Bạn Nhà Nông

Nền tảng của cuộc Cách mạng Xanh là tạo ra giống lương thực mới, qua ý tưởng của Norman Borlaug, là cha đẻ của cuộc Cách mạng Xanh. Một trong những giống này là IR8, được biết như “giống lúa mầu nhiệm”, phát triển cách đây 40 năm tại Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI). Khi được tưới và bón phân đạm đầy đủ, IR8 sẽ cho năng suất cao hơn giống lúa mùa. IR8 đã làm thay đổi tình hình lương thực trên thế giới. Nhưng nạn đói vẫn còn từ khi “giống lúa mầu nhiệm” được phổ biến cùng với những giống cây lương thực khác.

Cái giá của giống lúa mầu nhiệm

Giống lúa cao sản cho năng suất cao hơn các giống lúa mùa truyền thống, nhưng chúng lại cần nhiều chất dinh dưỡng hơn để phát huy được hết tiềm năng năng suất. Sử dụng quá nhiều phân hóa học sẽ gây tổn hại đến môi trường. Khoảng 30-80% lượng phân đạm thất thoát khi bón sẽ chảy vào nước, không khí và gây bộc phát nhiều loại sâu bệnh. Sử dụng phân hóa học sẽ làm tăng thêm chi phí cho nông dân nếu không tuân theo chiến lược quản lý dinh dưỡng theo từng thữa ruộng (Site Specific Nutrient Management- Bón phân theo độ phì đất và nhu cầu dinh dưỡng cây lúa)

Trong suốt cuộc Cách mạng Xanh, thế giới đã sử dụng ngày càng nhiều thuốc trừ sâu để bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên, sự sử dụng quá mức và bừa bãi của thuốc trừ sâu đã làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khoẻ con người.

Nước tưới dành cho sản xuất nông nghiệp là vấn đề nan giải hiện nay. Nhiều chuyên gia tin rằng nguồn cung cấp nước toàn cầu đang cạn kiệt nhanh chóng. Dưới sức ép của biến đổi khí hậu toàn cầu, dân số tăng, ô nhiễm môi trường và công nghiệp phát triển đã góp phần làm khủng hoảng nước ngày càng nghiêm trọng. Cây lúa ước tính sử dụng đến 30% lượng nước dành cho cây trồng trên thế giới. Tại châu Á hơn 80% lượng nước ngọt được sử dụng cho cây lúa. Tuy nhiên đến năm 2025 ước lượng 15-25 triệu ha sẽ thiếu nước tưới. Do đó trong tương lai chúng ta sẽ buộc phải sử dụng nguồn tài nguyên nước thông minh và hiệu quả hơn

Cuộc cách mạng thân thiện môi trường

Câu hỏi lớn hiện nay là liệu thế giới có thể tồn tại mà không cần áp dụng kỹ thuật thâm canh trong cuộc cách mạng xanh và liệu sản xuất nông nghiệp có nuôi còn tiếp tục nuôi nổi thế giới trong điều kiện tài nguyên ngày càng ít?

Vấn đề chính trong sản xuất nông nghiệp bền vững là tạo ra ngày nhiều sản lượng trên cùng diện tích đất trong khi vẫn tiếp tục duy trì nguồn nước sạch, không tạo ra khí thải nhà kính, không bị ngập lụt, trao đổi nước ngầm tốt và giữ được cảnh quan môi trường tốt. Với quan điểm trên, dự án lúa xanh siêu cao sản (Green Super Rice -GSR) cho vùng nghèo tài nguyên ở châu Á và châu Phi. Đây là dự án hợp tác giữa Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI và Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc (CAAS) được xem là cách sản xuất nông nghiệp bền vững tạo ra nhiều lượng lương thực cho tăng trưởng dân số thế giới. Dự án được tài trợ bởi nhà tỷ phú lừng danh của Microsoft là Quỹ Bill & Melinda Gates (Bill & Melinda Gates Foundation -BMGF). Mục tiêu của dự án là tạo ra giống lúa cho năng suất cao bền vững trong điều kiện đầu tư thấp và điều kiện môi trường sản xuất không thuận lợi.

Chủ nhiện dự án là Zhikang Li, nhà di truyền phân tữ của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI, từng là thành viên của Viện Hàn Lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc. Dự án kế thừa ý tưởng của cuộc cách mạng xanh để tạo ra giống có năng suất cao hơn. Các giống lúa cao sản hiện nay chỉ cho năng suất cao khi cung cấp đầy đủ nước, dinh dưỡng và phòng chống sâu bệnh triệt để. Điển hình giống IR64 được IRRI phóng thích từ năm 1985, trở thành giống phổ biến nhất trên thế giới do có năng suất cao. Nhưng giống này rất nhạy cảm đối với hạn hán. Qua đó, dự án giống lúa xanh siêu cao sản sẽ lai tạo ra giống lúa chịu hạn nhưng vẫn kế thừa các ưu điểm của giống IR64. Sau 12 năm nỗ lực lai tạo, các nhà khoa học đã nhiều lần thực hiện lai hồi giao ở thế hệ thứ hai (backcrossed second-generation lines - BC2F2) đã tạo ra nhiều giống lúa phát triển tốt dưới điều kiện áp lực sâu bệnh cao và môi trường khác nghiệt. Họ đã xác định được nhiều gene chống chịu điều kiện khắc nghiệt của môi trường từ nhiều nguồn giống khác nhau, đặc biệt là tính chịu hạn từ. Các giống này được lai với những giống đã phổ biến như IR64, Huang Hua Zhan, BR11 và BG3000.

