Đột phá khoa học: Phát hiện biến đổi cấu trúc giúp cây cao lương tăng năng suất hạt

 Đột phá khoa học: Phát hiện biến đổi cấu trúc giúp cây cao lương tăng năng suất hạt

Bùi Anh Xuân theo Phys.org

Mô hình đề xuất: Cách gen DG1 kiểm soát tính trạng hạt kép ở cây cao lương.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã xác định hai gen quan trọng có vai trò chính trong việc tạo ra tính trạng bông hạt kép ở cây cao lương. Phát hiện này cho thấy sự đảo đoạn nội nhiễm sắc thể với chiều dài 35,7 kilobase tại vùng khởi động của gen DG1 (Double-Grain 1) đã kích thích sự tăng cường biểu hiện của gen này. Kết quả là các bông hạt kép được phát triển, giúp tăng mạnh số lượng hạt ở cây cao lương. Nghiên cứu này không chỉ góp phần cải thiện năng suất cây trồng mà còn nhấn mạnh vai trò quan trọng của biến đổi cấu trúc gen trong sự tiến hóa của thực vật.

Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Nature Plants, do nhóm nghiên cứu của giáo sư Xie Qi tại Viện Di truyền và Sinh học Phát triển (IGDB), thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, thực hiện với sự hợp tác từ năm tổ chức khác.

Cây cao lương, một loại ngũ cốc quan trọng, thường chỉ tạo ra một hạt trên mỗi bông nhỏ (spikelet) do hoa nhỏ phía dưới trong bông bị thoái hóa trong quá trình phát triển. Tuy nhiên, ở một số giống cao lương đặc biệt, tính trạng bông hạt kép cho phép cả hai hoa nhỏ phát triển thành hạt, dẫn đến sự gia tăng đáng kể về năng suất.

Hiện tượng bông nhỏ có nhiều hạt là điều phổ biến ở các loại cây thuộc họ lúa, chẳng hạn như cỏ và tre. Điều này từ lâu đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu của giới khoa học. Ngay từ năm 1936, Karper và Stephens đã báo cáo rằng tính trạng bông hạt kép ở cây cao lương có thể làm tăng số lượng hạt lên hơn 50%. Tuy nhiên, cơ sở di truyền học của tính trạng này vẫn là một bí ẩn suốt gần một thế kỷ.

Bằng cách tạo lập ba quần thể phân ly di truyền, các nhà nghiên cứu đã xác định được locus trội chịu trách nhiệm cho tính trạng bông hạt kép trong khoảng 49,5 kilobase. Tại khu vực này, họ phát hiện một đảo đoạn nhiễm sắc thể dài 35,7 kilobase, khiến biểu hiện của gen ORF1 được tăng cường, đồng thời ức chế biểu hiện của gen ORF5.

Các phân tích chức năng đã xác nhận rằng sự gia tăng biểu hiện của gen ORF1 chính là yếu tố kích hoạt tính trạng bông hạt kép, trong khi việc loại bỏ gen ORF5 không tạo ra bất kỳ ảnh hưởng nào. Do vậy, gen ORF1 đã được đặt tên là DG1. Đây là một gen mã hóa protein miền homeobox, có tính tương đồng với các protein WUSCHEL (WUS), vốn đã được tìm thấy ở các loài như Arabidopsis thaliana (cây cải mô hình), ngô và lúa.

Phân tích chi tiết hơn đã phát hiện rằng sự đảo đoạn tại vùng khởi động của gen DG1 làm giảm mạnh các dấu hiệu methyl hóa histone ức chế, cụ thể là H3K27me3 và H3K9me2. Sự thay đổi này đã làm giảm sự ức chế đối với quá trình phiên mã, từ đó thúc đẩy sự gia tăng biểu hiện của gen DG1.

Ở giai đoạn bông non, thay vì hoa nhỏ phía dưới bị thoái hóa như ở bông hạt đơn, bông hạt kép lại giữ nguyên mô phân sinh (meristems) hoa nhỏ phía dưới, có thể quan sát được rõ ràng. Khi đến giai đoạn ra hoa, bông hạt đơn chỉ phát triển một hoa phía trên có khả năng sinh sản, trong khi bông hạt kép lại hình thành đầy đủ hai nhụy và từ bốn đến sáu nhị. Điều này cho thấy gen DG1 đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối quá trình hình thành và biệt hóa mô phân sinh hoa, giúp khôi phục khả năng sinh sản cho hoa nhỏ phía dưới và làm xuất hiện tính trạng bông hạt kép vượt trội.

Các thử nghiệm thực địa kéo dài nhiều năm tại Bắc Kinh và Thâm Quyến đã chứng minh rằng gen DG1 không gây bất kỳ tác động tiêu cực nào đến các đặc điểm nông học quan trọng như chiều cao cây, khả năng đẻ nhánh hay thời gian ra hoa. Mặc dù cây mang alen DG1 có giảm nhẹ trọng lượng hạt trên mỗi nghìn hạt, nhưng hiệu quả vượt trội lại được thể hiện ở các chỉ số khác: số lượng hạt trên mỗi bông tăng từ 40,7% đến 46,1%, trọng lượng hạt trên mỗi bông tăng từ 8,6% đến 12,4%, và tổng năng suất trên mỗi ô thí nghiệm tăng từ 10,1% đến 14,3%. Những con số ấn tượng này khẳng định DG1 là một nguồn gen quý báu, mở ra tiềm năng to lớn cho việc lai tạo các giống cao lương năng suất cao thông qua công nghệ thiết kế phân tử hiện đại.

Tóm lại, nghiên cứu này đã thành công nhân bản gen DG1, một gen then chốt kiểm soát tính trạng bông hạt kép ở cây cao lương. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã làm sáng tỏ cơ chế quan trọng mà qua đó sự biến đổi cấu trúc gen của DG1 tác động đến khả năng sinh sản của hoa nhỏ phía dưới trong các bông cao lương. Phát hiện này không chỉ mở ra một hướng đi đột phá trong việc tăng số lượng hạt trên mỗi bông, mà còn mang lại triển vọng nâng cao đáng kể năng suất cây trồng.

Đáng chú ý, các doanh nghiệp sản xuất rượu hàng đầu tại Trung Quốc, như Kweichow Moutai và Wuliangye, nằm trong lưu vực sông Xích Thủy, đã chọn các giống cao lương hạt nhỏ làm nguyên liệu chính nhờ khả năng chịu nhiệt khi đun sôi và chống hồ hóa vượt trội. Các hạt cao lương mang gen DG1 không chỉ có kích thước nhỏ, tăng diện tích bề mặt riêng mà còn cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt. Hơn thế nữa, chúng còn mang lại số lượng hạt trên mỗi bông nhiều hơn cùng năng suất cao hơn.

Do đó, gen DG1 là một tài nguyên di truyền tuyệt vời, mở ra khả năng ứng dụng trong việc thiết kế phân tử các giống cao lương chuyên dùng cho ngành sản xuất rượu. Thành tựu này hứa hẹn sẽ góp phần quan trọng trong việc cung cấp nguồn nguyên liệu chất lượng cao, thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp rượu truyền thống tại Trung Quốc.

Công cụ phân cắt DNA mới mang lại triển vọng đầy hứa hẹn cho công nghệ sinh học

 Công cụ phân cắt DNA mới mang lại triển vọng đầy hứa hẹn cho công nghệ sinh học

Nguyễn Thị Thanh Thảo - Hcmbiotech, theo Sciencedaily

Vài năm trước, sự ra đời của công nghệ CRISPR là một bước đột phá lớn trong thế giới khoa học. Được phát triển từ một dẫn xuất của hệ thống miễn dịch của vi khuẩn, CRISPR cho phép cắt các sợi đôi của nucleotide trong DNA. Điều này giúp có thể sửa đổi cụ thể một gen mục tiêu trong tế bào thực vật, động vật và người. Cuối cùng, CRISPR đã trở thành một phương pháp được ưa chuộng trong quá trình tìm kiếm phương pháp điều trị các bệnh mắc phải hoặc di truyền.

Gần đây, Giáo sư Frédéric Veyrier tại Viện nghiên cứu khoa học quốc gia (INRS) và nhóm của ông đã phát triển một công cụ di truyền mới dựa trên một họ enzyme đặc hiệu gọi là Ssn, cho phép tạo ra các vết cắt có mục tiêu chỉ trong DNA mạch đơn. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications được xem là bước đột phá lớn, giup làm sáng tỏ một cơ chế di truyền quan trọng có thể cách mạng hóa vô số ứng dụng công nghệ sinh học.

DNA mạch đơn ít phổ biến hơn DNA mạch kép. Nó thường được tìm thấy trong một số loại vi-rút và đóng vai trò quan trọng trong một số quá trình sinh học, chẳng hạn như sao chép hoặc sửa chữa tế bào. DNA mạch đơn cũng được sử dụng trong nhiều công nghệ (giải trình tự, chỉnh sửa gen, chẩn đoán phân tử, công nghệ nano).

Cho đến nay, chưa có  enzyme cắt DNA nào được mô tả là chỉ nhắm vào trình tự DNA mạch đơn, điều này tạo nên rào cản đối với sự phát triển của các công nghệ dựa trên loại DNA này.

Hiện nay, lần đầu tiên trong phòng thí nghiệm, nhóm của Giáo sư Veyrier đã xác định được một họ enzyme có khả năng cắt một trình tự cụ thể trong DNA mạch đơn: họ endonuclease Ssn.

