Состояние покоя иногда может возникнуть в процессе лабораторных испытаний, если условия окружающей среды, особенно температура, недостаточно хорошо контролируются. Состояние, задерживающее проявление способности образца к прорастанию или препятствующее ему, создает трудности в работе контрольно-семенных лабораторий. Поскольку глубина покоя в течение послеуборочного дозревания изменяется, результаты испытаний, проводимых в разные сроки, будут невоспроизводимы, если не предпринять специальные меры для преодоления этого состояния. Однако, если результаты испытаний всхожести должны характеризовать пригодность той или иной партии семян для полевого посева, снятие состояния покоя у лабораторного образца может быть оправдан^ лишь в том случае, если оно не имеет отношения к развитию остальных семян этой партии в поле при нормальных сроках сева. Обычно считают, что послеуборочное дозревание завершается к моменту посева семян весной следующего после уборки года или что в поле семена попадут в такие условия, которые снимают состояние покоя. Такое предположение оправдано, вероятно, для. большинства традиционных культур умеренного климата, у которых путем отбора' и селекции стремились устранить длительный покой, но в тех случаях, когда ранний осенний посев зерновых культур проводят почти сразу после уборки или если высевают семена пастбищных трав, только недавно введенных в культуру, возможна неполноценная приживаемость. В случае необходимости в лаборатории применяют специальные обработки для прерывания покоя. Исключение из общего правила, согласно которому при лабораторных испытаниях состояние покоя нужно снимать, делают для семян с непроницаемой семенной оболочкой, так называемых твердых семян, которые чаще всего встречаются у мелкосеменных бобовых культур. Посевная ценность твердых семян служила предметом многих исследований. После широкой серии испытаний Витте рекомендовал прибавлять от 50 до 100% к проценту всхожести в зависимости от вида твердых семян, не проросших к концу испытаний. Однако Овераа обнаружил большие расхождения между лабораторной всхожестью скарифицированных твердых семян из различных образцов красного клевера и указал, что для правильного определения реальной ценности семян, не впитывающих воду, испытания необходимо проводить после скарификации. Харрингтон пришел к выводу, что значительная часть семян с водонепроницаемой оболочкой может прорасти в почве в течение первых нескольких месяцев после посева, причем часть их прорастает достаточно быстро, чтобы принять участие в формировании урожая; остаток составляет резерв, который в благоприятных условиях может улучшить участки редкого стеблестоя, хотя это будет зависеть от того, в какой степени подобные участки окажутся заселенными более быстро растущими сорняками. Появление всходов в поле обычно изучали на делянках, засеянных только твердыми семенами, в силу чего исключалась конкуренция с проростками, развивавшимися из семян с проницаемой оболочкой. Залески показал, что у люцерны в формировании урожая участвуют только те семена, которые прорастают быстро. Проростки, появляющиеся позднее, к числу которых относятся развивающиеся из твердых семян, гибнут. В настоящее время при испытаниях не пытаются устанавливать посевную ценность водонепроницаемых семян. Число семян, которые к концу испытания не набухли, записывают отдельно как процент твердых семян. Способы прерывания покоя в лаборатории различаются в зависимости от характера блока прорастания и его интенсивности. Кроме того, они могут быть неодинаковы для семян различных видов, в разные годы и из разных источников. Семена или подвергают специальной обработке до испытания всхожести, например воздействию низкой температурой, или создают им специальные условия, например освещение во время испытания. Воздействиемяизкой температурой на набухшие семена в лаборатории Д часто называемое, как и в садоводческой практике, «стратификацией») представляет собой процедуру, аналогичную ситуации, имеющей йеето в естественных условиях, когда осенью семена опадают и подвергаются затем воздействию низких температур во влажной почве, в результате чего дозревают. Метод эффективен в отношении семян многих видов сельскохозяйственных и овощных культур. Семена сначала