|
 Đang trực tuyến :
25 |
|
 Số lượt truy cập :
33248781 |
|
|
|
|
|
Thuốc bảo vệ thực vật bảo vệ cây trồng như thế nào?
Thứ hai, 15-08-2016 | 14:59:30
|
|
Nguồn: EuroScience Open Forum 2016 (ESOF 2016).
Một nghiên cứu mới được xuất bản ngày 27/7 có thể dẫn đến việc tinh chỉnh các công thức thuốc bảo vệ thực vật nhằm tăng năng suất cây trồng hơn nữa. Các phát hiện cũng chỉ ra cách để phát triển các công thức hiệu năng tiên tiến mà sẽ tương tác thuận nghịch với các bề mặt cây trồng và không làm hại tới lớp cutin bảo vệ của chúng.
Trong một dự án được tài trợ bởi công ty hóa nông Syngenta, các nhà khoa học của trường Đại học Manchester đã tạo ra một mô hình bề mặt sáp của lá cây giống như bề mặt sáp của lá cây lúa mì. Hiện nay họ đang sử dụng mô hình này tại Khoa nghiên cứu nguồn Neutron và Muon ISIS của Hội đồng các khoa Khoa học và Công nghệ để nghiên cứu phương thức mà thành phần hoạt động bề mặt - một thành phần chìa khóa trong các công thức thuốc bảo vệ thực vật - tương tác với bề mặt lá để xâm nhập vào cây và phát huy hiệu lực.
Đây là lần đầu tiên con người sử dụng các chất sáp được chiết suất để tái tạo lớp chắn sáp mà cây trồng sử dụng để chống lại dịch hại và sự mất nước. Công cụ mới cho phép các nhà khoa học nghiên cứu cách thức thuốc bảo vệ thực vật đi qua lớp sáp trên bề mặt lá của các loại cây trồng như lúa mì và lúa mạch. Trong một nỗ lực nhằm đáp ứng nhu cầu về lương thực cho dân số toàn cầu đang tăng lên thì việc nghiên cứu sự xuyên thủng rào chắn sáp của thuốc bảo vệ thực vật là một bước đi khác hướng tới việc tinh chuyển các loại hóa chất dùng trong nông nghiệp để tối ưu hóa việc tạo năng suất cây trồng mà không làm tổn hại tới cây.
Các kết quả nghiên cứu đề tài “Các đặc điểm cấu trúc của màng sáp lúa mì được tái tạo”đã và đang được xuất bản trên Giao diện của Tạp chí Hội Hoàng gia.
Tất cả các loại cây trồng đều cần có lớp cutin sáp bảo vệ. Lớp cutin là một lớp phủ mỏng bằng sáp trên lá của cây, nó có vai trò như một tấm chắn bảo vệ giúp cây chống lại sự tấn công của dịch hại, ngăn ngừa sự mất nước và dinh dưỡng và liên quan tới sự vận chuyển nước và dinh dưỡng qua bề mặt của cây trong quá trình sinh trưởng.
Để thêm một lớp bảo vệ cây trồng khỏi sự tấn công của dịch hại nhằm thu đuợc năng suất cao nhất, người nông dân đã sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để phun lên cây trồng. Julian Gold, giám đốc nông trại của Hendred Estate ở Oxfordshire nói “Nông dân là những người thu hoạch ánh nắng mặt trời.Sự sinh trưởng của cây trồng nhằm mục đích chuyển hóa càng nhiều càng tốt năng lượng ánh sáng mặt trời thành lương thực thông qua quá trình quang hợp. Thuốc bảo vệ thực vật đóng vai trò sống còn trong việc đảm bảo cây trồng có thể duy trì được diện tích lá xanh tối đa cho quang hợp thay vì mất diện tích lá do sâu bệnh hại. Chúng ta đang phải đối mặt với nhiều thách thức về thuốc bảo vệ thực vật như sự phát triển mức độ kháng thuốc ngày càng tăng của cỏ dại, sâu, và bệnh hại cũng như sự giảm diện tích kho chứa thuốc bảo vệ thực vật do việc áp đặt các điều kiện nghiêm ngặt hơn trong đăng ký các sản phẩm thuốc. Bất kỳ nghiên cứu nào có thể nâng cao được hiệu quả của các sản phẩm thuốc thông qua một sự hiểu biết đầy đủ hơn về con đường mà thuốc bảo vệ thực vật xâm nhập qua lớp sáp trên bề mặt lá thì đều vô cùng hữu ích”.
