Sản lượng lúa mì đang bị đe dọa bởi sự nóng lên toàn cầu và lượng mưa không đáng kể, làm tăng nhiệt và căng thẳng hạn hán. Một chiến lược thích ứng tiềm năng là gieo sạ sớm hơn và sâu hơn, tận dụng nguồn nước tích trữ trong đất.

Tuy nhiên, thân cây ngắn của các giống lúa mì hiện tại làm giảm số lượng mạ trồi lên khi gieo sâu. Các kiểu gen mới với thay thế các gen lùn giúp thân mạ dài hơn sẽ tạo điều kiện cho việc gieo sâu, nhưng chưa chứng minh được lợi ích về năng suất.

Một nghiên cứu mới của Úc đã xác thực quy trình mô phỏng cây trồng mới với dữ liệu thực địa để đánh giá tác động của các kiểu gen mới đối với sản xuất lúa mì của Úc.

Báo cáo mới có tên Novel wheat varieties facilitate deep sowing to beat the heat of changing climates (Các giống lúa mì mới tạo điều kiện gieo sâu để đánh bại cái nóng của khí hậu thay đổi) cho thấy các giống lúa mì mới có thể giúp cung cấp nhiều lúa mì hơn cho thế giới khi khí hậu ấm lên.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Climate Change, ước tính loại lúa mì mới có thể được gieo ở độ sâu gấp đôi so với các giống lúa mì hiện tại và tiếp cận độ ẩm sâu trong đất.

Một nhóm từ cơ quan khoa học quốc gia của Úc CSIRO đã xác định các gen lúa mì mới và thử nghiệm chúng dựa trên dữ liệu thời tiết của Úc được thu thập trong 120 năm, kết luận rằng loại lúa mì mới này có thể tăng năng suất khoảng 20%.

Tiến sĩ Greg Rebetzke, trưởng nhóm nghiên cứu khoa học tại CSIRO, cho biết bài báo đã xác định cách thức sản xuất nhiều lúa mì hơn trong điều kiện khí hậu thay đổi.

Ông cho biết các giống mới sẽ có khả năng chống chịu với nắng nóng và hạn hán tốt hơn “sẽ thích nghi tốt hơn với các khí hậu thay đổi trong tương lai”.

Tiến sĩ Rebetzke – người đã tham gia nghiên cứu trong 25 năm – cho biết nhóm CSIRO đã phát triển gen di truyền mới giúp phát triển chồi hoặc lá bao mầm dài hơn, mà ông ví như ống hút.

Ông cho biết: “Ống rỗng phát triển xuyên qua lớp đất khô cứng và khi nó vươn lên bề mặt, cây lúa mì có thể phát triển qua lớp bao bọc đó và nổi lên trên mặt đất một cách an toàn”.

Các giống lúa mì hiện tại có chiều dài khoảng từ 6 đến 9 cm nhưng CSIRO đã có thể phát triển một giống lúa mì với chồi dài khoảng gấp đôi, lên đến 15 cm.

Các gen này đã được trao cho các “công ty nhân giống” khoảng ba năm trước, những người đã sử dụng chúng để lai tạo ra các giống mới.

“Độ sâu đó thực sự cho phép người trồng linh hoạt hơn và đảm bảo độc lập với mùa vụ”, Tiến sĩ Rebetzke nói.

Ông nói rằng có thể trồng lúa mì ở tầng sâu hơn sẽ có tác động đáng kể đến số lượng có thể được sản xuất, có thể trị giá hơn 2 tỷ USD hàng năm cho ngành công nghiệp lúa mì của Úc. “Chỉ bằng cách đảm bảo rằng cây trồng khi gieo hạt nảy mầm đúng thời gian và không bị trì hoãn vì mưa muộn”.

Nhóm nghiên cứu – bao gồm các nhà nông học, nhà di truyền học và nhà mô hình cây trồng – cũng sử dụng dữ liệu lịch sử về khí hậu trong 120 năm, để dự đoán giá trị của loại gen lúa mì mới với sự thay đổi của thời tiết.

Tiến sĩ Rebetzke cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng các mô hình cây trồng để hiểu giá trị của những vùng khí hậu mà chúng tôi chưa trải nghiệm”.

Các nhà khoa học của CSIRO cho biết với biến đổi khí hậu được dự đoán sẽ tạo ra nhiều mưa vào mùa hè hơn và ít mưa hơn vào mùa thu, kết quả sẽ ảnh hưởng đến cơ chế mà lúa mì có thể được trồng và phát triển một cách đáng tin cậy.

“Có sự quan tâm mạnh mẽ đến công việc này trên toàn cầu, bởi vì trên toàn thế giới, nhiệt độ đất ngày càng ấm hơn và khô hơn có nguy cơ gây mất mùa”, ông nói.

Trong khi một số giống lúa mì mới hiện đang được bán trên thị trường ở Nam Úc, nhóm nghiên cứu hy vọng chúng sẽ được phổ biến rộng rãi hơn trong một vài năm tới.