Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 52 CHƯƠNG 3
SỰ NẢY MẦM CỦA HẠT

3.1 Sự nảy mầm của hạt
Quá trình nảy mầm của hạt có vài trò là một ñơn vị sinh sản, có vai trò xây dựng và
là sợi chỉ xuyên suốt sự sống của muôn loài. Sự nảy mầm của hạt còn là chìa khoá
của nông nghiệp hiện ñại. Vì thế nhận thức ñầy ñủ về cân bằng giữa sản xuất lương
thực và tăng dân số thế giới thì sự hiểu biết về nảy mầm của hạt là cần thiết ñể có
sản lượng cây trồng tối ña.
3.1.1 Khái niệm
Có rất nhiều ñịnh nghĩa về sự nảy mầm của hạt ñã ñược ñưa ra. Nhà sinh lý ñịnh
nghĩa " Sự nảy mầm ñược xác ñịnh khi rễ con nhú ra khỏi vỏ hạt " Nhà phân tích
hạt " Sự nảy mầm là sự nhú và phát triển của các cấu trúc cần thiết từ phôi hạt ,
các cấu trúc này yêu cầu sản sinh ra một cây bình thường dưới một ñiều kiện
thích hợp" AOSA,1981. ðịnh nghĩa khác: Nảy mầm là sự tiếp tục các hoạt ñộng
sinh trưởng của phôi khi vỏ hạt thoái hoá và cây con nhú lên. ðây là ñịnh nghĩa
tiếp tục sinh trưởng của hạt ñã ngủ nghỉ sau khi hình thành và phát triển. Trong quá
trình ngủ nghỉ hạt trong tình trạng không hoạt ñộng , và tỷ lệ trao ñổi chất thấp
3.1.2 Hình thái nảy mầm
Trên cơ sở sự chết của lá mầm hoặc cơ quan dự trữ có hai lọai nảy mầm của hạt xảy
ra không liên quan ñến cấu trúc hạt. Hai loại nảy mầm này ñược minh hoạ bởi nảy
mầm của hai loại ñậu có cấu trúc hạt hoàn toàn giống nhau , nhưng kiểu nảy mầm
khá khác nhau.
Nảy mầm trên mặt ñất
Khi nảy mầm lá mầm ñược ñẩy lên khỏi mặt ñất ñể tiếp tục các giai ñoạn sinh

3.2 Những yêu cầu cho sự nảy mầm.
3.2.1 ðộ chín của hạt
Hạt của hầu hết các loài có khả năng nảy mầm trước khi chín sinh lý (Holmes, 1953,
Harrington,1959, Bowers,1958) Ví dụ hạt tước mạch sau vài ngày thụ tinh ñã có
khả năng nảy mầm. Một số loài khác thời gian từ thụ phấn thụ tinh ñến khi có khả
năng nảy mầm lại dài hơn
Bảng 3.1: ðộ chín của hạt và khả năng nảy mầm của hạt cây diếp dại lâu năm và cây
diếp Canada ở các giai ñoạn chín khác nhau.
Ngày sau
% nảy mầm
Nở hoa Hạt diếp dại Hạt diếp Canada
2 0 0
3 0 0
4 4 0
5 - 0
6 34 19
7 66 37
8 70 76
9 83 88
10 - 90
11 - 80
(nguồn Lary O. Copeland & Miller B. Mc Donald,1995)
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 54 3.2.2 Các yếu tố môi trường
+ Nước

