แบบทดสอบก่อนเรียน

คำชี้แจง ให้นักเรียนทำเครื่องหมาย  บนตัวอักษรหน้าข้อความที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว

1.โครงสร้างใดที่พืชใช้ในการสืบพันธุ์แบบ อาศัยเพศ
ก.ราก ข.ลำต้น ค.ใบ ง.ดอก
2.โครงสร้างใดที่พืชใช้ในการล่อแมลง
ก.กลีบดอก ข.กลีบเลี้ยง ค.ก้านใบ ง.รังไข่
3.ดอกไม้ในข้อใดเป็นดอกสมบูรณ์เพศ
ก.ตำลึง ข.กุหลาบ ค.ข้าวโพด ง.ฟักท อง
4.การปฏิสนธิของพืชเกิดขึ้นเมื่อใด
ก.สเปิร์มเซลล์ผสมกับไข่ ข.ละอองเรณูตกบนยอดเกสรตัวเมีย
ค.กลีบดอกไม้เริ่มบาน ง.เมล็ดเริ่มงอกเป็นต้นใหม่
5.ส่วนใดของดอกที่เจริญไปเป็นผลหลังปฏิสนธิ
ก.รังไข่ ข.ไข่อ่อน ค.ฐานรองดอก ง.ออวุล
6.พืชข้อใดมีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ
ก.ชบา ข.ข้าว ค.ตำลึง ง.กล้วย
7.ส่วนประกอบใดของพืชที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยตรง
ก.กลีบดอก ข.กลีบเลี้ยง
ค.เกสรตัวผู้และเกสรตัวเมีย ง.คลอโรฟีลล์
8.พืชกลุ่มใดมีการการเกิดผลต่างจากข้ออื่น
ก.ชมพู่ สาลี ข.ลำไย เงาะ
ค.น้อยหน่า ฝักบัว ง.สับปะรด ขนุน
9.ผลไม้ในข้อใดจัดเป็นผลไม้ประเภทกลุ่ม
ก.สับปะรด ข.เงาะ ค.สตรอเบอร์รี่ ง.มะม่วง
10.ผลไม้ในข้อใดจัดเป็นผลรวม
ก.แตงโม ข.สาเก ค.ฝักบัว ง.ลำใย

การสืบพันธุ์ของพืชดอก
ดอกไม้นานาชนิด จะเห็นว่านอกจากจะมีสีต่างกันแล้วยังมีรูปร่าง ขนาด และโครงสร้างขอกดอกแตกต่างกันดอกบางชนิดมีกลีบดอกซ้อนกันหลายชั้น บางชนิดมีกลีบดอกไม่มากนักและมีชั้นเดียว ดอกบางชนิดมีขนาดใหญ่มากบางชนิดเล็กเท่าเข็มหมุด นอกจากนี้ดอกบางชนิดมีกลิ่นหอมน่าชื่นใจ แต่บางชนิดมีกลิ่นฉุนหรือบางชนิดไม่มีกลิ่นความหลากหลายของดอกไม้เหล่านี้เกิดจากการที่พืชดอกมีวิวัฒนาการมายาวนาน จึงมีความหลากหลายทั้งสี รูปร่างโครงสร้าง กลิ่น ฯลฯ แต่ถึงแม้จะมีความแตกต่างกันดอกก็ทำหน้าที่เหมือนกันคือ เป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของพืช
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชมีดอก
สิ่งมีชีวิตต้องการสารอาหารเพื่อการดำรงชีวิต เมื่อสิ่งมีชีวิตเจริญเติบโตเต็มที่ก็จะสืบพันธุ์ุ์เพื่อการดำรงเผ่าพันธุ์ของตนเองไว้ พืชก็เช่นเดียวกันการสืบพันธุของพืชมีทั้งการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอกจะต้องมีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้กับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียซึ่งเกิดขึ้นในดอก ดังนั้นดอกจึงเป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของพืชดอก
โครงสร้างของดอก
