Una planta con flores comienza su vida como una semilla. Las semillas de las plantas varían en forma, color, tamaño y peso, pero todas tienen una estructura similar.
El grano de trigo no es una semilla, sino un fruto. El tejido del fruto en el grano está representado únicamente por una capa exterior transparente, llamada membrana del fruto. El resto del grano es la semilla.
La estructura de una semilla monocotiledónea se puede ver claramente en el ejemplo del trigo. En el trigo, los granos son frutos: cariópsides que contienen una sola semilla. La mayor parte del grano está ocupada por el endospermo, un tejido de almacenamiento especial que contiene sustancias orgánicas. El embrión se encuentra del lado del endospermo. Consiste en una raíz embrionaria, un tallo embrionario, una yema embrionaria y un cotiledón modificado ubicado en el borde con el endospermo. Durante la germinación de la semilla, este cotiledón facilita el flujo de nutrientes desde el endospermo al embrión.
Estructura de una semilla monocotiledónea (trigo)
La estructura de la semilla de una planta dicotiledónea.
La estructura de la semilla de una planta dicotiledónea es más fácil de considerar en el ejemplo de un frijol, que consta de un embrión y una cubierta seminal. Después de quitar la cubierta de la semilla, queda expuesto el embrión, que consta de una raíz embrionaria, un tallo embrionario, dos cotiledones macizos y una yema encerrada entre ellos. Los cotiledones son las primeras hojas modificadas del embrión. En los frijoles y muchas otras plantas, contienen un aporte de nutrientes, que luego se utilizan para alimentar la plántula y también realizan una función protectora en relación con la yema.
La estructura de la semilla de una planta dicotiledónea (frijol).
Determinación de sustancias inorgánicas en semillas.
Objetivo: Identificar sustancias inorgánicas en la semilla.
Qué hacemos: poner unas semillas secas (trigo) en el fondo del tubo de ensayo y calentarlas al fuego. Condición: el tubo de ensayo debe sostenerse horizontalmente sobre el fuego para que su parte superior permanezca fría.
Lo que vemos: Pronto se pueden ver gotas de agua en las paredes internas de la parte fría del tubo de ensayo.
Resultado: Las gotas de agua son el resultado del enfriamiento del vapor de agua liberado por las semillas.
Qué hacemos: Seguimos calentando el tubo de ensayo.
Lo que vemos: Aparecen gases marrones. Las semillas están carbonizadas.
Resultado: Cuando las semillas están completamente quemadas, sólo queda un poco de ceniza. No hay mucho en las semillas: del 1,5 al 5% del peso seco.
Conclusión: las semillas contienen minerales orgánicos inflamables y no inflamables (cenizas).
Determinación de materia orgánica en semillas.
Se sabe que la harina se obtiene moliendo los granos de trigo en un molino.
Objetivo: Averigüemos la composición de sustancias orgánicas que contienen las semillas de trigo.
Qué hacemos: Cogemos un poco de harina de trigo, le agregamos agua y hacemos un pequeño trozo de masa. Envolver el trozo de masa en una gasa y enjuagar bien en un recipiente con agua.
Lo que vemos: el agua del recipiente se volvió turbia y quedó un pequeño bulto pegajoso en la gasa.
Qué hacemos: deje caer 1-2 gotas de solución de yodo en un vaso de agua.
Lo que vemos: el líquido en el recipiente se volvió azul.
Resultado: El agua analizada se vuelve azul, lo que significa que contiene almidón.
En la gasa en la que estaba la masa, quedaba una masa viscosa y pegajosa: gluten o proteína vegetal.
Conclusión: Las semillas contienen proteínas vegetales y almidón, que son sustancias orgánicas. Las sustancias orgánicas se depositan principalmente en las semillas. Diferentes plantas los tienen en diferentes cantidades.
Determinación de grasas vegetales en semillas de plantas.
Además de proteínas y almidón de sustancias orgánicas, las semillas también contienen grasas vegetales.
Objetivo: demostrar que las semillas contienen grasas vegetales.
Qué hacemos: Coloca la semilla de girasol entre dos hojas de papel blanco (Fig. 1). Luego presione el extremo romo de un lápiz sobre la semilla (Fig. 2).
Lo que vemos: apareció una mancha de grasa en el papel (Fig. 3).
Conclusión general: Las sustancias orgánicas se forman en el cuerpo y, cuando se calientan, se carbonizan y luego se queman, convirtiéndose en sustancias gaseosas. Las sustancias inorgánicas que componen la semilla no se queman ni se carbonizan.
Procesos vitales de una semilla en germinación.
Germinación de la semilla
La germinación de las semillas es un indicador importante de la calidad de las propias semillas. No es difícil definirlo.
Objetivo: Aprenda a determinar la germinación de las semillas.
Lo que hacen: Cuente 100 semillas seguidas del material de semilla, sin elección, colóquelas sobre papel de filtro húmedo o sobre arena humedecida (o sobre un paño mojado).
Lo que vemos: Después de 3 o 4 días, cuente la cantidad de semillas germinadas y observe qué tan bien germinan.
Después de 7 a 10 días, se vuelve a contar el número de semillas germinadas y se controla la tasa de germinación final.
La germinación se valora como porcentaje, calculándose el porcentaje de germinados sobre 100 sembrados.
Conclusión: Cuanto mayor sea el número de semillas germinadas, mejor será la calidad del material de la semilla.
Germinación de la semilla
Hay semillas que, cuando germinan, llevan hojas de cotiledón a la superficie del suelo (frijoles, pepino, calabaza, remolacha, abedul, arce, aster, caléndulas); esta es la germinación de la semilla sobre el suelo.
En otras plantas, durante la germinación, los cotiledones no salen a la superficie del suelo (guisantes, capuchinas, habas, robles, castaños); se clasifican como plantas con germinación subterránea.
Condiciones necesarias para la germinación de las semillas.
Para ello, puedes hacer un pequeño experimento.
Objetivo:¿Qué condiciones son necesarias para que las semillas comiencen a germinar?
Qué hacemos: Cogemos tres vasos y ponemos en el fondo de cada uno unos granos de trigo. En el primero dejaremos las semillas como están (solo quedará aire). En el segundo, vierte suficiente agua para que solo moje las semillas, pero no las cubra por completo. Llene el tercer vaso hasta la mitad. Cubrir los tres vasos con vaso y dejar a la luz. Este es el comienzo de nuestra experiencia.