Để đạt được điều này, nhóm nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu công nghệ sinh học Armand-Frappier Santé của INRS, lần đầu tiên đã mô tả một họ enzyme cắt DNA mới thuộc siêu họ GIY-YIG có tên là Ssn. Cụ thể hơn, các nhà nghiên cứu tập trung vào một trong những enzyme này trong vi khuẩn Neisseria meningitidis, còn được gọi là meningococcus. Enzyme được nhắm đến trong nghiên cứu này rất quan trọng đối với quá trình trao đổi và thay đổi vật liệu di truyền, ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa. "Khi nghiên cứu, chúng tôi phát hiện ra rằng nó nhận biết một trình tự cụ thể được tìm thấy trong nhiều trường hợp trong bộ gen và giữ vai trò quan trọng trong quá trình chuyển nạp tự nhiên của vi khuẩn. Tương tác này ảnh hưởng trực tiếp đến động lực của bộ gen vi khuẩn", Giáo sư Veyrier, một chuyên gia về vi khuẩn học và tiến hóa bộ gen, giải thích.

Ngoài khám phá cơ bản này, các nhà nghiên cứu tại INRS còn xác định được hàng ngàn enzyme tương tự khác. "Chúng tôi đã chứng minh rằng chúng có khả năng nhận biết và cắt cụ thể chuỗi DNA mạch đơn của chính chúng. Do đó, có hàng ngàn enzyme có đặc tính này với tính đặc hiệu riêng của chúng", Alex Rivera-Millot, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong nhóm của Giáo sư Veyrier và là đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết thêm.

Những kết quả này có ý nghĩa quan trọng và giúp mở đường cho nhiều ứng dụng mới trong sinh học và y học. Mặt khac, việc hiểu cơ chế này có thể giúp kiểm soát tốt hơn vi khuẩn đang được đề cập và các bệnh nhiễm trùng liên quan.

Ngoài ra, việc phát hiện ra các enzyme đặc hiệu với DNA mạch đơn còn giúp phát triển các công cụ thao tác di truyền chính xác và hiệu quả hơn. Cụ thể là có thể cải thiện các phương pháp chỉnh sửa gen, phát hiện DNA và chẩn đoán phân tử. Các enzyme này cũng có thể được sử dụng để phát hiện và thao tác DNA trong nhiều ứng dụng y tế và công nghiệp, chẳng hạn như phát hiện tác nhân gây bệnh hoặc thao tác di truyền cho mục đích y tế và điều trị. Tất cả những con đường này đều có triển vọng đáng kể trong việc giải quyết nhiều vấn đề sức khỏe.

Phương pháp di truyền học tiến bộ tiết lộ yếu tố chịu trách nhiệm cho sự đánh đổi carbon trong lá

 Phương pháp di truyền học tiến bộ tiết lộ yếu tố chịu trách nhiệm cho sự đánh đổi carbon trong lá

Nguyễn Thị Thanh Thảo - Hcmbiotech

Thực vật lưu trữ carbon ở hai dạng chính: tinh bột và triacylglycerol (TAG). Tinh bột chủ yếu được lưu trữ trong lục lạp ở lá, nơi nó đóng vai trò là nguồn năng lượng dễ dàng có sẵn, trong khi TAG được lưu trữ trong hạt để dự trữ năng lượng lâu dài. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng có sự cân bằng carbon giữa hai dạng lưu trữ này, ngụ ý rằng sự gia tăng mức độ của một dạng thường làm giảm mức độ của dạng kia. Điều thú vị là các nỗ lực làm tăng TAG trong lá đã dẫn đến sự giảm mức độ tinh bột, cho thấy thực vật điều hòa nguồn carbon, ưu tiên tinh bột hoặc TAG. Việc hiểu được sự cân bằng này có thể giúp phát triển các loại cây có nhiều TAG hơn trong lá để cung cấp nguồn dầu thực vật bền vững.

 

Giải mã cơ chế phân bổ tài nguyên carbon trong lá cây.

Hiện nay, trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Thực vật học Thực nghiệm, các nhà nghiên cứu từ Đại học Chiba, Nhật Bản, đã cung cấp những hiểu biết mới về các yếu tố kiểm soát sự cân bằng carbon này. Phát hiện của họ cho thấy một gen, có tên là LIRI1, mã hóa cho một loại protein chưa biết, giữ vai trò quan trọng trong việc điều hòa sự cân bằng giữa dự trữ tinh bột và lipid trong lá cây bằng cách ảnh hưởng đến cả con đường sinh tổng hợp axit béo và tinh bột.

Nhóm nghiên cứu do Phó Giáo sư Takashi L. Shimada dqqnx đầu tại Đại học Chiba đã sử dụng phương pháp tiếp cận di truyền học để xác định các gen chịu trách nhiệm cho các mô hình lưu trữ carbon thay đổi. Họ đã sàng lọc các cây Arabidopsis đột biến biểu hiện mức TAG trong lá cao hơn và hàm lượng tinh bột thấp hơn, và cuối cùng xác định LIRI1 là một chất điều hòa chính.

Nói về cơ sở lý luận đằng sau nghiên cứu này, Phó Giáo sư Shimada cho biết, "Chúng tôi quan tâm đến cách thực vật phân bổ nguồn tài nguyên carbon. Cụ thể, tại sao hạt tích tụ nhiều lipid như vậy trong khi lá lại chứa rất ít? Việc trả lời câu hỏi này thông qua nghiên cứu của chúng tôi đã giúp mang lại sự đóng góp cho cả khoa học cơ bản và ứng dụng."

Thay vì đo trực tiếp hàm lượng TAG trong lá (vốn tốn nhiều thời gian), các nhà nghiên cứu đã đếm số giọt lipid (LD) lưu trữ TAG trong lá. Để phát triển các đột biến, các nhà nghiên cứu đã xử lý hạt Arabidopsis bằng ethyl methanesulfonate (một chất gây đột biến DNA). Các hạt mang một gen chuyển mã hóa protein huỳnh quang xanh được hợp nhất với CALEOSIN3, một protein định vị một cách tự nhiên với LD. Việc gắn thẻ huỳnh quang này cho phép các nhà nghiên cứu quan sát LD trong lá cây con dưới kính hiển vi huỳnh quang. Trong số các cây được sàng lọc, họ phát hiện ra một đột biến, có tên là lipid-rich 1-1 (liri1-1), có hàm lượng TAG cao gấp năm lần và hàm lượng tinh bột chỉ bằng một nửa so với cây hoang dã.

Sự tích lũy quá mức LD trong các đột biến liri1 được phát hiện là do mất chức năng gen LIRI1 trong lục lạp. Gen này tương tác với hai enzyme chính: acetyl-coenzyme a carboxylase carboxyltransferase alpha subunit (α-CT), rất cần thiết cho quá trình tổng hợp axit béo, và starch synthase 4 (SS4), tham gia vào quá trình tổng hợp tinh bột.

Dựa trên quan sát, các nhà nghiên cứu đề xuất rằng ở các cây hoang dã, LIRI1 thúc đẩy phân phối carbon bằng cách kích hoạt sản xuất tinh bột, ức chế sự phân hủy tinh bột hoặc thúc đẩy sự phân phối carbon cho sản xuất tinh bột với cái giá phải trả là TAG. Tuy nhiên, khi LIRI1 bị khiếm khuyết, các cơ chế này bị phá vỡ, đã chuyển sự phân phối carbon sang sản xuất TAG thay vì tinh bột. Các cây đột biến liri1 được phát hiện có khiếm khuyết về tăng trưởng và lục lạp không đều, cho thấy sự phân phối carbon thích hợp giữa TAG và tinh bột giữ vai trò trong sự phát triển bình thường của cây.

Những phát hiện này làm nổi bật vai trò của LIRI1 như một chất điều hòa chính trong sự cân bằng tinh bột-lipid ở thực vật. Trong khi nhu cầu sử dụng dầu thực vật làm nguồn nhiên liệu sinh học và thực phẩm tăng lên trên toàn thế giới, việc biến đổi đổi LIRI1 có thể cho phép phát triển các loại cây trồng có sự tích lũy TAG cao hơn trong lá để để đáp ứng cho nhu cầu này.

"Đột biến liri1 có thể hữu ích cho việc phát triển các loại cây trồng mới có hàm lượng TAG cao hoặc hàm lượng tinh bột thấp", Phó Giáo sư Shimada cho biết trong khi bình luận về những tác động thực tế của những phát hiện này. Ông nói thêm, "Những loại cây trồng như vậy cuối cùng có thể được điều chỉnh cho phù hợp với sức khỏe con người, ví dụ như các lựa chọn thực phẩm ít tinh bột cho những người mắc bệnh tiểu đường".

Mô thực vật mới đầu tiên được phát hiện sau 160 năm giúp tăng năng suất cây trồng

 Mô thực vật mới đầu tiên được phát hiện sau 160 năm giúp tăng năng suất cây trồng

Lê Thị Kim Loan theo Đại học Nagoya.

Cấu trúc mô hình con thỏ đặc biệt có chức năng như một cổng vào. Cấu trúc này, được đặt tên là 'Cổng vào Kasahara' để vinh danh người khám phá ra nó, đại diện cho mô thực vật mới đầu tiên được xác định kể từ giữa thế kỷ 19. Nguồn: Đại học Nagoya.

Một nhóm nghiên cứu do Đại học Nagoya ở Nhật Bản đứng đầu đã phát hiện ra một loại mô mới ở thực vật, đóng vai trò thiết yếu trong quá trình hình thành hạt. Phát hiện của họ là mô thực vật mới đầu tiên được phát hiện sau 160 năm. Phát hiện này mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới, chứng minh và ứng dụng thực tế, giúp tăng năng suất của các loại cây trồng quan trọng, bao gồm cả lúa. Tạp chí Current Biology đã công bố nghiên cứu này.

