Способы подготовки семян к посеву
Современные способы подготовки семян к посеву рассчитаны не только на преодоление глубокого семенного покоя, но и на стимулирование энергии прорастания семян с вынужденным покоем, а также на создание благоприятных условий роста для проростков и всходов, на борьбу с вредителями и болезнями.
Наиболее распространёнными способами подготовки семян к посеву являются: стратификация, намачивание, обработка стимуляторами и микроэлементами, гидротермическое, механическое и химическое воздействия на твёрдые оболочки и дезинсекция.
Стратификация происходит от латинского слова stratus, то есть слоистый. Раньше семена переслаивали с песком или измельчённым торфом. В настоящее время применяют не переслаивание, а перемешивание семян с субстратом, так как при этом семена отделены друг от друга, что препятствует распространению грибных заболеваний. Суть стратификации заключается в определённом (индивидуальном для каждого вида) сочетании основных факторов прорастания — температуры, влаги, кислорода и света. Основным фактором в ходе стратификации семян является воздействие пониженной температурной среды. Под влиянием пониженных температур в клетках происходит накопление веществ, стимулирующих рост. При достижении высоких концентраций эти вещества устраняют действие ингибиторов, что сокращает у семян с глубоким покоем срок подготовки к прорастанию.
Стратификация необходима, в первую очередь, для подготовки к посеву семян с глубоким периодом покоя. Она применяется также для семян с вынужденным покоем и даёт хорошие результаты для сосны, ели и лиственницы: повышается грунтовая всхожесть, энергия прорастания, устойчивость семян к неблагоприятным явлениям природы. По данным кафедры лесных культур МГУЛ (доцент В.В. Грибков), стратификация особенно эффективна для семян ели (рис. 1.17.).
Рис. 1.17. Влияние стратификации семян хвойных пород на их фунтовую всхожесть (по В.В. Грибкову);
1 — прошедших стратификацию; 2 — нестратифи- циро ванных
Стратификация может быть холодной или комбинированной. Холодная стратификация проводится при температуре от 0° до 5°С. Комбинированная стратификация заключается в том, что на семена воздействуют повышенной (до + 15...20°С), а затем пониженной температурой — от 0° до -5°С (ясень обыкновенный, кедр корейский). Стратифицируют семена в торфяной крошке или же хорошо промытом речном песке. В качестве субстрата можно использовать сфагновый мох или свежие опилки от хвойной древесины. Семена, предварительно намоченные, перемешивают с субстратом (1:3), увлажняют до 50-60% полной влагоёмкости и помещают в ящики размером 100x30x40 см. Для доступа воздуха в стенках и днищах ящиков устраивают отверстия диаметром около 1 см. Ящики устанавливают на стеллажи в подвалах или других специальных помещениях с хорошей вентиляцией.
Каждые 2-3 недели смесь просматривают и увлажняют до указанной нормы. Оптимальная влажность субстрата определяется сжатием его в руке: из торфяной крошки вода выделяется редкими стекающими каплями; песок и опилки воду не выделяют, но сохраняют свою форму (не рассыпаются).
Снегование. Это одна из форм стратификации, осуществляемой под снегом, где устойчиво сохраняется низкая температура, близкая к 0°С. Она даёт хорошие результаты и поэтому находит весьма широкое применение при подготовке к посеву семян хвойных и лиственных пород, таких как сосна, ель, лиственница, жимолость татарская, бересклет, ирга и др. Продолжительность снегования 1 -4 месяца.
В регионах с устойчивым снеговым покровом снегование небольших партий семян проводят в мешочках из редкой, но плотной ткани. Мешочки заполняют семенами на 1/3-1/4 их объёма (по 2-3 кг), раскладывают на очищенную от снега площадку на возвышенном месте и засыпают снегом. Слой семян в мешочках — нс более 3 см. Снег неоднократно утрамбовывают, доводя толщину слоя до 50-70 см. Сверху снег покрывают опилками, лапником или соломой с целью задержания быстрого таяния. В регионах с неустойчивым снежным покровом снегование проводят в погребах, предварительно набитых снегом или загруженных льдом, а также в ящиках, чередуя слой семян в 2-5 см со слоем песка в 5-10 см.
