за счет каких факторов процесс старения семян во всемирном банке замедляется
Хранение семян
Необходимость хранения семян связана с биологическими особенностями разных видов растений, сроками посева, особенностями системы семеноводства и другими факторами. Некоторые семена после уборки имеют низкую всхожесть (кориандр, шалфей мускатный), или совсем не прорастают (женьшень). У бобовых встречаются так называемые «твердые семена», которые не способны даже набухать.
Семена озимых растений высеваются уже через 1,0–1,5 месяца после уборки, яровых – через 7–8 месяцев. В системе семеноводства существуют переходные, государственные и страховые фонды, которые хранятся от 1 до 5 и больше лет.
Во всех случаях хранения, как считал Н. Н. Кулешов: «… ко времени посева семена должны иметь высокую всхожесть и способность давать здоровые и сильные растения следующего поколения». Выраженная идея имеет как теоретическую, так и практическую обусловленность. В связи с этим, задачей данной статьи является освещение наиболее важных вопросов, связанных с хранением семян и их долговечностью: жизнеспособность в зависимости от условий окружающей среды при выращивании и хранении, изменчивость биохимического состава, физиологического состояния, анатомической структуры и биологических свойств семян в процессе хранения.
Содержание статьи:
Типы факторов хранения семян
Состояние сохранности качества семян в большой мере зависит от условий выращивания материнских растений, режима уборки урожая и хранения. В зависимости от условий выращивания значительно изменяются различные качественные параметры семян: химический состав и физиологическое состояние, физико-механические свойства, поражение болезнями и повреждение вредителями, генетические особенности, а также биологические свойства (активность наклевывания, энергия прорастания, всхожесть, интенсивность роста проростков, урожайные свойства).
В процессе хранения семена подвергаются действию как эндогенных, так и экзогенных факторов. К эндогенным факторам относятся физиологические, биохимические, генетические и структурные изменения, происходящие внутри семени. Экзогенные факторы разделяют на четыре основные группы: метеорологические, физические, химические и биотические. К метеорологическим относятся: температура, свет, влага, воздух. Физические факторы – ионизирующие и другие виды электромагнитных излучений. С целью обработки семян их воспроизводят индуцировано посредством специальных устройств, однако некоторые из них в разных дозах возникают в природе спонтанно, действуя на живые организмы. Среди химических факторов, действующих на семена во время хранения, наиболее распространенными являются протравители, фумиганты, дефолианты и десиканты, разные консерванты, химические мутагены и тому подобное. Эффект химических агентов зависит от норм, срока и экспозиции действия, условий, при которых происходит их контакт с семенами. К основным биотическим факторам, влияющим на семена во время хранения, принадлежат микроорганизмы, вызывающие болезни, а также вредители.
В зависимости от дозы и экспозиции действия физических и химических факторов на семена, а также условий, при которых оно происходит, эффект может быть разным – стимулирующим, ингибирующим, мутагенным или же летальным.
Во время хранения семян выделяют два периода: в первый период происходит послеуборочное дозревание, в результате которого улучшаются свойства семян, во второй период – старение семян, которое приводит, как правило, к их ухудшению. Изменчивость семян при хранении обусловливается физиолого-биохимическими, структурными, биологическими и генетическими превращениями, которые происходят в них.
Условия выращивания растений и режим уборки семян
Долговечность семян в значительной мере зависит от условий развития материнских растений – густоты стеблестоя, уровня обеспечения основными элементами питания и микроэлементами, степени полегания, поражения болезнями и повреждения вредителями. При выращивании на семенные цели оптимальным является полное минеральное удобрение с преобладанием фосфора.
На качество семян влияют условия уборки. Семена с лучшими свойствами получают при раздельной уборке зерновых растений. Они более устойчивы и во время хранения. Особенно пагубно влияет на семена перестой хлебной массы на корню и длительное пребывание в валках. При этом отмечается сильное распространение инфекции, повреждение вредителями и экологическое травмирование семян.
