Nông nghiệp bền vững: Giải pháp công nghệ để tăng sản lượng và giảm phát thải

Tại tọa đàm“Đổi mới trong nông nghiệp và thực phẩm” trong khuôn khổ Tuần lễ Khoa học và Công nghệ VinFuture 2025,GS Pamela Christine Ronald từ Đại học California, Davis (Mỹ) nhấn mạnh 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.

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 hoà carbon trong không khí sẽ được cải thiện nhờ sử dụng công tắc sinh học peptides.

"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", TS Nadia Radzman.

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.

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.

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”, GS Ermias Kebreab cho biết.