Семенное размножение. Способы размножения

Основным и наиболее полноценным способом пополнения коллекции является семенное размножение. По существующему определению семя - это оплодотворенная зрелая семяпочка, имеющая зародыш, запасные питательные вещества и защитную оболочку. У зародыша семени выделяют зародышевый корешок, гипокотиль или подсемядольное колено (часть стебля), зародышевую почку и семядоли, число которых у кактусов обычно равно двум. Остальной объем семени заполнен питательным веществом называемом эндоспермом. На оболочке можно различить рубчик - место прикрепления семени и микропиле - узкий канал, через который проникает пыльцевая трубка и происходит оплодотворение. При прорастании семян происходит удлинение корешка и проникновение его в почву. В начале прорастания делятся все клетки зародыша, но после сформирования проростка, деление клеток локализуется в кончиках побега и корня.

Продолжительность жизни семян растений, в том числе кактусовых, сильно различается. Известно, например, что семена люпина из арктической тундры пролежав в замороженном иле около 10 тысяч лет хорошо проросли. Семена кактусов имеют различную продолжительность жизни. Короткая жизнь у семян ребуций, айлостер и некоторых других родов. Срок их прорастания ограничивается, примерно, одним годом. И наоборот, у представителей рода Cereus и Mamillaria срок жизни семян может достигать 7 - 9 лет. Известны и более долгоживущие семена.

Кроме биологических причин, продолжительность жизни семян зависит от условий их хранения. Существует два независимых правила хранения: 1) при увеличении воды в семенах на 1% (при оптимуме 5 - 14%) срок их жизни сокращается в 2 раза, при этом ниже оптимума происходит окисление жиров, выше - поражение грибами; 2) при увеличении температуры на каждые 5° (в диапазоне 0 - 50°) срок жизни семян также сокращается в 2 раза. Иначе говоря, чтобы семена не потеряли всхожесть их желательно хранить в оптимальном диапазоне температур и влажности, по возможности не меняя эти параметры.

Для прорастания семян необходимо создание определенных условий. Среди важнейших факторов прорастания следует назвать воду, температуру и, в меньшей степени, свет. Чтобы выйти из состояния покоя семена должны поглотить определенное количество воды. При этом возобновляются физиологические процессы, обеспечивающие прорастание. Недостаток влаги тормозит прорастание семян и сокращает всхожесть. Растущему проростку требуется гораздо большее количество воды, чем для прорастания семени.

Температурный диапазон прорастания семян обычно достаточно широк, но для быстрого прорастания необходим определенный оптимум, который может различаться даже у разных растений одного вида. Опытным путем было установлено, например, что семена клейстокактусов, в отличии от большинства других видов кактусов, имеют лучшую всхожесть при температуре всего 11°. Большинство семян могут хорошо прорастать при постоянной температуре, но все же желательны суточные колебания, как это происходит в природе.

Считается, что семена большинства видов растений для прорастания не нуждаются в свете и лишь немногие виды требуют некоторого количества света. Для светочувствительных видов необходим определенный фотопериод, то есть смена дня и ночи. Было также установлено, что семена многих видов растений чувствительны к свету определенной длины волны. Так освещение семян красным светом разной длины волны стимулировало их прорастание.

Наиболее простой и надежный способ выведения из состояния покоя семян кактусов - замачивание их в слабом растворе марганцовокислого калия на одни сутки при комнатной температуре. Для этого семена пересыпаются в пакетики из рыхлой хорошо пропускающей воду бумаги и погружаются в раствор. Соответствующие надписи на пакетиках можно сделать простым карандашом или шариковой ручкой.

Наиболее подходящее время для высева семян - весна. Мартовские посевы дают возможность вырастить к концу года достаточно крупные жизнеспособные растения, легко переносящие зимовку. Время прорастания семян неодинаково у разных видов кактусов. Обычно большинство семян прорастает в течение недели. Это зависит от качества семян и от того насколько глубок был их покой. За время многолетних посевов рекордсменом по скорости прорастания был один из видов крупноцветковых неочилений. Замоченные семена взошли, примерно, через 12 часов.

Все древесные растения размножаются двумя способами - семенным и вегетативным. Семенное размножение осуществляется путем посева семян в питомнике и выращивания из них сеянцев. Этот способ отличается простотой, высокой продуктивностью, большой экономичностью. Древесные растения, полученные таким способом, имеют мощную корневую систему, жизнестойки и долговечны.

Вегетативное размножение производится частями растения - черенками, отводками, корневыми отпрысками и прививкой. Этим способом размножают в питомнике тополя, ивы, смородину, тамарикс, виноград и другие растения, а также шаровидные, пирамидальные, плакучие пестролистные формы древесных пород и саженцы древесных культур.

Деревья и кустарники начинают систематически плодоносить по достижении зрелого возраста. Быстрорастущие породы плодоносят в более раннем возрасте, чем медленнорастущие. Так, плодоношение акации начинается с 5-6 лет, а дуба обыкновенного - с 12-14 лет. Деревья в естественных насаждениях начинают плодоносить в более позднем возрасте, чем в искусственных. Так, сосна в естественных насаждениях начинает плодоносить в 40-50 лет, в искусственных - с 10 лет; дуб в естественных насаждениях плодоносит с 35-40 лет, а в искусственных (на юге) - с 20 лет.

