Đột phá công nghệ, đặt nền móng trồng trọt kiểu mới trong tương lai

Đây được xem là bước đột phá quan trọng, bởi chu kỳ sinh trưởng của lúa trong môi trường đồng ruộng truyền thống là hơn 120 ngày, nay được rút ngắn một nửa. Điều này cho phép cung cấp một cách tiếp cận công nghệ mới để tăng tốc việc nhân giống cây trồng.

Giống lúa cho năng suất “khủng”

Theo nhà nghiên cứu và cũng là nhà khoa học chính của nhóm nghiên cứu, Yang Qichang, loại gạo được thử nghiệm trong thí nghiệm này là giống lúa lùn do Viện Nghiên cứu lúa quốc gia Trung Quốc cung cấp.

Trong thử nghiệm, những cây lúa được trồng trong một khu vực có ánh sáng nhân tạo hoàn toàn với các giá thể bốn lớp. Nguồn sáng LED với quang phổ tùy chỉnh được sử dụng để cung cấp môi trường ánh sáng tốt nhất cho các thời kỳ sinh trưởng khác nhau của cây lúa. Chúng cũng được cung cấp các dung dịch chứa chất dinh dưỡng, cho phép cung cấp chính xác các chất dinh dưỡng cần thiết theo nhu cầu của các thời kỳ.

Đồng thời, các yếu tố môi trường bên trong nhà xưởng cây trồng như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ carbon dioxide… cũng được điều chỉnh chính xác nhằm mang lại môi trường sinh trưởng tốt nhất cho từng giai đoạn sinh trưởng.

Trong số 6 giống lùn được khảo nghiệm, có 2 giống cho năng suất cao hơn, làm đòng 45 ngày sau khi trồng và thu hoạch 63 ngày sau khi trồng. Sản lượng thu được là 0,98 kg gạo trên 1m2, tương đương 9,8 tấn/ha.

Qian Qian, Viện sĩ Viện Khoa học Trung Quốc kiêm Giám đốc Viện Khoa học Cây trồng thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, cho rằng, một ngành nông nghiệp hiệu quả là chìa khóa để đảm bảo an ninh lương thực quốc gia. Sử dụng các phương pháp nhân giống truyền thống, thông thường mỗi năm cây lúa chỉ cho được 1 đến 2 thế hệ, kể cả trong môi trường nhà kính. Hay các vùng nhiệt đới cũng chỉ cho được 2 đến 3 thế hệ một năm.

“Đối với hầu hết các loại cây trồng, phải mất vài thế hệ lai tạo để tạo ra những mầm mới và xuất sắc. Thường phải mất vài năm, thậm chí vài thập kỷ. Dựa vào công nghệ mới, nút thắt cổ chai về thời gian và không gian này đã bị phá vỡ”, Qian Qian cho biết.

Nền móng cho việc trồng trọt kiểu mới

Trong môi trường thí nghiệm, bằng cách điều chỉnh môi trường và chất dinh dưỡng, các nhà khoa học có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ quang hợp của cây trồng, gây ra hoa sớm và thúc đẩy cây trồng phát triển nhanh, rút ngắn đáng kể chu kỳ sinh trưởng và dễ dàng đạt được việc tạo giống nhanh. Hệ thống tăng tốc nhân giống này cũng không bị hạn chế bởi điều kiện đất đai, không gian và khí hậu. Toàn bộ hệ thống này có thể được xây dựng gần tòa nhà phòng thí nghiệm hoặc đơn vị nhân giống, và có thể được sử dụng để nhân giống thế hệ bổ sung trong suốt cả năm.

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết, trong tương lai, dự kiến họ sẽ đạt mốc hơn 6 vụ “nhân giống nhanh” mỗi năm và số tầng canh tác có thể lên tới hơn 10 tầng. Bước đột phá công nghệ này cung cấp những ý tưởng mới để tăng cường việc canh tác lúa và các cây trồng khác đạt hiệu quả cao. Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào kiểm soát môi trường và đặc điểm của canh tác nhiều lớp, chọn giống lúa phù hợp để trồng trong khu thử nghiệm nhằm tăng năng suất.

“Hiện tại, nghiên cứu này mới chỉ bắt đầu. Chúng tôi mong muốn trong tương lai việc cung cấp dinh dưỡng chính xác, điều chỉnh ánh sáng và nhiệt độ cho cây lúa, không gian vô trùng và canh tác ba chiều, cơ giới hóa hoàn toàn, đồng thời cho phép nông dân có thể đến nhà máy để tham gia vận hành”, Qian Qian nói.

Nghiên cứu này cũng được cho là sẽ không chỉ thay đổi các phương pháp chăn nuôi và trồng trọt truyền thống mà còn đặt nền móng cho việc trồng trọt kiểu mới trong tương lai.