بذر خواب به بذري اشاره دارد که علي رقم وجود شرايط مناسب محيطي قادر به جوانه زني نيست. در بسياري از گونه هاي گياهي با بررسي شرايط محيطي طبيعي رشد گياه مي توان به راه هايي براي شکستن خواب بذر آنها پي برد. در طبيعت، وجود مکانيسم هاي خواب باعث مي شود تا بذر در شرايط و زمان مناسب جوانه بزند. در زراعت، گياهان بسياري همچون غلات، اصلاح شده اند تا دوره خواب آن ها کوتاه شود و عوامل موثر برخواب در طول دوره نگهداري بذر در انبار از بين بروند و وقتي که بذر در زمين کاشته مي شود سريعا جوانه بزند.

واژه هاي مهم:

خواب (Dormancy)- معني کلي: کمبود رشد به دلايل مختلف خارجي و داخلي.
خواب بذر (Seed dormancy)- عدم جوانه زني بذر حتي در شرايطي که عوامل محيطي مساعد هستند.
در طبيعت ، خواب بذر فرايندي است که به گونه هاي مختلف اجازه مي دهد تا در شرايط محيطي خاص زنده بمانند. خواب باعث مي شود تا عمل جوانه زني در بهترين زمان و مکان انجام شود تا گياهچه کوچک و ضعيف صدمه نبيند. البته در گياهان زراعي سعي شده است تا اين خواب از بين برود.
سکون (Quiescence)- دوره اي است که در آن بذر در صورتي که آب جذب کند مي تواند جوانه بزند. در اين دوره هيچ مانع داخلي براي جوانه زني بذر وجود ندارد.
پس رسي (After ripening)- مراحل فيزيولوژيکي است که پس از برداشت بذر در آن اتفاق مي افتد و امکان جوانه زني بذر را بوجود مي آورد.
خواب اوليه (Primary dormancy)- اين خواب زماني ايجاد مي شود که بذر بر روي گياه قرار دارد و در زمان برداشت بذر در آن وجود دارد.
خواب ثانويه (Secondary dormancy)- اين خواب براي جلوگيري از جوانه زني بوده و زماني ايجاد مي شود که بذر از گياه جدا شده و در شرايط نامطلوب محيطي قرار گيرد. در واقع بذر در ابتدا داراي خواب نبوده و شرايط نامساعد آن را به خواب مي برند.
مثال: بذر گونه هايي که در بهار مي رسند، پس از جدا شدن از گياه و قرارگيري در خاک به سرعت و بدون وقفه جوانه مي زند زيرا خاک مرطوب بوده، دما مطلوب است و فصل رشد به اندازه کافي وجود دارد. اما اگر شرايط محيط نامساعد باشد، مثلا محيط خشک باشد، بذر جوانه نزده و به يک دوره سرما در زمستان نياز خواهد داشت تا بتوانند در بهار بعد جوانه بزند که شرايط مناسب است و فصل رشد نيز باقي است. در اين جا توجه به اين نکته لازم است که وقتي بذرها مي رسند ممکن است داراي خواب باشند يا نباشند. اگر داراي خواب باشند، بدان معني است که داراي خواب اوليه هستند. گروهي از بذرها نيز که خواب نيستند، در دوره سکون مي باشند. اين بذور اگر شرايط محيطي مثل رطوبت و حرارت و ... مناسب باشد به سرعت جوانه خواهند زد. البته همين بذور بدون خواب اوليه نيز اگر خشک شوند وارد دوره خواب خواهند شد.
به طور کلي 3 مکانيسم وجود دارد که باعث القاي خواب در بذر مي شوند:
1-پوشش بذر – پوسته بذر مي تواند جذب آب، توسعه جنين، تبادل گازها و شسته شدن مواد شيميايي بازدارنده جوانه زني را محدود کند.
2- بازدارنده هاي شيميايي مثل تنظيم کننده هاي رشد و غيره.
