Theo nghiên cứu mới từ Đại học Illinois, những cây trồng gặp điều kiện khô hạn hoặc nhiệt độ khắc nghiệt trong giai đoạn đầu sinh trưởng có khả năng phản ứng tốt với điều kiện hạn hán ở những giai đoạn sau. Sự thích nghi này của thực vật có thể giúp giảm thất thoát năng suất và là tiền đề giúp các nhà nghiên cứu tìm ra các yếu tố ngăn ngừa giảm năng suất cây trồng trong tương lai. 

Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu của Đại học Illinois dẫn đầu bởi Peng Fu (dự án RIPE) đã phát hiện ra thực vật có khả năng thích nghi với điều kiện hạn hán và biến đổi khí hậu trong tương lai. “Ký ức” của sự thích nghi này có thể giúp giảm thiểu thất thoát năng suất và giúp các nhà nghiên cứu ngăn ngừa mất năng suất cây trồng trong tương lai.

Peng Fu từ đại học Illinois cho biết: “Những gì chúng ta thấy là nếu cây trồng sống sót qua một đợt hạn hán sớm, thì kinh nghiệm đó giúp chúng hoạt động tốt hơn khi hạn hán xảy ra rất gần với vụ thu hoạch. Chúng tôi nghĩ rằng cây trồng ứng phó với hạn hán và thích nghi với nó, vì vậy khi nó xảy ra một lần nữa, cây trồng đã lên kế hoạch chống chịu và tác động sẽ giảm bớt”. 

Không giống như các nghiên cứu khác về hạn hán hoặc biến đổi khí hậu diễn ra trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ, hạn hán trên cây trồng được quan sát trên các cánh đồng ngô và đậu tương khắp Illinois, Indiana và Iowa. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu xem xét cách cây trồng phát triển khả năng đặt kế hoạch đối phó với điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ và hạn hán, những điều kiện bất lợi này dự kiến ​​sẽ tăng lên trong những năm tới do biến đổi khí hậu.

Cũng theo Feng Fu, thành viên dự án “Tăng hiệu quả Quang hợp” (RIPE) cũng là người thiết kế nghiên cứu này, cho biết: “Dựa trên các báo cáo và dự báo về biến đổi khí hậu, chúng tôi đang chứng kiến mức nhiệt kỷ lục, đặc biệt ở vùng Trung Tây nước Mỹ. Vì nó sẽ tiếp tục xảy ra, chúng ta cần phát triển các giống cây trồng có thể đối phó với khí hậu khắc nghiệt này để đảm bảo an ninh lương thực ở vùng Trung Tây nước Mỹ. Hiểu được mức độ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến năng suất cây trồng là rất quan trọng”.

Dự án RIPE, do đại học Illinois chủ trì, mong muốn tăng năng suất cây trồng bằng cách cải thiện quá trình quang hợp, quá trình tự nhiên mà tất cả các cây sử dụng để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng và sản lượng.

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Food and Energy Security, Fu và các đồng nghiệp đã phân tích dữ liệu năng suất cây trồng trong gần 20 năm và phát hiện ra rằng những cây ngô và đậu tương đã vượt qua điều kiện khô hạn đầu vụ có thể giảm thiểu thiệt hại do hạn hán cuối vụ lên đến 7%. Việc xác định nhân tố gây khô hạn ở thực vật là một thách thức đối với nhóm. Ngay cả khi có một tín hiệu về nhân tố đó tồn tại, nó sẽ cực kỳ khó xác định so với các yếu tố khác cùng quyết định năng suất cây trồng, bao gồm cả thời tiết. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu không gian địa lý và viễn thám để phân tích sự phát triển của cây trồng theo thời gian và các yếu tố thời tiết khác nhau. Họ sử dụng bộ mô phỏng Hệ thống Sản xuất Nông nghiệp (APSIM) để lập mô hình các kết quả khác nhau dựa trên các thông số khác nhau.    

Carl Bernacchi, chủ trì dự án RIPE và những nhà khoa học của Bộ Nông nghiệp Mỹ, cho biết: “Những kết quả này cho thấy xu hướng khí hậu trong tương lai: mùa xuân ẩm ướt và mùa hè khô hơn có thể làm giảm năng suất cây trồng. Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy cây trồng có thể sử dụng hạn hán giai đoạn sớm để “chuẩn bị” cho hạn hán sau đó, điều này đưa ra những cơ hội nhằm đạt được kết quả tương tự thông qua việc lai tạo”.

Tiềm năng tạo ra một phản ứng tương tự đối với thực vật dựa trên kiến ​​thức nền tảng này là bước tiếp theo của dự án nghiên cứu. Fu, Bernacchi và nhóm của họ sẽ làm việc với các nhà nghiên cứu khác của RIPE để phát triển các loại cây trồng có khả năng chịu hạn nhằm giúp sản xuất đối phó với sự thay đổi của khí hậu.

Đinh Thị Hương theo Đại học Illinois.