Từ năm 2005, các nhà khoa học đã biết rằng quá trình thụ tinh là cần thiết để thể hạt, được gọi là hạ mầm, nhận được chất dinh dưỡng từ các bộ phận 'mẹ' của cây. Việc hiểu cách thực vật phát hiện quá trình thụ tinh thành công rất quan trọng để tối đa hóa năng suất từ ​​các loài cây trồng trong quá trình lai tạo.

Nhóm nghiên cứu do Ryushiro Kasahara và Michitaka Nodaguchi đứng đầu đã tình cờ phát hiện ra mô mới. Kasahara đã nhuộm hạt để theo dõi quá trình lắng đọng callose, một chất sáp thường được nghiên cứu vì có liên quan đến quá trình thụ phấn, để xác minh các phát hiện từ một nghiên cứu trước đó.

Khi kiểm tra các khu vực nhuộm màu, Kasahara nhận thấy một điều bất ngờ là "Cây thụ phấn bằng cách đưa ống phấn vào, vì vậy hầu hết các nhà khoa học chỉ quan tâm đến nơi xảy ra hiện tượng này. Tuy nhiên, chúng tôi cũng tìm thấy tín hiệu ở phía đối diện. Không ai nhìn vào nơi tôi nhìn. Tôi nhớ mình đã rất ngạc nhiên, đặc biệt là khi chúng tôi nhận ra rằng tín hiệu này đặc biệt mạnh khi quá trình thụ phấn không thành công".

Phân tích sâu hơn đã phát hiện ra một cấu trúc mô hình con thỏ đặc biệt có chức năng như một cổng vào. Cấu trúc này, được đặt tên là 'Cổng vào Kasahara' để vinh danh người khám phá ra nó, đại diện cho mô thực vật mới đầu tiên được xác định kể từ giữa thế kỷ 19.

Tín hiệu mà Kasahara quan sát được là kết quả của quá trình lắng đọng callose, ngăn chặn dòng chất dinh dưỡng và hormone chảy vào hạt chưa thụ phấn. Việc đóng các cổng vào khiến hạt không nhận được chất dinh dưỡng và chết. Các nhà nghiên cứu gọi đây là 'trạng thái đóng'. Mặt khác, khi quá trình thụ phấn diễn ra, hạ mầm phát hiện ra thành công này và hòa tan callose, cho phép chất dinh dưỡng chảy vào hạt và thúc đẩy quá trình sinh trưởng. Các nhà nghiên cứu gọi đây là 'trạng thái mở'.

Kasahara giải thích: “Khi so sánh dòng chất dinh dưỡng giữa phôi thụ phấn thành công và phôi không thành công, người ta thấy rằng dòng chất dinh dưỡng chỉ được quan sát thấy ở phôi thành công, trong khi nó bị chặn hoàn toàn ở phôi không thành công. Điều này hạn chế lượng tài nguyên lãng phí cho hạt giống không khỏe mạnh”.

Khả năng chuyển đổi giữa trạng thái mở và đóng của cổng cho thấy sự điều hòa di truyền. Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra các hypocotyl thực vật đã thụ tinh để xác định các biện pháp kiểm soát di truyền tiềm năng. 

Họ đã xác định được một gen có tên là AtBG_ppap được điều hòa tăng cường độc quyền ở hypocotyl đã thụ tinh và xác định vai trò của nó trong việc hòa tan callose. Khi họ biến đổi hypocotyl để biểu hiện quá mức AtBG_ppap, cổng vẫn luôn ở trạng thái cổng mở, làm tăng hấp thụ chất dinh dưỡng.

“Điều này khiến chúng tôi nhận ra rằng việc giữ cho cánh cổng luôn mở có thể làm hạt giống to hơn”, Kasahara cho biết. “Khi chúng tôi thử nghiệm lý thuyết này với hạt lúa, chúng tôi đã tạo ra hạt giống lớn hơn 9%. Với hạt giống từ các loài khác, chúng tôi đã thành công trong việc tăng tới 16,5%”.

Phát hiện của họ đại diện cho một bước tiến đáng kể trong việc cải thiện hạt giống trong quá trình lai tạo thực vật. Duy trì trạng thái luôn mở có thể làm tăng đáng kể năng suất của các loại cây trồng quan trọng.

Kasahara cũng tin rằng những phát hiện này sẽ nâng cao hiểu biết về quá trình tiến hóa của thực vật, đặc biệt là lý do tại sao thực vật có hoa (thực vật hạt kín) lại thống trị hệ thực vật ngày nay. Ông cho biết: “Vì một hạ mầm không được thụ phấn không thể trở thành hạt giống ngay từ đầu, nên việc nuôi dưỡng nó sẽ là 'lãng phí' đối với cây. Do đó, thực vật hạt kín có thể tồn tại cho đến thời hiện đại bằng cách nuôi dưỡng cơ thể phôi bằng cơ chế này để đảm bảo rằng chúng chỉ cung cấp tài nguyên cho hạt giống đã được thụ phấn”.

Đột phá này có đánh dấu một chương biến dị di truyền biểu sinh mới trong chọn giống cây trồng không?

 Đột phá này có đánh dấu một chương biến dị di truyền biểu sinh mới trong chọn giống cây trồng không?

Trương Thi Tú Anh theo Trung tâm John Innes.

Nguồn: Delfi Dorussen. 

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một đột phá quan trọng trong việc mở khoá sức mạnh của biến dị di truyền biểu sinh trong lĩnh vực chọn giống cây trồng.

Biến dị di truyền biểu sinh1, giống như biến dị di truyền, có thể được di truyền và ảnh hưởng tới các tính trạng qua nhiều thế hệ. Tuy nhiên, biến dị di truyền biểu sinh không liên quan tới sự thay đổi trình tự gen cấu thành DNA.

Thay vì đó, giống như dấu câu và dấu nhấn trong một văn bản, những chỉ thị di truyền biểu sinh này và sự thay đổi trong bộ gen có ảnh hưởng tới cách thức trình tự di truyền được biểu hiện, ví dụ, bằng việc bật tắt gen để đáp ứng với những yếu tố kích hoạt từ môi trường.

Nếu chúng ta có thể khai thác các kiến thức về lĩnh vực di truyền này, chúng ta có thể gia tăng sự đa dạng đáng kể cho các nhà nghiên cứu và các nhà chọn giống khi họ tìm kiếm các tính trạng mới giúp cây trồng có khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu và kháng bệnh tốt hơn.

Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng quá trình methyl hoá DNA2, là một quá trình di truyền biểu sinh ở thực vật, và gen MET1-1 có vai trò quan trọng trong quá trình này.

Tuy nhiên, tác động của gen này rất khó nghiên cứu ở thực vật bởi vì sử dụng kỹ thuật di truyền để loại bỏ gen dẫn đến chết cây.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu của Tiến sỹ Philippa Borril tại trung tâm John Innes đã nghiên cứu bộ gen phức tạp của lúa mì, bởi vì nó có ba bản sao của gen.

Trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Thực vật học Ứng dụng, họ đã sử dụng một kỹ thuật gọi là đột biến để loại bỏ vài gen, nhưng không phải tất cả bản sao của gen và quan sát những ảnh hưởng.

Họ đã phát hiện ra rằng vài đột biến biểu sinh một phần làm thay đổi quá trình methyl hoá DNA, và có những tính trạng di truyền có thể được ứng dụng trong chọn giống cây trồng. Ví dụ, họ đã xác định được lúa mì có thời gian ra hoa thay đổi, và đây là một tính trạng quan trọng để lúa mì thích nghi với các điều kiện trồng trọt khác nhau.

Nhóm nghiên cứu đã quan sát nhiều tính trạng khác nhau phụ thuộc vào cách nhiều gen bị loại bỏ mặc dù việc loại bỏ ba bản sao của gen vẫn gây chết cây.

Một khía cạnh đáng ngạc nhiên là số lượng phấn hoa và khả năng sinh sản của cây không bị ảnh hưởng bởi những sự thay đổi trong quá trình methyl hoá DNA.

Những đột biến biểu sinh đã được đề xuất như là một phương pháp mới để thúc đẩy sự đa dạng di truyền, nhưng sự thiếu các đột biến biểu sinh đã ngăn cản việc ứng dụng phương pháp này trong thực tế.

Tiến sỹ Borill, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Đó là những đột biến biểu sinh đầu tiên ở lúa mì. Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng bộ gen phức tạp của lúa mì, thường là một trở ngại trong quá khứ, có thể có lợi. Bởi vì nó có nhiều bản sao của gen MET1 chúng ta có thể tạo ra các đột biến một phần mang lại cho chúng ta một môi trường hạnh phúc, với những sự thay đổi một phần trong những cây trồng khoẻ mạnh. Điều này không thể thực hiện ở các cây trồng khác có bộ gen lưỡng bội ít phức tạp hơn.”

Đột phá của nhóm Borill trong việc sử dụng đột biến một phần có thể ứng dụng trên các loại cây trồng khác và cho những gen khác mà phương pháp chỉnh sửa gen đã chứng minh là gây chết cây.

Di truyền học biểu sinh là lĩnh vực mới và đang gia tăng ảnh hưởng đối với khoa học sự sống. Bằng việc áp dụng phương pháp này trên cây trồng, cánh cửa mở ra để tạo ra nhiều biến dị trên cây trồng bằng các biến dị biểu sinh, phương pháp biến dị di truyền chúng ta đã dùng hàng ngàn năm.