En unos 4-5 días analizaremos el resultado.
Lo que vemos: en el primero las semillas permanecieron sin cambios, en el segundo se hincharon y brotaron, y en el tercero solo se hincharon, pero no germinaron.
Resultado: la experiencia muestra que las semillas absorben agua fácilmente y se hinchan, aumentando de volumen. En este caso, las sustancias orgánicas (proteínas y almidón) se vuelven solubles. Así, la semilla comienza su vida activa desde un estado latente. Sin embargo, si, como en el tercer vaso, el aire no tiene acceso a las semillas, aunque se hinchen, no germinarán. Las semillas brotaron sólo en el segundo vaso, donde tuvieron acceso tanto al agua como al aire. En el primer vaso no hubo cambios, ya que no llegó humedad a las semillas.
Conclusión: Las semillas necesitan humedad y aire para germinar.
Efecto de la temperatura sobre la germinación de las semillas.
Objetivo: Confirmemos experimentalmente que, además de la humedad y el oxígeno, las condiciones de temperatura también influyen en la germinación de las semillas.
Qué hacemos: Ponga varias semillas de frijol (cantidades iguales) en dos vasos y vierta agua para que solo humedezca las semillas, pero no las cubra por completo. Cubre los vasos con vidrio. Dejaremos un vaso en la habitación a una temperatura de +18-19ºС y pondremos el otro en el frío (refrigerador), donde la temperatura no supere los +3-4ºС.
En 4-5 días comprobaremos los resultados.
Resultado: las semillas brotaron sólo en el vaso que estaba en la habitación.
Conclusión: por lo tanto, para la germinación de las semillas también es necesaria una determinada temperatura ambiente.
Semillas respiratorias
La necesidad de aire se explica por el hecho de que las semillas respiran, es decir, absorben oxígeno del aire y liberan dióxido de carbono al medio ambiente.
Objetivo: Demostrar experimentalmente que las plantas absorben oxígeno del aire y liberan dióxido de carbono.
Qué hacemos: Tomemos dos matraces de vidrio. Coloque una pequeña cantidad de semillas de guisantes hinchadas en uno y deje el otro vacío. Cubra ambos matraces con vidrio.
Después de un día, tome una astilla encendida y llévela a un matraz vacío.
Lo que vemos: la astilla sigue ardiendo. Colocar en un matraz con semillas. La luz se apagó.
Está científicamente demostrado que el oxígeno del aire favorece la combustión y se absorbe durante la respiración. El dióxido de carbono no favorece la combustión y se libera durante la respiración.
Conclusión: La experiencia demostró que las semillas en germinación (como un organismo vivo) absorbieron oxígeno (O 2) del aire que había en el matraz y liberaron dióxido de carbono (CO 2). Asegúrate de que las semillas respiren.
Las semillas secas, si están vivas, también respiran, pero para ellas este proceso es muy débil.
Transformación de sustancias en una semilla en germinación.
La germinación de las semillas va acompañada de complejos procesos bioquímicos, anatómicos y fisiológicos. Tan pronto como el agua comienza a fluir hacia las semillas, la respiración en ellas aumenta bruscamente y se activan las enzimas. Bajo su influencia, los nutrientes de reserva se hidrolizan y adquieren una forma móvil y fácilmente digerible. Las grasas y el almidón se convierten en ácidos orgánicos y azúcares, las proteínas en aminoácidos. Al llegar al embrión desde los órganos de almacenamiento, los nutrientes se convierten en un sustrato para los procesos de síntesis que comienzan en él, principalmente nuevos ácidos nucleicos y proteínas enzimáticas necesarias para el inicio del crecimiento. La cantidad total de sustancias nitrogenadas se mantiene en el mismo nivel incluso cuando se produce la degradación energética de las proteínas, porque se acumulan aminoácidos y aspargina.
El contenido de almidón disminuye drásticamente, pero la cantidad de azúcares solubles no aumenta. El azúcar se gasta en el proceso de respiración, que ocurre con mucha energía en una semilla en germinación. Como resultado de la respiración, se forman compuestos ricos en energía: se liberan ADP y ATP, dióxido de carbono, agua y energía térmica. Parte de los azúcares se gasta en la formación de fibras y hemicelulosas necesarias para la construcción de nuevas membranas celulares.
Una cantidad importante de sustancias minerales presentes en la semilla permanece constante durante la germinación. Los cationes que se encuentran en las semillas regulan los procesos químicos coloidales y la presión osmótica en las células nuevas.
La influencia de las reservas de nutrientes de la semilla en el desarrollo de las plántulas.
El crecimiento del embrión y su transformación en plántula se produce debido a la división y crecimiento de sus células. Cuanto más grandes son las semillas, más sustancias de reserva contienen y mejor crecen las plántulas.
Objetivo: Determine experimentalmente si el tamaño de la semilla afecta el crecimiento de las plántulas.
Qué hacemos: Siembre las semillas de guisantes más grandes en un recipiente con tierra y las pequeñas en otro. Después de un tiempo, compare las plántulas.
El resultado es obvio.
Conclusión: Las semillas grandes se convierten en plantas más poderosas que producen el mayor rendimiento. Cada vez hay más células a medida que reciben nutrientes, crecen y se vuelven a dividir.
Objetivo: Probemos empíricamente la afirmación de que para crecer, especialmente al principio, las plántulas utilizan sustancias almacenadas en las propias semillas.
Qué hacemos: Tomamos semillas de frijol hinchadas del mismo tamaño y retiramos un cotiledón (1) de una semilla, 1,5 cotiledones (2) de otra y dejamos ambos cotiledones (3) de la tercera para controlar.
Los colocamos todos en contenedores, como se muestra en la figura.
En 8-10 días.
Lo que vemos: Es notable que una plántula con dos cotiledones resultó ser más grande y más fuerte que una plántula con un cotiledón o una plántula con medio cotiledón.
Conclusión: Por tanto, una alta calidad de las semillas es una condición necesaria para obtener una buena cosecha.
Período de latencia de la planta
El período de inactividad es una condición necesaria para la germinación de las semillas. La latencia puede ser forzada, debido a la falta de condiciones necesarias para la germinación (temperatura, humedad). Un ejemplo de latencia de semillas son las semillas secas.