Значительно влияют на хранение семян метеорологические условия в период их формирования. Исследованиями, проведенными в Мироновском институте пшеницы им. В. Н. Ремесло, установлено, что у семян пшеницы озимой, выращенных в менее благоприятные годы (от цветения до уборки выпало соответственно 265 и 175 мм осадков), за один год хранения посевные свойства снизились больше, чем в семенах урожая, когда выпало 88 мм осадков и температурный режим был лучшим. Отмечена значительная изменчивость качества семян при хранении в зависимости от места их выращивания. Семена, выращенные в благоприятных почвенно-климатические условиях, в течение одного года сохранялись значительно лучше, чем репродуцированные, где почвы менее плодородные, а в период формирования и уборки семян выпадает больше атмосферных осадков при более низкой температуре.
Влажность семян и температура среды
Самым важным фактором, предопределяющим устойчивость семян во время хранения, является их влажность. Установлено, что при изменении влажности ржи с 13 % до 17 % после одного года хранения всхожесть снизилась на 15 %. При десятилетнем хранении семян пшеницы озимой с влажностью 13 % лабораторная всхожесть снизилась с 96 % до 69 %, а семена с влажностью 15 % потеряли жизнеспособность.
Сушка семян до уровня, ниже нормальной влажности, их способность к прорастанию хорошо сохраняется в течение 25 месяцев. При влажности, выше нормативной, значительное снижение всхожести наблюдается уже после десяти месяцев хранения. При хранении влажных семян наблюдаются значительные потери сухого вещества за счет интенсивного дыхания и деятельности микроорганизмов. При хранении семян с влажностью 22 % потери сухого вещества составляют 1 кг на 1 т за сутки. При этом окисляется 180 г углеводов, что сопровождается выделением 674 ккал тепла. Для жизнедеятельности микроорганизмов оптимальная среда создается при влажности семян 18 % и температуре 20°С. Поэтому без активного вентилирования семена могут сохраняться при влажности 20 % не более шести дней, 20–25 % – пяти дней, выше 25 % – 1–2 дня.
Тщательная послеуборочная очистка семян обеспечивает значительное увеличение длительности его хранения. В опытах с рожью при влажности 17 % следы плесени в очищенных семенах выявляли через 68 дней, при засоренности 2 % – через 46 дней и 4 % – через 10 дней.
Лучшей температурой для хранения семян является 5–10°С, но удержать такую температуру можно лишь посредством кондиционеров, что достаточно дорого. Поэтому такая температура поддерживается в хранилищах коллекционных образцов. В производственных условиях семена хранятся при естественной температуре, поэтому при влажности больше 15 % и повышения температуры более 10°С резко сокращается длительность безопасного хранения семян (табл. 1).
В условиях Украины температура воздуха летом нередко достигает 30°С и больше, поэтому следует уделять большое внимание влажности семян (особенно страховых и переходных фондов) в хранилищах и на токах, а также при уборке урожая. Повышение влажности и температуры партии семян или ее части может привести к самосогреванию, то есть к спонтанному повышению температуры семенной массы выше температуры окружающей среды. При самосогревании семена теряют всхожесть очень быстро. Так, в период уборки урожая одни-двое суток самосогревания приводит к снижению всхожести на 5–10 %. Для предотвращения самосогревания семена нужно очистить от примесей (особенно влажных), а при необходимости – просушить. Если же самосогревание началось, то необходимо принять меры для его устранения.
Длительность устойчивого хранения семян зерновых растений в зависимости от влажности и температуры, суток
Факторы, влияющие на долговечность семян
Долговечность семян предопределяется многими факторами наследственного характера, условиями выращивания семян и условиями их хранения, поэтому при изучении этого явления встречается ряд затруднений. Тем не менее накоплен уже значительный материал, который позволяет установить влияние отдельных факторов на процесс старения семян и их долговечность.
Процесс старения присущ семенам, как и всякому организму. При благоприятных условиях хранения семена стареют медленно, что ведет к большой их долговечности, а при неблагоприятных – старение может идти в очень быстром темпе, что сопровождается быстрой потерей всхожести. Разумеется, условия, вызывающие старение семян, различны для разных семян, однако разница эта обусловлена более количественным значением самого фактора (температура, влажность и т. п.), чем их сочетанием и природой самого воздействия.