Tiến sỹ Borrill giải thích: “Chúng ta có thể nghĩ về biến dị di truyền trong bộ gen tương tự như việc thay đổi các từ cụ thể trong một chương sách. Trái lại, biến dị biểu sinh không thay đổi bản thân các từ. Thay vào đó, nó giống như việc làm nổi bật các từ cụ thể hoặc thêm dấu trang vào chương. Điều này mang lại cho chúng ta sự linh hoạt bổ sung để thay đổi bộ gen và thậm chí là các đặc điểm của thực vật”.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang tìm hiểu chính xác lý do tại sao các tính trạng giả định xuất hiện ở các đột biến MET1 - và mức độ mà những thay đổi quan sát được này bị ảnh hưởng bởi sự xóa gen hay do những thay đổi trực tiếp gây ra bởi quá trình methyl hóa.

Các thí nghiệm cũng sẽ kiểm tra xem những thay đổi này có ổn định qua các thế hệ hay không, điều này rất cần thiết để ứng dụng trong lai tạo cây trồng.

Sự dư thừa một phần làm giảm các tác động có hại của đột biến DNA methyltransferase 1-1(MRT1-1) trong lúa mì đa bội đã được công bố trên Tạp chí Thực vật học Ứng dụng 

 

1Epigenetics: di truyền học biểu sinh, là nghiên cứu về các biến đổi hóa học của các gen hoặc các protein liên kết với gen của một sinh vật (https://www.britannica.com/science/epigenetics).

2DNA methylation: quá trình methyl hoá DNA, là quá trình gắn nhóm methyl (-CH3) vào phân tử DNA (https://microbenotes.com/dna-methylation/)

Biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí có thể đe dọa 30 triệu mạng sống mỗi năm vào năm 2100

 Biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí có thể đe dọa 30 triệu mạng sống mỗi năm vào năm 2100


Phương Hà - VAST, theo Phys.org

Tỷ lệ tử vong do ô nhiễm không khí và nhiệt độ cực đoan là một vấn đề lớn và dự báo sẽ tăng trong tương lai. Trong một nghiên cứu mới do Viện Hóa học Max Planck dẫn đầu, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện rằng, theo dự báo khả thi nhất, tỷ lệ tử vong hàng năm liên quan đến ô nhiễm không khí và nhiệt độ cực đoan có thể lên tới 30 triệu người vào cuối thế kỷ này.

 

Phân bố không gian của tỷ lệ tử vong hàng năm. Nguồn: Nature Communications (2024)

Nghiên cứu, dựa trên mô phỏng số học tiên tiến, chỉ ra một xu hướng đáng lo ngại: Số ca tử vong liên quan đến ô nhiễm dự kiến sẽ tăng gấp năm lần, trong khi tử vong do nhiệt độ có thể tăng gấp bảy lần, tạo ra nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng hơn so với ô nhiễm không khí đối với ít nhất 20% dân số thế giới. Các nhà nghiên cứu đã căn cứ vào các dự báo từ năm 2000 đến 2090, được phân tích theo từng khoảng thời gian mười năm. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

"Vào năm 2000, khoảng 1,6 triệu người tử vong mỗi năm do nhiệt độ cực đoan, bao gồm cả lạnh và nóng. Vào cuối thế kỷ này, theo kịch bản khả thi nhất, con số này sẽ tăng lên 10,8 triệu, tức là tăng khoảng bảy lần. Đối với ô nhiễm không khí, tỷ lệ tử vong hàng năm vào năm 2000 là khoảng 4,1 triệu người. Đến cuối thế kỷ, con số này sẽ tăng lên 19,5 triệu, tức là tăng năm lần," Tiến sĩ Andrea Pozzer, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học Max Planck ở Mainz và phó giáo sư tại Viện Síp, Nicosia, Síp, giải thích.

Nghiên cứu cho thấy sự khác biệt lớn về tỷ lệ tử vong trong tương lai giữa các khu vực. Nam và Đông Á được dự báo sẽ đối mặt với sự gia tăng mạnh nhất, do sự lão hóa dân số, với ô nhiễm không khí vẫn đóng vai trò quan trọng.

Ngược lại, ở các khu vực thu nhập cao như Tây Âu, Bắc Mỹ, Australasia và Châu Á-Thái Bình Dương, nguyên nhân tử vong liên quan đến nhiệt độ cực đoan được dự báo sẽ vượt qua tử vong do ô nhiễm không khí. Ở một số quốc gia trong các khu vực này, như Hoa Kỳ, Anh, Pháp, Nhật Bản và New Zealand, sự chuyển biến này đã bắt đầu xảy ra.

Sự chênh lệch này có thể gia tăng, với nhiệt độ cực đoan trở thành nguy cơ sức khỏe quan trọng hơn ô nhiễm không khí tại các quốc gia ở Trung và Đông Âu (ví dụ: Ba Lan và Romania) và một số khu vực ở Nam Mỹ (Ví dụ: Argentina và Chile).

Vào cuối thế kỷ này, các nguy cơ sức khỏe liên quan đến nhiệt độ được dự báo sẽ vượt trội hơn các nguy cơ liên quan đến ô nhiễm không khí đối với một phần năm dân số thế giới, nhấn mạnh sự cần thiết phải thực hiện các biện pháp giảm thiểu toàn diện để đối phó với nguy cơ sức khỏe cộng đồng đang gia tăng này.

"Biến đổi khí hậu không chỉ là vấn đề môi trường; nó là một mối đe dọa trực tiếp đối với sức khỏe cộng đồng," Tiến sĩ Andrea Pozzer nói. 

"Những phát hiện này làm nổi bật tầm quan trọng của việc thực hiện các biện pháp giảm thiểu quyết đoán ngay từ bây giờ để ngăn ngừa mất mát sinh mạng trong tương lai," Jean Sciare, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu và Bầu khí quyển (CARE-C) của Viện Síp, người đóng góp quan trọng vào nghiên cứu này, chia sẻ thêm.

Mục tiêu xuất khẩu nông sản 100 tỷ USD: Góc nhìn từ Khoa học công nghệ và Đổi mới sáng tạo

 Mục tiêu xuất khẩu nông sản 100 tỷ USD: Góc nhìn từ Khoa học công nghệ và Đổi mới sáng tạo

Thanh Xuân - KTNT

LTS: Tại Hội nghị đối thoại với nông dân năm 2024, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đặt ra nhiệm vụ cho ngành Nông nghiệp: “Chúng ta phải đạt mục tiêu xuất khẩu nông - lâm - thủy sản 100 tỷ USD trong những năm tới”.

Để hiện thực hóa mục tiêu trên, theo các chuyên gia, việc xây dựng các vùng trồng và vùng nuôi đạt chuẩn quốc tế, ứng dụng công nghệ hiện đại, và tổ chức sản xuất khoa học là những yếu tố quyết định, giúp nông sản Việt có thể đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của thị trường toàn cầu. Đồng thời, tăng cường chuỗi liên kết giữa doanh nghiệp, hợp tác xã và nông dân sẽ đảm bảo tính ổn định và bền vững cho ngành xuất khẩu.

Ngày 22/12/2024, Tổng Bí thư Tô Lâm ký ban hành Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia. Đây được cho là chiến lược nền tảng đưa đất nước vào kỷ nguyên mới. Tại Hội nghị toàn quốc về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia ngày 13/1/2025, Tổng Bí thư Tô Lâm nhấn mạnh: Phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số không chỉ là lựa chọn, mà là con đường sống còn. Trên cơ sở đó, Kinh tế nông thôn xây dựng loạt 3 bài “Mục tiêu xuất khẩu nông sản 100 tỷ USD: Góc nhìn từ Khoa học công nghệ và Đổi mới sáng tạo” nhằm làm rõ hơn vai trò của khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo trong phát triển nông nghiệp, xây dựng nông thôn mới theo hướng nông nghiệp sinh thái, nông thôn hiện đại và nông dân văn minh.

Bài 1: Kết quả ấn tượng và những mô hình “Ruộng, vườn không dấu chân”

Thời gian qua, nhờ áp dụng mô hình “Ruộng, vườn không dấu chân”, nhiều nông dân trên cả nước đã làm chủ công nghệ và nắm bắt các xu thế mới để sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao, thân thiện với môi trường, tạo ra sản phẩm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.

Kết quả ấn tượng

Ông Nguyễn Mai Dương, Cục trưởng Cục Ứng dụng và Phát triển công nghệ (Bộ Khoa học và Công nghệ), cho biết, 10 năm qua, KHCN đã góp phần quan trọng vào phát triển nông nghiệp, với hơn 30% giá trị gia tăng trong sản xuất và 38% trong lĩnh vực giống cây trồng, vật nuôi

Nhờ ứng dụng KHCN vào sản xuất, Việt Nam đã chủ động được nhiều giống lúa có năng suất cao nhất trong các nước ASEAN, cao gấp 1,5 lần Thái Lan; năng suất hồ tiêu đứng đầu thế giới, cao su đứng thứ 2 thế giới...

Năng suất cà phê Việt Nam đứng thứ hai thế giới, chỉ sau Brazil. Cá tra đạt 500 tấn/ha,cao nhất thế giới;  công nghệ nuôi tôm thẻ chân trắng giúp nâng cao sản lượng lên hơn 40 tấn/ha, đồng thời giảm 30-35% chi phí sản xuất so với phương pháp cũ.

