Chín cách để sản xuất thực phẩm xanh bền vững và giá cả phải chăng hơn - Phần 1

Các cuộc thảo luận xung quanh việc tăng sản lượng thức ăn thủy sản thường tập trung vào các loài, môi trường và các giải pháp công nghệ cao đầy tham vọng sẽ mang lại lợi ích cho số ít đặc quyền.

Người nuôi cá chép ở Bangladesh. Ảnh: M Gulam Hussain

Một quan điểm mới trong Một Trái đất do nhà nghiên cứu Patrik Henriksson và Max Troell của Trung tâm Phục hồi Stockholm dẫn đầu , cho rằng cần phải chú trọng nhiều hơn đến việc cải thiện năng suất và hoạt động môi trường của các loài thủy sinh có giá cả phải chăng và dễ tiếp cận.

Nghiên cứu nêu chi tiết một loạt các lĩnh vực can thiệp và đầu tư sẵn có sẽ thúc đẩy đáng kể và bền vững sản xuất các loại thực phẩm bổ dưỡng này.

Cá nuôi có thể được sản xuất với lượng khí thải nhà kính thấp hơn 87% so với thịt bò, sử dụng ít đất hơn 49% so với gia cầm và cần ít nước ngọt hơn 84% so với lợn.

Đồng thời, người ta đã dự đoán rằng sản lượng thức ăn thủy sản sẽ tăng 32% trong giai đoạn 2018 - 2030. Nhưng không có nghĩa là sự gia tăng sản lượng này sẽ bền vững.

Cải thiện thành phần thức ăn và hiệu quả theo thời gian cho gia cầm, cá hồi, cá rô phi, cá chép Trung Quốc và tôm biển. Ảnh: Henriksson et al

Các tác giả cho biết: “Việc phát huy tiềm năng của nuôi trồng thủy sản để đóng góp tích cực vào việc chuyển đổi hệ thống lương thực sẽ đòi hỏi tính toán tốt hơn về hiệu suất môi trường của sự đa dạng khổng lồ của hệ thống sản xuất và các biện pháp can thiệp tạo điều kiện nâng cao quy mô nuôi trồng thủy sản để hỗ trợ chế độ ăn bền vững.”

Cải thiện thành phần thức ăn và hiệu quả theo thời gian cho gia cầm, cá hồi, cá rô phi, cá chép Trung Quốc và tôm biển.

Chín lĩnh vực can thiệp

Nghiên cứu xác định chín lĩnh vực can thiệp để cải thiện năng suất và tính bền vững của nuôi trồng thủy sản toàn cầu:

1. Sự lựa chọn loài

2. Cải thiện di truyền

3. Công nghệ và thực hành trang trại

4. Quy hoạch không gian và tiếp cận

5. Giảm thiểu bệnh tật

6. Cho ăn

7. Quy định và thương mại

8. Chế biến và phân phối sau thu hoạch

9. Công cụ tài chính

Các tác giả cho biết: “Những biện pháp can thiệp này sẽ có tác động mạnh nhất nếu hướng tới việc thúc đẩy các loài có thể tiếp cận được, giá cả phải chăng.

Ví dụ, các loài có khả năng chịu đựng tốt hơn và ít đòi hỏi tài nguyên hơn có tác động đến môi trường thấp hơn, nhưng nhu cầu ít hơn.

Các tác giả cho biết: “Điều này ở một mức độ nào đó có thể được khắc phục bằng cách thúc đẩy hành vi của người tiêu dùng và tập trung vào các sản phẩm có giá trị gia tăng như surimi, được làm từ bột cá khử muối.

Tương tự, nhiều hộ nông dân quy mô nhỏ không thể hưởng lợi từ thức ăn chất lượng, con giống, hoặc chẩn đoán dịch bệnh do khả năng tiếp cận tín dụng hạn chế.

Họ nói thêm: “Việc tạo điều kiện cho các nhà cung cấp bảo hiểm và hợp tác xã có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu rủi ro và tiếp cận tín dụng và thị trường giữa các hộ nuôi trồng thủy sản quy mô nhỏ.

“Chỉ riêng thực phẩm thủy sản không thể đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai, nhưng nếu được phát triển một cách chu đáo, chúng có thể đóng một vai trò lớn hơn trong việc giảm bớt áp lực môi trường của hệ thống thực phẩm hiện nay trên hành tinh”.

