Giống chịu hạn khởi xướng 'cách mạng lam' cho cây lúa

Với mục tiêu phát triển giống lúa chịu hạn, Công ty TNHH Hạt giống Việt (Vietseed) đã tuyển chọn được giống lúa lai 3 dòng CH777 (tên gốc là Hạn ưu 786) từ bộ lúa lai chịu hạn nhập nội. CH777 đang được tiến hành khảo nghiệm DUS và VCU diện hẹp vụ xuân 2025 cho vùng Trung du miền núi phía Bắc.

Bên cạnh đó, bằng phương pháp chọn lọc phả hệ từ nguồn vật liệu phân ly, công ty đã phát triển được hai giống lúa triển vọng có tiềm năng chịu hạn là NTS102, NTS003 và dự định sớm tham gia khảo nghiệm quốc gia trong năm 2025 và 2026.

Do cùng ý tưởng, chúng tôi đã sưu tầm, dịch và biên tập bài báo dưới đây nhằm mục đích cung cấp thông tin tham khảo và mở đường cho hướng phát triển tương tự này của nhóm nghiên cứu Vietseed tại Việt Nam. Xin lưu ý năng suất lúa của Trung Quốc thường cao hơn Việt Nam khoảng 25 - 30% do thời gian sinh trưởng kéo dài và chỉ trồng được một vụ/năm.

Giảm phát thải 90%

Vào những ngày nắng nóng tháng 8 năm nay, các cánh đồng lúa ở 7 huyện gồm Vọng Giang, Hoài Viễn, Tông Dương… thuộc tỉnh An Huy đều phủ một màu xanh mướt. Giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn Hạn ưu 73 đang bước vào giai đoạn làm đòng quan trọng. Đây cũng là thời điểm nóng nhất trong năm và cây lúa có nhu cầu nước sinh lý cao. Nhiệt độ cao, thời tiết nóng ẩm và tình trạng ngập nước sẽ thúc đẩy phát thải thêm nhiều khí metan từ ruộng lúa.

Trong giai đoạn 2019 - 2020, nhóm nghiên cứu liên kết của Viện Khoa học nông nghiệp Thượng Hải đã tiến hành giám sát khí thải nhà kính từ các cánh đồng lúa ở 7 huyện trên. Kết quả cho thấy, việc gieo và quản lý khô giống lúa tiết kiệm nước tại huyện Vọng Giang đã giúp giảm 99,9% lượng khí thải carbon so với ruộng lúa truyền thống, trong khi ở 6 huyện còn lại lượng khí thải carbon cũng giảm hơn 90%.

Mới đây, nhóm nghiên cứu của Trung tâm Di truyền Sinh học nông nghiệp Thượng Hải đã công bố một bài viết trên tạp chí học thuật quốc tế Molecular Plant với tiêu đề “Cuộc cách mạng lam đảm bảo an ninh lương thực trong bối cảnh trung hòa carbon: Trường hợp thành công của giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn”.

Bài viết đưa ra khái niệm “cách mạng lam” trong sản xuất lúa, tức là nhờ vào việc lai tạo được giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn và hiện thực hóa mô hình canh tác lúa bằng phương pháp gieo khô và quản lý khô. Mô hình này giúp sản xuất lúa thoát khỏi phụ thuộc quá mức vào tài nguyên nước, đồng thời giảm mạnh khí thải nhà kính từ ruộng lúa, thúc đẩy sản xuất lúa chuyển sang hướng tiết kiệm tài nguyên, thân thiện với môi trường và phát triển bền vững theo hướng xanh.

Giải pháp tối ưu để giảm phát thải

Trồng lúa không thể tách rời với nước. Tuy nhiên, khi nước giúp nuôi dưỡng cây lúa, nó cũng đồng thời cách ly đất với oxy. Đất ngập nước sẽ sản sinh nhiều vi khuẩn kỵ khí, tạo ra khí metan và các loại khí nhà kính khác. Theo Hạ Huy (Trung tâm Di truyền Sinh học nông nghiệp Thượng Hải) khí metan phát thải từ ruộng lúa chiếm khoảng 10 - 12% tổng lượng metan phát thải toàn cầu và đóng góp khoảng 2,4% vào sự gia tăng hiệu ứng làm ấm toàn cầu.

