Рис. 2. Внутреннее строение семени кактуса
Рассмотрим, что представляет собой семя. По существующему определению семя – это оплодотворенная зрелая семяпочка, имеющая зародыш, запасные питательные вещества и защитную оболочку. На рис. 2 показано внутреннее строение семени (упрощенный вариант). У зародыша семени выделяют зародышевый корешок, подсемядольное колено (гипокотиль), являющееся частью стебля, зародышевую почку и семядоли, число которых у кактусов обычно равно двум. Остальной объем семени заполнен питательным веществом, называемым эндоспермом. На оболочке можно различить рубчик – место прикрепления семени и микропиле – узкий канал, через который проникает пыльцевая трубка и происходит оплодотворение. При прорастании семян происходит удлинение корешка и проникновение его в почву. В начале прорастания делятся все клетки зародыша, но после сформирования проростка деление клеток локализуется в кончиках побега и корня.
Продолжительность жизни семян растений, в том числе Кактусовых, сильно различается. Известен, например, случай, когда семена люпина из арктической тундры, пролежав в замороженном иле около 10 тысяч лет, хорошо проросли. Семена кактусов имеют различную продолжительность жизни. Короткая жизнь у семян ребуций, айлостер и некоторых других родов. Срок их прорастания ограничивается примерно одним годом. И наоборот, у представителей рода Cereus и Mammillaria срок жизни семян может достигать 7–9 лет. Известны и более долгоживущие семена. Кроме биологических причин, продолжительность жизни семян зависит от условий их хранения. Существует два независимых правила хранения семян: 1) при увеличении воды в семенах на 1% (при оптимуме 5–14%) срок их жизни сокращается в 2 раза. При этом ниже оптимума происходит окисление жиров семян, выше – поражение грибами; 2) при увеличении температуры на каждые 5 ° С (в диапазоне 0–50 ° С) срок жизни семян также сокращается в 2 раза. Иначе говоря, чтобы семена кактусов не потеряли всхожесть, их желательно хранить в оптимальном диапазоне температур и влажности, по возможности не меняя эти параметры. Для семян кактусов хорошим местом хранения семян является полка на двери домашнего холодильника.
Для того чтобы семена проросли, необходимо создание определенных условий. Среди важнейших факторов прорастания следует назвать воду, температуру и в меньшей степени свет. Чтобы выйти из состояния покоя, семена должны поглотить определенное количество воды. При этом возобновляются физиологические процессы, обеспечивающие их прорастание. Недостаток влаги тормозит прорастание семян и сокращает всхожесть. В дальнейшем растущему проростку требуется гораздо большее количество воды, чем для прорастания семени. Температурный диапазон прорастания семян обычно достаточно широк, но для быстрого прорастания необходим определенный оптимум, который может различаться даже у растений одного вида. Опытным путем было установлено, например, что семена клейстокактусов, в отличие от большинства других видов, имеют лучшую всхожесть при температуре всего 11 ° С. Большинство семян могут хорошо прорастать при постоянной температуре, но все же желательны суточные колебания, как это происходит в природных условиях.
Считается, что семена большинства видов растений для прорастания не нуждаются в свете, и лишь немногие виды требуют некоторого количества света. Это относится и к кактусам. Для светочувствительных видов необходим определенный фотопериод, то есть смена дня и ночи. Экспериментально было установлено, что семена многих видов растений чувствительны к свету определенной длины волны. Так, освещение семян красным светом разной длины волны стимулировало их прорастание. Семена кактусов к моменту посева могут находиться в состоянии покоя. Наиболее простой и надежный способ выведения семян из состояния покоя – замачивание их в слабом растворе марганцовокислого калия на одни сутки при комнатной температуре. Для этого семена пересыпаются в пакетики из рыхлой бумаги, хорошо пропускающей воду, и погружаются в раствор. Соответствующую маркировку пакетиков можно сделать простым карандашом или шариковой ручкой.