Dân số toàn cầu đã tăng từ 7 tỷ lên 8 tỷ người trong 12 năm qua và Liên hợp quốc (LHQ) dự đoán con số này sẽ đạt khoảng 10,4 tỷ người vào những năm 2080. Đó là sự gia tăng khổng lồ về số “miệng ăn”.

Cùng lúc đó, theo số liệu của LHQ, khủng hoảng khí hậu đồng nghĩa với việc thực phẩm sẽ trở nên khan hiếm và đắt đỏ hơn, trong khi một số loại cây trồng sẽ mất đi giá trị dinh dưỡng.

Để vượt qua thách thức đó có thể cần đến một cuộc cách mạng nông nghiệp mới. Và hãng CNN đã đề nghị ba chuyên gia trong ngành phác thảo những đổi mới có thể giúp tăng sản lượng lương thực mà không gây hại cho hành tinh.

Màng bọc thực phẩm có nguồn gốc thực vật

Theo Tổ chức Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên (WWF), thật đáng kinh ngạc là 40% lương thực được trồng trên toàn cầu lại không bao giờ được ăn đến. Một số bị thất thoát trong và sau khi thu hoạch, một số bị thất lạc trong chuỗi cung ứng và một số bị lãng phí khi bày trên kệ hàng hoặc trên bàn ăn của chúng ta.

Ông Richard Munson, tác giả cuốn sách “Tech to Table: 25 Innovators Reimagining Food” cho rằng có một cách để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm là phủ lên sản phẩm một lớp màng nguồn gốc từ thực vật có thể ăn được.

Ông Munson đã đưa ra ví dụ về công ty Apeel của Mỹ, với sản phẩm màng bọc thực phẩm không mùi, không vị, trong suốt và ăn được. Lớp màng này bao gồm axit béo và các hợp chất hữu cơ khác được chiết xuất từ vỏ và cùi của sản phẩm hữu cơ, hoạt động như một rào cản vật lý để giữ nước lại và ngăn oxy thoát ra.

Ông cho biết lớp phủ của Apeel có thể tăng gấp đôi thời hạn sử dụng của bơ, cam và một số sản phẩm khác.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu ở Ấn Độ cũng đã phát triển các lớp màng bọc ăn được mà họ cho rằng có thể giữ thực phẩm tươi lâu hơn.

Cây trồng chịu mặn

Đối với nhiều quốc gia trên thế giới, biến đổi khí hậu đồng nghĩa với việc nguồn nước ngày càng trở nên khan hiếm. Điều đó đang gây ra một vấn đề lớn đối với nông dân ở các khu vực như Trung Đông, nơi phụ thuộc vào nước biển khử muối.

Tiến sĩ Tarifa Alzaabi, Tổng giám đốc Trung tâm Nông nghiệp Sinh học Quốc tế (ICBA) tại Dubai, cho biết trên toàn cầu, hơn 1 tỷ ha đất - lớn hơn cả diện Trung Quốc - đã bị nhiễm mặn.

Một giải pháp để khắc phục vấn đề này chính là trồng các loại cây trồng phát triển mạnh trên đất mặn. Bà Alzaabi tiết lộ ICBA đã tìm ra một số giống chà là chịu mặn và đang trồng thành công Salicornia, một loại cây ăn được có ở nhiều nơi trên thế giới. Bà Alzaabi mô tả nó như một “siêu anh hùng sa mạc” vì khả năng sinh trưởng trong nước muối - được tạo ra như một sản phẩm phụ của quá trình khử muối trong nước.

Bà nói thêm rằng ICBA cũng đã thử nghiệm các công nghệ như hydrogel (gel giữ nước) cùng với hệ thống tưới tiêu dưới bề mặt và nhận thấy chúng có thể cắt giảm đáng kể lượng nước sử dụng của người nông dân.

Canh tác chính xác

Theo ông Chandra A. Madramootoo, Giáo sư kỹ thuật tài nguyên sinh học tại Đại học McGill (Canada), trên khắp thế giới, lương thực được trồng trên những vùng đất với mọi quy mô và mọi chủng loại, song sự đa dạng đó có nghĩa là người nông dân thường không tính toán đến sự phức tạp của cảnh quan và tính biến đổi của đất.

Ông Madramootoo đề xuất một giải pháp cho vấn đề là canh tác chính xác, một cách tiếp cận cho phép lựa chọn cây trồng, ứng dụng hóa chất và nước trong các vùng đất và đất tương tự nhau về mặt không gian.

