° el proceso de estratificación se ralentiza, por debajo de -6 ° la germinación de las semillas disminuye y a temperaturas por debajo de -15 ° las semillas mueren.
Además de la arena, el musgo también se utiliza para la estratificación. Este último, por su alta capacidad de humedad, alta aireación y propiedades antisépticas, se considera el mejor medio para la estratificación.
Dependiendo de la naturaleza de las semillas de los cultivos frutales, la duración de la estratificación es diferente. Para las semillas del manzano Sibirka, el período de estratificación es de 25-30 días, para las semillas de Anis y Antonovka - 80-90, para semillas de ciruela cereza, ciruelas pasas, cerezas Antipovka - 120-150, y para semillas de cereza ordinarias - 150-180 días.
La germinación de las semillas se acelera especialmente durante la estratificación en las siguientes condiciones: se coloca estiércol de caballo fresco en el fondo de la zanja con una capa de 40 cm, se vierte una capa de arena de 10 cm en la parte superior y luego se mezclan 8-10 cm de semillas con arena en una proporción de 1: 3. Las semillas se humedecen diariamente agua calentada (35-45 °). Con esta preparación, las semillas albaricoque y las nueces brotan en el día 12-15, madera del perro - en el día 40-45, etc.
Las condiciones bajo las cuales las semillas se someten a estratificación aceleran los procesos fisiológicos que preparan las semillas para la germinación. Se reduce la cantidad de sustancias que retardan la germinación de las semillas. Bajo la influencia de las bajas temperaturas se forman compuestos vitales que estimulan su germinación.
El final del proceso de estratificación de las semillas suele estar determinado por la germinación y por la aparición de una raíz en las semillas nacidas. Sin embargo, estos métodos llevan mucho tiempo y no siempre son aplicables a cultivos de frutas en latencia profunda.
En los últimos años, han aparecido nuevos métodos para determinar el estado del período de inactividad de las semillas y el grado de preparación para la siembra después de la estratificación. Al estudiar la naturaleza del metabolismo en semillas que se encuentran en estado de latencia y emergidas de él, se pudo establecer que la aparición masiva de almidón en la raíz y partes del cotiledón cerca de la yema, una disminución de la grasa y la ausencia de aislamiento de protoplasma caracterizan la liberación de semillas de cultivos frutales desde un estado de latencia. Dichas semillas se pueden usar para sembrar después de dos semanas.
No solo bajo la influencia de la estratificación, sino también bajo la acción de temperaturas variables sobre las semillas, la germinación de las semillas y el desarrollo de las plantas se aceleran notablemente. Por lo tanto, cuando se exponen a semillas de algodón, la alternancia de temperaturas altas y bajas acelera la aparición de plántulas, el inicio de la floración y el aumento del rendimiento. Se han establecido hechos similares para semillas de maíz, pepinos, tomates y otros cultivos.
Los estudios han demostrado que, bajo la acción de bajas temperaturas, se forman en las semillas compuestos de tipo gy b-berelina. Pero antes de detenernos con más detalle en el importante papel de estas sustancias en la vida de las plantas, hablemos brevemente sobre la historia de su descubrimiento.
En los campos de arroz de Japón, India, China y otros países, se ha observado durante mucho tiempo un fenómeno inusual, cuando los brotes de algunas plantas comenzaron a crecer vigorosamente. La fructificación de tales plantas de arroz se retrasó, las semillas en las panículas a veces no se formaron en absoluto y el rendimiento disminuyó drásticamente.
Conocida como "brotes malos", se ha descubierto que esta enfermedad es causada por el hongo gibberella fuykuroye. Se ha sugerido que el hongo gibberella secreta una sustancia desconocida que estimula el crecimiento de los brotes. Posteriormente se aisló esta sustancia, la giberelina, y se determinó su estructura.
