Введение

Молодое растение, развивающееся из семени.

Саженец – это молодой спорофит, развивающийся из зародыша растения из семени. Развитие саженца начинается с прорастания семени. Типичный молодой саженец состоит из трех основных частей: корешок (эмбриональный корень), гипокотиль (эмбриональный стебелек) и семядоли (семенные листья). Два класса цветковых растений (ангиоспермы) различаются по количеству семядолей: однодольные (монокоты) имеют одну листовидную семядолю, в то время как двудольные (дикоты) имеют две округлые семядоли. Голосеменные более разнообразны. Например, у саженцев сосны может быть до восьми семядолей. У саженцев некоторых цветковых растений семядоли отсутствуют вовсе. Такие растения называют акотиледонами. Плюмула – это часть зародыша семени, которая развивается в стебелек, несущий первые настоящие листья растения. В большинстве семян, например, у подсолнечника, плюмула представляет собой небольшую коническую структуру без каких-либо листовых образований. Рост плюмулы не происходит, пока семядоли не вырастут над землей. Это эпигейное прорастание. Однако в семенах, таких как бобы, на плюмуле уже в семени видна листовая структура. Эти семена развиваются путем роста плюмулы вверх через почву, при этом семядоли остаются под поверхностью. Это называется гипогейным прорастанием.

Фотоморфогенез и этиоляция

У саженцев дикотиледонных, выращенных на свету, развиваются короткие гипокотили и раскрытые котиледоны, обнажающие эпикотиль. Этот процесс также называют фотоморфогенезом. В отличие от этого, саженцы, выращенные в темноте, развивают удлиненные гипокотили, а их котиледоны остаются закрытыми вокруг эпикотиля, формируя апикальный крючок. Это называется скотоморфогенезом или этиоляцией. Этиолированные саженцы имеют желтоватый цвет, поскольку синтез хлорофилла и развитие хлоропластов зависят от света. При воздействии света они раскрывают котиледоны и зеленеют. В естественных условиях развитие сеянцев начинается со скотоморфогенеза, пока сеянец растет сквозь почву, стремясь как можно быстрее достичь света. На этой фазе котиледоны плотно закрыты и образуют апикальный крючок для защиты верхушечной меристемы от повреждений при прорастании через почву. У многих растений семенная кожура дополнительно защищает котиледоны. После прорыва на поверхность и достижения света программа развития сеянца переключается на фотоморфогенез. Котиледоны раскрываются при контакте со светом (разрывая семенную кожуру, если она еще присутствует) и зеленеют, формируя первые фотосинтезирующие органы молодого растения. До этого этапа сеянец использует запасы энергии, накопленные в семени. Раскрытие котиледонов обнажает верхушечную меристему и плюмулу, состоящую из первых настоящих листьев молодого растения. Сеянцы воспринимают свет с помощью светочувствительных рецепторов – фитохрома (воспринимающего красный и дальний красный свет) и криптохрома (воспринимающего синий свет). Мутации в этих фоторецепторах и компонентах их сигнальных путей приводят к нарушению развития сеянцев в соответствии со световыми условиями, например, к проявлению фотоморфогенеза при выращивании в темноте.

Рост и созревание рассады

Когда рассада начинает фотосинтезировать, она перестает зависеть от энергетических запасов семени. Апикальные меристемы начинают расти, формируя корень и побег. Первые «настоящие» листья разворачиваются и часто отличаются от округлых семядолей своими видоспецифичными формами. По мере роста растения и развития дополнительных листьев семядоли постепенно стареют и опадают. На рост саженцев также влияет механическая стимуляция, такая как ветер или другие формы физического контакта, посредством процесса, называемого тигмоморфогенезом. Температура и интенсивность света взаимодействуют, влияя на рост саженцев; при низкой освещенности, около 40 люмен/м² в сутки, эффективен температурный режим 28 °C/13 °C (Brix 1972). Фотопериод менее 14 часов приводит к прекращению роста, в то время как увеличение фотопериода при низкой интенсивности света до 16 часов и более способствует непрерывному (свободному) росту. Использовать более 16 часов низкой интенсивности света, когда саженцы находятся в фазе свободного роста, не имеет особого смысла. Длительные фотопериоды с высокой интенсивностью света от 10 000 до 20 000 люмен/м² увеличивают производство сухого вещества, а увеличение фотопериода с 15 до 24 часов может удвоить прирост сухого веса (Pollard и Logan 1976, Carlson 1979). Браун и Хиггинботам (1986) исследовали влияние обогащения углекислым газом и обеспеченности азотом на рост белой ели и осины дрожащей. Саженцы выращивались в контролируемых условиях с нормальной или обогащенной атмосферой CO₂ (350 или 750 ф1/л соответственно) и с питательными растворами с высоким, средним и низким содержанием азота (15,5, 1,55 и 0,16 мМ). Саженцы собирали, взвешивали и измеряли с интервалами менее 100 дней. Обеспеченность азотом существенно влияла на накопление биомассы, высоту и площадь листьев обоих видов. Только у белой ели отношение веса корней к надземной части (RWR) значительно увеличивалось при низком уровне азота. Обогащение CO₂ в течение 100 дней значительно увеличивало массу листьев и общую биомассу саженцев белой ели при высоком уровне азота, RWR саженцев при среднем уровне азота и биомассу корней саженцев при низком уровне азота. Саженцы первого года жизни обычно имеют высокую смертность, основной причиной которой является засуха, из-за недостаточного развития корней для поддержания контакта с почвой, достаточно влажной, чтобы предотвратить развитие смертельного водного стресса. Однако, как ни парадоксально, Эйс (1967a) заметил, что как на минеральных, так и на лесных подстилках смертность саженцев была выше во влажных биотопах (аллювий и Aralia–Dryopteris), чем в сухих (Cornus–Moss). Он отметил, что в сухих биотопах после первого вегетационного периода у выживших саженцев, по-видимому, было гораздо больше шансов на дальнейшее выживание, чем в влажных или заболоченных биотопах, где подмерзание и конкуренция со стороны менее развитой растительности становились основными факторами в последующие годы. Годовая смертность, зафиксированная Эйсом (1967a), может, следовательно, быть высокой. К болезням, особенно вредным для саженцев, относится черная ножка. К вредителям, особенно опасным для саженцев, относятся медведки, мокрицы, слизни и улитки.

Трансплантация

Саженцы обычно пересаживают, когда появляются первые настоящие листья. В Великобритании этот процесс часто называют "пикировкой". Если местность засушливая или жаркая, рекомендуется обеспечить затенение. Для предотвращения шока при пересадке можно использовать коммерчески доступный концентрат витаминных гормонов, который может содержать тиамин гидрохлорид, 1-нафтилуксусную кислоту и индолмасляную кислоту.