Toate viețuitoarele de pe Terra au prevăzut în codul lor genetic, ca principală misiune, perpetuarea speciei. Referindu-ne la plante, indiferent cât de vitrege sunt condițiile lor de viață, ele își mobilizează toate energiile ca, în final, să producă măcar o sămânță. Sămânța este cea care poartă germenele unei vieți noi.

În cele ce urmează, vom lua ca model bobul de grâu care, de fapt, este un fruct de tip cariopsă și conține în interior sămânță.

Pentru a se putea păstra, sămânța ajunsă la maturitate trebuie să piardă apă până la 13-14% în cazul cerealelor și 7-8% în cazul oleaginoaselor.

Pentru a avea capacitatea maximă de germinare, semințele trebuie să parcurgă repausul seminal care, în cazul grâului, este de 40-68 de zile.

La unele semințe, de exemplu la soia, este indicat ca la semănat să se folosească sămânță obținută în anul precedent.

Principalele componente ale bobului de grâu sunt:

• Învelișul (tegumentul), care reprezintă 12,5%;

• Endospermul, care reprezintă 86,0%;

• Embrionul, care reprezintă 1,5% din greutatea bobului.

Embrionul, care reprezintă planta în formă incipientă, în stare latentă, este format din: muguraș, radiculă, hipocotil și scutelum.

Pentru germinarea seminței, sunt necesari trei factori:

1. Apa pe care o absoarbe sămânța și o umflă. Cantitatea de apă necesară la germinarea seminței este diferită: sămânța de mei 25%, porumbul 44%, grâul 45%, iar soia 150% din greutatea seminței. Apa asigură mediul în care se desfășoară reacțiile biochimice și diviziunea celulelor embrionului.

2. Aerul (oxigenul) pătrunde în țesuturi, oxidează substanța organică și rezultă energia necesară procesului de germinare. Se asigură activitatea enzimelor care transformă substanțele cu molecule mari în substanțe cu moleculă mică, pentru hrănirea embrionului.

3. Căldura, care este specifică fiecărei specii de plante. Spre exemplu, grâul 1-2°C, sfecla de zahăr 4°C, floarea-soarelui 7°C, porumbul și soia  8-9°C, orezul 10-12°C.

Numai la această temperatură minimă se declanșează activitatea enzimatică. Din scutelum sunt secretate enzimele:

– Citaza, care dizolvă pereții celulelor endospermului;

– Amilaza, care transformă amidonul în maltoză și zaharoză;

– Maltaza, care transformă maltoza în glucoză și levuloză.

În endosperm acționează următoarele enzime:

– Maltaza, care transformă maltoza în glucoză și levuloză;

– Proteaza, care degradează proteinele în aciziaminici;

– Lipaza, care transformă substanțele grase în acizi grași și glicerină.

Din activitatea acestor enzime se formează un lichid lăptos, care trece din endosperm prin scutelum la embrion, unde o parte este oxidat și rezultă energia necesară germinației, iar altă parte servește la creșterea embrionului.

Etapele procesului de germinație sunt următoarele:

a) îmbibarea seminței cu apă care pătrunde prin hil și părțile subțiri ale pericarpului. La început, absorbția apei are loc prin îmbibația  coloizilor din sămânță, ca proces fizic determinat de diferența de umiditate dintre sămânță și sol, iar ulterior, după hidroliza amidonului, rezultă substanțe simple osmotic active și absorbția apei are loc pe cale osmotică;

b) hidratarea și activarea enzimelor care intensifică respirația și rezultă energia necesară procesului de germinație;

c) diviziunea și creșterea celulelor embrionului;

d) încolțirea și ieșirea componentelor embrionului;

e) morfogeneza cu formarea organelor primare ale plantelor.

Radicula protejată de coleoriză sparge învelișul bobului și pătrunde în sol, după care apare mugurașul protejat de coleoptil, străbate stratul de sol de deasupra seminței și apar vârfurile ca acele deasupra solului.

Coleoptilul își îndeplinește misiunea, el are o anumită lungime de care se ține seama la adâncimea de încorporare a seminței.

