Скарификация в ботанике предполагает ослабление, открытие или иное изменение оболочки семени для стимулирования прорастания . Скарификация часто выполняется механическим, термическим и химическим способом. Семена многих видов растений часто непроницаемы для воды и газов, что предотвращает или задерживает прорастание. Любой процесс, направленный на то, чтобы сделать тесту (семенную кожуру) более проницаемой для воды и газов, известен как скарификация.
Скарификация, независимо от типа, ускоряет естественные процессы, которые обычно делают оболочки семян проницаемыми для воды и воздуха. У косточковых (косточковых) скарификация распространяется и на ослабление или удаление твердой оболочки эндокарпа вокруг семени.
Независимо от метода скарифицированные семена плохо хранятся, и их необходимо высаживать быстро, чтобы семена не стали нежизнеспособными.
Наиболее распространенным видом скарификации является механическая скарификация .
При механической скарификации семенник физически раскрывается, чтобы обеспечить доступ влаги и воздуха. другой путь.
На впитывание воды через оболочку семенной оболочки влияет температура воды. Виды, способные выдерживать горячую воду, в таких условиях прорастут быстрее, чем в холодной водопроводной воде.
Университет штата Северная Каролина рекомендует поместить семена в кипящую воду и дать им замочить, пока вода остынет до комнатной температуры, а затем вынуть семена из воды и посеять. [2] Чтобы погрузить семена в воду, плавучесть плавающих семян должна компенсироваться силой тяжести . Этого можно добиться с помощью заварочного устройства .
Скарификация горячей водой может сочетаться с химической скарификацией, но может потребоваться защитное оборудование от образующихся газов.
Обработка горячей водой также используется для удаления болезнетворных микроорганизмов. Помещение семян при температуре 90 °C на 90 секунд с последующим погружением в холодную воду на 30 секунд убивает патогены человека Escherichia coli O157:H7 и сальмонеллу . [3] Обработка горячей водой также уничтожает различные патогены растений. [4]
В некоторых растительных сообществах чапараля семенам некоторых видов для прорастания требуется огонь и/или дым. Исключением из этого явления является западный ядовитый дуб , толстая оболочка семян которого обеспечивает замедленное прорастание, но не требует скарификации огнем. [5]
Химическая скарификация обычно происходит в природе в ходе эндозоохии — когда животные потребляют фрукты и семена, а их желудочные кислоты размягчаются и начинают разрушать семенники , делая их более проницаемыми для воды. После того, как семена были изгнаны через дефекацию , они не только предварительно упакованы в богатые питательными веществами фекалии растений , но и более восприимчивы к впитыванию — процесс поглощения воды, необходимый для начала прорастания . [6]
Искусственная скарификация предполагает использование человеком одного или нескольких химических веществ, имитирующих естественные желудочные кислоты плодоядных животных, чтобы способствовать прорастанию. [6] Это может включать замачивание семян в концентрированных кислотных или основных растворах на разное время. Для воздействия на этот процесс можно использовать такие химические вещества, как серная кислота или даже бытовая химия. Химическую скарификацию можно также осуществить за счет использования питательных солей, таких как нитрат калия .
Распространенные химические вещества, не требующие специального разрешения в виде раствора:
Чистые формы химических веществ, перечисленных выше, не являются необходимыми и часто требуют специального разрешения для получения.
Поскольку скарифицированные семена имеют тенденцию прорастать чаще и за меньшее время, чем неизмененные семена, скарификация находит применение не только в промышленности, но и в небольших масштабах. Например, в приусадебных садах семена растений, которые иначе трудно вырастить из семян, можно сделать жизнеспособными посредством скарификации. Оттаивание и замерзание воды, огонь и дым, а также химические реакции в природе позволяют семенам прорастать, но этот процесс можно ускорить, используя различные методы, описанные до сих пор. Общая цель — открыть семенник, чтобы в семя попал воздух и вода. В садоводстве скарификация часто используется для облегчения контролируемого и равномерного прорастания партий семян.
В Новозеландском журнале экспериментального сельского хозяйства была опубликована статья , в которой авторы заявили, что семена, которые они исследовали в своем исследовании, в предпочтительных условиях прорастали только на 30%, однако при химической обработке концентрированной серной кислотой или механической скарификации прорастание снижалось. этот показатель увеличился более чем на 80%. [7]
Другое исследование было проведено на четырех различных видах люпина Большого Бассейна , чтобы увидеть эффект, который различные методы скарификации окажут на указанные семена. Люпин длинношпористый , люпин серебристый , люпин волосатый крупнолистный и люпин шелковистый были четырьмя видами, над которыми экспериментировали на протяжении всего исследования. Виды демонстрировали различную реакцию на скарификацию. Самая высокая всхожесть люпина Шелковистого была достигнута за счет механической скарификации - 66,4%, по сравнению с 22% всхожестью, обнаруженной в контрольной группе. При использовании термической и химической скарификации всхожесть увеличилась до 48,8% и 44% соответственно. В контрольной группе проросло 68% семян люпина длинношпорникового, при этом все методы скарификации снижали успешность прорастания. У люпина серебристого проросло 52% контрольной группы, но за счет механической скарификации этот показатель увеличился до 85,2%. Наконец, всхожесть люпина волосатого крупнолистного в контрольной группе составила 32%, однако при обработке серной кислотой она выросла до 76,8%. [10]