3- عوامل مورفولوژيکي مثل کوچک و يا نابالغ بودن جنين.
معمولا خواب بذر ناشي از ترکيب عوامل مورفولوژيکي و فيزيولوژيکي است.

فهرست کلي خواب بذر (نيکو ليوا 1977)

خواب اوليه.
A. خواب خارجي- اين نوع خواب مربوط به عوملي خارج از جنين است و 3 حالت دارد:
1- فيزيکي
2- مکانيکي
3- شيميايي
B. خواب داخلي – اين نوع خواب مربوط به عواملي درون جنين است و 2 حالت دارد:
1- مورفولوژيکي- جنين يا رشد نکرده ، يا بسيار کوچک و باريک است و يا تمايز نيافته است.
2- فيزيولوژيکي- به 3 صورت سطحي، متوسط و عميق وجود دارد.
C. ترکيبي (ترکيبي از خواب هاي مختلف) که 2 حالت دارد.
1- مورفوفيزيولوژيکي- يا مربوط به محور بالاي لپه است يا مربوط به محور بالاي لپه و ريشه چه است.
2- خواب خارجي- داخلي.
خواب ثانويه.
1- خواب دمايي.
2- خواب شرايط محيطي.

طبقه بندي و توضيح انواع خواب بذر.

خواب اوليه.
A. خواب خارجي.
1- فيزيکي- پوسته بذر به نفوذ آب مقاوم است و بنابراين رطوبت بذر بسيار کم خواهد بود. در اين مورد، حبوبات مثال مناسبي هستند. در اين حالت جنين در حالت سکون است. دليل خواب فيزيکي، ساختار رديف سلولهاي خارجي است که به آب نفوذ ناپذيراست. سلول هاي بزرگ پارانشيمي، سلول هاي خارجي لعابي و يا اندوکارپ سخت شده، سه دليلي هستند که پوسته بذر را به آب نفوذ ناپذير مي کنند. اين گونه پوسته بذر در مراحل آخر رشد بذر، ايجاد مي شود. در مطالعه اي بر روي گياه خاراگل يا همان شبدرک (Coronilla varia) مشخص شد که با افزايش عمق سوراخ ايجاد شده در پوسته بذر، مقدار نفوذ آب به آن افزايش پيدا مي کند.
2- خواب مکانيکي- در اين خواب، پوسته بذر به قدري سخت است که به جنين اجازه بزرگ شدن در حين جوانه زني را نمي دهد. دليل اين موضوع عبارت است از ساختار پوسته بذر. اين نوع خواب به عنوان مثال در زيتون اتفاق مي افتد.
در طبيعت پوسته سخت بذور به تدريج توسط عواملي همچون اسيد ها، ميکروارگانيسم ها، رطوبت و گرما و آتش سوزي جنگل از بين رفته و نازک مي شود. براي غلبه بر اين پوسته به طور مصنوعي نيز مي توان آنرا با سنباده ساييد يا از آب داغ، اسيد، محيط گرم و مرطوب، آتش (که در طبيعت باعث ذوب شدن رزين ميوه هاي کاج مي شود) و ... استفاده نمود. وقتي پوسته سخت بذر خراش بر دارد، آب مي تواند وارد بذر شود. البته در اين زمان بذر نسبت به هجوم ميکروارگانيسم ها حساس تر است.
3- خواب شيميايي- وجود مواد شيميايي بازدارنده در پوسته خارجي بسيار از ميوه ها و بذرها باعث بروز خواب شيميايي در آنها مي شود. اين مواد در ميوه هاي آبدار و نيز در غلاف يا کپسول ميوه هاي خشک وجود دارند. سيب، مرکبات، انگور و گياهان بياباني مثال هايي در اين رابطه هستند. به ندرت مي توان اين نوع خواب را با نگهداري بذر در محيط خشک از بين برد. اين نوع خواب ممکن است در ديگر بافت هاي اطراف جنين مثل اندوسپرم نيز وجود داشته باشد.
