CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Adelaide vừa phát triển được một loại phân bón dựa trên graphene oxit có thể liên kết và giải phóng các dưỡng chất thiết yếu cho cây trồng một cách hiệu quả (Ảnh: kozzi2/Depositphotos)

Nghiên cứu do tiến sĩ Shervin Kabiri của Đại học Adelaide tiến hành phát hiện ra rằng danh sách dài các thuộc tính hữu ích của graphene đã khiến nó trở thành một cỗ máy hiệu quả để vận chuyển và giải phóng các dưỡng chất thiết yếu cho cây trồng vào đất. Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã sử dụng graphene oxit, một dạng vật liệu liệu tạo thành từ các nguyên tử cacbon, oxy và hydro.

Với diện tích bề mặt rất lớn và mật độ điện tích cao, graphene oxit có thể liên kết nhiều hơn với các ion dưỡng chất mà cây trồng cần. Độ bền giúp bảo vệ hỗn hợp khỏi sự va chạm và mài mòn trong quá trình vận chuyển cũng như giải phóng dưỡng chất từ từ khi nó phân tán vào đất.

“Chúng tôi nhận thấy lợi ích của vật liệu được nhân đôi. Thứ nhất là đặc tính giải phóng dưỡng chất nhưng độ bền vật lý cũng có thể rất quan trọng đối với phân bón dạng hạt vì suy giảm chất lượng là vấn đề lớn đối với các nhà sản xuất”, Giáo sư Mike McLaughlin, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu công nghệ phân bón tại Đại học Adelaide cho biết.

Thời điểm giải phóng dưỡng chất cũng tối quan trọng. Nhiều loại phân bón thương mại sẽ giải phóng toàn bộ trọng lượng của chúng trong vòng 12 đến 24 giờ nhưng điều đó có thể không hẳn phù hợp với thời điểm cây thực sự cần.

McLaughlin giải thích: “Độ trễ ban đầu này rất quan trọng bởi vì khi bạn gieo trồng, hạt giống phải mất thời gian để nảy mầm và phát triển và cây thực sự không cần dưỡng chất ngay lập tức. Vì vậy, nếu bạn có thể thiết kế được độ trễ từ 10 đến 30 ngày, tùy thuộc vào vụ mùa và môi trường thì điều này có thể giúp cho cây trồng có cơ hội tốt hơn để hấp thu dưỡng chất”.

Trong thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã nạp vi chất dinh dưỡng gồm kẽm và đồng vào các tấm graphene oxit và bón chúng cho lúa mỳ cùng với các nhóm đối chứng sử dụng phân bón hòa tan thông thường. Tuy có sự bùng phát dưỡng chất ban đầu như dự đoán trong ngày đầu tiên nhưng phân bón dựa trên graphene vẫn duy trì được lâu hơn do được giải phóng chậm hơn và chắc chắn lúa mỳ có thể hấp thu lượng kẽm và đồng cao hơn.

Trong khi có thể có một số mối quan tâm về môi trường đối với việc bổ sung thêm cacbon vào đất thì cấu trúc của graphene tương đối gần với cacbon hữu cơ đã có ở đó. Thậm chí có khả năng nó còn có lợi ích riêng, phân giải thành một dạng dưỡng chất khác.

“Graphene không khác biệt mấy với chất hữu cơ trong đất. Trong thực tế với các nghiên cứu về sự phân hủy của graphene trong môi trường, có vẻ như nó phân giải thành axit humic vốn được xem là tương đối có lợi trong các hệ thống nông nghiệp”, McLaughlin giải thích.

Các nghiên cứu thêm về phân bón graphene oxit đang tìm cách làm việc với các dưỡng chất đa lượng như phosphate và nitơ cũng như thay đổi các thuộc tính bề mặt của graphene để giải phóng dưỡng chất thậm chí chậm hơn nữa. Kết quả ban đầu đầy hứa hẹn và công ty sản xuất phân bón The Mosaic đã lựa chọn cấp phép công nghệ.

LH (New Atlas)