خواب بذر و روشهای شکستن این دوره

خواب بذر به حالتی گفته می شود که به هر دلیلی اعم از خارجی یا داخلی بذر قادر به جوانه زنی نباشد.

---

طول عمر:
بذر به عنوان یک موجود زنده دارای یک طول عمر معین است و در آخر زندگی یک موجود زنده مرگ است. به مرگ بذر فساد بذر گویند.از نظر طول دوره زندگی بذرها را به سه دسته تقسیم می کنند.
بذر کوتاه عمر :
micro biotic . به بذرهایی اتلاق می شود که دوره زندگی آنها کمتر از سه سال باشد مانند افرا. اگر در این دوره شرایط جوانه زنی مهیا باشد جوانه خواهد زد مانند بذر قهوه.چون پوسته بذر حالت شاخی شدن پیدا می کند و بسیار سفت می شود که دیگر قادر به جوانه زدن نخواهد بود.
بذر متوسط عمر:
meso biotic . طول دوره زندگی در این دسته از بذور 3 تا 15 سال است مانند بذر غلات.
بذر طویل العمر:
macro biotic که بیشتر از 15 سال می توانند حیات داشته باشند مانند علفهای هرز. بعضی از بذرها که در خاکهای رسوبی هستند می توانند تا 1500 سال عمر می کنند و اگر شرایط مساعد باشد حتی جوانه هم می زنند.
عوامل موثر بر طول زندگی بذر:
مکانیسم خواب:
عاملی که بذر را برای طولانی زنده نگه می دارند مکانیسم خواب است مانند علفهای هرز که به دلیل مکانیسم خواب خواب طول عمر زیادی دارند و تکامل آنها در چنین چیز بوده است.
شرایط محیط نگهداری در انبار: مهمترین عواملی که در محیط انبار باید توجه کرد رطوبت نسبی محیط انبار و درجه حرارت محیط انبار است. افزایش بیش از حد یکی از این فاکتورها باعث نامساعد و فساد بذر می شود.
خشکی ها یا دوره های گرمی که در اواخر مرحله دانه بندی: هر چه دچار تنش ها بیشتر باشند در طول اواخر مرحله دانه بندی طول عمر کوتاه تری دارد.
فساد بذر:
از بین رفتن و تحلیل حداقل یکی از ساختمانهای ضروری بذر (پوسته های بذر- جنین بذر)
جنس پوسته:
این که پوسته ضخیم یا نازک باشد هر چه پوسته خارجی نازکتر باشد نفوذ رطوبت و گازها بهتر است و بذر فاسد می شود.
ژنوتیپ بذر:
یعنی تاثیر ژنوتیپ بر روی ترکیبات داخلی بذر . ترکیبات شیمیایی مختلف تمایل خاصی به جذب آب دارند. گاهی اوقات در اثر جذب زیاد آب باعث فساد می شوند . گاهی در یک انبار رطوبت مناسب بستر ترکیبات شیمیایی بذر هورمونها و آنزیمهای موثر و بافتهای درون آندوسپرم تجزیه شده و بذر فساد می یابد.
به طور کلی به حالتی گفته می شود که به هر دلیلی اعم از خارجی یا داخلی بذر قادر به جوانه زنی نباشد.
عوامل داخلی( درونی- استراحت)
دوره استراحت به حالتی گویند از رکود بذر ک به دلایل داخلی بذر به استثنای عدم یا نبود قوه نامیه استراحت بذر گویندمانند سختی پوسته بذر – غیر قابل نفوذ بودن پوسته بذر- جنین رشد نکرده- مواد بازدارنده یا هورمونی. گاهی اوقات بذور و جنین به اندازه حداکثر رشد خود رسیده اند ولی لازم است تغییراتی فیزیولوژیکی بر روی جنین صورت گیرد تا آماده جوانه زنی گردد که اصطلاحا به زمان لازم برای انجام این تغییرات دوره پس از رسیدن گویند. به این نوع رکود بذر خواب ذاتی- خواب درونی – خواب فیزیولوژیکی- خواب ژنتیکی – خواب حقیقی و یا خواب ارثی گویند.