của sự nảy mầm và phản ứng với nhiệt ñộ phụ thuộc vào loài, giống, vùng gieo
trồng và thời gian thu hoạch. Quy luật chung hạt của cây vùng ôn ñới yêu cầu nhiệt
ñộ nảy mầm thấp hơn vùng nhiệt ñới. Loài dại yêu cầu nhiệt ñộ thấp hơn loài trồng.
Nhiệt ñộ tối ưu cho nảy mầm của hầu hết các loài từ 15 - 30
o
C, nhiệt ñộ tối ña là
30 và 40
o
C. Một số loài lại nảy mầm khi nhiệt ñộ ñạt ñến ñiểm ñóng băng. Cỏ
pigweed (Chenopodium) Nga có thể nảy mầm trong băng và ngay cả trong nước ñá
(Aamodt,1935) . ðồ thị trình bày hai nhóm hạt với nhiệt ñộ nảy mầm tối ưu thấp và
tối ưu cao. Sự nảy mầm với yêu cầu nhiệt ñộ cao thấp xen kẽ: Hạt một số loài nảy
mầm tối ưu khi có nhiệt ñộ dao ñộng thường xuyên. Ví dụ một số loài cây thân gỗ
và cỏ ñịa phương yêu cầu nhiệt ñộ cao thấp xen kẽ mới nảy mầm. Ảnh hưởng của
nhiệt ñộ xen kẽ ñến sự nảy mầm chưa biết rõ nguyên nhân. Có nhiều báo cáo trích
dẫn có sự ảnh hưởng khác nhau của nhiệt ñộ xen kẽ tác ñộng ñến nảy mầm, cho rằng
khi nhiệt ñộ thay ñổi là nguyên nhân thay ñổi cấu trúc của các phân tử trong hạt.
Một gợi ý khác cho rằng khi nhiệt ñộ thay ñổi tạo ra sự cân bằng các sản phẩm trung
gian của quá trình hô hấp.
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 55 + Xử lý lạnh hoặc tiền lạnh
ðiều khiển ñể hạt hấp phụ trong ñiều kiện mát và ẩm kích thích cho hạt nảy mầm
quá trình này gọi là xử lý lạnh. Một phương pháp ñược dùng của nông dân ươm cây
họ ủ các phần nhân vô tính giữa các lớp cát ẩm ñể giữ giống qua ñông và trồng vào
vụ xuân năm sau. Ngày nay phương pháp này ñược sử dụng ñể nói sự ñiều khiển

+ Các yếu tố ảnh hưởng ñến sự mẫm cảm ánh sáng của hạt
- ðộ mẫm cảm của hạt với ánh sáng phụ thuộc vào loài và giống cũng như các
yếu tố môi trường trước và trong quá trình nảy mầm. Những yếu tố sau ñây
ảnh hưởng ñến sự mẫm cảm của hạt với ánh sáng
- Tuổi của hạt.
Ánh sáng ảnh hưởng mạnh nhất ñối với sự nảy mầm của hạt là ngay sau khi
thu hoạch và giảm dần theo tuổi của hạt (Toole và cộng sự 1957)
- Thời kỳ hút nước
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 56 Mẫm cảm với ánh sáng của hạt rau diếp tăng trong thời kỳ hút nước 10 giờ,
trạng thái ổn ñịnh ở 10 giờ khác và tăng mạnh. Sự mẫm cảm tương tự cũng
quan sát thấy ở hạt cỏ cay và thuốc lá. Các hạt thuốc lá bình thường yêu câu
cường ñộ ánh sáng cao và có thể nảy mầm dưới cường ñộ ánh sáng thấp sau
4 ngày ở thời kỳ hút nước.
- Nhiệt ñộ hút nước
Các hạt lipidium có khả năng hút nước ở 20
o
C nảy mầm 31% nhưng hút
nước ở 35
o
C nảy mầm 98% (Toole,1955)
- Xử lý lạnh
Hạt thông trắng miền ñông( P.Strobus) trở lên phản ứng hơn với ánh sáng sau
khi xử lý lạnh và tăng ñộ mẫm cảm tương ứng với thời gian xử lý lạnh
+ Phytochrome (Sắc tố)

. Hình 3.2: Ảnh hưởng của ánh sáng ñến nảy mầm

Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 57 Hạt yêu cầu ánh sáng ñảm bảo cho số lượng phân tử P
FR
nhất ñịnh cho hạt nảy mầm,
yêu cầu này rất khác nhau ở các loài. Một số loài yêu cầu lượng phân tử P
FR
thấp
nhưng một số loài có thể nảy mầm với lượng P
FR
bất kỳ, nhưng hạt này gọi là loại
hạt không nhạy cảm hay không phản ứng với ánh sáng. Vai trò của sắc tố ñỏ xa(P
FR
)
ñến nảy mầm ñến nay vẫn chưa rõ, mặc dù vậy có 4 cơ chế có thể xảy ra như sau:
P
FR
ảnh hưởng ñến tổng hợp giberellin vì quan sát cho thấy rằng giberellin
có thể thay thế ánh sáng ñể phá ngủ với nhiều loại hạt mẫm cảm ánh sáng
(Chen,1970) Và như vậy hướng ñến một gợi ý rằng P
FR