بعلاوه تبادل اکسيژن نيز ممکن است توسط يک لايه ها لعابي محدود شود. اين حالت نيز در اسفناج و برخي از گياهان تيره آستراسه (مرکبان= کاسني) ديده شود. در طبيعت اين مواد توسط باران هاي شديد از پوسته بذر آبشويي شده و گاهي اوقات نيز جذب ذرات خاک مي شوند. به طور مصنوعي نيز مي توان اين مواد را از پوسته بذر با آب جاري شست و يا اگر آب ساکن است آن را چند روز به طور روزانه عوض نمود، از تيمار سرما دهي استفاده کرد يا با استفاده از هورمونهايي مثل GA3 پوسته بذر را از بين برد.
B. خواب دروني.
1- خواب مورفولوژيکي.
در اين نوع خواب در هنگام رسيدن بذر، جنين رشد کامل نکرده است و پس از جدا شدن از گياه نيز جنين به دوره اي نياز دارد تا رشد کند. در اين وضعيت، فضايي که جنين درون بذر اشغال مي کند مهم است. اين حالت در برخي گونه هاي علفي مثل جنس آلاله و خشخاش ، برخي گونه هاي چوبي مثل درخت راج و گياهان گرمسيري مثل نخل خرما وجود داشته و اغلب همراه با خواب هاي ديگر مثل سخت بودن پوسته بذر است. سه حالت دارد:
* جنين رشد نکرده- در مرحله تشکيل جنين ايجاد مي شود و ممکن است به خاطر وجود مواد شيميايي باز دارنده باشد. مثل تيره هاي آلاله، خشخاش و عشقه.
* جنين بسيار کوچک و باريک- در مرحله رشد جنين رخ داده و باعث مي شود تا جنين تنها به اندازه نصف فضاي مربوط به خود رشد کند. عوامل بازدارنده شيميايي نيز ممکن است وجود داشته باشند. مثل تيره هاي جعفري (چتريان)، ورسک و پامچال.
* جنين تمايز نيافته- مثل خانواده ثعلب.
براي از بين بردن اين نوع خواب ها به طور مصنوعي مي توان از دماهاي متناوب سرد و گرم، هورمون GA3 و يا تيمار سرما دهي استفاده نمود ( دماي 59 درجه فارنهايت(برخي از گونه هاي گرمسيري نيز به يک دوره با دماي بالا نياز دارند تا رشد جنين آن ها کامل شود. درمورد درخت خرما حدود چند سال است طول مي کشد تا در شرايط طبيعي بذر بتواند جوانه بزند که اين دوره را مي توان با تيمار دمايي (در 100 درجه فارنهايت) کوتاه نمود.
2- خواب فيزيولوژيکي.
* سطحي- معمولا کوتاه مدت بوده و در مدت نگهداري در انبار از بين مي رود. حدود 1 تا 6 ماه طول کشيده و اصلي ترين مشکلي که ايجاد مي کند در آزمايشگاه هاي تست بذر است.
خواب نوري- به نظر مي رسد که عوامل کنترل کننده آن در غشاي دروني بذور تازه برداشت شده باشد. مي تواند تحت تاثير بازدارنده هاي شيميايي و يا کمبود تبادل اکسيژن باشد. معمولا در بذوري که به نور نياز دارند تا جوانه بزنند ديده مي شود. اين نوع خواب نيز از يک تا شش ماه طول کشيده و با نگهداري در انبار از بين مي رود. در بذر گياهاني مانند کاهو، بين نياز دمايي و نوري واکنش هايي وجود دارد. به عنوان مثال، بذر کاهو زماني که تازه است به نور نياز دارد تا جوانه بزند. اما اين نياز نوري مي تواند توسط دماي کم جايگزين شود به نحوي که بذر کاهو مي تواند در تاريکي و با دماي زير 73 درجه فارنهايت جوانه بزند.