Биологические свойства семян
Долговечность семян во многом зависит от наследственности, которая свойственна данному виду или сорту, что, возможно, связано со степенью их жизненности, с характером гибридности и т. п. Известно, что гибриды отдельных комбинаций пшеницы озимой обладают очень небольшой долговечностью: уже на 2–3-й год их семена теряют всхожесть. Чаще же гибридным семенам свойственна повышенная долговечность.
Семена линий сахарной кукурузы наследуют долговечность при гибридизации: при скрещивании линий с невысокой долговечностью семян и гибриды обладают такой же долговечностью, но если скрещивали линии, у одной из которых семена были долговечными, а у другой – недолговечными, то у гибридов развивается промежуточный тип долговечности.
Как уже отмечалось, каждому виду присуща определенная долговечность, что связано с разным химическим составом и разным анатомическим строением их оболочек. Семена с плотными плодовыми оболочками всегда долговечнее, чем семена, имеющие рыхлые оболочки. Большой долговечностью отличаются семена с уплотненным палисадным слоем (например, мелкосемянные бобовые).
Замечено, что семена, богатые смолистыми веществами, дольше сохраняют жизнеспособность, чем семена, лишенные этих веществ.
Однако не только виды, но и сорта в пределах видов различаются по долговечности семян. По данным Н. Г. Хорошайлова, кукуруза после 12-летнего хранения открытым способом имела различия по всхожести (табл. 1).
Всхожесть семян кукурузы после долговременного хранения
Приведенные факты свидетельствуют о том, что все семена обладают определенной генетической основой долговечности, хотя часто решающее влияние на данное свойство оказывают не эти факторы, а условия хранения.
Даже в пределах одного растения наблюдаются очень большие отличия в долговечности семян, что связано с разнокачественностью последних. Семена со средней части колоса пшеницы более долговечны, чем с нижней, семена с верхней части метелки проса также более долговечны, чем с нижней. В настоящее время накапливается все больше данных о связях долговечности с разнокачественностью.
Фазы спелости семян при уборке могут оказать решающее влияние на долговечность семян. Считают, что уборка на ранних фазах неизбежно ведет к снижению долговечности семян, так как запасные питательные вещества откладываются в недостаточном количестве, химический состав их иной, чем у зрелых семян. Особенно быстро снижают всхожесть при хранении недозрелые семена подсолнечника, клещевины, горчицы и других масличных растений.
В то же время имеются данные о большом числе злаковых трав, у которых всхожесть и долговечность семян были одинаковые при уборке как в фазу полной спелости, так и восковой, а по некоторым видам даже и при уборке в фазе молочной спелости.
Условия выращивания
Из практики известно, что семена разных лет урожая обладают не только разными урожайными свойствами, но и разной долговечностью. Уровень всхожести семян полевых культур при хранении зависит от года урожая. Чем благоприятнее был год для развития семян, тем большей долговечностью они обладают. Семена, выращенные в годы дождливые, с затяжным периодом созревания, быстрее теряют всхожесть, чем семена, полученные в сухие годы.
Агротехнические мероприятия, способствующие получению высокого урожая, ускоряющие вегетацию в увлажненных зонах (ранние сроки посева и т. п.), способствуют улучшению качества семян и повышению их долговечности.
Влажность семян и температура при хранении
Всем агрономам известно, сколь опасна высокая влажность семян даже при кратковременном хранении, а при длительном она вовсе недопустима. Влажность семян является самым важным показателем, который предопределяет весь дальнейший режим хранения таких семян – высоту насыпи, потребность в вентилировании, температуру воздуха в складском помещении и т. п., хотя влажность почти всегда действует совместно с другими факторами (температура и т. п.).
Тот факт, что сухие семена дольше сохраняют свою жизнеспособность при хранении, подкрепляется многими экспериментами с разными культурами. Например, семена хлопчатника с влажностью 8 % сохраняли нормальную всхожесть в течение семи лет, а с влажностью 14 % при той же температуре 32°С они потеряли ее за 4 месяца.
