การงอกของเมล็ด

ปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด
พืชเศรษฐกิจหลายชนิดยังคงต้องขยายพันธุ์ด้วยเมล็ด ดังนั้นในการเพาะเมล็ดจึงจำเป็นจะต้องศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ดพืช โดยปกติเมล็ดพืชที่แก่เต็มที่จะมีความชื้นต่ำประมาณร้อยละ 10-15 มีอัตราการหายใจต่ำและมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีภายในเมล็ดน้อยมาก ดังนั้นเมล็ดจำเป็นต้องได้รับปัจจัยบางอย่างที่เหมาะสมจึงจะงอกได้ดังต่อไปนี้
1.สิ่งสำคัญที่จำเป็นต่อการงอกของเมล็ด
          1.1 เมล็ดต้องมีชีวิตอยู่ หมายความว่า เมล็ดนั้นยังมีชีวิตอยู่และสามารถที่จะงอกได้ ในการเก็บเมล็ดพืชไว้นานๆ เมล็ดพืชจะหมดอายุทำให้เพาะไม่งอกหรือมีอัตราการงอกต่ำ
       1.2 น้ำหรือความชื้น เมื่อเมล็ดได้รับน้ำ เปลือกหุ้มเมล็ดจะอ่อนตัวลงทำให้น้ำและออกซิเจนผ่านเข้าไปในเมล็ดได้มากขึ้น เมล็ดจะดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขยายขนาด และมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น น้ำจะเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆ ภายในเมล็ดมีการกระตุ้นการสร้างเอนไซม์เพื่อย่อยสลายสารอาหารที่สะสมในเมล็ดเอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเมล็ด เช่น อะไมเลส จะย่อยแป้งให้เป็นมอลโทส โปรตีเอส จะย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน ทั้งมอลโทสและกรดอะมิโนละลายน้ำได้และแพร่เข้าไปในเอ็มบริโอเพื่อใช้ในการหายใจและการเจริญเติบโต นอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวทำละลายสารอื่นๆที่สะสมในเมล็ดและช่วยในการลำเลียงสารอาหารไปใช้ตัวอ่อนใช้ในการงอก
       1.3 ออกซิเจน เมล็ดขณะงอกมีอัตราการหายใจสูง ต้องการออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงาน ซึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึมต่างๆของเซลล์ แต่มีพืชบางชนิด เช่น พืชน้ำสามารถงอกได้ดีในออกซิเจนต่ำ ความชื้นสูง เพราะสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ แต่เมล็ดหลายชนิดจะไม่งอกเลยถ้าออกซิเจนไม่เพียงพอแม้ความชื้นจะสูง เช่น เมล็ดวัชพืชหลายชนิดที่ฝังอยู่ในดินลึกๆเมื่อไถพรวนดินให้เมล็ดขึ้นมาอยู่ใกล้ผิวดินจึงจะงอกได้
       1.4 อุณหภูมิ เมล็ดพืชแต่ละชนิดต้องการอุณหภูมิที่เหมาะสมในการงอกแตกต่างกัน เช่น เมล็ดพืชเขตหนาวจะงอกได้ดีในช่วงอุณหภูมิ 10-20 องศาเซลเซียส เช่น หอมหัวใหญ่และผักกาดหัว งอกได้ดีที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส แต่ก็มีบางชนิดต้องการอุณหภูมิในช่วงกลางวันและกลางคืนที่ต่างกันหรือให้อุณหภูมิต่ำสลับกับอุณหภูมิสูงการงอกจะเกิดดี เช่น บวบเหลี่ยม ถ้าให้อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 16 ชั่วโมง สลับกับอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมงเมล็ดจึงจะงอกได้ดี
       1.5 แสง เป็นปัจจัยหนึ่งที่ควบคุมการงอกของเมล็ด เมล็ดพืชบางชนิดจะงอกได้ต่อเมื่อมีแสง เช่น วัชพืชต่างๆหญ้า ยาสูบ ผักกาดหอม สาบเสือ ปอต่างๆ เป็นต้น เมล็ดพืชอีกหลายชนิดไม่ต้องการแสงในขณะงอก เช่น กระเจี๊ยบแตงกวา ผักบุ้งจีน ฝ้าย ข้าวโพด เป็นต้น
       พืชบางชนิด เช่น มะม่วง ลำไย ขนุน ทุเรียน ระกำ ฯลฯ เมื่อผลเหล่านี้แก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมก็จะงอกเป็นต้นใหม่ได้แต่บางชนิด เช่น แตงโม เมื่อผลแก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะถึงแม้สภาพแวดล้อมเหมาะสมต่อการงอกแต่เมล็ดก็ไม่สามารถงอกเป็นต้นใหม่ได้เรียกว่า มีการพักตัวของเมล็ด (seed dormancy)

1.ระยะพักตัว(dormancy)

