تعریف بذر
تعاریف مختلف بذر:
1-از نظر گیاهشناسان
2-از نظر زیست شناسان
3-از نظر زارعین بذر
کاملترین تعریف: انجمن بین المللی آزمون بذر(ایستا)(ISTA) بذر پرچمدار نسل بعدی درنباتات رسیده می باشد.
تعریف جوانه زنی:
تعاریف مختلفی برای جوانه زنی پیشنهاد شده که درک تفاوتهای بین آنها مهم می باشد. متخصصین فیزیولوژی، جوانه زنی را بصورت خروج ریشه چه از پوسته بذر تعریف کرده اند.
برخی دیگر جوانه زنی را از سر گیری رشد فعال توسط جنین که منجر به ایجاد شکاف در پوسته و ظهورگیاهچه می شود، می دانند. در این تعرف فرض بر آن است که بذر پس از تشکیل در حالت سکون یا استراحت می باشد. صرف نظر از اینکه کدام تعریف کامل می باشد، بایستی در نظر داشت که هیچکس قادر نیست به وضوح فرایند جوانه زنی را مشاهده نماید. بعضی از بذرها توانایی جوانه زنی خود را برای چند روز پس از القاح و مدت طولانی قبل از زمان معمول برداشت حفظ می کنند.
مراحل جوانه زنی:
بیدار شدن یا فعال شدن بذر :
در این مرحله ابتدا جذب آب صورت می‌گیرد که موجب نرم شدن پوسته و مرطوب شدن پروتوپلاست میشود و در نهایت سبب شکسته شدن پوسته بذر میشود. بلافاصله بعد از آبگیری ، ساخته شدن آنزیمها صورت می‌گیرد.
رشد طولی :
به دنبال مرحله بیدار شدن بذر ، رشد طولی حجرات آغاز میشود. ابتدا ریشه چه که در پایین محور جنینی قرار دارد شروع به رشد میکند. خروج ریشه چه از بذر نخستین شاهد جوانه زنی است. ریشه‌های جانبی بلافاصله ظاهر می‌شوند. ریشه‌های جنینی که از ریشه چه تشکیل می‌شوند، بعد از تشکیل شدن رشد و نمو کرده و در عمق خاک نفوذ میکنند. بعد از رشد ریشه چه ، ساقه‌چه که در بالای محور جنینی قرار دارد، شروع به رشد میکند. در واقع ساقه که نقطه‌ای است که ساقه از آن خارج میشود .
آزمایش جوانه زنی :
بازدارنده های جوانه زنی در بذر:
ویژگی اقلیم خشک،بارندگی کم است که اغلب به صورت رگبارهای کوتاه و به صورت غیر قابل پیش بینی می باشد.پس از چنین رگباری ، ممکن است جوانه زنی توده ای از انواع کوتاه عمر رخ دهد.ولی انواعی که عمر طولانی دارند رخ نمی دهد.
یکی از صفات مشترک انواعی که در چنین شرایطی جوانه می زنند، وجود بازدارنده های قابل حل در آب پریکارپ (دیواره تخمدان بالغ) و یا پوسته بذرشان می باشد.یک رگبار کوتاه مدت قادر نیست این بازدارنده ها را پاک کندو در نتیجه ،جوانه زنی اتفاق نمی افتد.
جوانه زنی تنها پس از یک رگبار طولانی مدت و یا باران طولانی که بازدارنده ها را با خود می شوید اتفاق می افتد. در این شرایط گیاهچه سبز شده است آب کافی به دسترس آورده و شانس بقا و تکمیل چرخه زنده گی خود را افزایش داده است. ماده ای که از جوانه زنی ممانعت می کند می تواند یک ترکیب ویژه آلی یا نمکهای تجمع یافته باشد.به دنبال چند باران ملایم ،بذرهایی که به اشتباه جوانه زدند ،بازدارنده های دیگری تولید می کنند و بنابراین بارندگی های بعدی باید برای جوانه زنی کافی باشند.