ดอกไม้ต่างๆ ถึงแม้จำทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์เหมือนกันแต่ก็มีโครงสร้างแตกต่างกันไปตามแต่ชนิดของพืชดอกแต่ละชนิดมีโครงสร้างของดอกแตกต่างกันออกไป บางชนิดมีโครงสร้างหลักครบทั้ง 4 ส่วน ซึ่งได้แก่ กลีบเลี้ยง กลีบดอก เกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมีย เรียกว่า ดอกสมบูรณ์ (complete flower) แต่ถ้าขาดส่วนใดส่วนหนึ่งไปไม่ครบ 4 ส่วนเรียกว่า ดอกไม่สมบูรณ์ (incomplete flower) และดอกที่มีทั้งเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียอยู่ภายในดอกเดียวกัน เรียกว่า ดอกสมบูรณ์เพศ (perfect flower) ถ้ามีแต่เกสรเพศผู้หรือเกสรเพศเมียเพียงอย่างเดียว เรียกว่า ดอกไม่สมบูรณ์เพศ (imperfect flower)จากโครงสร้างของดอกยังสามารถจำแนกประเภทของดอกได้อีกโดยพิจารณาจากตำแหน่งของรังไข่ เมื่อเทียบกับฐานรองดอกซึ่งได้แก่ ดอกประเภทที่มีรังไข่อยู่เหนือฐานรองดอก เช่น ดอกมะเขือ จำปี ยี่หุบ บัว บานบุรี พริก ถั่ว มะละกอ ส้มเป็นต้น และดอกประเภทที่มีรังไข่อยู่ใต้ฐานรองดอก เช่น ดอกฟักทอง แตงกวา บวบ ฝรั่ง ทับทิม กล้วย พลับพลึง เป็นต้น
ดอกของพืชแต่ละชนิดจะมีจำนวนดอกบนก้านดอกไม่เท่ากัน จึงสามารถแบ่งดอกออกเป็น 2 ประเภท คือดอกเดียว (solotary flower) และช่อดอก (inflorescences flower)
ดอกเดี่ยว หมายถึง ดอกหนึ่งดอกที่พัฒนามาจากตาดอกหนึ่งตา ดังนั้นดอกเดี่ยวจึงมีหนึ่งดอกบนก้านดอกหนึ่งก้าน เช่น ดอกมะเขือเปราะ จำปี บัว เป็นต้น
ช่อดอก หมายถึง ดอกหลายดอกที่อยู่บนก้านดอกหนึ่งก้าน เช่น เข็ม ผักบุ้ง มะลิ กะเพรา กล้วย กล้วยไม้ ข้าวเป็นต้น แต่การจัดเรียงตัว และการแตกกิ่งก้านของช่อดอกมีความหลากหลาย นักวิทยาศาสตร์ใช้ลักษณะการจัดเรียงตัวและการแตกกิ่งก้านของช่อดอกจำแนกช่อดอกออกเป็นแบบต่างๆ
ช่อดอกบางชนิดมีลักษณะคล้ายดอกเดี่ยว ดอกย่อยเกิดตรงปลายก้านช่อดอกเดียวกัน ไม่มีก้านดอกย่อยดอกย่อยเรียงกันอยู่บนฐานรองดอกที่โค้งนูนคล้ายหัว เช่น ทานตะวัน ดาวเรือง บานชื่น บานไม่รู้โรย ดาวกระจาย เป็นต้นช่อดอกแบบนี้ประกอบด้วยดอกย่อยๆ 2 ชนิด คือ ดอกวงนอกอยู่รอบนอกของดอก และดอกวงในอยู่ตรงกลางดอกดอกวงนอกมี 1 ชั้น หรือหลายชั้นเป็นดอกสมบูรณ์เพศ หรือไม่สมบูรณ์เพศก็ได้ ส่วนมากเป็นดอกเพศเมียส่วนดอกวงในมักเป็นดอกสมบูรณ์เพศมีกลีบดอกเชื่อมกันเป็นรูปทรงกระบอกอยู่เหนือรังไข่
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอกจะเกิดขึ้นภายใน อับเรณู (anther) โดยมีไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ (microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ 4 ไมโครสปอร์ (microspore) แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเท่ากับ nหลังจากนั้นนิวเคลียสของไมโครสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส ได้ 2 นิวเคลียส คือ เจเนอเรทิฟนิวเคลียส (generativenucleus) และทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า ละอองเรณู(pollen grain)หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) ละอองเรณูจะมีผนังหนา ผนังชั้นนอกอาจมีผิวเรียบหรือเป็นหนามเล็กๆแตกต่างกันออกไปตามแต่ละชนิดของพืช เมื่อละอองเรณูแก่เต็มท ี่อับเรณูจะแตกออกทำให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมที่จะผสมพันธุ์ต่อไปได้