چرا دوره استراحت در بذور علفهای هرز بیشتر دیده می شود؟ نظر به این که دوره استراحت صفتی کمی بوده و تحت کنترل تعداد زیادی ژن می باشد لذا در طول هزاران سال که از قدمت کشاورزی می گذرد به مرور بذوری از گیاهان زراعی مورد استفاده قرار گرفتند که دوره استراحت کوتاهتری داشتند که این مساله در تکثیر جنسی گیاه همواره تشدید گردیده است.درسمت مقابل در گیاهان هرز که توسط زارع حذف می شون گیاهانی در تولید نسل آینده دخالت می کردند که دوره استراحت طولانی تر و تعداد بیشتری ژن داشتند که باز هم این مساله منجر به تشدید صفت دوره استراحت طولانی گردید.
عوامل خارجی(محیطی- دوره خواب )
در این حالت نبود یکی از فاکتورهای محیطی لازم برای جوانه زنی مانع از جوانه زنی می گردد که شامل کمبود رطوبت- درجه حرارت- اکسیژن و نور است. به این نوع خواب و رکود بذر خواب القایی یا خواب اجباری گویند.
روشهای شکستن دوره استراحت:
روش استفاده از هورمونها:
عمل جوانه زنی و دوره استراحت تحت کنترل ترکیبات هورمونی نیز می باشد. در این میان بسیاری از مواد هورمونی بازدارنده جوانه زنی می باشند. مانند اسید آبسزیک – هیدروکسید مالیک- کومارینها – سیانامیدها و ترکیبات فنولی. در مقابل ترکیباتی مانند جیبرلینها و سایتوکینینها شکننده دوره استراحت می باشند. و جوانه زنی را در بذر تحریک می کنند. جوانه زنی زمانی اتفاق می افتد که یا غلظت بازدارنده های جوانه زنی کاهش یابد و یا غلظت تحریک کننده های جوانه زنی افزایش یابد.
استفاده از نور:
این روش در بذور فوتوبلاست مورد استفاده قرار می گیرد مثل کاهو – تنباکو . که در این حالت نور قرمز بذر را وادار به جوانه زنی کرده یعنی دوره استراحت را می شکند ولی نور قرمز دور دوره را خواب القا می کند.
استفاده از دماهای متناوب: محدوده دمایی در این روش بین 30-10 سانتیگراد می باشد . تاثیر این روش در بذر گیاه پوآ مشاهده شده است. دمای متناوب 20 درجه سانتیگراد برای مدت 18- 16 ساعت هرگاه با دمای 30 درجه سانتیگراد برای مدت 6 تا 8 ساعت به صورت متناوب مورد استفاده قرار می گیرد . دوره استراحت را در پوآ شکسته و بذر را قادر به جوانه زنی می کند.
استفاده از فشار بذر: در این روش از فشاری معادل با 2000 اتمسفر در دمای 18 درجه سانتیگراد برای مدت 5 تا 20 دقیقه در بذر یونجه استفاده می شود . اگر خراش دهیم بذر یونجه را هر دو درصد قوه نامیه و درصد سبز شدن بالا می رود.
خراش دهی
از این روش در مواقعی استفاده می شود که بذر دارای پوسته سخت در مقابل نفوذ آب و گازها باشد. اعمالی که جهت خراش دهی در این روش مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از : مالش دادن یا سایش دادن توسط کاغذ سمباده – نرم کردن پوسته بذر و شکستن پوسته بذر و یا سوراخ کردن پوسته بذر.
اشکال استفاده از این روش عبارتند از:
1) خراش دهی با اسید: در این روش بذر را در اسید سولفوریک قرار داده برای مدت 10 دقیقه تا حداکثر 6 ساعت. برای بذوری که پوسته خیلی خیلی سختی دارند مثلا بذور گیاهان جنگلی و درختی- معمولا توصیه می کنند بعد از این روش بذر را بشویند و مقداری جوش شیرین هم به آن اضافه کنند.د) خراش دهی با دمای بالا: در این روش دمای 100 سانتیگراد در شرایط آزمایشگاهی را برای مدت 5/1 دقیقه با لامپ 250 وات به کار می گیرند. این روش مشابه با روش اصلاحی آتش زدن مراتع است.
استفاده از دمای کم: این روش در بذوری مورد استفاده است که رسیدن آنها در هوای گرم بوده است برای این منظور بذور را برای مدت 2 تا 3 ماه در دمای 10-5 سانتیگراد قرار می دهند.
2)خراش دهی با آب گرم: در این روش بذور مورد عمل را در آب 77 تا 100 درجه سانتیگراد برای مدت 12 تا 24 ساعت قرار می دهند . آب فقط یکبار گرم می شود . حجم آب در این روش حدود 4 تا 5 برابر حجم بذر می باشد.