هورمون ها نيز مي توانند بر جوانه زني بذور حساس به نور موثر باشد. ABA در نور و تاريکي از جوانه زني بذر جلوگيري مي کند. کينتين (يک سيتوکنين) تنها در نور مي تواند بر اثر ABA غلبه کند. تيمار ABA بعلاوه GA3 در تاريکي منجر به هيچ گونه جوانه زني نمي شود اما اگر کنيتين نيز به آنها اضافه شود بذور جوانه خواهند زد. عوامل کنترل کننده خواب نوري در فيتوکروم ها وجود دارند. نور آفتاب (نسبت نور قرمز به نور قرمز دور = 2 به 1) فيتوکروم را به حالت فعال تبديل مي کند. اما زماني که شاخ و برگ گياهان روي زمين سايه انداخته باشد (نسبت نور قرمز به قرمز دور = 12/0 به 1 تا 70/0 به 1)، نور قرمز دور غلبه خواهد داشت و فيتوکروم به شکل غير فعال تبديل مي شود. وجود برخي از ويژگي ها در گياهان علفي مثل گياهان يکساله و سبزيجات، در آزمايشگاه هاي آزمون بذر ايجاد مشکل مي کند. زيرا اين آزمايشگاه ها با بذوره تازه برداشت شده سروکار دارند. در طول دوره انبار داري، اين ويژگي ها از بين رفته و با خشک شدن بذر، پوسته نيز آب خود را از دست داده و ديگر از نظر فيزيولوژيکي فعال نيست. براي غلبه بر اين نوع خواب به طور مصنوعي، استفاده از تيمار هايي مثل نگهداري در محيط خشک، سرمادهي به مدت چند روز، نور در تناوب با دما، نيترات پتاسيم (KNO3) و هورمون هايي مثل GA3 مفيد خواهد بود.
* خواب فيزيولوژيکي عمق متوسط- در اين حالت عوامل کنترل کننده خواب در پوسته بذر، بافت هاي احاطه کننده جنين و نيز خود جنين قرار دارند. اين خواب مشخصه سوزني برگان است. البته جنين خواب نبوده و در حالت سکون است و اگر شرايط مناسب باشد جوانه خواهد زد ولي مکانيسم دقيق آن مشخص نيست. سرما زمان لازم براي جوانه زدن را کاهش مي دهد اما به طور قطعي نيز مورد نياز نيست. ميزان تيمار تناوب دمايي لازم نيز به مقدار قابل توجهي کمتر از خواب فيزيولوژيکي عميق است.سرمادهي باعث مي شود تا نيروي ايجاد شده توسط ريشه چه افزايش يابد. با آزاد شدن خواب، اين نيرو نيز زياد شده و اگر مدت آن کافي باشد، ممکن است ريشه چه از پوسته بذر خارج شود. به اين عامل پتانسيل رشد گفته مي شود که روشي غير مستقيم براي انداه گيري نيرويي است که توسط ريشه چه به کار رفته تا پوسته را سوراخ کند.برخي بذرها که به طور کلي در گروه خواب هاي خارجي قرار داشتند (مثل زيتون و گردو)، توسط فردي به نام Geneve در بخش خواب فيزيولوزيکي عمق متوسط طبقه شده اند زيرا علاوه بر خواب مکانيکي که توسط اندوکارپ ايجاد مي شود به يک دوره تيمار سرما دهي نيز نياز دارند. به منظور غلبه کردن بر اين نوع خواب به طور مصنوعي مي توان از تيمار دماهاي متناوب به مدت يک تا چند ماه استفاده نمود. البته GA3 نيز موثر خواهد بود (نکات دقيق تيمار تناوب دمايي مانند خواب فيزيولوژيکي عميق مي باشد)
* خواب فيزيولوژيکي عميق.
