Khi dân số toàn cầu tăng lên, nhu cầu sử dụng đất đai, thực phẩm, nước ngày càng tăng. Đáp ứng nhu cầu đó, ngành nông nghiệp tăng cường các hoạt động sản xuất nhưng 2 tỷ trong số 8 tỷ người trên Trái đất vẫn gặp phải tình trạng đói nghèo, tình trạng mất an ninh lương thực vẫn diễn ra ở nhiều nơi.
Theo các chuyên gia, mất an ninh lương thực bắt nguồn từ nhiều yếu tố trong đó nguyên nhân chủ yếu là vấn đề chính trị, kinh tế, nông nghiệp. Biến đổi khí hậu cũng đóng vai trò nhất định trong việc giảm năng suất nông nghiệp, chúng cũng ảnh hưởng đến sự lây lan của sâu bệnh, mầm bệnh, làm giảm sản lượng cây trồng. Trong một bài viết công bố trên tạp chí Thực phẩm thiên nhiên, các nhà nghiên cứu đã đi sâu tìm hiểu mối quan hệ giữa biến đổi khí hậu với các bệnh dịch mới. Nấm được cho là nguồn phát sinh nhiều bệnh trên thực vật, là mối đe dọa nghiệm trọng với an ninh lương thực toàn cầu và sức khỏe hệ sinh thái.
Vấn đề mất an ninh lương thực xuất phát do nhiều yếu tố khác nhau trong đó có biến đổi khí hậu
Tác động của mầm bệnh đối với cây trồng
Các giống cây trồng cho ra sản phẩm có lượng calo cao như ngũ cốc, khoai tây, gạo có tầm quan trọng chính đối với an ninh lương thực. Các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu từ Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) để xác định đâu là loài cây trồng có lương calo quan trọng nhất thế giới. Kết quả cho thấy, gạo đứng ở vị trí số 1, là nguồn lương thực chính cho toàn cầu, tiếp đến là lúa mì, mía, ngô, đậu tương và khoai tây. 6 loại cây trồng này cũng được trồng với số lượng lớn nhất trên toàn thế giới. Tuy nhiên, 3 trong 6 loài cây thực phẩm gồm lúa mì, đậu tương và khoai tây lại liên tục bị đe dọa bởi các dịch bệnh do nấm gây ra.
Nấm Oomycete là nguyên nhân dẫn đến nạn đói khoai tây Ailen diễn ra từ năm 1845 đến 1849 khiến 1 triệu người dân ở Irenland thiệt mạng
Một ví dụ điển hình cho vấn đề này đó là nạn đói khoai tây Ailen diễn ra vào năm 1845 đến 1849 đã khiến 1 triệu người dân ở Ireland chết, hơn 1 triệu người khác phải di cư. Nguyên nhân dẫn đến nạn đói này là do sự tàn phá cây trồng của loài nấm mang tên oomycete. Đây là loại nấm có khả năng lây nhiễm trên cả thực vật, động vật, sinh vật biển và cả con người. Khi khoai tây bị nhiễm nấm oomycete, lá cây co lại, chuyển sang màu nâu còn phần củ bị thối. Không chỉ có khoai tây, cà chua cũng thương duyên bị tác động bởi oomycete. Cho đến nay, các biến thể từ nấm phát triển mạnh và nhanh hơn trên toàn cầu.
Các mối đe dọa đối với cây lượng thực
So với khoai tây, dịch bệnh trên lúa mì và đậu tương có phần ít hơn nhưng một khi đã xuất hiện, chúng gây ra hệ quả không hề nhỏ. Đậu tương là loài cây trồng mang lại sản phẩm có hàm lượng calo cao, rất quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của con người cũng như vật nuôi. Loài cây này dễ bị tác động bởi một loài nấm có khả năng phát tán rộng trong không khí. Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng phát triển và gây thiệt hại khoảng 80% năng suất cây trồng.
Đối với lúa mì, chúng thường bị gây hại bởi loài nấm mang tên Zymoseptoria tritici. Các nhà khoa học xác định loài nấm này lây lan bằng gió.
Khi tình trạng biến đổi khí hâu ngày càng diễn biến phức tạp, các mầm bệnh trên cây trồng càng khó dự đoán và kiểm soát. Điều cần được quan tâm đó là sự phụ thuộc của con người vào các loại lương thực cung cấp calo. Cũng chính vì lý do đó mà nguồn cung lương thực toàn cầu trở nên đồng nhất hơn. Ví dụ điển hình là việc diện tích trồng cây đậu tương tăng đáng kể từ năm 1980 thay vào đó, diện tích trồng cây kê, lúa miến giảm xuống. Trong khi nhiều quốc gia quyết định giảm diện tích trồng cây lương thực thì một số nước khác lại tăng hoạt động nuôi trồng.
