ถาม –ตอบ ความรู้เกี่ยวกับเมล็ดพันธุ์พืช

สรีรวิทยาของเมล็ด

1. เมล็ดพันธุ์พืช (Seed) คือ

ตอบ  เมล็ดพืชที่มีชีวิตซึ่งเมื่อนำไปปลูก หรือนำไปขยายพันธุ์แล้วจะได้ต้นที่เจริญงอกงามตรงตามพันธุกรรมของพืชนั้น

2. เมล็ดพันธุ์มีกี่ประเภท อะไรบ้าง

ตอบ    4   ประเภท  ได้แก่

1. เมล็ดพันธุ์คัด (Breeder Seed)

คือ เมล็ดพันธุ์ที่ผลิตขึ้นโดยนักปรับปรุงพันธุ์ซึ่งต้องทำการคัดเลือกเฉพาะเมล็ดพันธุ์ที่มีคุณสมบัติตามที่นักปรับปรุงพันธุ์กำหนดคิดค้นขึ้นมา ภายใต้การควบคุม หรือตรวจพันธุ์อย่างถี่ถ้วน เมล็ดพันธุ์คัดจะนำไปปลูกเป็นพันธุ์หลักในปีต่อไป

2. เมล็ดพันธุ์หลัก (Foundation Seed)

คือ เมล็ดพันธุ์ที่ได้จากการปลูกด้วยเมล็ดพันธุ์คัดภายใต้คำแนะนำและวิธีการของนักปรับปรุงพันธุ์ของกรมวิชาการเกษตรหรือสถาบันวิชาการฯ เพื่อรักษาความบริสุทธิ์และลักษณะประจำพันธุ์ของพืชนั้น ๆ เมล็ดพันธุ์หลักที่ได้นำไปปลูกเป็นพันธุ์ขยายต่อไป

3. เมล็ดพันธุ์ขยาย (Registered Seed)

คือ เมล็ดพันธุ์ที่ได้จากการปลูกด้วยเมล็ดพันธุ์หลัก โดยเกษตรกรที่ได้รับการคัดเลือกให้เป็นผู้จัดทำแปลงขยายพันธุ์ ภายใต้การควบคุมดูแลและให้คำแนะนำจากเจ้าหน้าที่ฝ่ายวิชาการและเจ้าหน้าที่ผลิตเมล็ดพันธุ์ของศูนย์ขยายพันธุ์พืช กรมส่งเสริมการเกษตร

4. เมล็ดพันธุ์จำหน่าย(Certified Seed)

คือ เมล็ดพันธุ์ที่ได้จากการปลูกด้วยเมล็ดพันธุ์ขยาย โดยเกษตรกรแปลงขยายพันธุ์ ด้วยการปฏิบัติตามวิธีการที่ได้รับคำแนะนำจากเจ้าหน้าที่ฝ่ายวิชาการ ของศูนย์ขยายพันธุ์พืช กรมส่งเสริมการเกษตร เพื่อผลิตเมล็ดพันธุ์จำหน่ายให้แก่เกษตรกรทั่วไป

เมล็ดก็คล้ายกับสิ่งมีชีวิตทั่วไปที่มีการเจริญเติบโตและมีการเสื่อมเป็นธรรมชาติ แต่การเสื่อมของเมล็ดพันธุ์ มีกฎเกณฑ์ รูปแบบ และเงื่อนไขพิเศษบางประการ ซึ่งแตกต่างจากสิ่งอื่นๆ ยิ่งกว่านั้นคำว่า “เสื่อม” ที่ใช้กับเมล็ดพันธุ์ยังต่างกับที่ใช้เมล็ดพืชทั่วๆ ไปด้วย

3. การเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ หมายถึง

ตอบ  การที่เมล็ดพันธุ์สูญเสียศักยภาพ หรือความแข็งแรงอันเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงในทางไม่ดีต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเมล็ดจนกระทั่งเมล็ดพันธุ์ตายไปในที่สุด

4. กระบวนการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ มีกฎเกณฑ์ทางธรรมชาติ ได้แก่อะไรบ้าง

ตอบ  กระบวนการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ มีกฎเกณฑ์ทางธรรมชาติ ดังนี้