اين نوع خواب مشخصه درختان مناطق معتدله بوده و عوامل کنترل کننده خواب درون جنين قرار دارند. در اين بذور، جنين از نظر فيزيولوژيکي رشد کامل نکرده و ساختار روزت مانند دارد. مريستم، محلي است که مي تواند سرمادهي ناقص به بذر را تشخيص دهد. اگر نوک ساقه از بين برود، جوانه هاي جانبي رشد خواهند کرد. ميزان تيمار متناوب دمايي که براي غلبه بر اين خواب لازم است، معمولا بيش از 8 هفته است. در طبيعت، بذر در پاييز رسيده ولي داراي خواب بوده و مرطوب است. در زمستان سرما بر بذر اثر گذاشته و با گرم شدن هوا در بهار، بذرها که سرماي کافي ديده اند جوانه خواهند زد. در نواحي سردتر، بذر به سرماي بيشتر و طولاني تري نياز دارد و اين باعث مي شود که بذر از سرماي بهاره در امان بماند. بنابراين در طبيعت اين خواب با تناوب دمايي و سرما ديدن از بين مي رود. براي غلبه بر اين خواب به طور مصنوعي نيز مي توان از تيمارهاي تناوب دمايي و سرمادهي همراه با رطوبت استفاده کرد.
نياز ها :
رطوبت: سطح رطوبت بايد 50 % باشد و وقتي دوره پس رسي شروع شد، بذر ها نبايد خشک شوند.
دما: دما بر ميزان جوانه زني اثر خواهد داشت و معمولا بذرها در دماي 35 تا 45 درجه فارنهايت نگهداري مي شوند. توجه به اين نکته الزامي است که اگر دما بسيار بالا باشد باعث ايجاد خواب ثانوي شده و براي اين که بذرها جوانه بزنند به يک دوره ديگر سرمادهي نياز خواهد بود. اين دما در مورد سيب 17 درجه سانتي گراد معادل 62 درجه فارنهايت است.به علاوه اگر دما بسيار زياد باشد رشد فيزيولوژيکي کامل نمي شود که اين دما براي هلو 23 تا 27 درجه سانتي گراد (73 تا 81 درجه فارنهايت است). لازم به ذکر است که دما توسط مريستم انتهايي حس مي شود و اگر اين مريستم بريده شود، مريستم هاي جانبي رشد خواهند کرد.
تهويه: از آنجايي که در بذر فعاليت هاي فيزيولوژيکي در حال وقوع هستند، به يک حداقل ميزان تهويه نياز مي باشد. با افزايش دما حلاليت اکسيژن در آب کمتر خواهد شد و در پوسته بذر مواد فنولي اکسيژن را تثبيت مي کنند و بنابراين نمي تواند به درون و بذر و جنين نفوذ کند.
زمان: به 1 تا 3 ماه زمان نياز است و اگر زمان بسيار کوتاه باشد باز هم باعث ايجاد نواقص فيزيولوژيکي خواهد شد. در برخي گونه هاي خاص بين نياز سرمايي بذر و جوانه، همبستگي مشاهده شده است. البته از آنجايي بذرها ناهمگن مي باشند، در يک گروه بذر يکسان، تفاوت هاي زيادي در جوانه زني ديده خواهد شد. در واقع اگر بذرها دوره تيمار تناوب دمايي را به طور کامل طي نکنند، تفاوت زيادي در استقرار، اندازه و بلوغ گياه مشاهده خواهد شد.
دماي بالاتر، پس رسي اکثر بذرهاي خواب را کند مي کند اما از طرف ديگر مي تواند جوانه زني آن دسته از بذرهايي که به مراحل پايان تيمار و جوانه زني نزديک مي شوند را تسريع کند.
C. خواب ترکيبي
1- مورفوفيزيولوژيکي
* خواب مربوط به محور بالاي لپه.
