Rễ của cây sậy (Phragmites australis) – “loại cỏ cao to” với đám vi khuẩn vây quanh chóp rễ nơi vi khuẩn đi vào tế bào rễ cây" Hình của Giáo sư James F. White Jr./Rutgers University-New Brunswick

Một nhóm nghiên cứu của Đại học Rutgers đã khám phá cách ra cây trồng sử dụng hiệu quả vi sinh vật trong đất để lấy dưỡng chất, một quá trình có thể được tận dụng để thúc đẩy tăng trưởng cây trồng, chống cỏ dại và cắt giảm sử dụng phân bón và thuốc diệt cỏ gây ô nhiễm.
 

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đặt tên “vòng đời của vi sinh vật vùng rễ” cho vi khuẩn và nấm từ giai đoạn sống tự do trong đất đến giai đoạn phụ thuộc vào cây trồng trong các tế bào rễ cây. Vi sinh vật lấy dinh dưỡng (nitơ và khoáng chất) trong đất và các chất dinh dưỡng được tiết ra từ ​​vi sinh vật trong các tế bào rễ cây. Nghiên cứu nhằm chống lại sự xâm lấn của cây sậy cao (Phragmites australis) được tìm thấy trong các vùng đất ngập nước ở New Jersey và các nơi khác, công trình được công bố trên tạp chí Microorganisms. Các đồng tác giả bao gồm các nhà khoa học tại Đại học Hindu Banaras ở Ấn Độ và Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ.
 

Tác giả đứng đầu bài báo là Tiến sĩ James F. White Jr., giáo sư tại Khoa Sinh học thực vật tại Đại học Rutgers-New Brunswick, cho biết: “Vòng đời vi sinh vật vùng rễ dường như xuất hiện ở tất cả các cây và có thể là con đường quan trọng để cây trồng lấy dưỡng chất. Việc phát hiện ra cây trồng tích cực lấy dinh dưỡng và sau đó hút chất dinh dưỡng từ vi sinh vật cộng sinh là phát hiện mới”.
 

 “Có 50 hoặc hơn nhiều loài cây trồng được nghiên cứu cho đến nay cho thấy bằng chứng các loài cây trồng tham gia vào vòng đời vi sinh vật vùng rễ cây. Một vài vi sinh vật liên quan đến vòng đời của vi sinh vật vùng rễ tăng cường sự phát triển của những cây ký chủ đặc thù của chúng, nhưng ức chế sự phát triển của các loài cây trồng khác", White nói.

“Vòng đời vi sinh vật vùng rễ hoạt động giống như thế này: Cây trồng trao đổi chất - cày xới hợp lý - vi sinh vật xung quanh các đầu chóp rễ bằng cách tiết ra đường, protein và vitamin”, theo White. “Các vi sinh vật phát triển và sau đó đi vào các tế bào ở chóp rễ cây, nơi các tế bào này đang phân chia và thiếu các vách tế bào cứng. Các vi sinh vật mất các thành tế bào của chúng, bị giữ lại trong các tế bào thực vật và bị ôxy phản ứng (superoxide). Oxy phản ứng phân hủy một số tế bào vi sinh vật, hút dinh dưỡng từ chúng. Vi sinh vật sống sót thúc đẩy sự hình thành lông hút của rễ cây. Các vi sinh vật để lại lông hút ở chóp rễ, nơi thành tế bào của lông hút mềm và vi sinh vật tái tạo lại thành tế bào của chúng khi chúng trở lại đất. Các vi sinh vật lấy chất dinh dưỡng trong đất và quá trình này được lặp đi lặp lại theo thời gian”.
 

“Mọi người suy đoán rằng cây trồng có thể lấy chất dinh dưỡng từ vi sinh vật, nhưng cơ chế chuyển chất dinh dưỡng từ vi sinh vật sang cây trồng chưa được hiễu rõ - cho đến bây giờ”, White nói. “Hiểu được cách thức hoạt động của tiến trình này có thể cho phép trồng cây mà không cần phân bón hoặc bón phân tối thiểu và không sử dụng thuốc diệt cỏ. Chúng tôi có thể kiểm soát hệ thống này để tăng sự phát triển của cây như mong muốn và giảm sinh trưởng của cây trồng không mong muốn, có tiềm năng sử dụng cùng các vi sinh vật”.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencedaily.