Việt Nam đứng trước cơ hội làm chủ công nghệ hạt giống lúa mới từ Đức

Tại toạ đàm Đổi mới trong Nông nghiệp và Thực phẩm do Quỹ VinFuture tổ chức chiều 3/12, các nhà khoa học hàng đầu thế giới đã cảnh báo về nhu cầu lương thực toàn cầu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050, trong khi tài nguyên đất và nước ngày càng cạn kiệt. 

Sự kiện nằm trong khuôn khổ Tuần lễ Khoa học Công nghệ VinFuture 2025. 

Áp lực kép lên nền nông nghiệp toàn cầu

Theo số liệu được các nhà khoa học chia sẻ, nhu cầu lương thực dự kiến sẽ tăng mạnh 100% vào năm 2050.

Tuy nhiên, nghịch lý nằm ở chỗ các sản phẩm cây trồng chủ lực có xu hướng giảm năng suất do biến đổi khí hậu, trong khi nông nghiệp hiện tại lại là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường.

Việc lạm dụng thuốc trừ sâu, phân bón và phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa nước hay chăn nuôi đang đe dọa đa dạng sinh học và làm suy thoái đất. Câu hỏi lớn được đặt ra là: Làm thế nào để tăng sản lượng thực phẩm một cách bền vững và có khả năng chống chịu?

Bước đột phá tăng 30% năng suất

Một trong những điểm nhấn quan trọng của tọa đàm là công nghệ tạo hạt giống vô tính (Apomixis) được chia sẻ bởi GS Raphaël Mercier (Viện Di truyền Cây trồng Max Planck, Đức).

Trong tự nhiên, một số loài thực vật như bồ công anh có thể tạo ra hạt mà không cần thụ phấn. Dựa trên cơ chế này, GS Mercier và các cộng sự đã nghiên cứu chuyển đổi quá trình giảm phân phức tạp thành quá trình đơn giản hơn để tạo ra các dòng cây "bản sao" hoàn hảo của cây mẹ.

Công nghệ này cho phép duy trì sức mạnh ưu thế lai qua nhiều thế hệ mà không cần lai tạo lại, giúp nông dân có thể sử dụng lại hạt giống mà năng suất không bị suy giảm.

Trao đổi với phóng viên Dân trí bên lề sự kiện, GS Mercier khẳng định: "Việc áp dụng hạt giống vô tính có thể giúp tăng năng suất cây trồng khoảng 20-30% so với giống thuần.

Điều này đồng nghĩa với việc để tạo ra cùng một sản lượng, chúng ta sẽ cần ít đất đai và phân bón hơn, gián tiếp giảm tác động tiêu cực đến môi trường".

Đối với Việt Nam - quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu nhưng chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu - công nghệ này mở ra cơ hội lớn.

GS Mercier cho biết các giống lai vô tính có khả năng chống chịu tốt hơn trước các biến động nhiệt độ và nguồn nước. Dù hiện tại công nghệ đang ở giai đoạn thử nghiệm ngoài đồng ruộng, nhưng về lý thuyết, nó có thể áp dụng cho lúa, đại mạch và đậu tương.

Tái "thiết kế" cây lúa

Bên cạnh vấn đề năng suất, việc giảm phát thải khí nhà kính từ cây trồng cũng được GS Pamela Christine Ronald đặc biệt quan tâm. Cây lúa hiện đóng góp tới 12% tổng lượng khí thải metan toàn cầu do điều kiện canh tác ngập nước tạo môi trường cho vi khuẩn phát triển.

GS Ronald đã giới thiệu giải pháp sử dụng gen PSY1 giúp cây lúa phát triển bộ rễ nhanh và sâu hơn. Kết quả thử nghiệm cho thấy giống lúa này có thể giảm tới 40% lượng phát thải metan trong điều kiện canh tác tốt.

Ở một hướng tiếp cận khác, TS Nadia Radzman đề xuất giảm phụ thuộc vào phân đạm hóa học bằng cách tận dụng "công tắc sinh học" từ cây họ đậu.

Các peptide như CEP được sử dụng để kích thích rễ cây tạo thêm nốt sần, tăng cường khả năng cố định đạm tự nhiên từ không khí. Đồng thời, các nghiên cứu về peptide ENOD40 và miRNA giúp điều hòa việc phân bổ carbon, đảm bảo cây tập trung năng lượng cho việc tạo hạt và quả một cách hiệu quả nhất.

Biến tảo biển và phụ phẩm thành thức ăn

Ngành chăn nuôi, vốn đóng góp 14,5% lượng khí thải nhà kính toàn cầu, cũng đang đứng trước cuộc cách mạng xanh.

GS Ermias Kebreab đã mang đến giải pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp và tảo biển làm thức ăn chăn nuôi.

Nghiên cứu của Kebreab cho thấy, việc bổ sung một lượng nhỏ rong biển vào khẩu phần ăn của bò có thể giảm khí metan từ 30% đến 90% mà không ảnh hưởng đến chất lượng sữa hay thịt.

Tại Việt Nam, các nguyên liệu sẵn có như lá sắn, bã sắn hay chè rừng cũng được đề xuất tận dụng để vừa giảm chi phí, vừa giảm phát thải.

Đặc biệt, với lợi thế bờ biển dài và vùng biển ấm, Việt Nam hoàn toàn có tiềm năng phát triển nuôi trồng tảo biển quy mô lớn để phục vụ ngành chăn nuôi xanh này.

Hợp tác để hiện thực hóa mục tiêu 2050

Mặc dù các công nghệ đơn lẻ như hạt giống vô tính hay lúa giảm phát thải đều mang lại hiệu quả, nhưng các chuyên gia đều thống nhất rằng không có một "cây đũa thần" duy nhất.

GS Raphaël Mercier nhấn mạnh sự cần thiết của việc kết hợp "bộ công cụ" gồm: Chọn giống, chỉnh sửa gen, trí tuệ nhân tạo (AI) và canh tác thông minh để đạt mục tiêu tăng 70% sản lượng lương thực. 

Ông cũng bày tỏ ấn tượng với sự năng động của Việt Nam và hy vọng thông qua giải thưởng VinFuture sẽ kết nối được với các nhà khoa học trong nước để đưa các giống lúa vô tính vào thử nghiệm thực tế.

Tương lai của an ninh lương thực không chỉ nằm ở phòng thí nghiệm mà còn ở sự hợp tác toàn cầu và khả năng ứng dụng linh hoạt tại từng địa phương: "Chúng ta cần phá vỡ rào cản giữa các lĩnh vực, thúc đẩy nghiên cứu ứng dụng và tài trợ cho nghiên cứu cơ bản”, GS Mercier chia sẻ.