Muchos otros microorganismos, así como plantas superiores, tienen la capacidad de sintetizar este estimulante del crecimiento. Las sustancias similares a la giberelina se encuentran en las semillas de guisantes, maíz, frijoles, manzana y otras plantas, en las hojas tabaco, colza, perilla y rudbeckia, en las raíces de guisantes y jacinto de agua. En la actualidad se han aislado 9 giberelinas que se diferencian entre sí en propiedades físicas y químicas. La ciencia aún no ha conocido una sustancia de este tipo que no solo pueda mejorar el crecimiento de las plantas, sino también hacer que las plantas que no florecen en condiciones normales florezcan. Las giberelinas aceleran notablemente la germinación de las semillas, mejoran el crecimiento de las plántulas.
La eliminación de las cubiertas duras de las semillas que tienen una latencia profunda, en muchos casos, aunque provoca el crecimiento de los embriones, dan plantas débiles. El procesamiento de los embriones de semillas latentes con giberelina contribuye a la eliminación del enanismo en árboles frutales, arce, peonía y otros.
Semillas melocotónque tienen un período de latencia profunda, incluso después de la extracción del hueso, requieren 2-3 meses de estratificación en frío. Por otro lado, el tratamiento con giberelina de semillas que no han sido sometidas a estratificación total o parcialmente provoca una violación del período de latencia y estimula su germinación.
Las semillas de árboles fusiformes para la germinación requieren la acción de temperatura variable (2-3 meses a 10-20 ° y 3-4 meses a 0-6 °). Bajo la acción de temperaturas elevadas en las semillas, el embrión crece, lo que conduce al agrietamiento de la cubierta de la semilla. Este proceso de apertura de las semillas puede acelerarse notablemente si se tratan con una solución de giberelina al 0,05-0,1%.
En las semillas de muchas plantas, el crecimiento del embrión comienza con el estiramiento celular. Pero este proceso a veces se retrasa, aunque se produce la división celular. Se cree que el efecto estimulante de la giberelina sobre la germinación de semillas consiste en el hecho de que potencia el proceso de estiramiento de las células embrionarias, que aparentemente juega un papel protagonista durante la germinación.
Parecía que, dado que muchas semillas carecen del pigmento verde, la clorofila, no se necesita luz para la germinación de las semillas. Pero los experimentos han demostrado que este no es el caso. Junto a muchas semillas que germinan en la oscuridad, se conocen cientos de especies de semillas, para cuya germinación la luz tiene un efecto beneficioso, y para algunas simplemente es necesaria. Entonces, las semillas de muérdago, fireweed, ranúnculo venenoso y otras plantas que están en el suelo a tal profundidad donde la luz no penetra, no germinan. Si estas semillas golpean la superficie y se exponen a la luz, comienzan a germinar rápidamente.
Recientemente, se han obtenido nuevos datos sobre el efecto de la luz en la germinación de semillas. Resultó que la irradiación cuádruple de semillas de pino con luz roja aumenta su germinación en 6 veces. Si, después de esto, las semillas se irradian con rayos infrarrojos, se elimina el efecto positivo de la luz roja. Se cree que la luz roja favorece la formación de giberelina, que activa la germinación de las semillas. En la oscuridad tiene lugar el proceso contrario, que se ve potenciado por la acción de los rayos infrarrojos. Este y otros hechos impulsaron el estudio de la capacidad de respuesta de las semillas sensibles a la luz a la acción de la giberelina. Resultó que las semillas de lechuga, guayula, tabaco y otras plantas, al ser tratadas con este estimulante del crecimiento, no necesitaron la acción de la luz y por lo tanto germinaron bien en la oscuridad.
Se sabe que otros compuestos mejoran la germinación de semillas.El académico N.G. Kholodny fue el primero en nuestro país en realizar una investigación sobre el efecto de la heteroauxina en la germinación de semillas y la productividad de las plantas. Mostró que el tratamiento de semillas con este promotor de crecimiento aumenta notablemente los rendimientos. avena y el trigo, la heteroauxina y otros estimulantes del crecimiento mejoran la germinación de las semillas de tung, planta de algodón, roble y muchas otras plantas. Esto también se observa cuando se tratan semillas con ácido succínico, vitaminas y otros compuestos.