بازدارنده های جوانه زنی نقش مهمی نیز در جلوگیری ازجوانه زنی بذرها میوه های گوشتی دارند.غلظت بالای مواد محلول بسیاری از میوه ها در این میان نقش مهمی دارد،اماABA(اسید آبسیسیک) نیز میتواند در این جا نقش حیاتی داشته باشد
اثرات نایترات:
جوانه زنی بسیاری از بذور توسط نایترات تحریک می شود.این نقش نایترات به عنوان یک فشار محیطی ارتباطی با نیاز به نایترات برای ساختن پروتئین ندارد،زیرا هیچ نوع فعالیت نایترات ردوکتازی در بذر دیده نمی شود. بلکه نایترات به عنوان یک عامل از بین برنده خواب به ویژه در بساری از نوع های علف های هرز و نباتانی که در میان مواد پوسیده و فاسد می رویند عمل می کند. وقتی نبات مادری در محیطی سرشار از ازت رشد کرده است،ممکن است نایترات در بذرهای تجمع یافته و دیگر نیازی به نایترات برای رفع محدودیت جوانه زنی نباشد. چرا باید علفهای هرز و انواع رشد کننده در بین مواد پوسیده و فاسد ازنایترات به عنوان یک راهنمای محیطی استفاده کنند.
نیاز به نایترات می تواند به عنوان یک مکانیزم بازیابی همانند سایر عوامل دخیل در خواب تحمیلی یعنی نور و تغیرات روزانه حرارت عمل می نماید بذور در خاکهای بیومس زیاد نباتی،نایترات خاک را تخلیه نموده است با یک محیط بانایترات کم مواجه می شوند که این امر باعث تحمیل خواب به بذر می شود.وقتی پوشش نباتی تجزیه شود،معدنی شدن و نیتریفیکاسیون ادمه می یابد،ولی جذب توسط نبات کاهش می یابد.این امر باعث افزایش نایترات خاک تا حدی حدی می شود که خاک بذر را می شکند.
سایر علائم کیمیاوی:
ترکیبات مختلفی در محیط بذر ممکن است بر جوانه زنی آن،اثرات تحریک کننده یا بازدارنده باشد بازدارنده داشتن بذور مدفون در خاک را نمی توان تنها از طریق عدم وجود نور یا حرارتهای متغیر بیان نمود.محیط گازی ممکن است در این میان نقش داشته باشد (اکسیژن کم و کربن دی اکساید زیاد)،اما ترکیبات آلی مثل اللوکمیکال ها نیز میتواند در این جا دخیل باشد.
به عنوان مثال،یک اثر تحریک کننده ترکیبات ویژه بر جوانه زنی در دود دیده شده است .که دود ناشی از سوختن مواد نباتی جوانه زنی بذر را تحریک میکند.و جوانه زنی نیز افزایش می یابد.مواد کیمیاوی موجود در دود جوانه زنی بذوری را در حالت طبیعی که به سختی جوانه می زنند تحریک می کند در این جا ترکیبات مختلفی حایز اهمیت است (مثل اتیلین ،امونیاک واسید اکتانوییک).امروزه از دود تجاری برای افزایش سرعت جوانه زنی بذرهایی که جوانه زنی آنها مشکل است استفاده می شود ونیز از آن برای تحریک جوانه زنی بذرهایی در زمینهای که قبلا معدن بوده استفاده می شود.
این حقیقت که بعضی از ترکیبات کیمیاوی موجود در دود (مثل آمونیاک و اسید اکتانوییک)در خاکهایی که در آن آتش سوزی اتفاق نیفتاده است هم وجود دارد نشانگر این است که ممکن است بذرها از علائم کیمیاوی یه عنوان یک مکانیزم در تشخیص تغیرات عمده پوشش نباتی استفاده کنند.
مورفولوژی جوانه زنی
جوانه زنی اپی ژیل (بیرون زمینی) :
جوانه زنی هیبوجیل (درون زمینی):
رویش:
(1) آبی به حجرات جنین نمی رسد.
(2) مقدار مواد غذائی محلول قابل مصرف در تنفس در این حجرات نسبتا کم است. مقدرا زیاد مواد غذائی که درون و اطراف جنین وجود دارد به صورت پولیمر است و باید قبل از آنکه بتواند در تنفس مصرف شود هیدرولیز گردد.
(3) تنفس هوازی درون حجرات جنین ممکن است بسیار محدود باشد زیرا پوشش خشک بذر معمولا خیلی کمتر از پوشش مرطوب به اکسژن نفوذ پذیر است.
