Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  17
 Số lượt truy cập :  33491726
DayCent-CABBI: Mô hình mới tích hợp vi khuẩn trong đất, cỏ lâu năm
Thứ tư, 10-04-2024 | 08:21:14

Một mô hình tích hợp đất và vi khuẩn (bên trái) so với mô hình DayCent trước đây không mô phỏng rõ hoạt động của vi khuẩn trong đất. Nguồn: Danielle Berardi.

 

Trong tổng số carbon được dự trữ ở các hệ sinh thái trên trái đất, khoảng một nửa lượng carbon được tìm thấy trong đất. Tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, thảm thực vật, cách quản lý mà đất có thể là nguồn hay nơi chứa carbon.

 

Các giải pháp khí hậu tự nhiên (NCS) mang đến một giải pháp đầy hứa hẹn đưa chúng ta tiến gần đến mục tiêu phát thải bằng 0 bằng cách chuyển CO2 ra khỏi khí quyển và lưu trữ trong sinh khối thực vật và đất.  Sự phát triển của nguyên liệu năng lượng sinh học có tiềm năng to lớn trong lĩnh vực này, bởi vì những loại cỏ này vừa tạo ra carbon trong đất vừa được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học và các sản phẩm sinh học trung hòa carbon.

 

Trong hơn 40 năm qua, những mô hình sinh địa hóa là công cụ quan trọng mà các nhà nghiên cứu sử dụng để tìm hiểu về khí hậu, sự xáo trộn trong hệ sinh thái và quản lý đất đai ảnh hưởng như thế nào đến carbon và các thay đổi khác trong hệ sinh thái. Do những thành công của chúng, các mô hình sinh địa hóa đang trở thành công cụ quan trọng để đánh giá hiệu quả của NCS. Những mô hình này có thể được sử dụng để cung cấp thông tin hay các chính sách quyết định.

 

Một trong các mô hình này, được gọi là DayCent, mô phỏng các dòng chảy hằng ngày của carbon, nitơ và nước giữa khí quyển, thảm thực vật và đất. Tuy nhiên, việc dự đoán tiềm năng của các cây trồng năng lượng sinh học lâu năm như NCS là một thách thức do hai hạn chế của phiên bản mô hình DayCent. Giống như những mô hình hệ sinh thái khác, DayCent không mô phỏng rõ ràng các loài vi khuẩn trong đất và vai trò của chúng trong chu trình carbon trong đất. Ngoài ra, các loại cỏ lớn lâu năm như miscanthus và  switchgrass cũng có những đặc điểm sinh lý riêng biệt chưa được tính đến trong nhiều  hệ thống mô hình.

 

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu CABBI đã thiết lập mô hình DayCent - CABBI, một mô hình hợp nhất các loài vi khuẩn trong đất với các đặc tính sinh lý của các loài cỏ lâu năm vào DayCent.

 

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Geoderma, các nhà nghiên cứu đã thảo luận và công nhận giá trị của CABBI - DayCent, đồng thời thử nghiệm khả năng dự đoán của nó.

 

Melannie Hartman, tác giả chính của nghiên cứu này cho biết: “Việc bổ sung thực vật và vi khuẩn vào mô hình CABBI - DayCent giúp cải thiện sự biểu hiện động lực của hệ sinh thái. Những tiến bộ này đã nâng cao khả năng của mô hình trong việc đánh giá sự sinh trưởng bền vững của các loài cây năng lượng sinh học khác nhau”.

 

Vi khuẩn trong đất góp phần đáng kể vào việc lưu trữ và luân chuyển carbon trong đất, vì thế nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh DayCent để bổ sung thêm một bể sinh khối vi khuẩn sống. Tính năng này điều chỉnh việc phóng thích carbon vào khí quyển dựa trên kích thước bể. Họ cũng bổ sung thêm một bể chứa sinh khối vi khuẩn đã chết, cho phép mô tả thực tế hơn về sự di chuyển carbon từ bể này sang bể khác, điều này sẽ mô phỏng kỹ hơn việc lưu trữ carbon trong đất.

 

Danielle Berardi cho biết: “Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong mô hình DayCent ví dụ như carbon sinh khối vi khuẩn chết sẽ tồn tại trong đất qua nhiều thập kỷ nếu có liên kết chặt chẽ với bề mặt khoáng chất của đất. Thể tích của lớp carbon trong đất này dựa trên kết cấu đất. Chúng tôi đã cải thiện chất hữu cơ khoáng trong DayCent, điều này rất quan trọng trong việc thiết lập các mô hình đo lường chất hữu cơ trong đất”.

