Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống là tỷ lệ % số lượng hạt giống nảy mầm thành cây con trong một khoảng thời gian nhất định trên tổng số hạt đem gieo. Đây là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng hạt giống có đạt hay không.
Đối với các nhà cung cấp hạt giống thì độ chính xác về tỷ lệ nảy mầm sẽ đánh giá độ tin cậy của sản phẩm mà họ cung cấp. Tỷ lệ nảy mầm của hạt thường được các công ty ghi trên bao bì hạt giống mà họ bán và thông thường nó sẽ cao hơn so với tỷ lệ nảy mầm mà người tiêu dùng gieo trực tiếp. Điều này cũng dễ hiểu bởi tỷ lệ nảy mầm của hạt giống còn phụ thuộc vào kỹ thuật gieo hạt của người trồng, tuy nhiên có một điều là nó cũng đến từ các nhà cung cấp hạt giống.
Nguyên nhân là vì hiện tại, đa phần các công ty cung cấp hạt giống đều sử dụng phương pháp thủ công cho việc đếm số lượng hạt nảy mầm, nghĩa là kỹ thuật viên phải đếm xem có bao nhiêu hạt đã nảy mầm trên mỗi khay để xác định tỷ lệ nảy mầm của lô hạt giống. Khi mọi người làm việc này bằng tay, nó sẽ bị phụ thuộc vào một số yếu tố, bởi không phải ai cũng tính theo cách giống nhau và trong quá trình làm, một người có thể mệt mỏi hoặc mất tập trung. Do đó, thông số về tỷ lệ nảy mầm của hạt có thể bị sai lệch.
May mắn thay, việc đo lường tỷ lệ nảy mầm và sức sống của hạt giống cũng có thể được thực hiện tự động (đọc được bằng máy). Điều này giúp tiết kiệm lao động, tăng tính đồng đều và cải thiện quản lý rủi ro trong quá trình chọn tạo giống.
Quá trình đếm hạt tự động được thiết lập như thế nào?
Ví dụ sau đây về dự án thử nghiệm gieo hạt giống rau húng quế và rau diếp của các nhà nghiên cứu phần mềm đến từ Itility (Mỹ) sẽ cho chúng ta thấy rõ quá trình này.
- Bước đầu tiên: Xây dựng thiết lập đo lường
Để tự động hóa quá trình đo lường, các nhà khoa học đã sử dụng một máy ảnh ghi lại hình ảnh của hạt giống trong quá trình thiết lập nảy mầm. Sau khi chụp những bức ảnh này, thiết lập này (thường là cố định) sẽ gửi chúng đến máy chủ hoặc đám mây. Ở đó, một thuật toán được đào tạo sẽ phát hiện và phân loại từng hạt giống có nảy mầm hay không. Kết quả sau đó có thể truy cập trực tiếp để xử lý thêm.
- Bước thứ hai: Đào tạo thuật toán
Để thuật toán được đào tạo thì điều này cần đến một chuyên gia lĩnh vực thực vật. Khi các lô ảnh được chụp, chuyên gia lĩnh vực này sẽ phân loại chúng là có mầm hay không; điều này còn được gọi là 'ghi nhãn dữ liệu'. Sau đó, các kỹ sư tin học sẽ sử dụng một công cụ trực tuyến để làm cho việc ghi nhãn dễ dàng nhất có thể. Thuật toán được đào tạo sẽ dựa trên các tập dữ liệu được gắn nhãn này để cuối cùng có thể phân loại quá trình nảy mầm mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào của con người.
Ảnh chụp đưa vào (Model input) và ảnh sau khi được thuật toán xử lý (Model output)
- Bước 3: Thuật toán được đào tạo sẽ tự động cho ra kết quả
Với thuật toán được đào tạo tại chỗ, hình ảnh của các hạt giống được tự động phân loại (ví dụ ở trên). Nhìn vào ví dụ này, tỷ lệ nảy mầm có thể được xác định một cách dễ dàng. Thuật toán do chuyên gia miền này đào tạo, phát hiện 11 trong số 16 hạt giống đang nảy mầm. Tỷ lệ nảy mầm trong trường hợp này là: (11/16) * 100% = 69%.
