Часть 4. Скорость прорастания семян была зафиксирована более чем на 90 % как в светлых, так и в темных условиях. Результаты исследования показали, что свет является необходимым условием для прорастания <20% семян в популяциях амаранта СЭУ, а также что те же самые семена были самыми дремлющими из общего количества семян в почвенном семенном банке. Свет и более высокая температура 25°с способствовали более быстрому, равномерному прорастанию семян. В то время как в темноте достижение 50% конечного процента всхожести задерживалось и требовалось более длительное среднее время появления всходов. Ученые отмечали, что всхожесть была увеличена на 65% в светлых условиях по сравнению с темнотой.
Таким образом, свет, по-видимому, в некоторых случаях действует как сигнал прерывания покоя, когда глубоко похороненные семена перемещаются в более мелкие глубины почвы, тогда как в других случаях воздействие света на семена может ингибировать прорастание различными способами в зависимости от вида и обстоятельств. Для целей моделирования всходов необходимо исследовать роль световых требований для прорастания семян, поскольку они задают большую и неизученную область исследований.
Кислород и углекислый газ являются двумя наиболее крупными биологически активными газами в почве. Концентрация кислорода в почвенном воздухе обычно не опускается ниже предела 19%. При хранении семян в почве кислород может оказывать как вредное, так и благотворное воздействие на состояние покоя семян сорняков. Результаты исследования, выявили, что введение в цикл вторичного покоя у семян было связано с гипоксией. Гипоксические условия также вызывали снижение всхожести и скорости прорастания. Кроме того, семена показали повышенную всхожесть при концентрации кислорода 5 и 10% по сравнению с всхожестью, зарегистрированной при концентрации кислорода 21%. Прорастание было увеличено с концентрацией кислорода в диапазоне от 2,5 до 5% и уменьшилось, когда уровень концентрации кислорода был выше 5%. Однако низкая концентрация кислорода или невозможность удаления продуктов анаэробного брожения из газовой среды, непосредственно окружающей семена, может препятствовать прорастанию семян.
Содержание углекислого газа в почвенном воздухе колеблется в пределах 0,5-1%. При затоплении почв соотношение углекислого газа к кислороду обычно увеличивается и может оказывать пагубное воздействие на прорастание семян и появление всходов. В очень ранних исследованиях сообщалось, что концентрации углекислого газа в диапазоне 0,5 и 1% оказывают разрушающее действие на спячку семян. Повышенные концентрации углекислого газа в сочетании с низкими концентрациями кислорода могут дополнительно усиливать сигнал к прорастанию и способствовать прорастанию под поверхностью в периоды высокого содержания влаги в почве, и эта гипотеза была подтверждена результатами. Этилен, газ с хорошо известной ролью регулятора роста, также присутствует в почвенной среде, причем его обычное значение давления составляет от 0,05 до 1,2 МПа. При этих концентрациях он оказывает нарушающее спячку действие на семена. В результате исследований, и следует отметить, что роль этилена в регулировании прорастания семян и появления всходов не может быть четко объяснена. Следовательно, вопрос о том, влияют ли кислород, углекислый газ и этилен на прорастание семян сорняков и появление всходов, до сих пор не выяснен, поскольку сообщалось о различиях между концентрациями газов и различными видами сорняков. Таким образом, роль газовой среды почвы в прорастании семян и появлении сорняков нуждается в дальнейшем объяснении.
Движение семян сорняков в пределах почвенных профилей в результате обработки почвы создает вариации в состоянии покоя семян. Имеются данные, что сроки появления и продолжительность появления сорняков варьируют, что свидетельствует о том, что сроки обработки почвы влияют на сроки прорастания видов и выступают в качестве фильтра сборки сорных сообществ. Весенняя обработка почвы действует как фильтр на первоначальном собрании сообщества, препятствуя созданию более поздних формирующихся побегов, зимних однолетних растений, трав С 3 и видов с двухлетними и многолетними жизненными циклами, в то время как осенняя обработка почвы препятствует созданию ранних формирующихся весенних однолетних побегов и трав С 4. Таким образом, виды, адаптированные к более раннему появлению, способны использовать высокую доступность почвенных ресурсов и быть более конкурентоспособными по сравнению с видами, которые обычно появляются позднее в период вегетации, когда доступность почвенных ресурсов в значительной степени ограничена.
Продолжение следует...