Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Như Công Nghệ Cao Trong Lĩnh Vực Chăn Nuôi

Ngày đăng: Jul 08, 2017 3:48:50 AM

TS. Chung Anh Dũng

Viện KHKT Nông nghiệp miền Nam – Phòng Công nghệ sinh học

1. Công nghệ cao trong lĩnh vực nông nghiệp

Công nghệ cao (CNC) đã được áp dụng trong nông nghiệp nước ta và bước đầu có một số thành tựu nhất định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng của một số sản phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, việc phát triển nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao ở nước ta còn manh mún, chưa có định hướng cụ thể và chưa đồng bộ. Xác định rõ tầm quan trọng của việc ứng dụng CNC trong phát triển nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NNPTNT) đã tiến hành xây dựng “Đề án phát triển nông nghiệp công nghệ cao”, tập trung vào việc định hướng, những giải pháp và chính sách chủ yếu để phát triển nông nghiệp công nghệ cao (NN CNC) ở nước ta trong giai đoạn từ nay đến năm 2020, trong các lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi, lâm nghiệp, thủy sản, thủy lợi, bảo quản và chế biến nông sản. Đây là việc làm rất cần thiết, nhằm tạo ra những đột phá mới trong sản xuất nông nghiệp, tạo cơ sở chuyển nhanh nền nông nghiệp nước ta theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Ngày 24/09/2009, Phó Thủ tướng Thường trực Chính phủ Nguyễn Sinh Hùng đã chủ trì cuộc họp của các Bộ, ngành đóng góp ý kiến cho Dự thảo Đề án Phát triển nông nghiệp công nghệ cao đến năm 2020. Dự thảo Đề án đã đưa ra 4 tiêu chí chung cho công nghệ cao trong nông nghiệp, bao gồm các tiêu chí về kỹ thuật, kinh tế, xã hội và môi trường. Cụ thể, về tiêu chí kỹ thuật là có trình độ công nghệ tiên tiến được tạo ra trong nước hoặc nhập từ nước ngoài để tạo ra sản phẩm nông nghiệp có năng suất tăng ít nhất 30% và chất lượng vượt trội so với công nghệ đang sử dụng. Với tiêu chí kinh tế thì sản phẩm do ứng dụng công nghệ cao trong nông nghiệp tạo ra có hiệu quả kinh tế cao hơn ít nhất 30% so với công nghệ đang sử dụng và có sức cạnh tranh trên thị trường… Tuy nhiên, khi thảo luận và góp ý cho nội dung Đề án, hầu hết đại diện lãnh đạo các Bộ, ngành đều cho rằng, cần phải đề ra tiêu chí cụ thể hơn nữa, ví dụ sản phẩm NN CNC cần những tiêu chí gì, có tiêu chí riêng dành cho doanh nghiệp NN CNC, Khu NN CNC, Vùng NN CNC… Điều này cho thấy chưa thể sớm có những tiêu chí chính xác và cụ thể để xác định những kỹ thuật nào trong nông nghiệp là công nghệ cao.

Trong bối cảnh đó, hãy xem xét một số nước phát triển xác định CNC trong các lĩnh vực khác nhau, như sau:

ü Châu Âu: Tổ chức Phát triển và Hợp tác kinh tế (OECD) đã phân loại các ngành công nghệ cao theo chi phí R-D trên tổng doanh số và phân loại 22 ngành sản xuất theo Công nghệ cao, Công nghệ trung bình cao, công nghệ trung bình thấp và công nghệ thấp. Bao gồm: Hàng không và vũ trụ; Dược phẩm; Máy móc văn phòng, kế toán và máy tính; Thiết bị radio, vô tuyến và truyền thông; Các thiết bị y tế, chính xác và quang học.

ü Mỹ: Bộ Thương mại Hoa kỳ đã xác định các sản phẩm CNC theo tỷ số chi phí R-D trên tổng doanh thu và tỷ số nguồn nhân lực cho R-D trên tổng số lao động trong sản xuất và đã xác định 10 lĩnh vực CNC công nghệ cao và khoảng 500 sản phẩm trong 10 lĩnh vực công nghệ đó là: Công nghệ sinh học; Công nghệ y học; Công nghệ quang điện tử; Công nghệ máy tính và viễn thông; Công nghệ điện tử; Công nghệ sản xuất tích hợp máy tính; Công nghệ vật liệu; Công nghệ không gian; Công nghệ vũ khí và Công nghệ hạt nhân.