La latencia orgánica está determinada por las propiedades de la propia semilla. El término “paz” tiene un significado condicional. En la mayoría de los casos, en estas semillas se producen procesos metabólicos (respiración, a veces crecimiento de embriones), pero se inhibe la germinación. Las semillas que se encuentran en latencia orgánica, incluso en condiciones favorables para la germinación, no germinan en absoluto o germinan mal.
La capacidad de las semillas de estar en latencia forzada u orgánica se desarrolló en las plantas en el proceso de evolución como un medio para sobrevivir a una temporada desfavorable para el crecimiento de las plántulas. De esta forma se crea un suministro de semillas en el suelo.
Las principales razones que impiden la germinación de las semillas:
- impermeabilidad de la piel, debido a la presencia en ella de una capa en empalizada de células de paredes gruesas, cutícula (película cerosa impermeable);
- la presencia en el pericarpio de sustancias que inhiben (ralentizan) la germinación;
- subdesarrollo del embrión;
- Mecanismo fisiológico de inhibición de la germinación.
Época de siembra y profundidad de colocación de las semillas.
La profundidad de colocación de las semillas depende de su tamaño. Cuanto más grandes son las semillas, más profundamente se siembran. Las semillas grandes tienen más nutrientes de reserva y son suficientes para el desarrollo y crecimiento de las plántulas mientras emergen de grandes profundidades.
Las semillas pequeñas se siembran a una profundidad de hasta 2 cm, las medianas, de 2 a 4 cm y las grandes, de 4 a 6 cm.
La profundidad de colocación de las semillas también depende de las propiedades del suelo. Las semillas se plantan a mayor profundidad en suelos arenosos que en suelos arcillosos. Las capas superiores de suelos arenosos sueltos se secan rápidamente y, cuando se plantan a poca profundidad, las semillas no reciben suficiente humedad. En suelos arcillosos densos, hay suficiente humedad en las capas superiores, pero hay poco aire en las capas inferiores. Cuando se plantan profundamente, las semillas se asfixian porque les falta oxígeno.
.(Fuente: “Diccionario enciclopédico biológico”. Editor en jefe M. S. Gilyarov; Consejo editorial: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin y otros - 2ª ed., corregida - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)
semilla.(Fuente: “Biología. Enciclopedia ilustrada moderna”. Editor jefe A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)
Sinónimos:
Vea qué es “SEMILLA” en otros diccionarios:
Casarse. una sustancia que contiene un germen animal o vegetal. De la semilla surge el árbol, del árbol el fruto, del fruto la semilla. Como es la semilla, así es la tribu, y viceversa. Cada pasado trae su propia semilla. | Descendientes, generación descendiente. A todos, como una semilla... ... Diccionario explicativo de Dahl
Las semillas de cícadas son grandes. De forma elíptica, oblonga ovoide o esférica, suelen tener una longitud de 3-4 cm y un grosor de 2-3 cm, pero algunas especies tienen semillas más pequeñas o más grandes. Entonces, semillas de zamia... ... Enciclopedia biológica
SEMILLA, gen. y fechas semilla, semilla, semilla, pl. semillas, semillas, cf. 1. El órgano reproductor de una planta, el grano a partir del cual se desarrolla una nueva planta. La semilla se desarrolla a partir del óvulo. El núcleo de la semilla contiene el embrión. La planta produjo semillas. Crianza... ... Diccionario explicativo de Ushakov
Grano, semilla. Cm … Diccionario de sinónimos
enciclopedia moderna
En botánica, órgano de reproducción, dispersión y supervivencia de condiciones desfavorables en plantas con semillas. Se desarrolla a partir de un óvulo, generalmente después de la fertilización. En una semilla hay un embrión, una cáscara (cáscara) y, en muchas plantas, tejidos con reserva... ... Gran diccionario enciclopédico
Semilla... La parte inicial de palabras complejas, introduciendo el significado de la palabra: semilla 1., 4. (cotiledón, derrame seminal, óvulo, etc.). Diccionario explicativo de Efraín. T. F. Efremova. 2000... Diccionario explicativo moderno de la lengua rusa de Efremova.
Semilla- (botánico), órgano de reproducción y dispersión en plantas con semillas. Se desarrolla a partir de un óvulo, generalmente después de la fertilización. En las angiospermas la semilla está encerrada en el fruto, en las gimnospermas se forma abiertamente en las escamas de las semillas y... ... Diccionario enciclopédico ilustrado
SEMILLA, parte de las plantas con flores (Angiospermas) que contiene el embrión y las reservas de alimento. Formado en el OVY por FERTILIZACIÓN del GAMETO femenino. Los nutrientes se pueden almacenar en un tejido especial llamado ENDOSPERMO, o... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.
SEMILLA, yo, plural. mena, myan, menam, cf. 1. Órgano reproductor en plantas, cereales. Pueblo de cáñamo 2.pl. Granos destinados a la siembra. Semillas de jardín. Deje que la planta sembre (para obtener semillas para sembrar). 3. trans., qué... ... Diccionario explicativo de Ozhegov
La vida de muchas plantas comienza con una semilla. Una manzanilla en miniatura o un arce extendido, un girasol fragante o una sandía jugosa: todos crecieron a partir de una pequeña semilla.
que es una semilla
Además de la función de reproducción sexual, la semilla cumple una importante función de dispersión de las plantas. Al propagarse con la ayuda del viento o de los animales, son las semillas de las plantas las que germinan y desarrollan nuevos territorios. Esta capacidad está determinada por la estructura de la semilla de la planta.
Estructura externa de la semilla.
Como resultado del proceso de fertilización, cuya formación determina las funciones realizadas.
El tamaño de las semillas de las diferentes plantas varía mucho: desde semillas de amapola milimétricas hasta medio metro en el caso de la palma de las Seychelles.
La forma de las semillas también es variada, pero la mayoría de las veces es redonda. Habitualmente, lo que es típico, sirven como ejemplo del estudio de este órgano generativo.
La cubierta de la semilla se forma a partir del tegumento del óvulo. Esta es una protección confiable de la semilla contra la falta de humedad y factores ambientales peligrosos.