Dormant seed

ระยะพักตัวของเมล็ดเนื่องมาจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งหรือหลายสาเหตุรวมกันคือ
        2.1 เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านเข้าไปยังส่วนต่าง ๆ ของเมล็ด เนื่องจากเปลือกหุ้มเมล็ดหนาหรืออาจมีสารบางชนิดหุ้มอยู่ เช่น คิวทินหรือซูเบอริน ในธรรมชาติเมล็ดพืชบางชนิดที่หนาและแข็งจะอ่อนตัวลงโดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดินหรือการที่เมล็ดผ่านเข้าไปในระบบย่อยอาหารของสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหรือนก   เช่น เมล็ดโพธิ์ เมล็ดไทร เมล็ดตะขบหรืออาจแตกออกด้วยแรงขัดถูหรือถูกไฟเผา เช่น เมล็ดพืชวงศ์หญ้า วงศ์ไผ่บางชนิด เมล็ดตะเคียน เมล็ดสัก
วิธีการแก้การพักตัวของเมล็ดจากสาเหตุนี้ อาจทำได้โดยการแช่น้ำร้อน หรือแช่ในสารละลายกรดเพราะจะทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนนุ่ม   การใช้วิธีกลโดยการทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตกออกมีหลายวิธี เช่นการเฉือนเปลือกแข็งบางส่วนของเมล็ดมะม่วงหรือวิธีนำไปให้ความร้อนโดยการเผา หรือการใช้ความเย็นสลับกับความร้อนซึ่งมักจะเก็บไว้ในที่อุณหภูมิต่ำระยะหนึ่งแล้วจึงนำออกมาเพาะ
        2.2 เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้แก็สออกซิเจนแพร่ผ่าน การพักตัวแบบนี้มีน้อย ส่วนใหญ่เป็นพืชวงศ์หญ้าเป็นการพักตัวในระยะสั้น ๆ เก็บไว้ระยะหนึ่งก็สามารถนำไปเพาะได้
วิธีการแก้การพักตัว อาจทำได้โดยการเพิ่มแก็สออกซิเจนหรือใช้วิธีกลทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตก
        2.3 เอ็มบริโอของเมล็ดยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่เมล็ดไม่สามารถจะงอกได้ต้องรอเวลาช่วงหนึ่ง เพื่อให้เอ็มบริโอมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีรวมไปถึงการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอให้แก่เต็มที่เมล็ดจึงจะงอกได้ เช่น เมล็ดของปาล์มน้ำมันอัฟริกา
        2.4 สารเคมีบางชนิดยับยั้งการงอกของเมล็ด เช่น สารที่มีลักษณะเป็นเมือกหุ้มเมล็ดมะเขือเทศทำไห้เมล็ดไม่สามารถงอกได้   จนกว่าจะถูกชะล้างไปจากเมล็ด การแก้การพักตัวของเมล็ดอาจล้างเมล็ดก่อนเพาะหรือการใช้สารเร่งการงอก เช่น จิเบเรลลิน ( gibberellin ) นอกจากนี้เมล็ดพืชในเขตหนาวของโลก เช่น แอปเปิ้ล เชอรี่ ต้องมีการปรับสภาพภายในโดยการผ่านฤดูหนาวที่มีอุณหภูมิต่ำและมีความชื้นสูงจึงจะงอก เพราะอุณหภูมิที่ต่ำนี้ทำให้ปริมาณของกรดแอบไซซิก (abscisic  acid) ที่ยับยั้งการงอกของเมล็ดลดลงได้ ในขณะที่จิบเบอเรลลินหรือไซโทไคนิน (cytokinin) ที่ส่งเสริมการงอกของเมล็ดจะเพิ่มขึ้น

ภาพระยะพักตัวของเมล็ดข้าวเมื่ออยู่ในภาวะต่างๆ

เมล็ดบางชนิดไม่ปรากฏว่ามีระยะพักตัวเลย บางชนิดอาจจะมีระยะพักตัวสั้นมากจนสังเกตไม่ได้ เมล็ดของพืชเหล่านี้สามารถงอกได้ทันทีเมื่อตกถึงดิน บางชนิดงอกได้ทั้งๆ ที่เมล็ดยังอยู่ในผลหรือบนลำต้น เช่น เมล็ดขนุน เมล็ดโกงกาง เมล็ดมะละกอ เมล็ดมะขามเทศ เป็นต้น

ลักษณะการงอกของเมล็ด

       1. การงอกที่ชูใบเลี้ยงขึ้นมาเหนือดิน (Epigeal germination) รากอ่อนงอกโผล่พ้นเมล็ดออกทางรูไมโครโพล์ (micropyle) เจริญสู่พื้นดินจากนั้น ไฮโปคอติล (hypocotyl) จะงอกและเจริญยึดยาวตามอย่างรวดเร็วดึงส่วนของใบเลี้ยง (cotyldon) กับเอปิคอติล(epicotyl) ขึ้นมาเหนือดิน เช่น การงอกของพืชในเลี้ยงคู่ต่างๆ