Снегование больших партий семян сосны кедровой сибирской, клёна остролистого, ясеня зелёного и др. проводят в снежных траншеях, где семена и снег чередуют слоями 8-10 см. Дно снежной траншеи должно быть выше поверхности почвы на 20 см. Сверху траншею засыпают снегом слоем 1 м и покрывают опилками, соломой или лапником. Семена извлекают из-под снега в день посева, подсушивают до состояния сыпучести и высевают.
Намачивание семян в воде чаще предшествует другим способам подготовки семян. На 1 единицу семян по объёму берут 2-3 части воды. Время намачивания семян определяется скоростью их набухания и для большинства видов не превышает 24 часов. Полное набухание семян сосны обыкновенной, ели европейской и сибирской, лиственницы сибирской и даурской проходит за 9-12 часов. Для намачивания лучше использовать воду, не содержащую примеси (дождевую, колодезную, снеговую). Очень хорошие результаты даёт предварительное намачивание в снеговой воде семян ели в течение 18 часов с последующим снегованием в марлевых мешочках на протяжении 2 месяцев. При таком приёме грунтовая всхожесть увеличивается на 31% (А.А. Марусов, 1967).
Намачивание семян в горячей воде или гидротермическое воздействие проводят с целью размягчения труднопроницаемой для воды оболочки семян. Этот вид подготовки применяют для семян белой акации и гледичии. Семена насыпают в кадку на 1/3-1/4 её объёма, заливают водой (t=80°C), тщательно перемешивают в течение 10-15 минут и оставляют на 12 часов. Затем набухшие семена смешивают с влажным песком и выдерживают при температуре 20-24°С, периодически перемешивая и увлажняя в течение 4-5 дней.
Для разрушения очень твёрдых внешних покровов семян можно применять механическое воздействие — скарификацию, импак- цию, а также химическое воздействие.
Скарификация заключается в нанесении механических повреждений на плотной оболочке семян, затрудняющей прорастание (робиния лжеакация, мелия, гледичия и др.). Небольшие партии твёрдых семян скарифицируют вручную: у крупных семян покровы надрезают или надпиливают, а мелкие семена перетирают с наждаком или песком. Большие партии семян обрабатывают на специальных машинах с помощью клеверотёрки, крупорушки. Однако машинный способ даёт больший процент повреждений, что ведёт к гибели части семян. После скарификации семена намачивают 12 часов в воде при комнатной температуре и высевают во влажную почву.
Импакция - устранение твёрдосемянности путём ударения семян друг об друга или о стенки сосуда (ёмкости), в которой заключены семена. Этот способ приводит к повреждению кожуры в определённой части семени (около рубчика) и не травмирует самого содержимого семени. После нанесения семенам механических повреждений их также подвергают замачиванию в течение 12 часов.
В качестве мацерации, как химического воздействия, чаще всего используют концентрированную серную кислоту (H2S04). Длительность замачивания в ней семян варьирует от 15 до 60 минут, после чего следует обязательное 5-6 кратное промывание семян в воде. После окончания работ серную кислоту сливают, а семена сразу погружают в большое количество воды, чтобы избежать перегрева, связанного с постепенным разбавлением кислоты вокруг оболочки семян при их промывке.
Предпосевная обработка семян стимуляторами роста повышает энергию прорастания и грунтовую всхожесть, положительно влияет на рост сеянцев и их устойчивость против грибных заболеваний. При этом чаще всего применяют: гиббереллин, ки- нетин, фенилмочевину, тиомочевину, калийную селитру (KN03), янтарную кислоту, парааминобензойную кислоту (ПАБК), нефтяное ростовое вещество (НРБ) и др. Обработка семян стимуляторами проводится в течение от нескольких часов до 1 -5 суток в зависимости от биологических особенностей и их состояния (сухие, стратифицированные).
Стимулирующее действие на семена ели европейской оказывает обработка в водном растворе гиббереллина А, 0,01 % концентрации в течение 15-180 минут, на семена сосны обыкновенной ацетилвинилвалерлакгона №8(10 мг/л); на семена ели европейской и сосны обыкновенной — нефтяного ростового вещества концентрации 0,002-0,2 мг/л в течение 24 часов. Поданным кафедры лесных культур МГУЛ наиболее эффективным стимулятором является ПАБК. Для сосны концентрация раствора должна составлять 0,01-0,05%, то есть 1-5 г на 10 л воды, а для ели 0,001-0,005%, то есть 0,1-0,5 г на 10 л воды.
