Trong phòng điều khiển công nghệ cao, cây thông Aleppo đã tiếp xúc với nhiệt độ ngày càng tăng. Nguồn: PTN Sinh thái học thực vật, KIT.

Sự gia tăng nồng độ CO₂ của khí quyển không bù đắp được tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu gây ra bởi nhà kính đối với cây xanh: Hạn hán và nhiệt độ càng khắc nghiệt, cây càng ít được lợi từ việc nồng độ CO₂ tăng lên về mặt chuyển hóa carbon và hiệu quả sử dụng nước. Phát hiện này được các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) tìm ra khi nghiên cứu cây thông Aleppo. Nghiên cứu của họ được báo cáo trong tập chí New Phytologist.

Do biến đổi khí hậu gây ra bởi khí nhà kính, cây ngày càng chịu hạn hán và nắng nóng khắc nghiệt. Tuy nhiên, câu hỏi làm thế nào nồng độ CO₂ tăng trong khí quyển ảnh hưởng đến phản ứng sinh lý của cây dưới áp lực khí hậu vẫn còn gây tranh cãi. Carbon dioxide được biết đến là chất dinh dưỡng chính của thực vật. Bằng cách quang hợp, thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển đổi CO₂ và nước thành carbohydrate và sinh khối. Tuy vậy, thời kỳ hạn hán và nắng nóng làm tăng mức độ căng thẳng sinh học của cây. Rễ cây gặp khó khăn khi tiếp cận với nước. Để giảm tổn thất bay hơi, cây đóng khí khổng lá, do đó chúng lấy ít CO₂ từ không khí.

Các mối quan hệ này hiện đã được nghiên cứu chi tiết bởi Phòng thí nghiệm sinh lý học thực vật thuộc Phòng nghiên cứu môi trường khí quyển của Viện nghiên cứu khí tượng và khí hậu của KIT (IMK-IFU). Cùng với các nhà khoa học của Ludwig-Maximilians - Đại học München, Đại học Vienna và Viện Khoa học Weizmann ở Rechovot / Israel, các nhà nghiên cứu KIT đã nghiên cứu tác động của việc tăng nồng độ CO₂ lên quá trình chuyển hóa carbon và hiệu quả sử dụng nước của cây thông Aleppo (pinus halepensis) dưới điều kiện hạn hán và nắng nóng.

Tổng lượng carbon hấp thu từ nghiên cứu về nhiệt độ trên cây thông Aleppo. Thí nghiệm cho thấy phản ứng của cây với khí quyển (a) so với độ cao (e) mức CO₂ trong điều kiện cung cấp nước tốt (W, màu xanh) và stress do hạn hán (D, màu cam). Nguồn: PTN Sinh thái học thực vật, KIT.

Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu trong tạp chí New Phytologist, họ đã trồng cây thông Aleppo từ hạt trong điều kiện nồng độ CO₂ tăng đáng kể (421 ppm và 867 ppm). Những cây một tuổi rưỡi sau đó được tưới nước hoặc phơi khô trong một tháng. Sau đó, chúng được trồng vào các buồng thực vật công nghệ cao và tiếp xúc với nhiệt độ tăng dần từ 25°C đến 40°C trong 10 ngày. Trong thời gian này, các nhà khoa học liên tục đo trao đổi khí và nước của cây và phân tích các sản phẩm trao đổi chất quan trọng.

Những phát hiện của nghiên cứu bao gồm: Tăng nồng độ CO₂ làm giảm mất nước của cây và tăng hiệu quả sử dụng nước khi tăng tải nhiệt. Tuy nhiên, việc hấp thụ carbon ròng giảm đáng kể. Ngoài ra, nhiệt ảnh hưởng không tốt đến trao đổi chất của cây, trong khi quá trình trao đổi chất hầu như không thu được từ việc cung cấp CO₂ tăng. Hiệu quả tích cực chính được quan sát là sự tăng tính ổn định của protein gốc. Theo TS. Nadine Rühr, trưởng phòng thí nghiệm sinh lý học thực vật của IMK-IFU: "Nhìn chung, khi nồng độ CO₂ tăng lên, các phản ứng với điều kiện căng thẳng sinh học của cây là khá vừa phải. Với sự gia tăng nhiệt độ và hạn hán, nó đã giảm đáng kể. Từ điều này, chúng tôi kết luận rằng nồng độ CO₂ trong khí quyển ngày càng tăng không thể bù đắp được sự căng thẳng của cây trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt".

Đỗ Thị Thanh Trúc theo Phys.org