Все древесные и кустарниковые приносят плоды не ежегодно, а через определенные периоды. Заготовка семян начинается обычно со сбора плодов. Плоды древесных пород делятся на две группы: сухие и сочные. Сухие плоды - это плоды с однороднокожистым или деревянистым околоплодником. Они в свою очередь делятся на нераскрывающиеся и раскрывающиеся. К нераскрывающимся относится орех - плод с жестким одревесневшим околоплодником, например, желудь дуба, лещина, буковый орешек, лесной орех; орешек (типа семянки) - у березы, ольхи, липы, граба. Семянка - это крылатки плодов ясеня, клена, ильмовых, под действием ветра они распространяются на большие расстояния. Раскрывающиеся плоды - это коробочки и бобы. К первым относятся коробочки ивы, тополей, осины, сирени, каштана, бересклета, ко вторым - бобы желтой и белой акаций, гледичии.

Существуют и другие типы плодов. Так, костянка - сочный, односемянный плод вишни, сливы, кизила, черемухи, терна, калины, лоха, бобовника, гордовины, миндаля, фисташки, ореха грецкого и черного; ягода - сочный многосемянной плод смородины, крыжовника, бирючины, жимолости, амурского бархата, облепихи, винограда и др. Семя - часть плода, развившаяся из семяпочки завязи, орган размножения всех семенных растений. В практике семенами иногда называют и сами плоды, особенно когда семена трудноотделимы, например крылатки кленов, ясеней и др.

Хороший посевной материал можно получить только из созревших и своевременно собранных семян. По мере созревания окраска плодов меняется от зеленой у незрелых плодов до темно-бурой, коричневой, красной, черной у зрелых. Одни семена после созревания сразу осыпаются (береза, тополь, пихта, ильмовые), другие еще долго сохраняются на деревьях, часто до следующей весны (акация белая, клен ясенелистный, липа и др.). Семена, поврежденные различными грибными болезнями или вредителями, сбору не подлежат. Сбор производится с растущих деревьев до опадения семян или с земли, после опадения их с деревьев.

Семена из шишек извлекают в сушилках при определенной температуре. Максимальная температура в сушильных камерах для сосны 50° С, а для ели и лиственницы 40-45° С. Сушильные камеры должны быть оборудованы постоянно действующей вентиляцией для быстрого удаления испаряющейся из шишек влаги.

Семена вяза обыкновенного, ильма, береста начинают собирать с момента пожелтения крылаток за 3-5 дней до их массового опадения, затем очищают их от примесей и просушивают в течение 4-5 дней в защищенном месте. Крылатки собирают в безветренную погоду (отрывают или отряхивают) на специально подостланный полог. Собранные крылатки сразу же высевают.

С земли обычно собирают крупные семена дуба, бука, ореха, каштана конского, плоды яблони, груши, абрикоса и др. Семена яблони и груши получают из плодов путем дробления их на специальных дробилках или же вручную - плоды высыпают в бочку, переминают деревянным пестом, а затем отмывают в ситах.

Сочные плоды вишни, сливы, абрикоса, алычи, жимолости, смородины, шелковицы и т. д. высыпают в бочку, наливают туда немного воды и переминают руками или деревянными пестами. Затем наливают воды в пять-шесть раз больше, чем объем перемятой массы, перемешивают и всплывшую наверх мязгу удаляют. После двух-трех таких операций на дне остаются чистые семена, которые затем просушивают в течение нескольких дней в помещениях на чердаках. Сочные плоды через день-два необходимо сразу перерабатывать, так как в кучах они самонагреваются, бродят и теряют всхожесть. Из бобов акаций белой и гледичии семена извлекают путем подсушивания плодов и обмолачивания их палками, цепями и молотилками, после чего очищают на решетах и на веялке.

Хранение и подготовка семян к посеву. Период с момента посева до массового их всхода называется семенным покоем. Семена бывают с коротким семенным покоем, быстропрорастающие, они не требуют специальной подготовки к посеву (береза, дуб, ильмовые, ель, сосна обыкновенная, акация белая и желтая, шелковица и др.). Семена с длительным семенным покоем, медленно прорастающие, для ускорения срока прорастания требуют предварительной подготовки. К ним относятся семена граба, липы, ясеня обыкновенного, бересклетов, шиповника, клена, большинство косточковых, плодовых семечковых (яблоня, груша и др.).

Стратификация - это способ подготовки семян к посеву, обеспечивающий прорастание семян, имеющих длительный семейной покой. Стратификации подвергаются семена, которые без предварительной подготовки не дают всходов в тот же год. Сущность стратификации заключается в создании условий, необходимых для прохождения начальной стадии прорастания семян. Ее проводят в специальных помещениях, в теплых, холодных и летних траншеях или под снегом. Оптимальная температура стратификации для большинства семян +4-6°С с допустимыми колебаниями от 0 до + 10° С. Продолжительность стратификации в зависимости от породы колеблется от одного до восьми месяцев.