Ngoài tỷ lệ nảy mầm, các nhà khoa học của Itility còn đo sức sống của hạt giống. Sức sống là năng lượng cần thiết để hạt nảy mầm. Năng lượng này ban đầu có trong mọi hạt giống. Giống như sự nảy mầm và với cùng một thiết lập, sức sống được đo lường theo cách tự động, nhưng trong một khoảng thời gian ngắn hơn. Điều này có nghĩa là với thiết lập này, giờ đây ảnh được chụp thường xuyên hơn. Bằng cách nhóm tất cả các hình ảnh trong một dòng thời gian, bạn có thể so sánh tốt các hạt giống. Hạt giống có sức sống cao hơn thường nảy mầm sớm hơn và thời gian từ lúc nảy mầm đến lúc mọc thành cây con hoàn chỉnh sẽ ngắn hơn.
Hạt nảy mầm sau 1,2,3…11 ngày (sau khi tưới nước lần đầu tiên)
Khi quá trình đo khả năng nảy mầm và sức sống của hạt giống được tự động hóa, chúng ta có thể xem xét các khía cạnh bổ sung liên quan đến chất lượng hạt giống. Ví dụ như: hình dạng, kích thước hoặc hàm lượng diệp lục của cây con. Sự kết hợp giữa tỷ lệ nảy mầm, sức sống và các tính trạng khác của hạt giống mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về chất lượng cuối cùng của lô hạt giống.
Sự hiểu biết này rất quan trọng vì với sự phát triển nhanh chóng và toàn diện, cây con sẽ đón được nhiều ánh sáng mặt trời hơn và sau đó sẽ phát triển nhanh hơn. Nhờ đó chúng dễ dàng cạnh tranh với cỏ dại để lấy dinh dưỡng và cuối cùng là đạt được năng suất cao hơn.
Máy đếm hạt tự động GA-BOX
Dựa trên nguyên tắc thiết lập tương tự của Itility, kỹ sư công nghệ - Stan van Steekelenburg đến từ Công ty Beekenkamp (Hà Lan) đã sáng chế thành công máy đếm hạt nảy mầm tự động có tên GA-BOX (Hộp GA).
Stan và máy đếm hạt nảy mầm tự động GA-BOX
Sau thời gian thử nghiệm thành công, giờ đây Hộp GA hoạt động tốt trong quá trình đếm hạt nảy mầm. Hộp này là một máy đếm hạt nảy mầm tự động trong giai đoạn nhân giống. Stan giải thích: “Tỷ lệ hạt nảy mầm là cần thiết để tính xem có bao nhiêu hạt sẽ sống sót để cuối cùng phát triển thành một cây con. Ví dụ, nếu tỷ lệ nảy mầm là 80%, đây là quá thấp và phải gieo thêm hạt mới có thể cung cấp đủ số lượng cây mà khách hàng đã đặt. Nếu tỷ lệ nảy mầm quá cao thì lần sau chúng ta có thể gieo ít hơn để không còn dư thừa quá nhiều cây”.
Stan tự hào nói rằng quy trình này hiện đã được tự động hóa. Trong quy trình mới này, một khay hạt giống được đặt trong Hộp GA. Một bức ảnh được chụp từ trên cao và cuối cùng phần mềm sẽ đánh giá tỷ lệ nảy mầm. Bằng cách này, số lượng hạt nảy mầm luôn được thực hiện bởi cùng một máy, ít phụ thuộc vào lỗi của con người hơn và nó tiết kiệm rất nhiều thời gian. Kết quả cuối cùng: một sản phẩm có chất lượng tốt nhất và đáng tin cậy hơn được bàn giao đến tay khách hàng.
Nguồn: floraldaily.com (Thanh Tuyền dịch)