La funda protectora se puede pintar de diferentes colores. Mirando el lado cóncavo de la semilla, es fácil notar la depresión, que es un rastro del tallo de la semilla. Antes de la formación del fruto, conectaba la semilla con el pericarpio.
Estructura interna de la semilla.
La segunda parte más importante de cada semilla es el embrión. Es el antecesor de la futura planta frondosa, por lo que consta de sus partes en miniatura. Son la raíz, la yema y el tallo embrionarios. El suministro de nutrientes del embrión se encuentra en los cotiledones. Otro tipo de estructura de semilla también se encuentra en la naturaleza, cuando el embrión se ubica dentro del endospermo. Este es un aporte de nutrientes.
Las semillas maduras pueden permanecer en estado latente durante mucho tiempo, lo que les confiere ventajas sobre las esporas, que germinan inmediatamente después de madurar y mueren si no se dan las condiciones necesarias para su desarrollo.
En la naturaleza, todos los órganos, incluidas las semillas, son bastante diversos. La estructura determina su clasificación. Las semillas que contienen endospermo se llaman semillas proteicas. Otro tipo de semilla se llama sin proteínas.
Composición de semillas
Las investigaciones han demostrado que todas las semillas están compuestas de sustancias orgánicas, la mayoría de las cuales son proteínas vegetales o gluten. La mayor parte de esta sustancia se encuentra en las plantas de cereales, de las que se elabora la harina y se hornea el pan.
Las semillas también contienen almidón, grasas y carbohidratos. El porcentaje de estas sustancias varía según el tipo de planta. Así, las semillas de girasol son ricas en aceites, los granos de trigo son ricos en almidón.
Además de proteínas, grasas e hidratos de carbono, las semillas también contienen sustancias inorgánicas. Se trata principalmente de agua, necesaria para el desarrollo de la futura planta, y sales minerales.
Independientemente de la cantidad, cada sustancia tiene su propia importancia para el desarrollo y crecimiento de las semillas y es insustituible.
Semillas de monocotiledóneas y dicotiledóneas.
La presencia de semillas es característica únicamente de un determinado grupo sistemático de plantas: las plantas con semillas. A su vez, se combinan en dos grupos: Gimnospermas y Angiospermas. Las semillas de las coníferas gimnospermas se encuentran en escamas de conos sin recubrimiento. Por eso tienen este nombre. En febrero, las semillas caen sobre la nieve desnuda, cuya estructura no proporciona protección adicional al embrión contra condiciones adversas.
Las semillas de angiospermas tienen muchas más posibilidades de germinar. Los representantes de este grupo ocupan una posición dominante debido a la presencia de frutos que protegen sus semillas. La estructura de cada fruto proporciona una protección confiable contra el frío y nutrición del embrión.
Es fácil determinar si una planta pertenece a un determinado grupo. Habiendo examinado la estructura de una semilla monocotiledónea, por ejemplo, un grano de trigo, podemos estar convencidos de la presencia de un solo cotiledón. La plántula de dicha semilla forma una hoja germinal.
Las semillas de frijol tienen una estructura completamente diferente. Su estructura es característica de las semillas de las plantas dicotiledóneas: dos cotiledones en el embrión de la semilla y dos.Además de la estructura del embrión, existen otras características que definen el grupo de plantas. Estos son el tipo de sistema radicular, la presencia de cambium, la estructura y venación de las hojas y la forma de las hojas. Pero la estructura de la semilla es una característica definitoria.
Germinación de la semilla
Seguramente, cada hogar tiene una gran cantidad de semillas almacenadas. Frijoles, guisantes, lentejas e incluso trigo son invitados frecuentes en la cocina. ¿Pero por qué no forman plántulas? La respuesta es sencilla: se requieren determinadas condiciones para su germinación. El más importante de ellos es el agua. Cuando penetra, la semilla se hincha y aumenta de volumen varias veces y los nutrientes del endospermo del embrión se disuelven. En este estado, se vuelven accesibles a las células de un embrión vivo.
Condiciones importantes para la germinación también son el acceso al oxígeno, la luz solar y la temperatura óptima del aire. Generalmente está por encima de los 0 grados. Pero las semillas de los cereales de invierno se tratan especialmente con frío y las temperaturas negativas son una condición necesaria para el desarrollo de sus semillas.
El papel de las semillas en la naturaleza y la vida humana.
Las semillas son de gran importancia tanto para las propias plantas como para los animales y los humanos. Para las plantas, son un medio de reproducción y dispersión sobre la superficie terrestre. Al tener una reserva de almidón, grasas y proteínas, las semillas sirven como un excelente alimento nutritivo para animales y aves. También son un producto alimenticio para humanos. Es imposible imaginar la vida de las personas sin pan elaborado con semillas de cereales o sin aceite vegetal de semillas de girasol y maíz. Y el éxito de la futura cosecha depende en gran medida de la calidad de la semilla.
Las plantas con semillas son las más desarrolladas, las más complejas en estructura y procesos vitales y ocupan una posición dominante en el mundo vegetal. Lograron tal desarrollo precisamente gracias a la presencia de importantes órganos generativos: las semillas.
Desde el momento de la concepción hasta su completa madurez, cuando se vuelve capaz de producir un brote normal, una semilla sufre una serie de complejas transformaciones de un estado a otro, más perfecto, es decir, lo que sucede es lo que define el concepto de “desarrollo de semillas”.
Todo este complejo proceso se puede dividir en varios períodos y fases que caracterizan las etapas individuales en la vida de las semillas.
Cada fase se caracteriza por un estado muy específico de la semilla, por lo que el diagnóstico de la fase debe ser sumamente claro y sencillo. Sin embargo, ahora sólo hay descripciones dispersas de las fases individuales, basadas en la mayoría de las veces en una característica determinada.
Es especialmente importante la clasificación de períodos y fases del desarrollo de las semillas. Para construir una clasificación de un fenómeno en particular, es necesario resumir el material experimental acumulado y resumir los resultados de la investigación y proponer una forma de seguir desarrollando este fenómeno. Naturalmente, tal clasificación sólo puede desarrollarse mediante el esfuerzo colectivo de los investigadores.
La base para construir una clasificación de períodos y fases del desarrollo de las semillas debe ser un conjunto de características: morfológicas, morfogenéticas y bioquímicas.