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียของพืชดอกเกิดขึ้นภายในรังไข่ ภายในรังไข่อาจมีหนึ่งออวุล (ovule)หรือหลายออวุล ภายในออวุลมีหลายเซลล์ แต่จะมีเซลล์หนึ่งที่มีขนาดใหญ่ เรียกว่า เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ (megaspore mother cell) มีจำนวนโครโมโซม 2n ต่อมาจะแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ 4 เซลล์สลายไป 3 เซลล์ เหลือ 1 เซลล์ เรียกว่า เมกะสปอร์ (megaspore) หลังจากนั้นนิวเคลียสของเมกะสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส 3 ครั้ง ได้ 8 นิวเคลียส และมีไซโทพลาซึมล้อมรอบ เป็น 7 เซลล์ 3 เซลล์อยู่ตรงข้ามกับไมโครไพล์ (micropyle) เรียกว่า แอนติแดล (antipodals) ตรงกลาง 1 เซลล์มี 2 นิวเคลียสเรียก เซลล์โพลาร์นิวคลีไอ (polar nuclei cell) ด้านไมโครไพล์มี 3 เซลล์ ตรงกลางเป็นเซลล์ไข่ (egg cell) และ2 ข้างเรียก ซินเนอร์จิดส์ (synergids) ในระยะนี้ 1 เมกะสปอร์ได้พัฒนามาเป็นแกมีโทไฟต์ที่เรียกว่า ถุงเอ็มบริโอ (embryo sac) หรือแกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte)

การถ่ายละอองเรณู
พืชดอกแต่ล่ะชนิดมีละอองเรณูและรังไข่ที่มีรูปร่างลักษณะ และจำนวนที่แตกต่างกันเมื่ออับเรณูแก่เต็มที่ผนังของอับเรณูจะแตกออกละอองเรณูจะกระจายออกไปตกบนยอดเกสรตัวเมียโดยอาศัยสื่อต่างๆพาไป เช่น ลม น้ำ แมลง สัตว์ รวมทั้งมนุษย์ เป็นต้น ปรากฏการณ์ที่ละอองเรณูตกลงสู่ยอดเกสรตัวเมียเรียกว่า การถ่ายละอองเรณู (pollination)
พืชบางชนิดที่เป็นพืชเศรษฐกิจ หรือพืชที่ใช้บริโภคเป็นอาหาร ถ้าปล่อยให้เกิดการถ่ายละอองเรณูตามธรรมชาติ ผลผลิตที่ได้จะไม่มากนัก เช่น ทุเรียนพันธุ์ชะนีจะติดผลเพียงร้อยละ 3 ส่วนพันธุ์ก้านยาวติดผลร้อยละ 10 พืชบางชนิด เช่น สละ เกสรเพศผู้มีน้อยมาก จึงทำให้การถ่ายละอองเรณูเกิดได้น้อย นอกจากนี้ยังมีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลให้การถ่ายละอองเรณูได้น้อย เช่น จำนวนของแมลงที่มาผสมเกสร ระยะเวลาของการเจริญเติบโตเต็มที่ของเกสรเพศเมีย และเกสรเพศผู้ไม่พร้อมกัน ปัจจุบันมนุษย์จึงเข้าไปช่วยทำให้เกิดการถ่ายละอองเรณูได้มากขึ้น เช่น เลี้ยงผึ้งเพื่อช่วยผสมเกสร ศึกษาการเจริญของละอองเรณู และออวุล แล้วนำความรู้มาช่วยผสมเกสร เช่น ในทุเรียนการเจริญเติบโตของอับเรณูจะเจริญเต็มที่ในเวลา 19.00 – 19.30 น. ชาวสวนก็จะตัดอับเรณูที่แตกเก็บไว้ และเมื่อเวลาที่เกสรเพศเมียเจริญเต็มที่ คือ ประมาณเวลา 19.30 น. เป็นต้นไป ก็จะนำพู่กันมาแตะละอองเรณูที่ตัดไว้วางบนยอดเกสรเพศเมีย หรือเมื่อตัดอับเรณูแล้วก็ใส่ถุงพลาสติก แล้วไปครอบที่เกสรเพศเมีย เมื่อเกสรเพศเมียเจริญเต็มที่แล้วการถ่ายละอองเรณูจะเกิดได้ดี และในผลไม้อื่น เช่น สละก็ใช้วิธีการเดียวกันนี้
การปฏิสนธิซ้อน
