Nạn phá rừng, phát thải khí nhà kính, mất đa dạng sinh học, ô nhiễm nitơ - canh tác thức ăn nông nghiệp ngày nay cho gia súc, lợn và gà có tác động to lớn đối với môi trường và khí hậu. Sản xuất thức ăn tại các cơ sở công nghiệp thay vì canh tác trên đất có thể giúp giảm bớt những tác động quan trọng trong chuỗi cung ứng thực phẩm nông nghiệp. Vi khuẩn giàu protein, được sản xuất ở các cơ sở công nghiệp quy mô lớn ngày càng gia tăng sẽ thay thế những cây trồng truyền thống. Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Khoa học Công nghệ và Môi trường lần đầu tiên ước tính tiềm năng kinh tế và môi trường của việc sản xuất thức ăn protein từ vi sinh vật cho lợn, gia súc và gà trên phạm vi toàn cầu. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng bằng cách thay thế chỉ 2% thức ăn chăn nuôi bằng vi khuẩn giàu protein, thì có thể giảm hơn 5% phát thải khí nhà kính từ nông nghiệp, diện tích đất canh tác toàn cầu và tổn thất nitơ toàn cầu.

Benjamin Leon Bodirsky, tác giả của nghiên cứu từ Viện nghiên cứu tác động khí hậu Potsdam (PIK, thành viên của Hiệp hội Leibniz) cho biết: “Gà, lợn và gia súc đã thải ra khoảng một nửa lượng thức ăn protein mà đã được trồng trên đất toàn cầu”. Nếu không có những thay đổi mạnh mẽ đối với hệ thống thực phẩm nông nghiệp, nhu cầu thức ăn và thức ăn gia súc đi kèm với nhu cầu ăn thịt của chúng ta sẽ dẫn đến mất rừng liên tục, mất đa dạng sinh học, ô nhiễm chất dinh dưỡng và khí thải ảnh hưởng đến khí hậu. “Tuy nhiên, một công nghệ mới đã được khám phá có thể tránh được những tác động tiêu cực về môi trường: Vi khuẩn có thể được nuôi cấy bằng năng lượng, nitơ và carbon tại các cơ sở công nghiệp để sản xuất bột protein, sau đó cho gia súc ăn thay vì đậu nành. Sản xuất thức ăn protein trong phòng thí nghiệm thay vì sử dụng đất canh tác có thể giảm thiểu một số tác động đến môi trường và khí hậu. Và nghiên cứu của chúng tôi cũng hy vọng rằng protein vi sinh vật sẽ vẫn được sản xuất ngay cả khi không có chính sách hỗ trợ, vì nó thực sự mang lại lợi nhuận kinh tế ”.

Sự thay đổi nhỏ trong sản xuất thức ăn gia súc có thể đem lại tác động môi trường đáng kể

Nghiên cứu dựa trên mô phỏng máy tính để đánh giá tiềm năng kinh tế và tác động môi trường trong việc sản xuất protein từ vi sinh vật cho đến giữa thế kỷ này. Các mô phỏng cho thấy rằng 175-307 triệu tấn protein từ vi sinh vật có thể thay thế nguồn thức ăn chính thông thường như đậu nành. Vì vậy, bằng cách thay thế khoảng 2% thức ăn chăn nuôi, áp lực giảm phát thải khí nhà kính nông nghiệp và tổn thất nitơ từ đất canh tác có thể giảm hơn 5% - cụ thể là 6% đối với diện tích đất canh tác toàn cầu, 7% cho khí thải nhà kính nông nghiệp và 8% cho tổn thất nitơ toàn cầu.

Ilje Pikaar thuộc Đại học Queensland ở Úc giải thích  “Trong thực tế, những vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc hoặc tảo có thể thay thế các loại cây giàu protein như đậu nành và ngũ cốc. Phương pháp này ban đầu được phát triển trong suốt thời kỳ chiến tranh lạnh dành cho các nhà du hành vũ trụ và sử dụng năng lượng, phân bón carbon và nitơ để phát triển vi khuẩn giàu protein trong phòng thí nghiệm ”. Đối với nghiên cứu mới của họ, các nhà nghiên cứu đã xem xét năm cách khác nhau để nuôi cấy vi khuẩn: Bằng cách sử dụng khí thiên nhiên hoặc hydro, sản xuất thức ăn có thể được tách hoàn toàn từ canh tác đất trồng trọt. Việc sản xuất không cần đất này tránh được ô nhiễm bởi sản xuất nông nghiệp, nhưng nó cũng đi kèm với nhu cầu năng lượng rất lớn. Các quy trình khác sử dụng quá trình quang hợp bằng cách nâng hàm lượng đường, khí sinh học hoặc khí tổng hợp từ nguồn gốc nông nghiệp sang protein có giá trị cao dẫn đến lợi ích môi trường thấp hơn; một số nghiên cứu thậm chí cho thấy sự gia tăng ô nhiễm nitơ và khí thải nhà kính.

Chỉ riêng vi khuẩn protein sẽ không đủ để làm cho nông nghiệp của chúng ta bền vững. Tác giả Isabelle Weindl từ PIK nhấn mạnh "Thức ăn protein từ vi sinh vật sẽ không ảnh hưởng đến năng suất chăn nuôi. Ngược lại, thậm chí nó có thể có tác động tích cực đến hiệu suất tăng trưởng động vật hoặc sản xuất sữa". Nhưng mặc dù công nghệ này mang lại lợi nhuận kinh tế, thì việc áp dụng công nghệ mới này vẫn gặp khó khăn như các yếu tố thường xuyên trong quản lý trang trại, rủi ro đối với các công nghệ mới, hoặc thiếu tiếp cận thị trường. Weindl cho biết "Tuy nhiên, nếu tính về mặt giá cả thiệt hại môi trường trong lĩnh vực nông nghiệp thì công nghệ này có thể cạnh tranh về mặt kinh tế".

"Phát hiện của chúng tôi rõ ràng nhấn mạnh rằng việc chuyển sang sử dụng protein chỉ từ vi sinh vật sẽ không đủ để chuyển đổi bền vững nền nông nghiệp của chúng tôi", đồng tác giả Alexander Popp từ PIK cho biết. Để giảm thiểu tác động môi trường của chuỗi cung ứng thực phẩm, những thay đổi cơ cấu lớn trong hệ thống thực phẩm nông nghiệp cũng cần được yêu cầu thay đổi trong các chế độ ăn uống của con người như sử dụng nhiều rau xanh hơn. “Đối với môi trường và khí hậu cũng như sức khỏe của chính chúng ta, điều đó mới thực sự là một lựa chọn đáng kể để giảm hoặc thậm chí bỏ qua việc sử dụng thịt trong chuỗi cung ứng thực phẩm. Sau nhiều tiến bộ về công nghệ,  protein vi sinh vật cũng có thể trở thành một phần trực tiếp trong chế độ ăn của con người - sử dụng thực phẩm không gian cho nguồn dinh dưỡng chính của con người”.

Mai Thanh Trúc theo pik-potsdam.de