1. ต้องเกิดขึ้นอย่างมิอาจหลีกเลี่ยงได้ (inexorable) กล่าวคือ การเสื่อมจะต้องเกิดขึ้นอย่างแน่นอน จะช้าหรือเร็วเท่านั้น
2. ไม่อาจผันกลับได้ (irreversible) กล่าวคือ เมื่อเมล็ดพันธุ์ได้เสื่อมคุณภาพลงไปแล้ว ( แม้เพียงเล็กน้อย ) ก็ไม่อาจทำให้กลับดีดังเดิมได้
3. การเสื่อมมีน้อยที่สุดเมื่อเมล็ดพันธุ์สุกแก่ใหม่ๆ
4. อัตราเร็วในการเสื่อมแตกต่างกันตามชนิดพืช หรือพืชชนิดเดียวกันแต่ต่างพันธุ์กัน
5. อัตราเร็วในการเสื่อมแตกต่างกันไปในระหว่างรุ่น หรือล็อตของเมล็ดพันธุ์ชนิด หรือพันธุ์เดียวกัน
6. อัตราเร็วในการเสื่อมหรือระดับความรุนแรงของการเสื่อมจะแตกต่างกันไปในแต่ละเมล็ดภายในล็อตเดียว

ธรรมชาติประการหนึ่งของการเสื่อมคุณภาพของเมล็ด คือ การที่เป็นกระบวนการที่ไม่อาจผันกลับได้ กล่าวคือ เมื่อเสื่อมแล้ว ก็เสื่อมเลย ไม่อาจทำให้ดีดังเดิมได้ ในขณะที่รอยแผลที่เกิดขึ้นกับคน หรือสัตว์และต้นไม้อาจจะหายไปได้ในเวลาต่อมา แต่ความเสื่อมที่เกิดขึ้นกับเมล็ดมิอาจหายไปหรือลดลงได้

5. ปัจจัยที่มีผลต่อการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ ได้แก่อะไรบ้าง

ตอบ  อัตราเร็วในการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้ คือ

1. ปัจจัยในตัวเมล็ดพันธุ์เอง เช่น

ชนิดและพันธุ์ องค์ประกอบทางเคมี และโครงสร้างต่างๆ ซึ่งอาจกล่าวเป็นเรื่องของพันธุกรรม

ประวัติความเป็นมา เช่น การถูกกระทบกระเทือนในการเก็บเกี่ยว นวด ตาก และขนส่ง ซึ่งอาจกล่าวว่าเป็นความรุนแรงของความเสื่อมที่ได้เกิดขึ้นก่อนแล้ว

ระดับความลึกหรือความหนักแน่นของการพักตัว

2. ปัจจัยภายนอก เช่น

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ

ความชื้นเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด สำหรับการเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็นปริมาณความชื้นที่มีอยู่ในเมล็ดพันธุ์โดยตรง หรือความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ ซึ่งเป็นตัวกำหนดความชื้นของเมล็ดอีกทอดหนึ่งก็ตาม เมล็ดพันธุ์ที่มีความชื้นสูงจะมีการหายใจหรือเผาพลาญอาหารในอัตราสูง ทำให้เกิดความร้อนและความชื้นเพิ่มขึ้น ความร้อนที่สะสมมากขึ้นจะทำให้เมล็ดพันธุ์ยิ่งเสื่อมเร็วขึ้น ทั้งความร้อนและความชื้น นอกจากจะเป็นอันตรายต่อเมล็ดพันธุ์โดยตรงแล้ว ยังช่วยให้โรคราและแมลงเจริญเติบโตและทำลายเมล็ดพันธุ์ได้เร็วขึ้นด้วย

ความชื้นมีความสำคัญต่อเมล็ดพันธุ์ คือทุกๆ 1% ที่ความชื้นในเมล็ดพันธุ์ลดลง อายุการเก็บรักษาของเมล็ดพันธุ์นั้นจะนานขึ้นอีกเท่าตัว ซึ่งหมายความว่า ถ้าเมล็ดพันธุ์ถั่วเหลืองที่มีความชื้น 9% สามารถเก็บรักษาได้นาน 6 เดือน เมล็ดพันธุ์ ถั่วเหลืองดังกล่าวที่มีความชื้น 8% จะสามารถเก็บได้นาน 12 เดือน และเมล็ดพันธุ์ถั่วเหลืองที่มีความชื้น 7% จะสามารถเก็บได้นาน 24 เดือน ดังนี้เป็นต้น