Лучшей средой для стратификации семян является торфяная крошка (сухой торф, просеянный через решето с ячейками в 5 мм) и чистый речной или хорошо промытый материковый песок (размер частиц 0,5-1 мм). Для стратификации семена хорошо перемешивают с тройным объемом торфяной крошки или песка (на одну часть семян 3 части торфа или песка). Смесь семян с торфом или песком увлажняют до умеренно влажного состояния. Требуемая влажность песка (50-60% от полной влагоемкости) достигается путем добавления к нему воды из расчета 0,15 л/кг. При такой влажности песок при сжатии его в руке не выделяет воду, но и не рассыпается, сохраняет форму. Требуемая влажность торфяной крошки проверяется аналогичным образом. Если при ее сжатии вода выступит медленно - редкими каплями, влажность торфяной крошки считается нормальной.

Стратификацию проводят в деревянных ящиках, установленных на стеллажах в специально выделенных для этой цели помещениях. Семена, смешанные с песком или торфом, засыпают в ящики высотой 0,3 м, шириной 0,4 м, длиной 0,6-0,7 м с отверстиями диаметром 0,5 см в дне для отекания лишней воды и в боковых стенках - для аэрации. Сверху ящики для защиты от грызунов накрывают металлическими сетками и ставят в подвалы на пол или стеллажи.

Для ускорения стратификации семена, собранные в прошлом году, предварительно замачивают на 3-5 и более суток в зависимости от особенности строения их внешних покровов. Воду ежедневно меняют. Семена липы, скумпии, кизила, шиповника, имеющие более твердый покров, замачивают обычно в течение 10 суток. Семена должны хорошо набухнуть, что определяется путем их взрезывания. Во время стратификации смесь песка с семенами периодически, (не реже одного раза в 15 дней) высыпают из ящиков, тщательно перемешивают и увлажняют, если это необходимо, до первоначальной влажности.

Понижение температуры в помещении допускается до -4°С, но не более чем на 2-3 дня. В тех случаях, когда семена начнут прорастать раньше срока, ящики выносят из хранилища в тенистое место, где закапывают в снег с таким расчетом, чтобы толщина снежного слоя над ящиками была не менее 1 м или же (если снега нет) устанавливают на ледник. Сверху, чтобы снег не таял, его покрывают соломой или навозом. Можно поместить ящики в холодильную камеру и сохранять их там до весеннего посева. Весной, за день-два до посева, семена отделяют от песка или торфа, просеивают через сито (с такими отверстиями, чтобы семена не проходили через них), после чего немедленно высевают, чтобы они не подсыхали.

Существует и ряд других способов подготовки семян для быстрого их прорастания. Скарификация - это нарушение целостности оболочки семян механическим путем. Производится она путем перетирания семян с крупным песком между наждачной бумагой. После скарификации семена мочат в воде в течение 12 ч и высевают во влажную почву.

Ошпариванием обрабатывают семена белой акации, гледичии, древовидного пузырника, софоры японской и др. Эта операция выполняется следующим образом. В ведро или бочку насыпают семена, заливают их водой, температура которой 80-90°С, перемешивают в течение 10-15 мин и оставляют для набухания на сутки. Затем воду сливают, а семена проветривают на брезенте до состояния сыпучести, после чего немедленно высевают.

Перед весенним посевом для размягчения оболочки и набухания зародыша семена часто замачивают. Так, замачивание семян сосны и ели производится в течение 12 ч, лиственницы- 12-24 ч, вяза, ильма, береста - 3-4 ч, шелковицы белой, облепихи, березы - 2-3 суток, ясеня зеленого - 2-3 суток, ореха грецкого, каштана, платана (в теплой воде) -3-5 суток. При замачивании на время более суток воду ежедневно меняют. Температура в помещении должна быть не ниже 18-20°С. Семена насыпают на 2/3 в мешки из редкой ткани и погружают в бочки с водой комнатной температуры. Хорошие результаты дает замачивание семян хвойных пород в 0,25%-ном растворе перманганата калия (марганцовокислого калия), при этом в 1 л воды растворяют 2,5 г вещества в течение 30 мин.

Применение стимуляторов роста. Предпосевная обработка семян водными растворами микроэлементов повышает их энергию прорастания, а, следовательно, и всхожесть семян. Наиболее эффективными в этом отношении являются микроэлементы:

для сосны - 0,02%-ный раствор сернокислого цинка, 0,05%-ный раствор сернокислого кобальта, 0,002%-ный раствор марганцовокислого калия, 0,03%-ный раствор сернокислой меди и смесь (раствор марганцовокислого калия, борной кислоты, сернокислой меди, сернокислого цинка и сернокислого кобальта по 0,002% каждого); для лиственницы - 0,029 %-ный раствор сернокислого цинка, 0,03%-ный раствор сернокислого кобальта и 0,1 %-ный раствор двууглекислого натрия; для ели - 0,03%-ный раствор сернокислого кобальта, 0,03%-ный раствор сернокислой меди и смесь (раствор марганцовокислого калия, борной кислоты, сернокислой меди, сернокислого цинка и сернокислого кобальта по 0,002% каждого).

В растворах микроэлемента семена следует замачивать в течение 10-12 ч, а затем просушивать на воздухе в тени, после чего сразу же высевать. На 1 кг семян расходуется 2 л раствора.

