Trong tự nhiên, hạt giống là điểm khởi đầu quan trọng cho đời sống thực vật và nước là yếu tố then chốt thúc đẩy hạt nảy mầm. Khi hạt giống đi vào môi trường thích hợp, phôi bên trong nó phải khởi động lại hoạt động trao đổi chất và sự hiện diện của nước chắc chắn là yếu tố trung tâm trong quá trình này.
"Nước là một trong những yếu tố bên ngoài quan trọng nhất thúc đẩy hạt nảy mầm. Nếu không có nước, hạt giống không thể bước vào giai đoạn sống mới."
Hạt bao gồm ba phần: phôi, chất dinh dưỡng dự trữ và vỏ hạt. Phôi là bộ phận sau này phát triển thành cây và nguồn dự trữ thức ăn cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng trong giai đoạn nảy mầm ban đầu. Khi hạt hấp thụ nước, tinh bột và protein dự trữ trong hạt sẽ bị phân hủy thành các chất hóa học có thể sử dụng được thông qua hoạt động của các enzyme thủy phân, cho phép phôi bắt đầu phát triển.
"Hạt trưởng thành thường cực kỳ khô và cần hấp thụ một lượng nước đáng kể trước khi bắt đầu lại quá trình trao đổi chất và phát triển của tế bào."
Quá trình hạt hút nước gọi là "sự trương nở". Giai đoạn này khiến hạt trương nở và vỡ ra. Trong suốt quá trình nảy mầm, hạt giống phải duy trì độ ẩm thích hợp - ẩm, không ngâm vì quá nhiều nước sẽ ức chế sự phát triển của chúng.
Ngoài nước, oxy cũng là yếu tố cần thiết cho hạt nảy mầm. Hạt trải qua quá trình hô hấp hiếu khí để tạo ra năng lượng trong quá trình nảy mầm. Nếu hạt bị chôn quá sâu để lấy được oxy thì sự nảy mầm sẽ bị ức chế. Vì vậy, hàm lượng oxy, nhiệt độ và độ ẩm của môi trường đều sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả nảy mầm.
"Nếu hạt bị chôn quá sâu, hoặc đất quá sũng nước sẽ thiếu oxy và hoạt động sống của hạt sẽ bị đình trệ."
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt. Các loại hạt khác nhau nảy mầm ở phạm vi nhiệt độ khác nhau. Một số hạt nảy mầm ở nhiệt độ thấp hơn, trong khi một số khác lại yêu cầu nhiệt độ cao hơn để hoàn tất quá trình. Ngoài ra, một số hạt giống cần phải trải qua một mùa đông lạnh giá trước khi chúng có thể thoát khỏi trạng thái ngủ và nảy mầm trở lại từ đất.
Ngoài nước và nhiệt độ, ánh sáng cũng có thể ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt. Ở một số cây, quá trình nảy mầm được kích hoạt bởi ánh sáng, cho phép sự phát triển chỉ diễn ra sau khi nhận đủ ánh sáng. Hiện tượng này được gọi là "hình ảnh nảy mầm".
Không phải tất cả hạt giống đều nảy mầm ngay lập tức trong điều kiện thích hợp. Một số hạt giống sẽ chuyển sang trạng thái không hoạt động theo thời gian hoặc do thay đổi môi trường, và sự thích nghi này có thể giúp cây trồng đối mặt với các điều kiện phát triển bất lợi. Thời gian ngủ của hạt có thể liên quan đến trạng thái sinh lý bên trong hoặc các yếu tố môi trường bên ngoài, cùng ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của chúng.
"Sự tồn tại của hạt giống ngủ là cách để thực vật thích nghi với môi trường. Trước những mối đe dọa đến sự sống còn của mình, chúng có thể lựa chọn nảy mầm trong những điều kiện thuận lợi hơn."
Không thể bỏ qua tác động của nước đến sự sống của hạt giống. Nó không chỉ là yếu tố then chốt trong việc bắt đầu quá trình nảy mầm mà còn là yếu tố quan trọng hỗ trợ vòng đời của thực vật. Khi chúng ta hiểu nước ảnh hưởng như thế nào đến sự nảy mầm của hạt giống, liệu chúng ta có thể hiểu sâu hơn về sự khởi đầu và sự tiếp tục của sự sống không?