Kiến tạo nền nông nghiệp xanh bằng công nghệ sinh học

Vai trò của công nghệ sinh học (CNSH) không chỉ dừng lại ở việc cải thiện năng suất mà còn mở ra những hướng đi đột phá, giúp nông nghiệp phát triển bền vững, thân thiện với môi trường và đảm bảo an ninh lương thực cho nhân loại.

Trong nông nghiệp công nghệ cao, có thể coi CNSH là nền tảng để thúc đẩy sự đổi mới của ngành nông nghiệp. Đó là sự kết hợp giữa các kiến thức sinh học cơ bản với kỹ thuật hiện đại để cải tiến cây trồng, vật nuôi, vi sinh vật và các quy trình sản xuất nông nghiệp.

Vai trò cốt lõi của CNSH cải tiến giống cây trồng và vật nuôi, tăng khả năng thích nghi của cây trồng, vật nuôi và thúc đẩy tăng năng suất, sản lượng. Đồng thời, CNSH cho phép các nhà khoa học chuyển các gen mong muốn từ một sinh vật này sang cây trồng khác, giúp cây có thêm những đặc tính quý giá. Ví dụ, việc tạo ra các giống cây kháng sâu bệnh (như ngô, bông kháng sâu đục thân) giúp giảm đáng kể lượng thuốc trừ sâu hóa học, bảo vệ môi trường và sức khỏe nông dân. Các giống cây chịu hạn, chịu mặn, chịu phèn giúp mở rộng diện tích canh tác ở những vùng đất khó khăn, thích ứng với biến đổi khí hậu. Ngoài ra, việc tăng cường dinh dưỡng trong cây trồng (như gạo vàng giàu vitamin A) còn góp phần giải quyết vấn đề suy dinh dưỡng.

CNSH thúc đẩy công nghệ nuôi cấy mô và tế bào thực vật. Kỹ thuật này cho phép nhân giống hàng loạt cây sạch bệnh, đồng đều về mặt di truyền trong thời gian ngắn; đặc biệt, quan trọng đối với các loại cây khó nhân giống bằng phương pháp truyền thống (như hoa lan, cây dược liệu quý, cây ăn quả đặc sản), giúp phục hồi các giống cây bị thoái hóa, duy trì nguồn gen quý hiếm.

Bên cạnh đó, CNSH giúp cải thiện giống vật nuôi và thủy sản; ứng dụng các kỹ thuật như thụ tinh nhân tạo, cấy truyền phôi để nhân nhanh các giống vật nuôi cao sản (lợn, gà, bò sữa) để thúc đẩy vật nuôi cho năng suất vượt trội, đồng thời đảm bảo chất lượng thịt, trứng, sữa tốt hơn. Tương tự, trong thủy sản, CNSH giúp tạo ra các giống cá, tôm tăng trưởng nhanh, kháng bệnh, phù hợp với điều kiện nuôi thâm canh.

CNSH mở ra hướng đi đột phá trong tương lai. Ảnh minh họa: Internet

Hướng tới phát triển nông nghiệp xanh thông qua phát triển chế phẩm sinh học

CNSH đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào hóa chất nông nghiệp. Phân bón vi sinh và phân bón hữu cơ: Các chế phẩm sinh học chứa vi sinh vật có lợi giúp cố định đạm từ không khí, hòa tan lân khó tan trong đất, phân giải các chất hữu cơ, cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây. Điều này giúp giảm lượng phân bón hóa học, làm đất tơi xốp, màu mỡ hơn.

CNSH tạo ra các sản phẩm trừ sâu, trừ bệnh từ vi khuẩn (ví dụ như Bacillus thuringiensis), nấm (ví dụ như Metarhizium anisopliae), virus hoặc các chiết xuất từ thực vật. Những sản phẩm này có tính chọn lọc cao, không gây hại cho thiên địch và môi trường, an toàn cho người sử dụng và người tiêu dùng, góp phần tạo ra nông sản sạch.

CNSH tạo ra chế phẩm sinh học trong chăn nuôi: Các enzyme và men vi sinh được bổ sung vào thức ăn chăn nuôi giúp vật nuôi tiêu hóa tốt hơn, hấp thụ dinh dưỡng hiệu quả, giảm lượng chất thải và mùi hôi chuồng trại. Việc sử dụng các chế phẩm sinh học còn giúp tăng cường sức đề kháng cho vật nuôi, giảm việc sử dụng kháng sinh, từ đó giảm nguy cơ tồn dư kháng sinh trong thực phẩm.

CNSH nâng cao giá trị gia tăng sau thu hoạch và chế biến

CNSH không chỉ tập trung vào giai đoạn sản xuất mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao giá trị nông sản sau thu hoạch. Ứng dụng enzyme và các chất chiết xuất sinh học có thể giúp kéo dài thời gian bảo quản rau quả, giảm tổn thất sau thu hoạch.

