Tại tọa đàm về "Đổi mới trong Nông nghiệp và Thực phẩm" tổ chức trong khuôn khổ Tuần lễ khoa học VinFuture 2025 chiều 3/12, GS Pamela Christine Ronald cùng nhiều chuyên gia chỉ ra mặt trái của việc phát triển nông nghiệp truyền thống. Theo đó việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón đang phá hủy môi trường sống các loài tự nhiên, mất đa dạng sinh học, suy thoái và xói mòn đất.
GS Pamela Christine Ronald, Đại học California, Davis (Mỹ) tại tọa đàm chiều 3/12. Ảnh: Nguyễn Thanh
Theo GS Pamela Christine Ronald, trong môi trường đất ngập nước (kị khí), rễ lúa bị thiếu oxy, tạo điều kiện cho các vi sinh vật kị khí phát triển và sản sinh ra metan. Vậy có thể giảm phát thải metan từ hệ vi sinh vật này hay không?. Để trả lời cho câu hỏi này bà cho biết đã cùng cộng sự nghiên cứu cây lúa và phát hiện cây mang gene PSY 1 có bộ rễ phát triển nhanh so với cây truyền thống. Khi thử nghiệm trong các điều kiện tốt, giống này giảm 40% phát thải khí metan.
Bà cho rằng, cần nghiên cứu sử dụng di truyền thực vật để phát triển các giống lúa mới có khả năng giảm thiểu phát thải metan. Trọng tâm là phân tích cộng đồng vi sinh vật trong đất và xác định các gene lúa kiểm soát chất tiết từ rễ và sự liên kết với vi sinh vật đất. Mục tiêu là tạo ra cây trồng có lợi cho môi trường, giảm lượng khí thải.
Cuối cùng, cần xác định các vi khuẩn tập hợp carbon vào các bể chứa carbon hữu cơ ổn định trong đất. Cần các công cụ mới để định lượng những thay đổi carbon hữu cơ trong đất về lâu dài trong điều kiện thực địa.
Đồng tình, GS Raphael Mercier, Viện Nghiên cứu Di truyền Cây trồng Max Planck (Đức) cho rằng cần tạo ra những giống tốt, cho cây trồng khỏe, năng suất cao góp phần giảm phát thải metan.
Ông cho biết trong tự nhiên, một số loại thực vật không cần thụ tinh hoặc thụ phấn vẫn tạo ra hạt như bồ công anh. Cánh hoa của nó giúp phát tán hạt giống, cơ chế này có thể hữu ích cho nông nghiệp. Đây là cơ chế sinh sản vô tính dựa trên quá trình nguyên phân, không bao gồm giảm phân và thụ tinh như truyền thống mà "chuyển quá trình phân chia giảm phân thành quá trình đơn giản hơn" để tạo ra hai bản gene.
"Hình thức sinh sản vô tính cho phép bảo tồn các đặc tính mong muốn và tạo ra dòng thuần nhanh chóng, sử dụng cho nhiều loại cây trồng, hỗ trợ người nông dân", ông nói.
GS. Raphael Mercier, Viện Nghiên cứu Di truyền Cây trồng Max Planck (Đức). Ảnh: Nguyễn Thanh
Chỉ thêm giải pháp cho nông nghiệp bền vững, TS Nadia Radzman, Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge (Anh) cho biết, cây họ đậu có thể xem là "công tắc sinh học cho nông nghiệp thích ứng khí hậu".
Bà giải thích 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".
Để giảm sử dụng phân đạm, người nông dân có thể áp dụng các phương pháp tốt hơn như phát triển cây trồng cố định đạm tự nhiên (gồm 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 gene để kích thích rễ cây phát triển và cải thiện quá trình sinh lý của cây.
"Nên trồng nhiều cây họ đậu như đậu tương, đậu Hà Lan. Các cây này có khả năng cộng sinh với vi sinh vật tạo thành nốt sần trên rễ, giúp cố định nitơ từ không khí một cách tự nhiên và miễn phí", bà nói.
TS. Nadia Radzman, Phòng thí nghiệm Sainsbury, Đại học Cambridge (Anh). Ảnh: Nguyễn Thanh
Theo GS Ingolf Steffan-Dewenter, Đại học Wurzburg (Đức), nhu cầu lương thực dự kiến tăng tới 100% vào 2050, trong khi sản phẩm cây trồng chủ lực có xu hướng giảm. Có tới 50% sản lượng cây trồng không được sử dụng làm thực phẩm, đặt ra các thách thức về an ninh lương thực và hiệu quả sử dụng tài nguyên nông nghiệp. Vì vậy việc tích hợp nhiều giải pháp để tạo ra nhiều chuyển đổi cho sản xuất lương thực và an ninh lương thực là cần thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng tác động mạnh tới cuộc sống của con người.
Thu Thảo
