Hệ vi sinh vật vùng rễ cây cà phê Robusta tại các vùng trồng trọng điểm của Việt Nam được nghiên cứu bằng công nghệ metagenomic hiện đại trong khuôn khổ đề tài hợp tác giữa Việt Nam và Ý

Không chỉ giúp nhận diện những “vi sinh vật có ích” đang âm thầm bảo vệ cây trồng dưới lòng đất, kết quả nghiên cứu còn mở ra triển vọng sản xuất các chế phẩm sinh học thế hệ mới, góp phần giảm thuốc bảo vệ thực vật, nâng cao năng suất và hướng tới nền nông nghiệp bền vững. Tạp chí Phụ nữ Mới đã có cuộc trao đổi với TS Nguyễn Thu Hà, Nghiên cứu viên cao cấp, Bộ môn Vi sinh vật, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Chủ nhiệm đề tài Nghị định thư hợp tác với Trung tâm Quốc tế về Kỹ thuật Di truyền và Công nghệ Sinh học (ICGEB, Ý).

TS Nguyễn Thu Hà, Nghiên cứu viên cao cấp, Bộ môn Vi sinh vật, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa. Ảnh: Hoàng Toàn

PV: Thưa TS NguyễnThu Hà, mục tiêu chính của đề tài hợp tác giữa Việt Nam và Ý về sản xuất chế phẩm sinh vật cho cây cà phê ở Tây Nguyên là gì? Vì sao nhóm nghiên cứu lựa chọn cây cà phê và vùng Tây Nguyên để triển khai đề tài này?

TS Nguyễn Thu Hà: Mục tiêu chính: Nghiên cứu được metagenome của vi sinh vật vùng rễ cây cà phê Robusta ở một số vùng trồng trọng điểm tại Việt Nam; làm cơ sở sản xuất chế phẩm vi sinh vật hạn chế nấm và tuyến trùng hại cây cà phê Robusta.

Cà phê là một trong các cây trồng chủ lực có giá trị xuất khẩu của Việt Nam. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2024, kim ngạch xuất khẩu cà phê đạt 4,3 tỷ USD, Việt Nam được biết đến là nước xuất khẩu cà phê Robusta đứng thứ hai trên thế giới sau Brazil. Cà phê là cây trồng được Nhà nước ưu tiên phát triển theo Quyết định của Thủ tướng Chính phủ về Chiến lược phát triển nông nghiệp và nông thôn bền vững giai đoạn 2021 - 2030. Trong đó Tây Nguyên là vùng trọng điểm sản xuất cà phê của Việt Nam, chiếm hơn 90% sản lượng cà phê cả nước.

Bệnh vàng lá thối rễ trên cây cà phê là bệnh khá nguy hiểm gây hại cà phê chết hàng loạt; bệnh có phổ phân bố rộng tại các vùng trồng cà phê chính ở Tây Nguyên.

Đây cũng chính là lý do đề tài được đánh giá có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Trong bối cảnh ngành cà phê Việt Nam đang hướng tới phát triển xanh và nâng cao giá trị gia tăng, việc tìm ra giải pháp sinh học thay thế dần hóa chất nông nghiệp không chỉ giúp bảo vệ năng suất mà còn góp phần bảo vệ hệ sinh thái đất và nâng cao khả năng cạnh tranh của cà phê Việt Nam trên thị trường quốc tế.

PV: Đến nay, đề tài đã xây dựng được 3 mô hình thử nghiệm tại Tây Nguyên. Tiến sĩ có thể chia sẻ những kết quả nổi bật bước đầu về khả năng cải thiện sinh trưởng, năng suất cây cà phê và chất lượng đất của chế phẩm sinh vật?

TS Nguyễn Thu Hà: Đề tài đã xây dựng được 3 mô hình thử nghiệm tại Đắk Lắk, Lâm Đồng và Gia Lai. Kết quả bước đầu cho thấy: Sử dụng chế phẩm vi sinh vật được nghiên cứu, sản xuất từ đề tài giúp giảm mật độ tuyến trùng, nấm gây bệnh trong đất từ 70,5% đến 76,6%; hiệu lực phòng trừ bệnh vàng lá đạt 71,7-72,5%; tăng năng suất 13,0-13,5%; tăng hiệu quả kinh tế 16,7-16,8% so với đối chứng (không sử dụng chế phẩm vi sinh vật); sử dụng chế phẩm vi sinh vật còn giúp giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng.

Những con số trên cho thấy tiềm năng rất lớn của hướng tiếp cận sinh học. Nếu được ứng dụng rộng rãi, nông dân không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn giảm phụ thuộc vào thuốc hóa học, góp phần cải thiện sức khỏe đất, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng nông sản.

PV: Hiện nay các thử nghiệm mới được thực hiện trong một chu kỳ sinh trưởng của cây cà phê. Theo Tiến sĩ, cần thêm những đánh giá nào trong các vụ tiếp theo để có thể khẳng định hiệu quả lâu dài của chế phẩm và mở rộng áp dụng ra các vùng sinh thái khác?

TS Nguyễn Thu Hà: Cần tiến hành khảo nghiệm diện hẹp, diện rộng; trên các loại đất khác nhau để đảm bảo đánh giá chính xác về hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật.