อุณหภูมิของอากาศรอบๆ เมล็ดพันธุ์

อุณหภูมิในโรงเก็บที่ลดลง ทุกๆ 10 0F อายุการเก็บรักษาของเมล็ดพันธุ์จะเพิ่มขึ้น อีก 1 เท่าตัว ซึ่งหมายความว่า หากเก็บรักษาเมล็ดพันธุ์ถั่วเหลืองไว้ที่อุณหภูมิ 700F ได้นาน 6 เดือน การเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิ 60 0F และ 500F ก็จะเก็บรักษาไว้ได้นาน 12 เดือน และ 24 เดือน ตามลำดับดังนี้เป็นต้น

อิทธิพลของความชื้นและอุณหภูมินั้น ชดเชยและส่งเสริมซึ่งกันและกัน กล่าวคือเมล็ดพันธุ์ที่มีความชื้นต่ำสามารถทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ แต่เมื่อเมล็ดพันธุ์มีความชื้นสูงก็จะยิ่งได้รับอันตรายจากอุณหภูมิสูงได้ง่าย เมล็ดพันธุ์ที่มีความชื้นต่ำจะยิ่งเสื่อมช้าลงไปอีกหากเก็บในที่อุณหภูมิต่ำด้วย

ศัตรูเมล็ด   เช่น โรครา แมลง และหนู เป็นต้น

6. การงอกของเมล็ดพืช หมายถึง

ตอบ   การเริ่มต้นเจริญเติบโต หรือกลับคืนเข้าสู่สภาพของการเจริญเติบโตครั้งใหม่ โดยที่เอ็มบริโอจะต้องอยู่ในสภาพดันระยะพักตัวแล้วจึงเจริญเติบโตงอกออกจากเมล็ด   การพักตัวของเมล็ดพืช ( dormancy ) เมล็ดพืชมีระยะพักตัวต่าง ๆ กันตามชนิดของพทช บางชนิดไม่มีระยะพักตัวเลย

7. จงอธิบายลักษณะการงอกของเมล็ดพืช

ตอบ   ต้นอ่อนส่วนที่งอกพ้นเปลือกหุ้มเมล็ดออกมาเป็นส่วนแรกคือ แรดิเคิล โดย แทงทะละออกมาทางไมโครไพล์ แล้วเจริญลงสู่ดิน กลายเป็นราก ( primary root ) และจะมีรากชุดสอง ( secondary root ) แตกออกไปเพื่อช่วยค้ำจุน

8. การงอกของเมล็ดพืชชนิดต่าง ๆ มีลักษณะแตกต่างกันเป็นกี่แบบ อะไรบ้าง

ตอบ   2 แบบคือ

1. การงอกที่ใบเลี้ยงชูขึ้นมาเหนือดิน ( epigeal germination )

เป็นลักษณะการงอกที่มีการชูใบขึ้นมาเหนือดิน โดยเมื่อรากอ่อนหรือแรดิเคิลงอกโผล่พ้นเมล็ดออกทางไมโครไพล์เจริญลงสู่พื้นดินก่อน จากนั้นไฮโพคอทิลจะเจริญอย่างรวดเร็วงอกตามออกมา

2. การงอกที่ใบเลี้ยงจมอยู่ใต้ดิน ( hypogeal germination )

เป็นลักษณะการงอกที่เมื่องอกแล้วคงทิ้งใบเลี้ยงจมอยู่ใต้ดิน เนื่องจากพืชพวกนี้มีไฮโพคอลิทสั้น เจริญช้า ในขณะที่เอพิคอทิลและยอดอ่อนเจริญยืดยาวได้อย่างรวดเร็วและโผล่ขึ้นเหนือดินโดยไม่ดึงให้ใบเลี้ยงกับไฮโพคอทิลขึ้นมาด้วย

9. สิ่งสำคัญที่จำเป็นต่อการงอกของเมล็ดได้แก่ อะไรบ้าง

ตอบ   1. เมล็ดต้องมีชีวิตอยู่ หมายความว่า เมล็ดนั้นยังมีชีวิตอยู่และสามารถที่จะงอกได้ ในการเก็บเมล็ดพืชไว้นานๆ เมล็ดพืชจะหมดอายุทำให้เพาะไม่งอก หรือมีอัตราการงอกต่ำ

