Dùng vi khuẩn để trừ sâu bọ - Công nghệ mới của nông nghiệp hiện đại
Trong một văn phòng của công ty Indigo Ag Inc. ở Boston, mặc dù bên ngoài đang là mùa đông, nhưng nhiệt độ bên trong lại ấm như mùa xuân. Tại đây, hàng trăm cây giống đậu tương giống nhau được sưởi ấm bên dưới đèn hồ quang cường độ cao với nhiệt độ 15 độ C.
Các giống cây sẽ sớm trở nên khác biệt nhau. Geoffrey von Maltzahn, người đồng sáng lập 37 tuổi của công ty, nói: “Chúng tôi vẫn đang tiếp tục thử nghiệm.”
Nhà vi sinh học từng học tại MIT có lý do để tin vào điều đó khi sản phẩm đặc trưng của Indigo — một lớp phủ vi khuẩn được lựa chọn cẩn thận — cho cây trồng khả năng phát triển vượt bậc so với các cây trồng khác.
Ở người, một hệ sinh thái microbiome lành mạnh - ngôi nhà của vi khuẩn, nấm và vi rút sống bên trong cơ thể con người - là một yếu tố quan trọng đối với sức khỏe. Điều này cũng đúng với thế giới thực vật, và Indigo là một trong số hàng chục công ty khởi nghiệp công nghệ nông nghiệp đang cố gắng tận dụng lợi thế này.
Công việc của họ được tiếp sức bởi những tiến bộ trong lĩnh vực học máy (machine learning) và sự giảm chi phí đáng kể của phương pháp trình tự gen, được sử dụng bởi các công ty để xác định vi khuẩn.
Các phương pháp tiếp cận có thể khác nhau: AgBiome LLC, với sự tài trợ của Quỹ Bill & Melinda Gates, đang nghiên cứu cách thức vi khuẩn có thể giúp kiểm soát các loại khoai lang ở Châu Phi, trong khi Ginkgo Bioworks Inc. công bố một liên doanh trị giá 100 triệu USD với Bayer AG. để sản xuất nitơ của riêng mình.
Trong số đó, Indigo là công ty được tài trợ tốt nhất với giá trị công ty vào khoảng 1.4 tỉ USD và tổng số vốn nhận được trị giá hơn 650 triệu USD, theo số liệu cập nhật trong tháng 9/2018.
Để phát triển sản phẩm của mình, các nhà nông học của công ty đã ghé thăm các cánh đồng bình thường trong điều kiện thời tiết khô để xem cây nào khoẻ mạnh hơn cả. Họ lấy mẫu của các cây phát triển mạnh và tạo ra vi sinh vật của họ bằng cách sử dụng trình tự gen; sau khi áp dụng trên hàng ngàn mẫu, họ sử dụng các phương pháp thống kê để chọn ra vi khuẩn nào được phát hiện thường xuyên nhất ở những cây khỏe mạnh nhất. Thử nghiệm về sau áp dụng cho quy mô lớn hơn.
Các sản phẩm thương mại đầu tiên của công ty tập trung vào việc cải thiện khả năng chịu hạn, một trong những đặc điểm khó khăn nhất để giải quyết bằng biến đổi gen.
Điều kiện khô hạn có thể trở thành mối đe dọa lớn đối với nông nghiệp vì sự nóng lên toàn cầu. Indigo cũng đang đầu tư mạnh vào nghiên cứu và phát triển để xem vi khuẩn ảnh hưởng đến các yếu tố như sử dụng nitơ và kháng sâu bệnh như thế nào, nhằm giảm hoặc thậm chí loại bỏ việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón tổng hợp cũng như hạt giống biến đổi gen.
Với việc công chúng tỏ ra hoài nghi với các phương pháp điều trị hóa học và biến đổi gen, mà vẫn chuộng các loại thực phẩm “tự nhiên”, Indigo đang dựa vào một thị trường giàu giá trị và tiềm năng. Cho đến nay, các lớp phủ vi khuẩn của công ty đã làm tăng năng suất bông trung bình 14% trong các thử nghiệm thương mại toàn diện ở Texas và sản lượng lúa mì tới 15% ở Kansas.
Mặc dù vậy, David Perry, Giám đốc điều hành của Indigo không muốn dừng lại ở một bộ phương pháp điều trị hạt giống. Ông muốn thay đổi cấu trúc của ngành nông nghiệp một cách toàn diện.
Vấn đề thách thức hiện nay là: Những người nông dân hầu như không có động lực để thay đổi phương pháp canh tác sẵn có của mình.
Để thuyết phục nông dân sử dụng công nghệ mới của Indigo, công ty sẽ mua toàn bộ sản lượng thu hoạch của họ, ví dụ như lúa mì, để người nông dân yên tâm về đầu ra.
Indigo sau đó bán lúa mì cho người dùng cuối như nhà máy bia, nhà máy bột mì và các công ty thực phẩm, vốn đã trở nên quan tâm hơn đến tính minh bạch và kiểm soát khi nói đến nguồn gốc của ngũ cốc.
Mặc dù tiềm năng công nghệ rất hứa hẹn, Indigo vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Thành công của công ty phụ thuộc vào việc chứng minh rằng vi khuẩn có thể tác động nhiều hơn bên cạnh khả năng chịu hạn, đồng thời phải mở rộng quy mô hoạt động và tăng sản lượng lương thực bán ra.
Michael Dean, giám đốc đầu tư đến từ nền tảng đầu tư mạo hiểm AgFunder Inc., đánh giá rằng các công nghệ của Indigo mang tính đột phá, nhưng một trong những thách thức lớn nhất mà công ty sẽ phải đối mặt là thuyết phục các hộ nông dân quay lưng lại với các cách thức truyền thống.
“Người nông dân có xu hướng duy trì một mối quan hệ giao dịch qua nhiều thế hệ”, Dean nói. “Công nghệ này sẽ tạo nên một làn sóng mà không phải ai cũng cảm thấy hào hứng.”
Hiệp (Theo Bloomberg)