ü Nhật bản: Các chuyên gia đã phân loại tính chất sản xuất trong các nhóm ngành sản xuất sản phẩm CNC theo tỷ lệ đóng góp của nghiên cứu (R-D) và theo tính chất lao động trong nhóm ngành sản xuất đó. Cụ thể, mức đóng góp R-D trong sản xuất được chia thành 3 mức: Mức cao, nhất, Mức tương đối cao và Mức cao.

§ Mức R-D cao nhất: Chi R-D trên 4% và có trên 30% cán bộ nghiên cứu

§ Mức R-D tương đối cao: Chi R-D 3% -3,9% và có từ 20%-29% cán bộ nghiên cứu.

§ Mức R-D cao: Chi R-D 2%-2,9% và có tối đa 19% cán bộ nghiên cứu

Tính chất lao động trong sản xuất các nhóm ngành sản xuất sản phẩm CNC được phân theo sản xuất có trí tuệ cao, sản xuất có kỹ năng cao, sản xuất có kỹ thuật cao và sản xuất có có đầu tư cao.

Các chuyên gia Nhật bản đã khuyến cáo cho Việt nam, trong Báo cáo nghiên cứu khả thi Khu CNC Hòa Lạc, nên tập trung vào 5 lĩnh vực CNC – ưu tiên tiên lựa chọn phát triển là: Công nghệ điện tử và Công nghệ thông tin; Tự động hoá và Cơ điện tử; Vật liệu mới, Công nghệ sinh học và Năng lượng mới.

ü Trung Quốc: Dựa vào xu thế phát triển khoa học công nghệ thế giới và chiến lược phát triển kinh tế xã hội, các lĩnh vực công nghệ cao của Trung quốc được xác định như sau: Điện tử và công nghệ thông tin; Công nghệ sinh học và công nghệ chế thuốc y học mới; Vật liệu mới và công nghệ ứng dụng; Công nghệ chế tạo tiên tiến; Công nghệ hàng không vũ trụ; Công nghệ nông nghiệp hiện đại; Năng lượng mới và công nghệ tiết kiệm năng lượng hiệu quả cao; Công nghệ mới bảo vệ môi trường; Công nghệ các công trình biển; Công nghệ ứng dụng hạt nhân; Công nghệ và kỹ thuật mới ứng dụng để cải tạo các sản phẩm truyền thống khác.

Từ các đánh giá CNC ở các nước cho thấy đa số đều đồng ý là công nghệ cao là những công nghệ có mức đầu tư đáng kể cho R-D, các kỹ thuật trong công nghệ sinh học đóng vai trò quan trọng như những công nghệ cao trong nhiều ngành sản xuất khác nhau và ngay cả trong lĩnh vực nông nghiệp,. Tầm quan trọng của công nghệ sinh học trong việc phát triển nông nghiệp đã được Thủ tướng Chính phủ chỉ rõ trong quyết định số 11/2006/QĐ-TTg (ngày 12/01/2006), trong đó: công nghệ sinh học nông nghiệp cần đóng góp từ 20 đến 30% tổng số đóng góp của khoa học và công nghệ vào sự gia tăng giá trị của ngành nông nghiệp giai đoạn 2011-2015 và đóng góp trên 50% tổng số đóng góp của khoa học và công nghệ vào sự gia tăng giá trị của ngành nông nghiệp giai đoạn 2015-2020.

Riêng trong lĩnh vực chăn nuôi, công nghệ sinh học cũng được giao những nhiệm vụ rất quan trọng (11/2006/QĐ-TTg). Cụ thể là:

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gen (công nghệ chuyển gen và phương pháp chỉ thị phân tử) để tạo ra một số giống vật nuôi (gia cầm, lợn, bò) mới: ở mỗi loài tạo được 1 - 2 dòng có năng suất, chất lượng tốt, sức chống chịu và kháng bệnh cao trước các điều kiện bất lợi của môi trường.