Se han estudiado las fases con mayor detalle y se han desarrollado clasificaciones para los cultivos de cereales. Las mejores clasificaciones para cultivos de cereales fueron propuestas por N. N. Kuleshov, para legumbres - V. A. Vishnevsky, para girasoles - V. K. Morozov.
Períodos de desarrollo de semillas.
El período de desarrollo de las semillas se caracteriza por cualquier cambio cualitativo significativo, así como por su duración.
Para los cultivos de cereales se pueden distinguir seis períodos característicos y claramente definidos: formación de semillas(embrionario), formación, torrencial, maduración, maduración poscosecha, madurez completa. Como veremos más adelante, todos estos períodos de forma general son inherentes a todas las demás culturas, aunque, naturalmente, cada cultura tendrá diferencias específicas en la naturaleza del período, en sus fases.
N. N. Kuleshov dividió el proceso de desarrollo del grano en tres periodos (fases): formación, torrencial Y maduración. Percibimos los dos últimos períodos en la interpretación de N. N. Kuleshov, y dividimos el primer período en dos períodos cualitativamente diferentes: formación de semillas y él formación. Además, incluimos en el proceso unificado de desarrollo de semillas el período maduración poscosecha y punto madurez completa.
Todos estos períodos se pueden caracterizar brevemente de la siguiente manera (usando el ejemplo del trigo de invierno).
Periodo de formación de semillas comienza después de la fecundación (desde el inicio de la fase posgámica) y continúa hasta el momento en que la semilla, separada de la planta madre, logra brotar. Esto indica que la semilla ya se ha formado y en el futuro comienza un período de fortalecimiento y formación. Este período embrionario comienza con la formación del cigoto y finaliza con la formación del punto de crecimiento del embrión. En este estado, el embrión es capaz, en condiciones óptimas, de producir un brote débil, pero aún viable.
Este período dura de 7 a 9 días para el trigo de invierno, 7 días para el trigo blando de primavera, 10 días para el trigo duro de primavera, 10 a 15 días para el maíz, etc.
Periodo de formación continúa hasta alcanzar la longitud final de grano característica de la variedad. Al final del período, básicamente termina la diferenciación del embrión. Durante este tiempo, el contenido del grano pasa de acuoso a lechoso (aparecen granos de almidón en el tejido del endospermo) y el color de la cáscara cambia de blanco a verde (se acumula clorofila). La humedad del grano es del 65 al 80% y el peso seco de 1000 granos alcanza los 8 a 12 g. Este período del desarrollo del grano se caracteriza por un alto contenido de agua (especialmente agua libre) y un bajo contenido de materia seca. El período dura de 5 a 8 días.
Periodo de llenado Comienza con el depósito de almidón en las células del endospermo y continúa hasta que cesa el depósito de almidón. El período se caracteriza por un aumento en el ancho y grosor del grano hasta su tamaño máximo, la finalización completa de la formación del tejido del endospermo, que primero tiene una consistencia lechosa, luego pastosa y al final del período ceroso. El peso del agua en el grano permanece constante, pero el contenido de humedad del grano disminuye al 38-40% (debido al aumento constante de la materia seca). Este período dura en promedio de 20 a 25 días, pero en climas húmedos y frescos puede durar hasta 30 días, y en climas secos y calurosos puede acortarse a 15 a 18 días o menos.
Periodo de maduración de las semillas. Comienza con su separación de la planta madre, cuando cesa el suministro de sustancias plásticas, enzimas e incluso agua. El grano sufre procesos de polimerización y secado. La humedad en este momento disminuye al 12-18% y, a veces, al 8%. La cantidad de agua libre disminuye drásticamente y, al final del período, puede desaparecer por completo.
Esta división en períodos es correcta desde el punto de vista del grano comercial: este último madura y se considera apto para uso técnico, es decir, se convierte en materia prima para la industria.
Desde el punto de vista del productor de semillas, el desarrollo de las semillas aún no está completo durante este período. Como veremos más adelante, se acerca un nuevo período cualitativo, que está asociado con una mayor transformación de los productos químicos y el surgimiento de una propiedad nueva y más importante de las semillas: germinación normal completa. Aunque la formación morfológica de las semillas finaliza en el tercer período, en el tiempo posterior también ocurren procesos fisiológicos, por lo que consideramos necesario complementar el proceso de formación de las semillas con un quinto período: el período. maduración poscosecha.
EN período maduración poscosecha En las semillas se producen complejas transformaciones bioquímicas de diversos compuestos químicos, aunque las características morfológicas siguen siendo las mismas que en la fase anterior.
Durante este período, la síntesis de compuestos proteicos de alto peso molecular continúa y finaliza, la conversión de ácidos grasos libres en grasas, las moléculas de compuestos de carbohidratos se vuelven más grandes, se producen procesos de transformación de sustancias: inhibidores de la germinación en otras formas, la actividad de enzimas disminuye y aumenta la permeabilidad al aire y al agua de las cubiertas de las semillas.
La humedad de las semillas está en equilibrio con la humedad relativa del aire. La respiración de las semillas se desvanece. Al inicio del período las semillas no germinan o su tasa de germinación es muy baja, pero al final se vuelve normal. El período dura, según la cultura y las condiciones externas, desde un día hasta varios meses.
Periodo de plena madurez comienza desde el momento en que las semillas germinan completamente, es decir, las semillas están listas para comenzar un nuevo ciclo en la vida de la planta. Se produce un lento envejecimiento de los coloides, que se acompaña de una respiración débil. Las semillas permanecen en este estado hasta que comienzan a germinar o hasta que se destruyen por completo debido al envejecimiento durante el almacenamiento a largo plazo.
En algunos casos, estos períodos se dividen en etapas más pequeñas de desarrollo de las semillas: etapas . Las fases se distinguen según diferentes características, que reflejan más claramente sus características. En un caso, puede ser un estado especial del endospermo, en otro, la naturaleza de los procesos fisiológicos, etc.
El período de llenado se divide en las siguientes fases de desarrollo según el estado del endospermo: acuoso, pre-leche, lácteos, pastoso. Durante el período de maduración se distinguen las fases de maduración: de cera(a menudo se distinguen el principio, el pleno y el final de la madurez cerosa), duro(a veces marcando el inicio de la fase sólida de madurez).
