Làm thế nào “nuôi sống 10 tỷ người” khi tài nguyên đất, nước suy giảm, biến đổi khí hậu gia tăng?

Trước thách thức của biến đổi khí hậu, gia tăng dân số và yêu cầu cấp thiết về an ninh lương thực toàn cầu, nông nghiệp đang bước vào giai đoạn đổi mới mạnh mẽ. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), đến năm 2050, sản lượng nông nghiệp toàn cầu cần tăng ít nhất 70% để đáp ứng nhu cầu của gần 10 tỷ người.

Đây không chỉ là thách thức, mà còn là động lực thúc đẩy đổi mới sáng tạo. Sự kết hợp của các công nghệ hiện đại từ sinh học phân tử, trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn đến tự động hóa và các mô hình canh tác xanh đang mở ra những cơ hội to lớn để nâng cao năng suất, sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn và kiến tạo một nền nông nghiệp bền vững, thích ứng với tương lai.

NHỮNG GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG, PHÙ HỢP VỚI BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Để thúc đẩy trao đổi học thuật, chia sẻ kinh nghiệm và mở rộng hợp tác, chiều 3/12, Quỹ VinFuture đã tổ chức Tọa đàm với chủ đề “Đổi mới trong nông nghiệp & thực phẩm”, giới thiệu các giải pháp đổi mới trong nông nghiệp và chăn nuôi bền vững.

Các nhà khoa học đã chia sẻ cách 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. Tọa đàm cũng đã cập nhật các xu hướng công nghệ tiên tiến, thảo luận về thách thức kỹ thuật, kinh tế và xã hội, cũng như khám phá cơ hội hợp tác và ứng dụng thực tiễn nhằm hướng tới một nền nông nghiệp thông minh, hiệu quả và bền vững.

Giáo sư Pamela Christine Ronald, Đại học California, Davis (Hoa Kỳ), Thành viên Hội đồng Giải thưởng VinFuture, cho rằng một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại hiện nay là làm thế nào để “nuôi sống 10 tỷ người trong bối cảnh tài nguyên đất và nước suy giảm, đồng thời phải cắt giảm khí thải từ nông nghiệp”.

Bà đã nhấn mạnh lúa – loại ngũ cốc nuôi sống hơn một nửa dân số toàn cầu – lại đang là nguồn phát thải metan đáng kể, đóng góp tới 12% tổng lượng metan toàn cầu. Nguyên nhân xuất phát từ môi trường canh tác ngập nước, nơi rễ lúa bị thiếu oxy, tạo điều kiện cho vi sinh vật kị khí phát triển mạnh và sinh metan.

Nhóm của bà đã theo đuổi hướng nghiên cứu mang tính đột phá: tái thiết kế cây lúa bằng công nghệ di truyền, tập trung vào việc điều chỉnh các yếu tố liên quan đến bộ rễ và hệ vi sinh vật đất.

Một phát hiện nổi bật là giống lúa mang gen PSY1 có bộ rễ phát triển nhanh hơn so với giống truyền thống và khi trồng trong điều kiện tiêu chuẩn có thể giảm tới 40% lượng metan phát thải. Đây được xem là bước tiến quan trọng mở ra triển vọng tạo ra các giống lúa mới thân thiện với khí hậu.

“Chúng ta cần nghiên cứu sử dụng di truyền thực vật để phát triển các giống lúa mới có khả năng giảm thiểu phát thải metan”, GS. Ronald nói. Một hướng đi là giải mã mối quan hệ giữa rễ lúa – chất tiết rễ – và hệ vi sinh vật đất, từ đó xác định các gen kiểm soát quá trình này để tạo ra những giống lúa có khả năng tương tác với vi sinh vật theo hướng giảm phát thải.

Bên cạnh đó, cần làm rõ vai trò của các nhóm vi khuẩn có khả năng “khóa” carbon vào các bể carbon hữu cơ ổn định trong đất – yếu tố then chốt cho nông nghiệp tái tạo và hấp thụ carbon lâu dài.