เมื่อละอองเรณูตกลงบนยอดเกสรเพศเมีย ทิวบ์นิวเคลียสของละอองเรณูแต่ละอันจะสร้างหลอดละอองเรณูด้วยการงอกหลอดลงไปตามก้านเกสรเพศเมียผ่านทางรูไมโครไพล์ของออวุล ระยะนี้เจเนอเรทิฟนิวเคลียสจะแบบนิวเคลียสแบบไมโทซิสได้ 2 สเปิร์มนิวเคลียส (spermnucleus) สเปิร์มนิวเคลียสหนึ่งจะผสมกับเซลล์ไข่ได้ไซโกต ส่วนอีกสเปิร์มนิวเคลียสจะเข้าผสมกับเซลล์โพลาร์นิวเคลียสไอได้ เอนโดสเปิร์ม (endosperm) เรียกการผสม 2 ครั้งของสเปิร์มนิวเคลียสนี้ว่า การปฏิสนธิซ้อน (double fertilization)

การเกิดผล
ภายหลังการปฏิสนธิ ออวุลแต่ละออวุลจะเจริญไปเป็นเมล็ด ส่วนรังไข่จะเจริญไปเป็นผลมีผลบางชนิดที่สามารถเจริญมาจากฐานรองดอก ได้แก่ ชมพู่ แอปเปิ้ล สาลี่ ฝรั่ง
ผลของพืชบางชนิดอาจเจริญเติบโตมาจากรังไข่โดยไม่มีการปฏิสนธิ หรือมีการปฏิสนธิตามปกติแต่ออวุลไม่เจริญเติบโตเป็นเมล็ด ส่วนรังไข่สามารถเจริญเติบโตเป็นผลได้ เช่น กล้วยหอม องุ่นไม่มีเมล็ด
นักพฤกษศาสตร์ได้แบ่งผลตามลักษณะของดอกและการเกิดผลออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้
1. ผลเดี่ยว (simple fruit) เป็นผลที่เกิดจากดอกเดี่ยว หรือ ช่อดอกซึ่งแต่ละดอกมีรังไข่เพียงอันเดียวเช่น ลิ้นจี่ เงาะ ลำไย ทุเรียน ตะขบ เป็นต้น
2. ผลกลุ่ม (aggregate fruit) เป็นผลที่เกิดจากดอกหนึ่งดอกซึ่งมีหลายรังไข่อยู่แยกกันหรือติดกันก็ได้อยู่บนฐานรองดอกเดียวกัน เช่น น้อยหน่ากระดังงา สตรอเบอรี่ มณฑา เป็นต้น
3. ผลรวม (multiple fruit) เป็นผลเกิดจากรังไข่ของดอกย่อยแต่ละดอกของช่อดอกหลอมรวมกันเป็นผลใหญ่ เช่น ยอ ขนุน หม่อน สับปะรด เป็นต้น
การเกิดเมล็ด
การปฏิสนธิของพืชดอกเกิดขึ้นภายในรังไข่ทำให้เกิดไซโกต และเอนโดสเปิร์ม จากนั้นไซโกตก็จะแบ่งเซลล์์เพิ่มจำนวนมากขึ้น เพื่อพัฒนาเป็นเอ็มบริโอต่อไป ซึ่งการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเอ็มบริโอ และอัตราการแบ่งเซลล์รวมทั้งขนาดของเซลล์ที่ได้จากการแบ่งแต่ละบริเวณของเอ็มบริโอไม่เท่ากัน

ส่วนประกอบของเมล็ด
เมล็ด คือ ออวุลที่เจริญเติบโตเต็มที่ประกอบด้วยเอ็มบริโอที่อยู่ภายในเปลือกหุ้มเมล็ดอาจมีเนื้อเยื่อสะสมอาหารอยู่ภายในเมล็ดด้วย
เมล็ดประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
1. เปลือกหุ้มเมล็ด เป็นส่วนที่อยู่นอกสุดของเมล็ดเจริญเติบโตมาจากเนื้อเยื่อชั้นนอกสุดของออวุลทำหน้าที่ป้องกันอันตรายต่างๆ ให้แก่เอ็มบริโอที่อยู่ภายในเมล็ด เช่น ป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์เข้าไปในเมล็ดซึ่งจะทำให้เมล็ดไม่สามารถงอกได้ นอกจากนั้นเปลือกหุ้มเมล็ดยังมีสารพวกไขเคลือบอยู่ทำให้ลดการสูญเสียน้ำได้ด้วย
2. เอ็มบริโอ เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่จะเจริญไปเป็นต้นพืช ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
ใบเลี้ยง (cotyledon) เมล็ดพืชใบเลี้ยงคู่มีใบเลี้ยง 2 ใบ ส่วนเมล็ดพืชใบเลี้ยงเดี่ยวมีใบเลี้ยงเพียง 1 ใบ ใบเลี้ยงของพืชบางชนิดทำหน้าที่สะสมอาหาร เช่น ถั่วชนิดต่างๆ มะขาม บัว เป็นต้น
เอพิคอทิล (epicotyl) เป็นส่วนของเอ็มบริโอที่อยู่เหนือตำแหน่งที่ติดกับใบเลี้ยงส่วนนี้จะเจริญเติบโตไปเป็นลำต้น ใบและดอกของพืช
