Меню сайта Рубрики

Цветение растений

 

Условия цветения и опыления накладывают особый отпечаток на физические и особенно на урожайные свойства семян. Посевные качества – показатели, которые характеризуют качество семян в соответствии с требованием ГОСТа (всхожесть, чистота и т.п.). Физические качества – показатели, характеризующие физические особенности семян, не предусмотренные ГОСТом (крупность, выровненность и т.п.). Урожайные свойства – способность семян дать тот или иной урожай в конкретных условиях производства. Сортовые свойства – способность семян поддерживать общий уровень урожайности, присущий данному сорту при сохранений сортовой типичности и биологических особенностей сорта. Поэтому они должны всегда привлекать внимание семеноведа-исследователя и агронома-семеновода. И действительно, разве тот факт, например, что из огромного числа цветков гречихи образуется только 3–5 % нормальных семян, а остальные погибают до оплодотворения или в результате неправильного эмбрионального развития, не представляет особого интереса для семеноведа? У люцерны, фасоли, гороха и других культур всегда наблюдается высокий процент опавших, неоплодотворенных цветков. И здесь процессы происходящие при цветении и опылении, играют решающую роль. Семеновод в своей практической деятельности должен добиваться, чтобы семян завязывалось максимальное количество. Нарушение взаимосвязи между цветением и условиями опыления приводит к резкому снижению урожая.

Цветение растения накладывает большой отпечаток на формирование разнокачественности семян, и этот процесс нельзя изучать без детальных наблюдений.

Цветки раскрываются либо утром, а в более жаркую или неблагоприятную погоду они закрываются (у большинства культур), либо вечером. Несоответствие условий для нормального цветения может вызвать снижение урожайности и ухудшение качества семян. Особенно большое влияние на процесс цветения оказывают температура и влажность воздуха, и эти факторы либо повышают урожайность, либо сводят ее к минимуму. Отмечается, что в зависимости от внешних условий самоопылители (пшеница, ячмень и др.) могут цвести открыто или закрыто, что отражается на биологических свойствах получаемых семян.

Известно, что в соцветии цветки зацветают неодновременно: в колосьях пшеницы и ржи цветение идет от середины вверх и вниз, у сложноцветных – от краев к середине корзинки и т.п. Это также вызывает разнокачественность семян, ибо складываются разные условия для последующего опыления и развития семени. Особенно это сильно проявляется у растений с большой продолжительностью цветения. Например, у многих злаков цветение длится несколько дней, а у хлопчатника – несколько месяцев. Естественно, что это ставит развивающиеся семена от первого и последующих сроков цветения в нетождественные условия и сказывается на свойствах семян. Поэтому семеновед, изучая свойства семян, должен знать, при каких условиях, начиная с цветения, шло их образование и формирование.

В период цветения происходят процессы опыления и оплодотворения.

Опыление – это попадание пыльцы на рыльце цветка. Рыльце может опыляться пыльцой своего же цветка или другого цветка того же растения (самоопыление, или автогамия), либо пыльцой другого растения (перекрестное опыление, аллогамия или ксеногамия).

К самоопылителям относятся такие важные культуры, как пшеница, ячмень, овес, просо, рис, фасоль, вика, соя, лен, хлопчатник и др.

К перекрестноопылителям относятся кукуруза, подсолнечник, конопля, рожь, свекла, гречиха, тыква и др.


Различают две формы самоопыления: 1) скрытое (или клейстогамия), когда опыление происходит в не раскрывающихся цветках; здесь на рыльце может попадать не пыльцевое зерно, а пыльцевая трубка (пыльца прорастает в пыльнике, пыльцевая трубка дорастает до рыльца и проникает в зародышевый мешок, например, у арахиса и других растений); 2) так называемая гейтеногамия – опыление рыльца пыльцой мужских цветков того же растения, но имеющего раздельнополые цветки.

Самоопыление даже у самоопылителей, если оно продолжается длительное время, вызывает депрессию, ухудшение биологических качеств семян, особенно вредно оно у перекрестников. Ч. Дарвин ярко выразил это следующими словами: «природа самым торжественным образом заявляет нам, что она чувствует отвращение к постоянному самооплодотворению». Поэтому, отмечал неоднократно Ч. Дарвин, в природе нет абсолютных самоопылителей – даже у самых строгих из них наблюдается перекрестное опыление. Из культурных растений самым строгим самоопылителем является ячмень, колос которого нередко цветет до выхода из листового влагалища, но при некоторых метеорологических условиях, и он способен опыляться перекрестно. Часто перекрестно переопыляются фасоль, просо и другие культуры, а пшеница, например, имеет довольно большое количество открыто цветущих цветков.

