Lớp phủ giúp hạt giống chịu hạn

13/07/2021, 10:23

TNNN - Một quy trình xử lý mới giúp hạt giống có khả năng tận dụng nước và chịu hạn, phát triển được trên những vùng đất khô cằn.

Khi thế giới tiếp tục ấm lên, những khu vực khô cằn không thể phát triển nông nghiệp có khả năng bị thiếu lương thực trầm trọng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại MIT xây dựng một quy trình để bảo vệ hạt giống khỏi áp lực thiếu nước trong giai đoạn nảy mầm, thậm chí cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây.

Các nhà nghiên cứu cho biết đang thử nghiệm thực tế quy trình này với sự cộng tác của các nhà nghiên cứu tại Maroc. Quy trình xử lý hạt rất đơn giản và rẻ tiền, có thể được triển khai rộng rãi ở các vùng khô cằn. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Food.

Ảnh minh họa

Lớp phủ đa năng

Quy trình xử lý hạt này thực chất là tạo một lớp phủ lên hạt giống. Nhiều năm qua, GS Benedetto Marelli, tác giả bài báo, các đồng nghiệp đã từng phát triển các lớp phủ hạt giống với nhiều chức năng khác nhau. Một lớp phủ trước đây cho phép hạt giống chống lại độ mặn cao trong đất, còn lớp phủ phiên bản mới nhất nhằm giải quyết tình trạng thiếu nước.

Marelli giải thích: "Chúng tôi muốn tạo ra một lớp phủ đặc biệt để giải quyết hạn hán, bởi vì có bằng chứng rõ ràng rằng biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến các khu vực sản xuất nông nghiệp. Cần phát triển các công nghệ mới giúp giảm thiểu những thay đổi này khi ngày càng có ít nước hơn cho nông nghiệp".

Lớp phủ mới, lấy cảm hứng từ lớp phủ tự nhiên trên một số loại hạt như hạt chia từ cây húng quế bảo vệ hạt không bị khô. Lớp phủ này gồm hai lớp: lớp ngoài giống như một lớp gel độ bền cao, hút ẩm từ môi trường. Lớp thứ hai bên trong chứa các vi khuẩn rhizobacteria và một số chất dinh dưỡng giúp vi khuẩn phát triển. Khi tiếp xúc với đất và nước, các vi khuẩn này sẽ mang nitơ vào đất, cung cấp dinh dưỡng cho cây con đang phát triển.

Marelli cho biết: “Ý tưởng của chúng tôi là tạo ra một lớp phủ đa năng". Đây là giá trị gia tăng của lớp phủ mới, vì nó không chỉ cung cấp nước mà còn cung cấp chất dinh dưỡng, giúp hạn chế lượng phân bón gốc nitơ cần bón cho cây.

Các nhà nghiên cứu cho biết, các cuộc thử nghiệm ban đầu sử dụng đất từ các trang trại thử nghiệm tại Maroc đã cho kết quả đáng khích lệ và hiện họ đang tiến hành thử nghiệm thực địa.

Dễ ứng dụng và tùy biến

Nếu lớp phủ chứng minh tác dụng thực tế, nó sẽ là một giải pháp đơn giản, có thể áp dụng tại cả những vùng xa xôi. “Quy trình xử lý hạt có thể thực hiện tại địa phương”, nhóm nghiên cứu cho biết. “Lớp đầu tiên phủ bằng cách nhúng, lớp thứ hai phủ bằng cách phun lên hạt. Đây là những quy trình rất đơn giản mà người nông dân có thể tự làm". Mặc dù vậy, nhìn chung, theo nghiên cứu sinh Augustine Zvinavashe - đồng tác giả nghiên cứu, quy trình xử lý hạt ở một số địa điểm chuyên môn vẫn sẽ hiệu quả và tiết kiệm hơn (vì dễ bảo quản và ổn định các vi khuẩn cung cấp nitơ hơn).

Marelli nói: “Hệ thống này đơn giản đến mức có thể áp dụng cho bất kỳ hạt giống nào. Chúng tôi có thể tùy biến lớp phủ để ứng phó với các kiểu khí hậu khác nhau". Thậm chí có thể điều chỉnh lớp phủ cho phù hợp với lượng mưa dự đoán trong một mùa trồng trọt cụ thể.

Marelli cho biết các vật liệu cần thiết để tạo ra lớp phủ luôn có sẵn và thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các vật liệu này phân hủy sinh học hoàn toàn, với một số hợp chất cấu thành có nguồn gốc từ chất thải thực phẩm, tạo ra vòng tuần hoàn tái chế.

Theo Marelli, mặc dù quy trình này sẽ làm tăng thêm chi phí của hạt giống, nhưng nó sẽ giúp tiết kiệm thông qua việc giảm nhu cầu về nước và phân bón.

Jason C. White, giám đốc Trạm Thí nghiệm Nông nghiệp Connecticut và là giáo sư dịch tễ học tại trường Đại học Yale, người không liên quan đến nghiên cứu này, đánh giá, “Công nghệ phủ hạt không phải là mới, nhưng gần như tất cả các phương pháp hiện có đều thiếu tính linh hoạt". Nghiên cứu mới này “vừa mới lạ vừa sáng tạo” và “thực sự mở ra một hướng đi mới cho các lớp phủ hạt giống chống chịu với một loạt các tác nhân gây căng thẳng".

Nguồn: Khoa học & Phát triển