Các mầm hạt ngũ cốc được sản xuất để làm thực phẩm cho người đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ ở các nước châu Á. Nghiên cứu sử dụng cỏ mầm từ hạt ngũ cốc làm thức ăn chăn nuôi từ thế kỹ thứ 17. Năm 1699, một nhà khoa học người Anh, Woodward đã cố gắng trồng các loại cây trồng theo phương pháp thủy canh (Withrow, 1948; Myers,1974). Vào giữa những năm 1800, nhà hoá học người Pháp Jean Boussingault đã xác nhận các yêu cầu dinh dưỡng của cây trồng mà không có đất và đến năm 1860 các kỹ thuật " trồng cây theo phương pháp thủy canh" đã được hoàn thiện bởi Sachs và Knop làm việc độc lập tại Anh (Hoagland and Arnon, 1938; Myers, 1974). Khoảng thời gian này, nông dân Châu Âu cũng bắt đầu sử dụng cỏ mầm từ ngũ cốc để nuôi bò sữa trong mùa đông. Trong những năm 1920 và đầu thập niên 1930, Tiến sĩ Gericke đã phát triển các quy trình để trồng cây trong dung dịch dinh dưỡng trên quy mô lớn (Butler and Oebker, 1962; Myers, 1974). Năm 1992, ở các nước Anh, Châu Âu, Canada, Mỹ, Mexico, Ailen, Nam Phi, Ấn Độ, Nga, New Zealand, Úc đã sản xuất cỏ mầm làm thức ăn cho gia súc, gia cầm theo quy mô công nghiệp trong nhà kính. Đặc biệt, năm 1992, 2003 các nhà chăn nuôi Úc đã cứu đàn gia súc của mình bằng cỏ mầm khi bị hạn hán (Roger and Felicity, 2003).
Trong thời gian gần đây, một số nước ở Nam Mỹ đã nghiên cứu mô hình sản xuất cỏ mầm làm thức ăn cho gia súc, gia cầm ở quy mô nông hộ. Đạt được nhiều kết quả khả quan. Gilda and Alberto (2008) sử dụng cỏ mầm từ lúa, ngô làm thức ăn cho bò sữa; Felipe et al. (2012) nghiên cứu sản xuất cỏ mầm từ hạt lua mì và đại mạch làm thức ăn cho cừu; Moyado et al. (2012) sử dụng cỏ mầm làm thức ăn cho thỏ.
Quá trình sản xuất cỏ mầm.
Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ.
- Giống: Để sản xuất cỏ mầm đầu tiên ta phải chọn hạt giống có độ nảy mầm cao cây có lá to, sạch bệnh, không bị nấm mốc và giá tiền phù hợp.Tốt nhất là nên lấy loại mới thu hoạch được phơi khô tỉ lệ nảy mầm phải lớn hơn 85%.
- Giá thể: trấu hun và cát.Ngoài ra cũng có thể sử dụng đất ,cát và trấu hun.
- Khay: Khay nhựa hoặc khay xốp. Tùy vào số lượng hạt giống ta cần mà chúng ta có thể sử dụng khay to hoặc nhỏ.
Ngoài khay còn phải chuẩn bị bình tưới hoặc hệ thống tưới nước phun sương bởi vì khi cỏ mầm còn nhỏ và yếu khi tưới tia nước mạnh sẽ bị gãy dập.Đồng thời phải chuẩn bị một số nilong đen để che khay hạt trong ở giai đoạn đầu với mục đích kích thích sự ra rễ .Ta cần chuẩn bị một thước đo dài khoảng 30cm để đo và theo dõi sự phát triển của thóc, ngô mầm trong các ngày.
Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây mầm phát triển là từ 25- 30oC. Độ ẩm trong không khí ở trong nhà trồng thích hợp khoảng 80-85%. Để đảm bảo có cỏ mầm sử dụng liên tục hằng ngày phải tính toán lượng cỏ mầm cần cung cấp hàng ngày.
Sự nảy mầm của hạt là một quá trình sinh lý phức tạp chịu sự tác động của các yếu tố bên trong: giống cây trồng, thành phần, hàm lượng các chất... và các yếu tố bên ngoài : nhiệt độ hàm lượng nước, không khí...
Sự nảy mầm của hạt được quyết định tổng thể từ các yếu tố bên trong và bên ngoài nhưng phạm vi hạn chế của bài tôi xin trình bày những yếu tố: hàm lượng nước, nhiệt độ, không khí, ánh sáng tác động tới sự nảy mầm của hạt.
Các yếu tố ảnh hưởng tới sự nảy mầm của hạt:
Nước:
Nước là yếu tố cơ bản của sự nảy mầm vì hạt muốn nảy mầm thì phải trải qua quá trình hút nước. Hạt trong khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định từ 12-14% trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, ẩm độ trong hạt gia tăng đến 25% thì có thể nẩy mầm được. Nước cần thiết cho các enzyme hoạt động , phá vỡ vỏ hạt và vận chuyển các chất . Khi ấy tinh bột trong phôi nhũ bị phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp cho mầm phát triển. Thời gian hút nước nhanh hay chậm tùy theo hạt giống cũ
hay mới, vỏ trấu mỏng hay dầy, nhiệt độ nước ngâm cao hay thấp. Nói chung, nhiệt độ không khí cao, nước ấm, hạt giống cũ hay vỏ hạt mỏng dễ thấm nước thì hạt hút nước nhanh, mau đạt tới ẩm độ cần thiết. Ngâm quá lâu, hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và khuyếch tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời làm cho nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu. Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho quá trình nẩy mầm biến thiên từ 30-40% tùy điều kiện nhiệt độ. Nhiệt độ thích hợp cho hạt lúa nẩy mầm từ 27-37. Nhiệt độ thấp hoặc cao hơn khoảng nhiệt độ này, hạt lúa sẽ nẩy mầm yếu và thời gian nẩy mầm kéo dài.
