Одна из самых характерных особенностей семян – широкая вариабельность продолжительности жизни, которая может быть от нескольких дней до нескольких десятилетий и даже столетий. Известно, например, что семена люпина из арктической тундры, которые были погребены в замороженном иле на протяжении 10 тыс. лет, хорошо проросли в лаборатории. Семена таких древесных пород, как тис, тополь, ильм, ива, дуб, гикори, береза и конский каштан, содержат много воды и недолговечны. Быстро теряют всхожесть семена многих тропических растений. К ним относятся представители таких родов: Theobroma, Coffea, Hevea, Thea и Cocos. Однако подбором подходящих температуры и влажности во время хранения семян можно продлить срок их жизни от нескольких недель или месяцев до года.
Семена постепенно стареют и переходят от одной стадии нарушения жизнедеятельности к другой. Начальные симптомы старения семян заключаются в неспособности прорастать и увеличении чувствительности к микроорганизмам. По мере ухудшения состояния семян с возрастом у них при прорастании появляются короткие корешки, а семядоли не могут пробиться через оболочку семян. В конце концов, семена погибают. Скорость старения семян контролируется в основном влажностью среды, от которой зависит содержание воды в семени, и температурой, которая влияет на биохимические процессы.
Главной проблемой при хранении семян является дыхание – если семена будут интенсивно дышать, то значительная часть запасенных веществ будет потрачена на дыхание, и содержание питательных веществ в зерне снизится. Кроме того, возникает ряд дополнительных проблем – например, при дыхании семена разогреваются, что может привести к техническим проблемам в хранилище. Поэтому при хранении семян необходимо снизить интенсивность дыхания, насколько это возможно.
Интенсивность дыхания в большой степени зависит от влажности семян. Сухие семена тратят на дыхание ничтожно малую часть запасенных веществ: например, при влажности 11-12 % за несколько лет семена зерновых теряют 0,2 % своей массы, а семена гороха – всего 0,001 %. Однако при увеличении влажности до 20 % они за месяц теряют до 0,8 % своей массы. Поэтому семена хранят при низкой влажности – например, семена пшеницы при 14 %.
Также на дыхание сильно влияет температура хранения. Так как дыхание – это ферментативный процесс, то его интенсивность при увеличении температуры на 10 0С возрастает примерно в 2 раза. Поэтому иногда семена хранят в холодильных камерах. Однако это довольно дорого, поэтому обычно интенсивность дыхания семян уменьшают путем снижения влажности семян.
Хранение семян древесных растений требует внимательного учета условий, необходимых для сохранения жизнеспособности зародыша. Это особенно важно, если срок хранения более года. Условия для хранения очень различны в зависимости от влажности и прочих качеств семян. Главное – предотвратить избыточную потерю воды семенами, обычно содержащими много воды, и избыточное дыхание и другие нежелательные биохимические процессы. В ряде случаев условия хранения должны прерывать состояние покоя зародышей. В целом хранение требует контролирования температуры и влажности, но состав воздуха может также влиять на хранение некоторых семян.
Количество влаги. Одной из наиболее частых причин потери жизнеспособности семенами, содержащими много воды в период зрелости, является их обезвоживание. Семена магнолии, клена серебристого, дуба и ореховых деревьев особенно страдают от обезвоживания. В противоположность этому высушивание семян хвойных и бобовых до полусухого состояния и даже чуть больше не снижает их всхожести. Такая разница в выносливости к обезвоживанию, по-видимому, объясняется разной способностью протоплазмы подвергаться обезвоживанию без необратимых изменений ее структуры. Иногда естественное количество воды следует уменьшить путем высушивания во избежание самонагревания семян во время хранения.
Многие семена можно хранить при комнатной температуре и выставлять на воздух в течение многих месяцев в году, но в общем низкая влажность наиболее благоприятствует длительному хранению. Изменения количества влаги, вызванные изменениями атмосферной влажности, вредны для некоторых семян. Для сохранения максимальной жизнеспособности при хранении во избежание изменения влажности семян их следует ссыпать в сосуды с небольшим количеством воздуха.
Срок хранения некоторых семян значительно удлиняется, если они помещены в атмосферу с малым количеством кислорода и большим содержанием СО2. Использование специального состава воздуха в сочетании с низкими температурами заслуживает тщательного изучения в связи с необходимостью сохранения специальных партий семян в течение длительного времени.