Cải thiện hoạt động môi trường của nuôi trồng thủy sản

Việc thu hẹp khoảng cách hiệu suất trong nuôi trồng thủy sản dường như có tiềm năng đáng kể đối với cả lợi ích về năng suất và hiệu quả môi trường. Các biện pháp can thiệp có thể giúp giảm khoảng cách hiệu suất trong nuôi trồng thủy sản toàn cầu và do đó cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên, lợi nhuận và hiệu quả môi trường tổng thể. Các can thiệp khả thi về mặt tài chính đối với hầu hết nông dân có đủ khả năng mở rộng để đóng góp vào sự thay đổi toàn cầu và tầm quan trọng của an ninh lương thực cần được ưu tiên. Như minh họa trong hình 2và được trình bày chi tiết dưới đây, chúng tôi xác định và khám phá các tác động tiềm tàng đối với hiệu quả môi trường trang trại của các can thiệp chính trong lĩnh vực lựa chọn loài, cải tiến di truyền, công nghệ và thực hành trang trại, quy hoạch không gian và tiếp cận, giảm thiểu dịch bệnh, thức ăn, quy định và thương mại, sau thu hoạch chế biến và phân phối, và các công cụ tài chính.

Hình 2 Bản đồ tư duy về các khu vực can thiệp nuôi trồng thủy sản hứa hẹn nhất

1. Sự lựa chọn loài

Các loài nuôi trồng thủy sản khác nhau có đặc điểm sinh lý và trao đổi chất khác nhau, do đó có hiệu quả và tác động môi trường đa dạng trong các điều kiện nuôi khác nhau.

Nhiều loài là thức ăn lọc, trong khi nhu cầu dinh dưỡng của các loài được cho ăn từ phần lớn là ăn cỏ đến hầu như chỉ ăn thịt. Trong khi đó, các điều kiện canh tác tối ưu phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ oxy và độ mặn thích hợp. Ví dụ, một số loài cá da trơn (Siluriformes) đã phát triển khả năng nuốt không khí để giúp đáp ứng nhu cầu oxy và có thể phát triển mạnh trong môi trường nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp, giúp chúng có thể chịu được nhiều điều kiện sinh trưởng khác nhau. Ngược lại, việc sản xuất các sinh vật hoạt động tối ưu ở vùng nước lợ (ví dụ như tôm) bị giới hạn chủ yếu ở các vùng cửa sông. Hành vi xã hội của động vật cũng quyết định loại môi trường canh tác cần thiết. Ví dụ, những động vật sống đơn độc như tôm hùm và một số loài cua cần được nuôi riêng biệt với nhau để tránh ăn thịt đồng loại.

Ngoài khả năng sinh sản trong các hệ thống trang trại, các loài nuôi trồng thủy sản trước đây đã được lựa chọn dựa trên khả năng chịu nhiệt độ, hiệu quả sử dụng tài nguyên, sở thích về thức ăn và dễ nuôi. Điều này cho phép chi phí sản xuất thấp và thức ăn thủy sản dễ tiếp cận (được định nghĩa ở đây là những thức ăn có giá thấp hơn một nửa mức trung bình sản xuất toàn cầu) ( Hình 3 ). Tuy nhiên, gần đây đã có xu hướng ngày càng tăng đối với việc nuôi các loại thức ăn thủy sản xa xỉ (những loại có giá cao hơn mức trung bình toàn cầu), do lợi nhuận lớn hơn, sở thích của người tiêu dùng thay đổi và nguồn cung cá tự nhiên giảm.

Giữa các loại này, 41 loài hàng hóa chiếm 90% sản lượng toàn cầu, trong khi 526 loài thích hợp khác chiếm 10% còn lại.

Sau đó chúng ta phân biệt bốn loại các loài thức ăn thủy sản dựa trên giá trị thị trường và khối lượng sản xuất: hàng hóa tiếp cận , thích hợp truy cập , hàng hóa xa xỉ , và thích hợp sang trọng .

Hình 3 Sản lượng và giá trị sản lượng trên tấn thủy sản nguyên con

Sản lượng sản xuất chủ yếu là cá chép ăn tạp và cá chép ăn tạp, cá hai mảnh vỏ, cá rô phi, cá sữa và cá da trơn, tất cả các mặt hàng dễ tiếp cận, quan trọng đối với an ninh lương thực và dinh dưỡng (góc phần tư bên phải phía dưới của Hình 3 ). Đối với cá cho ăn, chúng chủ yếu là các loài chịu được chất lượng nước thấp và có thể được nuôi bằng cách sử dụng sản xuất ban đầu tự nhiên, phụ phẩm nông nghiệp hoặc chất thải thực phẩm làm thức ăn. Chúng chủ yếu được bán toàn bộ cho các thị trường địa phương hoặc khu vực và trong nhiều trường hợp, dành cho tiêu dùng gia đình. Các loài hai mảnh vỏ chiếm một khối lượng lớn trong nhóm này về trọng lượng sống ướt (bao gồm cả vỏ), nhưng ít quan trọng hơn về sản lượng ăn được. Trong số các mặt hàng thủy sản dễ tiếp cận này, có sự chuyển hướng sang nuôi nhiều loài không phải bản địa hơn (ví dụ như cá rô phi và cá trê Clarias), đặc biệt là ở châu Á, một cái gì đó có thể gây ra rủi ro cả về sinh thái (du nhập các loài xâm lấn) và an toàn sinh học (lây lan dịch bệnh).

Ngược lại, có một số loài thích hợp có thể tiếp cận , chủ yếu là các loài cá hai mảnh vỏ khác và các loài cá ăn tạp khác, thường được nuôi và tiêu thụ trong khu vực (góc phần tư bên trái phía dưới của Hình 3 ), bao gồm cá đối, cá bớp, vẹm xanh và xanh. Những thứ này cũng có xu hướng tương đối rẻ và do đó có thể đóng góp quan trọng vào khả năng tiếp cận nguồn thực phẩm từ nguồn động vật và an ninh lương thực trong khu vực. Trong khi đó, sản lượng của 11 loại hàng hóa xa xỉ đã tăng lên trong thập kỷ qua. Nhóm này chủ yếu bao gồm các loài giáp xác và cá có vây ăn thịt và ăn tạp tự nhiên (góc phần tư phía trên bên phải của Hình 3 ), bao gồm tôm, tôm càng, cua găng Trung Quốc, cá hồi Đại Tây Dương và cá hồi vân.

Những loài này thường được buôn bán trong nước hoặc quốc tế và chủ yếu được tiêu thụ bởi người tiêu dùng có thu nhập trung bình hoặc cao. Cuối cùng, các loài thích hợp sang trọng (góc phần tư phía trên bên trái của Hình 3 ) tạo thành một nhóm đa dạng các loài, bao gồm bào ngư, cá mú và cá ngừ vây xanh Thái Bình Dương, trong số những loài khác, thường được giao dịch quốc tế và chủ yếu nhắm đến người tiêu dùng có thu nhập cao. Những môi trường này có xu hướng mang dấu ấn môi trường lớn không tương xứng, vì chúng thường đòi hỏi nhiều tài nguyên mà không được hưởng lợi từ những cải thiện hiệu quả do tính kinh tế theo quy mô.

Hơn nữa, các loài xa xỉ thường được vận chuyển bằng đường hàng không, điều này làm trầm trọng thêm cường độ khí nhà kính. Đáng chú ý, trong khi chỉ có 16% dân số toàn cầu sống ở các nước có thu nhập cao, họ tiêu thụ trên 20% tổng số thức ăn thủy sản được sản xuất từ​đánh bắt và nuôi trồng thủy sản.

Do đó, lựa chọn các loài có khả năng chịu đựng tốt hơn và ít đòi hỏi tài nguyên hơn là tiền đề để giảm tác động đến môi trường, nhưng điều này chắc chắn sẽ bị thách thức bởi nhu cầu của thị trường. Điều này, ở một mức độ nào đó, có thể được khắc phục bằng cách thúc đẩy hành vi của người tiêu dùng và các sản phẩm giá trị gia tăng (ví dụ: thông qua deboning).

2. Cải thiện di truyền

Có tương đối ít các chủng khác biệt được thuần hóa để nuôi trồng thủy sản và chỉ có khoảng 10% sản lượng toàn cầu dựa trên các loài đã được cải thiện thông qua các chương trình nhân giống chọn lọc.

