种子生理上把干燥种子吸水到种胚突破种皮的过程看成是萌发,而从种子技术的角度是指种胚恢复生长,并长成具有正常构造幼苗的过程。
种子萌发过程分为4个阶段:
- 吸胀(Imbibition)
吸胀:是种子萌发的起始阶段,种子吸胀作用并非活细胞的一种生理现象,而是胶体吸水使体积膨大的物理作用。
吸胀是物理过程,无论是死种子,还是活种子,都能发生吸胀过程。伴随吸胀过程,种胚活细胞内部的蛋白质、酶等大分子和细胞器等陆续发生水合活化,呼吸强度持续增加。而死种子虽能吸胀,但已经丧失活化和修复能力。
南瓜子露白
- 萌动(Protrusion)
种子萌发的第二阶段,种子在最初吸胀的基础上,吸水一般要停滞数小时或数天;吸水虽然暂时停滞,但种子内部的代谢开始加强,转入一个新的生理状态;在生物大分子、细胞器活化和修复基础上,种胚细胞恢复生长;当种胚细胞体积扩大伸展到一定程度,胚根尖端突破种皮外伸,称为种子萌动,在农业生产上俗称为“露白”。
种子萌发过程水分吸收的典型模式
- 发芽(Germination)
种子萌动后,种胚细胞开始或加速分裂和分化,生长速度显著加快,当胚根、胚芽伸出种皮并发育到一定程度,称为发芽;新陈代谢极为旺盛,产生大量的能量和代谢产物,如果氧气供应不足,易引起缺氧呼吸,使种胚窒息以至中毒死亡;若催芽不当,或播后受到不良条件的影响,如播种后土质黏重、密度过大或覆土过深、雨后表土板结,种子萌动后会因无氧呼吸,生长停滞,幼苗无力顶出土面,而发生烂种和缺苗现象。
- 幼苗的形态建成(Seedling establishment)
子叶出土型
发芽时,下胚轴显著伸长,初期弯成拱形,顶出土面 后下胚轴逐渐伸直,胚与种皮脱离,子叶迅速展开, 见光后迅速转绿进行光合作用,从两子叶间的胚芽长出真叶和主茎;少量单子叶植物(葱蒜类)和90%的双子叶植物。
子叶留土型
发芽时,上胚轴伸长露出土面,随即长出真叶而成幼苗,子叶仍留在土中与种皮不脱离,直至内部贮藏养分消耗殆尽,才萎缩或解体;大部分单子叶植物,小部分双子叶植物(蚕豆、豌豆等)。
种子子叶的留土萌发和出土萌发
种子的萌发条件内部生理条件和外部环境共同作用
只有通过休眠或无休眠且具有生活力的种子,在一定的适宜条件下才能正常发芽和成苗。种子萌发适宜的环境条件包括充足的水分供应、适宜的温度和氧气供应。水分是种子萌发的先决条件。种子水分吸收速率和吸收量,主要受到种子化学成分、种被透性、外界水分状况和温度的影响。种子的吸胀损伤:有的种子如大豆、菜豆, 本身种皮较薄,蛋白质含量高,吸水力强,如果种子吸胀速率过快,细胞膜就无法修复而且出现更多的损伤,物质外渗加剧,种子发芽成苗能力下降,这种类型的损伤称为吸胀损伤(soaking injury)。