Theo các nhà khoa học, việc đánh giá dài hạn có ý nghĩa rất quan trọng bởi hệ vi sinh vật đất chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như khí hậu, thổ nhưỡng, canh tác và giống cây trồng. Những khảo nghiệm quy mô lớn sẽ là cơ sở để hoàn thiện quy trình sử dụng và thương mại hóa sản phẩm trong tương lai.

PV: Trong quá trình hợp tác với các đối tác Ý, nhóm nghiên cứu Việt Nam đã tiếp nhận được những công nghệ hoặc phương pháp phân tích mới nào? Những kỹ thuật này có ý nghĩa như thế nào đối với nghiên cứu đất đai và vi sinh vật ở Việt Nam?

TS Nguyễn Thu Hà: Nhóm nghiên cứu đã học được kỹ thuật metagenomic, đây là vấn đề trọng tâm và rất có ý nghĩa trong hợp tác với đối tác Ý.

Trước đây, việc nghiên cứu về vi sinh vật vùng rễ chủ yếu dựa vào phương pháp nuôi cấy truyền thống. Tuy nhiên, hạn chế lớn của phương pháp này là chỉ phân tích được một tỷ lệ rất nhỏ (ước tính dưới 1%) vi sinh vật có khả năng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Điều này dẫn đến cái nhìn phiến diện về đa dạng sinh học và chức năng của hệ vi sinh vật vùng rễ.

Sự ra đời của kỹ thuật metagenomic đã tạo ra bước ngoặt trong nghiên cứu hệ vi sinh vật, cho phép nghiên cứu toàn bộ bộ gen của vi sinh vật trong môi trường mà không cần nuôi cấy các chủng riêng biệt. Kỹ thuật này không chỉ giúp xác định thành phần vi sinh vật mà còn dự đoán chức năng gen, từ đó làm sáng tỏ cơ chế kháng bệnh và tương tác giữa cây trồng - vi sinh vật ở mức phân tử.

Nghiên cứu metagenomics vùng rễ cây cà phê là một lĩnh vực khá mới và đang thu hút sự chú ý lớn từ các nhà khoa học. Dựa trên dữ liệu metagenome về khu hệ vi sinh vật vùng rễ cây cà phê Robusta, đề tài đã xác định được các chi/loài vi sinh vật lõi, chiếm ưu thế. Việc tuyển chọn các vi sinh vật lõi, cùng với các vi sinh vật có vai trò tiên phong (pioneer microbe) làm cơ sở để tạo ra chế phẩm vi sinh vật giúp cải thiện năng suất cũng như sức khỏe của cây cà phê.

Trong khuôn khổ của đề tài, nhóm nghiên cứu mới đề cập đến các vi sinh vật có khả năng đối kháng bệnh và sinh hoạt chất kích thích sinh trưởng cây trồng. Tuy nhiên, theo dữ liệu metagenome, trong hệ vi sinh vật vùng rễ cây cà phê đã phát hiện một số nhóm vi sinh vật lõi có khả năng cố định nitơ, tăng sức chống chịu cho cây trồng... đây cũng là các nhóm vi sinh vật có tiềm năng ứng dụng trong nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật, cần tiếp tục được nghiên cứu.

Có thể nói, giá trị lớn nhất của hợp tác quốc tế lần này không chỉ nằm ở sản phẩm tạo ra mà còn ở việc chuyển giao tri thức và công nghệ hiện đại. Việc tiếp cận kỹ thuật metagenomic giúp các nhà khoa học Việt Nam bắt kịp xu hướng nghiên cứu tiên tiến trên thế giới, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ nông nghiệp, môi trường đến bảo tồn đa dạng sinh học đất.

PV: Nếu các kết quả tiếp tục được khẳng định trong những năm tới, Tiến sĩ đánh giá tiềm năng ứng dụng của chế phẩm sinh vật này đối với ngành cà phê Việt Nam và mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững ra sao?

TS Nguyễn Thu Hà: Tiềm năng ứng dụng của chế phẩm vi sinh vật này rất lớn do cây cà phê đang là cây trồng được quan tâm đầu tư. Các chủng vi sinh vật được tuyển chọn cho sản xuất chế phẩm vi sinh vật dựa trên các nhóm vi sinh vật lõi từ hệ vi sinh vật vùng rễ cây cà phê cùng với các vi sinh vật có vai trò tiên phong phân lập từ bản địa sẽ tăng khả năng tồn tại của các nhóm vi sinh vật khi bón vào đất. Việc sử dụng các sản phẩm sinh học nhằm tăng năng suất cây trồng, tăng sức khỏe đất và cây trồng đang là hướng đi đáp ứng mục tiêu phát triển nông nghiệp bền vững.

Nhìn từ kết quả bước đầu, đề tài không chỉ mang ý nghĩa khoa học khi lần đầu tiên xây dựng được cơ sở dữ liệu metagenome vi sinh vật vùng rễ cà phê Robusta tại các vùng trọng điểm của Việt Nam, mà còn mở ra hướng phát triển các chế phẩm sinh học “thiết kế riêng” cho cây cà phê Việt Nam. Đây là nền tảng quan trọng để xây dựng mô hình canh tác cà phê thân thiện với môi trường, giảm phát thải và gia tăng giá trị bền vững cho một trong những ngành hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của đất nước.

Xin cảm ơn TS Nguyễn Thu Hà!