Известно, что, пока период покоя не прошёл, зародыш семени, почка или глазок картофеля не прорастают при посеве семян, клубней или луковиц в грунт или при определении всхожести в лаборатории. Мы имеем основание утверждать, что в данных случаях прорастание не происходит только по причине отсутствия в семенах или клубнях питательных веществ в удобоусвояемой форме, в растворимом состоянии. Запасные питательные вещества для зародышей семян или почек (глазков) клубней и луковиц как бы не готовы. Именно «как бы не готовы», потому что фактически эти питательные вещества всегда готовы перейти в растворимое, удобоусвояемое для зародышей состояние, если только для этого будут соответствующие условия. Для того же, чтобы они могли начать постепенно переходить в растворимое состояние и смогли быть использованы (отсасываться) зародышем, почкой или глазком, нужны соответствующие температура и влага, а также обязательно доступ воздуха к эндосперму семян или к мякоти клубня и т. п.
Наши опыты, проведённые с самыми различными культурными и сорными растениями, показали, что период покоя обусловливается исключительно воздухонепроницаемостью, а у некоторых растений и водонепроницаемостью оболочки, скорлупы или, кожуры семян, клубней, луковиц и т. д. Пока эта оболочка препятствует доступу воздуха или воды к эндосперму семян, к запасу питательных веществ, эти вещества как бы не готовы для потребления их зародышем.
Способность семян находиться в периоде покоя — биологически полезное свойство. Период покоя предохраняет клубни, почки и другие органы размножения и целые растения от несвоевременного прорастания во времена года, несвойственные для развития данных растений. Внешние условия, необходимые для прорастания, нередко в эти периоды времени имеются в наличии, но семена защищены оболочкой от доступа воздуха или воды к питательным веществам, и зародыш, не получая пищи, не может прорастать. Но стоит только механически снять оболочку и даже не со всего семени, а только с той части семени, где находится зародыш, конечно, не повредив его, как спящее семечко, будучи помещено в условия требуемой температуры и влажности, быстро начнёт прорастать.
Можно было бы привести много примеров, показывающих, насколько «хитрым», если так можно выразиться, бывает поведение хотя бы семян сорняков во время так называемого периода покоя.
Если спросить, к примеру, у ряда агрономов или научных работников, какова температура прорастания овсюга, то все они могут ответить по-разному. Одни, например, скажут, что овсюг всходит раньше яровой пшеницы и забивает её посевы, то есть что овсюг может всходить весной довольно рано, а следовательно, может довольствоваться для всходов относительно пониженной температурой. Другие скажут, что овсюг всходит очень поздно, а следовательно, для прорастания ему нужна повышенная температура. Как будто бы правильно и то и другое, так как весной овсюг действительно может в одних случаях всходить быстрее овса или других зерновых хлебов, в других случаях овсюг со всходами запаздывает, и довольно значительно. Нередко семя овсюга всходит только спустя несколько лет после того, как оно попало в почву.
Присутствующий здесь, на сессии, колхозник Терентий Семёнович Мальцев обратил как-то моё внимание на то, что овсюг хорошо прорастает весной только тогда, когда зимой сильно промёрзнет. Могу только добавить, что и в этом случае овсюг может по-разному прорастать: более медленно, если семена промёрзли сухими, и, наоборот, более быстро, если семена промёрзли мокрыми и оболочка порвана, повреждена морозом. Также по-разному может прорастать овсюг, семена которого зимовали на поле и в амбаре. Семена овсюга, взятые весной из амбара, могут дать при посеве мало всходов в первый год; они прорастут лишь в последующие годы. Семена, перезимовавшие в поле, в одни годы весной дают дружное прорастание, в другие — недружное, растянутое.
Аналогично поведение семян и многих других семенных сорняков. Семена прорастают то ранней весной, то запаздывают, как бы выжидая тепла, то годами лежат, не трогаясь в рост, а потом в массе прорастают.
Недружность прорастания семян сорняков является одной из главных причин трудности борьбы с ними. Если бы найти способ, условия, дающие возможность дружно прорастать семенам сорняков, например, овсюга, то легко было бы, вызвав всходы, уничтожить их однократной обработкой почвы.
Растянутый нередко на несколько лет период прорастания семян сорняков мы объясняем разной степенью доступа воздуха к запасным питательным веществам этих семян. Те семена, к эндосперму которых воздух может проходить, при наличии влаги и нужной температуры, прорастают, зародыши получают удобоусвояемую растворимую пищу. Те же семена, к эндосперму которых воздух не проходит или мало проходит, не прорастают, находятся в покое даже при наличии влаги и нужной температуры. Это же объяснение приложило и к вышеуказанным, на первый взгляд, биологически непонятным явлениям. Здесь имеются в виду случаи прорастания семян овсюга или других сорняков только при повышенной температуре и непрорастания при более пониженной, в то время как в других случаях семена этих же растений прорастают и при пониженной температуре. Если обеспечен доступ воздуха к эндосперму семян, то они смогут прорастать и при повышенной и при пониженной, но, конечно, свойственной им температуре. Если же доступ воздуха к эндосперму затруднён, то семена будут лучше прорастать при той температуре (свойственного данному виду семян интервала), при которой лучше обеспечивается доступ воздуха к эндосперму.