CNSH thúc đẩy quá trình chế biến thực phẩm: Các enzyme sinh học được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm để cải thiện chất lượng sản phẩm (ví dụ: enzyme trong sản xuất nước ép, rượu bia, sữa chua, phô mai).

CNSH có vai trò quan trọng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược liệu, giúp chiết xuất các hoạt chất quý từ cây dược liệu, tạo ra các sản phẩm thực phẩm chức năng, dược phẩm với hàm lượng hoạt chất cao, đảm bảo chất lượng và an toàn.

Bên cạnh đó, CNSH giúp bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Ví dụ như trong xử lý chất thải nông nghiệp, CNSH cung cấp các giải pháp sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất thải hữu cơ từ nông nghiệp (phân chuồng, rơm rạ, phụ phẩm nông nghiệp), tạo ra phân bón hữu cơ hoặc biogas (nhiên liệu sạch), giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

CNSH giúp khắc phục đất thoái hóa: Các vi sinh vật và chế phẩm sinh học giúp cải tạo đất bạc màu, đất nhiễm mặn, nhiễm phèn, phục hồi độ phì nhiêu tự nhiên của đất. Đồng thời, bảo tồn đa dạng sinh học: Kỹ thuật ngân hàng gen, nuôi cấy mô giúp bảo tồn các giống cây trồng, vật nuôi quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng, duy trì nguồn gen đa dạng cho nông nghiệp.

Mặc dù vai trò của CNSH là rất lớn, nhưng vẫn chưa được áp dụng rộng rãi, nguyên nhân có thể kể đến là chi phí, nhân lực, tư duy tiếp cận cái mới của người nông dân,…

Nghiên cứu và ứng dụng CNSH đòi hỏi cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện đại và nguồn nhân lực chất lượng cao, dẫn đến chi phí lớn. Một số sản phẩm biến đổi gen còn vấp phải sự e ngại từ người tiêu dùng và cần khung pháp lý rõ ràng hơn. Chưa hết, sự thiếu hụt nhân lực, nhất là nhân lực chất lượng cao đang là bài toán khó đối với ngành nông nghiệp Việt Nam. Cần nhiều hơn nữa các chuyên gia, kỹ sư có trình độ cao về CNSH nông nghiệp để phát triển một nền nông nghiệp xanh.

Vấn đề quan trọng hơn cả là sự tiếp cận, tiếp thu cái mới của người nông dân. Câu hỏi làm thế nào để đưa các thành tựu CNSH đến tay người nông dân một cách hiệu quả, dễ tiếp cận và phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ lẻ, vẫn luôn là trăn trở đối với những nhà làm chính sách, nhà quản lý, nhà khoa học.

Tuy nhiên, với sự quan tâm của Chính phủ, sự nỗ lực của các nhà khoa học và doanh nghiệp, cùng với nhu cầu và nhận thức của người dân về nền nông nghiệp xanh, thực phẩm sạch ngày càng được nâng cao thì CNSH hứa hẹn sẽ có bước tiến vượt bậc trong tương lai. Các xu hướng như công nghệ chỉnh sửa gen (CRISPR-Cas9), tích hợp CNSH với nông nghiệp thông minh (IoT, AI) để tạo ra các hệ thống sản xuất chính xác hơn, và phát triển các giải pháp sinh học toàn diện sẽ định hình tương lai của ngành nông nghiệp Việt Nam cũng như nền nông nghiệp toàn cầu.

CNSH không chỉ là một công cụ khoa học đơn thuần mà đã trở thành một phần không thể thiếu, đóng vai trò then chốt trong việc giải quyết các bài toán lớn của nông nghiệp hiện đại. Từ việc tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi năng suất cao, kháng bệnh, đến việc sản xuất các chế phẩm sinh học thân thiện môi trường và nâng cao giá trị nông sản. CNSH đang thực sự là cuộc cách mạng xanh, kiến tạo một nền nông nghiệp bền vững, hiệu quả và an toàn cho một thế giới đang phát triển.

TS. Nguyễn Quân (thứ 2 trái vào) cùng đoàn công tác của VAA thăm quan khu giới thiệu các sản phẩm công nghệ sinh học do Học viện Nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu phát triển. Ảnh Bảo Hà

Cần chính sách và giải pháp đồng bộ thúc đẩy phát triển ngành công nghệ sinh học

CNSH được Chính phủ xác định là 4 công nghệ trụ cột của cuộc cách mạng KHCN hiện đại, bên cạnh công nghệ thông tin, công nghệ năng lượng và công nghệ vật liệu.

Từ những năm 1990, nhiều Nghị quyết, Chỉ thị của Ban Bí thư, Chính phủ được ban hành để thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng CNSH

Ngày 11/3/1994, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 18/CP về phát triển CNSH ở Việt Nam đến năm 2010, nhấn mạnh Việt Nam là một nước nhiệt đới có nguồn tài nguyên sinh vật phong phú, bảo đảm cung cấp các nguyên liệu cần thiết cho sự phát triển CNSH.

