Klijanje

Klijanje je proces razvoja nove biljke iz klice (sjemenke). Najčešći primjer klijanja je iz sjemena angiospermi ili gimnospermi. Pored toga, rast putem sporulacije iz spora, kao što su spore hifa iz gljiva, također je klijanje. Stoga se u općenitom smislu klijanje može smatrati bilo čim što se širi u veće biće iz malog oblika ili klija.

Suncokretovi klijanci, tri dana nakon klijanja

Pregled

Posuda za sjeme koja se koristi u povrtlarstvu za sjetvu i uzimanje biljnih reznica i uzgoj

Staklena posuda za klijanje, s plastičnim sitom – poklopcem

Klijanje sjemenki Brassica campestris

Video s vremenom klijanjem sjemena graha

Klijanje je obično rast biljke koja se nalazi unutar sjemena; rezultira formiranjem klijanaca; to je i proces ponovne aktivacije metaboličkih mehanizama sjemena, što rezultira nastankom radikule i plumule. Sjeme vaskularnih biljki je malo pakovanje biljke, proizvedeno u plodu ili konusu četinara, nakon spajanja muških i ženskih reprodukcijskih ćelija. Sva potpuno razvijena sjemena sadrže embrion i (kod većine biljnih vrsta) skladište hrane, uvijeno u sjemenski omotač. Neke biljke proizvode različit broj sjemenki kojima nedostaju embrioni; to su prazne semenke koje nikada ne klijaju. Dormantno sjeme je zrelo sjeme koje ne klija, jer podliježe vanjskim uvjetima okoliša koji sprječavaju pokretanje metaboličkih procesa i rast ćelija. U odgovarajućim uslovima, sjeme počinje klijati i embrionalna tkiva nastavljaju rast, razvijajući se u klijance.

*1. korak – Upijanje i unošenje vode, rezultira pucanjem sjemenske ovojnice. *2. korak – Umetanje sjemenskog omotača rezultira nastankom radikule (1) i plumule (2), a kotiledoni se otvaraju (3). *3. korak – Ovo označava posljednji korak u klijanju sjemena, gdje su kotiledoni prošireni i koji su pravi listovi (grašak).
Napomena: Temperatura se mora održavati na optimalnom nivou

Klijanje sjemena ovisi i o unutrašnjim i o vanjskim uvjetima. Najvažniji vanjski faktori uključuju temperaturu|vodu, voda, kisik ili zrak, a ponekad i svjetlost ili mrak. Razne biljke zahtijevaju različite varijable za uspješno klijanje sjemena. Često to ovisi o pojedinačnoj sorti sjemena i usko je povezano sa ekološkim uvjetima prirodnog staništa biljke. Za neka sjemena na njihovu buduću klijavost utiču uslovi životne sredine tokom formiranja sjemena; najčešće su ti odgovori na dormanciju sjemena

• Voda je neophodna za klijanje. Zrelo sjeme je često izrazito suho i potrebno mu je uzimati značajne količine vode u odnosu na suhu težinu sjemena prije nego što se ćelijski metabolizam i rast mogu nastaviti. Većini sjemenki treba dovoljno vode da navlaže sjeme, ali nedovoljno da bi se natapale. Unos vode sjemenkama naziva se imbibicija, što dovodi do bubrenja i pucanja sjemenske ovojnice. Kada se formiraju sjemenke, većina biljaka skladišti zalihe hrane poput skroba, protein ili ulja. Ova rezerva hrane osigurava ishranu rastućeg embriona. Kad sjeme upije vodu, aktiviraju se hidrolizni enzimi koji razgrađuju ove pohranjene prehrambene resurse u metabolički korisne hemijske supstance. Nakon što klica izađe iz sjemenskog sloja i započne rast korijena i lista, zalihe hrane obično su iscrpljene; u ovom slučaju, fotosinteza daje energiju, potrebnu za daljnji rast i klijanaca, što sada zahtijeva kontinuirano opskrbu vodom, hranjivim tvarima i svjetlošću.
• Kisik je također neophodan sjemenu za klijanje, odnosno metabolizam. Kisik se koristi u aerobnom disanju, glavnom izvoru energije dok ne naraste. Kisik je atmosferski plin koji se nalazi u porama tla; ako je sjeme zakopano previše duboko ili je tlo preplavljeno, može mu nedostajati kisik. Neka sjemena imaju nepropusne omotače koji sprječavaju ulazak kisika, uzrokujući fizičku dormanciju, koja se prekida kada se sloj sjemena dovoljno istroši kako bi se omogućila razmjena plina i unos vode iz okoliša. Oxygen is used in aerobic respiration, the main source of the seedling's energy until it grows leaves.