3) خراش دهی مکانیکی:
که در این روش برای مقادیر کم بذر از کاغذ سمباده یا سوهان و یا شکاف دادن بذر به وسیله میخ استفاده می گردد . ولی برای بذوری ریز و در مقادیر زیاداز دستگاه همزن سیمانی استفاده می شود که یا دیواره را با کاغذ سمباده می پوشانند و. یا همراه با بذر مقدار ذرات درشت شن اضافه می کند و میکسر را به گردش در می آورند.
انواع رطوبتهای بذر:
رطوبت آزاد
این رطوبت در منافذ و لوله های موئین موجد در پوسته بذر قرار می گیرد و همین رطوبت می باشد که با رطوبت نسبی محیط به حالت موازنه در می آید. این رطوبت با رطوبت نسبی محیط در حال تعادل است.
رطوبت جذب شده
به صورت یک لایه انفرادی بر روی رطوبت پیوند شده در اطراف یونهای آمین و کربوکسیل و هیدروکسیدها قرار می گیرد ولی با فشار کمتری نسبت به آب پیوند شده از اطراف این یونها جذب می شود . بنابراین جدا نمودن این رطوبت آسانتر است . میزان این رطوبت 6 تا 7 درصد غیر از رطوبت پیوند شده است یعنی مجموع دو رطوبت 12 تا 13 درصد می شود.
رطوبت پیوند شده یا فیکس شده :
به رطوبتی از بذر اتلاق می شود که در اطراف یونهایی از قبیل آمین و کربوکسیل به به دلیل خاصیت آبدوستی بودن این یونها به صورت خیلی محکم قرار گرفته است و در اصل جزیی از ساختمانهای این مولکولها به حساب می آید . حذف رطوبت از این ترکیبات موجب از بین رفتن ساختمان آنها گشته . بنابراین حذف رطوبت از بذر باعث فساد بذر می شود . به دلیل این که در آن مولکول آب را دیگر نخواهیم داشت. میزان رطوبت پیوند شده در حدود 5 تا 6 درصد است. برای این که بذر زنده بماند اگر بخواهیم حداکثر طول عمر بذر را داشته باشیم باید رطوبت بذر روی 6 درصد باشد.

مفاهیم زوال بذر:
بذر به عنوان یک موجود زنده دارای طول مشخصی بوده و مانند هر موجود زنده دیگری مرگ پایان دهنده زندگی بذر خواهد بود به عبارت زوال بذر یک فرایند غیر قابل انعطاف و غیر قابل گریز است. زوال یک بذر فرایند طرفه و غیرقابل برگشت است. به عبارت دیگر از بین رفتن اندام های ضروری بذر مجددا ترمیم نمیگردد بلکه باید جلوی از بین رفتن بیشتر را گرفت.میزان زوال بذر در بین جمعتهای متفاوت بذری یکسان نمی باشد به عبارت دیگر هر بذری نسبت به بذور مجاور خود , درصد متفاوتی از پیشرفت فساد را نشان می دهد یعنی به تعداد بذرها درجه های مختلف فساد بذری داریم چون تحت کنترل ژنها هستند.از مهمترین فاکتور که بر طول عمر بذر موثر است شرایط محیط نگهداری بذر در انبار است که به دو عامل بستگی دارد:
الف) رطوبت نسبی:
ب)درجه حرارت:
تغییر در یکی یا هردو این فاکتورها طول عمر بذر را تغییر می دهد مثلا اگر رطوبت نسبی 80 درصد باشد و درجه حرارت 25 تا 30 درجه سانتیگراد باشد. بذر بعد از مدت زمانی دچار فساد می شود ولی اگر رطوبت نسبی 50 درصد و درجه حرارت 5 درجه سانتیگراد باشد بذر را برای مدت زمان طولانی می توان نگهداری کرد.اگر این دو فاکتور از حالت طبیعی خود خارج شوند. اگر این دو فاکتور از حالت طبیعی خود خارج شوند باعث فساد می شود نظر به این که بذرها به دلیل داشتن ترکیبات شیمیایی خاص دلیل این ترکیبات به آب می توانند رطوبت محتوای بذر را با رطوبت نسبی محیط به حالت تعادل درآورند و این شرایط مشابه شرایط جوانه زنی می باشد. بنابراین هورمونها و آنزیمها باعث تجزیه بافت ذخیره ای و از بین رفتن یکی از ساختمانهای ضروری بذر می شود. در درجات حرارت بالا نیز با توجه به افزایش سرعت تنفس بذر مواد ذخیره ای موجود در بافت ذخیره ای در عمل تنفس شکسته و انرژی موجود در آن به صورت ATP آزاد می شود.
