Theo tạp chí Science, nhà khoa học Nhật Bản Ejiro Miyako đã chứng minh thành công bong bóng xà phòng có thể được sử dụng để thụ phấn giúp cây đậu quả.

Nói đến loài thụ phấn, loài ong rất khó bị đánh bại. Tuy nhiên, vừa qua các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp công nghệ cao có thể thay thế loài ong: máy bay không người lái thổi bong bóng xà phòng để vận chuyển phấn hoa đến một bông hoa.

Đây được coi là một phát kiến quan trọng giúp con người có thêm cơ hội tạo ra nguồn thực phẩm trong những thập kỷ tới, khi loài ong đang đứng trước nguy cơ suy giảm quần thể đáng kể do nhiều yếu tố.

Ejiro Miyako, Phó Giáo sư tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Nhật Bản có trụ sở tại Nomi, cho biết ông đã nghiên cứu phương pháp thụ phấn bằng robot trong nhiều năm nhưng đều thất bại.

Năm 2017, ông đã thiết kế một máy bay không người lái dài 4cm để thử nghiệm thụ phấn cho hoa. Ông và các đồng nghiệp đã dán những cọng lông ngựa được phủ một lớp gel nhằm tăng tính kết dính và độ linh hoạt vào mặt dưới của chiếc máy bay không người lái. Ý tưởng là, giống như trên một con ong, những sợi lông sẽ nhặt phấn hoa từ một bông hoa và đặt nó lên một bông hoa khác. Tuy nhiên, thí nghiệm đã không thành công khi cánh quạt của chiếc máy bay mà ông đang sử dụng khiến hoa bị dập nát.

Máy bay không người lái được thử nghiệm thụ phấn hoa nhưng thất bại. (Nguồn: Chemical & Engineering News)

(Nguồn: CSMonitor)

Về sau, ý tưởng kỳ quặc về việc thử nghiệm bong bóng xà phòng bỗng lóe lên trong đầu Miyako khi ông đang chơi cùng con trai trong một công viên gần nhà. Nhà khoa học đã được truyền cảm hứng từ việc một trong những quả bong bóng vô hại bị vỡ trên khuôn mặt của cậu bé.

 (Nguồn: AFP)

Sau đó, ông Miyako và đồng nghiệp Xi Yang đã sử dụng kính hiển vi để chứng minh khả năng bong bóng xà phòng có thể mang được hạt phấn hoa. Họ đã thử nghiệm theo 5 hướng khác nhau và tìm ra giải pháp được gọi là lauramidopropyl betaine – thường được sử dụng trong việc sản xuất các sản phẩm mỹ phẩm - để tăng sự hình thành bọt. Những quả bóng bóng xà phòng này có khả năng mang theo hạt phấn hoa, sau khi vỡ, chúng sẽ đọng lại trên hoa.

Các nhà khoa học cũng bổ sung canxi để hỗ trợ quá trình nảy mầm và tạo sự cân bằng pH tối ưu. Họ đã cho dung dịch chứa phấn hoa vào một khẩu súng bắn bong bóng và bắn chúng vào một vườn lê. Với tỷ lệ khoảng 2.000 hạt phấn hoa trên mỗi quá bong bóng, các nhà khoa học phát hiện ra rằng 95% cây đều đậu quả. Sau 16 ngày, kết quả thu được cũng tốt như hoa được thụ phấn bằng tay.

Một bong bóng xà phòng chứa phấn hoa trong thí nghiệm của ông Eijiro Miyako. (Nguồn: Eijiro Miyako/AFP)

“Những người nông dân trong vườn cây này và những nơi khác ở Nhật Bản, theo truyền thống thụ phấn cho cây lê và táo bằng cọ, lí do vì ong không thụ phấn ở nhiệt độ thấp và đôi khi chúng làm hỏng hoa theo cách dẫn đến quả bị dị hình.”, ông Miyako cho biết.

Một lợi thế của việc sử dụng bong bóng thay vì dùng cọ là bong bóng đòi hỏi ít phấn hoa hơn. Một cây cọ cần đến khoảng 1800 miligam phấn hoa trong quá trình thụ phấn cho mỗi bông hoa, trong khi các bong bóng chỉ cần 0,06 miligam. Điều đó có nghĩa là thông qua sử dụng dung dịch xà phòng nông dân sẽ thu thập ít phấn hoa hơn.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã thực hiện thí nghiệm của họ trên bầu trời. Bằng cách gắn súng bắn bong bóng chứa phấn hoa vào một chiếc máy bay không người lái nhỏ, được lập trình để bay theo một tuyến đường đã định trước. Họ nhắm vào một khóm hoa huệ giả. Khi bay ở độ cao 2 mét với vận tốc 2 mét/giây, thiết bị không người lái đã thực hiện thành công nhiệm vụ của mình với tỷ lệ lên đến 90%.

“Chuyện nghe có vẻ rất khó tin nhưng bong bóng xà phòng thụ phấn rất hiệu quả, có thể đảm bảo chất lượng của trái cây giống như việc thụ phấn thủ công thông thường. Trong khi thụ phấn thủ công là một quá trình tốn nhiều công sức hơn”, ông Miyako bổ sung.

Miyako cho biết ông đang đàm phán với một công ty để thương mại hóa công nghệ này trong tương lai. Tuy nhiên, vẫn cần theo dõi thêm để cải thiện độ chính xác của robot cũng như tiến hành thử nghiệm trên nhiều loại hoa.

“Vấn đề ở đây là các bong bóng khi bắn ra có thể sẽ đi lệch hướng không đến đúng mục tiêu đã định, làm lãng phí phấn hoa. Vấn đề này trong tương lai có thể được giải quyết bằng cách thiết kế một máy bay không người lái có thể tự nhận dạng hoa”, ông Miyako cho biết, “Chúng tôi cũng đang nghiên cứu giải pháp pha chế loại bong bóng xà phòng có thể phân hủy sinh học nhanh hơn đảm bảo thân thiện với môi trường.”

Đây được cho là nghiên cứu đầu tiên về tính chất của bong bóng xà phòng cũng như chất mang phấn hoa.

Các nhà nghiên cứu hy vọng phương pháp này có thể giải quyết sự suy giảm côn trùng thụ phấn, chia sẻ gánh nặng cho những người lao động nặng liên quan đến thụ phấn nhân tạo và giảm chi phí tăng vọt của hạt phấn hoa.

Các loài côn trùng thụ phấn như ong vẫn đóng một vai trò quan trọng trong canh tác hiện đại, vì chúng làm tăng đáng kể năng suất các loại cây trồng, từ hạt cải dầu đến cây ăn quả. Tuy nhiên, chúng vẫn phải đối mặt với các mối đe dọa ngày càng tăng trong thế kỷ này do việc sử dụng bừa bãi các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và các yếu tố khác dẫn đến cái chết của hàng triệu loài côn trùng trên toàn cầu

(Theo Sciencemag, SCMP)

Tag: xà phòng bong bóng thụ phấn phấn hoa drone máy bay không người lái côn trùng ong