Gần đây, tình trạng thiếu tài nguyên, ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu ngày càng trở thành những vấn đề nghiêm trọng, đặt ra mối đe dọa nguy hiểm đối với an toàn cây trồng toàn cầu. Vì vậy, để đảm bảo an ninh mùa màng, chúng ta cần tìm ra cách hiệu quả để sản xuất nhiều cây trồng hơn trong không gian hạn chế. Chúng ta phải hành động nhanh chóng để phát triển các phương pháp cho phép chúng ta sản xuất các sản phẩm nông nghiệp giàu dinh dưỡng và phong phú hơn.
95% lương thực trên thế giới được sản xuất từ đất. Tuy nhiên, nền nông nghiệp truyền thống tuy đạt năng suất cao nhưng tỷ lệ đầu vào – đầu ra của phân bón và thuốc trừ sâu lại giảm đáng kể. Tình trạng hiện tại của đất có thể được mô tả là “mặn, chua và đầy phân”, gây áp lực ngày càng lớn lên môi trường đất. Một phần ba diện tích đất trên thế giới đã bị thoái hóa. Các chuyên gia ước tính đến năm 2050, xói mòn đất có thể làm giảm 10% năng suất cây trồng. Ngoài ra, việc sử dụng thuốc trừ sâu không khoa học và quá mức đặt ra những thách thức lớn đối với an toàn thực phẩm, an ninh sinh thái và sức khỏe con người!
Theo báo cáo mới nhất năm 2023 của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp về “Tình trạng an ninh lương thực và dinh dưỡng trên thế giới”: Năm 2022, 2,4 tỷ người rơi vào tình trạng mất an ninh lương thực ở mức độ vừa phải hoặc nghiêm trọng, chiếm khoảng 30% dân số toàn cầu. Các chuyên gia ước tính đến năm 2050, dân số toàn cầu sẽ tăng thêm 2 tỷ người và sản lượng lương thực toàn cầu phải tăng 70% để đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng. Điều này có nghĩa là mức tăng cần thiết hàng năm là 2,2%, một tốc độ hiện khó đạt được với các hoạt động nông nghiệp hiện tại và không bền vững từ góc độ sinh thái.
Cuộc khủng hoảng lương thực, cùng với việc hạn chế phát triển và tăng trưởng đất canh tác, đặt ra nhiều thách thức hơn cho sản xuất nông nghiệp. Vì vậy, các giải pháp đổi mới là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất thực phẩm và chất lượng dinh dưỡng. Sinh học tổng hợp, với tư cách là một trong những công nghệ chiến lược đột phá và hàng đầu trong khoa học nông nghiệp, hứa hẹn sẽ khắc phục những hạn chế về tài nguyên và nút thắt nông nghiệp truyền thống.
Sinh học tổng hợp là gì?
Sinh học tổng hợp là một lĩnh vực nghiên cứu mới và tích hợp, trái ngược với cách tiếp cận phân tích "từ trên xuống" của sinh học hệ thống. Nó thúc đẩy các chiến lược nghiên cứu thông thường của chúng tôi lên tầm cao mới. Thường được ca ngợi là chìa khóa để hiểu biết về cuộc sống và một công nghệ đột phá có thể thay đổi tương lai, nó được coi là "cuộc cách mạng thứ ba trong khoa học sinh học" và đại diện cho con đường công nghệ quan trọng cho bước nhảy vọt của nhân loại từ hiểu biết về cuộc sống đến thiết kế nó. Khả năng kỹ thuật của nó hứa hẹn sẽ đóng góp đáng kể vào việc giải quyết các vấn đề lớn về sức khỏe, năng lượng, thực phẩm và môi trường.
Trong ứng dụng, công nghệ sinh học tổng hợp đã cho thấy những kết quả ban đầu trong đổi mới thực phẩm nông nghiệp, thể hiện một khía cạnh quan trọng của an ninh lương thực. Theo BCC Research, tốc độ tăng trưởng nhanh nhất là trong lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm khoảng 64% từ năm 2019 đến năm 2024. Thống kê từ Viện Di truyền và Sinh học Phát triển của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc chỉ ra rằng sinh học tổng hợp các sản phẩm sản xuất hiện tiết kiệm 30% đến 50% năng lượng và giảm lượng khí thải, với tiềm năng trong tương lai đạt 50% đến 70%.
