Nông nghiệp thông minh và chuyện cây lúa, con bò giảm phát thải

Trong bối cảnh nhu cầu lương thực toàn cầu dự kiến tăng tới 100% vào năm 2050, trong khi sản lượng các cây trồng chủ lực có xu hướng giảm và tới 50% sản lượng cây trồng không được sử dụng làm thực phẩm, vấn đề an ninh lương thực trở nên cấp bách.

Thêm vào đó, nông nghiệp hiện đang tác động mạnh đến môi trường: Khí nhà kính, ô nhiễm nước, suy thoái đất, mất đa dạng sinh học, xói mòn đất và phá hủy môi trường sống của các loài tự nhiên. Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tăng sản lượng thực phẩm một cách bền vững, đồng thời nâng cao khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.

Tại tọa đàm, các chuyên gia giới thiệu các giải pháp đổi mới trong nông nghiệp và chăn nuôi bền vững, bao gồm việc áp dụng công nghệ gen, hệ vi sinh vật, nông nghiệp chính xác, AI và IoT để cải thiện năng suất, giảm hóa chất và phát thải, đồng thời nâng cao khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.

Các nhà khoa học thảo luận tại tọa đàm

GS Pamela Christine Ronald từ Đại học California, Davis (Mỹ) nhấn mạnh vai trò của di truyền thực vật trong việc phát triển các giống lúa có khả năng giảm phát thải và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Một trong những vấn đề lớn của nông nghiệp là khí metan phát sinh từ cây lúa – chiếm khoảng 12% tổng phát thải metan toàn cầu. Trong môi trường đất ngập nước, rễ lúa thiếu oxy tạo điều kiện cho vi sinh vật kị khí sinh metan.

Nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của GS Ronald cho thấy cây lúa mang gen PSY1 có bộ rễ phát triển nhanh hơn và thử nghiệm trong điều kiện thuận lợi đã giảm 40% phát thải metan so với giống truyền thống.

Hướng nghiên cứu tập trung vào việc phân tích cộng đồng vi sinh vật trong đất, xác định các gen lúa kiểm soát chất tiết từ rễ và sự tương tác với vi sinh vật, từ đó tạo ra cây trồng có lợi cho môi trường và giảm phát thải.

GS Pamela Christine Ronald từ Đại học California, Davis (Mỹ)

Ngoài ra, việc xác định vi khuẩn tích hợp carbon vào các bể carbon hữu cơ trong đất và phát triển công cụ đo lường thay đổi carbon lâu dài là bước quan trọng để đánh giá khả năng tái tạo đất trên quy mô thực địa.

TS Nadia Radzman, Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge chia sẻ về cây họ đậu - có vai trò quan trọng nhờ năng lực cố định nitơ. Việc điều hòa carbon trong không khí sẽ được cải thiện nhờ sử dụng công tắc sinh học peptides.

Theo ông, để giảm thiểu việc sử dụng phân đạm, có thể áp dụng các phương pháp tốt hơn như phát triển cây trồng cố định đạm tự nhiên (như các cây họ đậu) hoặc sử dụng công nghệ sinh học tiên tiến để cải thiện cây trồng.

Các giải pháp công nghệ bao gồm sử dụng CEP peptides để tăng khả năng cố định đạm và các phương pháp chỉnh sửa gen để kích thích rễ cây phát triển và cải thiện quá trình sinh lý của cây.

TS Nadia Radzman, Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge

GS Ermias Kebreab, Đại học California, Davis lại nhấn mạnh vai trò của chăn nuôi thông minh trong việc nâng cao năng suất, dinh dưỡng và tính tuần hoàn, đồng thời giảm phát thải khí nhà kính, đặc biệt ở các nước nam bán cầu.

“Chăn nuôi rất quan trọng đối với sinh kế, dinh dưỡng và kinh tế nông thôn. Tuy nhiên, ngành này đóng góp khoảng 14,5% lượng khí thải (GHG) toàn cầu, chủ yếu là khí metan đường ruột. Hiện nay, các nước nam bán cầu có tiềm năng giảm thiểu lớn lượng phát thải mà không cần hy sinh năng suất”, GS Ermias Kebreab nói.

Ông cũng đề cập đến giải pháp nông nghiệp bền vững nhằm chuyển đổi các phụ phẩm nông nghiệp thành thức ăn chăn nuôi có giá trị, đặc biệt là cho bò sữa tại Việt Nam.

GS Ermias Kebreab, Đại học California, Davis

Theo đó, các nguyên liệu như trà rừng Việt Nam, rong biển, lá và bã sắn được chế biến thành thức ăn cho bò. Việc sử dụng rong biển trong thức ăn chăn nuôi đã được chứng minh là có khả năng giảm đáng kể lượng khí thải metan từ bò. Lá và bã sắn là nguồn protein bổ sung chất lượng cao, đặc biệt có giá trị dinh dưỡng cao sau khi được chế biến (ví dụ: phơi khô hoặc ủ chua).

“Khi áp dụng cho bò ăn rong biển, có sự giảm mạnh về khí metan khoảng 30%. Một số loài khác thậm chí giảm 90% khi ăn rong biển”, GS Ermias Kebreab nói.

Ông cũng cho rằng vấn đề là cần cho ăn chính xác và hiểu nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi. “Chúng tôi tạo ra công cụ để phân tích dinh dưỡng, thức ăn, sau đó, hệ thống đưa khuyến nghị sử dụng thành phần như thế nào là phù hợp cho bò”.

Lam Thanh