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1、水稻种子的萌发一、水稻种子的结构及其生活力从植物学角度来看,水稻谷粒并不是种子,而是具有单粒种子的果实。在果实发育过程中,果皮和包在里面的种皮,紧密地联接在一起。这种果实在植物学中叫做颖果,生产上习惯称为种子。水稻种子由颖壳和米粒两部分组成。米粒又可分为果皮、种皮、糊粉层、胚乳及胚。米粒绝大部分为贮藏养料的胚乳所占据,它是秧苗三叶期以前所需养料的主要来源，其主要成分是淀粉,其次是蛋白质、脂肪,及少量半纤维素、矿物质等。胚乳与种皮相接的外围层,是一层排列规则的大细胞,细胞壁较厚,其内部充满细小的糊粉粒(蛋白质颗粒),称为
2、糊粉层。胚是长形,位于米粒的一角,少了它谷粒就不能发芽,它是由卵细胞和精细胞受精后发育而成的。胚的中轴为胚轴,胚轴上端连接着胚芽。胚芽内有茎的生长点,外有圆锥形的胚芽鞘(芽鞘)。种子发芽时胚芽鞘成为鞘叶。胚轴下端连接着胚根。水稻种子的子叶只一片,子叶的一侧着生在胚轴上,另一侧和胚乳相接,其间有一层比较整齐的上皮细胞。种子发芽时,上皮细胞和糊粉层可以分泌一些酶类,把胚乳中的淀粉、蛋白质等分解为可溶性养分,并将这些营养物质吸收转运到正在生长的胚中。种子内贮藏的养分愈丰富,发芽时供给胚生长所需要的养分就愈充足,长出的幼苗也就
3、愈健壮。水稻种子的生活力强弱与种子的成熟度、收割期、脱粒方法及贮藏条件有密切关系。一般种子成熟良好,发芽率就高,发芽也就快而整齐。种子收获后,一般经过一定时期(如一个月)的干燥,有促进后熟的作用,因而比新鲜种子发芽率高,当季收的早稻作二晚种子用的,要尽可能多晒几个太阳,加速后熟,提高发芽率。收谷时,如遇阴雨或脱粒机转速过高,种胚受伤,发芽率就会降低。谷种贮藏一年以后,发芽率显著降低。贮藏期间温度过高及种子含水过多,会引起种子呼吸作用增强,贮藏物质消耗过多,也会导致微生物的感染引起霉烂,使种子生活力降低,甚至完全丧失发芽
4、能力,因而必须重视种子的保管工作。二、种子的萌发过程水稻种子成熟以后,在一定的水分、温度和氧气条件下,就可萌动发芽。种子萌发过程可分为吸胀、萌动、发芽三个阶段。1.种子吸水膨胀阶段:由于干燥种子内的细胞原生质呈凝胶状态,且属于亲水胶体,因此当种子放入水中后,就能很快吸胀,直到细胞内部水分达到饱和状态,种子才停止吸水。随着种子吸水量增加,种子内新陈代谢活动逐渐活跃起来,加强了在贮藏期间微弱进行的物质转化过程和呼吸作用。2.种子萌动阶段:由于种子内酶活性提高,呼吸作用不断加强,种子内贮藏物质不断地转化为糖类和氨基酸等一类可
5、溶性物质,并转运到胚细胞中去。胚细胞利用这些物质,使细胞迅速分裂和伸长。当胚的体积增大到一定程度时,就顶破种皮而出。在一般情况下,胚根首先突破种皮,因为它的尖端对着种孔,吸水早,生长也最早。`然后长出胚芽。3.发芽阶段:种子萌动后,胚继续生长,当胚根长度与谷粒长度相等,胚芽长度达到谷粒长度一半时,就称为发芽。水稻种子发芽时,初出的幼根是种根。幼芽最先出现的部分是芽鞘。幼芽(芽鞘)不含叶绿素,待从芽鞘伸出不完全叶时,叶色才转绿,这叫做出苗。种子胚乳中养分的消耗,通常从胚的附近部分开始,以后逐渐扩大。到了三叶期,胚乳中的养
6、分己被消耗完,只剩下一个空壳,此时称为离乳期。这是秧苗由胚乳营养进入独立生活,也就是从异养转入自养的转折时期。因此适时追施断乳肥对培育壮秧有重要作用。三、种子萌发过程中的生理活动在种子发芽过程中,为了满足胚的生长需要,胚乳中贮藏的物质不断被分解成为可溶性物质,运到生长的胚里,作为呼吸作用的原料,.并进一步分解释放出能量,同时产生一些中间产物(如丙酮酸等),供形成新细胞之用。由此可见,在种子萌发过程中,生理活动主要表现在物质转化和呼吸作用两个主要方面。表现在外部就是胚乳干物质不断减少,芽谷堆里发热,种胚不断长大。(一)有
7、机物质的转化种子萌发时,胚乳中养料的分解和再合成,都有酶参加,麦芽糖的制作就由麦芽精的酶起作用。酶是一种高效能的生物催化剂主要由蛋白质组成,不耐高温,催芽时芽谷堆中温度过高,导致蛋白质的变性凝固,酶失去了活性而引起烧芽。不同有机物质的分解与合成,都有相应的酶在起作用。一种酶只能作用于一种物质,如淀粉酶只能分解淀粉,这是酶的专性。少量的酶可使大量的物质转化。酶的催化能力在一定范围内与酶为浓度、温度成正相关。水稻种子中的营养物质主要贮藏在胚乳中。因此在种子萌发过程中,胚乳的淀粉、蛋白质等物质不断地减少。1.淀粉的转化麦芽糖
8、酶淀粉酶淀粉酶水稻种子约含淀粉62%左右。种子萌发时,淀粉在淀粉酶催化作用下,分解为麦芽糖;再在麦芽糖酶的作用下分解为葡葡糖。淀粉也可在磷酸化酶作用下分解成葡葡糖。可用下式表示:淀粉糊精麦芽糖葡萄糖淀粉磷酸化酶淀粉+磷酸葡萄糖-1-磷酸酯淀粉被分解为葡葡糖以后,直接供作呼吸作用的原料;并可进一步合成纤维素,以保证新细胞中形成细胞壁
