مراحل جوانه زنی بذر و عوامل تاثیر گذار بر آن

به ظهور و توسعه ساختمانهای ضروری بذر جوانه زنی گویند که برای بذور مورد آزمایش شاخصی از توانایی بذر در تولید یک گیاهچه سالم در محیط مناسب است.

---

نیازمندیهای جوانه زنی:
گازها
سومین عامل موثر در جوانه زنی گازها می باشد.هوا تشکیل شده از حدود 21 درصد اکسیژن- 79 درصد نیتروژن- 03/0 درصد دی اکسید کربن و مقادیر اندکی گازهای بی اثر.ازت معمولا تاثیری روی جوانه زنی ندارد. در اکسیدکربی که غلظتی کم دارد هرگاه مقدارش کاهش یابد تاثیری بر جوانه زنی دارد ولی افزایش در co2 باعث کاهش نرخ جوانه زنی می گردد. 3 درصد یعنی 100 برابر می شود.کاهش میران اکسیژن باعث کاهش نرخ جوانه زنی می گردد ولی افزایش آن تاثیری ندارد. نکته:برنج و دیگر گیاهان آبزی قادرند در محیط زیر آب که غلظت اکسیژن کم باشد جوانه بزنند . بذور حتی قادرند تا در محیط فاقد اکسیژن نیز جوانه بزنند البته در این شرایط گیاهچه های حاصله ضعیف و غیر عادی می باشند.
نور: اکثر بذور برای جوانه زنی نیاز به نور دارند دسته ای از بذور که جهت جوانه زنی خود به نور نیاز دارند بذور فوتوبلاستیک نامیده می شوند مانند کاهو- توتون- تنباکو- و کرفس.دسته ای از بذور نیز برای جوانه زنی خود به تاریکی نیازمندند و نور در جوانه زنی آنها عامل محدود کننده است مانند گوجه فرنگی – صعلب و برخی از بذو.ر علفهای هرز البته اکثر بذور علف هرز فوتوبلاستیک هم هستند. و دسته سوم بذوری است که نسبت به نور در زمان جوانه زنی بی تفاوتند مانند بذر اکثر گیاهان زراعی.
درجه حرارت
عامل دوم در جوانه زنی رطوبت است . بذور مختلف برای عمل جوانه زنی خود به محدوده حرارتی مشخصی نیاز دارند و از این نظر گیاهان را به دو دسته سردسیری و گرمسیری تقسیم می کنند ولی در مجموع هر بذری برای جوانه زنی خود درجات حرارت کاردینال دارند.(min ------- opt ----------- max). در پائین تر از صفر فیزیولوژیک اصلا جوانه زنی نخواهیم داشت و در درجات حرارتی بالا ساختمان پروتئین شکسته شده و دناتوره می شود و چون آنزیمها و هورمونها ساختمان پروتئینی دارند در درجه حرارت بالا از کار افتاده و غیر فعال می گردند.بهترین درجه حرارت برای جوانه زنی درجه ای است که بیشترین تعداد بذور جوانه زده در کمترین مدت زمان به دست می آید و درجه حرارت opt در اکثر مواقع به درجه حرارت max نزدیک است.
آب:
جز اول در فرایند است . وجود آب برای عمل جوانه زنی شرط لازم است . مهمترین نقش آب در عمل جوانه زنی عبارت است از فعال کردن آنزیمها (غلظت مواد بازدارنده زیاد شده تا فعالیت هورمونها توسط آب کاهش یابد.) معمولا در حالت خواب بذر چه به صورت رکود و چه به صورت استراحت اگر فاکتور رطوبت عامل بازدارنده باشد با جذب آب غلظت هورمونهایی که در جنین وجود داشته زیاد شده و فعال می شوند.- تجزیه مواد به تبع فعال شدن آنزیمها را خواهیم داشت- انتقال مواد تجزیه شده از بافت ذخیره ای به محور جنین و ساختن ترکیبات شیمیایی جنین از عواقب جذب رطوبت است. بنابراین شروع کار با جذب رطوبت انجام می گیرد. مقدار آبی را که بذور مختلف برای جوانه زنی خود نیاز دارند به عواملی بستگی دارد:
الف) وضعیت پوسته بذر:
این مورد هم از نظر میزان جذب آب مهم می باشد. معمولا بذوری که پوسته ناصاف دارند آب بهتری را در خود جذب می کنند زیرا در این بذور سطح تماس بذر با خاک افزایش می یابد دربسیاری از بذور نیز منافذ پوسته ها محلهای مناسبی برای ورود رطوبت به داخل بذر می باشند .جذب آب توسط بذر طی 3 مرحله اتفاق می افتد که عبارتند از:
Growth stage
رشد اولیه ریشه چه بر اثر تقسیم نیست بلکه حاصل بزرگ شدن سلولی است. در بذور مرده مرحله رشر وجود ندارد .مرحله دوم را هم نداریم چون در آن مرحله نه آنزیمها و نه هورمونها هیچ کدام فعال نمیشوند . اگر بذوری داشته باشیم که فوق العاده فعال باشد و قوه نامیه بسیار بالایی داشته باشند مرحله دوم را خیلی سریع انجام میدهند تا جایی که تفاوتی بین سه مرحله نخواهد بود از لحاظ زمانبندی .