Trong hơn 10 năm qua, cộng đồng các nhà khoa học đã công nhận 529 giống mới (393 giống cây trồng, 12 giống thủy sản; 82 giống cây lâm nghiệp và 42 giống vật nuôi). Các giống lúa Việt Nam chọn tạo đã được chuyển giao và ứng dụng trên phạm vi cả nước với diện tích khoảng 6,2 triệu hecta, chiếm gần 80% diện tích lúa cả nước.

Trong lĩnh vực thủy sản, hàng loạt giống thủy sản có giá trị kinh tế cao như cá vược, cá chim vây vàng, cá nhụ, cá chiên, cá lăng, chạch chấu (có nơi gọi là chạch lấu), hải sâm, ốc hương và các giống cá nước lạnh đã được sinh sản nhân tạo thành công và làm chủ công nghệ nuôi. Giai đoạn 2016 - 2023, ngành thủy sản có 22 giống mới, 28 tiến bộ kỹ thuật, 13 sáng chế và 14 quy trình, giải pháp hữu ích đã được công nhận. 

Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT Phùng Đức Tiến cho rằng, KHCN và đổi mới sáng tạo ngày càng có vai trò quan trọng và đóng góp tích cực vào tăng trưởng nông nghiệp. Các nghiên cứu và kết quả tính toán theo các cách khác nhau đều cho thấy đóng góp của KHCN và đổi mới sáng tạo cho ngành nông, lâm, thủy sản là rất lớn, đạt mục tiêu trên 50%. Điều này phản ánh nông nghiệp Việt Nam đang chuyển đổi từ mô hình theo bề rộng sang mô hình tăng trưởng theo chiều sâu dựa vào KHCN và đổi mới sáng tạo.

Theo Thứ trưởng Phùng Đức Tiến, nhiều nhóm sản phẩm chủ lực cấp quốc gia, cấp tỉnh có hàm lượng ứng dụng KHCN rất cao, được áp dụng từ khâu sản xuất giống, nuôi trồng, chế biến như: Tôm, cá tra… Nhiều doanh nghiệp lớn ứng dụng công nghệ cao, tiên tiến ngang tầm khu vực và thế giới như: TH (sữa, chăn nuôi), Dabaco (chăn nuôi), Nafoods (trồng, chế biến trái cây), Masan (giết mổ, chế biến), Nam miền Trung (tôm)...

Giảm sức người

Mô hình “Ruộng, vườn không dấu chân” là đưa cơ giới hóa, tự động hóa vào sản xuất nông nghiệp, hướng tới nền nông nghiệp thông minh, giảm tối đa sức lao động của con người, thay vào đó là sử dụng máy móc, AI...

Đây là mô hình ứng dụng công nghệ cao, toàn bộ các công đoạn sản xuất từ làm đất, gieo mạ, cấy, phun thuốc trừ sâu đến thu hoạch đều được thực hiện bằng máy móc hiện đại, hạn chế tối đa sự tham gia trực tiếp của con người trên ruộng, vườn. 

Bằng cách áp dụng cơ giới hóa đồng bộ và tiến bộ kỹ thuật, mô hình này đã giúp nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm chi phí sản xuất, đồng thời thay đổi tư duy của người dân từ sản xuất manh mún, nhỏ lẻ sang nền sản xuất hàng hóa quy mô lớn.

Cùng với đó, cơ giới hóa cũng giải quyết vấn đề thiếu hụt nhân lực làm nông nghiệp, thúc đẩy liên kết giữa doanh nghiệp, hợp tác xã (HTX) với nông dân, hướng tới nền nông nghiệp hàng hóa hiện đại.

Nói về mô hình này, Giám đốc Trung tâm Khuyến nông Hà Nội - bà Vũ Thị Hương cho biết, với sự hỗ trợ của thành phố, thời gian qua, các hộ nông dân, HTX đã đẩy mạnh áp dụng KHCN vào sản xuất nông nghiệp, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt.

Không những vậy, việc áp dụng cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất nông nghiệp còn góp phần thay đổi tư duy sản xuất của người dân, giảm hao tổn trong khâu thu hoạch, đẩy mạnh quá trình thâm canh, từng bước hình thành vùng sản xuất lúa, rau màu hàng hóa tập trung, cánh đồng mẫu lớn, khắc phục tình trạng bỏ ruộng của nông dân và thu hút doanh nghiệp đầu tư vào liên kết sản xuất, bao tiêu sản phẩm cho nông dân.

Hà Nội hiện có 5.676 máy làm đất, 990 máy phun thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), 877 máy gặt đập liên hợp... Đến nay, cơ giới hóa trong khâu làm đất của thành phố đạt 100%. Diện tích lúa được thu hoạch bằng máy đạt 90%.

Những năm qua, nhiều tỉnh, thành phố đã khuyến khích nông dân, HTX cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất lúa. Thực tế đã chứng minh, cơ giới hóa đạt đa lợi ích, giúp tăng năng suất, giảm chi phí đầu vào, tiết kiệm giống, thuốc BVTV, giảm tổn thất sau thu hoạch, bảo đảm tính thời vụ…

Nhờ mạnh dạn đầu tư máy móc và áp dụng tiến bộ kỹ thuật, gia đình ông Phạm Ngọc Hữu ở thôn Hoàng Chung, xã Đồng Ích (Lập Thạch - Vĩnh Phúc) đã tích tụ ruộng đất để sản xuất 2ha lúa mỗi vụ. Ông chia sẻ: “Nếu như trước đây, cấy 4-5 sào (1 sào Bắc Bộ = 360m2) ruộng phải huy động cả gia đình, thì nay mọi công việc đã có máy móc làm thay, giúp giảm công lao động, tiết kiệm chi phí, mà năng suất và chất lượng nông sản lại tăng cao”.

Vụ đông xuân 2023-2024, Tổng Công ty Sông Gianh đã liên kết với ông Trần Duy Khánh ở xã Xuân Thủy (Lệ Thủy - Quảng Bình) cùng Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư tỉnh Quảng Bình thực hiện mô hình sản xuất lúa chất lượng cao ứng dụng cơ giới hóa gắn với bao tiêu sản phẩm trên diện tích 22ha.

Với ruộng lúa trên, ông Khánh chỉ thuê 3 nông dân trên địa bàn phụ giúp gieo trồng với thù lao 300.000 đồng/ngày; mọi việc còn lại đều do máy móc làm. Sau khi máy cày – bừa làm xong, máy bay không người lái (drone) của Tổng Công ty Sông Gianh cất cánh trên cánh đồng để bón phân, gieo sạ.

“Chỉ riêng ứng dụng máy bay không người lái đã giúp tôi tiết kiệm 20% chi phí, thay thế cho 50 nhân công lao động. Với diện tích 22 ha, máy bay chỉ thực hiện trong 1 ngày đã hoàn tất các công đoạn bón phân và gieo giống”, ông Khánh chia sẻ.

Không chỉ trên cây lúa, tại huyện Quốc Oai (Hà Nội), nắm bắt xu hướng sản xuất mới, Trạm Khuyến nông huyện đã có nhiều hoạt động thúc đẩy cơ giới hóa khâu gieo trồng, chăm sóc rau màu, cây ăn quả. Ông Phan Viết Vinh (xã Sài Sơn) chia sẻ, với 3 mẫu (1 mẫu Bắc Bộ = 3.600m2) trồng bưởi và ổi, nếu làm đất bằng tay để tạo luống sẽ phải mất 30 - 35 công lao động, nhưng từ khi có máy làm đất, chỉ mất 3-4 ngày, tiết kiệm 3-4 triệu đồng chi phí...

Thay đổi tư duy sản xuất

Theo Phó Giám đốc HTX Dịch vụ nông nghiệp Phú Chuyên, xã Chuyên Mỹ (Phú Xuyên – Hà Nội) Nguyễn Văn Thông, vụ mùa năm 2024, HTX gieo cấy 245ha lúa. HTX đã đưa cơ giới hóa vào sản xuất nông nghiệp, với 100% diện tích sử dụng máy bay không người lái phun thuốc BVTV; tỷ lệ cơ giới hóa khâu làm đất đạt 100%; tỷ lệ diện tích lúa cấy bằng máy đạt từ 70-80%.

“Lúa cấy bằng máy có mật độ đồng đều, ruộng lúa thông thoáng, ít sâu bệnh, nên giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và năng suất lúa cũng cao hơn 10 - 15% so với cấy bằng tay. Ngoài ra, việc sử dụng máy cấy còn giúp các xã quy hoạch được vùng sản xuất gieo cấy cùng một loại giống, cùng trà vụ, thuận lợi cho việc chăm sóc, thu hoạch, từng bước hình thành các vùng sản xuất lúa hàng hóa tập trung, góp phần thay đổi tập quán sản xuất lúa nhỏ lẻ”, ông Thông cho hay.

Giám đốc HTX Nông nghiệp Đồng Tiến (Ứng Hòa - Hà Nội) Nguyễn Văn Đại cho biết, vụ mùa năm 2024, toàn xã cấy hơn 200ha. Đến nay, tỷ lệ khâu làm đất, gặt lúa trên địa bàn đạt 100%; tỷ lệ gieo cấy khoảng 20%. Đưa cơ giới hóa vào sản xuất nông nghiệp đã giúp giảm bớt sức lao động cho nông dân, khắc phục tình trạng thiếu lao động chính vụ, rút ngắn thời gian làm đất, gieo cấy, thu hoạch, tiết kiệm chi phí, tăng năng suất, góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch.

Gia tăng lợi nhuận 

Trên thực tế, mô hình “Ruộng, vườn không dấu chân” không chỉ giảm chi phí vật tư đầu vào mà còn giúp nông dân tăng lợi nhuận.  

