Các loại thảo dược cổ truyền vừa làm thuốc, vừa làm rau gia vị như tía tô, rau thơm... có rất nhiều hoạt chất quý giúp bảo vệ sức khỏe của con người nên ngày càng được quan tâm sử dụng. Để tăng lượng hoạt chất cũng như năng suất cho các loài thảo dược này, nhiều công nghệ mới về canh tác và phân bón liên tục được phát triển, trong đó giải pháp sử dụng phân bón nano đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Mới đây, TS Piotr Salachna và các đồng nghiệp thuộc Khoa Trồng trọt, Đại học Công nghệ West Pomeranian (Ba Lan) đã đề nghị ứng dụng phân bón nano ZnO dưới dạng dịch lỏng giúp gia tăng cả khối lượng lá và hàm lượng hoạt chất của cây.
Xu hướng phát triển phân bón nano ZnO
Đối với những quốc gia đang phát triển, hiện đại hóa nông nghiệp luôn là một trong những chiến lược quan trọng giúp duy trì an ninh lương thực và phát triển kinh tế bền vững. Theo đó, để có thể sản xuất nông sản hiệu quả, việc đảm bảo cân bằng các loại dưỡng chất đa lượng, trung lượng và vi lượng cho cây trồng từ lâu đã được khẳng định là yếu tố then chốt. Trong nhiều nguyên tố vi lượng khác nhau, kẽm cho thấy tầm quan trọng lớn khi là đồng nhân tố trong hơn 300 hệ thống enzyme [1], quyết định đến hàm lượng chlorophyll, protein và carbohydrate trong thực vật, vốn là những chất rất cần cho quá trình sinh trưởng và thụ phấn. Cụ thể, kẽm được sử dụng trong các hoạt động tổng hợp protein, quang hóa, tổng hợp hormone, hình thành đường, cũng như chịu trách nhiệm cho sức sống của cây con và khả năng đề kháng chống bệnh tật.
Tuy nhiên, trữ lượng kẽm trong đất không nhiều và mức độ phân tán của nguyên tố vi lượng này dao động rất lớn giữa các khu vực địa lý khác nhau trên thế giới khiến gần 30% đất trồng thiếu kẽm. Cây thiếu kẽm dễ chịu nhiều tác động xấu của môi trường như khô hạn, nóng bức. Ngay cả khi có đủ các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng như nitơ, phốt pho và kali, sự thiếu hụt kẽm vẫn khiến cây trồng không phát huy hết tiềm năng. Nhiều nghiên cứu cho thấy khi đất trồng thiếu kẽm, pH và hàm lượng các muối carbonate sẽ gia tăng, khiến rễ cây không phát triển, cây khó ra hoa, gây sụt giảm nghiêm trọng về năng suất và giá trị dinh dưỡng của cây trồng [2]. Để khắc phục tình trạng này, giải pháp thường được đề ra là bổ sung phân bón vi lượng chứa kẽm dưới dạng các muối tan như ZnSO4 vào nguồn nước tưới hoặc sử dụng như dung dịch bón lá. Về mặt tức thời, việc bổ sung ZnSO4 có thể giúp gia tăng hàm lượng Zn trong mô thực vật, qua đó thúc đẩy hiệu quả quá trình tăng trưởng của thực vật [3]. Tuy nhiên, khi sử dụng phương pháp này, một lượng lớn muối kẽm dễ bị rửa trôi theo nguồn nước, khiến cây trồng chưa kịp hấp thu, không chỉ gây lãng phí mà còn có những tác động xấu đến môi trường.
Chính vì vậy, nhiều nhà khoa học đã đề nghị phát triển các loại phân bón chứa kẽm dưới dạng các hạt nano ZnO (hình 1), khó bị rửa trôi hơn so với các loại muối tan truyền thống [4, 5]. Đồng thời, nhờ có kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn, những hạt nano ZnO khi được sử dụng dưới dạng phân bón phun trên lá hay lấp vào trong đất đều có thể được cây hấp thu và chuyển hóa dễ dàng. Subbaiah và các cộng sự đã thử nghiệm phun các hạt nano ZnO 25 nm lên tán lá ngô và quan sát thấy các hạt nano ảnh hưởng tích cực đến sự phát triển của cây, năng suất và cả hàm lượng kẽm trong hạt ngô [6]. Tương tự, nghiên cứu của Itroutwar cũng chỉ ra tỷ lệ nẩy mầm, chiều dài rễ và sức sống cho cây lúa có thể được nâng cao đáng kể khi sử dụng phân bón nano ZnO với kích thước dao động trong khoảng 15-52 nm [7]. Ngoài ra, theo một số báo cáo, sự hiện diện của nano ZnO còn có thể kích thích hoặc ức chế các quá trình sinh tổng hợp, chuyển hóa chất, qua đó đem đến khả năng điều chỉnh hoạt tính chống oxy hóa của cây trồng [8], một đặc tính rất thú vị đối với các trường hợp thảo dược và cây thuốc.
Bài viết chi tiết: https://vinalab.org.vn/trao-doi-kinh-nghiem/ung-dung-nano-zno-lam-phan-bon-vi-luong