Исследования с семенами кедра сибирского (И.И. Дроздов, 1978) показали, что применение стимуляторов эффективно только в сочетании с последующей стратификацией при пониженных температурах. Без последующей стратификации стимуляторы оказывают на семена кедра даже ингибирующее действие. Эффективным дополнением к 2-месячной стратификации под снегом является обработка 0,02% раствором лимонной кислоты (2 суток). При этом грунтовая всхожесть повышается на 75%; на 40% при использовании гетероауксина, применение его вместе с гиббе- реллином повышает грунтовую всхожесть на 60%, энергию прорастания — в 2 раза. Лучшая концентрация — 0,05%. Всхожесть семян в этом случае практически приближается к показателю 87-90%, характерному для семян после 6-месячной стратификации в траншее.
Предпосевная обработка семян микроэлементами повышает грунтовую всхожесть, энергию прорастания, увеличивает в итоге выход посадочного материала и его устойчивость против неблагоприятных факторов внешней середы. В качестве микроэлементов чаще всего используют сернокислые соли меди, цинка, марганца и кобальта, борную кислоту, молибденовокислый аммоний и др. Для обработки семян ели европейской рекомендуют применять сернокислую медь с концентрацией раствора 0,005-0,02%, сернокислый кобальт 0,01-0,05%, сернокислый цинк 0,04%, сернокислый марганец 0,03%. Для обработки семян сосны обыкновенной рекомендуют сернокислую медь 0,01%, молибденовокислый аммоний 0,01-0,05%, борную кислоту 3%, сернокислый марганец 3%. Семена намачивают в растворах микроэлементов в течение 12-24 часов. Обработанные семена подсушивают на воздухе и сразу высевают, ибо длительное хранение таких семян недопустимо.
Обработка семян ультразвуком и звуком проводится в водной среде. Для этого применяют пьезокварцевые ультразвуковые генераторы с частотой колебаний от 20 до 1000 кГц, звуковые генераторы (вибраторы) с частотой колебаний от 0 до 20 кГц. Мощность обработки дозируется в пределах 1-3 Вт/см2; продолжительность составляет 5-10 минут. В клетках обработанных семян усиливается ферментативная деятельность, благодаря чему повышается энергия прорастания, грунтовая всхожесть, улучшается рост всходов и повышается их морозостойкость.
Дражирование семян представляет собой обволакивание их специальным составом, хорошо удерживающим влагу и содержащим достаточное количество питательных веществ, необходимых для прорастания семян и роста всходов. В ходе дражирования формируется равномерная форма семян, увеличиваются их размеры; в оболочку можно добавлять помимо удобрений стимуляторы роста, инсектициды, фунгициды. Сеянцы, выращенные из дражи- рованных семян, по сравнению с сеянцами от недражированных семян, имеют более длинную надземную ось, их толщина в корневой шейке и масса увеличиваются. Дражированные семена можно использовать прежде всего там, где технология требует высева отдельными семенами (Л. Шмелкова, 1987).
Инкрустация семян в отличие от дражирования сохраняет их форму. На поверхность семян наносятся различные вещества, формирующие лишь плёнку, которая защищает семена от повреждения грибами и вредителями. Добавка же стимуляторов содействует ускорению и дружному прорастанию семян.
Для предохранения семян от грибных заболеваний и повреждений вредителями осуществляют меры дезинфекции и дезинсекции. Чтобы предотвратить возможность грибных заболеваний семена подвергают сухому протравливанию гранозаном (0,5-1 г на 1 кг семян) или ТМТД, а также системными препаратами БМК, фун- дазолом, беномилом из расчёта 4-6 г на 1 кг семян. Для мокрого протравливания используют 0,5% раствор КМп04 или 0,15% раствор формалина. Для отпугивания птиц и грызунов семена обрабатывают репеллентами - тиурамом, антаксом, бекаптаном и др.
