การงอกของเมล็ดพืชชนิดต่างๆมีลักษณะแตกต่างกันเป็น 2 แบบคือ

ปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด

        พืชเศรษฐกิจหลายชนิดยังคงต้องขยายพันธุ์ด้วยเมล็ด ดังนั้นในการเพาะเมล็ดจึงจำเป็น
จะต้องศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ดพืช โดยปกติเมล็ดพืชที่แก่เต็มที่จะมีความชื้นต่ำประมาณร้อยละ 10-15 มีอัตราการหายใจต่ำและมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีภายในเมล็ดน้อยมาก ดังนั้นเมล็ดจำเป็นต้องได้รับปัจจัยบางอย่างที่เหมาะสมจึงจะงอกได้ดังต่อไปนี้

1. สิ่งสำคัญที่จำเป็นต่อการงอกของเมล็ด
   

   1.1 เมล็ดต้องมีชีวิตอยู่ หมายความว่า เมล็ดนั้นยังมีชีวิตอยู่และสามารถที่จะงอกได้ ในการเก็บเมล็ดพืชไว้นานๆ เมล็ดพืชจะหมดอายุทำให้เพาะไม่งอก หรือมีอัตราการงอกต่ำ
   

   1.2 น้ำหรือความชื้น เมื่อเมล็ดได้รับน้ำ เปลือกหุ้มเมล็ดจะอ่อนตัวลง ทำให้น้ำและออกซิเจนผ่านเข้าไป
   ในเมล็ดได้มากขึ้น เมล็ดจะดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขยายขนาด และมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น น้ำจะเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆ ภายในเมล็ดมีการกระตุ้นการสร้างเอนไซม์เพื่อย่อยสลายสารอาหารที่สะสมในเมล็ด
   เอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเมล็ดเ เช่น อะไมเลส จะย่อยแป้งให้เป็นมอลโทส โปรตีเอส จะย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน ทั้งมอลโทสและกรดอะมิโนละลายน้ำได้ และแพร่เข้าไปในเอ็มบริโอเพื่อใช้ในการหายใจและการเจริญเติบโต
   นอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวทำละลายสารอื่นๆที่สะสมในเมล็ดและช่วยในการลำเลียงสารอาหารไปใช้ตัวอ่อนใช้ในการงอก
   

1.3 ออกซิเจน เมล็ดขณะงอกมีอัตราการหายใจสูง ต้องการออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานซึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึมต่างๆของเซลล์ แต่มีพืชบางชนิด เช่น พืชน้ำสามารถงอกได้ดีในออกซิเจนต่ำ ความชื้นสูง เพราะสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ แต่เมล็ดหลายชนิดจะไม่งอกเลย ถ้าออกซิเจนไม่เพียงพอแม้ความชื้นจะสูง เช่น เมล็ดวัชพืชหลายชนิดที่ฝังอยู่ในดินลึกๆเมื่อไถพรวนดินให้เมล็ดขึ้นมาอยู่ใกล้ผิวดิน จึงจะงอกได้

1.4 อุณหภูมิ เมล็ดพืชแต่ละชนิดต้องการอุณหภูมิที่เหมาะสมในการงอกแตกต่างกัน เช่น
เมล็ดพืชเขตหนาวจะงอกได้ดีในช่วงอุณหภูมิ 10-20 องศาเซลเซียส เช่น หอมหัวใหญ่และผักกาดหัว งอกได้ดีที่อุณหภูมิ20 องศาเซลเซียส แต่ก็มีบางชนิดต้องการอุณหภูมิในช่วงกลางวันและกลางคืนที่ต่างกัน หรือให้อุณหภูมิต่ำสลับกับอุณหภูมิสูง การงอกจะเกิดดี 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   เมื่อผลเหล่านี้แก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม    ก็จะงอกเป็นต้นใหม่ได้
แต่บางชนิด   เช่น    แตงโม    เมื่อผลแก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะถึงแม้สภาพแวดล้อมเหมาะสมต่อการงอกแต่เมล็ดก็ไม่สามารถงอกเป็นต้นใหม่ได้   เรียกว่า   มีการพักตัวของเมล็ด   (   seed   dormancy  )

1. ระยะพักตัว(dormancy)

   
                                                   
   

   ระยะพักตัวของเมล็ดเนื่องมาจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งหรือหลายสาเหตุรวมกันคือ
   

   2.1  เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน    เข้าไปยังส่วนต่าง ๆ  ของเมล็ด เนื่องจากเปลือกหุ้มเมล็ดหนา   หรืออาจมีสารบางชนิดหุ้มอยู่   เช่น   คิวทิน   หรือ  ซูเบอริน    ในธรรมชาติเมล็ดพืชบางชนิดที่หนาและแข็งจะอ่อนตัวลงโดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดินหรือการที่เมล็ดผ่านเข้าไปในระบบย่อยอาหารของสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหรือนก   เช่น   เมล็ดโพธิ์   เมล็ดไทร  เมล็ดตะขบ   หรืออาจแตกออกด้วยแรงขัดถู
   หรือถูกไฟเผา  เช่น    เมล็ดพืชวงศ์หญ้า   วงศ์ไผ่บางชนิด   เมล็ดตะเคียน   เมล็ดสัก
   

   วิธีการแก้การพักตัวของเมล็ดจากสาเหตุนี้    อาจทำได้โดยการแช่น้ำร้อน   หรือแช่ในสารละลายกรด
   เพราะจะทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนนุ่ม    การใช้วิธีกลโดยการทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตกออกมีหลายวิธี   เช่นการเฉือนเปลือกแข็งบางส่วนของเมล็ดมะม่วงหรือวิธีนำไปให้ความร้อนโดยการเผา   หรือการใช้ความเย็น สลับกับความร้อนซึ่งมักจะเก็บไว้ในที่อุณหภูมิต่ำระยะหนึ่งแล้วจึงนำออกมาเพาะ
   

