人工受粉の真髄は、自然の受粉を補助し、十分な結実を確保することにあります。植物や作物の生殖を制御するこの技術は、さまざまな目的を果たします。主なメリットの一つは、多様な品種の交配で、特定の望ましい形質を有する新品種の育成に役立ちます。また、一部の植物は、適切な媒介者がいない場合に自然受粉ができないことがあります。人工受粉は、このような場合に受粉を促進し、生産性を向上させます。さらに、閉鎖環境や寒冷地など、自然の受粉が困難な条件下でも、人工受粉は植物の繁殖を可能にします。

人工種子の仕組みを理解するには、まず自然界における種子構造を把握することが重要です。種子とは、胚、胚乳、種皮から構成されています。胚は新しい個体へ成長する部分、胚乳は栄養分を貯蔵する部分、種皮は胚と胚乳を守る保護層です。 一方、人工種子はハイドロゲルやバイオポリマーをベースとした人工素材から作られます。これらの素材は、水や栄養素を吸収・保持する能力に優れています。人工種子には、胚に相当する小型カプセルが埋め込まれており、内部には遺伝子組み換えされた細胞や組織が含まれています。このカプセルは、保護膜で覆われており、種皮の役割を果たします。また、人工種子には微細流路が設計されており、栄養分や酸素をカプセルに効率的に供給します。

硝酸態窒素は植物の生育に欠かせない肥料成分の一つです。硝酸態窒素とは、硝酸イオン（NO3-）の形で存在する窒素化合物であり、植物が光合成によって有機物を作るために必要な窒素源として利用されています。 硝酸態窒素は水に溶けやすく、植物の根から吸収され、葉や茎に運ばれます。葉の中では、硝酸態窒素は亜硝酸態窒素に還元され、さらにアンモニア態窒素に還元されて、アミノ酸やタンパク質などの有機物合成に利用されます。