Sladno (proklijalo) zrno ječma

• Temperatura utiče na ćelijski metabolizam i brzinu rasta. Sjeme različitih vrsta, pa čak i sjeme iste biljke klijaju na širokom rasponu temperatura. Sjemenke često imaju temperaturni raspon unutar kojeg će klijati, a to neće činiti iznad ili ispod toga. . Mnoge sjemenke klijaju na temperaturama malo iznad 16-24 C (sobna temperatura u centralno grijanim kućama), dok druge klijaju tek iznad smrzavanja, a druge klijaju samo kao odgovor na izmjene temperature između tople i hladne. Neke semenke klijaju kada je tlo hladno –2 - 4 C, a neke kada je tlo toplo, oko 24-32 C. Za sjeme je potrebno izlaganje hladnim temperaturama (vernalizacija), kako bi se prekinulo stanje mirovanja. Neka sjemena u uspavanom stanju neće klijati čak i ako su uvjeti povoljni. Sjeme koje ovisi o temperaturi do prestanka mirovanja ima vrstu fiziološke dormancije. Naprimjer, sjeme koje zahtijeva zimsku hladnoću, inhibira klijajanje sve dok u jesen ne preuzmu vodu i počnu niže temperature. Četiri stepena Celzijusa su dovoljna da biljk prkinu mirovanje za većinu sjemena, ali nekim grupama, posebno unutar porodice Ranunculaceae i drugima, trebaju hladniji uvjeti od oko –5 C. Neke sjemenke će klijati tek nakon visokih temperatura tokom šumskog požara koji raspukne sjemenke.

Najčešće jednogodišnje povrće ima optimalne temperature klijanja između 24 i 32 C, mada mnoge vrste (npr. rotkvica ili špinat) mogu klijati na znatno nižim temperaturama, čak i na 4 C, omogućavajući im uzgoj iz sjemena u hladnijim klimama. Suboptimalne temperature dovode do niže stope uspješnosti i dužeg perioda klijanja.

• Svetlost ili tama može biti ekološki okidač za klijanje, što izaziva jednu vrtu fiziološke dormancije. Na većinu sjemena ne utiče smjena svjetlosti ili tame, ali mnoštvo sjemenki, uključujući i vrste koje se nalaze u šumskom okruženju, neće klijati sve dok otvor na krošnjama ne omogući dovoljno svjetlosti za rast sadnice.

Skarifikacija oponaša prirodne procese koji slabe sjemenskin omotač prije klijanja. U prirodi neka sjemenka zahtijeva posebne uvjete da bi klijala, poput vrućine vatre (npr. mnoge autohtone biljke Australije) ili natapanja vodom tokom dužeg vremenskog razdoblja. Ostale trebaju proći kroz probavni trakt životinje, kako bi se oslabio sjemensko omotač.

Dopunska literatura

• Rajjou L, Duval M, Gallardo K, Catusse J, Bally J, Job C, Job D (2012). "Seed germination and vigor". Annual Review of Plant Biology. 63: 507–33. doi:10.1146/annurev-arplant-042811-105550. PMID 22136565.CS1 održavanje: upotreba parametra authors (link)
• Deno, Norman C. Seed Germination: Theory and Practice. State College PA 16801, USA. OCLC 918148836. An extensive study of the germination rates of a huge variety of seeds under different experimental conditions, including temperature variation and chemical environment CS1 održavanje: lokacija (link)

Vanjski linkovi

• Sowing Seeds A survey of seed sowing techniques.
• Germination time-lapse ≈1 minute HD video of mung bean seeds germinating over 10 days. Hosted on YouTube.