2. น้ำหรือความชื้น เมื่อเมล็ดได้รับน้ำ เปลือกหุ้มเมล็ดจะอ่อนตัวลง ทำให้น้ำและออกซิเจนผ่านเข้าไป

ในเมล็ดได้มากขึ้น เมล็ดจะดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขยายขนาด และมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น น้ำจะเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆ ภายในเมล็ดมีการกระตุ้นการสร้างเอนไซม์เพื่อย่อยสลายสารอาหารที่สะสมในเมล็ด

เอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเมล็ดเ เช่น อะไมเลส จะย่อยแป้งให้เป็นมอลโทส โปรตีเอส จะย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน ทั้งมอลโทสและกรดอะมิโนละลายน้ำได้ และแพร่เข้าไปในเอ็มบริโอเพื่อใช้ในการหายใจและการเจริญเติบโต   นอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวทำละลายสารอื่นๆที่สะสมในเมล็ดและช่วยในการลำเลียงสารอาหารไปใช้ตัวอ่อนใช้ในการงอก

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

5. แสง เป็นปัจจัยหนึ่งที่ควบคุมการงอกของเมล็ด เมล็ดพืชบางชนิดจะงอกได้ต่อเมื่อมีแสง เช่น วัชพืชต่างๆหญ้า ยาสูบ ผักกาดหอม สาบเสือ ปอต่างๆ เป็นต้น เมล็ดพืชอีกหลายชนิดไม่ต้องการแสงในขณะงอก เช่น กระเจี๊ยบแตงกวา ผักบุ้งจีน ฝ้าย ข้าวโพด เป็นต้น
6. ระยะพักตัวของเมล็ดมีสาเหตุเนื่องมาจากอะไรบ้าง

ตอบ    ระยะพักตัวของเมล็ดเนื่องมาจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งหรือหลายสาเหตุรวมกันคือ

1. เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน เข้าไปยังส่วนต่าง ๆ  ของเมล็ด เนื่องจากเปลือกหุ้มเมล็ดหนา   หรืออาจมีสารบางชนิดหุ้มอยู่   เช่น   คิวทิน   หรือ  ซูเบอริน    ในธรรมชาติเมล็ดพืชบางชนิดที่หนาและแข็งจะอ่อนตัวลงโดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดินหรือการที่เมล็ดผ่านเข้าไปในระบบย่อยอาหารของสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหรือนก   เช่น   เมล็ดโพธิ์   เมล็ดไทร  เมล็ดตะขบ   หรืออาจแตกออกด้วยแรงขัดถูหรือถูกไฟเผา  เช่น    เมล็ดพืชวงศ์หญ้า   วงศ์ไผ่บางชนิด   เมล็ดตะเคียน   เมล็ดสัก

วิธีการแก้การพักตัวของเมล็ดจากสาเหตุนี้    อาจทำได้โดยการแช่น้ำร้อน   หรือแช่ในสารละลายกรด

เพราะจะทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนนุ่ม    การใช้วิธีกลโดยการทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตกออกมีหลายวิธี   เช่นการเฉือนเปลือกแข็งบางส่วนของเมล็ดมะม่วงหรือวิธีนำไปให้ความร้อนโดยการเผา   หรือการใช้ความเย็น สลับกับความร้อนซึ่งมักจะเก็บไว้ในที่อุณหภูมิต่ำระยะหนึ่งแล้วจึงนำออกมาเพาะ

2. เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้แก็สออกซิเจนแพร่ผ่าน การพักตัวแบบนี้มีน้อย      ส่วนใหญ่เป็นพืช วงศ์หญ้าเป็นการพักตัวในระยะสั้น ๆ  เก็บไว้ระยะหนึ่งก็สามารถนำไปเพาะได้

วิธีการแก้การพักตัวอาจทำได้โดยการเพิ่มแก็สออกซิเจน   หรือใช้วิธีกลทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตก

3. เอ็มบริโอของเมล็ดยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่ เมล็ดไม่สามารถจะงอกได้ต้องรอเวลาช่วงหนึ่งเพื่อให้เอ็มบริโอมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี   รวมไปถึงการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอให้แก่เต็มที่เมล็ดจึงจะงอกได้    เช่น   เมล็ดของปาล์มน้ำมันอัฟริกา
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