Bên cạnh những áp lực do khí hậu gây ra, thiệt hại do ấu trùng sùng đất (họ bọ rùa) và sự tấn công ngày càng tăng của loài bọ cánh cứng Nhật Bản (một loài xâm lấn) đang là một mối đe dọa đáng kể đối với sự thành công của các nỗ lực tái trồng rừng quy mô lớn.
Để giải quyết vấn đề này, dự án nghiên cứu BioROOTGUARD đã được khởi động với mục tiêu phát triển một loại màng nhựa có khả năng phân hủy sinh học, giúp bảo vệ rễ cây trong giai đoạn đầu phát triển. Giải pháp này được kỳ vọng sẽ làm giảm những tổn thất đáng kể do các loài gây hại này gây ra, trong khi vẫn đảm bảo không gây tác động tiêu cực đến môi trường.
Để đạt được mục tiêu này, một liên minh gồm các đối tác trong ngành công nghiệp và các viện nghiên cứu đã được thành lập. Dự án được dẫn dắt bởi công ty FKuR Kunststoff GmbH (gọi tắt là FKuR), quy tụ các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực phát triển vật liệu, khoa học lâm nghiệp và nghiên cứu môi trường.
Bước đầu tiên của dự án là phát triển một hợp chất nhựa có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn trong đất rừng mà không để lại bất kỳ dư lượng nào. Sau đó, các nghiên cứu sẽ tập trung vào việc làm thế nào để xử lý vật liệu này thành dạng màng mỏng.
Trong quá trình trồng cây non, tấm màng này sẽ được quấn quanh bầu rễ để tạo ra một hàng rào vật lý, vừa bảo vệ rễ khỏi sự tấn công của côn trùng, vừa cho phép rễ phát triển một cách khỏe mạnh. Sau khi giai đoạn bảo vệ kết thúc, đặc tính tự phân hủy của màng sẽ giúp loại bỏ hoàn toàn nhu cầu phải thu hồi, tránh được chi phí và công sức lao động phát sinh.
Không chỉ dừng lại ở chức năng rào cản cơ học, tấm màng mới này còn được kỳ vọng có thể ngăn chặn ấu trùng sùng đất tiếp cận vùng rễ. Để làm được điều này, dự án sẽ nghiên cứu việc tích hợp các chất xua đuổi tự nhiên vào vật liệu để đẩy lùi các loài ấu trùng này một cách thân thiện với môi trường.
Tiến sĩ Antje Birkholz, Trưởng phòng Nghiên cứu và Phát triển của FKuR, giải thích: “Với BioROOTGUARD, chúng tôi đang phát triển một giải pháp vừa có thể bảo vệ cây trồng trong giai đoạn rễ còn non yếu, vừa có thể tự phân hủy một cách tự nhiên sau đó. Bằng cách này, chúng tôi kết hợp sự đổi mới về vật liệu với các yêu cầu của ngành lâm nghiệp hiện đại”.
Để biến ý tưởng này thành hiện thực, một liên minh gồm các chuyên gia từ nhiều lĩnh vực đã được hình thành, mỗi đơn vị đảm nhận một mắt xích quan trọng trong chuỗi giá trị khoa học. Với vai trò điều phối, công ty FKuR chịu trách nhiệm phát triển vật liệu nhựa sinh học cốt lõi. Sau khi được hoàn thiện, hợp chất này sẽ được chuyển giao cho công ty Kelmaplast để sản xuất thành những tấm màng bảo vệ thực tế.
Trong suốt quá trình đó, vai trò kiểm định và đánh giá được giao cho các viện nghiên cứu hàng đầu. Viện Fraunhofer UMSICHT sẽ phân tích các đặc tính vật liệu và khả năng phân hủy sinh học trong đất. Viện Khoa học Biển HYDRA đảm nhận nhiệm vụ tương tự trong môi trường nước.
Sau các bước trên, tấm màng hoàn chỉnh sẽ được đưa ra "thử lửa" trong các điều kiện thực tế. Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp Baden-Württemberg sẽ tiến hành các thử nghiệm thực địa để đánh giá hiệu quả bảo vệ trong các khu rừng. Song song đó, Viện Julius Kühn sẽ tập trung vào khả năng chống lại loài bọ cánh cứng Nhật Bản xâm lấn và nghiên cứu các ứng dụng tiềm năng khác trong các vườn ươm hay vườn nho.
