МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАСЛИЧНЫХ  ПЛОДОВ И СЕМЯН

Масличные растения принадлежат к группе семенных цветковых растений, которые в настоящее время являются господствующими в растительном мире Земли. Важнейшей причиной этого явилось характерное для цветковых растений размножение с помощью семян, которое оказалось очень эффективным приспособлением для сохранения и распространения вида. Переходя после созревания в состояние покоя, семена способны легко переносить, не повреждаясь, неблагоприятные внешние условия (зимние холода, засуху и др.), гибельные для целых растений. Специфические физические и химические свойства семян и их покровных тканей позволяют семенам распространяться с помощью ветра, воды и различных животных на большие расстояния, сохраняя жизнеспособность. Наконец, размножение с помощью семян и относительно короткий жизненный цикл травянистых растений, к которым относится большинство масличных растений, позволяют им быстро эволюционировать, вырабатывая свойства, наиболее отвечающие внешним условиям.

ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О  СЕМЕНАХ, ПЛОДАХ И  СОЦВЕТИЯХ

Особенностью генеративного размножения цветковых растений является образование цветка - специализированного органа, приспособленного для размножения (рис. 1). Главную часть цветка составляют находящиеся в его центре пестик (или пестики) и тычинки, расположенные вокруг пестика. Пестик в нижней части расширен - это завязь. Кверху он утончается и образует столбик, верхняя часть которого называется рыльцем и служит для улавливания пыльцы.

Внутри завязи заключена семяпочка. Семяпочка состоит из нуцеллуса (ядра), окруженного однородной тканью - интегументом, из которого впоследствии образуется семенная оболочка. Процесс оплодотворения происходит после того, как пыльцевые зерна (пыльца) попадают на рыльце пестика и прорастают, образуя пыльцевые трубки. В эти трубки переходит все содержимое пыльцевого зерна. Пыльцевая трубка попадает в полость завязи, продолжая расти за счет ткани, в которую она внедряется по направлению к микропилярному отверстию в семяпочке. Из большого числа пыльцевых трубок, которые прорастают на рыльце, в зародышевый мешок может войти только несколько, чаще - одна.

Рис. 1. Строение цветка и схема развития семянки подсолнечника: а - схема продольного разреза пестика: 1 - рыльце пестика и на нем прорастающие пыльцевые зерна, 2- столбик, 3 - стенки завязи, 4 - семяножка, 5 - семяносец, 6 - ха-лаза, 7- покровы семяпочки, 8- ядро семяпочки, 9 - зародышевый мешок, 10- пыльцевая трубка;

б - строение трубчатого цветка подсолнечника: 1 - рыльце, 2 - столбик с рыльцем (пестик), 3- сросшиеся пыльники тычинок, 4- венчик, 5 - нектароносное кольцо, ь - прицветник, 7 - чашелистики, 8 - завязь, 9- пыльцевые зерна; в - схема развития цветка: /- 1-й день цветения, 2 - 2-й день, 3, 4, 5 - 3-й день (опыление), 6' - через 2 ч после опыления, 7 - через 4 ч после опыления, 8 - через 8 ч после опыления, 9 - через 24 ч после опыления, 10 - неопыленный цветок; г - схема развития семянки подсолнечника: / - конец цветения, // - незрелые плоды, /// - зрелые плоды; / - стенки завязи, 2 и // - эндосперм, 3 - зародыш, 4 - семяпочки, 5 - ядро семяпочки, 6 - полость, 7 - остатки семяпочки, 8 - семядоли зародыша. 9 - остатки эндосперма, 10 и 15 - околоплодник (лузга), 12 - почечка зародыша, 13 и 18 - корешок зародыша; 14 - семенная оболочка; 16 - семядоли, 17 - почечка.

Пыльцевая трубка с двумя мужскими клетками (спермиями) проникает внутрь семяпочки через микропилярное отверстие (пыльцевход), где один спермий сливается с ядром яйцеклетки, а другой - с ядром центральной клетки зародышевого мешка. При слиянии двух первых клеток образуется зародыш, в зрелом семени представляющий готовое к росту будущее растение, двух вторых - эндосперм, запасная ткань, необходимая для развития зародыша. Происходит так называемое двойное оплодотворение, свойственное всем покрытосемянным растениям. Оплодотворенная завязь разрастается в плод, внутри которого образуется одно или несколько семян, состоящих из зародыша, эндосперма и семенной оболочки. Стенки завязи превращаются в стенки плода, называемые околоплодником.

В зародыше и эндосперме в процессе развития семян протекают сложные физиологические и биохимические изменения. Уже на ранних фазах развития зародыша идет интенсивный синтез белков, липидов, нуклеиновых кислот и аминокислот. Особенно много в зародыше ферментов и физиологически активных веществ, витаминов.

