проведя горизонталь, соответствующую 50 % всхожести, можно получить значение полупериода потери всхожести, то есть времени, в течение которого она уменьшается наполовину.
Рис. 18. Изменение всхожести семян в зависимости от времени хранения: 1, 2, 3 — индексы сохраняемости семян
В соответствии с этим семена можно характеризовать так называемым индексом сохраняемости. В случае, когда они теряют половину всхожести в течение 1–2 лет хранения, соответствующий индекс равен 1; если этот срок составляет 3–5 лет, индекс сохраняемости будет 2; более 5 лет — 3.
Значения индекса сохраняемости и другие показатели долговечности семян некоторых цветочно-декоративных растений приведены в таблице 15 (Justice, 1977). На основе данных таблицы можно выделить четыре группы семян.
15. Характеристика долговечности семян цветочно-декоративных растений
1. Семена с малой начальной всхожестью (55 %), которые быстро теряют свои репродуктивные способности (32 % в год).
2. Семена со средней начальной всхожестью (70 %), у которых потери всхожести составляют около 6 % в год.
3. Семена с высокой начальной всхожестью, ежегодные потери всхожести у них около 3,2 %.
4. Семена с малой и непостоянной начальной всхожестью, которые, однако, теряют свои репродуктивные способности весьма медленно (0,85 % в год).
ХРАНЕНИЕ СЕМЯН ПРИ СВЕРХНИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
В последние годы установлено, что сверхнизкие температуры, соответствующие температуре сжижения азота (—196 °C) и воздуха (—253 °C), способствуют практически неограниченному по времени хранению семенного фонда целого ряда растений. При столь низких температурах прекращается биохимическая активность, семена погружаются в состояние глубокого анабиоза. Успешное хранение семян, по данным В. А. Федосеенко, определяется как факторами, зависящими от самих семян, и прежде всего их влажностью, так и скоростью сверхнизкотемпературного охлаждения. Для семян цветочно-декоративных растений оптимальная влажность 5—10 %. Скорость охлаждения варьирует в широких пределах в зависимости от вида растений и может изменяться от 5 до 100 °Cс. При этом возможны повторные глубокие охлаждения семян после расконсервации. Отмечены случаи, когда семена переносили полное самоиспарение жидкого азота или другого низкотемпературного хладагента (жидкого воздуха, кислорода, водорода), если скорость отогрева не превышала одного градуса в минуту.
Допускается увеличение влажности в 1,5–2 раза выше оптимальной, но при этом возможно травмирование семян при охлаждении. Если семена обладают повышенной влажностью, необходимо применять большие скорости охлаждения, использовать специальные пасты с высокой теплопроводностью, чтобы не допускать частичного или полного разрушения семян из-за кристаллизации воды. При небольших повреждениях развиваются аномальные проростки с патологией семядолей, точки роста, корневой системы.
Для сверхнизкотемпературного хранения семян применяют упаковочные материалы типа хлопчатобумажной марли или сетки и термостойких полимеров: полипропилена, полистирола, капрона. Выбор типа материала и размеров ячей зависит от морфологических особенностей, влажности и биохимического состава семян. Для крупных семян лучше использовать сетки с большими размерами ячей. Если семена обладают повышенной влажностью, предпочтительнее тара в виде мешочков из марли или крупноячеистой сетки, что позволяет избежать кристаллизации воды. Этой же цели служат и некоторые криопротекторы. Посевные качества семян после сверхнизкотемпературного хранения улучшаются. После трехлетнего хранения в жидком азоте, как показано В. А. Федосеенко, энергия прорастания и всхожесть семян были лучше, чем в контроле, варьируя в пределах 88–99 %.
При сверхнизких температурах хранят только полноценные семена, качество которых не вызывает сомнения. При этом необходимо контролировать уровень хладагента. Так, в случае хранения в жидком азоте при повышении температуры до отметки выше — 120 °C часто наступает гибель семян. Особенно опасен температурный интервал от —80 до —100 °C. Основная причина гибели семян — изменение фазового состояния воды и структуры материала семени. Чтобы этого не случилось, нужно периодически доливать хладагент.
Большое значение в получении качественного семенного материала после снятия с хранения имеет режим расконсервации. Расконсервация семян в условиях комнатной температуры (17–25 °C) часто приводит к полному их разрушению независимо от срока хранения при сверхнизких температурах. Хорошие результаты получают при отогреве семян в восходящем потоке теплого (35–40 °C) воздуха. При этом семена отогреваются во взвешенном состоянии. Наиболее благоприятные условия создаются при расконсервации в проточной, интенсивно перемешиваемой теплой воде (40 °C). В стоячей воде возможно образование ледяного панциря, воздействие которого на покровы и ткани семян приводит к их разрушению.
Следовательно, чтобы при сверхнизкотемпературном хранении не снизилась жизнеспособность семян, необходимо строго соблюдать режим охлаждения и отогрева.
ЛИОФИЛЬНОЕ ХРАНЕНИЕ СЕМЯН
В условиях лиофилизации семена могут храниться весьма продолжительное время. При лиофильной сушке вода удаляется из замороженных семян под вакуумом путем сублимации льда, то есть превращения его в пар, минуя жидкую фазу. Метод лиофилизации предотвращает повреждение семенного материала, позволяет получать сухие семена без потери их структурной целостности и биологической активности. При лиофилизации белки не подвергаются денатурации и семена могут длительное время храниться при температурах несколько ниже 0 °C. В дальнейшем при увлажнении они восстанавливают свои первоначальные свойства. Такой способ хранения особенно подходит для хрупких, нежных семян. В таблице 16 приведены результаты четырехлетнего хранения семян ряда цветочных растений, подвергнутых лиофильной сушке (Come, 1983), Данные таблицы свидетельствуют о высокой эффективности лиофильного хранения семенного материала. Этому, по-видимому, способствует резкое замедление и даже полная остановка метаболических процессов в дегидратированных семенах.
16. Всхожесть лиофилизированных семян, %
ХРАНЕНИЕ ПЫЛЬЦЫ
Скрещивание — один из главных способов выведения новых сортов цветочно-декоративных растений. Технология скрещивания заключается в переносе пыльцы растения отцовской формы на рыльце пестика растения материнской формы. Если периоды цветения обоих растений совпадают, не возникает каких-либо трудностей при таком опылении, но очень часто такого совпадения не происходит. С помощью различных приемов можно искусственно затормозить рост одного растения или ускорить рост другого, изменяя, например, температурный режим культивационного сооружения. Если скрещиванию подвергают растения длинного или короткого дня, то сроками их зацветания можно варьировать, изменяя продолжительность светового периода. Этой же цели служит и посев растений в разные сроки.
Однако, несмотря на разнообразие таких приемов, не всегда