ไฮโพคอทิล (hypocotyl) เป็นส่วนเอ็มบริโอที่อยู่ใต้ตำแหน่งที่ติดกับใบเลี้ยงในระหว่างการงอกของเมล็ดพืชใบเลี้ยงคู่หลายชนิดไฮโพคอทิลจะเจริญดึงใบเลี้ยงให้ขึ้นเหนือดิน
แรดิเคิล (radicle) เป็นส่วนล่างสุดของเอ็มบริโออยู่ต่อจากไฮโพคอทิลลงมา ต่อไปจะเจริญเป็นราก
3. เอนโดสเปิร์ม เป็นเนื้อเยื่อที่มีอาหารสะสมไว้สำหรับการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ อาหารส่วนใหญ่่เป็นประเภทแป้ง โปรตีน และไขมัน เมล็ดละหุ่ง เมล็ดละมุด มีเอนโดสเปิร์มหนามาก ส่วนใบเลี้ยงมีลักษณะแบนบางมี 2 ใบ สำหรับพืชพวกข้าว หญ้า จะมีใบเลี้ยงเพียงใบเดียว อาหารสะสมอยู่ในเอนโดสเปิร์ม เมล็ดพืชบางชนิดไม่มีเอนโดสเปิร์มเนื่องจากสะสมอาหารไว้ที่ใบเลี้ยง
การงอกของเมล็ด
เมล็ดพืชต่างชนิดกันจะมีส่วนประกอบบางอย่างที่เหมือนกัน และบางอย่างแตกต่างกัน
การงอกของเมล็ดถั่วเหลือง ไฮโพคอทิลจะยืดตัวชูใบเลี้ยงให้โผล่ขึ้นมาเหนือระดับผิวดิน การงอกแบบนี้จะพบในพืชบางชนิด เช่น พริก มะขาม เป็นต้น การงอกของเมล็ดถั่วลันเตา ส่วนของไฮโพคอทิลไม่ยืดตัวทำให้ ้ใบเลี้ยงยังอยู่ใต้ดินเช่นเดียวกับการงอกของเมล็ดพืชใบเลี้ยงเดี่ยวทั่วๆไป หรือใบเลี้ยงคู่บางชนิด เช่น ขนุน มะขามเทศส่วนของข้าวโพดงอกแล้วใบเลี้ยงไม่โผล่เหนือดิน มีแต่ส่วนของใบแท้ที่โผล่ขึ้นมาเหนือดิน
ปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ด
พืชเศรษฐกิจหลายชนิดยังคงต้องขยายพันธุ์ด้วยเมล็ด ดังนั้นในการเพาะเมล็ดจึงจำเป็นจะต้องศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการงอกของเมล็ดพืช
โดยปกติเมล็ดพืชที่แก่เต็มที่จะมีความชื้นต่ำประมาณร้อยละ 10-15 มีอัตราการหายใจต่ำและมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีภายในเมล็ดน้อยมาก ดังนั้นเมล็ดจำเป็นต้องได้รับปัจจัยบางอย่างที่เหมาะสมจึงจะงอกได้้ดังต่อไปนี้
น้ำหรือความชื้น เมื่อเมล็ดได้รับน้ำ เปลือกหุ้มเมล็ดจะอ่อนตัวลง ทำให้น้ำและออกซิเจนผ่านเข้าไปในเมล็ดได้มากขึ้น เมล็ดจะดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขยายขนาด และมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น น้ำจะเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่างๆ ภายในเมล็ดมีการกระตุ้นการสร้างเอนไซม์เพื่อย่อยสลายสารอาหารที่สะสมในเมล็ดเอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเมล็ดเ เช่น อะไมเลส จะย่อยแป้งให้เป็นมอลโทส โปรตีเอส จะย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโนทั้งมอลโทสและกรดอะมิโนละลายน้ำได้ และแพร่เข้าไปในเอ็มบริโอเพื่อใช้ในการหายใจและการเจริญเติบโตนอกจากนี้น้ำยังเป็นตัวทำละลายสารอื่นๆที่สะสมในเมล็ดและช่วยในการลำเลียงสารอาหารไปใช้ตัวอ่อนใช้ในการงอก
ออกซิเจน เมล็ดขณะงอกมีอัตราการหายใจสูง ต้องการออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานซึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึมต่างๆของเซลล์ แต่มีพืชบางชนิด เช่น พืชน้ำสามารถงอกได้ดีในออกซิเจนต่ำ ความชื้นสูง เพราะสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ แต่เมล็ดหลายชนิดจะไม่งอกเลย ถ้าออกซิเจนไม่เพียงพอแม้ความชื้นจะสูง เช่น เมล็ดวัชพืชหลายชนิดที่ฝังอยู่ในดินลึกๆเมื่อไถพรวนดินให้เมล็ดขึ้นมาอยู่ใกล้ผิวดิน จึงจะงอกได้
