การงอกของเมล็ดพืช (seed germination) หมายถึง การเริ่มต้นเจริญเติบโต หรือกลับคืนเข้าสู่สภาพของการเจริญเติบโตครั้งใหม่ เมื่อเมล็ดอยู่ในสภาพที่เหมาะสม เมล็ดจะงอกและเจริญไปเป็นต้นพืชใหม่ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นมี 2 ขั้นตอน คือ การดูดน้ำของเมล็ด (imbibition) และการเปลี่ยนแปลงกระบวนการเมแทบอลิซึม

ลักษณะการงอกของเมล็ด

แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

1. การงอกที่ชูใบเลี้ยงขึ้นมาเหนือดิน (epigeal germination) รากอ่อนงอกโผล่พ้นเมล็ดออกทางรูไมโครโพล์ (micropyle) เจริญสู่พื้นดิน จากนั้น ไฮโปคอติล (hypocotyl) จะงอก และเจริญยึดยาวตามอย่างรวดเร็ว ดึงส่วนของใบเลี้ยง (cotyledon) กับเอพิคอทิล (epicotyl) ขึ้นมาเหนือดิน เช่น การงอกของพืชในเลี้ยงคู่

2. การงอกที่ฝังใบเลี้ยงไว้ใต้ดิน (hypogeal germination) พบในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว พืชพวกนี้มีไฮโปคอติล (hypocotyl) สั้น เจริญช้า ส่วนเอปิคอติล (epicotyl) และยอดอ่อน (plumule) เจริญยืดยาวได้อย่างรวดเร็ว เช่น เมล็ดข้าว ข้าวโพด หญ้า เป็นต้น

ปัจจัยที่สำคัญที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด

1. ความชื้นหรือน้ำ เป็นปัจจัยที่มีความสำคัญมากเนื่องจาก

- น้ำช่วยให้เปลือกหุ้มเมล็ดนิ่ม ทำให้แรดิเคิลและยอดอ่อนของเอมบริโอโผล่ออกมาได้

- น้ำช่วยให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนลง เนื้อเยื่อภายในเมล็ดขยายขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้โพรโทพลาสซึมเจือจางลง แต่มีปฏิกิริยาต่างๆ มากขึ้น

- น้ำช่วยให้แก๊สออกซิเจนผ่านเข้าสู่เซลล์ของเอมบริโอได้ง่ายขึ้น

- น้ำช่วยในการละลายอาหารที่สะสมอยู่ในเอมโดสเปิร์มหรือใบเลี้ยง เพื่อนำอาหารไปเลี้ยงเอมบริโอ ทำให้เอมบริโอแบ่งเซลล์และเจริญเติบโตขึ้น

2. อุณหภูมิ อุณหภูมิมีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ที่จำเป็นต่อปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ภายในพืช เมล็ดพืชแต่ละชนิดมีอุณหภูมิที่เหมาะสมในการงอกต่างกัน เมล็ดพืชทั่วไปจะงอกได้ดีที่อุณหภูมิ 20-30 องศาเซลเซียส พืชเมืองหนาวงอกได้ดีที่อุณหภูมิ 10-20 องศาเซลเซียส แต่ก็มีพืชอีกหลายชนิดที่ต้องการอุณหภูมิสูงหรือต่ำกว่านี้ เช่น ข้าวบาร์เลย์จะงอกได้เมื่ออุณหภูมิต่ำใกล้จุดน้ำแข็ง

3. ปริมาณออกซิเจนที่ได้รับ ออกซิเจนมีความสำคัญต่อการงอกของเมล็ดมาก เพราะเอมบริโอต้องการพลังงานเพี่อใช้ในกระบวนการเจริญเติบโต เพราะตอนนี้อัตราเมแทบอลิซึมจะสูง การหายใจก่อให้เกิดพลังงาน ซึ่งจะนำไปใช้ในการแบ่งเซลล์ลำเลียงสาร สร้างส่วนต่างๆ ที่จำเป็นด้วย

4. แสงสว่าง แสงสว่างจำเป็นสำหรับพืชบางชนิดเท่านั้น โดยทั่วไปแสงสว่างไม่จำเป็นต่อการงอกนัก เช่น ยาสูญ กาฝาก ไทร จำเป็นต้องได้รับแสงจึงจะงอกได้ แต่ในพวกหอมหัวใหญ่ ถ้ามีแสงมากจะไปยับยั้งไม่ให้เกิดการงอก

5. ความแก่ของเมล็ดพืช เมล็ดพืชบางชนิดเมื่อเก็บเกี่ยวมาใหม่ๆ และนำไปเพาะหรือปลูกทันทีจะไม่งอก แม้จะมีสภาพแวดล้อมต่างๆ ที่เหมาะสมต่อการงอกก็ตาม

6. เมล็ดต้องมีชีวิตอยู่ ในการเก็บเมล็ดพืชไว้นานๆ เมล็ดพืชจะหมดอายุและเพาะไม่งอก โดยปกติเมล็ดพืชที่แก่เต็มที่จะมีความชื้นต่ำ ประมาณร้อยละ 10-15 มีอัตราการหายใจต่ำ มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีภายในเมล็ดน้อยมาก ถ้าไม่ได้รับน้ำ แก๊สออกซิเจน และอุณหภูมิที่เหมาะสม เมล็ดจะไม่งอก หรือไม่เจริญเติบโต

การพักตัวของเมล็ด (Dormancy)

หมายถึง สภาพที่เอ็มบริโอในเมล็ดสามารถคงสภาพและมีชีวิตอยู่ได้โดยไม่เกิดการงอก ระยะพักตัวของเมล็ดเป็นผลมาจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่ง หรือหลายสาเหตุรวมกัน คือ

1. เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้น้ำซึมผ่านเข้าไปยังส่วนต่างๆ ของเมล็ด เนื่องจากเปลือกหุ้มเมล็ดหนา หรืออาจมีสารบางชนิดหุ้มอยู่ เช่น คิวทิน หรือซูเบอริน ในธรรมชาติเมล็ดพืชบางชนิดที่หนาและแข็งจะอ่อนตัวลง โดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดิน หรือการที่เมล็ดผ่านเข้าไปในระบบย่อยอาหารของสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหรือนก เช่น เมล็ดโพธิ์ เมล็ดไทร เมล็ดตะขบ หรืออาจแตกออกด้วยแรงขัดถูหรือถูกไฟเผา เช่น เมล็ดพืชวงศ์หญ้า วงศ์ไผ่บางชนิด เมล็ดตะเคียน เมล็ดสัก เป็นต้น

วิธีการแก้การพักตัวของเมล็ดจากสาเหตุนี้ อาจทำได้โดยการแช่น้ำร้อน หรือแช่ในสารละลายกรด เพราะจะทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนนุ่ม การใช้วิธีกลโดยการทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตกออกมีหลายวิธี เช่น การเฉือนเปลือกแข็งบางส่วนของเมล็ดมะม่วง หรือวิธีนำไปให้ความร้อนโดยการเผา หรือการใช้ความเย็นสลับกับความร้อน ซึ่งมักจะเก็บไว้ในที่อุณหภูมิต่ำระยะหนึ่งแล้ว จึงนำออกมาเพาะ

2. เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้แก็สออกซิเจนแพร่ผ่าน การพักตัวแบบนี้มีน้อย ส่วนใหญ่เป็นพืชวงศ์หญ้า เป็นการพักตัวในระยะสั้น ๆ เก็บไว้ระยะหนึ่งก็สามารถนำไปเพาะได้

พัดชา วิจิตรวงศ์