Fase acuosa– el comienzo de la formación de células del endospermo. El grano se llena de líquido acuoso. La cáscara es blanca o blanquecina. La humedad del grano es del 75 al 80%, la humedad libre es de 5 a 6 veces mayor que la humedad ligada y la materia seca es del 2 al 3% de la cantidad máxima. La duración media de la fase es de unos 6 días.
Fase premamaria– el contenido líquido y acuoso del grano adquiere un tono lechoso a medida que comienza el proceso de deposición de los granos de almidón en el endospermo. La cáscara es verdosa. El contenido de humedad del grano se reduce al 70-75%, la humedad libre está contenida entre 3 y 4 veces más que la humedad ligada y aproximadamente el 10% del peso del grano maduro acumula materia seca al final de la fase. La duración de la fase es de 6 a 7 días.
Fase de madurez de la leche– el grano tiene la consistencia de una masa blanca lechosa, la cáscara es verde. La humedad del grano al final de la fase cae al 50%, la proporción de agua libre a ligada es de aproximadamente 1,5:1. La cantidad de agua por 1000 granos crudos permanece aproximadamente constante. Durante esta fase, la materia seca se acumula intensamente, su cantidad es aproximadamente el 50% del peso de la semilla madura. La duración de la fase es de 7 a 10 días, a veces de 10 a 15 días.
Fase de madurez pastosa– el endospermo adquiere la consistencia de una masa y, al aplastarlo, las hebras se estiran. La clorofila desaparece gradualmente en la cáscara (conservándose en el surco). La humedad del grano se reduce al 35-42%, la proporción de agua libre a ligada es de 1:1. El contenido de materia seca alcanza el 85-90% del máximo. La duración de la fase es de 4 a 5 días.
Fase de madurez de la cera– el endospermo se vuelve ceroso y elástico. Las conchas se vuelven amarillas. La clorofila desaparece en el surco. La cantidad de agua se reduce al 30%. El grano alcanza su máximo volumen. Al inicio de la fase continúa un ligero aumento de materia seca en el grano, y al final se detiene por completo. La duración de la fase es de 3 a 6 días.
– el endospermo se vuelve duro, harinoso o vidrioso cuando se rompe. El caparazón también adquiere una apariencia densa y coriácea. El color es típico de este cultivo y variedad. Dependiendo de la zona y las condiciones, el contenido de agua es del 8 al 22 %, incluido del 1 al 8 % en estado libre. La duración de la fase es de 3 a 5 días, y luego comienza un proceso paulatino de pérdida de sustancia (expiración, etc.).
La duración de cada período y fase está determinada no sólo por las características de la especie, sino también por las condiciones en las que se produce el desarrollo de la semilla. El medio ambiente puede cambiar no sólo la duración del período o fase, sino también su naturaleza (los procesos fisiológicos pueden ocurrir intensamente o pueden suprimirse significativamente), lo que afecta las propiedades de siembra y rendimiento de las semillas.
Si durante el período de formación de las semillas el clima es cálido y seco o el suelo no está lo suficientemente húmedo, es decir, el grano se hunde. fusible o captura, luego la duración del período se reduce, las semillas no tienen tiempo de alcanzar una longitud normal y se acortan (algo muy raro).
En algunos casos, el proceso de opresión de la planta y la semilla puede ir más allá (a altas temperaturas y falta de humedad): se produce una deshidratación severa de las semillas, se altera el estado fisiológico normal de las células y se interrumpen los procesos bioquímicos en la semilla. cambiar. El resultado son semillas diminutas con un peso reducido de 1.000 granos, a menudo con un alto contenido de compuestos nitrogenados.
El clima húmedo con temperaturas favorables y un aporte de nutrientes ayudan a alargar el período de formación y formación de semillas largas, que, en condiciones posteriores favorables, se convierten en semillas grandes.
El peso y tamaño de las semillas dependen de las condiciones durante el período de llenado de las semillas. En condiciones normales de nutrición, suministro de agua y ausencia de secado físico de las semillas, el proceso de llenado dura más tiempo y se depositan muchas sustancias orgánicas en el grano. En tales condiciones, las semillas adquieren gran peso, gran tamaño, superficie lisa, color brillante y fresco y tienen altas propiedades de siembra y rendimiento.
En condiciones de lluvia, el llenado se retrasa, los procesos sintéticos se debilitan y la composición química cambia, porque algunas sustancias no se convierten en productos finales. Estas semillas tienen propiedades de rendimiento reducido, tienen un largo período de maduración poscosecha y están mal almacenadas.
Las altas temperaturas con un suministro de agua suficientemente completo acortan el período de llenado y aceleran el ritmo de los procesos bioquímicos. Las semillas son de gran calidad. Si el suministro de agua es insuficiente, debido al acortamiento de este período, las semillas pueden ser insignificantes en diversos grados. Sin embargo, este retraso en el crecimiento tiene un efecto menos negativo en la calidad de las semillas que el retraso en el crecimiento que surgió durante el período de su formación, cuando las condiciones desfavorables también afectan el desarrollo del embrión.
Las condiciones que se desarrollan durante el período de maduración de las semillas tienen menos influencia en su calidad que las condiciones de períodos anteriores, pero también son importantes para la obtención de semillas de alta calidad. Durante este período, las semillas deben secarse de manera constante y uniforme, lo que favorece la conversión de los nutrientes de reserva a sus formas finales. La sequía en la fase de madurez cerosa, si provoca un rápido secado de las semillas, provoca un mayor contenido de carbohidratos de fácil movilidad (azúcar, etc.), que no tienen tiempo de convertirse en almidón. Estas semillas tienen altas cualidades de siembra, especialmente una alta energía de germinación, pero requieren atención especial durante el almacenamiento. Un mayor contenido de azúcar, incluso con un ligero aumento de la humedad, puede provocar una respiración intensa y, posteriormente, el deterioro de las semillas.
El clima lluvioso y frío durante el período de maduración ralentiza este proceso y las semillas se obtienen con malas cualidades de siembra y baja germinación. El clima frío pero seco, aunque alarga el período, produce semillas de calidad satisfactoria.
Los períodos de desarrollo de las semillas considerados se aplican a los cultivos de cereales, pero son plenamente aplicables a otros cultivos, aunque algunas fases pueden ser diferentes.