อุณหภูมิ เมล็ดพืชแต่ละชนิดต้องการอุณหภูมิที่เหมาะสมในการงอกแตกต่างกัน เช่นเมล็ดพืชเขตหนาวจะงอกได้ดีในช่วงอุณหภูมิ 10-20 องศาเซลเซียส เช่น หอมหัวใหญ่และผักกาดหัว งอกได้ดีที่อุณหภูมิ20 องศาเซลเซียส แต่ก็มีบางชนิดต้องการอุณหภูมิในช่วงกลางวันและกลางคืนที่ต่างกัน หรือให้อุณหภูมิต่ำสลับกับอุณหภูมิสูง การงอกจะเกิดดี เช่น บวบเหลี่ยม ถ้าให้อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 16 ชั่วโมง สลับกับอุณหภูมิ 30องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมงเมล็ดจึงจะงอกได้ดี
แสง เป็นปัจจัยหนึ่งที่ควบคุมการงอกของเมล็ด เมล็ดพืชบางชนิดจะงอกได้ต่อเมื่อมีแสง เช่น วัชพืชต่างๆหญ้า ยาสูบ ผักกาดหอม สาบเสือ ปอต่างๆ เป็นต้น เมล็ดพืชอีกหลายชนิดไม่ต้องการแสงในขณะงอก เช่น กระเจี๊ยบแตงกวา ผักบุ้งจีน ฝ้าย ข้าวโพด เป็นต้น
การพักตัวของเมล็ด
พืชบางชนิด เช่น มะม่วง ลำไย ขนุน ทุเรียน ระกำ ฯลฯ เมื่อผลเหล่านี้แก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ก็จะงอกเป็นต้นใหม่ได้ แต่บางชนิด เช่น แตงโม เมื่อผลแก่เต็มที่แล้วนำเมล็ดไปเพาะถึงแม้สภาพแวดล้อมเหมาะสมต่อการงอกแต่เมล็ดก็ไม่สามารถงอกเป็นต้นใหม่ได้ เรียกว่า มีการพักตัวของเมล็ด ( seed dormancy )
การพักตัวของเมล็ดมีสาเหตุหลายประการ ได้แก่
1.เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้น้ำซึมผ่าน เข้าไปยังส่วนต่าง ๆ ของเมล็ด เนื่องจากเปลือกหุ้มเมล็ดหนา หรืออาจมีสารบางชนิดหุ้มอยู่ เช่น คิวทิน หรือ ซูเบอริน ในธรรมชาติเมล็ดพืชบางชนิดที่หนาและแข็งจะอ่อนตัวลงโดยการย่อยสลายของจุลินทรีย์ในดินหรือการที่เมล็ดผ่านเข้าไปในระบบย่อยอาหารของสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหรือนก เช่น เมล็ดโพธิ์ เมล็ดไทร เมล็ดตะขบ หรืออาจแตกออกด้วยแรงขัดถูหรือถูกไฟเผา เช่น เมล็ดพืชวงศ์หญ้า วงศ์ไผ่บางชนิด เมล็ดตะเคียน เมล็ดสัก
วิธีการแก้การพักตัวของเมล็ดจากสาเหตุนี้ อาจทำได้โดยการแช่น้ำร้อน หรือแช่ในสารละลายกรดเพราะจะทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดอ่อนนุ่ม การใช้วิธีกลโดยการทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตกออกมีหลายวิธี เช่นการเฉือนเปลือกแข็งบางส่วนของเมล็ดมะม่วงหรือวิธีนำไปให้ความร้อนโดยการเผา หรือการใช้ความเย็นสลับกับความร้อนซึ่งมักจะเก็บไว้ในที่อุณหภูมิต่ำระยะหนึ่งแล้วจึงนำออกมาเพาะ
2.เปลือกหุ้มเมล็ดไม่ยอมให้แก็สออกซิเจนแพร่ผ่าน การพักตัวแบบนี้มีน้อย ส่วนใหญ่เป็นพืชวงศ์หญ้าเป็นการพักตัวในระยะสั้น ๆ เก็บไว้ระยะหนึ่งก็สามารถนำไปเพาะได้ วิธีการแก้การพักตัวอาจทำได้โดยการเพิ่มแก็สออกซิเจน หรือใช้วิธีกลทำให้เปลือกหุ้มเมล็ดแตก
