Nữ sinh 16 tuổi biến vỏ cam thành giải pháp tiết kiệm nước cho nông nghiệp

Theo BBC, ý tưởng này xuất phát từ một thiếu nữ Nam Phi, với câu hỏi: Liệu phế phẩm trái cây có thể giúp đất giữ ẩm lâu hơn không? Nghe qua, đây giống như một thí nghiệm khoa học học đường đơn giản. Thế nhưng, các chuyên gia cho rằng sáng kiến này khá thú vị. Nó liên quan trực tiếp tới những hướng nghiên cứu quan trọng trong khoa học nông nghiệp. Bên cạnh đó là mô hình canh tác thích ứng biến đổi khí hậu.

Ở những khu vực thường xuyên chịu hạn hán và lượng mưa thất thường, giữ ẩm cho đất là nỗi lo thường trực của nông dân. Chỉ một cải thiện nhỏ trong khả năng giữ nước, cũng có thể tạo ra khác biệt đáng kể cho cây trồng.

Bước đột phá từ hydrogel làm từ vỏ cam

Kiara Nirghin, cô gái Nam Phi mới 16 tuổi khi bắt đầu nghiên cứu vật liệu được tạo từ chiết xuất vỏ cam.

Dự án được triển khai khi Nam Phi đang phải đối mặt với đợt hạn hán nghiêm trọn, kiệt cùng nguồn nước phục vụ nông nghiệp. Mục tiêu của Kiara không phải tạo ra một phát minh ‘khác thường’. Cô muốn tìm kiếm một giải pháp sinh học giá rẻ. Nó có thể phân hủy tự nhiên để thay thế các sản phẩm nông nghiệp hiện có.

Trong quá trình nghiên cứu, cô thử nghiệm nhiều loại chất thải hữu cơ tự nhiên nhằm đánh giá khả năng hấp thụ và giữ nước của chúng. Và kết quả là thế, khá bất ngờ.

Dự án nhanh chóng được biết đến trên toàn thế giới sau khi giúp cô giành giải thưởng lớn tại hội chợ khoa học của Google, theo BBC. Thành công này cho thấy, những ý tưởng sáng tạo từ giới trẻ hoàn toàn có thể góp phần giải quyết các vấn đề môi trường thực tế. Nó đi từ tư duy khoa học đơn giản nhưng bền vững.

Vì sao vỏ cam lại thu hút giới khoa học?

Thông thường, vỏ trái cây này chỉ được xem là rác thải hữu cơ từ nhà bếp hoặc ngành công nghiệp nước ép. Tuy nhiên, loại phế phẩm này chứa nhiều hợp chất tự nhiên như pectin và cellulose. Đó là những chất có khả năng hấp thụ độ ẩm.

Các chuyên gia cho biết các hợp chất này có thể được xử lý để tạo thành hydrogel, loại vật liệu có khả năng giữ lượng nước rất lớn.

Trong nghiên cứu nông nghiệp, hydrogel vốn đã được quan tâm nhờ khả năng cải thiện độ ẩm của đất. Hydrogel từ phát kiến của Kiara hoạt động theo nguyên lý tương tự. Là khi được trộn vào đất, vật liệu sẽ hấp thụ nước từ mưa hoặc tưới tiêu. Từ đó, nó giải phóng dần theo thời gian.

Quá trình này giúp đất duy trì độ ẩm lâu hơn, đặc biệt hiệu quả ở các loại đất khô hoặc đất cát, nơi nước thường thoát đi rất nhanh.

Một số nghiên cứu gần đây cho thấy phát kiến trên có thể cải thiện khả năng giữ nước trong những điều kiện đất nhất định. Dù hiệu quả còn phụ thuộc vào loại đất và khí hậu, nhưng hiệu ứng tốt. Bởi các kết quả ban đầu vẫn đủ tích cực để giới khoa học tiếp tục theo đuổi hướng nghiên cứu này.

Hydrogel hỗ trợ nông nghiệp trong điều kiện khô hạn ra sao?

Hydrogel không phải công nghệ mới. Nhưng việc ứng dụng chúng trong nông nghiệp ngày càng gia tăng do nguy cơ hạn hán và biến đổi khí hậu toàn cầu.

Các hydrogel hoạt động như những ‘bể chứa nước tí hon’ nằm trong lòng đất. Chúng lưu trữ nước khi nguồn nước dồi dào và từ từ giải phóng khi đất bắt đầu khô.

Theo các chuyên gia, hydrogel đặc biệt hữu ích với đất cát, một loại đất vốn giữ nước rất kém. Nhờ đó, nhu cầu tưới tiêu có thể giảm xuống. Trong khi cây trồng vẫn duy trì được sự sống trong điều kiện thiếu nước.

Trong bối cảnh tiết kiệm nước đang trở thành một trong những thách thức lớn nhất của ngành nông nghiệp toàn cầu, các vật liệu như hydrogel được xem là hướng đi đầy tiềm năng.

Những thách thức vẫn còn phía trước

Mặc dù phát kiến này của cô gái 16 tuổi được xem là khá mới mẻ, nhưng vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế.

Hydrogel có thể hoạt động khác nhau tùy theo từng loại đất. Ở đất giàu đất sét, quá trình hấp thụ và giải phóng nước diễn ra chậm. Có thể hoàn toàn khác so với đất cát. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng ứng dụng thực tế của vật liệu tại các khu vực canh tác khác nhau.

Ngoài ra, không phải toàn bộ lượng nước mà hydrogel giữ lại đều có thể được cây hấp thụ. Bởi một phần độ ẩm có thể bị ‘khóa’ bên trong cấu trúc phân tử của vật liệu.

Thêm nữa, phải có thử nghiệm để xác định liệu những vật liệu này có ảnh hưởng tới thành phần hóa học của đất hay không.

Lan tỏa lối sống xanh với các sản phẩm làm từ vỏ cam