высевают на среду для проращивания, а затем до семи дней воздействуют на них температурой от 5 до 10° С, после чего на весь остальной период испытания семена переносят в стандартные условия проращивания. Для этой цели необходимы холодильники или холодные камеры, хотя некоторые термостаты могут работать при достаточно низкой температуре. В течение всего требуемого периода необходим строгий контроль за температурой, так как, если она будет слишком высокой, прервать покой не удастся, а при слишком низкой температуре может возникнуть опасность повреждений от промерзания. Семена большинства культурных растений выходят из состояния покоя после дозревания во время сухого хранения.) Однако короткая экспозиция при относительно высокой температуре может иногда ускорить этот процесс, хотя не всегда бывает ясно, что именно оказало действие — высыхание или температура. Перед посевом семена обычно прогревают в течение семи дней при температуре не выше 40° С и свободной циркуляции воздуха, хотя для семян риса можно с успехом применять температуру до 47° С. Этиолированные прорестка часто бывает трудно, оценивать, по-втому в лабораторных испытаниях всхожести можно применять освещение. Однако это не имеет ничего общего с применением света для снятия блока прорастания светочувствительных семян, для которых условия проращивания играют более важную роль. Дневной свет обычно необходимо дополнять искусственным. Для этой цели предпочтительно применять флуоресцентные трубки с относительно высокой эмиссией в красной части спектра, поскольку лампы накаливания и даже рассеянный солнечный свет оказывают ингибиру-ющее действие на прорастание некоторых семян, так как их энергия в красной и дальней красной частях спектра почти одинакова. Согласно Международным правилам определения качества семян, интенсивность освещения должна быть одинаковой на всей площади испытания и составлять 750—1250 лк. В набухших семенах, содержащихся в темноте при высокой температуре, можно вызвать фотопокой, поэтому необходимо следить, чтобы в этот период температура не была слишком высокой. Состояние покоя часто сужает диапазон температур, в которых возможно прорастание. Подвергая семена действию температуры более низкой, чем оптимальная для прорастания непокоящихся семян, можно-добиться более полной всхожести. Так, согласно Международным правилам, семена хлебных злаков и клевера можно испытывать при 15° С вместо 20° С. Поскольку при низкой температуре прорастание может происходить медленнее, период испытания удлиняется. Ланг считает, что более полное прорастание при использовании в течение суток сменных температур не является следствием снятия специфических блоков, а скорее отражает повышение общей физиологической активности семян. Коэн разбирает возможные механизмы этого явления. Независимо от механизма действия использование переменных температур часто приводит в лабораторных испытаниях к более полной всхожести, особенно если используется быстрый переход от высокой температуры к низкой. Этот прием наряду с освещением во время экспозиции при высокой температуре широко применяется при испытании семян злаковых трав и в сочетании с освещением или без него при испытании семян многих других видов. Пробы можно или переносить из одного термостата, где поддерживается первая из предписанных температур, в другой, со второй температурой, или изменять температуру в одной и той же камере для проращивания. Длительность экспозиции при высокой температуре равна 8 ч, а при низкой температуре — 16 ч в сутки. Применение гибберелловой кислоты может удовлетворить потребность многих видов в освещении, низкой и переменной температурах. На основании результатов опытов с семенами пшеницы и ячменя Бекендам и Бруинсма рекомендовали применять растворы гибберелловой кислоты в концентрации от 0,02 до 2%, в зависимости от глубины покоя для предварительного замачивания семян или обработки субстратов. Коре, Колк и Фриц добились удовлетворительной всхожести свежеубранных семян зерновых культур, смачивая субстрат раствором гибберелловой кислоты в концентрации 200мг/л. Покой семян ряда мелкосеменных бобовых культур можно прервать, обрабатывая набухшие семена углекислотой в концентрации 0,3—0,5% по объему. Если семена поместить между сложенными листами бумаги, вложить их в конверт из полиэтиленовой пленки, запечатать и поместить в стандартные условия для проращивания — в камеру-термостат, покоящиеся семена с проницаемыми оболочками погибают, очевидно, вследствие поглощения углекислоты, выделяемой непокоящимися семенами в образце при дыхании. У семян видов Beta посевная единица состоит из затвердевшего цветоложа и чашелистиков соцветия, в которых заключены плоды. Эта структура содержит ингибиторы, которые растворимы в воде и подавляют прорастание семян в лаборатории, но, вероятно, не в почве. Перед посевом клубочки промывают в течение 30 мин — 2 ч в воде при 25°С; в это время воду желательно регулярно менять, чтобы гарантировать удаление ингибиторов. Если требуется провести ряд испытаний, промывку можно проводить в машине, состоящей из двух баков: в верхнем баке вода нагревается посредством погружаемого нагревателя с терморегулятором, а затем стекает в нижний бак, куда помещают клубочки в маленьких пробирках с отверстиями для доступа воды; когда вода достигает заданного уровня, ее откачивают сифоном и снова заполняют бак. После промывки перед посевом клубочки высушивают, так как всхожесть очень влажных семян может понизиться вследствие плохого доступа кислорода. Кадди указывал, что предпосевная промывка может оказать отрицательное влияние на всхожесть семян некоторых образцов, подвергшихся обработке для получения односемянных фрагментов, в которых содержание ингибиторов понижено вследствие отсутствия частей соцветия до 35 дней для гумая и до еще большей величины для семян некоторых древесных пород. Продолжительность испытания устанавливается в зависимости от уровня, на котором в предписанных условиях окружающей среды можно ожидать полной всхожести большинства образцов. Испытание можно продлить на срок до семи дней, если некоторые семена начнут прорастать как раз в конце испытания. Во время испытаний проростки, достигшие такой стадии: развития, на которой их можно правильно оценить, через определенные интервалы удаляют, чтобы избежать скученности и ограничить, распространение грибов. Раньше считали, что эти промежуточные подсчеты имеют отношение к относительной продуктивности различных партий семян в поле : чем быстрее прорастают семена, тем лучше партия семян, из которой взята проба. Однако эти цифры могут вводить в заблуждение, поскольку на них влияет состояние покоя и необходимость откладывать оценку сомнительных проростков до более поздней стадии развития, поэтому указанная концепция в настоящее время оставлена. Испытания можно закончить раньше предписанного срока, если к этому времени произведена полная оценка всех семян и проростков. Определение понятия прорастания для целей испытания семян отличается от более точного ботанического определения, которого цитирует Эвенари процессы, начинающиеся с набухания посевной единицы и заканчивающиеся выходом зародышевого корешка который происходит внутри посевной единицы и подготавливает зародыш к нормальному развитию. Веллингтон объяснил, как это понятие эволюционировало в смысле развития проростка до стадии, когда> можно заключить, что он способен выйти на поверхность почвы и поддерживать автотрофный рост. Таким образом, это понятие включило определенную степень развития проростка после завершения физиологического процесса прорастания. Веллингтон описал развитие и строение каждого из важнейших органов для всех главных групп культурных растений, что-чрезвычайно важно для должного применения правил. Для того чтобы проросток был классифицирован как нормальный, он должен иметь хорошо развитую корневую систему. У растений, товарным продуктом которых является разросшийся главный корень со стеблевой тканью или без нее, например у репы или моркови {Daucus carota), для развития нормального растения совершенно необходим неповрежденный зародышевый корешок. Но у представителей многих родов можно получить вполне удовлетворительные растения из проростков с поврежденным или отсутствующим зародышевым корешком при условии достаточно хорошего развития придаточных корней, способных поддерживать проростки в почве. Из таких родов в Международных правилах перечислены Pisum, Vicia, Phaseolus, Lupinus, Vigna, Glycine, Arachis, Gossypium, Zea и все Cucurbitaceae. Единственная семядоля однодольных растений может защищать появляющийся побег во время его прохождения через почву, сохраняя в то же время контакт с эндоспермом, из которого поглощаются запасные питательные вещества, или она может быть сильно модифицирована, представляя собой у растений семейства Gramineae щиток, который также участвует в использовании запасных питательных веществ развивающимся зародышем. Поэтому для нормального развития проростка необходимо присутствие функционирующих семя-долой, в чем нужно убедиться при испытании всхожести. Считается, что у двудольных растений для поддержания нормального развития достаточно одной семядоли. У семян Gramineae система побегов развивается из почечки, в которую входят зачатки листьев и верхушка стебля, окруженные колеоптилем, образовавшимся из влагалища первого листа. Колеоп-тиль обладает отрицательным геотропизмом и защищает развивающиеся листья, пока они не выйдут через его верхушку на поверхность почвы. Для нормального развития почечки требуется, чтобы она не была повреждена; допустимы лишь поверхностные местные повреждения колеоптиля, не затрагивающие защищаемые им листья; находиться внутри колеоптиля или выходить из него должен только хорошо развитый зеленый лист. В ходе лабораторных испытаний большинство нормальных проростков обычно удаляют при промежуточных подсчетах, но оценку многих сомнительных и ненормальных экземпляров следует откладывать до завершения испытаний, чтобы быть уверенным, что развивающиеся более медленно, но в остальном нормальные проростки не будут неверно классифицированы. Однако больные проростки желательно подсчитывать и удалять как только их состояние будет обнаружено, чтобы не допустить распространения инфекции на другие проростки. Проростки с мелкими дефектами могут образовать нормальные растения, и их необходимо отличать от тех, состояние которых исключает возможность удовлетворительного дальнейшего развития. Важнейшие структуры могут оказаться физически поврежденными, деформированными в результате слабого или несбалансированного развития или загнившими вследствие нападения микроорганизмов. Эти дефекты могут возникнуть по ряду причин на различных стадиях формирования, созревания, уборки, обработки или хранения семян. Ниже приводятся некоторые примеры. Недостаток марганца у родительского растения, выращенного на почве, бедной этим элементом, может вызвать у проростков состояние, именуемое «болотная пятнистость», которое приводит к гибели почечки зародыша. Хотя побеги могут развиться в пазухах семядолей,, получившиеся проростки не образуют нормальных растений. У менее сильно пораженных экземпляров появляется лишь некротический участок в центре семядолей, но в лабораторных испытаниях такие проростки классифицируются как нормальные. В процессе формирования и созревания семян в поле они могут поражаться патогенными грибами, которые во время испытаний всхожести могут заразить развивающиеся проростки. Так, у пророст-г ков пшеницы, зараженных Septoria nodorum, на колеоптилях видны бурые пятна, утолщения или полосы, и, если такое изменение окраски проявляется и на заключенных в них листьях, проростки относят к группе ненормальных. У проростков, зараженных Alternaria, Ascochyta или Phoma, возможно загнивание или обесцвечивание семядолей; если поражен участок, прилегающий к верхушке побега, или поражение охватывает больше половины площади семядоли, проростки считаются ненормальными. Протравливание семян при испытаниях всхожести является одним из самых спорных аспектов испытания семян. Однако испытания всхожести не предназначены для обнаружения инфекции, передающейся с семенами, и для более точного определения болезней существуют специальные методы. Семена зерновых культур, выращенные в высоких широтах, подвергаются до уборки воздействию низкой температуры и могут страдать от промерзания. К типичным симптомам, описанным Андерсеном для пшеницы, овса и ячменя, относятся деформированные колеоптили с малым числом листьев или совсем без них, веретеновидные проростки с тканью колеоптиля, продольно расщепленные или высохшие, сморщенные и вялые настоящие листья ж проростки с плохо развитыми корнями или совсем лишенные их;, ни один из таких проростков не может развиться в нормальное растение. Механические повреждения возможны во время уборки и обмолота. Сильно поврежденные семена удаляют при очистке, но зародыш может быть раздавлен или разбит на части, и эта состояние не проявляется до прорастания семени. Механические повреждения наблюдаются у большинства видов, но особенно часты у семян растений семейства Leguminosae. Сильно поврежденные проростки относят к ненормальным. Хотя они и способны образовать придаточные корни или побеги в пазухах семядолей, мало вероятно, что они разовьются в нормальные растения, формирующие урожай. К ненормальным проросткам этой категории относят проростки с поврежденными семядолями, общая площадь которых меньше половины общей площади двух нормальных семядолей, с переломанным эпикотилем или гипокотилем или поврежденной почечкой зародыша. На важнейших органах могут образоваться открытые трещины или перетяжки, которые могут повлиять на проводящие ткани. У семян зерновых культур и злаковых трав часто встречаются повреждения корешков; в таких случаях развивается только почечка. Мак-Кэй и Флуд обнаружили связь повреждения со строением зародыша и степенью обнаженности зародышевого корешка в семенах зерновых культур и корешка, гипокотиля и дистального конца семядолей в семенах клевера. В семенах зерновых культур наблюдаются также повреждения колеоптиля, который растрескивается таким образом, что листья выходят из его основания, а не из верхушки, и, хотя в лабораторных испытаниях листья могут оказаться нормальными, их способность достигнуть поверхности почвы после появления под. землей в отсутствии геотропической реакции колеоптиля бывает ограничена. Часто после уборки бывает необходимо искусственно высушить семена, чтобы перед хранением снизить их влажность до безопасного уровня, но, если температура сушки будет слишком высока, она может повлиять на всхожесть. Веллингтон и Брэднок описали: деформированные проростки ячменя. У некоторых из них появлялась только колеориза, а длина первичных корешков не увеличивалась; у других удлинение зародышевых корешков было незначительным. У некоторых проростков почечка развивалась нормально, тогда-как у других колеоптиль удлинялся, но развитие листьев запаздывало или почечка не вытягивалась в длину и не появлялась из-под. покрывающих ее слоев. Важно убедиться, что оценка результатов испытания произведена не слишком рано, потому что некоторые из. этих признаков сходны с ранними стадиями нормального процесса прорастания. Ненормальные проростки могут появиться также в результате обработки семян; так, важнейшие структуры могут быть нарушены во время обработки абразивами, применяемой для получения одной семейной единицы сахарной свеклы или для снятия твердости семян клевера. Проростки, развившиеся из семян, обработанных химическими фунгицидами или инсектицидами, могут оказаться деформированными, с укороченными и вздутыми корнями и побегами. Подобное состояние описали Бретт и Диллон Весток, Лафферти и Томсон у зерновых культур. Влияние искусственных сред, усиливающих проявление этих симптомов, и необходимость повторных испытаний на средах, содержащих почву, обсуждаются в разделе о субстратах. По мере старения семян во время хранения их всхожесть снижается, но окончательной гибели обычно предшествует появление ненормальных проростков, развитие которых носит слабый или несбалансированный характер в силу того, что различные ткани утрачивают жизненные функции неодновременно. К типичным симптомам, которые были описаны, относятся остановка в росте почечки или отсутствие развития первого листа внутри колеоптиля у Gramineae, распад ткани гипокотиля, придающий ему стекловидный или водянистый вид, ограниченное развитие корней и побегов у Leguminosae и Cruciferae и отсутствие характерного изгиба, или «колена» у семядоли лука. В условиях высокой влажности часто могут встречаться проростки, у которых наблюдается загнивание важнейших структур. По окончании испытания мертвые семена следует отделить от семян, находящихся в состоянии покоя. Самым надежным критерием служит состояние зародыша — твердого на ощупь у покоящихся семян и мягкого и водянистого у мертвых, последнее обычно, но не всегда сопровождается развитием плесени. «Твердые» семена легко распознать, так как они не набухают.