(4)حجرات بذر ممکن است حاوی مواد بازدارنده ای باشند که برخی از مسیرهای متابولیسمی را که برای نموحجرات جنین لازم است قطع کرده اند.
(5)غلظت آنزایم های هیدرولیتیک (هضمی )فعال در بذر خشک نسبتا پایین است .
(6)پوشش سخت بذر برای نمو جنین سدی به شمار میرود.
اگر بنا باشد که رویش بذر صورت گیرد شش مانع مشروحه بالا باید به نحوی ازبین رودیعنی
(1) آب به حجرات جنین برسد
.(2)غذای غیر قابل مصرف در تفس هیدرولیز شود.(3)اکسیژن به مقدار کافی به حجرات جنین برسد.(4)مواد بازدارنده اگر موجود است باید از بین رود.(5)میزان آنزایم های هیدرولیتیکی افزاش یابد.(6)پوشش بذر باید توسط جنین در حال رشد قابل نفوذ گردد. بعضی از بذرها را میتوان با قرار دادن بذر در محیط مرطوب برطرف ساخت.ولی بعضی از بذرها که در مجاورت آب هم قرار گرفته اند باز به حالت خواب باقی می ماند. در مورد این نوع بذرها عوامل محدودکننده باقی مانده در این به طور کامل در بحث زیرگفته میشود.
رابطه آب با رویش بذر:
جذب و نفوذ آب:
آب از ذرات خاک به حجرات بذر جریان خواهد یافت به شرط آنکه پتانسیل آب خاک از پتانسیل آب درون حجرات بذر کمتر منفی باشد.به طور کلی پتانسیل آب درون یک بذر خشک خیلی منفی است،بدین سبب آب موجود در خاک به درون بذر جریان می یابد حتی اگر مقدار پتانسیل آب در خاک تا حدودی کمتر از ظرفیت زراعی باشد.درمورد بعضی از بذرها بخار آب هوای خیلی مرطوب کافی است،تا موجب آماس ورویش بعدی بذر گردد.مولکولهای آب که وارد بذر خشک می شوند باعث به وجود آمدن نیروی آماسی قابل ملاحظه میگردد که برا از بین رفتن پوشش بذرکافی است.در نتیجه جنین هم میتواند رشد کند. در بعضی از انواع این چنین نیست بلکه در اثر فشار درونی که به وسیله ریشه اولیه در حال رشد ایجاد میگردد یا تحلیل آنزایمی پوشش بذرو سایر بافتهای حول جنین ویا هر دو باعث ازبین رفتن پوشش بذر میشود.
برخی بذرهای سالم به آب غیر قابل نفوذند که آماس نمیتواند صورت گیرد .این بذرها فقط وقتی خراش بردارند میرویند.خراش برداشتن در اشاره به هر اثر مکانیکی یا کیمیاوی است که سبب از بین رفتن پوشش بذر میگردد.خراش دادن پوشش بذر باید توسط متخصص زراعت صورت گیرد تا درصد رویش بذر افزایش گردد.خیساندن بذر در تیزاب غلیظ روش دیگری برای از بین رفتن پوست بذرهاست.عقیده عمومی بر این است که خراش دادن موجب به رویش بذر می شود زیرا آب که قبلا نمیتوانست از پوشش بذر عبور کند می تواند وارد آن گردد.ولی در مورد بعضی از بذرها ممکن است که خراش دادن سبب شسته شدن مواد بازدارنده رویشی بذر که در آب محلولند شود.
آب وفعالیت آنزایمی:
دو عاملی که سبب میشود بذر خشک به حالت خواب بماند عبارتند از :
(1)مقدار مواد غذائی موجود در جنین که مستقیما در تنفس قابل مصرف حجرات جنین می باشد نسبتا کم است .
(2)معمولا غلظت نسبی آنزایم های هیدرولیتیکی فعال شده کم است .
برای از بین بردن این دو عامل درونی به هم وابسته وتشویق نفوذ آب به درون بذر باید اقداماتی را انجام داد.به دو دلیل ممکن است که غلظت آنزایم های هیدرولیتیکی فعال در بذر به حالت خواب پایین باشد
(1) ملکولهای جدید آنزایم های موجود غیر فعال است
(2) مسیر متابولیسمس که منتهی به ساخته شدن ملکولهای جدید آنزایم می شود قطع است.
آنزایم هایی که در رویش دخالت دارند اساسا دو نوعند:
1-آنهائی که در هضم مواد غذائی ذخیره درون بذر دخالت دارند
2-آنهائی که بخش دیواره حجره را هیدرولیز می کنند
آنزایم هایی که روی مواد غذائی موثراست از این نظر اهمیت دارد که مواد غذائی غیر قابل مصرف در تنفس و غیر قابل جذب وتحلیل را به صورت قابل مصرف در تنفس وقابل جذب وتحلیل در آورد .برخی از مواد حاصل از هیدرولیز شدن مواد غذائی در تنفس مصرف نمی شود،بلکه در عوض به حجرات جدید جنین در حال رشد انتقال می یابد و در آنجا در ساخته شدن اجزای حجره مصرف می گردد. در برخی بذرها مواد غذائی اساسا در بافت اندوسپرم قرار دارد،وانواع دیگر غذائی ذخیره بیشتر در مشیمهای خود جنین است.
آنزایم هائی که روی اجزای دیواره حجره تاثیر میگذارد از این نظر اهمیت دارد که در اثر فعل وانفعالاتی که کاتالیز میکند پوست بذر یا حجرات اندوسپرم یا هر دو که مانع فیزیکی برای خروج ریشه جنینی به شمار می آید تضعیف می سازد . بعلاوه ممکن برخی از مواد حاصل از این فعل وانفعالات در مسیر تنفسی وارد شود وبرخی به حجرات جدید جنین انتقال یابد و در آنجا مجددا مصرف گردد.
نور ورویش بذر:
بذور ریز نسبت به بذور درشت در جوانه زدن حساسیت بیشتری دارند. چون بذور ریز اندوخته‌اشان کم است. بعضی از بذور در مقابل نور جوانه می‌زنند و برعکس بعضی از بذور در تاریکی قادر به جوانه زنی هستند. بیشترین میزان جوانه زنی در نور قرمز صورت می‌گیرد. نور آبی ومادون قرمز موجب کاهش جوانه زنی میشود.تٲثیر نور قرمزدر 25 درجه سانتیگراد منجر به بیش از 90% رویش می شود در 30 درجه کمتر از 10% می گردد.تقریبا چنین به نظر می رسد که درجه حرارت زیاد در خنثی کردن اثر نور قرمز تاثیر میگذارد
درجه حرارت و رویش:
اثرات درجه حرارت روی رویش بذر را به دو طریق میتوان منظور داشت:
(1) درجه حرارت را به عنوان عاملی در شکستن دوره خواب بعضی از بذرها.
(2) درجه حرارت را به عنوان یک عامل محیطی که بر رویش بذر در نموی بعدی نبات جوان تٲثیر می گذارد. اثرات درجه حرارت را به عنوان عاملی در شکستن دوره خواب را می توان به دو بخش عمده تقسیم کرد.
اثر درجه حرارت کم واثر درجه حرارت متناوب
اثر درجه حرارت کم:
بسیاری از بذرها بلافاصله پس از جداشدن از میوه نمی رویند به این بذرها گفته میشود که به یک دوره پس- رسی نیاز دارند. طول این دوره پس رسی بعضی از انواع بذرها را می توان به وسیله عوامل محیطی کوتاه یا طولانی کرد که یکی از آنها درجه حرارت است .مثلا دوره پس- رسی بذرهای معینی اگر بذر در لایه های مواد مرطوب در حرارت کم (صفر تا ده درجه) قرارگیرند زودتر از وقتی که در شرائط خشک و درجه حرارت معمولی نگهداری می شود به سر می آید.این عمل استراتیفیکاسیون خوانده می شود واغلب دو یا سه ماه سرما لازم است تا مٶثر واقع شود. در طبیعت بذر بعضی از انواع در سالی که تولی شده است جوانه نمی زند این نوع بذرها باید زمستان را در لابلای مواد آلی مرطوب سطح خاک بگذرانند تا در بهار بعد برویند.دانه مخروطیان نوعی پسته بادنجان رومی گیلاس و هلو نمونه بذرهایی است که در اثر استراتیفیکاسیون رویش آنها رونق می یابد.