Ajunsă la suprafața solului, frunza iese din coleoptil și, luând contact cu lumina solară, începe procesul de fotosinteză. Prin urmare, germinația durează atât cât embrionul se hrănește cu substanța de rezervă din bob și se încheie când începe fotosinteza. Pentru reușita procesului de germinație este necesar ca patul germinativ să fie corect pregătit, adică, la nivelul de încorporare a seminței, stratul de sol să fie așezat, cu densitatea aparentă (Da) 1,3 g/cm³ care asigură aportul capilar al apei la nivelul seminței, iar deasupra seminței solul să fie afânat cu Da 1,10-1,1 g/cm³ prin care să pătrundă aerul și căldura și să fie ușor străbătut de tinerele plante.

Asigurând aceste condiții, se realizează o răsărire explozivă, uniformă, cu asigurarea densității, cu plante viguroase care ocupă repede terenul și înăbușă eventualele buruieni.

Articol de: prof. dr. ing. VASILE POPESCU

CITEȘTE ȘI: Râmele, plugul biologic al solului

Cum hifele ciupercilor asigură creșterea recoltelor

Când și cum lucrăm pământul

Gradul de îmburuienare a solurilor din țara noastră este foarte ridicat, așa încât necesită măsuri laborioase pentru ca buruienile să nu devină dăunătoare agriculturii. În etapa actuală, este necesară o nouă orientare privind tratamentul egal tuturor speciilor, inclusiv al buruienilor, nu numai pentru biodiversitate, dar și pentru foloasele pe care fiecare specie le poate aduce la supraviețuirea planetei TERRA.

Pentru a menține în echilibru cele două laturi ale buruienilor, cea de dăunare și cea folositoare, este necesar să se folosească o anumită strategie, care presupune:

• Cunoașterea principalelor caracteristici morfologice și biologice ale buruienilor, care le fac periculoase pentru plantele de cultură;

• Cunoașterea daunelor aduse de buruieni plantelor de cultură, care motivează măsurile de reducere a gradului de îmburuienare;

• Cunoașterea și aplicarea măsurilor de prevenire a îmburuienării culturilor agricole, măsuri care sunt mai ieftine și fără efecte nocive asupra mediului;

• Cunoașterea măsurilor de combatere, de distrugere a buruienilor prin metode integrate și cu cât mai puține chimicale;

• Cunoașterea diferitelor foloase pe care le pot aduce buruienile în regim controlat.

De menționat că acțiunea de distrugere a buruienilor nu este posibilă și nici necesară și, totodată, ar fi foarte costisitoare.

De asemenea, termenul de distrugere este neadecvat. Corect este să fie redus gradul de îmburuienare până la pragul economic de dăunare (PED).

Buruienile rămase sub PED constituie marea biodiversitate, cu avantaje pentru viața pe TERRA și cu multiple avantaje pentru agricultură.

Ținute sub control, buruienile sunt folositoare agriculturii

În cele ce urmează, ne vom referi la aspectele folositoare ale buruienilor, care deseori sunt neglijate.

Buruienile, prezente în regim controlat, pot constitui stimulente pentru plantele de cultură dacă:

• rămân de dimensiuni reduse și nu umbresc plantele de cultură;

• nu sunt gazde pentru dăunători și agenți fitopatogeni;

• au pretenții diferite față de substanțele nutritive, comparativ cu plantele cultivate;

• își dezvoltă sistemul radicular la alt nivel decât plantele cultivate;

• nu stânjenesc lucrările de întreținere și de recoltare.

Dar, foarte important, buruienile în regim controlat pot fi folositoare astfel:

1.       Participă la îmbunătățirea structurii solului. Buruienile, prin sistemul radicular foarte dezvoltat, fragmentează și presează particulele elementare de sol, care sub acțiunea complexului coloidal argilo humic se unesc în agregate structural stabile.

2.       Măresc solubilitatea substanțelor greu solubile din sol. Rădăcinile buruienilor secretă anumite substanțe care au proprietatea de a solubiliza substanțele de natură fosfatică și potasică greu solubile și a le pune la dispoziția plantelor.

3.       Realizează afânarea straturilor compactate din sol. În general, buruienile au sistemul radicular mai bine dezvoltat și mai adânc, putând perfora eventualele straturi compactate. Astfel, rădăcina de pălămidă ajunge la 3 m, 5 m, 7 m adâncime, având și creștere pe orizontală, asigură o fragmentare și afânare a solului.

4.       Micșorează eroziunea solului și asigură fixarea nisipurilor. Pe pășunile în pantă, buruienile, în special cele perene de tipul pirului, înțelenesc solul și se opun eroziunii, constituind și un furaj pentru animale.

5.       Protejează solul de acțiunea mecanică a picăturilor de ploaie sau de la aspersoarele instalației de irigat. S-a constatat că picăturile cu diametrul de 0,5 mm și masa de 0,65 g au o viteză de cădere de 7 m/sec, lovind și spărgând agregatele structurale. Prezența buruienilor amortizează căderea acestor picături și protejează solul.

6.       Pe timp de arșiță, buruienile reduc temperatura solului cu 2-4°C, asigurând o activitate normală a sistemului radicular și activitatea microbiologică din sol, în special de nitrificare, care la 40°C încetează.

7.       Unele buruieni au însușiri alelopatice, secretând anumite substanțe care inhibă dezvoltarea altor buruieni și, astfel, menținând gradul de îmburuienare sub PED.

8.       Buruienile valorifică energia solară și creează masă organică atât de necesară pentru îmbunătățirea fertilității solului. După recoltarea culturilor de vară, se efectuează lucrarea de dezmiriștit care creează condiții pentru germinarea semințelor de buruieni și a samulastrei. Acestea cresc, valorifică energia solară și CO₂, asigurând și o bună protecție a solului.

9.       Buruienile consumă îngrășămintele nefolosite de cultura anterioară și nitrații formați, împiedicând levigarea acestora și poluarea apei freatice.

10.     Se asigură o îmbunătățire a fertilității solului. Buruienile, prin acțiunea de structurare a solului, de solubilizare, de afânare, de protejare și de formare a masei vegetale, asigură formarea humusului și, implicit, creșterea fertilității solului.

11.     Alte foloase ale buruienilor se referă la faptul că unele dintre acestea pot fi folosite în hrana omului: știrul, loboda, hreanul, cicoarea, păpădia etc. Alte buruieni pot fi folosite ca plante medicinale: curcubețica, hreanul, traista ciobanului, volbura, nalba, coada-calului. Se pot folosi în furajarea animalelor, în special pe timp de secetă, buruienile fiind mai rezistente și menținându-se verzi. Altele pot fi folositoare albinelor, polenizatorilor, prădătorilor.

În concluzie, sunt suficiente motive pentru a nu se ajunge la distrugerea buruienilor.

Articol scris de: PROF. DR. ING. VASILE POPESCU

Este greu de înțeles și total nerealist obiectivul stabilit de Uniunea Europeană ca până în 2030 emisiile de CO₂ să scadă cu 45% față de 2010 și să ajungă la zero până în 2050. Această afirmație trebuia continuată cu un alt obiectiv, la fel de neînțeles și total irealizabil, ca până în 2050 să dispară viața de pe Terra, pentru că tot ce este viu respiră și emite CO₂.

Se știe că peste 95% din corpul plantelor, din masa vegetală, este format din CO₂ și H₂O. De fapt, din H₂O se reține doar H, iar oxigenul este cedat în atmosferă îmbogățind aerul cu oxigenul atât de necesar tuturor viețuitoarelor.

La fel, ar trebui să se știe că tot ce este viu pe Terra și tot ce mișcă pe acest pământ au la bază energia solară transformată în energia chimică potențială și înglobată în produsele sintetizate (hidrați de carbon, proteină, grăsimi) în procesul de fotosinteză. Prin urmare, CO₂ nu numai că nu este dăunător, el este vital pentru tot ce este viață și pentru tot ce mișcă pe acest pământ (oameni, animale, păsări, insecte, microorganisme, dar și mașini, trenuri, avioane etc.) fiind, totodată, folositor în multe alte domenii.

1.       Principalul rol al CO₂ constă în aceea că el constituie materialul de bază pentru formarea producției vegetale care, la rândul ei, constituie sursa de energie pentru tot ce mișcă pe planeta noastră. Să se asigure cât mai multă clorofilă pe pământ pentru a valorifica tot mai mult CO₂ și a elibera cât mai mult oxigen. Se apreciază că anual se consumă 175 de miliarde de tone CO₂ și se eliberează 460 de miliarde de tone oxigen.

2.       CO₂+H₂O → H₂CO₃ (acid carbonic), care are capacitatea de a solubiliza substanțele greu solubile din sol și a le pune la dispoziția plantelor.