Многие исследователи установили, что на долговечность семян неблагоприятно действуют колебания влажности воздуха при хранении, так как это вызывает изменение влажности семян. Колебания в содержании влаги в семенах действуют особенно губительно на жизнеспособность семян, если влажность близка к уровню «критической». Поэтому при закладке семян на хранение следует всегда знать их критическую влажность. Лучшие условия складываются в том случае, если семена имеют влажность ниже критической на 6–8 %.
Герметизация семян при хранении действует положительно на долговечность не только потому, что ослабляется газообмен, но главным образом потому, что создается постоянный режим влажности воздуха и семян. Однако сказанное относится только к семенам с невысокой влажностью: при повышенной влажности герметизация ускоряет порчу семян, и в этом случае открытое хранение может оказаться лучшим.
Особенно много экспериментального материала накоплено по овощным культурам, у которых долговечность имеет особо важное значение. Все опыты показывают, что низкая влажность семян – залог их долговечности.
Существует особая температурная граница, где реакция семени проявляется по-разному. Семена сои нельзя сушить до 5 %-ной влажности, ибо это вызывает их механическое разрушение (разрывы ткани). Известно также, что семена некоторых видов вообще при снижении влажности до определенного минимума (часто довольно высокого) теряют жизнеспособность (например, желуди при влажности 20 %, каштан и т. п.).
В настоящее время установлен верхний уровень влажности семян при хранении, выше которого идет сокращение долговечности семян. Влажность семян, равная 12–16 % (в зависимости от культуры), то есть так называемая критическая влажность, и есть тот порог, выше которого сохранить долговечность семян очень трудно. Исследованиями даказано, что нормальная долговечность семян возможна только при условии, что семена не содержат свободной влаги, а только связанную в коллоидной системе.
Температура при хранении семян оказывает также большое влияние на их долговечность. В настоящее время установлены следующие общие закономерности для семян сельскохозяйственных культур: 1) чем выше температура при данном уровне влажности, тем быстрее семена теряют жизнеспособность; 2) отрицательные температуры более благоприятны для хранения семян с низкой влажностью, чем положительные.
Оба эти положения нельзя рассматривать оторвано от влажности семян, так как эти показатели тесно взаимосвязаны.
Сухие семена при отрицательных температурах хранятся лучше, чем при положительных, что дало возможность разработать метод хранения ценных семян – кукурузы в холодильниках при температуре –17,7°С, если влажность семян не превышает 15 %.
Особенно эффективно хранение при пониженной температуре семян масличных культур, быстро теряющих жизнеспособность при повышенной температуре, даже если влажность их низкая.
Дидактический материал по Биологии для 9 класса
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Задания для диагностики знаний обучающихся и повторение пройденного материала по предмету «Биология» для 9 класса
Инструкция: Данные задания даны для подготовки и корректировки учебного плана на этот учебный год и не влияет на оценку достижения учащихся. Все материалы учитывают пройденные темы за 4 четверть предыдущего учебного года в соотвествии с общеобразовательным стандартом по предмету. Задания выполняются учеником индивидуально до указанного времени и отправляется для проверки учителю посредством доступного мессенджера (в нашем случае WhatsApp ) после чего получает обратную связь и дальнейшие рекомендации. Можно писать на чистом листке или тетради но обязательно сверху каждой страницы надо написать Ф.И.О. ученика и класс, предмет. Можно писать только ответы но с обязательной нумерацией. При желании можно распечатать данный документ.
Удачи, надеюсь вместе достигнем успехов в учебе)
Время на выполнение – 40 минут
Задание 1 На рисунке показана белка. Какая особенность показывает, что она приспособлена к восхождению на вертикальные стволы деревьев? Обоснуйте свой ответ.
Задание 2 На графике ниже представлена численность популяции зайцев.
(а) Нарисуйте на графике изменение численности лис, учитывая численность зайцев.
(b) Обясните причины изменения численности популяции особей.
Задание 3 Опишите способы адаптации черепахи к условиям внешней среды.