V. A. Vishnevsky estudió en detalle el proceso de desarrollo de las semillas de altramuz y estableció seis fases de madurez: A) cotiledones verde oscuro, radícula verde; b) los cotiledones son verdes, el comienzo del blanqueamiento de la radícula del embrión; V) cotiledones de color verde claro, blanqueamiento completo de la radícula del embrión; GRAMO) los cotiledones son blanquecinos, el comienzo del amarillamiento de la raíz del embrión; d) los cotiledones son amarillentos, la radícula del embrión es amarilla; mi) los cotiledones son amarillos, la radícula del embrión es amarillo claro. Según el autor, el período de llenado termina en la fase de amarillamiento completo de la raíz del embrión, cuando el contenido de humedad de las semillas desciende por debajo del 50% y se detiene el flujo de sustancias plásticas hacia las semillas. Esta división en fases de los periodos de llenado y maduración también es posible para otras leguminosas, aunque habrá algunas diferencias.
El proceso de desarrollo de las semillas de girasol difiere significativamente del proceso de desarrollo de las cariopsis. Según el esquema de V.K. Morozov para el girasol Se establecen las siguientes fases:
Fase de formación del volumen del aquenio.(pericarpio) comienza mucho antes de la floración y termina entre 6 y 14 días después de la fertilización. El pericarpio del aquenio crece en longitud aproximadamente 6 días después de la fertilización, y en ancho y grosor, de 8 a 14 días.
Fase de formación de volumen nuclear. comienza después de la fertilización. Un crecimiento notable en las tres dimensiones comienza después del cuarto día y finaliza entre los días 12 y 14.
Fase de llenado comienza al final del anterior, y finaliza cuando cesa el aporte de materia seca y la acumulación de grasa en el aquenio. Esto suele ocurrir cuando la humedad de los aquenios disminuye al 38-40%.
EN fase de maduración El proceso de secado y eliminación de humedad está en marcha. Las semillas entran en estado de maduración poscosecha.
Dentro de la fase de maduración, el autor también distingue grado de madurez (maduración): limpieza– las semillas tienen un contenido de humedad del 18 al 20%, económico– humedad de los aquenios 12-14% y detener– el contenido de humedad de los aquenios es inferior al 12%.
Como vemos, esta división del proceso de desarrollo de los aquenios se basa en su contenido de humedad, y sólo en las dos primeras fases se toman otras características.
Sería posible continuar el análisis de las fases de desarrollo de otras culturas, pero todas reflejarán sólo sus particularidades y el patrón general sigue siendo el mismo.
La semilla consta de tres partes principales: el embrión, el endospermo (un recipiente para los nutrientes de reserva) y la cubierta de la semilla. Si se necesitan sustancias de reserva para nutrir al embrión durante la germinación y el desarrollo de la plántula, y la cáscara cumple principalmente la función de proteger la semilla, entonces el embrión representa el rudimento de la futura planta (Fig. 3)
Embrión de semilla.
Después de la fertilización del óvulo, se forma un cigoto, una célula en la que se concentran los rudimentos de todas las características y propiedades de un organismo adulto. El embrión, durante su desarrollo, utiliza parcial o totalmente las sustancias del endospermo para alimentarse y formarse. En las monocotiledóneas, se forma un cotiledón y el punto de crecimiento se encuentra en el costado. La mayor parte del grano de cereal está formada por endospermo. En las dicotiledóneas se desarrollan dos cotiledones, donde se depositan los nutrientes de reserva y el embrión llena toda la semilla. Su punto de crecimiento está entre los cotiledones.
Si el embrión tiene dos cotiledones que salen a la superficie, es más probable que las plántulas cambien a una nutrición autótrofa adicional, dependan menos de la semilla madre y se adapten mejor a las condiciones ambientales.
El endospermo es un tejido nutritivo que se desarrolla alrededor del embrión tras la fusión de los gametos durante la fecundación. El endospermo no es sólo un tejido nutritivo, sino que desempeña un papel más importante en la formación de semillas y plantas jóvenes.
Cubiertas de la semilla.
La cubierta de la semilla se desarrolla a partir de la cubierta exterior del óvulo. En las semillas de cereales, la cubierta de la semilla está estrechamente fusionada con las paredes del ovario.
Después de la fertilización, durante el desarrollo de la semilla, las paredes del ovario sufren cambios morfológicos y bioquímicos, como resultado de lo cual aparece la membrana del fruto.
La cubierta protege las partes internas de la semilla de daños mecánicos, efectos nocivos del ambiente externo y regula el flujo y liberación de agua, el intercambio de gases, etc.
La base de la cubierta de la semilla es la fibra, un esqueleto de celulosa impregnado de lignina, que favorece su lignificación.
En los frutos, la capa exterior del tegumento es la cáscara del fruto, bajo cuya cubierta se encuentran las partes restantes de la semilla, incluida la cubierta de la semilla. En este caso, la cáscara del fruto constituye la parte más desarrollada del tegumento de la semilla, y la cubierta de la semilla se reduce significativamente, y muchas de las funciones de esta última se transfieren a la cáscara del fruto (Fig. 4).
Según la naturaleza de la superficie, la cáscara puede ser brillante, mate, lisa, celular, espinosa, equipada con escamas u otras excrecencias.
En los granos transparentes (avena, cebada, etc.), los granos permanecen encerrados en escamas florales después de la trilla, lo que reduce significativamente el daño a las semillas y mejora su conservación. La integridad de su tegumento es de gran importancia para preservar la viabilidad de las semillas. A través de grietas y otros daños a las cáscaras, muchas plagas y microorganismos penetran en el interior de la semilla, lo que reduce significativamente el rendimiento potencial como resultado de los efectos destructivos de los microorganismos.
La cáscara, así como la capa de aleurona, retrasan el flujo de humedad hacia la semilla y evitan que se humedezca con una lluvia ligera y que se seque en tiempo seco. El daño a las cáscaras contribuye a una humectación más rápida e incluso a la lixiviación de sustancias del contenido de la semilla y, en algunos casos, provoca una germinación prematura de la semilla.