В эндосперме происходит отложение запасных веществ. "Белки эндосперма чаще откладываются в виде алейроновых зерен, безазотистые вещества в эндосперме представлены в виде крахмала и липидов, однако они встречаются вместе только в начальных фазах развития семени. В масличных семенах по мере созревания крахмал исчезает и клетки эндосперма заполняются липидными отложениями. Однако эндосперм нельзя считать чисто запасной тканью. В нем обнаружены витамины, ферменты, ауксины, много белков, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов. Имеются сведения о том, что эндосперм несет в себе определенные наследственные признаки.

В начале развития семени эндосперм физиологически более активен, чем зародыш, но спустя некоторое время зародыш становится более деятельным и своим развитием начинает подавлять эндосперм, используя его запасные вещества. Процесс поглощения эндосперма у различных растений может протекать по-разному: в одном случае он используется только частично, и тогда его можно наблюдать и у зрелых семян; в других случаях он используется почти полностью, и в этом случае зрелые семена состоят из зародыша и его покровов, а эндосперм представлен однорядной тканью. В этом случае запасные питательные вещества, необходимые зародышу в первые дни прорастания и развития, синтезируются и откладываются в запас заново внутри зародыша в его семядолях.

Все права на публикацию данной информации

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Свойства отдельных семян

Форма и размеры. От формы и размеров семян зависят тип хранилища, размеры рабочих органов машин, способы хранения и переработки семян. Форма семян характерна для масличной культуры и определяется тремя измерениями - длиной, шириной и толщиной. Если все три размера семени между собой близки или равны (шаровидные семена), размеры семян характеризуются одним измерением - диаметром или двумя - диаметром и толщиной. По форме различают несколько типов семян (рис. 31).

Наиболее устойчивым признаком является длина семян (табл. 34). Влажные семена всегда крупнее, чем сухие, прежде всего по ширине, меньше по толщине и очень незначительно по длине. По форме семена подразделяют на удлиненные, шаровидные, чечевицеобразные (эллиптические).

Для некоторых семян введено понятие о коэффициенте формы, используемое в тепловых расчетах (Б. Н. Кириевский, А. Т. Кузнецов, 1967). Коэффициент формы - это отношение площади поверхности частицы несферической формы к поверхности эквивалентного шара, объем которого равен объему несферической частицы; при этом для шарообразных частиц коэффициент формы равен 1, для частиц иной формы - больше

Рис. 31. Форма масличных семян: а - типы семян по форме: / - шаровидные, // - чечевицеобразные, /// - эллиптические. IV - удлиненные, V - треугольные, а - толщина семян (наименьший размер), Ь - шири»

на, I - длина;

б - форма некоторых масличных семян: / - сафлор, 2 - кунжут, 3 - соя, 4-мак мае» личный, 5 - арахис, в - горчица белая, 7 - горчица сизая, 8 - клещевина.

1. Например, средние значения коэффициента формы высокомасличных семян подсолнечника ряда сортов колеблются в пределах 1,29-1,37.

Масса 1000 шт. Размеры семян и плодов тесно связаны с их массой; наиболее тесная связь у массы семян и их толщины.

Для характеристики массы семян введено понятие об абсолютной массе - массе 1000 семян. Масса 1000 семян оп> ределяется при фактической влажности семян и затем пересчи-тывается на нулевую влажность (на сухое вещество)

где А - абсолютная масса семян, г;

а - масса 1000 семян фактической влажности, г; в с - влажность семян, %.

Таблица 34

Средние размеры семян масличных культур (в мм) (ВНИИЖ, 1969)

В этом случае говорят об абсолютной массе семян. По величине абсолютной массы (в г) семена подразделяют на три группы - тяжелые, средние и легкие:

Относительная плотность. Этот показатель связан с химическим составом, влажностью и плотностью тканей семян. Влияние химического состава на относительную плотность семян объясняется различием в относительной плотности составляющих семена веществ. Большое значение для величины относительной плотности семян имеет воздух, содержащийся в их тканях (у семянки подсолнечника воздухоносные ткани, например, занимают от 20 до 35%).

Относительная плотность семян и плодов большинства масличных растений, особенно высокомасличных, меньше 1. Эти семена включены в первую группу. Это объясняется преимущественным содержанием в них липидов со средней относительной плотностью 0,92 и особенностями анатомического строения, связанными с микропористостью их тканей. Вторую группу составляют семена, у которых относительная плотность больше 1.

Относительная плотность семян приведена ниже.

Как правило, если относительная плотность меньше 1, она увеличивается при увлажнении семян; если больше 1, увлажнение семян сопровождается снижением их относительной плотности.

Большой практический интерес представляет выявление зависимости между отдельными физическими свойствами семян (абсолютной массой, относительной плотностью, геометрическими размерами) и их химическим составом (табл. 35).

Как следует из данных таблицы, существует обратная зависимость между крупностью и масличностью семян, однако не всегда разделение по размерам дает четкое фракционирование семян по масличности и лузжистости. Сортирование семян по относительной плотности позволяет более надежно увеличить однородность партий семян по содержанию масла и плодовой оболочки