Thí nghiệm nảy mầm với hạt đậu xanh: hạt cần gì và không cần gì

Hạt muốn nảy mầm cần ba thứ: nước, không khí và nhiệt độ ấm vừa phải. Phần lớn hạt rau, hạt đậu không cần ánh sáng để nảy mầm — giá đỗ mọc trong chỗ tối là ví dụ ai cũng biết. Bài này hướng dẫn một thí nghiệm năm cốc với hạt đậu xanh để tự kiểm chứng từng điều đó trong ba, bốn ngày, và giải thích những gì xảy ra bên trong hạt.

Bên trong một hạt đậu xanh có gì

Ngâm vài hạt đậu xanh qua đêm cho mềm, sáng ra bóc vỏ xanh, tách nhẹ hạt làm đôi. Bạn sẽ thấy:

• Vỏ hạt: lớp áo xanh mỏng, bảo vệ hạt khỏi khô và nấm mốc.
• Hai lá mầm: hai nửa màu vàng nhạt chiếm gần hết hạt. Đây là kho thức ăn — tinh bột và đạm — để nuôi cây con những ngày đầu, trước khi nó có lá xanh.
• Phôi: một phần rất nhỏ kẹp giữa hai lá mầm, có đầu nhọn sẽ thành rễ và một chồi nhỏ sẽ thành thân và lá.

Hạt khô giống như một cây con đang "ngủ đông", được đóng gói sẵn cùng hộp cơm. Trong trạng thái khô, hạt gần như không hoạt động, nên có thể sống hàng tháng, hàng năm trong túi.

Điều gì xảy ra khi hạt nảy mầm

1. Hút nước: hạt khô hút nước rất mạnh, trương to lên, nhiều khi gấp đôi kích thước. Vỏ căng ra, có khi nứt.
2. Thức dậy: có nước, các chất xúc tác bên trong hạt hoạt động trở lại, bắt đầu cắt tinh bột trong lá mầm thành đường.
3. Thở: hạt đốt đường để lấy năng lượng — giống như chúng ta — và việc này cần ô-xy. Đó là vì sao hạt cần không khí.
4. Rễ ra trước: đầu rễ trắng đâm ra khỏi vỏ trước tiên và luôn quay xuống dưới, dù hạt nằm theo chiều nào.
5. Thân lên sau: thân mầm vươn lên, kéo theo hai lá mầm. Khi gặp ánh sáng, lá bắt đầu xanh và cây tự làm thức ăn bằng quang hợp.

Ở nhiệt độ phòng mùa hè Việt Nam, khoảng 25–30 độ C, đậu xanh thường nhú rễ chỉ sau một ngày ngâm ủ.

Thí nghiệm năm cốc: hạt cần gì

Một thí nghiệm khoa học tốt chỉ thay đổi một điều mỗi lần và giữ nguyên mọi thứ khác. Cốc giữ mọi điều kiện "bình thường" gọi là cốc đối chứng — để so với các cốc còn lại.

Chuẩn bị

• 50 hạt đậu xanh còn nguyên vỏ (đậu xanh mua ở chợ để nấu chè là được, miễn không phải đậu đã xay vỡ).
• Năm cốc nhựa hoặc lọ nhỏ giống nhau, bông gòn hoặc khăn giấy.
• Một hộp giấy kín để làm "phòng tối", băng dính và bút để đánh dấu cốc.

Sắp xếp

Cốc	Cách làm	Điều đang thử
A — đối chứng	Lót bông ẩm, đặt 10 hạt, để chỗ sáng trong phòng	Mọi điều kiện đầy đủ
B — không nước	Lót bông khô, đặt 10 hạt, để cạnh cốc A	Thiếu nước
C — ngập nước	Đổ nước đầy cốc, thả 10 hạt chìm hẳn, để cạnh cốc A	Thiếu không khí
D — lạnh	Lót bông ẩm, đặt 10 hạt, để trong ngăn mát tủ lạnh	Thiếu hơi ấm
E — tối	Lót bông ẩm, đặt 10 hạt, cho vào hộp giấy kín cạnh cốc A	Thiếu ánh sáng

Theo dõi

Sáng và tối mỗi ngày, ghi số hạt đã nhú rễ ở mỗi cốc, trong ba đến bốn ngày. Nhỏ thêm nước nếu bông ở A, D, E bị khô. Cốc C nên thay nước mỗi ngày để không bốc mùi.

Kết quả thường thấy và giải thích

Cốc	Thường thấy sau 3 ngày	Vì sao
A	Gần hết hạt nảy mầm, thân mầm hơi xanh	Đủ nước, khí, ấm
B	Không hạt nào thay đổi	Không có nước, hạt không "thức dậy"
C	Hạt trương to, có thể nứt vỏ, nhưng mầm yếu, ít hoặc chậm; dễ có mùi chua	Nước ngập làm hạt thiếu ô-xy để thở
D	Rất ít hoặc không hạt nào nảy mầm	Đậu xanh là cây xứ nóng, quá lạnh thì hạt hoạt động rất chậm
E	Nảy mầm như cốc A, thậm chí thân dài hơn, nhưng trắng vàng	Hạt có sẵn thức ăn trong lá mầm, chưa cần ánh sáng; thân vươn dài để tìm sáng

Kết quả của bạn có thể hơi khác — vài hạt hỏng, hoặc phòng quá lạnh. Điều đó không sao. Một nhà khoa học thật cũng ghi lại đúng những gì thấy, kể cả khi khác với dự đoán, rồi mới tìm cách giải thích.

