Tuy nhiên, khi các kiểu thời tiết ngày càng khó lường và nhiệt độ thay đổi đe dọa đến mùa màng, một công ty khởi nghiệp hy vọng rằng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp nông dân thích nghi với môi trường thay đổi nhanh chóng.

Dùng AI thúc đẩy quá trình lai tạo

Avalo, một công ty phát triển cây trồng có trụ sở tại Bắc Carolina, đang sử dụng các mô hình AI để đẩy nhanh quá trình tạo ra các giống cây trồng mới và có khả năng thích ứng tốt.

Cách truyền thống để lựa chọn các đặc điểm thuận lợi ở cây trồng là xác định từng cây thể hiện đặc điểm đó - chẳng hạn như khả năng chịu hạn - và sử dụng cây đó để thụ phấn cho những cây khác. Sau đó, người ta trồng những hạt giống đó trên đồng ruộng để xem chúng phát triển như thế nào. Nhưng quá trình đó đòi hỏi phải trồng một cây trong toàn bộ vòng đời của nó để thấy được kết quả, quá trình có thể mất nhiều năm.

Avalo sử dụng một thuật toán để xác định cơ sở di truyền của các đặc điểm phức tạp như hạn hán hoặc khả năng kháng sâu bệnh ở hàng trăm giống cây trồng. Cây được thụ phấn chéo theo cách thông thường, nhưng thuật toán có thể dự đoán hiệu suất của hạt giống mà không cần phải trồng nó. Theo giám đốc công nghệ của Avalo Mariano Alvarez, AI giúp tăng tốc quá trình lên tới 70%.

Alvarez giải thích: "Cuối cùng, những gì chúng tôi đang làm cũng chỉ là quy trình đã diễn ra trong hàng nghìn năm. Hiện tại, hầu như ngày nào cũng có người trong nhà kính của chúng tôi lấy hai bông hoa và chà xát chúng lại với nhau để tạo ra hạt giống... Điểm khác biệt trong quy trình của chúng tôi là máy tính sẽ cho người đó biết họ cần nhổ những bông hoa nào để ghép lại với nhau.

Chúng tôi thực sự chỉ đang thực hiện lai tạo truyền thống và đẩy nhanh quá trình này bằng thông tin, chứ không hề thay đổi phương pháp mà mọi người đang thực hiện".

Giảm lãng phí thực phẩm

Cà chua chịu nhiệt và bông chịu hạn đều đang được Avalo nghiên cứu. Đặc biệt là việc tạo ra bông cải xanh ăn được cả cành lẫn lá giúp giảm lãng phí thực phẩm. Theo Giám đốc điều hành của Avalo, Brendan Collins, chỉ có 20% tổng sinh khối trên cây bông cải xanh được tiêu thụ.

Avalo đã thu thập hàng trăm giống bông cải xanh để AI có thể xác định các đặc điểm mong muốn, tạo ra một loại bông cải xanh có thể ăn được cả cành, lá và nói chung tất cả. Theo Avalo, đây sẽ là sản phẩm thương mại đầu tiên của công ty vào năm 2026. Công ty mất ba năm để đưa Bông cải xanh Tenderstem, còn được gọi là broccolini - một giống lai giữa bông cải xanh và cải xoăn Trung Quốc (gai lan) ra thị trường. Ba năm không hề dài vì chỉ bằng một nửa thời gian so với việc đưa một giống bông cải xanh mới thông thường ra thị trường.

Collins cho biết: "Lá của nó giống như cải xoăn hoặc thứ mà bạn thường thấy trong món salad. Cành của nó cũng giống như một nhánh bông cải xanh mềm mại, ngon lành mà bạn thường ăn". Ông còn nói thêm rằng bông cải xanh có thể được trồng mà tốn ít năng lượng và phân bón hơn bất kỳ giống nào khác hiện có.

Tiến sĩ Shruti Nath là nhà khoa học về khí hậu tại Đại học Oxford và không tham gia vào Avalo. Nath đánh giá: “Hiệu suất của AI trong việc khám phá và khai thác gien đã cho thấy triển vọng lớn. Việc tạo ra liên kết cuối cùng để sau đó cung cấp thông tin về việc nhân giống trong tương lai giúp ứng phó với biến đổi khí hậu là một ý tưởng tuyệt vời”.

Nath khẳng định: “Nếu được thực hiện đúng cách, loại công nghệ này là một bước thay đổi và sẽ cho phép lập kế hoạch tốt hơn trước các mùa vụ”. Tuy nhiên, Nath cảnh báo rằng việc sử dụng các kỹ thuật AI để đưa ra quyết định nhân giống có thể đối mặt với một số rủi ro.

Nath nêu ví dụ: “Một số đặc điểm bị coi là bất lợi, có thể đã bị chọn nhầm do nhiều đặc tính di truyền thúc đẩy. Rõ ràng là rất khó để có thể kiểm soát điều này vì ta không thể tạo ra một ứng viên đối chứng để kiểm tra nó. Hơn nữa, mô hình AI cho các phương pháp tiếp cận này cần phải được khoanh vùng để đảm bảo chúng không có khả năng tạo ra với các đặc tính không tồn tại”.

Những nỗ lực toàn cầu

Với cuộc khủng hoảng khí hậu ngày càng trầm trọng hơn, khắp nơi trên thế giới đang nỗ lực tìm ra các giống cây trồng có khả năng phục hồi tốt hơn. Công ty công nghệ nông nghiệp Silal có trụ sở tại Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) đã hợp tác với các đối tác quốc tế như công ty công nghệ sinh học Bayer và sàng lọc nhiều loại hạt giống để đánh giá khả năng chống chịu hạn hán, nhiệt độ cao và độ mặn của chúng, đồng thời thử nghiệm chúng tại các trang trại của họ ở Abu Dhabi.

Silal đã dành hai năm qua để phát triển hai giống Quinoa mới, thích hợp để trồng trong môi trường sa mạc khô cằn của UAE. Họ hy vọng chúng có thể trở thành một loại cây trồng thay thế trong khu vực.

Giám đốc công nghệ nông nghiệp của Silal, Shamal Muhammad khẳng định: "Cho đến nay, thử nghiệm đã rất thành công. Chúng tôi sẽ xem xét cách phát triển chuỗi cung ứng quinoa tại UAE và sau đó cung cấp loại thực phẩm lành mạnh này cho các quốc gia".

Avalo hy vọng những đổi mới như vậy có thể giúp bảo vệ mùa màng của nông dân trước tình hình thời tiết ngày càng thất thường, đồng thời khôi phục sự đa dạng tự nhiên hơn cho quá trình phát triển cây trồng.

Alvarez cho biết: “Nếu chúng ta chỉ có thể tung ra một giống mới sau mỗi 10 năm, chúng ta sẽ luôn chậm hơn 10 năm so với điều kiện thời tiết hoặc sâu bệnh mới nhất. Nhưng nếu chúng ta có thể tung ra các giống mới sau mỗi bốn đến năm năm, chúng ta sẽ tiến gần hơn nhiều đến việc theo kịp tốc độ thay đổi môi trường mà nông dân thực sự nhìn thấy trên cánh đồng của họ”.

Anh Tú