Trong khi đó, Giáo sư Ermias Kebreab, Đại học California, Davis (Hoa Kỳ), đã nhấn mạnh tầm quan trọng của ngành chăn nuôi đối với sinh kế, dinh dưỡng và kinh tế nông thôn, đặc biệt tại các quốc gia Nam bán cầu.

Theo ông, ngành chăn nuôi đóng góp khoảng 14,5% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu, chủ yếu từ khí mê-tan đường ruột. Ông cho rằng các nước Nam bán cầu đang sở hữu tiềm năng cắt giảm phát thải lớn mà không cần đánh đổi năng suất, nếu biết tận dụng các giải pháp chăn nuôi thông minh và tuần hoàn.

Một trong những hướng đi được ông đề xuất là chuyển đổi phụ phẩm nông nghiệp thành nguồn thức ăn chăn nuôi có giá trị – đặc biệt là cho “bò sữa tại Việt Nam”.

Các nguyên liệu được sử dụng bao gồm Trà rừng Việt Nam (Vietnamese jungle tea), Rong biển (Seaweed), và Lá và bã sắn (Cassava leaves and pulp waste). Sau khi qua chế biến như phơi khô hoặc ủ chua, các phụ phẩm này trở thành nguồn dinh dưỡng chất lượng cao. Đặc biệt, việc bổ sung rong biển trong khẩu phần ăn của bò đã cho thấy hiệu quả rõ rệt, giúp giảm khoảng 30% khí mê-tan, thậm chí một số loài rong còn có thể giảm tới 90%.

Theo GS. Kebreab, chìa khóa nằm ở việc cho ăn chính xác, dựa trên hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi. Nhóm của ông đã phát triển các công cụ phân tích dinh dưỡng và thức ăn, từ đó đưa ra khuyến nghị tối ưu về thành phần khẩu phần cho từng trường hợp.

GS. Kebreab đã kêu gọi các nước trong khu vực tận dụng triệt để phụ phẩm địa phương để vừa giảm phát thải, vừa nâng cao năng suất và thúc đẩy tính tuần hoàn trong chăn nuôi – hướng phát triển bền vững phù hợp với bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay.

ĐỔI MỚI SÁNG TẠO TRONG NÔNG NGHIỆP CẦN SỰ TIẾP CẬN ĐA CHIỀU

Từ góc nhìn của các diễn giả, đổi mới sáng tạo trong nông nghiệp muốn tạo ra tác động thực sự đến biến đổi khí hậu và an ninh lương thực cần được tiếp cận đa chiều. Giáo sư Ermias Kebreab nhấn mạnh rằng chìa khóa nằm ở việc nâng cao năng suất để giảm phát thải. “Nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng buộc chúng ta hoặc phải tăng số lượng vật nuôi, hoặc tăng sản lượng trên mỗi con, trong đó giải pháp thứ hai bền vững hơn”, Giáo sư Ermias Kebreab nói.

Chia sẻ ý kiến của mình, Tiến sĩ Nadia Radzman, Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge (Vương Quốc Anh), cho rằng các đột phá về hệ thống sinh học và công nghệ sinh học cần được phổ biến rộng rãi, đặc biệt tới các quốc gia ở Nam bán cầu – nơi có nhu cầu lớn nhưng khả năng tiếp cận công nghệ còn hạn chế.

Tài chính để nghiên cứu, phát triển cũng là một vấn đề được nhấn mạnh. Giáo sư Pamela Christine Ronald đã đề cập đến vai trò then chốt của tài chính cho nghiên cứu, đồng thời dẫn chứng rằng nhiều ý tưởng như sinh sản vô tính phải mất hàng chục năm mới trở thành hiện thực. Bà cũng cho rằng hợp tác toàn cầu và các công cụ AI dự báo chức năng sẽ là nền tảng cho các bước tiến tiếp theo.

Trong khi đó, Giáo sư Raphaël Mercier đến từ Viện Nghiên cứu Di truyền Cây trồng Max Planck (Đức), kêu gọi xóa bỏ rào cản giữa các lĩnh vực, tăng cường kết nối giữa nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, đồng thời mở rộng nguồn lực tài trợ cho khoa học nền tảng – yếu tố quyết định để tạo ra các đổi mới đột phá trong tương lai.