Семена сельскохозяйственных растений

Семена сельскохозяйственных растений — это специализированные органы размножения (диаспоры) растений, используемые в агрономии для посева и получения нового урожая. Они представляют собой заключённый в семенную оболочку зародыш будущего растения с запасом питательных веществ (эндосперм, перисперм или ткани семядолей). Семена являются основным средством воспроизводства большинства культурных растений, а также объектом селекции, хранения, торговли и государственного регулирования.

Биологическая природа и строение

Семя образуется из семязачатка после оплодотворения. В его структуре выделяют три основные части:

• Зародыш — зачаток будущего растения, состоящий из зародышевого корешка, стебелька, почечки и семядолей (одной — у однодольных, двух — у двудольных).
• Эндосперм — питательная ткань, содержащая крахмал, белки, жиры и минеральные вещества. У некоторых культур (бобовые, тыквенные) эндосперм отсутствует, и питательные вещества накапливаются в семядолях.
• Семенная оболочка (теста) — защитный покров, образованный из покровов семязачатка. Может быть гладкой, морщинистой, опушённой, окрашенной. У ряда культур (например, у злаков) семенная оболочка срастается с плодовой (перикарпием), образуя зерновку.

Размер, форма и масса семян варьируют в широких пределах: от мелких пылевидных семян мака (0,3–0,5 мг) до крупных семян кокосовой пальмы (до 20 кг). Масса 1000 семян (М1000) — один из ключевых показателей качества посевного материала.

Классификация семян

По ботаническому признаку

Семена сельскохозяйственных растений делят на группы в зависимости от принадлежности к семействам:

• Злаковые (пшеница, рожь, ячмень, овёс, кукуруза, рис, просо, сорго) — зерновки с одним зародышем, эндоспермом и плёнчатой или голой оболочкой.
• Бобовые (горох, фасоль, соя, чечевица, нут, люпин, клевер, люцерна) — семена с двумя крупными семядолями, без эндосперма.
• Крестоцветные (рапс, сурепица, горчица, капуста, редька масличная) — мелкие округлые семена с маслянистым эндоспермом.
• Паслёновые (томат, перец, баклажан, картофель — истинные семена, не клубни) — мелкие, плоские, часто опушённые.
• Тыквенные (огурец, тыква, кабачок, арбуз, дыня) — крупные, плоские, с твёрдой оболочкой.
• Масличные (подсолнечник, лён, кунжут, арахис, масличная пальма) — семена с высоким содержанием жиров (до 50–60 %).

По хозяйственному назначению

• Зерновые культуры — для получения зерна (продовольственного, кормового, технического).
• Масличные культуры — для производства растительных масел.
• Кормовые культуры — для выпаса, сена, силоса (травы, бобовые, злаки).
• Овощные и бахчевые культуры — для получения плодов и зелени.
• Технические культуры — для промышленной переработки (сахарная свёкла, хлопчатник, табак, лён-долгунец).

По сортовым и репродукционным категориям

В семеноводстве выделяют:

• Оригинальные семена (элита) — получены от оригинатора сорта, обладают наивысшей сортовой чистотой и типичностью.
• Репродукционные семена (Р1, Р2, Р3) — семена последующих поколений, используемые для товарных посевов.
• Гибридные семена F1 — первое поколение от скрещивания специально подобранных родительских линий, отличаются гетерозисом (повышенной урожайностью и устойчивостью).

Качество семян и посевные стандарты

Качество семян определяется комплексом показателей, регламентируемых государственными стандартами (в России — ГОСТ Р 52325-2005, ГОСТ 12036-85 и др.):

• Чистота — процентное содержание семян основной культуры, без примесей других растений, мусора, земли.
• Всхожесть — способность семян давать нормальные проростки в стандартных условиях. Выражается в процентах. Для большинства полевых культур норма — не менее 85–92 %.
• Энергия прорастания — скорость и дружность появления всходов (оценивается на 3–7-й день).
• Влажность — содержание воды. Для хранения зерновых — 12–14 %, для масличных — 7–9 %.
• Масса 1000 семян — косвенный показатель крупности и выполненности.
• Заражённость болезнями и вредителями — наличие грибных, бактериальных инфекций, личинок насекомых.

Семена, не соответствующие стандартам, не допускаются к посеву.

Технология производства семян (семеноводство)

Семеноводство — отрасль растениеводства, занимающаяся размножением сортов и гибридов с сохранением их хозяйственно ценных признаков. Основные этапы:

1. Селекция и создание сорта — выведение нового сорта или гибрида (оригинатором).
2. Первичное семеноводство — получение оригинальных семян (питомники размножения, суперэлита).
3. Репродукционное семеноводство — массовое размножение семян для товаропроизводителей (элитные и репродукционные посевы).
4. Контроль качества — апробация посевов, лабораторный анализ семян, сертификация.
5. Уборка, подработка и хранение — обмолот, очистка, сортировка, сушка, протравливание (обработка фунгицидами и инсектицидами), затаривание.

В России семеноводство регулируется Федеральным законом «О семеноводстве» (№ 149-ФЗ). Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, содержит сорта и гибриды, прошедшие испытания.

Хранение семян

Семена большинства сельскохозяйственных культур сохраняют всхожесть от 1 до 5–7 лет при оптимальных условиях. Для длительного хранения (до 10–20 лет) применяют:

• Контролируемую атмосферу — пониженное содержание кислорода, повышенное — углекислого газа или азота.
• Низкие температуры — от +5 °C до −20 °C.
• Низкую влажность — 6–10 % (для некоторых культур — до 4 %).
• Герметичную упаковку — многослойные мешки, контейнеры, вакуумная упаковка.

Всемирный банк семян (Svalbard Global Seed Vault) на Шпицбергене хранит дубликаты семян из национальных генофондов для защиты от катастроф.

Селекция и генетические ресурсы

Современная селекция использует традиционные методы (гибридизация, отбор) и биотехнологии:

• Генетическая модификация — создание ГМО-семян (например, устойчивых к гербицидам, вредителям, засухе). В России возделывание ГМО-растений (кроме разрешённых для научных целей) запрещено.
• Маркер-ассоциированная селекция — отбор по ДНК-маркерам.
• Клеточная инженерия — получение гаплоидов, соматический эмбриогенез.
• Криоконсервация — хранение семян, пыльцы, меристем в жидком азоте.

Генетические ресурсы семян сохраняются в национальных и международных генофондах. В России крупнейшие коллекции — во Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР, Санкт-Петербург).

Экономическое и продовольственное значение

Семена — основа растениеводства. От их качества зависят урожайность, устойчивость к болезням и вредителям, адаптация к климатическим условиям. Мировой рынок семян оценивается в десятки миллиардов долларов США. Крупнейшие производители — компании «Bayer Crop Science» (Германия), «Corteva Agriscience» (США), «Syngenta» (Швейцария), «Limagrain» (Франция). В России ведущие селекционные центры — «Щёлково Агрохим», «Российская сельскохозяйственная академия», «Гавриш», «Семко».

Семена являются объектом международной торговли, фитосанитарного контроля и интеллектуальной собственности (патенты на сорта). Пиратское размножение и контрафакт семян наносят ущерб селекционерам и аграриям.

Правовое регулирование в России

В Российской Федерации оборот семян регулируется:

• Федеральным законом «О семеноводстве» (1997, с изменениями).
• Федеральным законом «О карантине растений» (2014).
• Постановлениями Правительства РФ о порядке реализации и транспортировки семян.
• Требованиями Евразийского экономического союза (ЕАЭС) к единому рынку семян.

Запрещён ввоз и использование семян, не прошедших государственную регистрацию и фитосанитарный контроль. Сорта, полученные с использованием методов генной инженерии, подлежат обязательной маркировке.

Интересные факты

• Самое крупное семя в мире — у сейшельской пальмы (Lodoicea maldivica): масса до 20 кг.
• Самое мелкое — у орхидей: до 0,0001 мг, не содержит эндосперма.
• Семена некоторых культур (например, лотоса) сохраняют всхожесть более 1000 лет.
• В Древнем Египте для посева использовали семена, смешанные с песком, для равномерного распределения.
• Первый в мире банк семян был создан в 1920-х годах в СССР под руководством Н. И. Вавилова.

Источники

• ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия».
• Федеральный закон от 17.12.1997 № 149-ФЗ «О семеноводстве».
• Вавилов Н. И. «Избранные труды: генетика, селекция, семеноводство». — М.: Наука, 1965.
• Посыпанов Г. С., Долгодворов В. Е. и др. «Растениеводство». — М.: КолосС, 2006.
• FAO (Food and Agriculture Organization). «Seed Policy and Programmes for the Central and Eastern European Countries, Commonwealth of Independent States and Other Countries in Transition». — Rome, 2001.
• Официальный сайт ФГБУ «Госсорткомиссия» (gossortrf.ru).