Vật liệu dệt mới có thể giúp tăng gấp ba sản lượng dâu tây

Dâu tây được trồng có và không có lớp phủ dệt Plant Armor. Trong các thử nghiệm trên đồng ruộng có mái che dạng đường hầm, công nghệ mới giúp năng suất quả tăng 3,56 lần. Ảnh: Gabriel Olawuyi.

Một loại vải dệt mới được sử dụng để che phủ cây dâu tây đã giúp tăng năng suất dâu tây hơn ba lần trong các thử nghiệm trên đồng ruộng có mái che dạng đường hầm, mà không gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe của cây. Công nghệ này cũng có tiềm năng giúp giảm đáng kể lượng nước và thuốc bảo vệ thực vật sử dụng trong sản xuất dâu tây.

Lớp phủ có tên Plant Armor là một loại vải được thiết kế kỹ lưỡng để phủ lên cây dâu tây. Cấu trúc ba chiều của vật liệu ngăn côn trùng tiếp cận cây trồng bên dưới. Tuy nhiên, cấu trúc nhiều lớp của vải vẫn cho phép ánh sáng mặt trời, nước mưa và không khí tiếp cận cây.

Các thử nghiệm trên đồng ruộng có mái che dạng đường hầm cho thấy Plant Armor giúp tăng năng suất dâu tây lên tới 3,56 lần mà không ảnh hưởng bất lợi đến độ ẩm tương đối hoặc khả năng tiếp cận ánh sáng.

“Để tạo quả, cây trồng cần ánh sáng mặt trời”, Gabriel Olawuyi, nghiên cứu sinh tại Đại học Bang North Carolina và là tác giả chính của nghiên cứu về Plant Armor, cho biết. “Chúng tôi dự đoán rằng lớp vải có vẻ khá đục của Plant Armor sẽ làm gia tăng sinh khối sinh dưỡng nhưng phải đánh đổi bằng khả năng ra quả - bởi lượng ánh sáng giảm đi có thể kích hoạt ‘phản ứng tránh bóng râm’, khiến cây phân bổ năng lượng cho sự phát triển của thân và lá thay vì sản xuất quả. Tuy nhiên, chúng tôi phát hiện rằng loại vải này hoàn toàn không cản trở lượng ánh sáng mà cây tiếp nhận, trong khi sản lượng quả lại tăng đáng kể.”

Plant Armor cũng tạo ra hiệu ứng làm ấm ổn định trong suốt ba mùa sinh trưởng của cây. Theo Olawuyi, điều này giúp cây đạt đến giai đoạn ra quả sớm hơn so với những cây không được che phủ.

“Cây trồng cần một lượng nhiệt tích lũy nhất định, được tính bằng ‘tổng nhiệt hữu hiệu’ (growing degree-days - GDD), để trải qua các giai đoạn phát triển, bao gồm cả giai đoạn ra quả. Lớp phủ của chúng tôi đã cho thấy khả năng làm tăng lượng nhiệt tích lũy này,” Olawuyi cho biết. “Cây được đặt trong điều kiện mà lượng nhiệt cần thiết để chúng trải qua từng giai đoạn sinh trưởng cho đến khi bắt đầu cho quả, được cung cấp một cách tối ưu, và nhờ đó chúng cho năng suất cao hơn rất nhiều so với những cây không được che phủ”.

Theo Olawuyi, bằng cách ngăn cản côn trùng, Plant Armor cũng có thể giúp giảm nhu cầu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật truyền thống trong nông nghiệp.

Plant Armor Gen 2. Cấu trúc ba chiều của vải khiến côn trùng khó tiếp cận cây bên dưới, đồng thời vẫn cho phép ánh sáng, nước mưa và không khí đi qua. Ảnh: Loganathan Ponnusamy.

Plant Armor ra đời từ những nỗ lực nhằm tạo ra loại quân phục có khả năng chống muỗi đốt và mang lại sự thoải mái hơn khi mặc áo giáp. Theo đồng tác giả R. Michael Roe, giáo sư William Neal Reynolds tại NC State, quá trình này cho thấy tầm quan trọng của nghiên cứu hợp tác.

“Quá trình dẫn đến Plant Armor bắt đầu từ nỗ lực tạo ra một loại vải có thể đặt ở phần ngực của người lính nhằm giúp áo giáp trở nên thoải mái hơn”, Roe cho biết. “Sau đó, thông qua quá trình thử nghiệm và điều chỉnh, chúng tôi đã tạo ra một sản phẩm có thể giúp tăng gấp ba sản lượng của các trang trại dâu tây ở Bắc Carolina”.

“Khi bắt đầu, chúng tôi không thể dự đoán được điều này. Nếu không có tất cả những người đang nghiên cứu tại đây và luôn dựa trên những gì khoa học chỉ ra, chúng tôi sẽ không thể tạo ra được sản phẩm này”.

Bài nghiên cứu có tiêu đề “Knitted 3-D, Porous Textile Cover to Enhance Strawberry Fruit Production and Prevent Insect Feeding” (Lớp phủ dệt kim xốp 3D giúp tăng sản lượng quả dâu tây và ngăn côn trùng ăn cây) được công bố trên tạp chí Agriculture. Các đồng tác giả gồm James Clothier, Matthew Bertone, Grayson Cave, Reuben Garshong, Andre West, Loganathan Ponnusamy và Clyde Sorenson, đều thuộc Đại học Bang North Carolina.

Huỳnh Thị Đan Anh theo Đại học Bang North Carolina.