Activation stage
در این مرحله جذب آب متوقف می شود ولی اتفاق مهمی که در بذور رخ می دهد فعال شدن هورمونها و آنزیمها و به تبع آن تجزیه ترکیب شیمیایی ذخیره ای و انتقال آنها به محور جنین است. برای این که رشد صورت بگیرد باید هم سلولها بزرگ شده و هم تقسیم شوند. این اتفاق با جذب آب توسط واکوئل ها رخ میدهد . واکوئل به غشا فشار آورده و سلول متورم می گردد.
imibibition stage
در این مرحله آب با توجه به ترکیب شیمیایی بذور فراهم بودن میزان آن و وضعیت پوسته بذر توسط بذر جذب می گردد . این اتفاق هم در بذور مرده و هم در بذور زنده رخ می دهد . بنابراین یک مرحله فیزیکی به حساب می آید نه فیزیولوژیکی . این مرحله بر اساس اختلاف شیب پتانسیل است.
ب) فراهم بودن آب :
بهترین میزان رطوبت خاک رطوبت مرحله fc می باشد. در این حالت بذور معمولا به راحتی آب جذب کرده و مراحل جوانه زنی را طی می کنند با کاهش میزان رطوبت از FC به سمت PWP (نقطه پژمردگی) میزان جذب آب توسط بذر کاهش و سرعت جوانه زنی کاهش می یابد.فراهم بودن آب چه به صورت کمبود و چه به صورت زیاد بود و یا تنش غرقابی برای گیاه مضر است. غرقاب شدن بذور نیز به خصوص در مراحل اولیه جوانه زنی باعث کاهش نرخ جوانه زنی می شود در این میان بذور گیاهان خانواده لگوم از حساسیت بیشتری برخوردارند.اکثر بذور گیاهان زراعی تنش های غرقابی یا آبکشتگی را در مراحل اولیه جوانه زنی نمیتوانند تحمل کنند.همه گیاهان آبزی و مردابی وضعیتی شبیه به گندم دارند منتهی به حالت بی هوازی فعالیت خود را انجام می دهتد.
ج) ترکیب شیمیایی بذر:
بذوری که ماده اصلی آنها پروتئین است بیشترین مقدار جذب آب را برای شروع و پایان جوانه زنی خود نیاز دارند. به عنوان مثال بذر سویا زمانی که 5/1 برابر وزن خود آب جذب کرد فعالیتهای جوانه زنی خود را شروع می کند و تا انتهای مرحله جوانه زنی حدود 3 برابر وزن خود آب جذب می کند. بعد از پروتئین نشایته وارد عمل می شود . میزان کمتری آب برای جوانه زنی خود نیاز دارد و کمترین مقدار آب را گیاهانی نیاز دارند که ماده اصلی آنها چربی است . بذر ذرت وقتی 2/1 تا 3/1 وزن خود را آب جذب کرد فعالیتهای جوانه زنی خود را شروع می کند و تا پایان دوره 5/1 برابر وزن خود آب جذب می کند.دلیل مهمی که برای این قضیه در نظر گرفته می شود کلوئیدی بودن و آب دوست بودن مولکولهای قطبی پروتئین و نشاسته است.
هورمونهای گیاهی موثر در عمل جوانه زنی:
آکسین:
این هورمون با کمک در طویل نمودن غلاف ساقه چه و ریشه چه و به وسیله فعال نمودن زمین گرایی و نورگرایی رشد ریشه چه و ساقه چه را تنظیم می کند.
سایتوکینین:
تقسیم سلولی را تحریک می کند و رشد ریشه چه و ساقه چه را ایجاد می کند. گسترش و رشد اولیه ریشه چه معمولا به دلیل بزرگ شدن سلولی است نه تقسیم سلولی.
جیبرلین:
هورمونی است که آنزیمهای هیدرولیک کننده بذر را فعال می کند و به آن استارت رشد گویند. معمولا از جنین و یا از لایه آلرون ترشح می شود. اکثر هورمونها از این دو اندام به خصوص جنین ترشح می شوند.

مراحل جوانه زنی:
جذب آب و آماس بذر: در همه بذور چه زنده و چه مرده انجام می گیرد . عوامل فیزیکی در جذب آب موثر هستند. مثل وضعیت پوسته ( ضخیم یا نازک بودن پوسته) – ترکیب شیمیایی بذور و فراهم بودن آب ( رابطه مستقیم )
آب گیری بافتها : به مقدار مورد نیاز اندامها آب گیری می کنند پس از آن ترشح هورمونهایی است که بافتهای هدف را تحت تاثیر قرار می دهند.
افزایش تنفس : در این مرحله انرژی مورد نیاز جهت فعال شدن با نجام تنفس تامین می شود.
فعالیتهای آنزیمی و هضم: که در باغفت ذخیره ای انجام می شود. انتقال مولکولهای هیدرولیز شده به محور جنین . افزایش تنفس و ساختن مواد جدید . شروع تقسیم سلولی و بزرگ شدن سلولها . پاره شدن پوسته بذرو ظهور ریشه چه .
عوامل موثر در جذب آب:
وضعیت پوسته بذر . ترکیب شیمیایی .فراهم بودن آب ( هر چه میزان آب بیشتر باشد جذب آب بیشتر است)