Протравливание семян . Чтобы предупредить поражение семян грибками и бактериями, которые, поселяясь на их поверхности, мешают прорастанию и вызывают заболевание всходов, семена протравливают. Существует три вида такой обработки. Мокрое протравливание проводится путем погружения семян, помещенных в мешочках или в сетчатых ящиках, в 0,15%-ный раствор формалина (1 часть 40%-ного формалина в 300 частях воды) и выдерживают 3-5 мин или 0,5%-ный раствор марганцовокислого калия (50 г марганцовокислого калия на 10 л воды), после чего просушивают в тени и в тот же день высевают. Марганцовокислый калий не снижает всхожести даже при высоких концентрациях, он не ядовит и поэтому нашел широкое применение в практике. Семена в нем выдерживают в течение 2 ч.

Цветок - орган семенного размножения по­крытосеменных растений.

Цветок представляет собой ви­доизмененный укороченный спороносный побег ограни­ченного роста, приспособленный для образования микро- и мегаспор, гамет и для опыления. В результате опыления и последующего полового процесса семязачатки развивают­ся в семена.

По положению цветок бывает верхушечным или боко­вым, т.е. выходит из пазухи прицветного листа.

Цветок состоит из

§ стеблевая часть (цветоножка, цветоложе) – осевые органы цветка

§ лис­товая часть:

Из вегетативных листьев: чашелистики – зеленые листочки, лепестки – окрашенные листочки

Ф-ция : образуют околоцветник, привлекающий насекомых-опылителей, защищающих репродуктивные части цветка

Из спороносных листьев: пестик - состоит из завязи – нижней, расширенной части пестика, столбика и рыльца; тычинки – состоят из тычиночной нити и пыльника, половинки которого называют пыльцевыми мешками.

Ф-ция: репродуктивные части (органы) цветка, обеспечивающие семенное размножение и образование плода.

ü Часть побега между цветком и прицветником называют цветоножкой . Если цветоножка укорочена или отсутству­ет, то цветок называется сидячим .

ü Верхняя расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все части цветка, называется цветоложем . Цветоложе имеет различ­ную форму - плоское, выпуклое, вогнутое. В зависимости от формы цветоложа различают положение завязи в цвет­ке - нижнее и верхнее. Снаружи на цветоложе формиру­ются чашелистики , образующие чашечку .

ü Чашечкой называют совокупность чашелистиков, и она обычно суще­ственно отличается по окраске от венчика. Чашелистики (как правило, зеленые) могут быть свободными, т.е. несросшимися, и тогда чашечка называется раздельнолистной . Если же чашелистики срастаются на определенных уров­нях, то такая чашечка называется сростнолистной .

ü За чашелистиками располагаются лепестки, состав­ляющие венчик . Окраска венчика разнообразна. Так же, как и чашечка, венчик может состоять из свободных (ябло­ня) или сросшихся (картофель, вьюнок) лепестков.

Различают простой околоцветник и двойной.

· Около­цветник, листки которого окрашены одинаково, называет­ся простым.

· Ярко окрашенный простой околоцветник, похожий на венчик, называется венчиковидным (тюльпан).

Чашечка и венчик составляют двойной околоцветник цветка. Это стерильные элементы, т.е. они не принимают непосредственного участия в процессе размножения. Око­лоцветник выполняет защитную функцию и привлекает насекомых-опылителей.

За околоцветником расположены тычинки, а в самом центре цветка - один или несколько пестиков.



ü Тычинки и пестики - это репродуктивные элементы цветка, в кото­рых происходят процессы, связанные с размножением.

Ни тычинки, ни пестики не являются половыми органами, но они определяют пол цветка, т.к. в их определенных частях образуются в результате сложных процессов мужские и женские половые клетки.

ü Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник образован из двух половин, каждая из которых представлена двумя микроспорангия­ми (пыльцевыми мешками). Внутри пыльцевых мешков образуются микроспоры. В центре цветка находится один или несколько пестиков.

ü Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Ниж­няя, расширенная, часть пестика - завязь - имеет полость, в которой находится семяпочка. Закрытое положение семяпочки является характерной особенностью покрытосемен-ных.

Большинство растений имеет цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пести­ки - это пестичные цветки, а другие - только тычин­ки - тычиночные цветки. Такие цветки называют раз­дельнополыми.

§ Однодомными называют растения, у которых пестичные и тычиночные цветки развиваются на одном растении (огурцы и кукуруза)

§ Двудомными называют растениями, у которых тычиночные цветки расположены на одних растениях, а пестич­ные - на других (конопля, тополь, ива). У тополя весной мужские деревья пылят – рассыпают пыльцу, а летом женские деревья разбрасывают белый пух – летучие семена растения.

Большинство деревьев и кустарников по своей генетической структуре гетерозиготно, поэтому в пределах ареала растения, относящиеся к одному виду и даже форме, имеют наряду с био­логическими, морфологическими и экологическими свойствами неодинаковые наследственные качества. В связи с этим необходи­мым условием подбора растений для заготовки семян является проведение работ, связанных с апробированием семенных дере­вьев по потомству.