3.เอ็มบริโอของเมล็ดยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่ เมล็ดไม่สามารถจะงอกได้ต้องรอเวลาช่วงหนึ่งเพื่อให้เอ็มบริโอมีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี รวมไปถึงการเจริญพัฒนาของเอ็มบริโอให้แก่เต็มทเมล็ดจึงจะงอกได้ เช่น เมล็ดของปาล์มน้ำมันอัฟริกา
4.สารเคมีบางชนิดยับยั้งการงอกของเมล็ด เช่น สารที่มีลักษณะเป็นเมือกหุ้มเมล็ดมะเขือเทศทำไห้เมล็ดไม่สามารถงอกได้ จนกว่าจะถูกชะล้างไปจากเมล็ด การแก้การพักตัวของเมล็ดอาจล้างเมล็ดก่อนเพาะหรือการใช้สารเร่งการงอก เช่น จิเบอเรลลิน ( gibberellin )
นอกจากนี้เมล็ดพืชในเขตหนาวของโลก เช่น แอปเปิ้ล เชอรี่ ต้องมีการปรับสภาพภายใน โดยการผ่านฤดูหนาวที่มีอุณหภูมิต่ำและมีความชื้นสูงจึงจะงอก เพราะอุณหภูมิที่ต่ำนี้ทำให้ปริมาณของกรดแอบไซซิก( abscisic acid ) ที่ยับยั้งการงอกของเมล็ดลดลงได้ ในขณะที่จิบเบอเรลลิน หรือไซโทไคนิน( cytokinin ) ที่ส่งเสริมการงอกของเมล็ดจะเพิ่มขึ้น
เมล็ดบางชนิดไม่ปรากฏว่ามีระยะพักตัวเลย บางชนิดอาจจะมีระยะพักตัวสั้นมากจนสังเกตไม่ได้ เมล็ดของพืชเหล่านี้ สามารถงอกได้ทันทีเมื่อตกถึงดิน บางชนิดงอกได้ทั้ง ๆ ที่เมล็ดยังอยู่ในผลหรือบนลำต้น เช่น เมล็ดขนุน เมล็ดโกงกาง เมล็ดมะละกอ เมล็ดมะขามเทศ เป็นต้น
การตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์
การปลูกพืชจะประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ ดังนั้นจึงต้องมีการตรวจสภาพของเมล็ดพันธุ์ การเสื่อมคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ อาจเกิดจากการเสื่อมสภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ การทำงานของเอนไซม์ และอัตราการหายใจที่ลดลง ในการนำเมล็ดมาเพาะปลูก หรือนำออกจำหน่ายจำเป็นจะต้องตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ว่ามีคุณภาพ หรือเสื่อมคุณภาพ
การตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์นั้น มีการตรวจสอบคุณภาพต่าง ๆ หลายประการ เช่น ความสามารถในการงอกหรือความมีชีวิตของเมล็ดพันธุ์ การตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์ ความบริสุทธิ์ของเมล็ดพันธุ์ ความชื้นของเมล็ดพันธุ์ เป็นต้น ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะการตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์พืชเท่านั้น
ความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์พืช ( seed vigour ) หมายถึงลักษณะรวม ๆ หลายประการของเมล็ดอันเป็นลักษณะเด่นที่เมล็ดสามารถแสดงออกมาเมื่อนำเมล็ดนั้นไปเพาะในสภาวะแวดล้อมที่แปรปรวนนและไม่เหมาะสมเมล็ดที่มีความแข็งแรงสูงจะสามารถงอกได้ดี ส่วนเมล็ดที่มีความแข็งแรงต่ำไม่สามารถงอกได้หรืองอกได้น้อยการตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์มีอยู่ด้วยกันหลายวิธี เช่น การเร่งอายุของเมล็ดพันธุ์ การวัดดัชนีการงอกของเมล็ด เป็นต้น