Quan điểm mới trong kỹ thuật lai

Trước kia, các nhà chọn giống IRRI chỉ sử dụng tới lui chỉ có 3 loại giống là IR64, Teqing, và giống lúa dạng hình mới (new plant type) IR68552-55-3-2 được lai hồi giao với 205 giống bố mẹ khác. Tuy nhiên, dự án lúa xanh siêu cao sản (GSR) mở rộng sang Trung Quốc, nhận 46 giống lúa bố mẹ từ Mạng lưới Lai tạo Phân tữ Lúa Quốc gia Trung Quốc (China National Rice Molecular Breeding Network). Lai tạo được thực hiện với 500 giống để tạo sự đa dạng về mặt di truyền. Các giống này đều được xây dựng bản đồ di truyền để có thể khai thác thêm về sau

Có ít nhất 18 viện nghiên cứu và 125 nhà khoa học về di truyền phân tữ tham gia dự án. Mỗi cơ quan ở Trung Quốc và IRRI thực hiện lai tạo từ 1-2 giống lúa đã phổ biến. Mỗi giống này được lai hồi giao để nhận gene kháng các loại côn trùng như rầy nâu; kháng các bệnh quan trọng như cháy lá, cháy bìa lá, sọc vi khuẩn, khô vằn và tungro; chống chịu điều kiện khắc nghiệt của môi trường như hạn hán, mặn, ngập… hạn chế năng suất lúa.

            Ngoài quỹ tài trợ của Bill Gate, chính phủ Trung Quốc còn tài trợ thêm để hỗ trợ cho các nhà khoa học của dự án nhằm tăng sản lượng lúa ở châu Á và châu Phi. Dự án đã tạo ra nhiều giống lúa thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau. Điển hình, một loại giống GSR có thể phát triển nhanh và mạnh hơn cỏ dại, chúng lấn át hoàn toàn cỏ vì nhiều nước giá thuốc trừ cỏ quá đắt, vượt khỏi tầm của nông dân nghèo. Giống kháng cỏ dại trồng thử nghiệm ở Bangladesh. Các gene chịu hạn cũng được chuyển qua những giống lúa cao sản như IR64. Điển hình giống IR83142-B-19-B phát triển tốt hơn giống Sahbhagi dhan tại Ân Độ trong điều kiện hạn hán và không đầu tư chi cả (không bón phân, không xịt thuốc, chỉ làm cỏ bằng tay 1 lần)

Chuyển giao kỹ thuật

Trong năm 2009, nhiều giống lúa xanh siêu cao sản được trồng khảo nghiệm ở các như Indonesia, Việt Nam, Lào, Cambodia, Pakistan, Bangladesh, Sri Lanka, và Trung Quốc. Trong đó, 56 giống GSR tỏ ra kháng nhiều loại sâu bệnh như cháy lá, rầy nâu, muổi lá hành… được chuyển giao cho nhiều nước. 106 giống GSR được đưa qua Ngân hàng gene của Mạng lưới Quốc tế Đánh giá Di truyền lúa (International Network for the Genetic Evaluation of Rice). Các giống này chịu hạn, thích nghi với vùng đất thấp không tưới, chống chịu với nhiều loại sâu bệnh.

Các giống này cũng phối hợp với các kỹ thuật canh tác thân thiện môi trường như kỹ thuật quản lý dinh dưỡng cho từng thửa ruộng (Site Specific Nutrient Management-SSNM) và kỹ thuật quản lý cây trồng tổng hợp (Integrated Crop Mangement- ICM). SSMN là kỹ thuật bón phân theo nhu cầu của cây lúa của từng miếng ruộng dựa trên màu sắc lá lúa và độ phì đất theo hướng tối ưu hóa các chất dinh dưỡng vào từng thời điểm. ICM là hệ thống sản xuất cây trồng dựa trên sự hiểu biết rõ về mối tương tác giữa sinh học, môi trường và quản lý đất. Mục đích là sản xuất lương thực theo hướng bảo tồn và vung đắp nguồn tài nguyên thiên nhiên

 Mở rộng dự án

Dự án GSR đã tổ chức nhiều buổi thảo luận với các nhà biên soan chính sách và các nhà khoa học, các khóa tập huấn kỹ thuật và nhiều hội thảo. Điển hình tại Sri Lanka, cơ quan giống và khuyến nông đã được dự án tập huấn để các giống lúa GSR có thể tiếp được với nhu cầu của nông dân ở vùng dự án. Để bảo đảm cho nông dân có đủ lượng giống GSR được cung cấp đều đặn, dự án đã mở các khóa huấn luyện về kỹ thuật sản xuất giống cho các công ty giống tư nhân vừa và nhỏ ở Bangladesh, Indonesia, Sri Lanka, Việt Nam và Pakistan

Tóm lại, trong những năm gần đây các nhà khoa học phải đương đầu với thách thức là vừa phải bảo đảm an ninh lương thực, vừa phải bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Đối với Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI, vấn đề chính của cuộc cách mạng xanh lần thứ hai là phát triển các kỹ thuật canh tác thân thiện với môi trường và phổ biến giống lúa xanh siêu cao sản. 

Tài liệu tham khảo

Jauhar Ali & Alaric Francis Santiaguel, 2011. Green super rice. Rice Today Vol 10 No 1. International Rice Research Institude

TS Jauhar ali, nhà chọn giống của IRRI đang chỉ giống lúa xanh siêu cao sản vẫn phát triển tốt trong điều kiện môi trường khác nghiệt và đầu tư thấp vẫn phát triển tốt

Nguyễn Phước Tuyên