علائم فساد بذر:
الف) علائم مزرعه ای:
1) تولید جوانه های غیر طبیعی. علت اصلی این عامل از بین رفتن بعضی از بافتهای جنینی می باشد. برای این که درجه فساد را تعیین کنند به منظور تعیین درجه پیشرفت فساد در بذور مختلف از معیاری به نام بنیه بذر استفاده می کنند که به مجموعه خصوصیاتی از بذر گفته میشود که حد بالقوه فعالیت بذر را در حین جوانه زنی و سبز شدن گیاهچه در سطح مزرعه نشان می دهند.
2) کاهش عملکرد. عملکرد نهایی گیاهان حاصل از بذرهای فاسد شده نسبت به گیاهان حاصل از بذور سالم پائین تر است . شاید یکی از دلائل این قسمت کاهش سرعت رشد گیاهچه و کاهش مقاومت بذر در برابر آفات باشد.
3) کاهش مقاومت بذر و گیاهچه در برابر عوامل نامساعد. مثل آفات – امراض- خشکی. این عامل به علت کمبود و کاهش ترکیبات شیمیایی صورت می گیرد.
4) یکنواختی در مزرعه . به دلیل کاهش قوه نامیه صورت می گیرد و همچنین کاهش درصد سبز شدن نیز باعث غیر یکنواختی در مزرعه می شود. که این ها به دلیل اشکال در مدیریت می باشد.
5) رنگ بذر. بذر دارای هر رنگی که باشد در اثر فساد تغییر رنگ را خواهد داشت.
6) کاهش سرعه رشد گیاهچه. معمولا بذوری که دچار فساد می شوند به دلیل از بن رفتن مقادیری از مواد ذخیره ای خود دارای توان کمتری در حمایت از گیاهچه می باشند.
7) کاهش قدرت انبارداری
ب) علائم فیزیولوژیک مانند :
1) افزایش نفوذ آب به بذرکه به دلیل اضمحلال پوسته بذر و افزایش میزان نفوذ آب به داخل بذر و خروج ترکیبات شیمیایی بذر به درون محلول می گردد.
2) افزایش اسیدهای چرب آزاد که بر روی پوسته های بذر فعالیت کرده وپوسته ها را تخریب می کند . با تجزیه چربی ها میزان اسیدهای چرب آزاد در بذر افزایش می یابد.
3)کاهش تنفس. یعنی کاهش تنفس نتیجه کاهش سرعت فعالیتهای آنزیمی است.
4) کاهش فعالیتهای آنزیمی . در این صورت هر چه فساد بذر پیشرفته تر باشد میزان فعالیتهای آنزیمی بیشتر کاهش می یابد. با شروع شدن فساد بذر سرعت فعالیتهای حیاتی موجود زنده به دلیل کاهش در سرعت فعالیتهای آنزیمی کاهش می یابد و هر چه این درجه فساد بیشتر و پیشرفته تر باشد این سرعت کاهش شدیدتری می یابد. از جمله آنزیمهایی که به عنوان شاخص در این قسمت شناخته می شوند یکی آنزیم دهیدروژناز و دیگری آنزیم دکربوکسیلاز اسید گلوتامیک می باشد که هر دو فعالیتهای آنزیمی بذر دخالت مستقیم دارند
آزمونهای تعیین بنیه بذر:
1) آزمون تترازولیوم: تنها برای تعیین بنیه بذر کاربرد ندارد . حیات بذر – مرده بودن یا زنده بودن بذر را تعیین می کنند چون در این آزمون فعالیت دهیدروژناز معیار قرار می گیرد. این آزمون قوه نامیه را نیز تا حدودی مشخص می کند . برای انجام این آزمون درجه فعالیت آنزیم دهیدروژناز که باعث آزاد شدن یون هیدروژن می شوند . توسط نمک بی رنگ تترازولیوم مشخص می شود.. پیگمان رنگی یا فورمازان هر جا که تولید شد همانجا می ماند و آنجا را به رنگ قرمز در می آورد . معمولا دربذر جنین قرمز می شود. چون بیشترین تنفس در جنین اتفاق می افتد . ابتدا از روی سطح رنگین شده و بعد از روی شدت رنگ حیات بذر را تعیین می کنند. برای انجام این آزمایش برای مدت یک شبانه روز و یا کمتر در آب معمولی و یا 3 تا 4 ساعت در آب با دمای 30 درجه سانتیگراد قرار می دهند تا بافتهای بذر هیدراته شده . سپس بذرها را خارج و در آون با دمای 35 درجه قرار می دهند . در بذوری که پوسته ناک دارند نیازی به سوراخ کردن یا از بین بردن پوسته و یا برش بذر نمیباشد ولی در بذور دارای پوسته سخت ابتدا بذر را در نزدیکی جنین شکاف داده . 2 ساعت یا بیشتر در آون قرار داده می شوند . بر اساس سطح رنگی و شدت رنگ حیات گونه بذر را نشان می دهند. از این آزمون به عنوان آزمون قوه نامیه نمی توان استفاده کرد زیرا مسمومیت بذر و رکود بذر که از عوامل عدم تولید جوانه (حتی با زنده بودن بذر می باشد) مشخص نمی شود.