Trong thực tế trạng thái hấp thụ của hạt trong lạnh và ñộ ẩm ñã kích thích sự nảy
mầm ñược gọi là ủ lớp. Một thuật ngữ ñã ñược người dân cất trữ hạt sử dụng theo
phương pháp truyền thống họ vùi hạt trong cát ẩm trong mùa ñông lạnh trước khi
ñem trồng chúng ra ngoài ñồng ruộng ở vụ xuân. Ngày nay cách này sử dụng bao
gồm cho bất kỳ xử lý nào giữa nhiệt ñộ và ẩm ñộ ( có thể là nhiệt ñộ thấp hoặc cao)
Tác hại của nhiệt ñộ thấp : Hạt ñậu và hạt bông có thể bị hại bởi nhiệt ñộ thấp, nếu
ñể hạt dưới ñiều kiện nhiệt ñộ từ 5 ñến 15
o
C, tác hại này cũng ñược biết ñối với
một số loài khác. Cơ chế ñến nay chưa ñược rõ nhưng những kết quả nghiên cứu
bước ñầu cho thấy những hạt bị ñể trong lạnh này bị mất dinh dưỡng hữu cơ nhiều
hơn hạt ñể bình thường.
3.3 Quá trình nảy mầm của hạt
3.3.1 Sự hút nước
Hút nước là quá trình ñầu tiên của sự nảy mầm, quá trình này phụ thuộc vào 3 yếu tố
Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Giáo trình Sản xuất giống và công nghệ hạt giống----------------------- 58 + Thành phần các chất có trong hạt
+ Khả năng thấm của vỏ hạt
+ Lượng nước hữu hiệu Hình 3.3: Bắt ñầu hút nước của hạt nảy mầm ( nguồn Ross E. Koning 1994)
(a) Thành phần của hạt:
+ Giá trị Q10 của sự hấp thụ = 1.5 ñến 1.8 chỉ ra rằng sự hấp thu nước là một quá
trình sinh lý không phụ thuộc vào năng lượng trao ñổi chất mà liên quan ñến ñặc

Áp lực của môi trường ñược xác ñịnh là tỷ lệ với lượng nước hấp thu. Bởi cấu trúc
hạt rất phức tạp khả năng hút nước phụ thuộc vào tièm năng nước của tế bào và chịu
3 áp lực
Sức ép của thành tế bào
Nồng ñộ thẩm thấu tế bào và
Sức trương của tế bào
Vỏ hạt hoạt ñộng như một màng bán thấm cho phép nước và dung dich vào trong
hạt nhưng lại ngăn cản các chất khác . Khả năng thấm các chất khác nhau có thể là
kết quả của ion hoá acid và nhóm chất cơ bản của lipit màng nguyên sinh.(
Weatherby,1983). Như thế màng ñẩy các ion cùng dấu và hút các ion trái dấu,
những phân tử không ion hoá trong dung dịch không thấm qua vỏ hạt ñược như các
phân tử ion hoá.
(d) Sự có mặt của nước
Các tác ñộng của môi trường ñến tỷ lệ nước thấm qua vỏ hạt là rất phức tạp. Khả
năng thấm nước phụ thuộc vào tiềm năng nước của tế bào và là kết quả của ba tác
ñộng:
+ Cường ñộ của khuôn thành tế. Thành tế bào và cellulose trung gian gồm cả ty
thể, ribosome, thể cầu là ñặc ñiểm biểu hiện của màng nguyên sinh. Những
màng này biến ñổi ñiện tích hút các phân tử nước và ñóng góp vào tổng số tiềm
năng nước của tế bào.
+ Nồng ñộ thẩm thấu của tế bào, nồng ñộ các hợp chất hoà tan lớn khả năng hút
nước lớn hơn.
+ Sức căng bề mặt tế bào: khi nước vào trong tế bào nó tạo áp lực nên thành tế bào
gọi là sức căng bề mặt. Không giống như áp lực thành tế bào và nông ñộ các chất
thấm lọc là ñiều kiện ñể hút nước vào trong tế bào, sức căng bề mặt là cản trở
của thành tế bào làm trì hoãn sự hút nước.
3.3.2 Hoạt ñộng của Enzyme
ðặc ñiểm nổi bật của các hạt khô là hoạt ñộng trao ñổi chất rất nhỏ do ñộ ẩm thấp (
5 - 10% trong hạt không hút nước), Ngay sau khi hút nước ñã tạo ra thay ñổi và quá
trình trao ñổi chất xảy ra . Ba pha hút nước của hầu hất các hạt trong quá trình nảy