Năm 2024, Trung tâm Khuyến nông Bình Thuận xây dựng mô hình “Trình diễn sản xuất lúa theo tiêu chuẩn VietGAP hoặc tương đương –  Cánh đồng không dấu chân” tại các xã Sùng Nhơn (huyện Đức Linh) và xã Bắc Ruộng (huyện Tánh Linh) với tổng diện tích 45ha. Trong đó, xã Hùng Nhơn 20ha với 53 hộ tham gia, xã Bắc Ruộng 25ha với 29 hộ tham gia.

Các hộ dân tham gia được hướng dẫn sản xuất lúa áp dụng cơ giới đồng bộ bằng máy sạ cụm, phun thuốc BVTV bằng máy bay không người lái, tưới nước ngập - khô xen kẽ. Đồng thời, tăng cường sử dụng phân hữu cơ, thuốc BVTV sinh học.

Ông Ngô Thái Sơn, Phó Giám đốc phụ trách Trung tâm Khuyến nông Bình Thuận, cho biết, thực hiện mô hình này, bà con được hỗ trợ lượng giống 12kg/1.000m2. Áp dụng sạ cụm trong sản xuất, bà con chỉ sạ với lượng giống 10kg/1.000m2, giảm 50 – 60% lượng giống sạ so với sản xuất thông thường. Đồng thời, áp dụng quy trình tưới tiết kiệm ướt - khô xen kẽ “5 khô – 5 ướt”.

Qua tổng kết mô hình thấy nông dân giảm được lượng giống từ 50 - 60%, năng suất tăng hơn 3 tạ/ha so với ruộng ngoài mô hình. Hơn nữa, các mô hình đã tạo sự chuyển biến tích cực cả về nhận thức, hành động của nông dân. Từ đó giúp họ hiểu rằng, trong sản xuất, kinh doanh, chất lượng sản phẩm mới là điều kiện tiên quyết và sống còn để duy trì và phát triển.

Một số nông dân cho biết, tham gia mô hình đã giúp sản xuất lúa giảm được lượng phân bón hóa học và số lần phun thuốc BVTV đáng kể.

Theo ông Phan Văn Năm ở thôn 2, xã Hùng Nhơn, với diện tích 6.500m2, ngoài bón lót bằng phân hữu cơ được Nhà nước hỗ trợ, ông đã bón thúc 3 lần phân với chi phí hơn 2,8 triệu đồng và chỉ phun thuốc BVTV 1 lần/ vụ với chi phí 580 ngàn đồng. Tổng đầu tư hơn 18,5 triệu đồng. Với năng suất lúa tươi đạt gần 62 tạ/ha, tăng hơn 3 tạ/ha so với ngoài mô hình, trừ chi phí, ông thu lợi nhuận hơn 20 triệu đồng/ha.

Đặc biệt, lúa sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP hoặc tương đương được thương lái thu mua với giá cao hơn 200 - 400 đồng/kg, thúc đẩy sự kết nối giữa sản xuất với thị trường, mang lại nhiều lợi ích và thu nhập cao hơn cho nông dân, từng bước xây dựng thương hiệu, góp phần bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng.

Tương tự, từ năm 2020 đến nay, tỉnh Sóc Trăng đã xây dựng mô hình Cánh đồng thông minh ở huyện Châu Thành. Dự án được triển khai với sự phối hợp của nhiều bên, trong đó Trường Đại học Cần Thơ là đơn vị chuyển giao công nghệ.

Trong giai đoạn 1, mô hình được triển khai trên diện tích 523ha, đơn vị trực tiếp canh tác là HTX Phước An với 295 xã viên. Các giống lúa được chọn canh tác đều là lúa thơm đặc sản, chất lượng cao theo tiêu chuẩn VietGAP.

Mô hình áp dụng cơ giới hóa và công nghệ 100% trong mọi khâu canh tác, mọi thửa ruộng đều có mã QR quản lý riêng.

Trước nguy cơ xâm nhập mặn, cánh đồng của HTX đã lắp những thiết bị quan trắc ở các cửa cống, máy tính sẽ tự động đóng mở nước để tưới tiêu cho ruộng lúa dựa trên các chỉ số môi trường. Với việc áp dụng công nghệ vào quá trình canh tác, gia đình xã viên Lâm Phương Tùng đã giảm được hơn 50kg giống/ha, giảm khoảng một nửa chi phí bơm nước, tiết kiệm được tiền phân thuốc.

Chuẩn hóa nông sản từ khâu sản xuất

Theo Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Đồng Nai, tỉnh có khoảng 270.000ha sản xuất nông nghiệp. Đến nay, ngành trồng trọt đã hình thành 300 vùng sản xuất tập trung với một số cây lâu năm có diện tích lớn như: Cao su 44.000ha, điều 30.000ha, hồ tiêu 12.000ha, cà phê 7.000ha, chuối 13.000ha, xoài 12.000ha, bưởi 10.300ha, chôm chôm 9.100ha, sầu riêng 11.000ha, mít 9.000ha... Đây là điều kiện thuận lợi để tiếp cận tiến bộ kỹ thuật, ứng dụng cơ giới hóa vào sản xuất.

Được thành lập vào tháng 5 năm 2022, Tổ hợp tác (THT) sầu riêng ấp 7 (xã Sông Ray, huyện Cẩm Mỹ) gồm 23 hộ nông dân chuyên sản xuất sầu riêng với quy mô gần 34ha, trong đó hơn 15ha đã được cấp mã số vùng trồng. Sản phẩm chính của THT là sầu riêng Dona, sầu riêng Ri6, sản lượng khoảng 600 tấn/năm.

Khi mới thành lập, Ban điều hành THT đã nhận thức được việc đẩy mạnh ứng dụng cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp là vấn đề hết sức quan trọng, tác động trực tiếp đến năng suất cây trồng, giảm công lao động, giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh tế, tăng thu nhập cho nhà vườn.

Với quyết tâm đó, trong 2 năm qua, sản xuất sầu riêng ở THT sầu riêng ấp 7 đã đạt được mức độ cơ giới hóa cao. Đến nay, khâu làm đất đã được cơ giới hoá 90 - 95% trong việc đào bồn, dọn cỏ, thiết kế vườn. Ở khâu tưới tiêu, 80% diện tích sản xuất được tưới bằng hệ thống tưới nước tiết kiệm. Trong khâu chăm sóc, 100% diện tích của THT đã được phun thuốc BVTV bằng máy bay không người lái.

Qua đánh giá, máy bay không người lái giúp THT tiết kiệm được công lao động, an toàn cho người sản xuất vì không phải tiếp xúc trực tiếp với thuốc BVTV, tiết kiệm thuốc BVTV, hiệu quả phun thuốc đáp ứng yêu cầu của các nhà vườn mà chi phí không tăng so với sử dụng công lao động để phun thuốc theo kiểu truyền thống trước đây.

Đại diện Sở Nông nghiệp và PTNT Đồng Nai cho biết, cơ giới hóa đã góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm thất thoát sản phẩm, giảm mức độ khai thác tài nguyên, góp phần phát triển kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp, từng bước thực hiện tự động hóa, ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất.

Có thể nói rằng, mô hình này mang lại hiệu quả vượt trội nhờ vào ba yếu tố chính: giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất và chất lượng nông sản, đồng thời thúc đẩy sự liên kết trong sản xuất và tiêu thụ.

Từ đó, mô hình đã góp phần phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao. Đồng thời, tạo nền tảng vững chắc hướng đến sản xuất hàng hóa, thực hiện thành công mục tiêu tái cơ cấu ngành nông nghiệp gắn với xây dựng nông thôn mới bền vững,  tạo tiền đề chế biến sâu trong sản xuất và là nền tảng để xây dựng các sản phẩm OCOP, tạo ra giá trị gia tăng cho các sản phẩm hàng hóa hướng tới xuất khẩu

Trồng trọt góp 50% tổng kim ngạch xuất khẩu của nông nghiệp Việt Nam

 Trồng trọt góp 50% tổng kim ngạch xuất khẩu của nông nghiệp Việt Nam

PHÚC VĂN - SGGP.

Theo Bộ Nông nghiệp và Môi trường, những năm qua, ngành trồng trọt đóng góp khoảng 50% tổng giá trị xuất khẩu của ngành nông nghiệp Việt Nam.

Nhiều mặt hàng chủ lực như lúa gạo, rau quả, cây công nghiệp… đã khẳng định được vị thế trên thị trường quốc tế. Việc ứng dụng công nghệ cao, phát triển nông nghiệp hữu cơ cũng giúp nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm. Đặc biệt, cả nước đã hình thành nhiều vùng sản xuất hàng hóa tập trung với quy mô lớn, áp dụng khoa học kỹ thuật hiện đại.

Tuy nhiên, chủ trì cuộc họp ngày 8-3 về những định hướng quan trọng nhằm thúc đẩy phát triển lĩnh vực trồng trọt và bảo vệ thực vật, Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Môi trường Đỗ Đức Duy đánh giá, ngành trồng trọt vẫn đối mặt với nhiều thách thức.

Những thách thức được chỉ ra như: Giá vật tư đầu vào tăng cao, biến đổi khí hậu ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất, trong khi sự cạnh tranh trên thị trường quốc tế ngày càng gay gắt. Bên cạnh đó, vấn đề ô nhiễm môi trường, lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật cũng là những rào cản lớn. Những yếu tố này làm giảm sức cạnh tranh của nông sản Việt Nam, đòi hỏi ngành phải có những chiến lược phát triển bài bản hơn.