اثرات درجه حرارت متناوب:
در لابراتوار بذر روش این است انواع بذر را در حرارت متناوب قرارمی دهند تا دوره خواب آنها را بشکنند. درجه حرارت متناوب،درجه حرارت بیش از 10 یا 20 درجه سانتیگراد تفاوت ندارد و هر دو بالاتر از نقطه انجماد است .مثلا رویش بذر با قرار دادن در درجه حرارت متناوب20 درجه سانتیگراد به مدت 16 تا 18 ساعت و حرارت30 درجه به مدت 6 تا 8 ساعت بسیار خوب است.دوره خواب بعضی از بذرها ممکن است با اثر حرارتهای زیر یا بالای صفر درجه سانتیگراد بشکند.اگرچه این عمل به طور قطع برای بعضی از انواع مضر است ولی حرارت در بعضی از انواع کاملا بی اثر است. مثلا بذر هویچ در درجه حرارت ثابت به خوبی درجه حرارت متناوب می روید.این روش در بذرهایی به کار می رودکه جنین ذاتا دارای خواب است
اکسیژن ورویش بذر:
پوست خشک بذر خیلی کمتر از حالتی که آب جذب کرده باشد به اکسیژن نفوذپذیر است نفوذپذیری به اکسیژن مربوط به حجرات غیر زنده پوست می شود.امکان دارد که نفوذپذیری غشاها به اکسیژن در حجرات زنده درونی نیز به طور مستقیم یا غیر مستقیم وقتی که بذر آب جذب می کند متٲثر گردد.
خواب بذر:
بذر خواب به بذری اشاره دارد که علی رقم وجود شرایط مناسب محیطی قادر به جوانه زنی نیست. در بسیاری از انواع نباتی با بررسی شرایط محیطی طبیعی رشد نبات می توان به راه هایی برای شکستن خواب بذر آنها پی برد. در طبیعت، وجود مکانیسم های خواب باعث می شود تا بذر در شرایط و زمان مناسب جوانه بزند.
فهرست کلی خواب بذر :
روشهای شکستن خواب بذر:
شکستن خواب بذر به کمک یک عامل منفرد:
(الف).قرار گرفتن بذردر معرض یک عامل منفرد:
1- سرما
2- انبار در محیط خشک (در دمای بالا)
3- نور
4- شستشو ونشت مواد از بذر
5- خراشیدگی
6- مواد کیمیاوی
(ب).قرار گرفتن بذر در معرض شرایط متغیر
(ج).قرار گرفتن بذر تاثیر دو یا چند عامل
خراش دهی scarification:
الف) خراش دهی مکانیکی
ب)خراش دهی با آب گرم
ج) خراش دهی با تیزاب
د) خراش دهی با دمای بالا
بذرهای فاقد خواب:
رویداد گسترده خواب بویژه در نباتات خودرو مورد تایید قرار گرفت.با این وجود بذرهای بسیاری از نباتات خودرو خواب ندارند،یا بخشی از بذرها خواب نیستند.در بررسی 403 نوع نبات خودرو در بریتانیا،32% از انواع دارای جمعیتهای بذری بودند که در 50%یا بیشتر، خواب وجود نداشت . (م2 / ص 118)بذرهای بدون خواب به محض رها شدن از نبات مادری می توانند جوانه بزنند،مشروط به اینکه در شرایط مرطوب شدن مجدد در دما و فشار اکسیژن مطلوب قرار گیرند.به طور کلی اینچنین نباتات مکان های را تصرف می کنند که زمینهای باز مانند زمینهای زراعی یا کم ارتفاع کاملا چریده شده را شامل می شود.نوعا این گروه نباتات علفهای هرز سمج با عمر کوتاه هستند که به آسانی زمینهای بایر را تصرف می کنند،برای مثال می توان از Cardamine hirsute و گندمیان یکساله مانند چپر یکساله (Poa annus and Aira praecox ) نام برد.این نوع گندمیان یکساله در حقیقت یکساله های پاییزه هستند،و عدم خواب آنها بدین معنی است که جوانه زنی قبل از زمستان صورت می گیرد و بدین ترتیب گیاهچه توانایی بیشتری برای چیره شدن بر رقبای بهاری آینده را دارد. در بعضی موارد این استراتژی مشابه وضعیت بذرهایی است که تابستان را به حالت خواب می گذرانند جز اینکه در این گندمیان یکساله هیچ مکانیسمی برای اجتناب گیاهچه از خسارات احتمالی گرمای تابستان وجود ندارد.
