Lúa gạo và bài toán khí mê-tan
Theo thống kê, sản xuất lúa gạo - loại lương thực chính của hơn nửa dân số thế giới chiếm khoảng 12% lượng khí mê-tan do con người tạo ra. Mê-tan là một loại khí nhà kính mạnh, có khả năng giữ nhiệt cao gấp nhiều lần so với carbon dioxide (CO2). Dù thời gian tồn tại trong khí quyển ngắn hơn CO2, nhưng tác động của mê-tan lên nhiệt độ toàn cầu lại nhanh và mạnh hơn rất nhiều.
Nhóm đã sử dụng phương pháp lai tạo truyền thống để tạo ra giống lúa lai mới vừa đạt năng suất cao vừa giảm đáng kể phát thải khí mê-tan. Nguồn ảnh: Depositphoto
Với tốc độ gia tăng dân số và nhu cầu tiêu thụ gạo ngày càng lớn, lượng phát thải từ ruộng lúa dự báo sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, đặt ra bài toán nan giải cho an ninh lương thực đi đôi với bảo vệ môi trường. Các nhà khoa học đã từ lâu biết rằng khí mê-tan phát sinh chủ yếu khi vi khuẩn trong ruộng lúa phân hủy những chất hữu cơ tiết ra từ rễ. Tuy nhiên, loại hợp chất nào ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình này thì trước đây chưa rõ ràng.
Trong công trình được công bố trên tạp chí Molecular Plant, nhóm nghiên cứu từ Đại học Nông nghiệp Hồ Nam (Trung Quốc) và Đại học Khoa học Nông nghiệp Thụy Điển (Uppsala) đã xác định được hai hợp chất quan trọng: fumarate và ethanol. Kết quả cho thấy, nếu giống lúa có hàm lượng fumarate thấp và ethanol cao, lượng khí mê-tan phát sinh sẽ giảm mạnh.
Dựa trên phát hiện này, nhóm đã sử dụng phương pháp lai tạo truyền thống (không phải biến đổi gen) để tạo ra giống lúa lai mới vừa đạt năng suất cao vừa giảm đáng kể phát thải khí mê-tan.
Bứt phá năng suất, mở ra kỳ vọng mới từ Chính phủ đến doanh nghiệp
Trong các thử nghiệm trên nhiều cánh đồng tại Trung Quốc, giống lúa mới đạt năng suất trung bình 8,13 tấn/ha, cao gần gấp đôi mức năng suất trung bình toàn cầu năm ngoái là 4,27 tấn/ha. Không chỉ giảm được tới 70% lượng khí mê-tan, giống lúa còn đảm bảo được hiệu quả canh tác cho nông dân.
Sản xuất lúa gạo chiếm khoảng 12% lượng khí mê-tan do con người tạo ra Nguồn ảnh: Food and Agriculture
Bà Anna Schnürer, nhà vi sinh vật học của Đại học Khoa học Nông nghiệp Thụy Điển, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: “Chúng tôi chứng minh rằng có thể tạo ra một giống lúa vừa năng suất cao vừa thân thiện với môi trường nhờ phương pháp lai truyền thống. Đây là minh chứng rõ ràng rằng nông nghiệp bền vững không nhất thiết phải phụ thuộc vào công nghệ biến đổi gen”.
Ngoài giống lúa lai, nhóm nghiên cứu còn thử nghiệm bổ sung các hợp chất như ethanol và oxantel. Kết quả cho thấy cả hai đều giúp giảm đến 60% lượng khí mê-tan mà không làm ảnh hưởng đến năng suất. Điều này mở ra khả năng kết hợp với phân bón trong tương lai để giảm phát thải trên diện rộng.
Hiện nhóm nghiên cứu đang hoàn tất thủ tục đăng ký giống lúa này tại Trung Quốc. Đồng thời, họ cũng hợp tác với một số công ty nông nghiệp để thử nghiệm khả năng bổ sung oxantel - vốn được dùng trong y học để điều trị giun đường ruột vào phân bón, nhằm hỗ trợ giảm khí mê-tan ngay cả với những giống lúa khác.
Các chuyên gia kỳ vọng chính phủ và doanh nghiệp sẽ vào cuộc để thúc đẩy nhanh quá trình thương mại hóa, giúp người nông dân tiếp cận được giống lúa mới. Nếu thành công, đây có thể trở thành giải pháp đột phá, vừa góp phần đảm bảo an ninh lương thực, vừa giảm đáng kể lượng khí nhà kính, giúp thế giới tiến gần hơn đến mục tiêu chống biến đổi khí hậu.