Kén tơ tằm nuôi vi khuẩn giúp hạt giống nảy mầm trong đất nhiễm mặn

Tơ tằm, vi khuẩn và lớp phủ bằng đường có thể giúp giải quyết tình trạng đất nhiễm mặn đang ngày một gia tăng.

Theo các nhà nghiên cứu, hạt giống được bọc trong vỏ lụa tơ tằm, kèm theo vi khuẩn và đường có thể giúp tăng năng suất cây trồng, thậm chí phát triển chúng trong vùng đất mặn.

Đất xâm mặn hiện đang là một vấn đề rất nổi cộm, đặc biệt là ở những khu vực dùng loại nước kém chất lượng để tưới tiêu. Đây cũng là một trong những nguyên nhân khiến cho nhiều loại cây lương thực quan trọng không phát triển thuận lợi.

Trên thực tế, thay vì phải lai tạo các giống cây trồng chịu được điều kiện như vậy, các nhà khoa học đến từ Viện công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) mới đây đã đề xuất ra một phương pháp khác nhằm giải quyết tình trạng trên. Đó là bọc hạt giống lại cùng với vi khuẩn, qua đó giúp cung cấp những chất dinh dưỡng quan trọng cho cây. Lớp bọc hạt bao gồm các sợi tơ tằm được xử lý bằng những loài vi khuẩn sản sinh phân bón nitơ.

Các nhà khoa học cho biết đây không phải là một ý tưởng mới lạ. Tuy nhiên, nghiên cứu của họ trước đó đã vấp phải khó khăn bởi vi khuẩn không thể sống sót trong điều kiện bọc hạt giống như vậy.

Tiến sĩ Benedetto Marelli, đồng tác giả của nghiên cứu đến từ MIT cho hay: “Cây sẽ chết sau khi bị nhổ lên khỏi đất và làm khô.” Ông cũng cho biết thêm, người nông dân phải nhúng ướt rồi gieo hạt ngay lập tức mới thấy kết quả. Điều này không hiệu quả và không phải lúc nào cũng thực hiện được.

Giờ đây, Marelli và các đồng nghiệp đã giải quyết vấn đề trên bằng cách phát triển một loại lớp phủ mới giúp giữ vi khuẩn rhizobacteria – loại sống gần rễ cây trồng, có thể chịu được điều kiện thời tiết nóng và mặn ở trạng thái tiềm sinh (suspended animation) cho đến khi hạt giống rơi hẳn vào trong đất. Ngoài ra, họ cũng kết hợp sử dụng tơ tằm và một loại đường có tên trehalose vào lớp vỏ hạt giống nhằm giúp cây chịu được hạn hán và đất nhiễm mặn.

>> Báo cáo khoa học: Hạt giống nảy mầm cực nhanh nhờ năng lượng khí công

Tơ tằm làm cho lớp phủ trở nên bền và dần dần hòa tan trong nước, từ đó giải phóng vi khuẩn. Đường trehalose thay thế nước cung cấp cho vi khuẩn, giúp chúng sống sót sau khi mất nước và cung cấp cho chúng nguồn năng lượng ban đầu.

Các vi khuẩn hữu ích trong kén là loại rhizobacteria, tương tác tốt với những cây họ đậu theo cách mà hai bên cùng có lợi (cộng sinh) như sau: vi khuẩn kích hoạt sự phát triển của các nốt sần trên rễ cây nơi chúng xâm chiếm. Vi khuẩn nhận đường từ cây, đồng thời biến nitơ từ không khí thành chất dinh dưỡng mà cây có thể sử dụng.

Để kiểm nghiệm phương pháp của mình, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loại cây họ đậu phổ biến là đậu Pháp, trong các trường hợp gieo hạt có và không có lớp phủ trong đất mặn và không mặn. Các nhà khoa học đã trồng 12 hạt giống đối với từng trường hợp.

Kết quả là, có 88% hạt bọc vỏ tơ tằm và 62% hạt thường mọc lên trong đất không nhiễm mặn, trong khi ở trong đất nhiễm mặn, tỷ lệ tương ứng là 71% và 45%. Hai tuần sau, nhóm thực vật đầu tiên trên đất không nhiễm mặn mọc ra thân và rễ dài hơn đáng kể. Những nốt sần chỉ xuất hiện ở các cây đậu được trồng từ hạt có vỏ bọc tơ tằm.

Tuy nhiên, công nghệ này cũng tồn tại nhiều hạn chế. Một trong số đó là nó không thích hợp với các loại cây trồng không thuộc họ đậu như lúa mạch hoặc lúa mì. Dẫu vậy, Marelli cho biết các nhà nghiên cứu đang tìm cách sử dụng vi khuẩn rhizobacteria cho những loài thực vật không có nốt sần.

Giáo sư Gerhard Leubner, một chuyên gia về công nghệ hạt giống tại Trường Đại học Royal Holloway (Anh), người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết phương pháp sử dụng kết hợp tơ tằm và đường trehalose rất hữu ích bởi nó giúp thúc đẩy sự tăng trưởng của cây trồng trong điều kiện đất ngập mặn và không thuận lợi.

“Tơ tằm tự nhiên là thứ có khả năng phân hủy sinh học và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác,” ông cho biết. “Tôi nghĩ rằng đây là một phương pháp rất tốt.”

Theo The Guardian,
Phan Anh tổng hợp