Задание 4 Обьясните причину важности сохранения биоразнообразия на Земле.
Задание 5 За счет каких факторов процесс старения семян во Всемирном банке замедляется?
Задание 6 На рисунке показана одна из причин возникновения кислотных дождей.
Предложите способ уменьшения кислотных дождей.
№ Дескриптор Балл Обучающийся Устанавливает причины изменений численности популяций на примере взаимоотношений хищник-
2Описывает типы взаимоотношений между
2определяет и описывает типы взаимоотношений между организмами,
предложенными на рисунках;
3Объясняет механизм адаптации живых организмов к
изменяющимся условиям окружающей среды
3определяет механизм адаптации живых организмов к изменяющимся условиям;
Оценивает значение Всемирного банка семян
4объясняет причины, по которым был
создан Всемирный банк семян;3перечисляет условия, при которых
хранятся семена в Всемирном банке семян;
4Объясняет причины возникновения и пути решения экологических проблем на территории Казахстана
5объясняет причины возникновения, представленной на рисунке
объясняет пути решения экологической проблемы, представленной на рисунке
Диетолог назвала продукты для долголетия: замедляют старение
Что стоит включить в рацион
Американский эксперт по здоровому питанию Триста Бест назвала продукты, которые замедляют старение организма после 50 лет, пишет eatthis.com.
Бест посоветовала включить в меню еду растительного происхождения. По словам диетолога, регулярное добавление в рацион овощей, зерновых, орехов, семян, бобовых и фруктов способно продлить жизнь за счет устранения воспалений в организме, нормализации кровяного давления и поддержания здоровой массы тела. Более того, растительная пища помогает снизить уровень конечных продуктов гликирования — вредных веществ, которые повышают вероятность развития заболеваний сердца, сахарного диабета 2-го типа и рака.
Глютен также может способствовать ускорению процессов старения, поделилась подробностями собеседница издания. С ее точки зрения, проблема в том, что в большинстве случаев люди не знают о непереносимости глютена и продолжают употреблять еду с его содержанием. Глютен может привести к развитию воспалительных процессов в организме и спровоцировать обострение таких заболеваний, как экзема и псориаз. Кроме того, он усиливает окислительные процессы в организме (один из факторов риска преждевременного старения).
Эксперт порекомендовала делать выбор в пользу натуральных необработанных продуктов, таких как овощи и фрукты, зерновые, бобовые, яйца, жирные молочные продукты и натуральные приправы. Богатый цельной пищей рацион дает возможность употреблять минимум рафинированных углеводов, повышающих уровень сахара в крови.
Увеличить продолжительность жизни и замедлить процесс старения помогает средиземноморская диета, которая богата продуктами с высоким содержанием помогающих при воспалении омега-3 ненасыщенных жирных кислот, резюмировала Бест.
Как замедлить старение
Наше тело с годами неумолимо меняется, независимо от того, насколько глубоко мы понимаем эти процессы. В чем истинные причины деградации организма и как замедлить процессы старения?
Что такое старение
С возрастом снижается фертильность и функции иммунной системы, а восприимчивость к заболеваниям, наоборот, растет. Клетки и ткани работают все хуже, а органы справляются со своими функциями уже не так эффективно.
Вопрос, что именно происходит во время старения, на самом деле не такой уж однозначный. Как считают ученые, со временем в организме накапливаются поврежденные клеточные элементы (ДНК и митохондрии). Это мешает нормальному функционированию клеток, и они «стареют».
Когда они слишком повреждены, то могут самоуничтожаться с помощью апоптоза – регулируемого процесса клеточной гибели. В противном случае наше тело может держать их в «аномальном» состоянии, что, помимо прочего, ведет к онкологическим заболеваниям.
В-третьих, истощенные, «стареющие» клетки перестают воспроизводиться и выполнять свои обычные функции. Так они становятся дополнительной нагрузкой для соседних клеток из-за секреции токсичных веществ, которые вызывают воспаление в тканях.
Организм пытается как можно скорее избавиться от этих нефункционирующих клеток благодаря иммунной системе. Но, к сожалению, с возрастом и она ослабевает.
Это самое общее представление о механизмах старения, с которым сегодня согласно большинство ученых.
Что происходит в организме во время старения
Последствия старения отражаются на нашей внешности, но это лишь следствие серьезных внутренних изменений, происходящих с возрастом. То, как скоро они проявятся, во многом зависит от генетики человека и его образа жизни.
Итак, выделим главные внешние признаки старения:
Как при этом стареет тело изнутри?
Основные внутренние возрастные изменения выглядят так:
Факторы, влияющие на старение человека
Научно доказано, что старость – это болезнь, которую можно и нужно лечить. Дело в том, что если нивелировать воздействие факторов старения, можно существенно продлить жизнь человека, а главное – повысить ее качество, укрепляя здоровье.
Так от чего мы стареем?
Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах
Причины преждевременного старения
Таких причин на самом деле – множество. Выделим основные.
Связанные с окислительным стрессом. Он является серьезной причиной старения, а также возникновения острых и хронических заболеваний. Поэтому важно учитывать факторы, увеличивающие выработку свободных радикалов:
В частности, цепные реакции окисления изменяют знаменитые «ненасыщенные жирные кислоты», компоненты защитных мембран наших клеток, которые в результате теряют свою проницаемость и гибкость. Окисление может атаковать белки компонентов внутри клеток, вплоть до их ядра, и повлиять на ДНК. Затем клетка может стать аномальной, преждевременно постаревшей, злокачественной или же умереть.
Причины хронического воспаления:
ВАЖНО ЗНАТЬ: Хроническое воспаление способствует укорачиванию теломер, защищающих нашу ДНК, а также дегенерации клеток и тканей (суставов, сухожилий, мышц, стенок сосудов, поджелудочной железы). Со временем это приводит к снижению защитных сил организма и готовит почву для сердечно-сосудистых заболеваний, артритов, астмы, болезни Альцгеймера, синдрома раздраженного кишечника, онкологических и аутоиммунных заболеваний.
Диагностика и профилактика старения
Соответствует ли состояние вашего здоровья вашему возрасту и как предупредить серьезные заболевания и облегчить уже приобретенные? На эти вопросы отвечает антивозрастная медицина. Так, например, врач anti-age может назначить анализ крови на гомоцистеин, чтобы узнать, все ли у пациента в порядке с метилированием.
А биологические маркеры хронического воспаления выглядят так:
Это все тоже анализы крови, которые можно сдать практически в любой лаборатории.
Еще один показатель интенсивности процессов старения – гликирование. Чтобы определить, все ли в порядке, доктор может назначить следующие анализы:
Однако конкретные исследования для диагностики возрастных изменений может назначить только врач антивозрастной медицины. Причем подход к каждому пациенту – персонализированный.
Как замедлить старение организма? Вечный вопрос, на который у медицины anti-age – конкретные ответы.
Чтобы затормозить процессы старения, необходимо:
Хотя эти рекомендации могут показаться простыми, они действительно способны замедлить процесс старения организма. Ведь за каждым из этих пунктов – серьезная научная база.
Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей
Краткие выводы
«Для успешного долголетия и замедления старения необходимо нарастить капитал здоровья – это запас его прочности. То есть, это когда возраст растет, а вы не истощаете ресурсы вашего здоровья. Это и есть фундаментальная цель антивозрастной медицины. Когда мы наращиваем эти ресурсы, автоматически уходят вспять или вылечиваются многие заболевания – они просто исчезают, либо уходят в очень долгую ремиссию и не проявляются десятилетиями. Это позволяет людям жить долго, достойно, успешно, без болячек и проблем. И регулярно просто делать чекап здоровья, чтобы понять, что все под контролем. А если что-то истощается, нужно это скорректировать. Пациент, который уже достиг уровня полноценной регуляции своего организма, может проходить такие чекапы один раз в год или реже».
Дорина Донич, д.м.н., врач акушер-гинеколог, врач биорегенеративной и антивозрастной медицины.
д.м.н., врач акушер-гинеколог, врач биорегенеративной и антивозрастной медицины.