- Nghiên cứu cải tiến và ứng dụng các công nghệ tế bào động vật tiên tiến để nâng cao hiệu quả sinh sản của vật nuôi phục vụ tốt cho công tác lưu giữ, bảo quản, bảo tồn các tế bào sinh dục và đánh giá chất lượng vật nuôi; ứng dụng phương pháp cắt phôi và cải tiến phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm phục vụ lĩnh vực sinh sản động vật. ứng dụng rộng rãi các công nghệ tinh, phôi đông lạnh trong việc lưu giữ, bảo quản và bảo tồn lâu dài quỹ gen bản địa, quý hiếm ở vật nuôi. ứng dụng công nghệ gen để xác định giới tính phôi bò ở 7 ngày tuổi.

- Nghiên cứu sản xuất vắc xin phòng bệnh cho vật nuôi và thức ăn chăn nuôi chức năng; phấn đấu để sản xuất và đáp ứng được nhu cầu cơ bản về vắc xin cho vật nuôi vào năm 2015.

1. Khả năng ứng dụng Công nghệ cao – chủ yếu là CNSH trong chăn nuôi - tại Khu nông nghiệp công nghệ cao TPHCM

Một số hướng ứng dụng CNSH trong chăn nuôi

a) Công nghệ di truyền

ü Tiếp tục đẩy mạnh việc nghiên cứu xác định các gene kiểm soát (chất lượng và số lượng) các tính trạng sản xuất quan trọng (thịt, trứng, sữa…).

ü Nghiên cứu xác định các kiếu gene bất lợi làm giảm khả năng sản xuất, sức đề kháng… của gia súc. Từ đó đề xuất kiểu phối giống thích hợp, phục vụ cho công tác chọn giống gia súc.

ü Nghiên cứu xác định các gene điều khiển các tính trạng sản xuất tốt trên gia súc như: khả năng thích nghi với môi trường, khả năng chống chịu bệnh tật, khả năng mắn đẻ… của những giống gia súc, gia cầm đặc trưng của từng vùng sinh thái. Tiến hành thu thập và lưu trữ nguồn gene của các giống gia súc, gia cầm này bằng các kỹ thuật CNSH khác nhau (bảo tồn dưới dạng tế bào soma, trứng, tinh dịch, phôi…)

ü Nghiên cứu ứng dụng các kỹ thuật trong sinh học phân tử như: DNA markers (microsatellites), microarray, SNPs… để xác định nhanh và chính xác các gene có lợi trong những con giống năng suất cao, từ đó rút ngắn đáng kể thời gian chọn giống, giảm chi phí chọn giống (so với chọn giống theo kiểu hình trên quần thể).

ü Bắt đầu nghiên cứu kỹ thuật chuyển gene trên gia súc, để từ đó có thể chuyển những gene tốt của gia súc địa phương vào những gia súc ngoại nhập có tiềm năng sản xuất cao). Tạo tiền đề phục vụ cho sản xuất dược phẩm sinh học phục vụ cho ngành nhân y.

b) Công nghệ sinh sản

ü Tiếp tục đẩy mạnh công tác thụ tinh nhân tạo trên bò, heo… nghiên cứu bổ sung những kỹ thuật mới, quy trình kỹ thuật nhằm nâng cao tỷ lệ thụ thai ngang bằng với các nước chăn nuôi phát triển (khoảng 70%).

ü Tiếp tục nghiên cứu quy trình kỹ thuật sản xuất phôi phù hợp với điều kiện Việt Nam để có thể sản xuất phôi có chất lượng cao (tiềm năng sản xuất cao từ những con đực và cái cao sản, phôi có giới tính phù hợp định hướng chăn nuôi…), có giá thành thấp hơn phôi ngoại nhập, có thể sản xuất đại trà để phục vụ cho cấy truyền phôi.

ü Nghiên cứu kỹ thuật và phương thức phổ biến KT cấy truyền phôi ra thực tiễn sản xuất. Bước đầu bắt buộc áp dụng KT cấy truyền phôi ở những trại sản xuất con giống gốc, giống cha mẹ để bảo đảm cung cấp con giống tốt cho sản xuất, đồng thời tiết kiệm ngoại tệ nhập con giống sống từ nước ngoài.

c) Công nghệ TĂCN

ü Tiếp tục nghiên cứu công nghệ sản xuất các chất hỗ trợ cho quá trình biến dưỡng như enzyme: phytase, cellulase, protease… để giúp sử dung hiệu quả TĂCN và giảm ô nhiễm môi trường.