2) آزمون سرعت رشد گیاهچه: در این آزمون بذر را در ژرمیناتور و د مای 25 درجه برای مدت 7 روز قرار می دهند پس از 7 روز بذور جوانه دار شده را جدا و اندامهای رشد یافته را از بافتهای انباری جدا می کنند و در آون قرار می دهند .بعد از آن وزن خشک را اندازه گیری می کنند.
3 ) آزمون تسریع پیری: در این آزمون شرایط یک انبار نامناسب را ایجاد کرده اند . شرایط نامناسب از نظر درجه حرارت و رطوبت نسبی می باشد. این شرایط افزایده فساد هستند. برای انجام این آزمایش بذوررا دررطوبت نسبی بالا نزدیک به 100 درصد و درجه حرارت بالا 45-40 درجه سانتیگراد و برای مدت 3 تا 4 روز قرار می دهند. پس از گذشت این محدوده زمانی بذور را از شرایط تنش خارج و در محیط مناسب کشت می دهند و تحت شرایط جوانه زنی قرار می دهند نتیجتا بذور قوی با فساد کمتر نسبت به بذور ضعیف با درجه فساد بیشتر در جریان جوانه زنی تلفات کمتری را نشان می دهند.
4) آزمون مشاهده و رده بندی گیاهچه: در این روش طبق بندی بذور بر پایه بررسیهای ظاهری صورت می گیرد.در این روش گیاهچه ها به دو دسته تقسیم می شوند یکی طبیعی و دیگری غیر طبیعی. گیاهچه های طبیعی خود به دو دسته قوی و ضعیف تقسیم می شوند . غیر طبیعی مثل آنهایی که ریشه چه آنها منشعب شده – ساقه چه حالت خمیدگی دارد و یا بعضی از ساختمانهای اصلی را نداشته باشند.
5) آزمون هدایت الکتریکی:این آزمون بر اساس درجه متفاوت از بین رفتن پوسته بذر بر اثر فساد بذر طراحی شده و برای بذور نخود و وبیا کاربرد دارد که میزان کاهش قندهای قابل حل بذر را می توان اندازه گیری کرد. برای انجام این آزمایش 50-25 بذر را خیسانده و بعد از خیساندن در 250 میلی متر آب مقطر به مدت 24 ساعت و دمای 20 درجه قرار می دهند . سپس بذور را خارج و هدایت الکتریکی مایع را به وسیله پیلهای الکتریکی اندازه گیری می کنند.
6) آزمون سرما : از این آزمون برای تعیین و رده بندی بنیه بذر ذرت و سویا استفاده می شود. بذور را در خاک ضدعفونی نشده و یا کاغذ خشک کن پوشیده شده با خاک برای مدت معینی قرار می دهند . درجه حرارت محیط را کاهش داده درطی این مدت تنشهایی به بذر وارد می شود . مثل تنش آماس. به عنوان مثال در بذر ذرت آزمایش سرما به مدت 7 روز و در درجه حرارت 10 درجه سانتیگراد انجام می شود. سپس بذر را از شرایط تنش خارج کرده و به محیط مناسب با 25 درجه قرار می دهند و بعد از 4 روز بذور جوانه زده را شمارش می کنند.