Категорически следует избегать заготовки семян со случайных деревьев и кустарников, не являющихся типичными в отноше­нии интересующих нас ясно выраженных качеств. Не должны ис­пользоваться для сбора семян растения, поврежденные в резуль­тате болезней и неблагоприятных воздействий городской среды, неустойчивые к вредителям. Особо следует обратить внимание на необходимость запрета использования семян от деревьев с при­знаками вырождения и преклонного возраста. Получаемое от них потомство отличается недолговечностью, плохим ростом, слабой устойчивостью к вредителям и болезням.

При семенном размножении декоративных форм наследуемость отдельных признаков зависит от метеорологических условий года

и условий опыления. При свободном опылении характерные при­знаки пурпурнолистных форм проявляются у 60 % растений, пес­тролистных - у 20 % и рассеченнолистных - у 30 %. Поэтому пред­варительное испытание по передаче определенных признаков по­томству может устанавливаться для отдельных видов и форм толь­ко опытным путем. Оправданным следует считать размножение семенами форм и видов, если интересующий признак проявляет­ся у 40 % растений.

Плодоношение и сбор семян

Возможность использования семенного способа размножения зависит в большой степени от плодоношения, т.е. от того, обра­зуют ли данные виды в определенной местности семена, в каком количестве и какого качества. Важна и периодичность плодоно­шения у отдельных видов - у многих декоративных пород перио­дичность обильного плодоношения выражена хорошо и большой урожай семян бывает через год.

На плодоношение и урожайность интродуцированных пород оказывают влияние новые экологические условия и ритм плодо­ношения, его обильность может резко отличаться от урожайности в условиях естественного произрастания.

Период наибольшего плодоношения у древесных приходится на средний возраст, после того как закончится период быстрого роста в высоту (см. приложение 3). Возраст обильного плодоноше­ния связан с общей продолжительностью жизни - у таких недол­говечных пород, как ива, тополь, береза он начинается в 10 - 20 лет, а у долговечных - в 30 - 50 лет (у сосны) и в 40 -50 лет (у дуба). У кустарников период обильного плодоношения наступает в 3 - 8 лет. Обычно обильно плодоносят и дают семена хорошего качества экземпляры, растущие на свободе и на освещенной солн­цем стороне кроны.

Плодоношение зависит от погодных условий: при дождливой холодной погоде может произойти невызревание семян, опаде­ние плодов, а в жару семена могут погибнуть от иссушения и перегрева. Условия погоды в период образования генеративных органов и в период цветения также определяют, каким будет уро­жай. Особенности плодоношения являются также наследственным качеством.

Плоды и семена декоративных древесных пород отличаются большим морфологическим разнообразием. Плоды бывают одно-или многосемянные, по качеству околоплодника делятся на су­хие и сочные и раскрывающиеся и нераскрывающиеся.

Сухие раскрывающиеся многосемянные плоды имеют:

сборную листовку (одногнездный плод) - спиреи, магнолия, пузыре плодник;

коробочку (многогнездный плод) - бересклет, вейгела, гор­тензия, ива, каштан, парротия, рододендрон, сирень, самшит, тополь, чубушник;

боб (одногнездный, растрескивающийся по брюшным швам) - аморфа, альбиция, вистерия, гледичия, дрок, карагана, леспеде-ца, ракитник, робиния, софора, чингиль.

Сухие нераскрывающиеся плоды имеют:

двусемянные крылатки - клен, лириодендрон;

семянки - айлант, береза, вяз, платан, ясень;

орех - бук, дуб, лещина, орехи грецкий, серый, черный;

орешек - дзельква, граб, липа, ольха.

У сочных плодов есть водянистый околоплодник, содержащий в тканях к моменту созревания 75 -85 % воды. Они обычно ярко окрашены и представлены у древесных ягодо- и яблоковидными плодами и костянками.

Ягодовидные плоды имеют актинидия, бузина, барбарис, ви­ноград, жимолость, ирга, крыжовник, магония, смородина, роза; яблоковидные - арония, боярышник, груша, кизильник, ряби­на, яблоня; плоды-костянки - абрикос, бархат амурский, бирю­чина, боярышники, вишня, дафна, кизил, калина, крушина, лох, миндаль, маслина, слива, свидина, черемуха, фисташка.

К сложным костянкам относятся соплодия малины, шелкови­цы, а к сухим костянкам - плоды миндаля.

Плоды, собранные в компактные образования, возникшие из компактного соцветия и создающие впечатление единого плода (сережки березы, плоды малины и шелковицы, хвойных), назы­ваются соплодиями. Так, плоды шелковицы представляют собой соплодие сложная костянка. У хвойных соплодиями являются шишки. У можжевельника шишки называются шишкоягодами, так как по внешнему виду плотно сросшимися чешуями они напоми­нают ягоды, более или менее сочные.

Для древесных пород характерно не только большое морфоло­гическое разнообразие плодов, но и различное внутреннее строе­ние семян (рис. 4.5).

Разнообразие плодов у декоративных древесных пород обус­ловливает многообразие способов их сбора, обработки, хранения и подготовки семян к посеву.