نتیجه گیری:
جوانه زنی و نموی بذر مهمترین قسمت تشکیل نبات است که طی این فرآیند بر اساس عوامل محیطی و ژنتیکی یک بذر جوانه می زند وبعد از جوانه زدن شروع به نمو می کند.در انتخا ب بذر سعی کنید از بذوری را انتخاب کنید که دارای قوه نامیه بالا ،مقاوت به امراض و آفات،خلوص بذر و حتی در بعضی از موارد سعی کنید تا رطوبت بذر را در نظر گرفت. برای مطمئن شدن از جوانه زنی بذر باید از آزمایش جوانه زنی استفاده کرد که گفته شده است حداقل باید یک بذر 86% قدرت جوانه زنی را داشته باشد و قبل از کشت بذر را ضد عفونی کنید.
بزرگترین مشکل در طی فر آیند جوانه زنی خفتگی یا خواب بذر است که متخصصین زراعت و زارعین باید خواب بذر را بشکنند.تا بذر براحتی جوانه بزند .برای شکستن خواب بذر باید از روشهایی استفاده کرد تا به بذر و جنین بذر صدمه ای نرسد زیرا مهمترین قسمت بذر همان جنین بذر است که اگر ازبین برود یا جنین بمیرد.دیگر بذر قادر به جوانه زنی نیست.ولی در بعضی موارد باید خواب را طولانی کرد
استفاده از بذرهای بومی یک منطقه خوب است ولی چون بذرهای بومی کشور از قدرت جرمنیشن(Germination) بسیار پایین هستند همچنین از لحاظ کیفیت هم در درجه پایین قرار دارند باید بذرهای بومی را بذرهای که داری قدرت جوانه زنی بالا هستند تلاقی کرد ویک نبات اصلاح شده را به مردم عرضه کرد.
از ورایتی ها که از ممالک دیگر وارد کشور ما می شود باید قبل از توزیع بین دهاقین آنها در مرکز تحقیقاتی کشت آزمایشی را انجام داد و اگر با محیط سازگار بود آن را بین دهاقین توزیع کرد چون اگر ما بذری که با محیط سازگار نیست تمام شرایط را هم برای او فراهم کنیم باز هم جوانه نمیزند و تمام زحمات ما بی نتیجه خواهد بود.
در کشور ما افغانستان که یک کشور زراعتی است زارعین توجه زیادی به قدرت نامیه یک بذر نمیکنند و اگر یک بذر جوانه نزد و نمو نکرد که یا مشکل کمبود آب است یا مشکل کودهی است در حالی که اینچنین نیست.ما باید با یک مدیریت عالی و با استفاده از ورایتی های جدید بتوانیم بذوری را وارد کنیم که سطح محصول دهی خود را افزایش دهیم و به خودکفائی برسیم.
پس در کل اگر ما از بذرهای با مرغوب و قدرت جوانه زنی بالا سازگار با محیط استفاده کینم و شرایط محیطی را هم برای او فراهم کنیم می توانیم حداکثر استفاده از آن نبات را انجام دهیم.
پیشنهادات:
1- ضدعفونی بذر قبل از کشت با دواهای مختلف از جمله ویتاواکس
2- آزمایش قوه نامیه قبل ازکشت
3- انتخاب بذور مناسب در زمان کشت
4- تربیه افراد متخصص در زمینه اصلاح نباتات
5- وارد کردن ورایتی های جدید از ممالک کشور همسایه
6- کشت ورایتی های جدید قبل از توزیع بین دهاقین
7- اطلاع رسانی به دهاقین
8- انتخاب بهترین راه برای شکستن خواب بذر
9- انتخاب عمق کاشت متناسب با هر بذر
10- نگهداری از بذر تا زمان کشت در ذخیره گاههای مناسب
11- از بین بردن و جلوگیری از بازدارندهای جوانه زنی
12- حفظ و و اصلاح بذرهای بومی کشور