Theo Bộ trưởng Đỗ Đức Duy, để đạt mục tiêu tăng trưởng kinh tế 8% vào năm 2025, ngành nông nghiệp, đặc biệt là trồng trọt và bảo vệ thực vật, cần duy trì mức tăng trưởng gần 4% - một chỉ tiêu đầy thách thức. Vì vậy, việc rà soát lại chiến lược phát triển và có các giải pháp đột phá là vô cùng cần thiết. Một trong những giải pháp quan trọng là phát triển chuỗi liên kết sản xuất.

Bộ trưởng nhấn mạnh, chỉ khi tăng cường hợp tác và liên kết sản xuất, ngành trồng trọt mới có thể tạo ra những đột phá và phát triển bền vững, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường trong nước và quốc tế.

Bộ trưởng Đỗ Đức Duy dẫn chứng về thành công của một số doanh nghiệp ở tỉnh Sóc Trăng. Chỉ với hai doanh nghiệp liên kết chặt chẽ trong chuỗi sản xuất, địa phương này đã xuất khẩu 2 triệu tấn gạo, đóng góp đáng kể vào tổng kim ngạch xuất khẩu 8 triệu tấn của cả nước. Điều này cho thấy, nếu có sự liên kết mạnh mẽ giữa nông dân, hợp tác xã và doanh nghiệp chế biến - xuất khẩu, ngành trồng trọt hoàn toàn có thể đạt được sự phát triển bứt phá.

Bên cạnh việc hình thành chuỗi liên kết, Bộ trưởng cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc ứng dụng khoa học công nghệ và chuyển đổi số trong nông nghiệp. Những mô hình sản xuất thông minh, áp dụng công nghệ cao không chỉ giúp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo truy xuất nguồn gốc, tăng tính cạnh tranh của nông sản Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Phát triển nền kinh tế tuần hoàn trong ngành trồng trọt cũng là một hướng đi quan trọng. Bộ trưởng Đỗ Đức Duy cho rằng, chất thải nông nghiệp là một nguồn tài nguyên quý giá nhưng hiện nay chưa được khai thác hiệu quả. Việc xây dựng hệ thống quản lý và khung pháp lý phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa sử dụng tài nguyên, tạo ra giá trị gia tăng cho ngành.

Bộ trưởng đề nghị tiếp tục rà soát, hoàn thiện thể chế để tháo gỡ các vướng mắc trong quá trình thực hiện chính sách, đồng thời sớm xây dựng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn phục vụ công tác quản lý nhà nước. Cần theo sát diễn biến thời tiết, thị trường để điều chỉnh kế hoạch sản xuất kịp thời, giúp ngành trồng trọt thích ứng linh hoạt và đạt hiệu quả cao nhất.

Vi nhựa trong đất nông nghiệp: Nhiều câu hỏi cần được trả lời

 Vi nhựa trong đất nông nghiệp: Nhiều câu hỏi cần được trả lời

Nguyễn Minh Kỳ - Tiasang

Việt Nam có nên giám sát tình trạng ô nhiễm vi nhựa trong đất nông nghiệp không? Nếu có thì cần phải làm gì trước tiên?

 

Hình 1. Ô nhiễm vi nhựa trong đất nông nghiệp

 

Một hiện trạng đáng quan tâm 

Có lẽ, cho đến hiện nay, không ai là không biết về chất thải nhựa và vi nhựa. Nghiên cứu gần đây đã làm nổi bật tính phổ biến toàn cầu của chất thải nhựa, các mảnh vụn nhựa, bao gồm các hạt vi nhựa, trên khắp hành tinh. Hầu hết các sản phẩm nhựa được làm từ nhựa không phân hủy, chẳng hạn như polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinylchloride (PVC), polystyrene (PS), và polyethylene terephthalate (PET), và polyurethane (PUR) và phải mất hàng trăm năm để những loại nhựa này có thể được phân rã trong môi trường tự nhiên. Quá trình phong hóa khiến chúng trở thành các hạt nhựa siêu nhỏ, vi nhựa với kích thước từ 1μm đến 5 mm. 

Trước đây, chúng ta thường quan tâm đến chất thải nhựa đại dương và vi nhựa trong các dòng chảy. Tuy nhiên trong một vài năm gần đây, nhiều câu hỏi khác tiếp tục dấy lên mà một trong số đó là liệu vi nhựa trong đất, đặc biệt là đất trồng trọt thì sao? Rõ ràng là một khi đã xâm nhập vào đất, sự tích tụ của chúng có thể gây ra một số tác động bất lợi đến môi trường đất và hệ sinh thái. 

Đó là một trong những thôi thúc cộng đồng khoa học trên khắp thế giới nghiên cứu về vi nhựa trong đất, đặc biệt là đất nông nghiệp, để tìm câu trả lời một cách thấu đáo. Các nhà nghiên cứu đã cảnh báo tác động của vi nhựa trong đất, trầm tích khi phát hiện ra ô nhiễm vi nhựa trong đất cao hơn so với ô nhiễm vi nhựa đại dương – ước tính gấp từ bốn đến 23 lần, phụ thuộc vào môi trường. Bởi trên thực tế từ 80 đến 90% vi nhựa từ chất thải nhựa tồn tại trong bùn mà bùn thường được dùng để bón cho các cánh đồng như một dạng phân bón. Điều đó có nghĩa là hàng trăm tấn vi nhựa có mặt trong đất mỗi năm. 

Và họ cũng tìm thấy các câu trả lời ban đầu trên những đồng bằng châu thổ quan trọng ở châu Á, nơi cung cấp một lượng lương thực thực phẩm như lúa gạo cho châu lục này và toàn cầu. Đó là có vi nhựa, bao gồm PS, PP, ethyl vinyl acetate (EVA), PVC, latex, cellulose acetate (CA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), high-density polyethylene (HDPE) và low-density polyethylene (LDPE), có trong đất nông nghiệp ở Bangladesh, với hàm lượng 2,13 × 104 hạt/kg. Điều này cho thấy tình trạng ô nhiễm vi nhựa đã bắt đầu lan rộng trong đất nông nghiệp. Ở Ấn Độ, hạt nhựa rất phổ biến trong lớp phủ thực vật và đất canh tác, xuống đến lớp đất ở sâu tầm 21–30 cm vẫn chiếm 36,9%. Trong các cánh đồng trồng trọt ở Trung Quốc, vi nhựa chủ yếu bao gồm PE và PP có nồng độ 0,54 mg/kg. Hầu hết các vi nhựa này lớn hơn 100 µm, cho thấy sự phổ biến của các mảnh nhựa lớn ở trong đất. 

Châu Phi cũng không ngoại lệ. Tại các điểm nóng trong đất nông nghiệp Tunisia được xác định có nồng độ cao, các phát hiện cho thấy số lượng vi nhựa khác nhau, dao động từ 13,2 ± 0,9 hạt/kg đến 852,2 ± 124,2 hạt/ kg, chủ yếu bao gồm các hạt có kích thước nhỏ (0,22–1,22 μm). Đáng chú ý, polybutylene adipate terephthalate (PBAT) và PE nổi lên là các loại vi nhựa chiếm ưu thế hiện có.

 Khi vi nhựa đã xâm nhập vào đất, sự tích tụ của chúng có thể gây ra một số tác động bất lợi đến môi trường đất và hệ sinh thái.

Tuy nhiên, không chỉ các quốc gia đang phát triển mới phải lo ngại về vi nhựa trong đất nông nghiệp. Ở Vương quốc Anh, từ năm 1997 đến năm 2005, có một kết quả đáng ngạc nhiên là ô nhiễm liên quan đến nhựa đã tăng 350%, tiếp theo là mức tăng thêm 183% từ năm 2010 đến năm 2022. Tại sao lại dẫn đến hiện trạng này? Sự tích tụ ô nhiễm nhựa trong các hệ thống nông nghiệp ở Vương quốc Anh tăng theo thời gian và việc sử dụng phân bón nông nghiệp cũng góp phần vào xu hướng này. Mặt khác, trong hệ sinh thái nông nghiệp, rác thải nhựa và lớp phủ nhựa là tác nhân đáng kể dẫn đến sự tích tụ của vi nhựa trong đất. Các nghiên cứu cho thấy sự gia tăng đáng kể về mức độ vi nhựa theo thời gian ở những khu vực thường xuyên áp dụng màng phủ, cụ thể, mức độ trong đất ruộng trong 5, 15 và 24 năm phủ liên tục được xác định 80,3 ± 49,3, 308 ± 138,1 và 1075,6 ± 346,8 hạt/kg.

Việt Nam là một trong những quốc gia Đông Nam Á có mức tiêu thụ nhựa cao. Vậy tình trạng ô nhiễm vi nhựa trong đất nông nghiệp trên khắp Việt Nam như thế nào? Có rất nhiều nguyên nhân khiến cho đến bây giờ, các nghiên cứu đánh giá rác thải nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp ở nước ta còn rất hạn chế và rải rác. Ví dụ, một nhóm nghiên cứu ở trường ĐH Tài nguyên và Môi trường và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam cho thấy mật độ vi nhựa trong đất nông nghiệp dao động từ 1700 hạt/kg đến 38.800 hạt/kg, trung bình là 11716 ±10726 hạt/kg. 

Các nhà khoa học cũng phát hiện thấy vi nhựa ở vùng ngoại thành Hà Nội  với hàm lượng dao động từ 494 ± 292 hạt/kg đến 1031 ± 379 hạt/kg trọng lượng khô. Về hình dạng, các hạt dạng mảnh chiếm phần lớn vi nhựa được tìm thấy trong đất (65% – 86% tổng số vi nhựa). Ngoài ra, 15 loại polyme vi nhựa đã được xác định trong các mẫu đất, trong đó PET là polyme phổ biến nhất với 38%, tiếp theo là nhựa urê-formaldehyd với 15% và nylon với 13%. 