Сбор плодов в большинстве случаев проводят тогда, когда се­мена созрели. Показателем созревания являются внешние морфо­логические признаки созревания плодов и шишек: семена счита­ются созревшими, когда плоды отделяются от материнского рас­тения. Однако у некоторых пород (ели, сосны, робинии, гледи­чии, софоры, церциса, ясеня) семена созревают задолго до опа­дения плодов и шишек.

На созревание семян и плодов оказывают влияние условия произрастания: на юге, в жарком климате, плоды и семена созре-

а

в

Рис. 4.5. Строение семян различных видов древесных пород:

а - груши, б - магнолии, в - пихты; / - семенные покровы; 2 - семядоли; 3 - гипокотиль; 4 - мясистые покровы семени; 5 - жесткие покровы семени; 6 -

эндосперм; 7-зародыш

вают быстрее; в насаждениях позже, чем на отдельно стоящих растениях. Поэтому сбор плодов и семян надо проводить по мере их созревания, в соответствующие сроки.

Сроки созревания и сбора семян наиболее часто выращивае­мых пород приведены в табл. 4.22; сроки сбора семян средние для региона к югу и северу от Москвы, они являются средними за много лет, на них надо ориентироваться, но обязательно следует учитывать и местный климат, и погодные условия каждого года.

Сроки сбора плодов и семян по данным других авторов приве­дены в приложении 4.

Созревание семян у разных плодов и соплодий определяется по характерным внешним признакам. Чаще всего это изменение окраски плодов: у ильмовых - пожелтение крылаток и! светло-коричневый цвет семян; у березы пушистой - побурение сережек и их ломкость; у караганы древовидной - отвердение и пожелте­ние створок бобов; у сосен и елей - побурение шишек: у сопло­дий липы листочек буреет, а орешки становятся серовато-зелено­ватыми; наблюдается появление первого «пушка» у единичных рас­крывшихся коробочек тополя; у яблони характерную окраску и вкус приобретают сочные съедобные плоды, семена у дуба - тем­но-коричневую окраску.

Заготовку семян производят с момента поспевания плодов до начала их опадения, иначе семена или выпадут из оболочки пло­да, или будут уничтожены животными и насекомыми. Зрелые плоды у одних видов опадают спустя несколько дней после поспевания, у других - в течение нескольких недель и даже месяцев.

Одновременно созревают и опадают плоды и семена у березы плакучей и пушистой, дуба черешчатого и красного, лещины обык­новенной, жимолости синей, покрывальной и съедобной, ивы и

Цветок - орган семенного размножения, представляет собой укороченный видоизмененный побег с ограниченным ростом 10 . Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег. Часть стебля, несущая на себе цветок, т. е. под цветком, называется цвето ножкой. Нередко цветоножка едва заметна или отсутствует. Такие цветки называют сидячими.

У некоторых однодольных растений на цветоножке бывает один, у двудольных - два и больше маленьких верхушечных листиков, получивших название прицветников. У цветков многих растений они отсутствуют. Расширенная часть цветка называется цветоложем. Для него характерно наличие слабо выраженных междоузлий.

На узлах цветоложа расположены все части цветка: чашелистики, лепестки, тычинки и пестики. Цветоложе видоизменяется, становится у одних растений плоским, у других выпуклым или различным образом вогнутым. Доказательством стеблевой природы цветоложа являются случаи его прорастания (пролификации), т. е. сильного удлинения оси с образованием над цветком побега или нового цветка.

Чашечка цветка состоит из различного числа обычно зеленых, а иногда другого цвета листочков, расположенных свободно или сросшихся. Их называют чашелистиками. Следовательно, чашечка - это совокупность чашелистиков цветка. По своему происхождению чашелистики в большинстве случаев являются видоизмененными верхушечными листьями. Они защищают части цветка, особенно в состоянии бутона.

Венчик цветка представляет собой совокупность лепестков, окраска которых зависит от наличия различных пигментов - красящих веществ, содержащихся в клетках растений. Лепестки венчика не только защищают пестик и тычинки, но и привлекают насекомых-опылителей.

Лепестки в венчике могут располагаться так, что через него можно провести несколько осей симметрии (цветки капусты, редьки и др.). Их называют правильными. Цветки, в которых можно провести одну ось (цветки гороха, шалфея) или ни одной (цветки канн), называют неправильными.

Размеры, строение и окраска венчиков исключительно разнообразны. Но бывают растения, у которых венчики недоразвиты или отсутствуют, что обычно связано с приспособлением к ветроопылению или самоопылению.

Чашелистики чашечки и лепестки венчика составляют вместе так называемый околоцветник. Когда в цветке имеется чашечка и венчик, то околоцветник называют двойным. Когда в цветке лепестки отсутствуют или когда нет ясно выраженных различий между чашелистиками и лепестками, околоцветник называют простым. Существуют цветки, не имеющие околоцветника, их называют голыми (у ясеня, ивы).

Главные части цветка - тычинки и пестики - произошли из листьев. Доказательством этого может быть превращение тычинок и пестиков в лепестки (в махровых цветках).