Tiếp đó, ngày 4/3/2005, Ban Bí thư ban hành Chỉ thị số 50-CT/TW về việc đẩy mạnh phát triển và ứng dụng CNSH phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chỉ thị nêu rõ đối với nước ta, một nước nhiệt đới đi lên từ nông nghiệp, CNSH có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, là yếu tố quan trọng góp phần bảo đảm an ninh lương thực, chuyển đổi cơ cấu và phát triển bền vững kinh tế nông nghiệp, nông thôn.

Gần đây, Nghị quyết số 36-NQ/TW về phát triển và ứng dụng CNSH phục vụ phát triển bền vững đất nước trong tình hình mới, đã được cố Tổng Bí thư Nguyễn Phú Trọng thay mặt Bộ Chính trị ký ban hành ngày 30/1/2023. Nghị quyết số 36-NQ/TW đặt mục tiêu tầm nhìn đến năm 2045, Việt Nam là quốc gia có nền CNSH phát triển trên thế giới, trung tâm sản xuất và dịch vụ thông minh; khởi nghiệp, đổi mới sáng tạo về CNSH thuộc nhóm dẫn đầu khu vực châu Á, đóng góp 10 - 15% vào GDP. Mục tiêu Bộ Chính trị đặt ra để phát triển CNSH là lớn và nhiều thách thức, đòi hỏi sự tăng tốc, đột phá về cơ chế chính sách, thu hút nhân lực chất lượng cao và một chiến lược dài hơi cho lĩnh vực này.

Theo đánh giá của các chuyên gia, Nghị quyết 36 đã mang đến một luồng gió mới, đáp ứng mong mỏi của các nhà khoa học đặc biệt là các nhà nghiên cứu công nghệ sinh học. Qua gần 20 năm phát triển, lĩnh vực CNSH đã đạt được nhiều sự tiến bộ cả về đội ngũ nhân lực, các công trình công bố quốc tế, phát triển hệ thống mạng lưới các phòng thí nghiệm và nhiều ứng dụng của CNSH trong đời sống kinh tế-xã hội như nông nghiệp, y dược, bảo vệ môi trường, chế biến, năng lượng, an ninh quốc phòng,…

Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 tiếp tục khẳng định CNSH là một trong những công nghệ tiên phong cần ưu tiên đầu tư, nhấn mạnh cơ chế thử nghiệm linh hoạt, chấp nhận rủi ro, thúc đẩy thương mại hóa, bảo hộ sở hữu trí tuệ và thu hút nhân lực chất lượng cao, tạo động lực phát triển bền vững cho lĩnh vực công nghệ sinh học trong dài hạn. Đây là nền tảng quan trọng để nâng tầm CNSH thành ngành kinh tế - kỹ thuật chủ lực của quốc gia.

Gần đây nhất, ngày 12/6/2025, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1131/QĐ-TTg, công bố Danh mục công nghệ chiến lược và sản phẩm công nghệ chiến lược quốc gia, trong đó CNSH được xác định là một trong những công nghệ cốt lõi, với ba trọng tâm ưu tiên: vaccine thế hệ mới, liệu pháp gen, và liệu pháp tế bào.

Áp dụng CNSH trong nền nông nghiệp công nghệ cao, Việt Nam đã chủ động sản xuất được hơn 70% giống cây trồng, vật nuôi, trong đó, CNSH có nhiều đóng góp trong việc cải thiện và lai tạo giống cây trồng, góp phần giúp xây dựng ra nhiều kỹ thuật canh tác hiệu quả hơn. Ngành CNSH đã đưa công nghệ lên men vào lĩnh vực sản xuất chế biến lương thực, thực phẩm và trở thành một trong những lĩnh vực quan trọng nhất cho đến thời điểm hiện tại.

Nhờ ứng dụng CNSH, con người có thể chọn được những chủng vi sinh vật có khả năng lên men tốt, hỗ trợ đắc lực trong công nghệ sản xuất nước lên men, sữa, thực phẩm chức năng protein, chất làm tăng hương vị, chế biến rau củ,...

Tuy nhiên, ngành CNSH vẫn còn gặp nhiều khó khăn, vướng mắc khi chưa có chính sách đặc thù riêng, thiếu các chính sách ưu đãi, khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực này. Bên cạnh đó, nguồn lực đầu tư cho các phòng thí điểm trọng điểm về CNSH còn khá ít và kinh phí cho đề tài nghiên cứu còn hạn chế; nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành này còn thiếu.

Theo các chuyên gia, để ngành CNSH Việt Nam trở thành trụ cột công nghệ, Nhà nước cần tạo cơ chế để các trường, viện liên kết với doanh nghiệp, tạo hệ sinh thái, nguồn lực, môi trường nghiên cứu chuyên nghiệp để người đam mê khoa học được làm việc và cống hiến, đóng góp cho nền CNSH nước nhà.