 El tratamiento previo a la siembra de semillas con algunas sustancias tiene una alteración del metabolismo tan profunda que conduce a un cambio en la naturaleza de las plantas. Esta fue la primera vez que esto se demostró de manera convincente en relación con la acción de la colchicina. Esta sustancia se obtiene principalmente de la planta Colchicum, que recibió el nombre de Kolkhos, es decir, la antigua Colchis, donde es especialmente común. El nombre ruso de la planta es crocus de otoño. Florece sin hojas a finales de otoño, luego hiberna y en primavera, cuando aparecen las hojas, maduran sus cápsulas. La colchicina aislada de esta planta resultó ser una potente sustancia venenosa, aunque en pequeñas dosis tiene un efecto terapéutico. Incluso los bizantinos utilizaron el extracto de colchicina como medicamento contra la gota.
Recientemente se ha descubierto que el tratamiento de semillas o plantas con esta sustancia provoca un cambio en las características hereditarias del organismo vegetal. Al seleccionar de tales plantas alteradas, fue posible aislar formas de trigo sarraceno, mijo, cebada, centeno y otros cultivos con mayor productividad.
También se observan cambios profundos cuando las semillas se tratan con etilenimina. Remojar las semillas de un híbrido de trigo y pasto de trigo en una solución de esta preparación (0.01-0.04%) durante el día condujo a la aparición de nuevas formas. El tratamiento previo a la siembra de semillas de trigo con una dosis alta de 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) también conduce a cambios significativos en las características hereditarias de las plantas.
Al tratar semillas con diversos productos químicos, se debe prestar atención a los cambios en la naturaleza hereditaria de las plantas. Aquellas sustancias que aumentan el rendimiento, pero empeoran la variedad, no pueden recomendarse para un uso práctico generalizado. Los compuestos que, al mejorar el crecimiento, mejoran la naturaleza de la planta, merecen una atención especial.
Por ejemplo, el tratamiento previo a la siembra de semillas de trigo con vitamina PP acelera el crecimiento de las plantas. Las hojas de tales plantas se vuelven más grandes, el tallo es más grueso, la espiga y la cantidad de granos aumentan. Estas plantas también dan un mayor rendimiento. Al tomar semillas de estas plantas y sembrarlas, es posible mejorar la naturaleza de la variedad.
Hasta hace poco, los principales métodos de tratamiento de semillas eran remojarlas o espolvorearlas con una u otra sustancia. Pero tales técnicas no siempre fueron aplicables en la práctica.
Remojar las semillas es una tarea tediosa, especialmente cuando se van a procesar grandes cantidades de semillas. Además, las semillas húmedas no se pueden sembrar inmediatamente, ya que pasarán de manera desigual a través de las unidades de siembra de la sembradora. Secar las semillas también requiere trabajo. Además, si el clima es desfavorable y no se puede realizar la siembra, las semillas mojadas pueden germinar.
Al espolvorear, las sustancias aplicadas a las semillas se desmoronan. Estas circunstancias llevaron a los investigadores a encontrar los llamados adhesivos que mantendrían nutrientes y pesticidas en la superficie de las semillas. El desarrollo de polímeros ha abierto nuevas y prometedoras oportunidades para el recubrimiento de semillas. Las fábricas comenzaron a cubrir las semillas de maíz con una fina capa de películas especiales. Estas películas se inyectan con pesticidas, nutrientes y estimulantes del crecimiento y, a veces, con pinturas inofensivas. Las semillas se tiñen principalmente para distinguir fácilmente las semillas tratadas de las no tratadas. Las semillas preparadas de esta manera se pueden utilizar para la siembra en cualquier momento.
Ovcharov, K. E. - El poder del hombre sobre la vida vegetal
|