Từ kết quả, bạn có thể tính tỉ lệ nảy mầm: số hạt nảy mầm chia cho tổng số hạt, nhân 100. Cốc A có 9 trên 10 hạt nảy mầm thì tỉ lệ là 90%. Người bán hạt giống phải ghi con số này trên bao bì, vì hạt giống có tỉ lệ nảy mầm thấp là hạt kém.

Cốc tối và bí mật của giá đỗ

Cây non trong cốc E trắng và dài vì một hiện tượng gọi là vống: không thấy ánh sáng, cây dồn sức kéo dài thân thật nhanh, như đang cố chui lên khỏi mặt đất để tìm nắng, và chưa tạo diệp lục — chất làm lá có màu xanh.

Người làm giá đỗ tận dụng đúng điều này. Đậu xanh được ủ trong chỗ tối, tưới nước nhiều lần mỗi ngày cho mát, để thân mầm mập, trắng, giòn. Đưa giá ra chỗ sáng một hai ngày là đầu giá bắt đầu ngả xanh.

Thêm một thí nghiệm: rễ luôn biết đâu là "dưới"

Lấy ba hạt đậu đã nhú rễ dài chừng một centimet ở cốc A. Kẹp chúng giữa hai lớp khăn giấy ẩm áp vào thành một chiếc lọ thuỷ tinh, mỗi hạt nằm một kiểu: rễ chĩa xuống, rễ chĩa ngang, rễ chĩa lên trời. Một ngày sau, cả ba đầu rễ đều đã uốn cong quay xuống dưới.

Hiện tượng này gọi là hướng trọng lực. Trong đầu rễ có những hạt tinh bột nhỏ lắng xuống phía dưới tế bào, giống như những viên bi nằm dưới đáy cốc, và cây dựa vào đó để "biết" đâu là phía dưới. Thân mầm thì làm ngược lại — mọc ngược chiều trọng lực, hướng lên trên.

Khi hạt ngủ quá say

Không phải hạt nào cũng nảy mầm ngay khi gặp nước ấm. Nhiều loại hạt có trạng thái ngủ để không mọc nhầm lúc thời tiết chưa thuận:

• Vỏ quá cứng: hạt sen, hạt muồng, một số hạt đậu dại có vỏ không cho nước thấm vào. Người trồng phải mài hoặc khía nhẹ vỏ trước khi ngâm — việc dùng dụng cụ sắc này nên để người lớn làm.
• Cần lạnh: nhiều cây xứ lạnh như táo, lê cần qua một mùa đông lạnh hạt mới chịu mọc.
• Cần ánh sáng: một số giống xà lách và nhiều hạt cỏ nhỏ chỉ nảy mầm khi nằm sát mặt đất, có ánh sáng — gieo sâu quá thì chúng không lên.

Hạt ngủ có thể sống rất lâu. Các nhà khoa học đã từng cho nảy mầm những hạt sen được ước tính có tuổi hàng trăm năm, tìm thấy ở đáy hồ cạn tại Trung Quốc. Đó là trường hợp đặc biệt; hạt rau gia đình cất trong túi thường chỉ nảy mầm tốt trong một đến vài năm.

Câu hỏi thường gặp

Hạt cần những gì để nảy mầm?

Hạt cần đủ nước, không khí (ô-xy) và nhiệt độ thích hợp. Phần lớn hạt rau và hạt đậu không cần ánh sáng để nảy mầm, vì chúng đã có sẵn thức ăn trong lá mầm. Một số ít loại hạt cần ánh sáng hoặc cần qua lạnh.

Vì sao giá đỗ có màu trắng?

Giá đỗ được ủ trong chỗ tối nên thân mầm không tạo diệp lục, chất làm cây có màu xanh. Thiếu ánh sáng, mầm còn vươn dài nhanh hơn bình thường. Đưa giá ra chỗ sáng ít lâu thì đầu giá ngả xanh.

Ngâm hạt quá lâu trong nước có sao không?

Ngâm vài giờ đến một đêm giúp hạt hút nước nhanh. Nhưng để hạt chìm trong nước nhiều ngày thì hạt thiếu ô-xy để thở, dễ thối hoặc nảy mầm yếu. Sau khi ngâm nên vớt ra ủ trong khăn ẩm.

Tỉ lệ nảy mầm là gì?

Tỉ lệ nảy mầm là số hạt nảy mầm chia cho tổng số hạt đem thử, nhân 100. Ví dụ gieo 20 hạt, 18 hạt mọc thì tỉ lệ là 90%. Con số này cho biết hạt giống còn tốt hay đã kém.

Vì sao rễ luôn mọc xuống dưới?

Đầu rễ cảm nhận được trọng lực nhờ những hạt tinh bột nhỏ lắng xuống đáy tế bào. Dù đặt hạt theo chiều nào, rễ cũng uốn cong để mọc xuống dưới, còn thân mầm mọc lên trên.