Điều này có thể được thực hiện thông qua cách lập bản đồ kỹ thuật số, sử dụng các công nghệ như máy bay không người lái và cảm biến để phân biệt loại và đặc điểm của đất. Mô hình hóa không gian địa lý (sử dụng các mô hình thống kê về đặc điểm và địa hình của đất) có thể được sử dụng để nhóm các khu vực cảnh quan có đặc tính tương tự lại với nhau.

Ông Madramootoo cho biết: “Kết hợp lại với nhau, điều này có thể giúp tách lập nhiều carbon hơn trong các hệ sinh thái nông nghiệp, bảo tồn nước và giảm ô nhiễm hóa chất trong các khu vực canh tác phức tạp”.

Trong khi đó, Tiến sĩ Tarifa Alzaabi cho biết ICBA đã sử dụng máy bay không người lái để thu thập dữ liệu trong quá trình trồng cây chà là và đã áp dụng các kỹ thuật nông nghiệp chính xác bao gồm cảm biến và máy đo độ âm thông minh để tối ưu hóa việc bón phân và tưới tiêu.

Protein từ côn trùng

Là một nguồn protein truyền thống ở các vùng châu Phi, châu Á và Nam Mỹ, việc nuôi côn trùng để làm thức ăn đang trở nên phổ biến hơn tại những nơi khác. Vào năm 2020, tập đoàn Nestlé đã ra mắt thức ăn dành cho vật nuôi Purina Beyond Nature's Protein, trong đó có thành phần protein côn trùng, hạt kê và đậu fava. Ở Singapore, công ty Insectta nuôi giòi ruồi lính đen để làm thức ăn chăn nuôi. Những con giòi được cho ăn chất thải thực phẩm, chẳng hạn như sản phẩm phụ của các nhà máy đậu nành và nhà máy bia.

Ông Munson khẳng định: “Côn trùng như bọ cánh cứng là lựa chọn thay thế tiềm năng. Chúng chiếm ít không gian, sống khỏe khi chen chúc nhau, tồn tại mà không cần ánh sáng, sinh sản quanh năm, thải ra ít chất gây ô nhiễm hoặc khí nhà kính và cần ít thức ăn”.

Cách tiếp cận “tổng thể”

Giáo sư kỹ thuật tài nguyên sinh học Madramootoo cho biết: “Việc sản xuất lương thực đang được thực hiện với cái giá phải trả là tổn thất về đa dạng sinh học. Ông cho rằng một nguyên nhân của vấn đề này là do không tính đến sự đa dạng của các hệ sinh thái liền kề.

Do vậy, ông Madramootoo đã kêu gọi về một “cách tiếp cận tổng thể” trong sản xuất lương thực bền vững trên tất cả các hệ sinh thái – ven biển, biển và trên cạn, gồm rừng, đất nông nghiệp và khu vực đô thị.

Và theo chuyên gia này, những lợi ích từ cách tiếp cận trên bao gồm sản xuất protein từ tài nguyên biển, tích hợp vùng đất ngập nước với hệ thống nuôi trồng thủy sản và nuôi cá, đồng thời sử dụng hệ thống lâm nghiệp để sản xuất lương thực. Ông tin rằng nông lâm kết hợp và lâm sinh (quản lý rừng) có thể mang lại cho người dân nguồn sinh kế, tăng sản lượng lương thực, hỗ trợ bảo tồn và tăng trữ lượng carbon.

Nông nghiệp đô thị

Ông Madramootoo nói rằng cách tiếp cận tổng thể cũng có thể được áp dụng cho sản xuất lương thực ở các khu vực đô thị và ven đô.

Cây xanh ở các khu vực đô thị và ven đô có thể cung cấp thức ăn, tạo bóng râm, có tác dụng làm mát và cô lập carbon. Có thể trồng lương thực ngay trên các nóc nhà. Chúng ta có thể tận dụng nguồn nước và năng lượng thải ra từ các ngôi nhà để trồng lương thực ở trong những mảnh đất nhỏ, nhà có bóng râm hoặc đường hầm có mái che, nơi có khả năng xảy ra sương giá.

Tại khu vực ven đô đông đúc, có thể sử dụng các trang trại thẳng đứng trong nhà kho hoặc tòa nhà bỏ hoang để sản xuất lương thực. Điều này giúp cắt giảm nhu cầu về nước và các hóa chất đầu vào chi phí cao, đồng thời giúp giảm dòng chất thải.

Các trang trại thẳng đứng kiểu này đã trở nên phổ biến hơn trong những năm gần đây. Mô hình này ử dụng đèn LED để trồng trọt trong nhà, không cần đất. Chúng được tự động hóa rất nhiều và nước giàu chất dinh dưỡng được đưa thẳng đến rễ cây.