Trung Quốc tạo ‘hạt giống đất’, biến cát sa mạc thành nền trồng cây sau 1-2 năm

Một vi khuẩn nhỏ có thể thay đổi sa mạc

Theo Tân Hoa xã, các nhà khoa học tại tây bắc Trung Quốc đang triển khai một công nghệ mới nhằm tạo ra lớp vỏ đất sinh học nhân tạo trên bề mặt sa mạc. Công nghệ này được phát triển tại Trạm Nghiên cứu và Thực nghiệm sa mạc Shapotou, thuộc Viện Sinh thái – Môi trường và Tài nguyên Tây Bắc, Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc.

“Hạt giống đất” thực chất là chế phẩm vi khuẩn lam (cyanobacteria) dạng rắn, là một dạng chế phẩm vi sinh có thể rải trực tiếp lên bề mặt cát. Khi gặp mưa, vi khuẩn lam phát triển, kết dính các hạt cát lại với nhau, hình thành lớp vỏ sinh học ổn định, tạo tiền đề cho thực vật phát triển.

Theo ông Zhao Yang, Phó trưởng trạm Shapotou, nếu rải các “hạt giống” này lên bề mặt sa mạc, lớp vỏ đất sẽ hình thành sau khi có lượng mưa phù hợp. 

Trước đó, nhóm nghiên cứu từng thử nghiệm nuôi cấy vi khuẩn lam trong phòng thí nghiệm và đưa ra môi trường tự nhiên, nhưng chỉ sau chưa đầy một tuần, chúng biến mất do các hạt cát di động phá vỡ lớp màng sinh học mong manh.

Lấy cảm hứng từ hiện tượng mưa tự nhiên, nhóm đã thử phương pháp phun áp lực để bơm vi khuẩn vào khe giữa các hạt cát. Theo Tân Hoa xã, cách làm này rút ngắn thời gian hình thành lớp vỏ sinh học từ 15 năm (trong điều kiện tự nhiên) xuống còn 1-2 năm, với tỉ lệ sống sót trên 60%.

Tuy nhiên, phương pháp phun phụ thuộc vào điện và hạ tầng giao thông, không thể triển khai ở những vùng sa mạc xa xôi. Để khắc phục, nhóm đã chuyển sang phát triển chế phẩm rắn, trộn dung dịch vi khuẩn lam với chất hữu cơ và hạt mịn theo tỉ lệ tối ưu, tạo thành dạng “hạt giống” có thể vận chuyển và gieo rải đại trà.

Theo Tân Hoa xã, công nghệ này có thể rút ngắn quá trình cố định cát vốn cần hàng thế kỷ xuống còn khoảng 3 năm. 

Hiện chế phẩm đã được đưa vào Chương trình Rừng chắn gió ba miền Bắc với kế hoạch phục hồi từ 80.000 – 100.000 mẫu Trung Quốc (khoảng 5.300 – 6.600ha) trong vòng 5 năm tới.

Giới nghiên cứu đánh giá đây là bước tiến quan trọng, bởi thay vì trồng cây trực tiếp, vốn thường thất bại trên nền cát di động, giải pháp này tạo ra lớp da sinh học trước, tái thiết nền tảng hệ sinh thái.

Từ “lưới rơm” đến công nghệ sinh học

Công nghệ “hạt giống đất” mới đây là một trong rất nhiều nỗ lực của đất nước tỉ dân. Trung Quốc từ lâu đã đầu tư mạnh vào các chương trình chống sa mạc hóa, đặc biệt tại khu vực sa mạc Tengger, Gobi và dọc lưu vực Hoàng Hà.

Theo các tài liệu về kiểm soát sa mạc hóa, từ những năm 1950, Trung Quốc đã áp dụng kỹ thuật “lưới rơm” xếp rơm thành ô vuông trên cát để giảm tốc độ gió và giữ cát tại chỗ. Phương pháp này từng giúp bảo vệ tuyến đường sắt Bao Lan khỏi bị vùi lấp bởi cát bay.

Đến năm 1978, nước này khởi động Chương trình Rừng chắn gió ba miền Bắc, được xem là một trong những dự án trồng rừng lớn nhất thế giới, kéo dài đến năm 2050. 

Theo các báo cáo chính thức, độ che phủ rừng của Trung Quốc đã tăng đáng kể trong nhiều thập niên qua, góp phần làm chậm tốc độ sa mạc hóa ở một số khu vực.

Tuy nhiên, giới khoa học cũng chỉ ra rằng trồng cây ồ ạt trên nền đất chưa ổn định có thể dẫn tới tỉ lệ sống thấp, tiêu tốn nước ngầm và chi phí lớn. Chính vì vậy, xu hướng mới chuyển sang phục hồi hệ sinh thái theo từng tầng, bắt đầu từ vi sinh vật.

Theo các nghiên cứu quốc tế về lớp vỏ đất sinh học, vi khuẩn lam có thể liên kết hạt đất, tăng khả năng giữ ẩm, tham gia chu trình carbon và cố định nitơ, cũng là những yếu tố quan trọng để tái tạo đất suy thoái. 

Việc Trung Quốc phát triển chế phẩm rắn có thể xem là bước chuyển từ thí nghiệm quy mô nhỏ sang ứng dụng công nghiệp hóa.

Theo Tân Hoa xã, thành tựu này được coi là “giải pháp Trung Quốc” cho quản lý sa mạc hóa toàn cầu. Dù hiệu quả dài hạn còn cần theo dõi, việc rút ngắn quá trình cố định cát từ hàng chục năm xuống vài năm có thể làm thay đổi cách con người tiếp cận những vùng đất từng bị xem là vô dụng.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và suy thoái đất gia tăng, câu hỏi không đơn thuần là làm sao trồng được cây giữa sa mạc, mà là làm sao khiến cát trở lại thành đất. Và đôi khi lời giải bắt đầu từ những sinh vật nhỏ bé nhất.