Mitti Labs: Công nghệ kiểm soát phát thải metan từ ruộng lúa

Nhận ra khoảng trống công nghệ trong việc đo đạc và giảm phát thải từ lúa nước, Mitti Labs - một startup từ New York - đang dùng AI và dữ liệu vệ tinh để giúp nông dân chuyển sang canh tác bền vững hơn.

Một chuyên gia Mitti Labs sử dụng phép đo tại chỗ và sắc ký khí để theo dõi những thay đổi về mức độ mê-tan sau khi triển khai phương pháp tưới ngập - khô xen kẽ.

Hơn một nửa dân số thế giới ăn cơm mỗi ngày. Với rất nhiều người, những cánh đồng lúa nước luôn gợi lên hình ảnh về sự no đủ và bình yên. Thế nhưng, bên dưới các thửa ruộng ngập nước ấy còn có một sự thật khác: chính lớp nước ngập tạo ra môi trường yếm khí, nơi vi khuẩn phát triển mạnh và thải ra khí metan.

Metan (CH4) là một trong những khí nhà kính có sức làm nóng rất lớn. Trong khoảng thời gian 100 năm, khả năng làm ấm lên của metan cao gấp khoảng 28 lần so với CO2. Khi lượng metan trong khí quyển gia tăng, nó khiến Trái đất nóng lên nhanh hơn và làm biến đổi khí hậu thêm trầm trọng. Trong nông nghiệp, trồng lúa nước là một trong những nguồn phát thải metan lớn nhất. Bởi phần lớn thời gian, ruộng lúa được giữ ngập nước; lớp nước này khiến đất bên dưới thiếu oxy, tạo điều kiện hoàn hảo cho các vi khuẩn yếm khí phân hủy chất hữu cơ và sinh ra metan.

Các nghiên cứu quốc tế cho thấy, ruộng lúa thải ra hơn 40% lượng metan từ hoạt động nông nghiệp, tương đương khoảng 10-12% tổng lượng metan do con người tạo ra trên toàn cầu. Nói cách khác, chỉ riêng hoạt động trồng lúa đã là một “mắt xích” quan trọng trong bài toán giảm khí nhà kính.

“Xét trên khía cạnh môi trường, có rất nhiều vấn đề cần khắc phục trong cách chúng ta trồng lúa. Thế nhưng lại không nhiều người thực sự làm việc để giảm lượng phát thải trong sản xuất lúa,” ông Xavier Laguarta, đồng sáng lập Mitti Labs, cho biết.

Đó là lý do ông đã cùng một số chuyên gia thành lập nên startup Mitti Labs, với trụ sở tại New York, chuyên phát triển công nghệ đo lượng khí metan phát thải từ ruộng lúa, và dùng dữ liệu đó để quay lại tập huấn cho hàng trăm nghìn nông dân áp dụng các phương pháp canh tác thân thiện với khí hậu.

Phần mềm của Mitti phân tích nhiều tín hiệu khác nhau từ ruộng lúa để xác định lượng metan phát sinh trong suốt mùa vụ. Phần lớn dữ liệu của Mitti Labs lấy từ ảnh vệ tinh và radar - có thể xuyên qua mây, cây cối, nước và thậm chí lớp đất nông để quan sát những biến đổi dưới mặt đất, nơi các vi sinh vật sinh metan hoạt động. Những dữ liệu này được đưa vào mô hình AI đã được huấn luyện bằng kho dữ liệu vệ tinh kết hợp với nghiên cứu thực địa quy mô lớn.

Ở Ấn Độ - khu vực thử nghiệm của họ, đa số nông dân đều là hộ nhỏ, với diện tích trung bình chỉ khoảng 1 héc-ta. Việc lắp thiết bị giám sát vật lý cho từng hộ là điều không khả thi. Dữ liệu viễn thám giúp giảm đáng kể chi phí xác minh. Nói cách khác, nhiều người cho rằng Mitti Labs đã giải được một “bài toán gốc” trong giám sát khí hậu nông nghiệp: xác minh phát thải với chi phí thấp nhưng ở quy mô rất lớn.

Nhờ bước đột phá này, công ty có thể cung cấp bộ công cụ đo lường - báo cáo - xác minh (MRV) cho các tổ chức đang vận hành các dự án nông nghiệp khác.

