روش‌های رویش دانه

شگفتی‌های رویش: سفری به دنیای نهفتهٔ دانه‌ها

دانه چیست و چگونه ساخته می‌شود؟

هر دانه یک گیاه کوچک و در حال خواب است که به همراه یک بستهٔ غذایی در یک پوستهٔ محافظ بسته‌بندی شده است. دانه‌ها محصول فرآیند گرده‌افشانی و لقاح در گل‌ها هستند. پس از لقاح، تخمک به دانه تبدیل می‌شود. هر دانه از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

• جنین: خود گیاه کوچک و جدید است.
• بافت ذخیره‌ای: غذایی که گیاه کوچک در روزهای اول رشد خود از آن استفاده می‌کند. در دانه‌های لوبیا، این بخش را به صورت دو لپهٔ گوشتی می‌بینیم.
• پوستهٔ دانه: یک پوشش سخت که از جنین محافظت می‌کند.

دانه‌ها می‌توانند برای مدت‌ها، گاهی حتی صدها سال، در حالت خواب یا کمون باقی بمانند تا زمانی که شرایط مناسب برای رشد فراهم شود.

شرایط ضروری برای بیداری یک دانه

برای آنکه یک دانه از خواب بیدار شود و جوانه بزند، به چهار شرط اصلی نیاز دارد. نبود حتی یکی از این عوامل می‌تواند فرآیند جوانه‌زنی را متوقف کند.

مراحل جوانه‌زنی: از دانه تا گیاهچه

جوانه‌زنی یک فرآیند مرحله‌ای است که با جذب آب آغاز می‌شود و با ظهور گیاهچه از خاک پایان می‌یابد. این مراحل به ترتیب زیر رخ می‌دهند:

1. جذب آب: دانه آب را جذب می‌کند، متورم می‌شود و پوستهٔ آن نرم و ترک برمی‌دارد.
2. فعالیت آنزیمی: آب، آنزیم‌های درون دانه را فعال می‌کند. این آنزیم‌ها مواد غذایی ذخیره شده (مانند نشاسته و پروتئین) را به مولکول‌های کوچک‌تر و قابل جذب برای جنین تجزیه می‌کنند.
3. رشد ریشهچه: اولین بخشی که از دانه خارج می‌شود، ریشهچه است. این ریشهٔ اولیه بلافاصله به سمت پایین و به داخل خاک رشد می‌کند تا آب و مواد معدنی جذب کند و گیاه را محکم در خاک نگه دارد.
4. رشد ساقهچه: پس از آن، ساقهچه شروع به رشد به سمت بالا می‌کند تا از خاک خارج شود و به سمت نور حرکت کند.
5. ظهور و گسترش لپه‌ها: اولین برگ‌ها (که اغلب لپه هستند) از خاک خارج شده، باز می‌شوند و فرآیند فتوسنتز را آغاز می‌کنند.

می‌توان سرعت رشد ساقهچه و ریشهچه را در یک آزمایش ساده با دانه‌های لوبیا اندازه‌گیری کرد. اگر طول ریشهچه را در روزهای مختلف به عنوان تابعی از زمان ($t$) در نظر بگیریم، نرخ رشد آن را می‌توان به صورت زیر نشان داد: $ \text{نرخ رشد} = \dfrac{\text{طول امروز} - \text{طول دیروز}}{\text{طول دیروز}} \times 100\% $

آزمایش‌های علمی ساده برای مشاهدهٔ رویش دانه

برای درک بهتر جوانه‌زنی، انجام یک آزمایش عملی بهترین راه است. یکی از معروف‌ترین آزمایش‌ها، کاشت دانه در شیشه است.

روش کار:

1. دستمال کاغذی را مرطوب کنید و آن را به دیواره‌های داخلی شیشه بچسبانید.
2. دانه‌ها را بین دستمال و دیوارهٔ شیشه قرار دهید تا قابل مشاهده باشند.
3. مقداری آب در کف شیشه بریزید (دستمال باید همواره مرطوب بماند ولی دانه‌ها کاملاً در آب غوطه‌ور نباشند).
4. شیشه را در یک مکان گرم و با نور غیرمستقیم قرار دهید.
5. هر روز تغییرات را مشاهده و یادداشت‌برداری کنید: تورم، ظهور ریشهچه، ظهور ساقهچه.

با این آزمایش می‌توانید تمام مراحل جوانه‌زنی را به وضوح ببینید و تاثیر عواملی مانند دما را با قرار دادن یک شیشه در جای گرم و دیگری در جای سرد مقایسه کنید.

انواع جوانه‌زنی بر اساس خروج لپه‌ها

همهٔ گیاهان به یک شکل جوانه نمی‌زنند. بر اساس اینکه لپه‌ها در هنگام جوانه‌زنی از خاک خارج می‌شوند یا خیر، دو نوع اصلی جوانه‌زنی داریم:

• جوانه‌زنی هوایی: در این نوع، ساقهچه طویل می‌شود و لپه‌ها را از خاک خارج می‌کند. لپه‌ها بالای سطح خاک سبز شده و عمل فتوسنتز را آغاز می‌کنند. مثال: جوانه‌زنی دانهٔ لوبیا، خیار و کدو.
• جوانه‌زنی زیرزمینی: در این نوع، ساقهچه طویل نمی‌شود و لپه‌ها زیر سطح خاک باقی می‌مانند. تنها بخشی از گیاه که از خاک خارج می‌شود، اولین برگ‌های واقعی است. مثال: جوانه‌زنی دانهٔ نخود، ذرت و گندم.

این تفاوت یک سازگاری تکاملی است؛ گیاهانی که لپه‌های خود را بالا می‌آورند، سریع‌تر به نور دسترسی پیدا می‌کنند، در حالی که گیاهانی که لپه‌های خود را زیر خاک نگه می‌دارند، از آنها در برابر آسیب‌های محیطی محافظت می‌کنند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹کمون (Dormancy): به دورهٔ استراحت یا خواب یک دانه گفته می‌شود که در آن حتی با وجود فراهم بودن شرایط ظاهری (آب، دما، اکسیژن)، دانه جوانه نمی‌زند. این یک مکانیسم بقا برای اطمینان از جوانه‌زنی در فصل مناسب است.

²Scarification: (اسکاریفیکیشن) به فرآیند فیزیکی یا شیمیایی ضعیف کردن، ساییدن یا شکستن پوستهٔ سخت دانه برای تسهیل در جذب آب و جوانه‌زنی اطلاق می‌شود.

³Stratification: (استراتیفیکیشن) به فرآیند تیمار سرمایی دانه‌ها گفته می‌شود که برای شکستن خواب فیزیولوژیکی داخلی آن‌ها (که اغلب با مهارکننده‌های رشد داخلی مرتبط است) مورد نیاز می‌باشد.