Trồng nhiều rau hơn với ít phân bón hơn, một nghiên cứu mới đã tìm ra cách

• Các nhà nghiên cứu ở Singapore đang nghiên cứu cách nông dân đô thị công nghệ cao có thể sản xuất nhiều cây trồng hơn với ít phân bón hóa học hơn.
• Họ đã phân tích vi khuẩn từ các cây rau phổ biến ở châu Á và vật chất di truyền của chúng trong đất, sử dụng một kỹ thuật gọi là metagenomics.
• Sử dụng một siêu máy tính để thu thập dữ liệu, họ đã phát hiện ra những vi khuẩn có thể có lợi cho rau bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng, kích thích tăng trưởng và ngăn chặn mầm bệnh.
• Nhóm nghiên cứu có kế hoạch xây dựng dựa trên nghiên cứu này trong tương lai để nuôi cấy những vi khuẩn này có thể cải thiện bền vững sản xuất cây trồng và tăng cường an ninh lương thực.

Nghiên cứu mới xác định gần 300 loài vi sinh vật phát triển cùng với các loại rau phổ biến ở châu Á.

Để rau phát triển tốt, chỉ cần cho cây ra nắng và tưới nước là chưa đủ. Chúng cần cả một cộng đồng vi sinh vật để giúp chúng phát triển khỏe mạnh.

Phát hiện này là bước đầu tiên hướng tới việc giúp nông dân đô thị công nghệ cao sản xuất nhiều loại cây trồng hơn với ít phân bón hóa học hơn.

Hiện tại, những gì ít được biết đến trong lĩnh vực nghiên cứu này chủ yếu được thu thập từ các loài thực vật tiêu chuẩn được sử dụng trong các thí nghiệm, và chúng không phải là rau. Để giải quyết khoảng cách này, nhóm nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã hợp tác với một trang trại đô thị thương mại ở Singapore.

Họ đã thu được các mẫu đất, cũng như cả cây con và cây trưởng thành của ba loại rau phổ biến ở châu Á: cải ngọt, cải rổ và cải ngồng, bông cải xanh, cải bó xôi. Nhóm nghiên cứu đã chiết xuất các vi khuẩn và vật chất di truyền của chúng trong đất và trên cây để phân tích.

“Các loại rau lá xanh là chất dinh dưỡng dày đặc và được đóng gói với các hợp chất hoạt tính sinh học được biết đến với việc thúc đẩy sức khỏe con người”, trưởng nhóm nghiên cứu Sanjay Swarup, phó giáo sư trong bộ phận khoa học sinh học nói.

“Những loại rau lá xanh này là cây trồng ngắn ngày, thích hợp để áp dụng trong các hình thức canh tác khác nhau. Tập trung các ưu tiên nghiên cứu của chúng tôi vào nhóm thực phẩm này sẽ giải quyết vấn đề an ninh lương thực và dinh dưỡng, đồng thời phục vụ cho cả khía cạnh số lượng và chất lượng của sản xuất lương thực”.

Các nhà nghiên cứu đã giải trình tự vật liệu di truyền trong các mẫu bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là metagenomics. Nó sử dụng các phương pháp tính toán để phân tích sự đa dạng và đặc điểm của vật liệu di truyền mà không cần phải phân lập và nuôi cấy các loài vi sinh vật riêng lẻ. Phương pháp này đã cho họ một bức tranh toàn cảnh về cộng đồng vi sinh vật trong thời gian ngắn hơn và tốn ít công sức hơn.

Sử dụng siêu máy tính, các nhà nghiên cứu đã xác định được gần 300 loài vi khuẩn và một nhóm sinh vật đơn bào giống vi khuẩn được gọi là vi khuẩn cổ. Từ dữ liệu, họ phát hiện ra rằng vi sinh vật có thể có lợi cho rau bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng, kích thích tăng trưởng và ngăn chặn mầm bệnh. Kết quả của cuộc nghiên cứu kéo dài 4 năm được đăng trên tạp chí Scientific Data.

“Chúng tôi đã thấy các chuỗi cung ứng thực phẩm bị ảnh hưởng tiêu cực như thế nào bởi đại dịch COVID-19. Do đó, chúng ta cần có những hành động cải cách khẩn cấp để xây dựng khả năng phục hồi và an ninh lương thực cao hơn. Thông qua nghiên cứu này, chúng tôi đang thực hiện bước đầu tiên hướng tới việc xây dựng các giải pháp sáng tạo để thúc đẩy sản xuất địa phương theo hướng bền vững cao”, Pavagadhi Shruti, quản lý cấp cao của nhóm đã dẫn đầu công việc lấy mẫu hiện trường và phòng thí nghiệm cho biết.

Dựa trên nghiên cứu của họ, nhóm sẽ tiến hành các nghiên cứu chi tiết để xác định các chủng vi sinh vật tốt nhất để nâng cao năng suất cây trồng. Họ cũng hy vọng phát hiện của họ sẽ khuyến khích các nghiên cứu sâu hơn để hiểu cách vi sinh vật tăng cường sự phát triển của cây trồng và tìm ra những cách mới để nuôi cấy những vi sinh vật này.

Đồng nghiên cứu Aditya Bandla đã dẫn đầu công việc tính toán cho nghiên cứu.