Vi sóng làm nóng đất để loại bỏ sâu bệnh và giúp nông dân quản lý bệnh trong đất

Tiến sỹ Sunshin Jung thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện tử Hàn Quốc đã phát triển một công nghệ kiểm soát sâu bệnh trong đất một cách hiệu quả thông qua phương pháp gia nhiệt vi sóng thâm nhập. Nguồn: Viện nghiên cứu công nghệ điện tử Hàn Quốc.

Một nhóm nghiên cứu do tiến sỹ Sunshin Jung tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện tử Hàn Quốc (KERI) dẫn đầu đã phát triển một công nghệ đột phá giúp loại bỏ sâu bệnh một cách hiệu quả mà không cần sử dụng thuốc trừ sâu và bảo vệ trang trại khỏi các bệnh trong đất bằng cách sử dụng hệ thống sưởi vi sóng, cơ chế cốt lõi của lò vi sóng.

Các bệnh về đất do độc canh gây ra là mối quan tâm lớn của nông dân vì chúng làm giảm năng suất và chất lượng cây trồng. Bệnh đất có thể do một số yếu tố gây ra, nhưng phổ biến nhất là các loài gây hại như vi khuẩn trong đất, nấm và tuyến trùng.

Thuốc trừ sâu thường được sử dụng để kiểm soát sự xâm nhập của sâu bệnh, nhưng việc sử dụng chúng cũng có những nhược điểm, bao gồm phá hủy hệ sinh thái nông nghiệp, kháng thuốc trừ sâu và dư lượng độc hại. Để đất hoang trong thời gian dài để phục hồi đất có thể là một lựa chọn, nhưng hầu hết nông dân không thể chi trả được vì nó ảnh hưởng đến sinh kế của họ.

KERI đã phát triển công nghệ vi sóng xuyên sâu vào lòng đất để làm nóng độ ẩm của đất và loại bỏ các loài gây hại dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Đã có nghiên cứu về gia nhiệt vi sóng để xử lý đất ở Úc và các nơi khác, nhưng độ sâu thâm nhập tối đa là 10cm do nhiễu xạ sóng (vì vi sóng dễ lan truyền) và do đó, vi sóng chỉ được sử dụng một cách hạn chế, chẳng hạn như để kiểm soát cỏ dại.

Sau nhiều năm nghiên cứu về tính chất của vi sóng, nhóm của tiến sỹ Jung đã đạt đến mức có thể điều chỉnh sự phân bố không gian của vi sóng bằng cách tăng hoặc giảm bước sóng và pha theo ý muốn. Kết quả là họ đã phát triển thành công một ăng-ten (bộ tản nhiệt) độc quyền giúp tối đa hóa khả năng xuyên thấu của vi sóng.

Vi sóng phát ra từ ăng-ten được tạo ra để gặp nhau và chồng lên nhau tại một điểm cụ thể dưới lòng đất. Các vi sóng chồng lên nhau kết hợp làm tăng biên độ và làm nóng đất xuống tới 30cm hoặc hơn, mức công nghệ cao nhất trên thế giới.

Một ăng-ten (bộ tản nhiệt) làm nóng đất bằng cách cho vi sóng xuyên qua đến độ sâu từ 30cm hoặc hơn dưới lòng đất. Nguồn: Viện nghiên cứu công nghệ điện tử Hàn Quốc.

Di chuyển xuống lòng đất, vi sóng làm nóng có chọn lọc độ ẩm đến 60 ~ 100°C (có thể điều chỉnh nhiệt độ làm nóng). Do độ ẩm chiếm 10–30% đất và hầu hết các loài gây hại sống gần rễ cây trồng và dễ bị tổn thương bởi nhiệt độ (60°C trở lên), công nghệ của KERI được kỳ vọng sẽ có hiệu quả cao trong việc khử trùng. Nó cũng sẽ có tác dụng lâu dài vì đất khi được làm nóng sẽ không dễ nguội nhưng vẫn giữ nhiệt trong thời gian dài.

Thành tựu của nhóm nghiên cứu thu hút sự chú ý đến những đóng góp tiềm năng của nó trong việc giúp nông dân giải quyết các bệnh về đất. Nghiên cứu này bắt đầu theo yêu cầu của một nhân viên Cục Kiểm dịch Động thực vật và kết quả nghiên cứu là công nghệ vi sóng được chuyển giao cho Jooeun Care Farm Co., Ltd., công ty chuyên về thiết bị kiểm soát sinh vật gây hại.

Jooeun Care Farm có kế hoạch sản xuất thiết bị dựa trên công nghệ được chuyển giao và đặt nền tảng cho nông dân trên cả nước thuê thiết bị với giá phải chăng với sự hợp tác của chính quyền địa phương và các tổ chức công.

Tiến sỹ Sunshin Jung của KERI cho biết: “Chúng tôi đã lợi dụng tính chất sóng của vi sóng, hướng chúng chồng lên, không lan rộng và làm nóng lớp đất dưới lòng đất. Công nghệ này giúp tiêu diệt sâu bệnh trú ngụ dưới lòng đất sau khi thu hoạch mà không sử dụng thuốc trừ sâu, không tác dụng phụ và không gây ô nhiễm môi trường, sẽ đóng góp nhiều vào năng suất nông nghiệp và thu nhập của nông dân”.

Các chuyên gia tin rằng công nghệ sưởi ấm vi sóng này cũng có thể được sử dụng để tiêu diệt môi trường sống của các loài gây hại ngoại lai (ví dụ như mối, kiến ​​lửa và kiến ​​lửa nhiệt đới) tìm thấy ở các cảng và sân bay mà không phá hủy sàn nhà (phương pháp không phá hủy). Các ứng dụng tiềm năng khác bao gồm các thiết bị sưởi ấm vi sóng gắn trên xe để loại bỏ băng đen trên đường vào mùa đông và làm sạch đất bị nhiễm dầu.

Nhóm nghiên cứu của KERI, người đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thành tựu này, hy vọng rằng công nghệ gia nhiệt vi sóng xuyên thấu này sẽ có những ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và sẽ thúc đẩy quá trình thương mại hóa bằng cách xác định các công ty có nhu cầu về công nghệ này.

Đỗ Thị Nhạn theo Phys.org