   2.2  เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้แก็สออกซิเจนแพร่ผ่าน   การพักตัวแบบนี้มีน้อย      ส่วนใหญ่เป็นพืช วงศ์หญ้าเป็นการพักตัวในระยะสั้น ๆ  เก็บไว้ระยะหนึ่งก็สามารถนำไปเพาะได้
   

   วิธีการแก้การพักตัว
   อาจทำได้โดยการเพิ่มแก็สออกซิเจน   หรือใช้วิธีกลทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตก
   

   2.3   เอ็มบริโอของเมล็ดยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่    เมล็ดไม่สามารถจะงอกได้ต้องรอเวลาช่วงหนึ่ง
   เพื่อให้เอ็มบริโอมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี   รวมไปถึงการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอให้แก่เต็มท
   เมล็ดจึงจะงอกได้    เช่น   เมล็ดของปาล์มน้ำมันอัฟริกา
   

   2.4   สารเคมีบางชนิดยับยั้งการงอกของเมล็ด  เช่น   สารที่มีลักษณะเป็นเมือกหุ้มเมล็ด
   มะเขือเทศทำไห้เมล็ดไม่สามารถงอกได้    จนกว่าจะถูกชะล้างไปจากเมล็ด   การแก้การพักตัวของเมล็ด อาจล้างเมล็ดก่อนเพาะหรือการใช้สารเร่งการงอก  เช่น  จิเบเรลลิน  

    (  gibberellin  )   นอกจากนี้เมล็ดพืชในเขตหนาวของโลก  เช่น   แอปเปิ้ล   เชอรี่    ต้องมีการปรับสภาพภายใน   โดยการผ่านฤดูหนาวที่มีอุณหภูมิต่ำและมีความชื้นสูงจึงจะงอก  เพราะอุณหภูมิที่ต่ำนี้ทำให้ปริมาณของกรดแอบไซซิก(  abscisic  acid  )   ที่ยับยั้งการงอกของเมล็ดลดลงได้   ในขณะที่จิบเบอเรลลิน  หรือไซโทไคนิน(   cytokinin  )   ที่ส่งเสริมการงอกของเมล็ดจะเพิ่มขึ้น

   

   ภาพระยะพักตัวของเมล็ดข้าวเมื่ออยู่ในภาวะต่างๆ

   
   เมล็ดบางชนิดไม่ปรากฏว่ามีระยะพักตัวเลย บางชนิดอาจจะมีระยะพักตัวสั้นมากจนสังเกตไม่ได้ เมล็ดของพืชเหล่านี้ สามารถงอกได้ทันทีเมื่อตกถึงดิน บางชนิดงอกได้ทั้ง ๆ ที่เมล็ดยังอยู่ในผลหรือบนลำต้น เช่น เมล็ดขนุน เมล็ดโกงกาง เมล็ดมะละกอ เมล็ดมะขามเทศ เป็นต้น

   ลักษณะการงอกของเมล็ด

   
   1. การงอกที่ชูใบเลี้ยงขึ้นมาเหนือดิน (Epigeal germination)
   รากอ่อนงอกโผล่พ้นเมล็ดออกทางรูไมโครโพล์(micropyle) เจริญสู่พื้นดินจากนั้น ไฮโปคอติล(hypocotyl) จะงอกและเจริญยึดยาวตามอย่างรวดเร็ว ดึงส่วนของใบเลี้ยง(cotyldon) กับ เอปิคอติล(epicotyl) ขึ้นมาเหนือดิน เช่น การงอกของพืชในเลี้ยงคู่ต่าง ๆ
   

   ภาพการงอกแบบEpigeal 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 ที่เมล็ดสามารถแสดงออกมาเมื่อนำเมล็ดนั้นไปเพาะในสภาวะแวดล้อมที่ ปรปรวนและไม่เหมาะสม 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

   อาศัยหลักการที่ว่า   เมล็ดพันธุ์ใดที่มีความแข็งแรงสูง ย่อมจะงอกได้เร็วกว่าเมล็ดพันธุ์ที่มีความแข็งแรงต่ำ   วิธีการวัดดัชนี การงอกทำได้โดยการนำตัวอย่าง ของเมล็ดพันธุ์จากแหล่งที่ต้องการตรวจสอบมาเพาะแล้วนับจำนวนเมล็ดที่งอกทุกวัน  นำมา คำนวณหาค่าดัชนีการงอกโดยเปรียบเทียบกับเมล็ดพันธุ์พืชชนิดเดียวกับจากแหล่งอื่น ๆ
   

   สูตร   ดัชนีการงอกของเมล็ด = ผลบวกของ[จำนวนต้นที่งอกแต่ละวัน/จำนวนวันหลังเพาะ]

   

   ภาพการวัดดัชนีการงอกของเมล็ดถั่วขียว

   การตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์แต่ละวิธีมีวัตถุประสงค์ของการตรวจสอบแตกต่างกันไป คือ วิธีการเร่งอายุเมล็ด พันธุ์นั้นเหมาะสำหรับผู้ที่จะผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการจำหน่ายหรือเพื่อเก็บเมล็ดพันธุ์นั้นไว้เพาะปลูกในฤดูกาลต่อไป ส่วนการ หาค่าดัชนีการงอกของเมล็ดพันธ์นั้นเหมาะสำหรับเกษตรกร ที่จะใช้ตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ก่อนที่จะนำไปเพาะปลูก