Công nghệ sinh học tổng hợp sẽ là lĩnh vực then chốt trong chiến lược khoa học và công nghệ nông nghiệp trong tương lai. Sinh học tổng hợp nông nghiệp trong tương lai dự kiến sẽ tập trung vào những đột phá trong quá trình quang hợp hiệu quả, cố định đạm sinh học, kháng stress sinh học, tác nhân sinh học và thực phẩm trong tương lai. Đến năm 2035, người ta dự đoán rằng những tiến bộ này sẽ giúp giảm hơn 30% việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học và phân bón, tăng hiệu quả quang hợp lên 50% và tăng năng suất từ 10% đến 20%.
Việc phát triển các loại hình năng suất mới đòi hỏi phải từ bỏ các mô hình tăng trưởng kinh tế truyền thống và thay vào đó tập trung vào nâng cao năng suất để thúc đẩy và hỗ trợ phát triển chất lượng cao. Trong các lĩnh vực then chốt mới được quốc gia xác định, công nghệ sinh học tổng hợp là động lực quan trọng để thúc đẩy các loại hình năng suất mới.
Là một cường quốc nông nghiệp, Trung Quốc phải đối mặt với áp lực kép: nhu cầu cứng nhắc về sản xuất ngũ cốc và những hạn chế về tài nguyên và môi trường. Diện tích đất canh tác bình quân đầu người của Trung Quốc bằng khoảng 40% mức trung bình thế giới, tỷ lệ sử dụng hóa chất và phân bón nông nghiệp chỉ từ 30% đến 35%. Việc lạm dụng phân bón và thuốc trừ sâu đã dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng như suy thoái đất, ô nhiễm môi trường và lo ngại về an toàn thực phẩm.
Vì vậy, nhu cầu cấp thiết là sử dụng công nghệ sinh học tổng hợp để cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng các nguồn tài nguyên như ánh sáng, phân bón, nước và đất đai. Điều này sẽ nâng cao khả năng cạnh tranh quốc tế của ngành, thúc đẩy sự phát triển vượt bậc của nền nông nghiệp hiện đại ở Trung Quốc và đảm bảo an ninh lương thực, an toàn sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
Sự phát triển của sinh học tổng hợp phù hợp với mục tiêu “carbon kép” của Trung Quốc và so với các công nghệ truyền thống, nó mang lại lợi ích môi trường và lợi thế chi phí lớn hơn. Từ năm 2020, nhiều cơ quan chính phủ, bao gồm Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia, Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin, cũng như các vùng kinh tế lớn, đã ban hành chính sách thúc đẩy phát triển sinh học tổng hợp.
Hội nghị của Viện Khoa học Trung Quốc và Viện Kỹ thuật Trung Quốc năm 2021 nhấn mạnh rằng "độ chính xác của đổi mới công nghệ đã tăng lên đáng kể và nghiên cứu về các đại phân tử sinh học và gen đã bước vào giai đoạn điều chỉnh chính xác, chuyển từ hiểu biết và sửa đổi cuộc sống sang tổng hợp và thiết kế cuộc sống." ."
Vào ngày 10 tháng 5 năm 2022, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia đã công bố "Kế hoạch 5 năm phát triển kinh tế sinh học lần thứ 14", trong đó tuyên bố rõ ràng rằng kinh tế sinh học, bao gồm cả sinh học tổng hợp, là động lực mới cho sự chuyển đổi kinh tế của Trung Quốc.
Trong khi đó, sự trưởng thành của các công nghệ cơ bản và kết quả là chi phí giảm đã đặt nền tảng cho sự phát triển nhanh chóng của sinh học tổng hợp và tạo cơ hội cho nhiều doanh nghiệp tham gia vào lĩnh vực này.
Sản lượng ngũ cốc của Trung Quốc vẫn ở mức cao 1,3 nghìn tỷ kg trong vài năm và khó khăn để đạt được tiến bộ hơn nữa ngày càng tăng. Văn bản số 1 của Trung ương năm nay đề xuất thực hiện một vòng hành động mới nhằm tăng năng lực sản xuất ngũ cốc thêm một trăm tỷ kg. Hội nghị Công tác Kinh tế Trung ương gần đây đã nêu rõ sự cần thiết phải đảm bảo cung cấp ổn định và an toàn các sản phẩm nông nghiệp quan trọng, thiết lập quan điểm rộng rãi về nông nghiệp và thực phẩm, xây dựng nông nghiệp thành một ngành công nghiệp quy mô lớn hiện đại.
Thời gian đăng: 02-08-2024
