Vi khuẩn lam: 'Hạt giống đất' đột phá biến sa mạc thành vùng đất sống
Khu danh thắng Shapotou ở thành phố Trung Vệ, khu tự trị Ninh Hạ, tây bắc Trung Quốc, đang trở thành nơi thử nghiệm một công nghệ sinh học tiên tiến. Các nhà khoa học tại đây đã triển khai phương pháp tạo lớp vỏ đất sinh học nhân tạo trên bề mặt sa mạc, hứa hẹn cách mạng hóa công cuộc chống sa mạc hóa.
Công nghệ 'hạt giống đất' từ vi khuẩn lam
Theo Tân Hoa Xã, 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 dạng rắn, một dạng chế phẩm vi sinh có thể rải trực tiếp lên cát. Khi gặp mưa, vi khuẩn lam phát triển, kết dính các hạt cát, hình thành lớp vỏ sinh học ổn định, tạo nền tảng cho thực vật phát triển.
Ông Zhao Yang, Phó Trưởng trạm Shapotou, cho biết nếu rải các 'hạt giống' này lên sa mạc, lớp vỏ đất sẽ hình thành sau khi có lượng mưa phù hợp. Ban đầu, nhóm nghiên cứu thử nghiệm nuôi cấy vi khuẩn lam trong phòng thí nghiệm và đưa ra tự nhiên, nhưng chúng biến mất nhanh chóng do cát di động phá vỡ lớp màng sinh học mong manh.
Từ phương pháp phun áp lực đến chế phẩm rắn
Lấy cảm hứng từ hiện tượng mưa, nhóm đã thử phương pháp phun áp lực để bơm vi khuẩn vào khe giữa các hạt cát. Cách 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, khó triển khai ở vùng sa mạc xa xôi.
Để khắc phục, nhóm 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. Chế phẩm này có thể vận chuyển và gieo rải đại trà, rút ngắn quá trình cố định cát vốn cần hàng thế kỷ xuống còn khoảng ba năm. Hiện nó đã được đưa vào Chương trình Rừng chắn gió Ba miền Bắc, với kế hoạch phục hồi từ 80.000 đến 100.000 mẫu Trung Quốc (khoảng 5.300-6.600 ha) trong 5 năm tới.
Bước tiến quan trọng trong phục hồi hệ sinh thái
Giới nghiên cứu đánh giá đây là bước tiến quan trọng, vì thay vì trồng cây trực tiếp trên nền cát di động – vốn thường thất bại – giải pháp này tạo lớp da sinh học trước, tái thiết nền tảng hệ sinh thái. Công nghệ 'hạt giống đất' là một trong nhiều nỗ lực của Trung Quốc trong cuộc chiến chống sa mạc hóa, đặc biệt tại các khu vực như sa mạc Tengger, Gobi và dọc lưu vực Hoàng Hà.
Trung Quốc từ lâu đã đầu tư mạnh vào các chương trình này, bắt đầu từ kỹ thuật 'lưới rơm' từ những năm 1950, đến Chương trình Rừng chắn gió Ba miền Bắc khởi động năm 1978. Tuy nhiên, trồng cây ồ ạt trên đất chưa ổn định có thể dẫn đến tỉ lệ sống thấp, tiêu tốn nước ngầm và chi phí lớn.
Xu hướng phục hồi từ vi sinh vật
Theo các nghiên cứu quốc tế, vi khuẩn lam có thể liên kết hạt đất, tăng khả năng giữ ẩm, tham gia chu trình carbon và cố định nitơ, là yếu tố quan trọng để tái tạo đất suy thoái. Việc phát triển chế phẩm rắn đánh dấu bước chuyển từ thí nghiệm quy mô nhỏ sang ứng dụng công nghiệp hóa.
Thành tựu này được coi là 'giải pháp Trung Quốc' cho quản lý sa mạc hóa toàn cầu. Dù hiệu quả dài hạn cần theo dõi, việc rút ngắn quá trình cố định cát từ hàng chục năm xuống vài năm có thể 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 chỉ là trồng cây giữa sa mạc, mà là biến cát trở lại thành đất – và đôi khi, lời giải bắt đầu từ những sinh vật nhỏ bé nhất.