การเร่งอายุของเมล็ดพันธุ์ เป็นการกระทำเพื่อใช้ตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์เพื่อที่จะทำนายว่าเมล็ดพันธุ์นั้น เมื่อเก็บรักษาไว้เป็นเวลานานแล้วจะมีค่าร้อยละของการงอกสูงหรือไม่ วิธีการเร่งอายุเมล็ดพันธุ์ก็คือ
นำตัวอย่างของเมล็ดพันธุ์จากแหล่งที่ต้องการตรวจสอบมาใส่ไว้ในตู้อบที่อุณหภูมิระหว่าง 40 –50 องศาเซสเซียสความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 100 เป็นเวลา 2 – 8 วัน แล้วนำมาเพาะหาค่าร้อยละของการงอกถ้าเมล็ดพันธุ์จากแหล่งใดเมื่อผ่านการเร่งอายุแล้วมีค่าร้อยละของการงอกสูง แสดงว่าเมล็ดพันธุ์แหล่งนั้นแข็งแรง ซึ่งจะทำนายได้ว่า เมล็ดพันธุ์นั้นถูกเก็บไว้ในสถานที่ที่ไม่มีการควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์เป็นเวลา 12 –18 เดือน เมื่อนำมาเพาะก็จะมีค่าร้อยละของการงอกสูงเช่นกัน
การวัดดัชนีการงอกของเมล็ดพันธุ์ อาศัยหลักการที่ว่า เมล็ดพันธุ์ใดที่มีความแข็งแรงสูงย่อมจะงอกได้เร็วกว่าเมล็ดพันธุ์ที่มีความแข็งแรงต่ำ วิธีการวัดดัชนีการงอกทำได้โดยการนำตัวอย่างของเมล็ดพันธุ์จากแหล่งที่ต้องการตรวจสอบมาเพาะแล้วนับจำนวนเมล็ดที่งอกทุกวัน นำมาคำนวณหาค่าดัชนีการงอกโดยเปรียบเทียบกับเมล็ดพันธุ์พืชชนิดเดียวกับจากแหล่งอื่น ๆ
สูตร ดัชนีการงอกของเมล็ดพันธุ์ = ผลบวกของเมล็ดที่งอกในแต่ละวันจำนวนวันเมล็ดที่เพาะ
การตรวจสอบความแข็งแรงของเมล็ดพันธุ์แต่ละวิธีมีวัตถุประสงค์ของการตรวจสอบแตกต่างกันไป คือวิธีการเร่งอายุเมล็ดพันธุ์นั้นเหมาะสำหรับผู้ที่จะผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการจำหน่ายหรือเพื่อเก็บเมล็ดพันธุ์นั้นไว้เพาะปลูกในฤดูกาลต่อไป ส่วนการหาค่าดัชนีการงอกของเมล็ดพันธ์นั้นเหมาะสำหรับเกษตรกรที่จะใช้ตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์ก่อนที่จะนำไปเพาะปลูก
เมล็ดมีความสำคัญในแง่ที่เป็นแหล่งสะสมพันธุกรรมของพืช เพราะในเซลล์ของเอ็มบริโอทุกเซลล์มีสารพันธุกรรมหรือยีนพืชชนิดนั้น ๆ อยู่ แม้ว่าต้นพืชชนิดนั้นจะตายไป แต่ถ้ามีการเก็บเมล็ดของพืชนั้นไว้ก็ยังมียีนของพืชนั้น ๆ ที่พร้อมจะขยายพันธุ์ต่อไปได้ ปัจจุบันนี้หลายประเทศได้ให้ความสำคัญต่อการอนุรักษ์พันธุ์พืชเป็นอย่างมาก สำหรับประเทศไทยสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทยได้จัดตั้งธนาคารพันธุ์พืชแห่งชาติขึ้น เพื่อเก็บรวบรวมและอนุรักษ์พันธุ์พืชชนิดต่าง ๆ ทั่วประเทศไทย เช่น พันธุ์พืชที่หายาก และใกล้จะสูญพันธุ์ หรือพันธุ์ที่ดีมีประโยชน์ เป็นต้น เพื่อไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชต่าง ๆในอนาคต
ขั้นตอนการอนุรักษ์พันธุ์พืช เริ่มด้วยการรวบรวมเมล็ดพันธุ์พืชมาบันทึกประวัติข้อมูลเมล็ดพันธุ์ คัดขนาดเมล็ดพันธุ์ ต่อจากนั้นต้องทำความสะอาด และทดสอบการงอกของเมล็ดพันธุ์ ทำเมล็ดให้แห้งและเก็บรักษาไว้ในภาชนะ เช่น กระป๋อง หรือซองอะลูมิเนียม ขั้นสุดท้ายนำไปเก็บไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิ 0 ถึง -20 องศาเซสเซียส จะสามารถเก็บไว้ได้นานกว่า 20 ปี