ภาพการงอกแบบ Epigeal germination ของถั่วเขียว

        2. การงอกที่ฝังใบเลี้ยงไว้ใต้ดิน (Hypogeal germination) พบใน พืชใบเลี้ยงเดี่ยว พืชพวกนี้มีไฮโปคอติล (hypocotyl) สั้น เจริญช้า ส่วนเอปิคอติล (epicotyl) และยอดอ่อน (plumule) เจริญยืดยาวได้อย่างรวดเร็ว เช่น เมล็ดข้าว ข้าวโพด หญ้า ฯลฯ การพักตัวของเมล็ด
(Dormancy) หมายถึง สภาพที่เอมบริโอในเมล็ดสามารถคงสภาพและมีชีวิตอยู่ได้โดยไม่เกิดการงอก

ภาพการงอกแบบ Hypogeal germinationของต้นถั่วลิสง

ความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์พืช

ความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์พืช (seed  vigour) หมายถึงลักษณะรวม ๆ หลายประการของเมล็ดอันเป็นลักษณะเด่น ที่เมล็ดสามารถแสดงออกมาเมื่อนำเมล็ดนั้นไปเพาะในสภาวะแวดล้อมที่แปรปรวนและไม่เหมาะสม เมล็ดที่มีความแข็งแรงสูงจะสามารถงอกได้ดี ส่วนเมล็ดที่มีความแข็งแรงต่ำไม่สามารถงอกได้หรืองอกได้น้อย การตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์มีอยู่ด้วยกันหลายวิธี เช่น การเร่งอายุของเมล็ดพันธุ์ การวัดดัชนีการงอกของเมล็ด เป็นต้น

1.การเร่งอายุของเมล็ดพันธุ์

เป็นการกระทำเพื่อใช้ตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์เพื่อที่จะทำนายว่าเมล็ดพันธุ์นั้น เมื่อเก็บรักษาไว้เป็นเวลานานแล้วจะมีค่าร้อยละของการงอกสูงหรือไม่ วิธีการเร่งอายุเมล็ดพันธุ์ก็คือ นำตัวอย่างของเมล็ดพันธุ์จากแหล่งที่ต้องการตรวจสอบมาใส่ไว้ในตู้อบที่อุณหภูมิระหว่าง 40 –50 องศาเซสเซียสความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 100 เป็นเวลา 2 – 8 วัน แล้วนำมาเพาะหาค่าร้อยละของการงอก ถ้าเมล็ดพันธุ์จากแหล่งใดเมื่อผ่านการเร่งอายุแล้วมีค่าร้อยละของการงอกสูง แสดงว่าเมล็ดพันธุ์แหล่งนั้นแข็งแรง ซึ่งจะทำนายได้ว่า เมล็ดพันธุ์นั้นถูกเก็บไว้ในสถานที่ที่ไม่มีการควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์เป็นเวลา 12 –18 เดือน เมื่อนำมาเพาะก็จะมีค่าร้อยละของการงอกสูงเช่นกัน

ภาพการเร่งเมล็ดพันธ์ของต้นมะเขือ

2.การวัดดัชนีการงอกของเมล็ดพันธุ์

อาศัยหลักการที่ว่าเมล็ดพันธุ์ใดที่มีความแข็งแรงสูง ย่อมจะงอกได้เร็วกว่าเมล็ดพันธุ์ที่มีความแข็งแรงต่ำ วิธีการวัดดัชนีการงอกทำได้โดยการนำตัวอย่างของเมล็ดพันธุ์จากแหล่งที่ต้องการตรวจสอบมาเพาะแล้วนับจำนวนเมล็ดที่งอกทุกวันนำมาคำนวณหาค่าดัชนีการงอกโดยเปรียบเทียบกับเมล็ดพันธุ์พืชชนิดเดียวกับจากแหล่งอื่น ๆ

สูตร   ดัชนีการงอกของเมล็ด = ผลบวกของ[จำนวนต้นที่งอกแต่ละวัน/จำนวนวันหลังเพาะ]

ภาพการวัดดัชนีการงอกของเมล็ดถั่วขียว

การตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์แต่ละวิธีมีวัตถุประสงค์ของการตรวจสอบแตกต่างกันไปคือ วิธีการเร่งอายุเมล็ดพันธุ์นั้นเหมาะสำหรับผู้ที่จะผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการจำหน่ายหรือเพื่อเก็บเมล็ดพันธุ์นั้นไว้เพาะปลูกในฤดูกาลต่อไป ส่วนการหาค่าดัชนีการงอกของเมล็ดพันธ์นั้นเหมาะสำหรับเกษตรกรที่จะใช้ตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ก่อนที่จะนำไปเพาะปลูก


ที่มา:http://www.thaigoodview.com/library/contest2553/type2/science04/24/pages/index3965.html