Trong bối cảnh ngành nông nghiệp toàn cầu chiếm khoảng một phần ba lượng khí thải nhà kính, đồng thời làm mất từ 25 đến 40 tỷ tấn đất mặt mỗi năm, giới khoa học đang tìm kiếm những mô hình canh tác bền vững hơn. Một trong những hướng đi đáng chú ý chính là phát triển ngũ cốc lâu năm, một loại cây có thể sinh trưởng nhiều năm mà không cần tái gieo trồng.
Tại một nhà kính ở vùng nông thôn Kansas, các nhà khoa học đang thử nghiệm giống cây mang đặc tính có thể phát triển liên tục qua nhiều mùa vụ. Khác với các cây mùa vụ như lúa mì, ngô hay đậu nành vốn cần cày xới, gieo trồng lại mỗi vụ, cây lâu năm giúp giảm đáng kể sự xáo trộn đất. Hơn thế, cây lâu năm với hệ rễ sâu tới 3m có khả năng giữ đất, hạn chế xói mòn, giảm rửa trôi dinh dưỡng và tích trữ carbon. Ngoài ra, chúng cũng giúp giảm nhu cầu sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật, qua đó hạn chế ô nhiễm môi trường.
Đây cũng là nền tảng để Viện Nghiên cứu Đất đai, một tổ chức nghiên cứu nông nghiệp phi lợi nhuận tại Mỹ, hình thành giống ngũ cốc lâu năm mang tên Kernza. Theo ông Lee DeHaan, nhà nghiên cứu chủ chốt của dự án, mục tiêu dài hạn là tạo ra một loại cây trồng có thể thay thế lúa mì, loại ngũ cốc cung cấp khoảng 20% lượng calories toàn cầu hiện nay. “Nếu duy trì được tiến độ, các giống cây này có thể tạo ra bước ngoặt lớn trong sản xuất lương thực”, ông nhận định.
Ý tưởng phát triển ngũ cốc lâu năm bắt nguồn từ ông Wes Jackson, người sáng lập Viện Nghiên cứu Đất đai. Từ những năm 70 của thế kỷ trước, ông nhận ra rằng các hệ sinh thái thảo nguyên tự nhiên có thể duy trì độ phì nhiêu đất qua hàng nghìn năm mà không cần can thiệp của con người. “Đất quan trọng hơn dầu mỏ”, ông nhấn mạnh.
Dù còn trong giai đoạn phát triển, Kernza đã được trồng thử nghiệm tại khoảng 15 bang của Mỹ và bước đầu tham gia thị trường. Một số doanh nghiệp thực phẩm lớn cũng bắt đầu đưa nguyên liệu này vào chuỗi sản xuất. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất hiện nay là năng suất. Theo các nghiên cứu, sản lượng Kernza mới chỉ đạt khoảng 25% so lúa mì truyền thống. Ông DeHaan cho biết, với sự hỗ trợ của công nghệ phân tích ADN, mô hình hóa và chiếu sáng nhân tạo, năng suất có thể được cải thiện đáng kể trong vòng 10-15 năm tới.
Theo các chuyên gia, mục tiêu dài hạn không phải thay thế hoàn toàn cây trồng hiện tại mà là từng bước chuyển đổi, cân bằng giữa năng suất, hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường. Nếu thành công, ngũ cốc lâu năm có thể trở thành nền tảng cho một hệ thống nông nghiệp bền vững hơn, góp phần bảo vệ tài nguyên đất, yếu tố cốt lõi của an ninh lương thực toàn cầu.