 

Một hướng nghiên cứu khác mà nhóm đã tập trung nghiên cứu là thiết lập một mô hình hóa chính xác hơn cho các bộ phận khác nhau của cây trồng lâu năm. Các mô hình truyền thống đã gộp lá và thân thành một nhóm gọi là các thành phần của thực vật trên mặt đất. Việc tách các bộ phận của thực vật và mô hình hóa chúng một cách riêng biệt cho phép CABBI - DayCent mô phỏng chính xác hơn lượng carbon, nitơ và lignin cho từng bộ phận, vừa cải thiện mô phỏng sự phát triển của thực vật cũng như cung cấp các lớp lót hóa học thực tế hơn và các phương pháp thu hoạch linh hoạt hơn, có ý nghĩa với chu trình carbon và nitơ trong đất. Bên cạnh đó, nhóm đã thêm thành phần thân rễ vào mô hình. Thân rễ là những đoạn rễ sống lâu năm trên mặt đất, là nơi dự trữ carbohydrate và nitơ trong mùa đông khi mà các bộ phận của cây bị khô héo. Do bộ rễ của các cây trồng năng lượng sinh học như miscanthus không thích nghi được với khí hậu mùa đông khắc nghiệt ở miền Trung Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu đã thêm một ngưỡng nhiệt độ cho thân rễ - khi nhiệt độ giảm đủ thấp, mô hình sẽ mô phỏng những thiệt hại cho thân rễ.

 

Với những cải biến này, các nhà nghiên cứu đã đưa DayCent - CABBI vào thử nghiệm với sự mô phỏng switchgrass và miscanthus tại đại học Illinois từ năm 2008 đến 2049. Mô hình đã được cải tiến và đánh giá bằng các dữ liệu đồng ruộng từ năm 2008 đến 2019.

 

Theo các mô phỏng trong tương lai (2020 - 2049), DayCent phiên bản sử dụng các mô hình đất trước đó đã mô phỏng sự gia tăng liên tục lượng carbon trong đất trong tương lai cho cả hai loại cây, trong khi phiên bản mới mô tả trạng thái ổn định của carbon trong đất trước năm 2049. Điều này thể hiện quan điểm tốt nhất của các nhà nghiên cứu về dòng chảy carbon trong đất trong tương lai và sự ổn định ở cây switchgrass và miscanthus.

 

“Những tiến bộ  rất cần thiết mang lạ lợi ích không chỉ cho CABBI  mà còn cho cộng đồng các nhà nghiên cứu và các bên liên quan muốn ước tính lượng carbon ở các loài cỏ lâu năm cho năng suất cao để sản xuất nhiên liệu sinh học và sản phẩm sinh học”,  Wendy Yang - giáo sư về sinh học thực vật ở đại học Illinois cho biết.

 

Nguyễn Thị Kim Thoa theo CABBI.

 

Trở lại      In      Số lần xem: 120

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Bản đồ di truyền và chỉ thị phân tử trong trường hợp gen kháng phổ rộng bệnh đạo ôn của cây lúa, GEN Pi65(t), thông qua kỹ thuật NGS
  • Bản đồ QTL chống chịu mặn của cây lúa thông qua phân tích quần thể phân ly trồng dồn của các dòng con lai tái tổ hợp bằng 50k SNP CHIP
  • Tuần tin khoa học 479 (16-22/05/2016)
  • Áp dụng huỳnh quang để nghiên cứu diễn biến sự chết tế bào cây lúa khi nó bị nhiễm nấm gây bệnh đạo ôn Magnaporthe oryzae
  • Vai trò của phân hữu cơ chế biến trong việc nâng cao năng năng suất và hiệu quả kinh tế cho một số cây ngắn ngày trên đất xám đông Nam Bộ
  • Tuần tin khoa học 475 (18-24/04/2016)
  • Vi nhân giống cây măng tây (Asparagus officinalis L.)
  • Thiết lập cách cải thiện sản lượng sắn
  • Nghiên cứu xây dựng hệ thống dự báo, cảnh báo hạn hán cho Việt Nam với thời hạn đến 3 tháng
  • Liệu thủ phạm chính gây nóng lên toàn cầu có giúp ích được cho cây trồng?
  • Tuần tin khoa học 478 (09-15/05/2016)
  • Sinh vật đơn bào có khả năng học hỏi
  • Côn trùng có thể tìm ra cây nhiễm virus
  • Bản đồ QTL liên quan đến tính trạng nông học thông qua quần thể magic từ các dòng lúa indica được tuyển chọn
  • Nghiên cứu khẳng định số loài sinh vật trên trái đất nhiều hơn số sao trong giải ngân hà chúng ta
  • Cơ chế di truyền và hóa sinh về tính kháng rầy nâu của cây lúa
  • Vật liệu bọc thực phẩm ăn được, bảo quản trái cây tươi hơn 7 ngày mà không cần tủ lạnh
  • Giống đậu nành chống chịu mặn có GEN gmst1 làm giảm sự sinh ra ROS, tăng cường độ nhạy với ABA, và chống chịu STRESS phi sinh học của cây Arabidopsis thaliana
  • Khám phá hệ giác quan cảm nhận độ ẩm không khí ở côn trùng
  • Phương pháp bền vững để phát triển cây lương thực nhờ các hạt nano
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD