Chúng ta cho rằng rễ là bộ phận cần thiết nhưng không đáng chú ý của quá trình cây cối sinh trưởng. Tuy nhiên, nghiên cứu mới tập trung vào những gì đang xảy ra trong đất với rễ cây và các chất dịch mà chúng tạo ra.

Trong mùa sinh trưởng phát triển, bạn có thể không nhận thấy nhiều về những gì đang xảy ra với thực vật dưới lòng đất. Khi dự định trồng một loại cây nào đó, hầu hết chúng ta chú ý đến chồi mới, nhánh, lá, và sau đó là hoa và bộ dáng của chúng. Chúng ta cho rằng rễ là bộ phận cần thiết nhưng không đáng chú ý của quá trình cây sinh trưởng.

Paul Hallett và nhóm của ông không đồng ý như vậy. Họ tập trung vào những gì đang diễn ra trong đất cùng với rễ cây.

Vùng đất bao quanh rễ cây được gọi là khu vực vùng rễ hay đới rễ. Đó là sự kết hợp của các từ tiếng Latin "rễ" và "khu vực". Và đó là khu vực mầu mỡ cho các qúa trình sinh trưởng quan trọng nhưng luôn ẩn bên dưới của cây trồng.

Trong khu vực đới rễ, thực vật tạo ra một loạt các hợp chất hóa học gọi là dịch tiết. Hallett và các nhà nghiên cứu tại Đại học Aberdeen đang tìm hiểu những tác động mà dịch tiết ảnh hưởng lên cây trồng và lên khu vực đất xung quanh. Công việc đặc biệt của họ cần những dụng cụ đo quy mô nhỏ gần bề mặt của rễ. Các tính chất của đất vùng đới rễ này có thể rất khác so với phần còn lại của nó.

Hall Root nói: "Rễ liên tục tiết ra dịch chất vào đất như một cách để giải phóng các chất dinh dưỡng trong các hạt đất". Trong hệ tiêu hóa của con người, dạ dày tiết ra các dịch vị dạ dày để giúp phá vỡ thức ăn; các dịch tiết của cây được xem như dịch vị dạ dày của thực vật.

Dịch tiết ở đầu típ của rễ ngô. Credit: Glyn Bengough

Hallett mô tả thành phần hóa học của dịch tiết như “một loại cocktail thật sự hoặc như ‘món tự chọn’ cho bất cứ thứ gì nằm trong vùng rễ”. Ngoài việc giúp cây trồng thu được các chất dinh dưỡng, dịch tiết còn là nguồn thực phẩm cho một phần các vi sinh vật quan trọng của quần thể vi sinh vật đất.

Dịch tiết cũng có vai trò quan trọng trong việc kết dính đất lại với nhau. Rễ và vi nấm sống trong đất giúp kết những khối đất lớn hơn lại với nhau, còn dịch tiết đảm trách vai trò ở cấp độ vi mô. Giống như keo, chúng kết các hạt đất nhỏ trong các mạng lưới cơ học quan trọng. Các nhà khoa học đất gọi đó là những khối đất liên kết.

Trong khi các hiệu ứng kết dính của rễ và mạng lưới nấm thường là dài hạn thì ảnh hưởng của dịch tiết trong đất có thể chỉ thoáng qua. Hallrie nói: “Theo thời gian dài, dịch tiết ở rễ vào đất sẽ không tồn tại lâu theo dạng ban đầu của chúng, chúng có thể tiêu hóa và bị biến đổi bởi các vi sinh vật”. Quá trình này hoàn toàn có thể phá hủy dịch tiết hoặc tạo ra các hợp chất tốt hơn để liên kết các hạt đất với nhau.

Hallett phát biểu: “Dịch tiết rễ thực vật có tác động lớn đến sự hình thành tổng thể”. Chúng làm điều này thông qua nhiều cách, bao gồm vai trò như một loại keo hoặc thay đổi nhanh trạng thái ẩm ước của vùng đới rễ, giúp khu vực đó dễ bóc hơi nước, khô thoáng kể cả khi trời mưa.
Nhóm nghiên cứu của Hallett đã nghiên cứu ảnh hưởng của dịch tiết trên các loại đất khác nhau. Họ nghiên cứu trên môi trường có kết cấu đất sét pha cát so với đất có kết cấu sét. Điều này rất quan trọng vì phản ứng hóa học giữa các dịch tiết và các hạt đất thay đổi tùy theo loại đất. 

Họ cũng nghiên cứu nhiều dịch tiết thực vật khác nhau từ lúa mạch và ngô. Họ phát hiện ra rằng dịch tiết của lúa mạch gia tăng cực tốt sự kết dính của các hạt đất với nhau và trên cây ngô thậm chí nó còn tốt hơn. Họ cũng phát hiện ra rằng, trong khi dịch tiết ra từ lúa mạch không ảnh hưởng đến khả năng thấm nước của đất, thì các dịch tiết của ngô gây ra sự ảnh hưởng đó.

Chương trình nghiên cứu của Hallett cho thấy rằng trong mùa sinh trưởng và có thể là các thời kỳ khác, có những tương tác tinh tế giữa các cây với nhau và với đất xung quanh. Tất cả những tương tác này ảnh hưởng đến lượng nước được giữ trong đất và được hấp thụ bởi thực vật. Việc sản sinh ra dịch tiết cũng ảnh hưởng đến việc cây trồng có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng quan trọng trong đất ở mức độ khác nhau và thậm chí ảnh hưởng đến đất trong vùng đới rễ.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu của Hallett sẽ làm các nghiên cứu bao gồm việc tìm kiếm sản phẩm dịch tiết dọc theo rễ cây. Họ cũng sẽ xem xét tuổi rễ, và liệu rễ non có tạo ra dịch tiết với các chất khác nhau giúp đất kết dính và hấp thụ nước hay không.

Lê Thị Kim Loan theo Sciencedaily.