Sự thay đổi diện tích cây trồng ở các quốc gia (Nguồn: Fones et al 2020 )
Có thể thấy, việc thay đổi vùng trồng cây lương thực đã mang đến hướng phát triển mới cho ngành nông nghiệp. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu lại cho rằng, dù chuyển sang môi trường mới nhưng các mầm bệnh có sẵn trong môi trường sẽ kết hợp với mầm bệnh của cây trồng để tạo ra các mầm bệnh mới nguy hiểm hơn.
Sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu với sản phẩm thương mại
Không chỉ tác động đến cây lương thực, biến đổi khí hậu cũng khiến các cây trồng thương mại bị ảnh hưởng. Kết quả phân tích dữ liệu từ FAO cho thấy, sắn là cây trồng xuất khẩu ở châu Phi; cà phê, chuối là sản phẩm chủ đạo của Trung và Nam Á, cà chua thuộc về châu Á, nho thuộc về châu Âu, lúa mạch ở châu Đại Dương, cà chua và hạnh nhân ở Bắc Mỹ. Thực tế cho thấy, nhiều loại cầy trồng bị đe dọa bởi các mầm bệnh mới, những mầm bệnh này có thể lây lan từ loài cây khác khi biến đổi khí hậu trở lên phức tạp hơn.
Ví dụ điển hình là với loài chuối, căn bệnh mà chúng mắc phải đó là bệnh Panama và Mycosphaerella fijiensis. Đây đều là các loại nấm mới. Để đối phó với dịch bệnh, người nông dân loại bỏ giống cây cũ và trồng giống mới có khả năng chống bệnh nhưng chỉ vài năm sau đó, chủng bệnh Panama đã quay trở lại và phát tán trên toàn thế giới. Bản đồ dưới đây cho thấy sự lây lan thần tốc của dịch bệnh và được liệt vào tình trạng khẩn cấp của nhiều quốc gia.
Sự lây lan dịch bệnh trên cây chuối (Nguồn: Fones et al 2020 )
Mô hình hóa bệnh dịch trên cây trồng trong tương lai
Việc dự đoán bệnh dịch trên cây trồng trước ảnh hưởng của biến đổi khí hậu không hề đơn giản. Chúng được xác định là chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như: Vật chủ, nguồn dinh dưỡng và khí hậu.
Vật chủ, nguồn dinh dưỡng và khí hậu là 3 yếu tố chính tác động đến sự lây lan dịch bệnh trên cây trồng (Nguồn: Helen Fones)
Dựa vào mô hình trên, nhà phân tích có thể đưa ra mối tương quan giữa bệnh dịch và yếu tố thời tiết. Ví dụ, với bệnh lúa mì STB, chúng được dự đoán là ít phát triển trong mùa khô, nóng. Điều này giúp xác định tốt thời điểm nuôi trồng và chăm sóc cũng như các rủi ro có thể gặp phải.
Mặc dù vậy, mô hình dự đoán không chính xác hoàn toàn. Với những mầm bệnh phức tạp, các mối tương quan bị phá vỡ. Khi đó, các nhà khoa học cần phân tích lại các yếu tố để đưa ra dự đoán chính xác hơn. Những yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm trong môi trường được đặc bệt quan tâm. Các nhà khoa học đã đưa ra mô hình dự đoán đối với loại bệnh trên lá cà phê. Kết quả cho thấy biến đổi khí hậu làm tăng độ ẩm của lá, tạo mức nhiệt thuận lợi để các loại nấm trên chuối nhưng không tác động đến cà phê.
Điều này cho thấy, khí hậu có mối tương quan nhất định đến sự nảy nở và phát triển của dịch bệnh trên cây trồng, là yếu tố chính quyết đinh việc cây có phát triển khỏe mạnh hay không. Ở một khía cạnh khác, nhà nghiên cứu cho rằng, ô nhiễm không khí cũng tác động đến sản lượng nông nghiệp. Thực tế, vào năm 1970, khí lưu huỳnh đã tác động đến mầm bệnh trên lúa mì. Nồng độ các chất khác như ozone, oxit nito cũng làm thay đổi khả năng phòng vệ của thực vật và sự phát triển của mầm bệnh.
Kết luận: Mầm bệnh có khả năng phát triển nhanh chóng, có mối quan hệ đặc biệt với khí hậu, miễn ở đâu có vật chủ, mầm bệnh đều có cơ hội phát tán. Do đó, con người cần phải ứng biến nhanh chóng với sự thay đổi của thời tiết cũng như các mầm bệnh trên cây trồng.