Trong khi đó, cá hồi Đại Tây Dương chuyển gen đã được bán trên thị trường, trong đó gen điều hòa hormone tăng trưởng đã được thay thế bằng gen từ cá hồi Chinook Thái Bình Dương. Các động vật thủy sản chuyển gen khác đang được phát triển. Các mục tiêu dài hạn chính của nhân giống chọn lọc là hình dạng cơ thể, khả năng chống chịu sinh lý, năng suất ăn được, ngoại hình, khả năng kháng bệnh, khả năng sinh sản (tuổi sinh sản, tỷ lệ giới tính và khả năng sinh sản), khả năng chống ô nhiễm, hiệu quả sử dụng thức ăn và tốc độ tăng trưởng.

Tốc độ tăng trưởng thường được ưu tiên và mức tăng trưởng di truyền trung bình được ước tính là 13% mỗi thế hệ ( Bảng 1 ), với mức tăng thấp hơn một chút đối với chọn lọc đa tính trạng.

Đối với nhân giống truyền thống, tỷ lệ tái sinh của một loài là yếu tố quyết định chính đến tỷ lệ chọn lọc. Điều này đã kích thích sự quan tâm đến các kỹ thuật di truyền phi truyền thống, chẳng hạn như CRISPR (được phân nhóm thường xuyên xen kẽ các đoạn lặp palindromic ngắn).

 Mặc dù các kỹ thuật này có thể nhanh chóng tăng và đa dạng hóa tỷ lệ lựa chọn đối với một số đặc điểm nhất định, nhưng những lo ngại về an toàn thực phẩm và rủi ro sinh thái đã dẫn đến nhiều khuôn khổ quy định trên toàn thế giới hạn chế việc thực hiện chúng.

Bảng 1: Lợi ích di truyền tiềm năng từ việc lai tạo chọn lọc một số loài thủy sản

Đặc điểm	Lợi ích di truyền mỗi thế hệ	Thứ tự, họ, chi hoặc chi và loài
Ngoại hình	4% –46%	Mytilus galloprovosystemis
Tỉ lệ tăng trưởng	12,7% (2,3% –42%)	Oreochromis , Cyprinidae, Salmonidae, Perciformes, Siluriformes, Penaeidae, Palaemonidae, Astacoidea, Bivalvia
Kháng bệnh	6,3% –19%	Oreochromis , Salmonidae, Litopenaeus vannamei , Palaemonidae
Sinh sản	3,3% –11,7%	Oreochromis , Siluriformes, Salmonidae
Năng suất ăn được	0,15% –1,7%	Oreochromis , Bivalvia

 

Mặc dù thực tế là lợi ích di truyền trên mỗi thế hệ ở các loài thủy sản ( Bảng 1 ) nói chung cao hơn so với vật nuôi trên cạn (tỷ lệ tăng trưởng được báo cáo là 2,5% đối với cừu và 4,5% đối với lợn) và tỷ lệ tái sinh ngắn hơn, có ít dòng cải tiến về mặt di truyền hơn được nuôi trong trang trại trong môi trường nước hơn là trong các hệ thống sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi trên cạn. Điều này có thể được giải thích một phần là do lịch sử nuôi trồng đối với hầu hết các loài thủy sản ngắn hơn, độ đa dạng loài cao hơn, quy mô thị trường nhỏ hơn và chu kỳ sống phức tạp hơn, nhưng việc cải thiện di truyền của hầu hết các loài thủy sản nuôi đều dựa vào nguồn tài chính công cho nghiên cứu và phát triển hơn là theo định hướng của ngành.

Ví dụ, trong khi có các dòng cá hồi và tôm Đại Tây Dương được phát triển thương mại, hầu hết các dòng cá rô phi và cá chép đã được phát triển và duy trì bởi các tổ chức chính phủ, học viện hoặc các tổ chức phi lợi nhuận (ví dụ: WorldFish), mặc dù khu vực tư nhân ngày càng quan tâm nhiều hơn. trong di truyền cá rô phi. Cách tiếp cận nguồn vốn này có thể dẫn đến ít chủng loại có sẵn hơn, điều này làm hạn chế khả năng thích ứng của động vật thủy sản nuôi trong các môi trường nuôi khác nhau. Do đó, phân bổ nhiều nguồn lực hơn cho các chương trình nhân giống di truyền để có nhiều loại thức ăn thủy sản đa dạng hơn có thể thúc đẩy mạnh mẽ sản xuất.