Hợp tác là chìa khóa

Cách đây vài tháng, Mitti Labs cho biết họ vừa bắt đầu hợp tác với The Nature Conservancy (TNC) để thúc đẩy các mô hình nông nghiệp tái sinh, không đốt rơm rạ tại bang Punjab (Ấn Độ). Hợp tác này nằm trong khuôn khổ chương trình PRANA của TNC (viết tắt của Promoting Regenerative and No-Burn Agriculture), chương trình đã hoạt động từ năm 2022 tại 18 quận nhằm giúp nông dân chuyển từ việc đốt rơm rạ sang các phương pháp canh tác bền vững hơn.

Đến cuối năm nay, chương trình dự kiến sẽ hỗ trợ hơn 650.000 nông dân tại 6.259 ngôi làng, với hơn 21.000 buổi đào tạo được tổ chức. Nếu như những năm đầu PRANA chủ yếu tập trung vào quản lý phụ phẩm sau thu hoạch, thì nay chương trình đang mở rộng sang giải quyết các vấn đề cấp bách khác: tình trạng thiếu nước, đất đai suy thoái, và phát thải khí nhà kính.

Mục tiêu lớn hơn của PRANA là xây dựng những hệ sinh thái, nơi nông dân giữ vai trò dẫn dắt, kết nối với doanh nghiệp nông nghiệp và đổi mới chính sách - hướng tới một nền nông nghiệp bền vững và trụ vững trước biến đổi khí hậu.

Trong chương trình này, Mitti Labs sẽ dùng các mô hình AI của mình để đo đạc, báo cáo và xác minh hiệu quả các nỗ lực giảm phát thải, từ đó đề ra những phương án điều chỉnh. Hệ thống số này giúp TNC xác định những khu vực ưu tiên cần can thiệp và kiểm chứng các phương pháp canh tác lúa bền vững, bao gồm tưới ngập - khô xen kẽ (AWD), gieo thẳng (DSR) và quản lý phụ phẩm không đốt.

Mô hình kinh tế mà họ hướng đến mang lại lợi ích cho tất cả các bên tham gia. Các dự án giảm phát thải metan có thể tạo ra tín chỉ carbon, và Mitti Labs dùng phần mềm của mình để theo dõi chúng. Công ty nhận một phần doanh thu từ việc bán tín chỉ, phần còn lại được chuyển cho nông dân và cộng đồng.

“Thông thường, nông dân sẽ tăng khoảng 15% thu nhập khi tham gia chương trình của chúng tôi,” ông Laguarta nói. Đối với các hộ nông dân nhỏ vốn luôn chật vật duy trì lợi nhuận, khoản tiền này có ý nghĩa rất lớn.

Bên cạnh đó, trong bối cảnh các nhà đầu tư công nghệ khí hậu ngày càng dè dặt với những dự án nông nghiệp đòi hỏi nhiều nhân lực và thời gian làm việc trực tiếp trên đồng ruộng, Mitti Labs đã tìm ra cách tháo gỡ. Công ty không tự mình vận hành toàn bộ hoạt động ngoài thực địa - vốn tốn kém và khó mở rộng - mà hợp tác với các tổ chức địa phương để phụ trách phần này. “Hầu hết các hoạt động của dự án trên thực địa đều do người dân địa phương ở những ngôi làng nơi các dự án này được triển khai thực hiện”, ông Laguarta chia sẻ với TechCrunch.

Cách làm này giúp mô hình của Mitti mở rộng nhờ phần mềm, không phụ thuộc vào nhân lực thực địa, khiến nó trở nên hấp dẫn hơn trong mắt các quỹ đầu tư mạo hiểm - vốn thường dè dặt với các giải pháp khí hậu gắn chặt với nông nghiệp.

Sự thành công của những chương trình hợp tác này đã hướng đội ngũ Mitti Labs đến việc mở rộng quy mô hoạt động sang những khu vực khác. “90% lượng gạo toàn cầu được trồng tại châu Á, và ngoại trừ Trung Quốc, các vùng trồng lúa đều có đặc điểm tương tự nhau: quy mô nhỏ, canh tác truyền thống,” ông Laguarta nói. “Hợp tác với TNC gợi mở cho chúng tôi tiềm năng phát triển những công cụ phục vụ cho vô số chương trình khác trong khu vực.”

Nguồn: Techcrunch, Ceezer, Carbonherald

Bài đăng KH&PT số 1374 (số 50/2025)

Khoahocphattrien