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辣椒种子生理变化与环境条件

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辣椒种子生理变化与环境条件

种子生长及贮藏期间环境条件会影响种子内胚的发育、营养物质的含量、种子成熟的速度、种子的耐贮性和生活力、发芽势、发芽率。

一、辣椒种子的形成

辣椒杂交种子经过授粉受精后,受精卵发育成胚,胚rǔ核发育成胚rǔ,珠被发育成种皮。

二、辣椒种子生长发育

一般来说,充分成熟的种子所含营养物质多,种子的原始生活力高,耐贮藏,寿命长,发芽率高。在生产实践中,由于受异常环境条件、气候条件的影响,往往出现辣椒果实或种子其外部形态、大小、色泽已经与成熟果实或种子无异,而种子在生理上未达到成熟的程度的现象,其发芽率很低,给制种农户造成很大影响。如在北方基地进行甜椒制种时,很容易发生种子颜色金黄色、饱满,但发芽率低的现象。因此,应该对种子成熟时的特征、种子成熟过程的生理生化变化、采种时间有所了解。

1.真正成熟的种子应具备的特征

(1)养料运输已经停止,干物质不再增加。

(2)水分减少,硬度不再增加,对环境条件抵抗力增加。

(3)种皮坚固,呈现淡黄色。

(4)胚具有萌发能力,种子内生理成熟已完成。

2.种子成熟过程中的理化性状的变化

(1)化学成分的变化 种子成熟期间植株内养分呈溶液状态流向种子,在种子内积累起来,转为非溶解状态的高分子化合物淀粉、蛋白质、脂肪等,种子内含水量逐渐减少。在种子生长发育过程中,开始阶段生长刺激素赤霉素等含量很高,以后逐渐减少,而生长抑制物质脱落酸等逐渐增加。种子中维生素、核酸的含量,其变化规律与赤霉素等生长刺激素相同。

形成种子的有机物主要来源于茎叶,但果实表面的叶绿素由于旺盛的气体交换,吸收二氧化碳,也能制造部分有机物质供给种子生长发育。果实表面强烈的蒸腾作用有助于贮藏物质的转化。待干物质充满种子内部,果实表面叶绿素消失时,种子便失水、硬化,种皮出现固有色泽,这时种子进入完熟期。

(2)物理性的变化 种子物理性的变化包括种子的大小、重量、比重、含水量等。

(3)发芽率的变化 随着种子成熟度的增加,种子的发芽率和发芽指数也随之提高。

三、环境条件对种子成熟期与质量的影响

辣椒开花,经授粉受精后,到种子完全成熟,大约需要 50~70天。但种子成熟过程中外界环境条件的变化,对其成熟期及种子质量的改变,也有很大的影响。如在海南,同一个品种,在不同的月份坐果,其成熟所需时间不同;北方基地与南方基地的成熟期也不相同。

1.湿度对种子成熟期及质量的影响 阴雨天,湿度高,植物蒸腾慢,酶的活力差,养分输送慢,成熟期延迟;天气 晴朗干旱,成熟期提早。

2.温度对种子成熟期及质量的影响 白天温度高,晚上温度较低,昼夜温差大,能增进干物质的积累,有利于物质的运输与贮藏,所产的种子籽粒饱满,千粒重大。温度过低,影响光合作用,贮藏物质的积累少,种子成熟延迟,所产生的种子不够饱满。温度过高,则种子成熟快,不利于干物质的积累,千粒重小。这就是南北制种基地种子千粒重的差别,一般北方的种子千粒重大,而南方的种子千粒重轻。

3.营养条件对种子成熟期及质量的影响 营养条件差,种子成熟期短,种子弱小。磷有利于碳水化合物的转化,开花前增施磷肥或根外追肥,可提早成熟,增加粒重,提高种子产量。氮肥过多,导致成熟延迟,千粒重降低,产量减少。同一株上不同部位的种子,其千粒重有显著差异,一般主枝种子大于侧枝种子。这就是授粉前对植株进行整枝可提高产量的原因。