ü Tiếp tục nghiên cứu phân lập và sản xuất các vi sinh vật có lợi cho tiêu hoá, từ đó làm cơ sở xây dựng các công thức phối hợp VSV này thành những chế phẩm probiotic phù hợp cho từng loài gia súc, từng giai đoạn sinh lý, từng vùng sinh thái…

ü Nghiên cứu để sản xuất các hormone có lợi cho quá trình tiêu hoá như BST hay PST tái tổ hợp, xác định tỷ lệ, phương thức sử dụng trong TĂCN

d) CNSH trong thú y

ü Tiếp tục đẩy mạnh ứng dụng các kỹ thuật CNSH mới và hiện đại như: ELISA (Direct ELISA; Indirect ELISA; Competitive ELISA; Sandwich ELISA; Multiplex ELISA…), PCR (real-time PCR, nested PCR, competitive PCR…), Sequencing… để chẩn đoán nhanh và chính xác, cả định tính và định lượng, kháng nguyên và kháng thể… các bệnh trên gia súc, gia cầm.

ü Tiếp tục nghiên cứu sản xuất các kháng nguyên tái tổ hợp, tiến tới tự sản xuất một số loại vắc xin quan trọng, phục vụ cho nhu cầu trong nước.

Hướng ứng dụng CNSH trong chăn nuôi tại Khu nông nghiệp công nghệ cao

· Đối tượng vật nuôi: từ định hướng phát triển 3 con vật nuôi chủ lực của TP.HCM là cá sấu, tôm sú và bò sữa có thể thấy bò sữa là đối tượng cần được ưu tiên, vì TPHCM là nơi cung cấp con giống bò sữa cho cả nước, nhưng cho đến nay, chất lượng con giống vẫn chưa cao, sản lượng sữa mới chỉ đạt 5.100kg/con/năm và khó đạt chỉ tiêu đề ra là 6.000kg/con/năm vào 2010. Trong khi đó, sản lượng sữa trung bình đã đạt hơn 7.000kg/con/năm ở các nước chăn nuôi phát triển ở châu Âu, 7.000-8.000kg/con/năm ở Nhật và Hàn quốc, 8.800kg/con/năm ở Mỹ hay khoảng 10.000kg/con/năm ở Israel. Như vậy, muốn cải thiện nhanh chất lượng đàn bò sữa ở TP.HCM, cần phải áp dụng những kỹ thuật, công nghệ mới. Tuy nhiên, những kỹ thuật, công nghệ cao không thể áp dụng đại trà ngay vì đòi hỏi phải đầu tư lớn hơn, có đội ngũ cán bộ có tay nghề cao để sử dụng được những thiết bị hiện đại. Vì vậy, cần thiết phải xây dựng một trung tâm sản xuất giống bò sữa cao sản từ việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ cao và Khu nông nghiệp công nghệ cao là một trong những địa điểm thích hợp để xây dựng trung tâm này.

· Một số công nghệ cao ứng dụng trong sản xuất giống bò sữa cao sản:

- Công nghệ cấy truyền phôi (MOET)

- Công nghệ sản xuất phôi bò in vivo và in vitro, trong đó ưu tiên sử dụng tinh bò đã phân tách (sorted semen)… để sản xuất phôi bò cái cao sản.

- Công nghệ sản xuất tinh bò đã phân tách (sexed semen) và đông lạnh, trong đó sử dụng kỹ thuật MOET để sản xuất bò đực giống nhằm tiết kiệm ngoại tệ nhập bò và rút ngắn thời gian tiến hành kiểm ra qua đời sau (progeny test)… cung cấp tinh bò đông lạnh chất lượng cao cho công tác gieo tinh nhân tạo trong toàn quốc.

- Công nghệ chuồng trại nhằm giảm stress, tạo đều kiện môi trường phù hợp sinh lý bò sữa, giảm ô nhiễm môi trường (từ phân, nước tiểu và khí thải ra từ bò sữa), sản xuất sữa sạch…

- Công nghệ sản xuất thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh (Total Mixed Ration – TMR) cho bò sữa để khai thác tốt khả năng sản xuất và sinh sản của bò sữa nuôi tại trung tâm và làm tiền đề ứng dụng TMR trong chăn nuôi bò sữa toàn khu vực TPHCM.

Trên đây là một số ý kiến đề xuất việc ứng dụng công nghệ cao trong lĩnh vực chăn nuôi, có thể áp dụng tại Khu nông nghiệp công cao TP.HCM

Liên hệ TS. Chung Anh Dũng để có bài viết chi tiết