Độ ẩm: Khi độ ẩm tăng cường độ hô hấp sẽ tăng lên mạnh nhất tạo điều kiện cho sự nảy mầm nhanh chóng. Giai đoạn ngủ nghỉ hạt có độ ẩm thấp và không có hoạt động trao đổi chất. Mỗi loại hạt giống có khoảng độ ẩm nảy mầm khác nhau do đó độ ẩm không thích hợp là không thể cho nảy mầm hoàn toàn.
Hạt ngô nảy mầm tại độ ẩm 30.5%, hạt lúa 26,5%...Độ ẩm cao có thể ngăn cản hạt nảy mầm.
Trong sản xuất nước và nhiệt độ là hai yếu tố quan trọng nhất mà người ta có thể dùng để điều chỉnh cho sự nảy mầm của hạt bằng cách ngâm ủ hạt giống.
Nhiệt độ:
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng của thực vật. Sự nảy mầm của hạt là sự tổ hợp của các quá trình bao gồng nhiều phản ứng và pha khác nhau một trong đó là nhiệt độ.
Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu diễn bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu, tối ưu, tối đa mà sự nảy mầm có thể xảy ra. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ hạt có phần trăm nảy mầm cao nhất, trong một thời gian ngắn nhất, nhiệt độ nảy mầm này của hầu hết các loài từ 25-320C. Hạt ngô nhiệt độ thích hợp cho sự nảy mầm 350C, hạt lúa 35-370C...
Không khí:
Không khí là hỗn hợp 20% Oxy, 0,03% CO2 và 80% Nitơ . Nhiều thí nghiệm khẳng định rằng sự nảy mầm của hạt hầu hết của các loài đều cần Oxy.
Khi CO2 cao hơn 0,03% làm chậm sự nảy mầm trong khi nitơ không ảnh hưởng.
Hô hấp mạnh lên trong quá trình nảy mầm, hô hấp là một quá trình oxy hóa cần thiết, là nguồn năng lượng chính của cây con cho đến khi nó mọc lá;
nếu hạt bị chôn quá sâu dưới đất hay đất bị úng nước, hạt giống có thể bị thiếu
ôxy. Một số hạt giống có các lớp áo hạt không thẩm thấu được nên ôxy không thể xâm nhập, gây nên sự tiềm sinh vật lý mà sẽ mất đi khi lớp áo hạt bị mòn đủ để hạt trao đổi khí và hấp thu nước từ môi trường. Tuy vậy mức độ mẫn cảm với oxy cho sự nảy mầm của các loại là khác nhau. Một số loài có thể nảy mầm ở dưới nước trong điều kiện thiếu oxy như lúa. Hạt lúa có thể nảy mầm trong điều kiện hoàn toàn không có oxy nhưng mầm yếu và phát triển không bình thường. Mầm lúa sinh trưởng tốt nhất khi hàm lượng oxy trong môi trường nước đạt 0,2%.
Vì vậy, trong quá trình ngâm ủ hạt giống, ngoài việc xử lý nước ấm thì cần thiết phải đảo khối để cung cấp oxy và tránh tích tụ nhiều CO2 gây nên hô hấp yếm khí, giải phóng rượu độc hại cho hạt.
Ánh sáng:
Ánh sáng có ảnh hưởng đến toàn bộ đời sống của thực vật từ khi hạt nảy mầm sinh trưởng cho tới khi cây ra hoa kết trái rùi chết.
Ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau đến sự nảy mầm của hạt. Có nhiều loại hạt nảy mầm trong đất không cần ánh sáng, nếu các hạt này bị bỏ ra ngoài ánh sáng thì sự nảy mầm bị ức chế hoặc không nảy mầm như hạt cà độc dược. Trái lại, một số hạt giống ở chỗ tối không nảy mầm được như cà rốt, thuốc lá và phần lớn cây thuộc họ lúa.
Ánh sáng khích thích nảy mầm tốt nhất là ánh sáng đỏ( 660-700nm) độ dài bước sóng < 290nm sẽ kìm hãm sự nảy mầm . Với cường độ ánh sáng nhìn chung là khác nhau giữa các loài, một số yêu cầu cường độ ánh sáng yếu (100lux) trong khi đó hạt rau Riếp yêu cầu cầu cường độ rất cao từ 1080 đến 2160lux.
Các yếu tố bên ngoài không tác động riêng rẽ mà chúng có sự tác động tổng hợp hài hòa nên sự nảy mầm của hạt. Tùy từng loại hạt khác nhau mà ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh là khác nhau, hay cùng là một loại hạt trong các diều kiện địa lý, sinh thái khác nhau thì quá trình nảy mầm của hạt cũng khác nhau.
Nhận thức được vai trò quan trọng của các yếu tố ngoại cảnh lên sự nảy mầm của hạt mà con người có thể tạo điều kiện thuận lợi nhất cho hạt nảy mầm với tỷ lệ cao nhất từ đó nâng cao được chất lượng cây trồng và tăng năng suất sản lượng tối đa của cây trồng.