Есть растения, которые относятся к факультативным перекрестникам или факультативным самоопылителям (в зависимости от того вида опыления, которое преобладает). Например, сорго в нормальных полевых условиях имеет около 60 % зерен от самоопыления. Поэтому его можно отнести к факультативным самоопылителям. К этой же группе относятся бобы, чина и др.

Перекрестное опыление, с точки зрения эволюции, более прогрессивно, ибо оно способствует проявлению большого разнообразия форм и повышению жизненности семян. Поэтому в природе встречаются различные приспособления, гарантирующие перекрестное опыление и ограничивающие возможность самоопыления. Так, у некоторых растений проявляется дихогамия, то есть разновременное созревание мужских и женских соцветий и цветков или тычинок и пестика в одном цветке. При этом возможно либо более раннее созревание тычинок (протерандрия), либо пестика (протерогиния).

Протерандрия наблюдается у подсолнечника и других растений в семействах сложноцветных, бобовых, губоцветных, а также у кукурузы, которая выбрасывает метелки с пыльцой на 3–4 дня раньше, чем появляются женские соцветия (а в неблагоприятных условиях возможно даже полное отцветание метелок до появления рылец).

К протерогиническим растениям относятся конопля, у которой раньше цветут женские особи (матерка), а затем мужские (посконь), свекла.

У других растений приспособление к перекрестному опылению проявляется в гетеростилии, то есть в таком строении цветка, когда тычинки и столбики различаются по длине, и таким образом пыльца удалена от рыльца собственного цветка. Известны два типа гетеростилии: диморфная, если имеются цветки с длинными и короткими столбиками (гречиха), и триморфная, если, кроме цветков с длинными и короткими столбиками, есть еще третий тип цветка – со средней длиной столбика (у некоторых диких видов).

Известны и другие биологические приспособления, ограничивающие самоопыление: особое устройство венчиков и тычинок, механически препятствующих попаданию пыльцы на рыльце собственного цветка; часто пыльцевая трубка не достигает семяпочки, как это наблюдается у люцерны; и другие факторы самобесплодности при самоопылении (у ржи, свеклы, капусты и др.).

К типичным перекрестникам относятся растения, у которых мужские и женские цветки расположены на разных особях – это так называемые двудомные растения (конопля, шпинат и др.), а также однодомные, но раздельнополые, то есть такие, у которых есть отдельно мужские и женские цветки (у кукурузы метелка и початок и т.п.).

Перекрестное опыление обусловлено также и способом распространения пыльцы. По этому признаку различают растения анемофилъные (пыльца распространяется ветром, как у кукурузы, ржи, конопли, свеклы и др.) и энтомофилъные (пыльца распространяется с помощью насекомых, как у гречихи, тыквы, эспарцета). Среди дикой флоры и сорняков известны также гидрофильные (распространение пыльцы при помощи воды) и орнитофилъные (распространение пыльцы с помощью птиц) растения.

Так, чтобы произошло опыление люцерны, необходимо давление на стенки трубки венчика изнутри; при этом тычиночная трубка с пестиком выскакивает из лодочки, осыпая пыльцой рыльце. Без такого давления цветок не раскрывается и опыления не происходит. Это делают только насекомые и часто специфичные их виды. По данным американских ученых Хэдфильда и Колдера, 12 шмелей обеспечивают больше завязывание семян, чем 4 тысячи пчел. Известно у нас и за рубежом, что люцерна растет хорошо во многих районах, но высокие урожаи семян получают только в определенных местах. Подобное явление связано с рядом причин, в том числе и с наличием специфических видов насекомых-опылителей.

Однако не следует думать, что всякое самоопыление вредно. Есть данные, которые показывают, что даже для самых типичных перекрестников (кукуруза и др.) кратковременное самоопыление совершенно необходимо. Таким образом, опыление носит двойственный характер: обогащение наследственности, расширение приспособительных функций, повышение мобильности всего организма – все это дает перекрестное опыление. В то же время для организма нужно ограничение этих свойств, известная стабильность и консервативность организма, то есть требуется какая-то норма, присущая данному виду – это создается самоопылением. Следовательно, всем растениям необходимы акты самооплодотворения, но эти акты происходят с разной частотой у самоопылителей и перекрестников.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *