خواب اصلی بذر ،انواع و روش های شکستن آنها
خواب اصلی بذر یکی از مهمترین مکانیسم های سازگاری در گیاهان است که در صورت شرایط نامناسب برای ادامه رشد، بذرها را از جوانه زنی زودرس محافظت میکند. تعداد زیادی از بذرهای گیاهان قادر به جوانه زنی بلافاصله پس از جدا شدن از گیاه والد نیستند.
در این حال با وجود شرایط رطوبتی و دمایی مناسب مکانیسم هایی در بذر وجود دارد که مانع از جوانه زنی بذر در آن مقطع مورد نظر میشود.
انواع خواب اصلی بذر
خواب فیزیکی (Physical dormancy):
این نوع خواب به طور عمده به دلیل مقاوم بودن پوشش بذر یا میوه ایجاد میشود (hard seed)، در این حالت بذر قادر به ایجاد تبادل اکسیژن و رطوبت با محیط نیست. این شکل از خواب بیشتر در خانواده بقولات (Fabaceae) دیده میشوند.
این نوع از خواب ممکن است با خراش دادن بذر که اصطلاحاً اسکاریفیکاسیون (scarification) نامیده میشود، شکسته شود.
خراشدهی در حالت طبیعی در بذر بدون دخالت انسان ممکن است توسط آتش سوزی، فعالیت تجزیه ای میکروارگانیسم ها بر روی پوسته سخت بذر، دماهای متناوب سرما و گرما بالا مانند یخ زدن و ذوب شدن آب در خاک اطراف بذر، و یا ساییده شدن در سیستم گوارشی حیوانات مختلف به ویژه پرندگان صورت گیرد.
به طور مصنوعی ساییدن با سمباده یا سوهان و یا قرار دادن در قوطی شن، سوراخ کردن پوسته بذر، استفاده از آب جوش، استفاده از خورندههای شیمیایی مانند اسیدکلریدریک و اسید سولفوریک برای مدت زمان معین بسته به سختی بذر، میتواند سپس نفوذپذیر کردن پوسته بذر و در نتیجه افزایش جوانهزنی در بذرها شود.
همچنین ممکن است مهار جوانه زنی به دلیل وجود پوشش بذر (seed coat) در اطراف بذر باشد. در این حالت برداشتن پوشش بذر میتواند تاثیر مهمی در جوانه زنی بذر داشته باشد.
خواب مورفولوژیکی (Morphological dormancy):
در برخی بذور، وجود خواب در بذر به دلیل نارس بودن جنین بذر (immature embryos) در زمان ریزش بذر است. در این شرایط بذر برای رسیدن به بلوغ فیزیولوژیکی نیاز به استراحت پس از جدا شدن از والد خود دارد که به پس رسی بذر (after-ripening) معروف است.
برای برطرف شدن این نوع خواب بسته به نوع بذر، بهتر است بذر در مکانی خنک و دور از رطوبت انبار شود تا جنین به رشد و بلوغ نهایی خود برسد. در شکل زیر بذر چند گونه از گیاه Lonicera که دارای خوای مورفولوژیکی هستند را مشاهده مینمایید.
خواب فیزیولوژیکی (Physiological dormancy):
این نوع خواب متداولترین نوع خواب در بذر محسوب میشود. این نوع خواب به طور معمول به دلیل حضور هورمون های مختلف به بذر القاء میشود. اسید آبسیزیک (abscisic acid) به عنوان یک فیتوهورمون اصلی تنظیم کننده القای خواب در بذر در نظر گرفته می شود.
همچنین وجود ترکیبات شیمیایی خاص مانند فنول ها در داخل بذر باعث غیرفعال شدن مسیرهای متابولیک شده و در نتیجه از جوانه زنی بذر جلوگیری میکند.
برای شکست این نوع خواب بسته به نوع بذر چندین روش مورد استفاده قرار میگیرد. که در زیر به آنها خواهیم پرداخت:
استفاده از هورمون:
یکی از متداولترین هورمونهای مورد استفاده برای شکست خواب فیزیولوژیکی بذر، هورمون گیاهی اسید جیبرلیک (gibberellic acid) است.
یکی از خواص قابل توجه اسید جیبرلیک توانایی آن در کوتاه کردن دوره استراحت دانه ها و سایر ارگان های دارای دورمانس یا خفتگی است و نقش مهمی در تنظیم جوانه زنی بذر دارد.
به طور کل میتوان گفت که فعالیت اسید آبسیزیک که یک هورمون بازدارنده جوانه زنی میباشد توسط اسید جیبرلیک خنثی می شود. پژوهش های صورت گرفته نشان میدهد که این هورمون توانایی از بین بردن خواب بسیاری از بذور مانندکاهو، هلو، آفتابگردان، آویشن، جو و… را دارد.
استفاده از محلول نیترات پتاسیم (KNO3) و هیدروکسید پتاسیم (KOH):
استفاده از محلول یک تا دو درصد نیترات پتاسیم و یا هیدروکسید پتاسیم که روش توصیه شده توسط انجمن بین المللی گواهی بذر (ISTA) می باشد، یکی دیگر از روشهای مفید در شکست خواب بذرها محسوب میشود.
به طور نمونه مطالعات صورت گرفته نشان داده که کاربرد نیترات پتاسیم ۲ درصد سبب افزایش جوانه زنی و شکست خواب در بذرهای آفتابگردان (Helianthus annuus L) و پاپایا (Carica Papaya L.) و بارانک (Sorbus pohuashanensis) شده است.
هیدروکسید پتاسیم نیز برای شکست خواب برخی از بذور توصیه شده است.
سایر مطالب:
بذر مال کردن و آشنایی با انواع آن
ضد عفونی کردن بذر پسته و روش های آن
استراتیفیکاسیون (Stratification)
یکی از روشهای پرکاربرد و موثر در شکست خواب فیزیولوژیکی اغلب بذور دارای خواب، استفاده از استراتیفیکاسیون است. استراتیفیکاسیون به طور معمول شامل خیساندن بذور در آب برای یک تا دو روز و سپس نگهداری آنها در یک محیط مرطوب در دمای ۳ تا ۵ درجه سانتیگراد برای یک دوره زمانی مشخص است.
البته استراتیفیکاسیون به شکلهای مختلف انجام میگیرد، مثلا استراتیفیکاسیون با سرمادهی خشک (بدون رطوبت) و یا همراه رطوبت و یا استراتیفیکاسیون گرم با دماهای مختلف و یا استراتیفیکاسیون متناوب با دمای سرد و گرم.
به طور نمونه پژوهشی نشان داد که استراتیفیکاسیون گرم با دمای ۲۵ درجه به مدت ۱۲ هفته و سپس استراتیفیکاسون سرد با دمای ۵ در جه به مدت ۵ ماه توانست سپس شکست خواب در بذر چند گونهرُز (Rosa Spp) شود.
به طور معمول برای انجام این روش (استراتیفیکاسون سرد) بذرها را در بین ماسه مرطوب قرار داده و برای مدتی در یخچال نگهداری میکنند. در حقیقت استراتیفیکاسیون نوعی شبیه سازی شرایط طبیعی برای بذر است.
مطالعات مختلفی برای درک مکانیسمهای مرتبط با تاثیر سرمادهی بر شکست خواب انجام شده است. به عنوان مثال Tuttle و همکاران نشان دادند که سرمادهی مرطوب با کاهش سطح هورمون گیاهی اسید آبسیزیک سبب کاهش خواب در بذر گندم میشود.