Строение тычинки у разных растений различно. Например, тычиночная нить бывает узкоцилиндрической, плоской, короткой и вовсе не развитой. К верхушке тычиночной нити прикреплен пыльник, который состоит из двух продольных половинок. Каждая половина пыльника у большинства растений разделена на два пыльцевых гнезда, или пыльцевых мешка. В них развиваются микроспоры, а затем пыльца, которая представляет собой совокупность пыльцевых зерен, образующихся в пыльниках. Пыльцевое зерно (пылинка) - микроскопическое образование семенных растений, в котором развиваются мужские половые клетки - спермии, необходимые для оплодотворения.

Пестик в цветке бывает один, а иногда их несколько. В последнем случае они свободные или срастаются между собой. Количество пестиков определяют по наличию завязей. Пестик состоит из завязи, в которой находятся семенные зачатки (семяпочки), столбика (одного или нескольких) и рыльца, на котором прорастает попавшая при опылении пыльца. Завязь бывает верхняя (свободная), т. е. прикреплена основанием к цветоложу; средняя - срастается с цветоложем или основаниями остальных частей цветка не до самого верха - и нижняя - находится под цветком, остальные части цветка прикреплены к ее верхушке. В свою очередь, завязь бывает одногнездная, двугнездная и многогнездная. В гнезде может быть одна или много семяпочек, из которых после опыления и оплодотворения развиваются семена, а из завязи образуется плод. Обычно встречаются цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Такие цветки называют обоеполыми.

Однополыми называются такие цветки, которые имеют только тычинки или только пестики (тычиночные и пестичные цветки). Растения с однополыми цветками делятся на однодомные и двудомные. Например, у кукурузы на верхушечной части расположено соцветие метелка, состоящее из тычиночных цветков, а пестичные цветки расположены в соцветии початок. Так как они находятся на одном растении, их и называют однодомными. К ним относятся орешник, тыква, дуб, береза и др. У конопли - двудомного растения - на одном растении расположены тычиночные цветки, а на другом - пестичные. К двудомным относятся ива, тополь, осина и др.

Нектарники - особые железки в цветках, выделяющие сахаристую жидкость - нектар. Они очень разнообразны по величине и форме, по происхождению и расположению на частях цветка. Добывая нектар, пыльцу, насекомые опыляют цветки. Количество нектара не остается постоянным в течение суток. Например, у липы, глухой крапивы, душицы и др. наибольшее количество нектара выделяется в утренние часы. У фацелии, кипрея и др.- в дневные часы, а у медуницы, чины и др.- вечером.

Соцветия. У многих растений развиваются одиночные цветки. Они располагаются по одному на верхушке побега (верхушечные) или в пазухах листьев (пазушные). У других растений цветки сидят не одиночно, а группируются в определенном порядке на верхушке вегетативных побегов. Такие разветвленные побеги, которые несут на себе цветки, получили название соцветий. Соцветия бывают простые и сложные.

Простые - те, у которых на неразветвленной оси в пазухах прицветников расположено по одному цветку. Например, простой колос у подорожника. У него цветки не имеют цветоножек и расположены на общем цветоносном побеге. У черемухи, ландыша также простое соцветие кисть, у которой на удлиненной оси расположены отдельные цветки.

Сложные - состоят из нескольких простых. Например, соцветие пшеницы, ржи образовано несколькими простыми колосками, и его называют сложный колос. Соцветия моркови, петрушки образованы также несколькими простыми зонтиками, поэтому их называют сложный зонтик. Мелкие цветки, собранные в соцветия, хорошо заметны для насекомых-опылителей, а ветроопыляемые (с длинными тычиночными нитями), качаясь на ветру, рассеивают пыльцу.

Опыление - необходимое условие для процесса оплодотворения. Оно осуществляется путем переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика.

Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца переносится в пределах данного цветка или данной особи. Самоопыление происходит различными способами:

  • а) когда на рыльце пестика попадает пыльца с тычинок этого же цветка;
  • б) когда на рыльца пестика попадает пыльца других цветков той же особи;
  • в) когда самоопыление происходит в закрытых, нераспускающихся цветках.

При перекрестном опылении перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей одного вида. Перекрестное опыление осуществляется с помощью ветра, воды, насекомых, птиц и других животных. Цветки насекомоопыляемых растений преимущественно яркой окраски, имеют запах, нектар, липкую пыльцу с выростами. Перекрестному опылению способствует и приспособление, связанное с неодновременным созреванием пыльцы и пестиков в одном цветке.

Цветки, опыляемые птицами (колибри, нектарницы, белоглазки), характеризуются отсутствием запаха, что связано со слаборазвитым у птиц обонянием. Птицеопыляемые цветки растений тропических и внетропических районов имеют яркого цвета околоцветник или прицветные листья (чаще красные, оранжевые, иногда с сочетанием зеленой, желтой и алой расцветки). Нектар у этих цветков водянистый (около 5% сахара), но выделяется его очень много, что и привлекает птиц-опылителей.

У ветроопыляемых растений цветки мелкие, не имеют яркой окраски и аромата и обычно собраны в соцветия. Пыльники, в которых образуется много пыльцы, расположены на длинных тычиночных нитях. Пыльца сухая, мелкая и при раскрывании пыльника выбрасывается наружу, образуя «облачко». Рыльца пестиков широкие или длинные, перистые - приспособленные к улавливанию пыльцы.

