Các nhà khoa học từ Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm Đại học Florida (UF/IFAS), Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) và NASA đã phát triển một công cụ mới sử dụng hình ảnh siêu phổ (hyperspectral imaging) để phát hiện stress hạn hán ở cây trồng trước khi có bất kỳ dấu hiệu nhìn thấy nào như héo úa hay đổi màu. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Plant Phenomics, cho thấy phương pháp này có thể phát hiện stress trong vòng vài ngày sau khi giảm tưới nước, với độ chính xác khoảng 97% vào ngày thứ năm.

Phương pháp hoạt động như thế nào?

Công nghệ này sử dụng máy ảnh siêu phổ để quét cách lá cây phản xạ ánh sáng trên một dải bước sóng rộng vượt quá tầm nhìn của con người. Điều này cho phép phát hiện những thay đổi sinh lý tinh vi bên trong cây mà mắt thường không thể thấy. Phương pháp này không xâm lấn, không cắt hay làm hại cây, giúp người trồng kiểm tra sức khỏe cây trồng mà không gây tổn thương.

Ứng dụng trong nông nghiệp và không gian

Theo Tie Liu, phó giáo sư khoa học làm vườn tại Đại học Florida, việc phát hiện sớm stress hạn hán đặc biệt quan trọng đối với nông nghiệp môi trường kiểm soát và các sứ mệnh không gian trong tương lai, nơi cây trồng phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn tài nguyên được kiểm soát chặt chẽ. Công cụ này có thể giúp người trồng tiết kiệm nước bằng cách chỉ tưới khi cần thiết, giảm thiểu tổn thất và duy trì sản xuất lương thực ổn định trong nhà kính hoặc các hệ thống trồng trọt khép kín. Nghiên cứu này cũng hỗ trợ phát triển các hệ thống nhỏ gọn có thể giám sát sức khỏe cây trồng mà không cần sự giám sát liên tục của con người, điều cần thiết cho việc trồng thực phẩm trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa.

Kết quả và triển vọng

Hệ thống đã xác định stress hạn hán qua nhiều thí nghiệm độc lập, cho thấy độ tin cậy trong các điều kiện khác nhau. Tie Liu cho biết thêm: "Bằng cách kết hợp hình ảnh siêu phổ với trí tuệ nhân tạo, chúng tôi hy vọng cung cấp cho người trồng và các nhà nghiên cứu không gian một cách không phá hủy để liên tục giám sát sức khỏe cây trồng, tối ưu hóa quản lý nước và cải thiện khả năng phục hồi của cây trồng trong môi trường mà mọi nguồn tài nguyên đều có giá trị." Mặc dù nghiên cứu tập trung vào hạn hán, công nghệ này có thể được điều chỉnh để giám sát các loại stress khác trên cây trồng.

Theo University of Florida

Ảnh: Swastik Arora / Pexels