Tuy nhiên, cấu trúc của các lớp cutin sáp và cách thuốc bảo vệ thực vật làm thay đổi rào chắn để xâm nhập vào bên trong và bảo vệ cây trồng không được hiểu biết đầy đủ.Elias Pambou, tác giả hướng dẫn của đề tài nghiên cứu, đến từ UM nói “Bằng việc hiểu được cách thức các thành phần hoạt động bề mặt trong thuốc bảo vệ thực vật tương tác với cây trồng các bạn có thể tinh chuyển các thành phần của thuốc để không chỉ tăng năng suất cây trồng hơn nữa mà còn loại bỏ được một số tác dụng phụ của thuốc, bao gồm sự loại bỏ một vài chất sáp mà khiến cho cây trở nên mẫn cảm với các loại bệnh khác cũng như sự tấn công của vi khuẩn và các vi sinh vật.Điều này mở ra hướng chế tạo các công thức thuốc bảo vệ thực vật an toàn cho cây trồng và có khả năng tương tác thuận nghịch với các chất sáp của cây trồng. Chúng tôi đang phát hiện những thông tin quan trọng về phương thức hoạt động của cây trồng, điều mà trước đây chúng tôi không có công cụ để nghiên cứu”.
Để tạo ra mô hình bề mặt lá, đầu tiên các nhà khoa học đã chiết xuất chất sáp thực vật từ lá của cây lúa mì và lúa mạch. Việc này được thực hiện bằng kỹ thuật chiết suất carbon dioxine siêu tới hạn, tức là sử dụng một dung môi carbon dioxide trong điều kiện siêu tới hạn của nó (điều kiện nhiệt độ và áp suất rất cao) để hòa tan sáp khỏi bề mặt lá cây. Khi nhiệt độ và áp suất giảm xuống, carbon dioxide sẽ bay hơi và để lại chất sáp. Kỹ thuật này đã được phát triển ở Khoa Hóa Greeen của trường Đại học York.
Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Manchester sau đó đã lấy sáp được chiết suất và kéo tơ phủ nó lên một mặt phẳng silicon để tạo mô hình bề mặt lá. Các kỹ thuật hình ảnh đã cho phép nhóm thấy rằng mô hình sáp rất giống với cấu trúc của lớp sáp trên bề mặt lá thật, điều này có nghĩa là mô hình có thể được sử dụng để nghiên cứu một cách chânthực phương thức thuốc bảo vệ thực vật đi qua rào chắn sáp để vào bên trong cây.
Trong kỹ thuậtđo phản xạ neutron, nhóm đã sử dụng thiết bị đo đạc ISIS và INTER để loại bỏ neutrons khỏi bề mặt sáp mô hình. Họ đã thấy rằng sáp được tạo thành từ một lớp màng mỏng nằm ở bên dưới và được phủ bằng các cấu trúc thủy tinh thể rộng lớn.Giáo sư Robert McGreevy, Giám đốc bộ phận ISIS STFC nói “Các neutron cung cấp một công cụ duy nhất để nhìn sâu vào tất cả các loại vật liệu. Nhóm nghiên cứu Manchester đã sử dụng công cụ INTER ở ISIS để biết được cái gì đã cấu thành nên màng sáp và nước đã đi qua rào chắn như thế nào ở mức độ phân tử. Và chúng ta cũng có thể sử dụng kỹ thuật tương tự để nghiên cứu các vật liệu từ tính mới cho việc lưu trữ dữ liệu máy tính”.
Elias Pambou cho biết thêm: “Kỹ thuật đo phản xạ Neutron rất hiệu quả, bởi vì chúng ta không chỉ có thể quan sát được độ dày của các lớp màng sáp mà còn có thể thay đổi mật độ sáp ở những vùng quá dày. Chúng ta có thể biết được khối lượng nước xâm nhập vào lá qua bề mặt của lớp sáp so với mặt đáy của lớp sáp gần các tế bào biểu bì nhất. Điều đó có thể cung cấp cho chúng ta rất nhiều thông tin liên quan tới việc nước vận chuyển qua cây trồng như thế nào”.
Dự án đang được tài trợ bởi Công ty hóa nông Syngenta. Tiến sỹ Gordon Bell, nhà khoa học cao cấp của Syngenta nói: “Nghiên cứu này đã và đang giúp chúng ta có những hiểu biết về các động lực hấp thụ ở cây trồng. Nó cho thấy nước có thể xâm nhập vào lớp sáp của lá. Sự quan sát đơn giản này làm sáng tỏ nhiều vấn đề của khoa học cơ bản đằng sau sự hấp thụ thuốc bảo vệ thực vật vào trong cây”.
Nguyễn Thị Hồng Nhung theo Sciencedaily. |
Trở lại
In
Số lần xem: 2759
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