Khi nhìn vào quá trình phân rã từ nhựa thành vi nhựa thông qua cơ chế phong hóa cơ học, quang hóa, tác động của nhiệt độ và vi sinh vật (hay còn gọi phân hủy sinh học), có thể thấy quá trình này thường diễn ra rất chậm và càng khiến vi nhựa tích tụ sâu trong đất, ảnh hưởng đến cấu trúc đất và hệ sinh thái vi sinh vật. Kết quả là vi nhựa trở thành một nguồn ô nhiễm dai dẳng trong môi trường nông nghiệp.

Làm gì để hạn chế vi nhựa?

Có một câu hỏi đặt ra là các mảnh vi nhựa này từ đâu tới? Liệu nguồn gốc của chúng có khác biệt so với các loại vi nhựa trong đất ở các đồng bằng khác trên thế giới không? Nếu nhìn vào kết quả của nhóm nghiên cứu ở trường ĐH Tài nguyên và Môi trường và Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam có thể tiên lượng được một phần: các hạt nhựa màu đen chiếm ưu thế, tiếp theo là màu trắng, tím, đỏ và xanh lam. Về cơ bản, màu sắc của vi nhựa phản ánh nguồn gốc và mức độ phân hủy của chúng trong môi trường. Vi nhựa màu đen thường bắt nguồn từ săm/lốp xe, hoặc màng phủ nông nghiệp bị phong hóa, trong khi màu trắng có thể đến từ bao bì phân bón hoặc túi nhựa. Các hạt màu tím, đỏ và xanh lam có thể liên quan đến sợi vải tổng hợp hay dây thừng. Sự phân bố màu sắc này cho thấy vi nhựa trong đất nông nghiệp có nguồn gốc đa dạng và bị tác động bởi các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt của con người. Tất nhiên, để đi đến một kết luận chính xác về nguồn thì chúng ta vẫn cần tiến hành nghiên cứu cụ thể hơn. 

Hình 1 cho thấy các nguồn chính gây ô nhiễm vi nhựa trong hệ thống đất nông nghiệp. Đánh giá tổng quan trước đây của nhóm tác giả Hoang, et al. trong đất nông nghiệp cho thấy các sản phẩm nhựa được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động canh tác (ví dụ: phân bón gốc polyme, sử dụng chất thải rắn và phân hữu cơ, tưới tiêu nước thải và lớp phủ/màng nhựa) và lắng đọng từ khí quyển. Có nhiều công đoạn trong quá trình trồng, chăm sóc và thu hoạch sử dụng các loại vật liệu hoặc sản phẩm làm bằng nhựa. Đồng thời, các loại rác thải nhựa từ các hoạt động con người cũng có thể xâm nhập vào vùng đất canh tác. Do đó, việc gây ra sự ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp không thể tránh khỏi.

Mật độ vi nhựa trong đất nông nghiệp của Việt nam dao động từ 1700 hạt/kg đến 38.800 hạt/kg, trung bình là 11716 ±10726 hạt/kg. 

Vậy ô nhiễm nhựa và vi nhựa trong đất có thể dẫn đến hệ quả gì? Một điều dễ nhận thấy là với chất thải nhựa đều khiến cả động vật và thực vật đều bị ảnh hưởng, ví dụ như các loài động vật đối mặt với nguy cơ nuốt phải hoặc bị mắc kẹt. Bên cạnh đó, nhựa còn có thể phát ra các chất hóa học độc hại, ảnh hưởng đến sinh quyển và con người khi nhựa và chất độc hại xâm nhập vào các chuỗi thức ăn. Với vi nhựa, có thể vấn đề còn lớn hơn nữa bởi nhìn chung với kích thước nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn và đặc tính kỵ nước giúp vi nhựa có khả năng hấp phụ đáng kể đối với nhiều chất gây ô nhiễm khác nhau, bao gồm kháng sinh, thuốc trừ sâu, kim loại nặng, polychlorinated biphenyls (PCBs) và polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Vi nhựa trong đất nông nghiệp có thể gây ra những phản ứng đáng kể trong cây trồng, ảnh hưởng đến cả số lượng và chất lượng sản xuất nông nghiệp. Chúng có thể làm tắc nghẽn lỗ chân lông của rễ, làm giảm khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và nước từ đất của cây. Những phát hiện gần đây nhấn mạnh sự hiện diện/xảy ra phổ biến và lâu dài của các mảnh vụn vi nhựa trong hệ sinh thái đất, cùng với những tác động có hại của chúng đối với khả năng sinh sản, tăng trưởng, thói quen ăn uống, tỷ lệ sống sót và phản ứng miễn dịch của sinh vật đất, bao gồm động vật, thực vật/rau củ và hệ vi sinh vật đất như vi khuẩn. Quan trọng nhất, có thể thấy sự tích tụ vi nhựa trong môi trường đất các canh tác nông nghiệp đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với đời sống sinh vật, các hệ sinh thái, và sức khỏe con người. 

Ở Việt Nam, những thông số ban đầu về ô nhiễm vi nhựa cho thấy các hoạt động sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp có thể là nguồn gây gây ô nhiễm. Điều này làm nổi bật nguy cơ ô nhiễm tiềm ẩn có thể ảnh hưởng đến môi trường và gây ra mối đe dọa đối với sức khỏe con người. Với những tác động tiềm ẩn nhưng hệ trọng này, việc khảo sát hiện trạng ô nhiễm, đánh giá rủi ro của chúng càng thêm phần cấp thiết, đặc biệt với các đồng bằng canh tác nông nghiệp quan trọng, trong đó có cả các đồng bằng của Việt Nam.

Việt Nam cần thực hiện các nghiên cứu quan trắc, lập bản đồ phân bố mức độ nhiễm bẩn vi nhựa trong đất nông nghiệp trên phạm vi toàn quốc, đặc biệt ở các điểm nóng và tại các vùng chuyên canh nông nghiệp. 

Rõ ràng, những thông tin về ô nhiễm nhựa ở các diện tích canh tác nông nghiệp Việt Nam vẫn còn quá sơ khởi, không chỉ ở hiện trạng mà còn những thông số quan trọng liên quan để tiến tới trả lời được những câu hỏi bao quát lẫn cụ thể: những nơi nào tích tụ nhiều vi nhựa nhất? sự phân bố của vi nhựa theo không gian và thời gian như thế nào? hàm lượng vi nhựa cao hay thấp so với một số đồng bằng trong và ngoài khu vực Đông Nam Á? nguồn nào là tác nhân ô nhiễm nghiêm trọng nhất? độc chất trong vi nhựa ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đất như thế nào? liệu vi nhựa có ảnh hưởng đến cây trồng không, nếu có thì cơ chế gì? Có vô vàn câu hỏi cần được trả lời và để trả lời được, cần có nhiều nghiên cứu theo cả chiều rộng lẫn chiều sâu.

Tuy nhiên, trước khi đi đến những câu trả lời thấu đáo như mong muốn, trước hết chúng ta cần xây dựng dựng bức tranh toàn diện về mức độ ô nhiễm vi nhựa trong môi trường đất nông nghiệp ở Việt Nam, một mục tiêu mà những bước đi đầu là thực hiện các nghiên cứu quan trắc, lập bản đồ phân bố mức độ nhiễm bẩn vi nhựa trong đất nông nghiệp trên phạm vi toàn quốc, đặc biệt ở các điểm nóng và tại các vùng chuyên canh nông nghiệp. Đó cũng là cơ sở quan trọng để tiến hành các bước đi tiếp theo như xác định nguồn gốc ô nhiễm, dựa vào đặc điểm ở từng địa phương và đánh giá, phân hạng rủi ro của vi nhựa đối với môi trường sinh thái và sức khỏe con người. Chẳng hạn như tập trung xem xét các nguồn phát thải chính từ phân bón, màng phủ nông nghiệp và hiện trạng tưới tiêu nông nghiệp để hiểu rõ hơn cơ chế lan truyền cũng như tác động đến chất lượng đất, cây trồng và các vấn đề rủi ro sức khỏe. Cuối cùng, như một giải pháp rất quan trọng cần phải đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao nhận thức cộng đồng về chủ đề này.

Có thể thấy, cũng như nhiều quốc gia đang phát triển khác, Việt Nam chưa có hệ thống quản lý rác thải nông nghiệp hiệu quả để thu gom, xử lý lượng lớn rác thải nhựa. Do đó, chất thải nhựa thường xuyên bị vứt bỏ không kiểm soát và cuối cùng tích tụ vào môi trường và các hệ sinh thái. Chất thải nhựa và sự phân hủy thành vi nhựa có nguồn gốc từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp ngày càng đáng báo động. Để hạn chế phát thải nhựa và vi nhựa trong đất nông nghiệp, chúng ta có thể quan tâm nhiều hơn đến kiểm soát các nguồn rác thải nhựa tại nguồn, tăng cường nâng cao nhận thức cộng đồng và thay đổi hành vi của người nông dân. Xa hơn, cần thiết các hoạt động đánh giá rủi ro sinh thái và nghiên cứu đề xuất các nhóm giải pháp quản lý, chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu phù hợp các địa phương, hướng tới các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hiệp Quốc (SDGs), đặc biệt trong bối cảnh phát triển nông nghiệp bền vững ở Việt Nam.