3.       CO₂ împreună cu celelalte gaze rezultate din descompunerea materiei organice și a humusului contribuie la creșterea porozității solului, dând aspectul de teren „dospit”, căruia îi asigură o anumită elasticitate și rezistență la tasare-compactare.

4.       CO₂+H₂O→H₂CO₃, care, prin disociere, rezultă ioni de HCO^-₃, CO^--₃ și H⁺, care participă la schimbul de ioni în procesul de absorbție și în metabolismul plantelor.

5.       În depozitele pentru păstrarea fructelor este necesar să se asigure concentrații mărite de CO₂ (10%).

6.       Prin creșterea concentrației de CO₂ de la 0,03% la 0,28%, fotosinteza crește de trei ori deoarece CO₂ absorbit prin rădăcină (în sol concentrația de CO₂ este de zece ori mai mare) ajunge la frunze și participă la fenomenul de fotosinteză. Maximumul de fotosinteză se realizează la concentrații de CO₂ de 2-5%, lucru care se poate realiza în sere și solarii.

7.       Aprecierea gradului de fertilitate a solului se poate face după cantitatea de CO₂ degajată din sol, deoarece aceasta dovedește că solul este bogat în materie organică și rădăcinile au o respirație intensă.

8.       De pe suprafața de un hectar se elimină zilnic 60 kg CO₂ din respirația rădăcinilor și 70 kg CO₂ din activitatea microorganismelor.

9.       În condiții de secetă, concentrația de CO₂ din atmosferă, mărită, încetinește procesul de fotorespirație a plantelor, determinând folosirea mai eficientă a apei din sol.

10.     S-a constatat că anumite microorganisme modificate genetic pot realiza din CO₂ biocombustibil.

11.     Unele semințe tari (cu repaus seminal îndelungat) pot încolți numai într-o atmosferă cu concentrația de peste 0,5% CO₂.

12.     În ultima perioadă, CO₂ este folosit la fabricarea unei proteine întrebuințate în furajarea animalelor. CO₂ și H folosit drept sursă energetică se introduc într-un rezervor de fermentare și rezultă o pulbere care conține 40% proteină.

Prin urmare, problema trebuie pusă nu sub aspectul reducerii emisiilor de CO₂, pentru că este folositor în multe domenii, ci de asigurare a mijloacelor care să valorifice cât mai mult CO₂. Aceste mijloace, care stau la îndemâna omului, constau în asigurarea a cât mai multă clorofilă care, cu miraculoasele ei cloroplaste, în procesul de fotosinteză, cu ajutorul energiei solare transformă CO₂ în produsele sintetizate ce conțin energie chimică potențială.

Dacă ne referim la zona ecuatorială și la cea subtropicală, care mențin vegetația permanent verde, dacă avem în vedere pădurile Amazoniei de 5.500.000 km² unde trebuie stăvilite defrișările și incendiile, numai această vegetație poate consuma o bună parte din emisiile de CO₂ de pe Terra.

Referindu-ne la țara noastră, avem în vedere, de pildă, că un fag matur care ocupă câțiva metri pătrați are suprafața cloroplastelor de 20.000 m² cu care poate face fotosinteză.

Dacă toate suprafețele improprii agriculturii ar fi împădurite, dacă toate zăvoaiele aflate de-a lungul râurilor ar fi întreținute, dacă s-ar înființa perdele forestiere de producție de-a lungul șoselelor și căilor ferate, pe diguri și canale, precum și perdele de protecția culturilor agricole, la care am adăuga arborii și arbuștii existenți în parcuri, care se vor extinde și se vor îngriji, precum și respectarea recomandărilor ca majoritatea suprafețelor agricole să fie menținute permanent verzi, am avea suficiente mijloace pentru a consuma emisiile suplimentare de CO₂ și a evita efectul de seră cu implicații negative în schimbările climatice. La fel, există posibilitatea înlocuirii combustibililor fosili cu motoare electrice, cu motoare care consumă H, motoare cu consum de biocombustibili etc. Prin urmare, există suficiente posibilități, dacă se vrea, și să nu mai fie atât de hulit CO₂, acest „oxigen” al vegetației, acest suport al vieții.

Articol scris de: PROF. DR. ING. VASILE POPESCU