Mía (Saccharum spp.) là nguồn nguyên liệu cung cấp chính cho ngành công nghiệp đường trên toàn thế giới. Bên cạnh đó, mía cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng 40 đến 50% nhu cầu nguyên liệu sinh học toàn cầu. Mía được trồng rộng rãi ở các đồng bằng ven biển ở Đông Á, Đông Nam Á, Úc và lưu vực sông. Ngày nay, biến đổi khí hậu, với sự gia tăng tình trạng thiếu nước và xâm nhập mặn, đã hạn chế sự phát triển của sản xuất mía trên thế giới và trong nước. Nhiều kết quả ghi nhận rằng hạn hán làm giảm 18% năng suất mía ở Quảng Tây-Trung Quốc. Bên cạnh đó, một số quốc gia trồng mía đang phải đối mặt với mặn, tại Ấn Độ, năng suất mía giảm tới 60% do tình trạng mặn xâm nhập. Ở các vùng ven biển như Đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam trong mùa khô, tình trạng xâm nhập mặn gây ra căng thẳng do mặn. Hơn nữa, trong tình trạng hạn hán cây mía không thể sử dụng nước mặn dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng hơn. Ví dụ, trong mùa khô 2015/2016, sự kết hợp giữa thiếu nước và xâm nhập mặn đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến 65.000 ha mía tại Cù Lao Dung – Sóc Trăng với 180 ha bị thiệt hại hoàn toàn, 500 ha bị thiệt hại 50-70%, 1.230 ha bị thiệt hại 30-50%, 4.700 ha bị thiệt hại 30%.
Mía là cây công nghiệp ngắn ngày bị tác động lớn do hạn và mặn, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng mía có mức độ nhạy cảm với mặn thông qua việc giảm chiều cao cây, đường kính cây, mật độ thân, diện tích lá và tích lũy chất khô, trong khi số lượng mầm và lá không thay đổi theo sự gia tăng độ mặn của đất. Bên cạnh đó, nhiều báo cáo cũng cho rằng mặn trở nên nghiêm trọng hơn khi kết hợp với hạn đối với sự sinh trưởng, quang hợp, cân bằng ion và oxy hóa của cây so với từng điều kiện riêng lẻ. Sự suy giảm hình thái rễ và vận chuyển chất dinh dưỡng và trao đổi ion lần lượt được đánh giá trên nhiều cây trồng như lúa mì và cà tím. Trên cây mía, sự kết hợp giữa mặn và hạn cũng tác động tiêu cực lớn đến sinh trưởng và sinh khối của cây. Để giảm bớt thiệt hại do hạn và mặn gây ra, việc lai tạo các giống mía có khả năng chịu hạn cao là một giải pháp hiệu quả để giảm thiểu những hạn chế của mặn và hạn đến sản xuất mía. Tuy nhiên, việc sàng lọc các kiểu gen tiềm năng đòi hỏi kinh phí và thời gian cho nghiên cứu. Cải thiện điều kiện đất ở vùng đất bị ảnh hưởng bởi mặn bằng các biện pháp hóa học sử dụng phân bón khoáng và các biện pháp biến đổi hóa học như thạch cao, axit sunfuric hoặc quản lý cơ học cũng là một phương pháp đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, điều này làm tăng chi phí và đòi hỏi nhiều lao động, có khả năng gây hại cho các nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có trong đất và làm giảm sức khỏe của đất.
Than sinh học là sản phẩm của quá trình phân hủy nhiệt của chất hữu cơ ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Than sinh học có những đặc tính riêng biệt, chẳng hạn như diện tích bề mặt lớn, hàm lượng carbon cao, khả năng trao đổi cation, cấu trúc xốp cao, và tính kháng oxy hóa. Do đó, than sinh học có thể làm giàu đất bằng cách cải thiện các đặc tính lý hóa và sinh học, hoạt động của enzyme trong đất, và góp phần tạo nên một nền tảng tương tác thuận lợi giữa cây trồng và đất. Việc sử dụng than sinh học đã cải thiện khả năng giữ nước của đất. Nó cải thiện các đặc tính lý học và sinh học của đất dưới điều kiện hạn hán, và than sinh học làm giảm sự hấp thụ Na+, đồng thời tăng sự hấp thụ K+ của cây trồng dưới điều kiện hạn mặn. Do đó, việc sử dụng than sinh học có thể cải thiện sự sinh trưởng của cây trồng và tăng năng suất cây trồng, ngay cả khi bị hạn hán. Các nghiên cứu trước đây sử dụng than sinh học để cải thiện sự phát triển của củ cải đường, bông, lúa mì cứng, đậu nành, ngô chịu hạn, cà chua và lúa mì chịu mặn. Cho đến nay, đã có một vài nghiên cứu xem xét việc sử dụng than sinh học trong mía, bao gồm nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm điều kiện tưới tiêu, căng thẳng do hạn hán, và căng thẳng do mặn. Một số nghiên cứu cho rằng việc bổ sung than sinh học có thể làm giảm hiệu quả các tác động kết hợp của mặn và hạn hán trên cây củ cải đường và cây diêm mạch. Đánh giá ảnh hưởng của biochar đến sinh trưởng và sinh lý của mía trong điều kiện mặn và hạn kết hợp là một công trình nghiên cứu gần đây nhất được công bố trên tạp chí Plant Production Science của nhóm tác giả Vu et al. (2025) đây là nghiên cứu đầu tiên tìm hiểu tiềm năng sử dụng than sinh học như một phương tiện để giảm bớt các tác động nghiêm trọng của mặn và hạn hán kết hợp trên cây mía. Nghiên cứu được tiến hành trong điều kiện nhà kính. Bốn chế độ tưới đã được áp dụng cho các nghiệm thức để duy trì các điều kiện sinh trưởng khác nhau, bao gồm đối chứng, hạn hán, nhiễm mặn, và kết hợp nhiễm mặn-hạn hán (nhiễm mặn tiếp theo là gây hạn). Lượng biochar bón bao gồm 0, 5 và 10 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các điều kiện căng thẳng đơn lẻ làm giảm sinh trưởng của mía về chiều cao cây, đường kính thân, số lượng lá, kích thước và diện tích lá, tổng sinh khối, khối lượng rễ và thể tích rễ. Các thông số sinh lý, bao gồm SPAD lá, hiệu suất lượng tử của hệ thống quang hợp II, rò rỉ ion và thiếu hụt nước tương đối, cũng giảm dưới tác động của căng thẳng. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy rằng sự kết hợp giữa hạn mặn và hạn hán gây ra thiệt hại nhiều hơn so với từng loại hạn mặn riêng lẻ và dẫn đến sự suy giảm đáng kể về sinh trưởng của cây mía. Việc bón than sinh học đã tác động tích cực đến sự sinh trưởng và phục hồi của cây mía sau những giai đoạn hạn mặn này. Liều lượng 10 tấn than sinh học cho 1 ha là liều lượng tối ưu cho sản xuất mía ở những vùng bị hạn hán và hạn mặn. Do đó, kết quả của nghiên cứu này đã cung cấp thông tin quan trọng về việc sử dụng than sinh học để cải thiện sản lượng mía trong các kịch bản khác nhau, bao gồm cả điều kiện ứng suất đơn lẻ và kết hợp của độ mặn và hạn hán. Ngoài ra, nghiên cứu này cũng giúp hiểu rõ hơn về phản ứng của mía với điều kiện ứng suất kết hợp.
Tham khảo: https://doi.org/10.1080/1343943X.2025.2523059
Nguyễn Thu Huyền