Опыление с помощью воды, т. е. перенос пыльцы в воде или по водной поверхности, встречается у немногих водных растений (роголистников, взморников, валлиснерии, элодеи и др.).

Искусственное опыление - это перенос пыльцы с тычинок на пестики цветков, осуществляемый человеком с определенной целью: для повышения урожайности культурных растений или выведения новых сортов растений. При выведении новых сортов подбирают исходные виды и сорта растений для искусственного опыления, которое называется скрещиванием. Скрещивание двух или нескольких наследственно различающихся по тому или другому признаку растений, получило название гибридизации. При помощи гибридизации ученые вывели многие сорта культурных растений.

Оплодотворение должно произойти после попадания пыльцы на рыльце пестика. Этому процессу предшествует прорастание пыльцевого зерна на рыльце. Прорастание пыльцы начинается с разбухания пыльцевого зерна и развития пыльцевой трубки, которая растет в направлении завязи. Достигнув завязи через микропиле (от греч. «микро» - малый, «пиле» - ворота), т. е. отверстие между покровами семя почки, пыльцевая трубка проникает в семенной зачаток, разрывается, и из нее выходят два спермин. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя в дальнейшем зародыш нового растительного организма. Другой спермий сливается с вторичным ядром, в результате чего образуется питательная ткань семени, составляющая эндосперм. Такое оплодотворение называют двойным, потому что оплодотворяется не только яйцеклетка, но и вторичное ядро (11). (более подробно об оплодотворении см. в разделе «Общая биология».)

После оплодотворения из семенного зачатка развивается семя, имеющее зародыш и питательную ткань, которые формируются из оплодотворенных клеток. Уплотненные покровы семяпочки превращаются в кожицу семени.

Завязь также разрастается, образуя околоплодник, окружающий семя, и плод - образование, возникшее после оплодотворения на месте цветка и несущее в себе семена. В образовании плода могут принимать участие и другие части цветка. В зависимости от этого плоды бывают настоящими, образованными только от одного пестика. Если в образовании участвуют другие части цветка - цветоложе, околоцветник, то их называют ложными (у яблони, шиповника, земляники).

Плод, образованный из нескольких пестиков одного цветка, получил название сборного (у малины, ежевики). Плоды бывают самые разнообразные по величине, форме, консистенции околоплодника (сухие или сочные), односемянные (подсолнечник, вишня и др.) и многосемянные (мак, огурец и др.). Их классифицируют по общим признакам.

Распространение плодов и семян является результатом естественного отбора. Разбрасывание плодов и семян происходит при помощи самого растения или используются различные посторонние силы (ветер, вода, животные). Наиболее простой способ самораспространения - это откатывание плодов и семян при падении их на землю с материнского растения (яблоня, грецкий орех и др.). У многих бобовых, недотроги, журавельника зрелые плоды при подсыхании с силой лопаются и отбрасывают семена на значительное расстояние от материнского растения. Растение бешеный огурец «стреляет», если прикоснуться к его зрелым плодам. Вместе с липкой жидкостью вылетают и семена на большое расстояние. Арахис, или земляной орех, «зарывает» свои плоды в почву на некотором расстоянии от материнского растения.

Наиболее часто встречаемый способ распространения плодов и семян ветром. Такие плоды и семена снабжены различными парусными приспособлениями.

Увеличение парусности идет за счет всякого рода выростов, крыльев, летучек и т. д. Выросты эти возникают из семенной кожуры, оболочек плода, частей цветка и др. Например, семена ив, тополей, иван-чая и др. имеют хохолок из волосков, выросших на кожуре семени. У других растений (гравилата, ветреницы, ковыля) имеются плоды-летучки. У вяза, клена, ясеня, березы - плоды-крылатки. Некоторые растения степей (курай, качим, василек растопыренный и др.) при созревании плодов отрываются от земли целиком и ветер «перекатывает» их по полю, рассеивая семена на большие расстояния. Такие, гонимые ветром растения получили название перекати-поле. Ветром разносятся и мельчайшие семена заразихи, орхидеи и др.

Распространение семян животными имеет место у растений, образующих сочные плоды, которые поедаются животными, а семена их не перевариваются и извергаются вдали от материнского растения.

Типы плодов растений.

Типы плодов

по консистенции околоплодника

по числу семян

Название плодов

У каких растений встречаются

Сухие нераскрывающиеся

Односемянные

Семянка, зерновка, орех

Подсолнечник, одуванчик, пшеница, рожь, ячмень и другие злаки, орешник, дуб

Сухие раскрывающиеся

Многосемянные

Стручок, боб, коробочка

Капуста, редька, сурепка и другие крестоцветные; горох, фасоль, соя и другие бобовые; мак, дурман, хлопчатник и др.

Односемянные

Костянка

Вишня, слива, черемуха, терн

Многосемянные

Помидор, смородина, виноград и др.

Сухие плоды лопуха, череды, дурнишника снабжены зацепками, шипами, крючками. Этими выростами они цепляются к животным и разносятся на большие расстояния. У омелы, липкого шалфея и др. семена или плоды липкие. Они прилипают к животным и, подсохнув, отваливаются на новом месте.