Công nghệ nano có thể giúp chúng ta gia tăng sản lượng lương thực với ít năng lượng và nước hơn |
Với dân số thế giới dự kiến khoản hơn 9 tỉ người vào năm 2050, các nhà khoa học hiện nay đang phải phát triển các hướng nghiên cứu mới nhằm đáp ứng nhu cầu về thực phẩm, năng lượng, nước sạch của toàn cầu và góp phần hạn chế phụ thuộc vào các nguồn tự nhiên. Hiện nay Ngân hàng Thế giới (WB) và Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc (FAO) đang kêu gọi phát triển những ý tưởng đột phá nhằm giải quyết các vấn đề nêu trên. |
Với dân số thế giới dự kiến khoản hơn 9 tỉ người vào năm 2050, các nhà khoa học hiện nay đang phải phát triển các hướng nghiên cứu mới nhằm đáp ứng nhu cầu về thực phẩm, năng lượng, nước sạch của toàn cầu và góp phần hạn chế phụ thuộc vào các nguồn tự nhiên. Hiện nay Ngân hàng Thế giới (WB) và Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc (FAO) đang kêu gọi phát triển những ý tưởng đột phá nhằm giải quyết các vấn đề nêu trên (còn được gọi là vấn đề liên hệ giữa lương thực, nguồn nước và năng lượng).
Cây đâu xanh phát triển tốt hơn và cho sản lượng cao hơn khi được phun nano kẽm
(Chad Zuber/Shutterstock.com) Công nghệ nano, với khả năng tạo ra các hạt siêu nhỏ ở kích thước nano hiện nay đang trở thành một xu hướng mới đầy hứa hẹn bởi khả năng thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Hướng nghiên cứu này là một phần trong ngành khoa học: “canh tác chính xác”, trong đó người trồng trọt sẽ sử dụng một cách có hiệu quả nguồn nước, phân bón và các nguyên liệu đầu vào khác. “Canh tác chính xác” giúp cho nền nông nghiệp trở nên bền vững hơn bởi khả năng giảm thiểu các chất thải.
Việc sử dụng phân bón theo cách truyền thống có thể gây lãng phí tài nguyên và ô nhiễm nguồn nước (Fotokostic/Shutterstock.com)
Ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón
Mỏ phốt phát gần Flaming Gorge, Utah. (Jason Parker-Burlingham/Wikipedia, CC BY)
Trái ngược với cách sử dụng phân bón truyền thống vốn cần đến hàng tấn nguyên liệu đầu vào, công nghệ nano chỉ sử dụng một lượng rất nhỏ. Các hạt nano là các hạt có kích thước từ 1 – 100 nm. Với 1 nm tương đương một phần tỉ mét, hay để dễ hình dung hơn, một tờ giấy có độ dày khoảng 100.000 nm. Các hạt nano này có các đặc tính lý hóa, cấu trúc đặc biệt và có thể được thay đổi một cách dễ dàng phụ thuộc vào mục đích ứng dụng. Nhiều quá trình sinh học như các hoạt động sống của tế bào đều diễn ra ở “cấp độ nano” và các hạt nano có thể can thiệp vào các hoạt động này. Các nhà khoa học hiện nay đang chủ động nghiên cứu về các hạt nano kim loại và oxit kim loại, chúng được biết đến như là “phân bón nano” và có thể được ứng dụng trong khoa học cây trồng cũng như trong nông nghiệp. Các loại vật liệu này có thể được đưa vào cây thông qua nước tưới hoặc phun trực tiếp lên lá. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy việc hấp thu trực tiếp các hạt nano qua lá có lợi ích đặc biệt đối với môi trường do các vật liệu này không phải tiếp xúc trực tiếp với đất. Do kích thước cực nhỏ, các hạt nano khi phun qua lá có thể được cây hấp thụ hiệu quả hơn so với khi hòa vào nước tưới. Raliya và cộng sự đã tổng hợp các hạt nano trong phòng thí nghiệm sau đó phun chúng lên lá với độ chính xác cao và nồng độ thích hợp.
Hiện tượng tảo nở hoa tại hồ Lake Erie vào năm 2011, nguyên nhân là do ô nhiễm phốt-pho do bị rửa trôi từ các nông trại kế cận. (NASA Earth Observatory/Flickr, CC BY)
Nhóm nghiên cứu chọn nguyên tố kẽm do đây là một nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho sự sinh trưởng của cây và hàm lượng cần thiết của nó nhỏ hơn rất nhiều so với phốt-pho. Bằng cách phun nano kẽm lên lá cây đậu xanh sau nảy mầm 14 ngày, nhóm nghiên cứu đã có thể làm gia tăng hoạt tính của ba loại enzyme quan trọng trong cây đậu: acid phosphatase, alkaline phosphatase và phytase. Các enzyme này phản ứng với nhiều hợp chất có chứa phốt-pho trong đất và chuyển hóa chúng thành các dạng mà cây có thể hấp thu một cách dễ dàng.Khi làm gia tăng hoạt tính các enzyme này thì có thể giúp cây hấp thu phốt-pho cao hơn gần 11% mà không cần phải bón thêm bấy cứ phân bón có chứa phốt-pho nào. Các cây được phun nano kẽm cũng cho thấy sự gia tăng sinh khối hơn 27% và năng suất cũng cao hơn 6% so với cây trồng không sử dụng phân bón.
Lê Quang Luân - hcmbiotech, theo theconversation. |
Trở lại In Số lần xem: 1650 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|