NASIENNICTWO, WYKŁAD PIĄTY

Uszlachetnianie materiału siewnego.

Metody uszlachetniania nasion:

• Agrotechniczne

• Technologiczne

• Fizjologiczne

METODY AGROTECHNICZNE: Będzie kilka przykładów między innymi opryskiwanie klejami

Uszlachetnianie nasion na roślinach macierzystych, na plantacjach nasiennych - na nasiennikach.

Odżywianie roślin nasiennych:

Zarówno niedobór jak i nadmiar mikro i makroskładników powoduje:

• Obniżenie plonu nasion

• Nieprawidłowości w:

• Składzie chemicznym nasion

• Strukturze anatomicznej nasion

• Właściwościach fizjologicznych nasion

Wpływ niedoboru i nadmiaru niektórych mikro i makroskładników:

Nadmiar N (nawozów azotowych)

• W nasiennikach obniża gromadzenie w nasionach P i K co powoduje spadek wigoru roślin

Niedobór P w nasiennikach powoduje że:

• Nasiona są drobne

• Nasiona są ubogie w związki fosforowe

• Nasiona są ubogie w cytokininy

Niedobór K w nasiennikach powoduje że:

• Nasiona kiełkują przedwcześnie

• Zdolność kiełkowania szybko spada po zbiorze

Nadmiar K w nasiennikach powoduje że:

• Nasiona są bardzo twarde co uniemożliwia kiełkowanie

Korzystny wpływ na rośliny nasienne ma nawożenie pozakorzeniowe (N, P, K i S oraz wybranymi mikroelementami)

• W fazie kwitnienia

• Na początku formowania się nasion

Sposoby uprawy roślin nasiennych:

Zwiększenie zagęszczenia sadzenia wysadków np. selerowate - Apiaceae - tworzą się tylko baldachy główne i I pierwszego rzędu o wysokiej jakości nasion

Ochrona roślin nasiennych przed chorobami i szkodnikami:

Lygus ssp. (zmiennik) - konieczne stosowanie insektycydów przy ich obecności

Termin zbioru nasion:

Opóźnienie zbioru nasienników ma korzystny wpływ na jakość nasion:

• Selerowatych

• Pomidora

• Melona

Traktowanie nasienników regulatorami wzrostu i rozwoju roślin:

Funkcje regulatorów wzrostu i rozwoju roślin:

• Regulacja rozwoju owoców i nasion

• Regulacja przepływu asymilatów do nasion

• Akumulacja w nasionach fitohormonów, które kontrolują:

• Spoczynek nasion

• Kiełkowanie nasion

• Wzrost siewek

Opryskiwanie nasienników klejami:

Celem jest zapobieganie osypywania się nasion najwcześniej dojrzewających = najcenniejszych.

Stosowane głównie dla marchwi i selera:

• Podwyższa plon nasion (nawet o ⅓)

• Nie wpływa na wilgotność nasienników

• Nie zmienia zdolności kiełkowania

• Podwyższa masę 1000 nasion (seler)

METODY TECHNOLOGICZNE

Suszenie nasion:

Obniżanie w nasionach nadmiernej zawartości wody do poziomu wilgotności kondycjonalnej (suszenie ciepłym, suchym powietrzem, max 35°C)

Czyszczenie nasion:

Oczyszczanie partii nasion od nasion obcych (w tym nasion chwastów), nasion uszkodzonych i innych zanieczyszczeń.

Frakcjonowanie nasion (kalibrowanie, sortowanie):

Polega na sortowaniu nasion pod względem:

• Ciężaru nasion

• Wielkości nasion

• Plam na nasionach (porażone przez grzyby)

• Otworów na nasionach grochu i fasoli (strąkowce)

Zaprawianie nasion:

Pokrywanie nasion cienką warstwą środków ochrony roślin(zaprawami nasiennymi) chroniącymi je głównie przed grzybami i szkodnikami.

Wady:

• Straty z powodu osypywania się zaprawy (do 40%)

• Trudności z dokładnym pokryciem powierzchni nasion

Inkrustacja nasion:

Polega na pokrywaniu nasion masą inkrustującą składającą się z:

• Syntetycznych polimerów lub rozpuszczalnych polisacharydów

• Pestycydów

• Barwników i innych dodatków

Zalety:

• Środki ochrony roślin nie kontaktują się ze sobą i nie przemieszczają się = mniejsze ich strata.

• Precyzyjnie rozmieszczone warstwy inkrustujące stopniowo uwalniają zawarte w nich pestycydy

• Poprawa sypkości nasion (umożliwienie siewu precyzyjnego)

Otoczkowanie:

Polega na pokryciu nasion grubą warstwą substancji otoczkującej.

Skład opatentowany ale:

• Substancje ułatwiające dostęp wody do nasiona

• Środki ochrony roślin

• Pożyteczne mikroorganizmy np. Trichoderma viridae

Zalety:

• Poprawa sypkości - kształt okrągły

• Zwiększenie rozmiarów małych nasion (umożliwienie lub ułatwienie siewu precyzyjnego)

• Najlepsza ochrona przed chorobami i szkodnikami

• Przyspieszenie początkowego wzrostu roślin

• Nawożenie (odżywienie) kiełkujących nasion

• Ułatwienie i sprecyzowanie walki z chwastami

Wady:

• Konieczność posiadania nasion o wysokiej zdolności kiełkowania

• Konieczność posiadania specjalnych siewników

• Możliwość nierozpuszczania się otoczki w czasie suszy glebowej

Drażetkowanie nasion (granulowanie, kapsułkowanie):

• Stosowane przy produkcji nasion sztucznych

• W sztucznych hydrożelowych kapsułkach o kształcie okrągłym lub cylindrycznym umieszcza się:

• Jeden lub więcej zarodków somatycznych

• Substancje odżywcze

• Substancje fizjologicznie czynne

• Środki ochrony roślin i inne

Taśmowanie nasion:

Nasiona umieszczone na taśmach, które stopniowo rozpuszczają się w podłożu (np. bibuła, paier)

METODY FIZJOLOGICZNE

• pobudzanie nasion do kiełkowania oraz

• kontrola wczesnych etapów kiełkowania nasion (przed siewem)

Indukcja kiełkowania polega na traktowaniu nasion w określonej temp. I przez odpowiednio długi czas w:

• wodzie lub

• roztworach substancji osmotycznie czynnych

Podział fizjologicznych metod uszlachetniania:

a) Kondycjonowanie/ Podkiełkowywanie (priming) - kiełek nie przebija okrywy nasiennej - proces odwracalny (hydropriming - nasiona w wodzie, osmopriming - nasiona w roztworach osmotycznie czynnych, SMP)

• nasiona wchłaniają wodę (imbibicja) i przechodzą przez pierwszy etap kiełkowania

• następuje intensyfikacja procesów biochemicznych

• proces przerywa się przed rozpoczęciem się podziałów komórkowych i przebiciem okrywy nasiennej przez korzonek

• po podkiełkowaniu suszenie i przechowywanie nasion

b) Kiełkowanie- kiełek przebija okrywę nasienną - proces nieodwracalny (wysiew nasion kiełkujących)

I etap - kiełkowanie w wodzie- wzrost korzonka zarodkowego o długości 1-2mm

II etap - mieszanie z żelem (alginian sodu, krzemian wapnia), żel zapobiega wysychaniu kiełków, wysiew odbywa się za pomocą specjalnych siewników tzw. płynny wysiew „fluid drilling”.

Zalety:

• likwiduje wymagania cieplne przy kiełkowaniu

• poprawia i przyspiesza wschody

• do żelu można dodać substancje wspomagające

Wady:

• Zamieranie kiełków podczas suszy

konieczność stosowania specjalnych siewników

Kondycjonowanie:

1. Hydropiming (podkiełkowanie w wodzie)

kondycjonowanie nasiona ulegają szybkiej (gwałtownej) imbibicji w czystej wodzie

Metoda stosowana jest dla:

• starszych nasion bo przy pęcznieniu uruchamiane są mechanizmy naprawcze

• gatunków o słabo wykształconych zarodkach, pęcznienie przedłuża fizjologiczny rozwój zarodka

2. Osmopriming (podkiełkowanie w roztworach osmotycznie czynnych)

• stopniowe podwyższanie zawartości wody w nasionach poprzez traktowanie ich w roztworach osmotycznych (nie występuje szok wodny jak przy hydrokondycjonowaniu)

• wielkość potencjału osmotycznego, czas moczenia nasion i temp. podkiełkowania zależna jest od gatunku

• poprawa i wyrównanie wschodów nasion szczególnie w niskich temp.

• metoda stosowana dla nasion drogich i małych (marchew, pietruszka, seler, por, cebula, sałata)

Substancje służące do sporządzania roztworów osmotycznie czynnych:

1. podkiełkowanie w wodnych roztworach soli nieorganicznych

KNO₃, NaCl, K₃PO₄, KH₂PO₄, MgSO₄

2. podkiełkowanie w roztworach związków organicznych:

PEG- glikol polietylenowy, mannitol, glukoza, gliceryna.

Wady osmoprimingu:

• długi czas zabiegu (nawet do 3 tyg)

• zakażenia mikrobiol nasion

• suszenie nasion przed siewem (przechowywanie)

Podkiełkowanie z użyciem substancji stałych (SMP- Solid Matrix Priming)

• Miesza się: podłoże (zw. bitumiczne, wermikulit, keramzyt, piasek, Mikro-Cel) + woda lub PEG+ nasiona

• proces podkiełkowania odbywa się w bębnach

• substancja stała oddzielana jest na sitach

• zaleta jest wprowadzenie do nasion pestycydów.

Korzyści płynące z podkiełkowania nasion:

• Przyspieszenie kiełkowania nasion w polu

• wyrównanie kiełkowania nasion

• przyspieszenie wschodów siewek w niekorzystnych warunkach środowiska

• indukcja mechanizmów naprawczych i ochronnych przed stresem oksydacyjnym (więcej siewek normalnych)

Przechowywanie nasion

Właściwe przechowywanie - stworzenie optymalnych warunków potrzebnych do zachowania żywotności nasion

Warunki przechowywania zależą od:

• długości okresu składowania

• wymagań gatunkowych (odmianowych) - rożne biochemiczne i biofizyczne cechy nasion: skład chemiczny nasion, budowa i struktura okrywy nasiennej.

Sposób i wyniki przechowywania nasion zależą od:

1. właściwości nasion:

1. wilgotność kondycjonalna (górny poziom wilgotności kondycjonalnej zależy od gatunku i nie przyspiesza tempa reakcji biochemicznych. Obowiązuje przy krótkoterminowym przechowywaniu, przy przechowywaniu długoterminowym obowiązuje wilgotność niższa od kondycjonowanej)

2. skład chemiczny

• nasiona hydrofilowe (węglowodany, białka): łatwo przyjmują i oddają wodę, dobrze się przechowują, szybko dosychają, są bardziej długowieczne

• nasiona hydrofobowe (tłuszcze): trudno przyjmują i oddają wodę, trudno się przechowują, łatwo tracą zdolność kiełkowania, są mniej długowieczne

Występuje wzajemna zależność między %tłuszczu a wilgotnością (im więcej tłuszczu w nasionach tym niższa powinna być wilgotność do przechowywania)

3. cechy fizyczne

• wielkość nasion: nasiona drobniejsze mają wyższą wilgotność niż nasiona duże.

Kształt i struktura powierzchni okrywy nasiennej tworzą wspólny układ między nasionami (przestrzenie międzyziarnowe) wpływające na wymianę powietrza

• kształt kulisty, powierzchnia gładka - trudniejsza wymiana gazowa

• kształt mniej kulisty, powierzchnia szorstka - łatwiejsza wymiana gazowa, szybsze dosychanie i wilgotnienie nasion

Przestrzenie międzyziarnowe:

Gromadzi się w nich powietrze suche lub wilgotne oraz CO₂, co ma wpływ na:

• sposób składowania:

• wyższe lub niższe stosy worków,

• wyższy lub niższy zasyp do silosów,

• łatwe lub trudne opróżnianie worków, silosów.

2. Właściwości środowiska magazynowego

1. wilgotność powietrza:

• Powinna być:

• stała,

• niska.

• Optymalna wilgotność przy długoterminowym przechowywaniu to 20 - 40°C

• Negatywny wpływ na żywotność nasion mają:

• nadmierna wilgotność i

• jej wahania

2. temp powietrza

• wpływ pośredni - współzależność z wilgotnością,

• niska temperatura (+5°C do - 5°C) ma dodatni wpływ szczególnie przy długoterminowym przechowywaniu

• korzystne jest schłodzenie nasion przed przechowywaniem

• optymalny zakres temperatur od +5 do -5 przy nasionach suchych przechowywanych długoterminowo

światło - brak wpływu na jakość przechowywania nasion.

MAGAZYNY DLA DŁUGOTERMINOWEGO PRZECHOWYWANIA NASION

I. komory klimatyzowane

1. wilgotność stała 20 - 40 %

2. eliminacja suszenia termicznego - nasiona dosychają samoistnie do wilgotności ok. 4-6 %

3. wstrzymywany rozwój patogenów

4. wymuszamy zamknięty obieg osuszonego chłodnego powietrza

II. Chłodnie

1. temperatura do ok. 0°C

2. wysoka wilgotność powietrza (przechowywanie nasion w szczelnych opakowaniach)

Komory klimatyzacyjne i chłodnie są powszechnie stosowane w zachodnich firmach nasiennych, ale w Polsce nadal są rzadko spotykane i wykorzystywane do przechowywania nasion

MAGAZYNY DLA KRÓTKOTERMINOWEGO PRZECHOWYWANIA NASION

I . Magazyn parterowo - handlowy :

a. zaplecze suszarniczo - czyszczące

b. szybki skup i dyspozycja dużymi partiami nasion

c. niekorzystne warunki przechowywania nawet krótkoterminowego (wysoka wilgotność i temperatura oraz wahania temp. i wilgotności)

II. Magazyny rezerw:

1. budynki piętrowe zawierające silosy i komory

2. nasiona dobrze izolowane od wpływów zewnętrznych

3. brak regulacji temp. I wilgotności

III Magazyny specjalistyczne

1. przeznaczone do składowania materiałów ogrodniczych, uwzględniają ich specyfikę

- niewielka ilość nasion

- wyższe wymagania biologiczne

-wahania i cykliczność w produkcji i dostawach materiałów ogrodniczych

2. magazyny maja piętrową budowę zawierają izolowane komory różnej wielkości

- komory są częściowo klimatyzowane

- mniejsza wilgotność powietrza

- mniejsze wahania wilgotności i temperatury

W magazynach specjalistycznych są lepsze warunki do przechowywania niż magazynach parterowo - halowych

Krótkoterminowe przechowywanie nasion

Przechowywanie nasion od zbioru do wysiewu

- w workach tkanych, propylenowych, jutowych lub papierowych

- w otwartych kontenerach

- luzem

- w szczelnych pojemnikach gdy materiał siewny jest szczególnie wartościowy

DŁUGOTERMINOWE PRZECHOWYWANIE NASION ORAZ TWORZENIE „REZERW NASIENNYCH”.

1. najczęściej 12 - 18 miesięcy gdy pominięty jest przynajmniej jeden sezon wysiewu

2. najczęściej w szczelnych pojemnikach lub opakowaniach

3. na świecie istnieje wyraźna tendencja do poszerzania zakresu „rezerw nasiennych” wykorzystujących „klęski urodzaju” nasion, a pozwalających na:

• zmniejszenie częstotliwości rozmnożeń szczególnie wysokich stopni odsiewu

• zwiększenie dyspozycyjności odmianowej

PRZECHOWYWANIE BEZ DOSTĘPU POWIETRZA

1. najtańszy i najlepszy sposób długoterminowego przechowywania nasion

2. rodzaj autokonserwacji - wynik stopniowej zmiany składu powietrza w szczelnych opakowaniach (zwiększenie ilości CO2, oddychanie tlenowe przechodzi w beztlenowe, zwalnia się tępo oddychania)

3. nasiona powinny być odpowiednio suche oraz powinny mieć żywotność zgodną z normami jakości

4. warunki skuteczności przechowywania

- stała i niska temperatura w magazynie

- niska wilgotność nasion (4 - 5 %)

- wysoka zdolność kiełkowania

- szczelność opakowania

e. rodzaje opakowań :

- worki z grubej folii

- kontenery

- silosy

- pojemniki szklane

- pojemniki blaszane

WYBÓR PARTII NASION DO PRZECHOWYWANIA DŁUGOTERMINOWEGO

• Nasiona tego samego gatunku i odmiany oraz o podobnej zdolności kiełkowania

• Gdy pochodzą z różnych plantacji, po długotrwałym przechowywaniu w identycznych warunkach mają inną wartość siewną o czym decyduje wigor nasion

• Ale brak powszechnie przyjętego wskaźnika wigoru powoduje trudności przy wyborze odpowiedniej partii nasion do przechowywania

Nasiona przeznaczone do długoterminowego przechowywania powinny być zebrane:

1. z dobrej plantacji

2. w optymalnym terminie

3. w sprzyjających warunkach pogodowych

Nasiona powinny być:

- zdrowe

- nieuszkodzone mechanicznie

- o wysokiej zdolności kiełkowania

W celu ułatwienia wyboru odpowiedniej partii nasion opracowano test kontrolowanej degradacji (przyspieszonego starzenia)

TEST KONTROLOWANEJ DEGRADACJI

Ocena zdolności kiełkowania nasion po poddaniu ich stresowym warunkom ( wysoka temperatura + wysoka wilgotność powietrza)

Nasiona umieszczone są :

1. w temperaturze 40 -45

2. nad powierzchnia parującej wody

3. przez 48-72 h (zależnie od gatunku)

Istnieje korelacja między zdolnością kiełkowania nasion po teście i wschodami w polu:

• Im słabsze kiełkowanie po teście tym gorsze prognozy na dobre wschody nasion po ich przechowaniu

• Kiełkowanie nasion po przechowywaniu potwierdzało prognozy wynikające z testu

• Test umożliwia ocenę przechowalniczej wartości nasion

---