Muốn giảm khí thải từ ruộng lúa thì phải giảm thời gian đất bị ngập nước. Nhật Bản đã phát minh và phổ biến phương pháp khô ruộng, tức là trong giai đoạn sinh trưởng mà cây lúa ít cần nước sẽ tháo cạn nước để đất có thể tiếp xúc với không khí.

Những năm gần đây, cùng với sự phổ biến của các thiết bị thông minh, các nhà nông học châu Âu đã áp dụng phương pháp tưới ngắt quãng, theo dõi mực nước ngầm và chỉ tưới khi mực nước giảm xuống dưới ngưỡng nhất định nhằm tránh tích nước trong ruộng lúa. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhanh chóng phát hiện rằng chu kỳ khô ruộng dài nhất mà cây lúa có thể chịu được chỉ trong khoảng hai tuần, trong khi phương pháp tưới ngắt quãng lại tiêu tốn rất nhiều nhân lực và vật lực.

Vậy nếu cần tiết kiệm nước thì trồng lúa cạn liệu có khả thi không? Câu trả lời là không vì năng suất lúa cạn quá thấp. Nhóm nghiên cứu của La Lợi Quân thuộc Trung tâm Di truyền Sinh học nông nghiệp (Viện Khoa học nông nghiệp Thượng Hải) đã mất gần 30 năm để nghiên cứu và cải tiến, đưa các gen chịu khô của lúa cạn vào lúa nước, từ đó lai tạo ra giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn.

Giống lúa này không hoàn toàn là lúa nước và cũng không hẳn là lúa cạn, nó có thể trồng ở ruộng nước như lúa truyền thống và cũng có thể trồng khô như lúa cạn.

Năm 2016, thuật ngữ “lúa tiết kiệm nước và chịu hạn” được công nhận trong ngành giống và chính thức công bố ra bên ngoài. Từ đó, giống lúa này trở thành lúa có loại hình canh tác mới. La Lợi Quân chia sẻ: “Giống lúa của chúng tôi chỉ cần đảm bảo tưới lướt 3 lần vào 3 giai đoạn là nảy mầm, đẻ nhánh và làm đòng - chín sữa thì năng suất có thể đạt trên 600 kg/mẫu (9 tấn/ha). Nếu thực sự không có điều kiện tưới nước, năng suất cũng vẫn có thể đạt khoảng 200 kg/mẫu (3 tấn/ha)".

Do giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn không cần phải cấy trong ruộng nước ngay từ đầu nên đã loại bỏ được môi trường sinh khí metan - yếu tố gây hiệu ứng nhà kính.

Năm 2019, Chu Thắng - Trưởng phòng Nghiên cứu Biến đổi khí hậu và Sản xuất xanh thuộc Viện Khoa học nông nghiệp Thượng Hải đã lấy giống lúa để xây dựng đề án giảm phát thải cho nông nghiệp toàn cầu và đăng ký tham gia chương trình nghiên cứu tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải Horizon 2020 tại Liên minh châu Âu. Sau khi xem tài liệu, người phụ trách chương trình là ông Ailen - nhà nghiên cứu thuộc Viện Tài nguyên thiên nhiên Phần Lan đã lập tức có ấn tượng mạnh. Ông cho biết: “Trong tất cả các phương án, phương án của các bạn là đơn giản nhất, cũng là phương án phù hợp nhất để nhân rộng trên quy mô lớn".

Mang lại động lực mới cho nghề trồng lúa

Nông trường Hoài Khoáng ở huyện Bạng Phụ, tỉnh An Huy vốn không phải là vùng chuyên trồng lúa. Năm 2016, giống Hạn ưu 73 bắt đầu được gieo trồng, ngay sau đó đã phát triển nhanh chóng trong 3 năm, từ 50 mẫu lên 800 mẫu, rồi 5.000 mẫu (333 ha)…

Từ 2016, diện tích trồng lúa tiết kiệm nước và chịu hạn do Thượng Hải nghiên cứu và phát triển luôn duy trì mức tăng trưởng hai con số. Hiện nay, diện tích này hàng năm đã vượt quá 3 triệu mẫu (200.000 ha), trong đó giống Hạn ưu 73 (hơn 2 triệu mẫu) và đã trở thành giống lúa lai có diện tích gieo trồng lớn nhất tại vùng đồng bằng sông Dương Tử.

Giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn hiện đã được triển khai trồng thương mại hoặc trồng thử nghiệm tại hơn 2/3 các tỉnh, thành ở Trung Quốc và hơn 20 quốc gia thuộc sáng kiến “Vành đai và Con đường”.

Vậy ruộng trồng giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn có thể giúp giảm bao nhiêu lượng khí thải carbon? Khi cầm máy tính lên, ngay cả ông La Lợi Quân cũng phải bất ngờ. Năm 2019 - 2020, kết quả giám sát tại huyện Hoài Viễn, tỉnh An Huy - nơi trồng 200.000 mẫu (13.333 ha) giống lúa này, lượng khí thải carbon đã giảm tới 99% trong vòng một năm, tương đương giảm 80.000 tấn CO₂. Nếu đưa vào thị trường giao dịch carbon, giá trị quy đổi ước tính khoảng 1 triệu USD.

Theo kế hoạch, đến cuối kỳ của kế hoạch 5 năm lần thứ 14, diện tích trồng lúa tiết kiệm nước và chịu hạn hàng năm dự kiến sẽ vượt mốc 10 triệu mẫu (666.667 ha), đồng nghĩa với việc mỗi năm có thể giảm được 156.000 tấn khí metan phát thải từ ruộng lúa, tương đương với khoảng 4,4 triệu tấn CO₂. Ông Chu Thắng cho biết, nếu phần khí thải carbon giảm từ ruộng lúa này được đưa vào thị trường giao dịch carbon quốc tế, nông dân sẽ có thể tăng thêm thu nhập khoảng 44 triệu USD mỗi năm.

Thực hiện mục tiêu an ninh lương thực và trung hòa carbon

Về an ninh lương thực, cho đến nay ông La Lợi Quân vẫn không thể quên một sự kiện. Tháng 8 năm 2020, ruộng lúa tiết kiệm nước và chịu hạn ở Vương Gia Bá ở huyện Phù Nam, tỉnh An Huy bị ngập do lũ. Sau 10 ngày bị nước lũ bao phủ, lúa đã đâm chồi trở lại và cho thu hoạch. Điều này cho thấy giống lúa có khả năng chịu ngập và tái sinh mạnh mẽ, được nông dân địa phương gọi một cách thân thương là "lúa kiên cường".

Về giảm phát thải carbon, hơn 20 năm trước, La Lợi Quân đã nhận ra rằng với tư cách là một quốc gia khan hiếm tài nguyên nước, Trung Quốc không thể tiếp tục sử dụng lượng nước khổng lồ để trồng lúa như trước. Phương thức sản xuất lúa truyền thống kiểu năng suất cao, dùng nhiều nước và phân, phát thải carbon cao là không thể tiếp tục duy trì.

Xuất phát từ nhận định này, ông cùng nhóm nghiên cứu đã tập trung khai thác các đặc tính tiết kiệm nước và chịu hạn của lúa cạn, kết hợp với ưu điểm năng suất cao và chất lượng tốt của lúa nước, qua lai tạo đã phát triển thành công giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn.

Trong kỷ nguyên "carbon kép" (trung hòa và giảm thiểu phát thải carbon), nghiên cứu tiên phong của La Lợi Quân ngày càng cho thấy giá trị chiến lược. Ông nói: “Cách đây 60 năm, cuộc "cách mạng xanh" tập trung nâng cao năng suất cây trồng, giải quyết vấn đề an ninh lương thực. Còn 20 năm gần đây, cuộc "cách mạng lam" đang nổi lên nhằm giải quyết mâu thuẫn giữa sản xuất nông nghiệp và môi trường, đặc biệt là giữa sản xuất nông nghiệp và tài nguyên nước, đây cũng chính là nỗ lực tự cứu mình của nhân loại trong bối cảnh biến đổi khí hậu".

Giống lúa tiết kiệm nước và chịu hạn đã thúc đẩy cuộc "cách mạng lam" trong sản xuất lúa tại Trung Quốc từ việc sử nguồn gen mới, giúp sản xuất lúa thoát khỏi sự phụ thuộc quá mức vào tài nguyên nước đến việc hiện thực hóa mô hình canh tác khô, làm giảm đáng kể phát thải khí nhà kính từ ruộng lúa. Đây là một bước tiến thành công nhằm ổn định sản lượng và đảm bảo an ninh lương thực theo mục tiêu trung hòa carbon.

(Nguồn: Báo Văn Hối số ra ngày 1 tháng 9 năm 2022)