En las leguminosas, los altramuces y algunos otros cultivos, la velocidad de entrada de humedad en las semillas está relacionada con la capa en empalizada presente en su piel. Cuando cambia su condición, el flujo de humedad se ralentiza e incluso se forman las llamadas semillas duras, cuya piel se vuelve impermeable. Sin embargo, si se daña la integridad del tegumento, el agua comienza inmediatamente a fluir hacia los tejidos internos de la semilla. No toda la superficie de la semilla es igualmente accesible al agua. Así, en los cultivos de cereales, la humedad penetra más rápidamente en la parte embrionaria de la semilla y en las leguminosas, en la zona del hilo.
Las cáscaras de las semillas tienen la propiedad de ser semipermeables a determinadas sustancias en solución. La semipermeabilidad de la cubierta de la semilla es de gran importancia biológica y económica. Afecta significativamente el comportamiento de las semillas durante el tratamiento, cuando entran en contacto con fertilizantes, sobre la germinación de las semillas con un alto contenido de sal en el suelo, etc.
La proporción de las distintas partes de la semilla varía en función de las características varietales, tamaño, grado de maduración, etc. En promedio, se puede caracterizar por los siguientes valores, % de masa de grano:
Maíz de trigo
Conchas 8,9 7,4
Endospermo 87,9 82,5
Embrión 3,2 10,1
Los nutrientes de reserva representan la mayor parte de la semilla, y cuanto más grandes y pesadas son las semillas, más nutrientes de reserva contienen y más grande es el embrión. Con un tegumento fuerte, estas semillas se convierten en una plántula más fuerte y resistente a diversas condiciones desfavorables, lo que garantiza una mayor productividad de la planta.
Periodos y fases del desarrollo de las semillas.
Desde el momento de la fertilización hasta la plena madurez, se observan en la semilla una serie de transformaciones complejas, es decir, se produce su desarrollo. En el trigo hay seis períodos de desarrollo de las semillas.
1. Educación: desde la fertilización hasta la formación de un punto de crecimiento. Se formó la semilla, es decir. cuando se separa de la planta, es capaz de producir un brote viable. El peso de 1000 semillas es de 1 g y la duración del período es de 7 a 9 días.
2. Formación: desde la formación hasta el establecimiento de la longitud final del grano. Finaliza la diferenciación del embrión, el color del grano es verde y comienzan a aparecer granos de almidón. Los cereales contienen mucha agua libre y poca materia seca. El peso de 1000 semillas es de 8 a 12 g Lo principal durante este período no es la acumulación de sustancias de reserva, sino la formación de todas las partes del grano. La duración del período es de 5 a 8 días.
3. Llenado: desde el inicio de la deposición del almidón en el endospermo hasta su cese. Durante este período, el ancho y el grosor del grano aumentan al máximo y el tejido del endospermo está completamente formado. El contenido de humedad del grano disminuye a 38-40% a medida que se acumula materia seca. La duración del período es en promedio de 20 a 25 días.
4. Maduración: comienza con el cese del suministro de nutrientes. En este momento predominan los procesos de polimerización y secado. La humedad cae al 18-12%. El grano está maduro y apto para uso técnico, pero el desarrollo de la semilla aún no está completo; en ella se están produciendo procesos fisiológicos.
5. Durante la maduración poscosecha, finaliza la síntesis de compuestos proteicos de alto peso molecular, los ácidos grasos libres se convierten en grasas, la actividad de las enzimas disminuye y aumenta la resistencia al aire y al agua de las cubiertas de las semillas. El contenido de humedad de las semillas se equilibra con la humedad relativa del aire. La respiración se desvanece. Al comienzo del período, la germinación de las semillas es baja y al final se vuelve normal. La duración del período depende de las características de la cultura y las condiciones externas.
6. Maduración total: comienza desde el momento de la germinación completa, las semillas están listas para comenzar un nuevo ciclo de vida vegetal, se produce un lento envejecimiento de los coloides, que se acompaña de una respiración débil. Permanecen en este estado hasta la germinación o la muerte completa debido al envejecimiento durante el almacenamiento a largo plazo.
Los períodos se dividen en etapas más pequeñas del desarrollo de las semillas: fases. El período de llenado se divide en cuatro fases y el de maduración en dos.
La fase acuosa es el comienzo de la formación de células del endospermo. El grano está lleno de líquido acuoso, su humedad es del 80-75%, el agua libre es de 5 a 6 veces más que la unida. La materia seca es del 2-3% del máximo. La duración de la fase es de 6 días.
Fase previa a la leche: el contenido es acuoso con un tinte lechoso, ya que el almidón se deposita en el endospermo, la cáscara es verdosa, la humedad es del 75-70% y la materia seca es del 10%. La duración de la fase es de 6-7 días.
Fase lechosa: el grano contiene un líquido blanco lechoso. Su humedad es de hasta el 50%; la materia seca acumuló el 50% de la masa de la semilla madura. La duración de la fase es de 10 a 15 días.
Fase de masa: el endospermo tiene la consistencia de una masa. La clorofila se destruye y permanece solo en el surco. La humedad se reduce al 42%, la materia seca se acumula entre el 85 y el 90%, la duración de la fase es de 4 a 5 días.
La fase de madurez cerosa: el endospermo es ceroso, elástico, las cáscaras son amarillas, la humedad disminuye al 30% y se detiene el aumento de materia seca. La duración de la fase es de 3 a 6 días.
Fase de madurez firme: el endospermo es duro, harinoso o vidrioso en la rotura, la cáscara es densa, coriácea, el color es típico, humedad del 8 al 22%, duración de la fase de 3 a 5 días. A lo largo de las fases se producen cambios significativos en las cualidades de siembra y las propiedades de rendimiento de las semillas. Por lo tanto, las semillas en estado lechoso tienen menor energía de germinación, vigor de crecimiento y germinación en el campo y son inferiores en productividad a las semillas en madurez cerosa y dura.
Las semillas suelen tener propiedades de rendimiento reducido, un largo período de maduración poscosecha y están mal almacenadas. Las altas temperaturas con humedad normal reducen el llenado y aceleran los procesos bioquímicos. En este caso, las semillas se forman de gran calidad.
Las heladas primaverales tienen un efecto negativo sobre las semillas de los cereales al comienzo de la madurez cerosa. El grano cortado por congelación se deteriora mucho más durante el almacenamiento y produce un alto porcentaje de brotes anormales y debilitados.
La acumulación de materia seca en el grano finaliza a mitad de la madurez cerosa con una humedad del 35-40%. En este momento, las plantas se pueden cortar y colocar en hileras.