در اين نوع خواب تفاوت هايي بين دوره پس رسي قسمت هايي مثل محور بالاي لپه، ريشه چه و محور زير لپه وجود دارد. در ابتدا بذر در دوره گرم جوانه زده و ريشه و محور زير لپه آن رشد مي کند. در اين زمان به دوره سرمادهي 1 تا 3 ماهه نياز دارد تا محور بالاي لپه نيز از خواب رها شده و رشد کند. مثل ليليوم، بداغ (Viburnum) و Peony (گل صد توماني(
2- محور بالاي لپه و ريشه چه (خواب دوگانه)
براي غلبه بر اين خواب ابتدا به يک دوره سرد نياز است تا جنين رشد کند. پس از آن يک دوره گرم براي رشد ريشه و باز هم يک دوره سرد براي رشد اندام هوايي لازم مي باشد. Trillium و برخي ديگر از چند ساله ها داراي اين نوع خواب هستند.
خواب ثانويه.
اين نوع خواب از ابتدا در بذر وجود ندارد اما وجود شرايط نامساعد محيطي باعث بروز مکانيسم جديد از خواب مي شود. اين خواب باعث مي شود تا پس از شکستن خواب اوليه اگر بذر در شرايط مناسب قرار ندارد، جوانه نزند. يک مثال در اين رابطه درخت افرا است که در بهار بذر آن جوانه مي زند. اما اگر رطوبت کم باشد و يا دماي محيط بسيار بالا باشد، خواب ثانويه ايجاد شده و بذر جوانه نمي زند تا يک دوره سرما ببيند. خواب ثانويه در واقع منعکس کننده شرايط طبيعي محيط بذر است. به عنوان مثال اگر بذر تازه کاهو به مدت 2 روز در تاريکي باشد جوانه خواهد زد که در اين حالت تنها خواب اوليه وجود دارد. اما اگر مدت نگهداري اين بذر در تاريکي به 8 روز افزايش يابد، بذر به خاطر ايجاد خواب ثانويه جوانه نخواهد زد. براي غلبه بر اين خواب ثانويه به سرمادهي ، نور يا GA3 نياز خواهد بود.
* خواب دمايي.
يکي از زير گروه هاي خواب ثانويه است و بيان مي کند که اگر در زمان جوانه زني بذر، هوا بسيار گرم باشد. خواب ثانويه حاصل خواهد شد. پس از آن اگر دما به حالت معمولي برگردد نيز بذر جوانه نخواهد زد. در مورد بذوري مثل کاهو و کرفس که در اين گروه قرار دارند، سعي مي شود از ايجاد خواب ثانويه جلوگيري شود تا نيازي به از بين بردن آن نباشد.
کنترل خواب و جوانه زني.
اما پس از يک ماه انجام تيمار تناوب دمايي، از ميزان ABA کاسته مي شود. با اين حال بذر هنوز هم جوانه نمي زند. در طي ماه دوم غلظت GA افزايش مي يابد. بنابراين نتيجه گرفته مي شود که عوامل موثر در خواب در پوسته بذر هستند زيرا ژيبرليک اسيد (GA) نمي تواند جاي سرمادهي را بگيرد مگر اين که پوسته بذر حذف شود.به نظر مي رسد که ABA مسئول کاهش رشد و توسعه در جنين رشد نيافته است. اتيلن نيز يک محرک طبيعي جوانه زني براي بذوري خاص است و به خصوص مشاهده شده است که باعث تحريک جوانه زني نوعي شبدر و بادام زميني ويرجينيا مي شود.
مزاياي خواب بذر:
* نجات و بقاي گياهچه.
* ايجاد بانک بذر در خاک.
* جوانه زني همزمان- باعث ايجاد جامعه اي از گياهان در يک مرحله رشدي مي شود تا عمل دگر گشني بتواند انجام شود.
* توزيع و پراکنش بذر- به عنوام مثال پوسته بذر پس از عبور از دستگاه گوارش پرندگان خراش برداشته، يا نازک شده و در منطقه جديد مي تواند جوانه بزند.
منبع:http://ir-agri.com