四、种子的寿命

1.种子寿命的概念 通常所说的种子寿命是指在一定的具体条件下,能保持其生命活力所能达到的平均年限,若时间、地点、环境条件改变,其寿命也会改变,寿命不可能是一个绝对数值。同一母本上的不同层次的种子,主枝或侧枝的种子,甚至同一果实内由于发育情况不一样的种子,其寿命也有差别。优良的种子除了具备优良品种的种质以外,还应有优良的播种品质,即所播的种子应具备出苗早、齐、壮、健等条件。生活力已经下降的种子,生产上就没有应用价值。

2.种子可能生存的年限 种子的寿命由遗传性和环境条件决定。在遗传性不变的情况下,种子的贮藏条件是决定种子寿命的主要因素。一般认为种子贮藏温度在其极限范围内,每降低5℃,寿命可延长1倍。种子含水量也对种子寿命有很大的影响,种子含水量在5%~14%的范围内,种子的含水量越低,越耐贮藏。若超过其极限,则又走向反面。从遗传性的角度进行分类,辣椒种子属于较短命种子类型。

辣椒杂交种子由于成本较高,在贮藏过程中,一定要注意贮藏条件。低温贮藏,对种子的寿命延长很有好处,但是费用较高,增加了保管成本。比较经济又比较保险的方法是常温下干燥贮藏。将含水量控制在7%左右,辣椒种子可在常温下贮藏3~5年,种子不会丧失其商品性。

五、种子的萌发

种子萌发的特点在于发芽阶段除了水和空气外,不需要外来的营养,种子发芽时虽然体积有所增加,但干物质没有增加,相反还在消耗。在种子萌动期间,种子内部只发生了物质的转化,而没有发生物质的同化。同化现象和生长现象不是同时进行,这是种子萌发期间的特点。

1.吸胀 吸胀是种子萌发的第一阶段。一般干燥种子的内部几乎所有组织都呈皱缩状态,细胞核呈不规则状,细胞内含物具有很强的黏滞性。当水分进入种子后,细胞体积就增大而呈紧张状态。种子放入水中后,很快吸水,直到细胞内部水分达到饱和状态。吸水纯粹是一种物理作用,不是生理现象。种子在吸水后体积逐渐膨大,但体积的膨大与吸水量并非成正比例增加。辣椒种子急剧吸水期大约为6小时,不出现吸水停滞期,吸水呈抛物线型。在本阶段外渗物质并非以可溶性糖、蛋白质为主,而是其他外渗物质。在生产中,辣椒浸种不能超过急剧吸水期。辣椒种子内乙烯含量是萌发前的指示物,一般种子在吸水48小时后乙烯含量最高,此时种子已具备萌发的内在条件。

2.萌动 种子在吸胀过程中,细胞含水量增加,大部分以自由水状态存在于胶体微粒的周围及细胞间隙中。此时酶的活性增强,将不溶性的高分子营养物质转化为可溶性的简单物质,胚部细胞的新陈代谢趋向旺盛,细胞迅速分裂和伸长,待胚的体积增至一定限度时就顶破种皮而伸出。首先冲出种皮的是胚根,因为胚根的尖端对着发芽口。在水分不足时,胚根先出、胚芽迟出的现象更明显。种子萌动时对外界环境条件具有高度敏感性,在适当范围内给予或改变某些条件,对促进发芽、生长有不同程度的效果。

3.发芽 种子萌动后,胚部细胞继续分裂,生长速度 加快,至胚根、胚芽伸出种皮达到一定长度时,就认为种子 已经发芽。种子在此期间新陈代谢旺盛,呼吸强度已达到最高限度,此时如氧气不足,就会引起新陈代谢失调,严重的,会使胚窒息,甚至死亡。种子健壮、千粒重大的,出苗整齐,出苗率高,出苗快。而种子瘦弱、千粒重小的,出苗慢,不整齐。