Cơ chế bảo vệ thông minh từ cấu trúc vải ba chiều
Các thử nghiệm thực địa tại hệ thống nhà màng của Đại học Bang Bắc Carolina (Mỹ) đã chứng minh hiệu quả vượt trội của lớp phủ dệt may mới lên sự phát triển của cây dâu tây. Lớp bảo vệ không gây ra bất kỳ tác động tiêu cực nào đến sức khỏe thực vật, đồng thời hứa hẹn thay đổi phương thức sản xuất nông nghiệp theo hướng bền vững hơn nhờ giảm sự lệ thuộc vào hóa chất độc hại.
Vật liệu đặc biệt này mang tên Plant Armor (áo giáp thực vật). Thay vì các loại màng nhựa thông thường, Plant Armor sở hữu cấu trúc dệt kim ba chiều với các lỗ hổng siêu nhỏ. Thiết kế này tạo ra một rào chắn vật lý vững chắc, ngăn cản mọi sự xâm nhập của sâu hại nhưng vẫn đảm bảo các yếu tố tự nhiên thiết yếu như nắng, mưa và gió thẩm thấu trực tiếp đến từng gốc cây.
Trong các đợt kiểm tra thực tế, những luống dâu tây được che chắn bởi Plant Armor cho năng suất cao gấp 3,56 lần so với nhóm đối chứng mọc tự nhiên. Kết quả phân tích cho thấy lớp vải không hề làm suy giảm cường độ ánh sáng hay gây ra sự biến động bất lợi về độ ẩm tương đối trong môi trường nuôi trồng.
Phá vỡ phản ứng "tránh bóng râm" của thực vật
Gabriel Olawuyi, trợ lý nghiên cứu và là tác giả chính của công trình, cho biết nhóm nghiên cứu từng lo ngại độ dày của vải sẽ gây ra phản ứng "tránh bóng râm". Thông thường, khi ánh sáng bị hạn chế, cây trồng có xu hướng dồn năng lượng vào việc phát triển sinh khối (tăng chiều dài thân và lá) thay vì tập trung ra quả. Tuy nhiên, thực tế chứng minh màng phủ này không hề cản trở quang hợp, giúp sản lượng quả tăng trưởng mạnh mẽ ngoài mong đợi.
Bên cạnh khả năng bảo vệ, Plant Armor còn tạo ra hiệu ứng tích lũy nhiệt độ ổn định suốt ba mùa sinh trưởng. Theo các chuyên gia, lượng nhiệt bổ sung này giúp cây đạt được chỉ số "độ ngày sinh trưởng" cần thiết nhanh hơn, từ đó bước vào giai đoạn kết trái sớm hơn so với phương thức canh tác truyền thống. Môi trường nhiệt độ tối ưu giúp cây dâu tây hoàn thành mọi giai đoạn sinh lý một cách hoàn hảo, tạo tiền đề cho những vụ thu hoạch bội thu.
Hành trình từ quân phục binh sĩ đến cánh đồng dâu tây
Sự ra đời của chiếc "áo giáp" cho thực vật khởi nguồn từ một lĩnh vực hoàn toàn xa lạ: nghiên cứu trang phục quân đội. Ban đầu, các nhà khoa học tập trung phát triển loại vải dệt giúp quân phục binh sĩ có khả năng chống muỗi đốt và tăng cường sự thoải mái khi mặc áo chống đạn.
Giáo sư R. Michael Roe, đồng tác giả nghiên cứu, nhận định hành trình từ một mảnh vải lót ngực người lính đến một sản phẩm giúp nhân ba sản lượng trang trại tại Bắc Carolina là minh chứng cho giá trị của sự giao thoa khoa học. Nếu không có tinh thần miệt mài thử nghiệm và bám sát thực tiễn của đội ngũ nghiên cứu, những giải pháp sáng tạo ngoài dự đoán như Plant Armor sẽ không bao giờ xuất hiện.
Dự án này nhận được sự hỗ trợ tài chính từ Quỹ Nông nghiệp Bắc Carolina và Quỹ Năng lực Nghiên cứu (HATCH) thuộc Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Quốc gia của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ. Hiện tại, màng phủ Plant Armor thế hệ thứ hai đã được cấp bằng sáng chế và đang trong quá trình chuyển giao để phát triển thương mại rộng rãi. Thành tựu này là kết quả hợp tác chặt chẽ giữa Cao đẳng Tài nguyên Thiên nhiên, Cao đẳng Vải dệt Wilson và Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Đời sống trực thuộc Đại học Bang Bắc Carolina.
Công trình còn có sự đóng góp quan trọng của các đồng tác giả: James Clothier, Matthew Bertone, Grayson Cave, Reuben Garshong, Andre West, Loganathan Ponnusamy và Clyde Sorenson.
