Biến đổi khí hậu đang âm thầm làm suy giảm chất dinh dưỡng trong thực phẩm của chúng ta. Một nghiên cứu tiên phong cho thấy lượng CO2 tăng cao và nhiệt độ tăng cao không chỉ đang định hình lại cách thức sinh trưởng của cây trồng mà còn làm giảm giá trị dinh dưỡng của chúng, đặc biệt là trong các loại rau lá xanh thiết yếu như cải xoăn và rau bina. Sự thay đổi này có thể gây ra vấn đề cho sức khỏe toàn cầu, đặc biệt là ở những cộng đồng đang phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng. Các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng mặc dù cây trồng có thể phát triển nhanh hơn, nhưng chúng cũng có thể trở nên kém dinh dưỡng hơn, với ít khoáng chất, protein và chất chống oxy hóa hơn, gây lo ngại về béo phì, suy giảm miễn dịch và các bệnh mãn tính.
Nghiên cứu sơ bộ mới cho thấy sự kết hợp giữa nồng độ CO2 trong khí quyển cao hơn và nhiệt độ nóng hơn góp phần làm giảm chất lượng dinh dưỡng của cây lương thực, gây ra những tác động nghiêm trọng đến sức khỏe và hạnh phúc của con người.
Hầu hết các nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đối với sản xuất lương thực đều tập trung vào năng suất cây trồng, nhưng quy mô thu hoạch không có ý nghĩa gì nếu giá trị dinh dưỡng thấp. "Nghiên cứu của chúng tôi không chỉ tập trung vào số lượng mà còn hướng đến chất lượng của những gì chúng ta ăn" - Bà Jiata Ugwah Ekele, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Liverpool John Moores, Vương quốc Anh cho biết.
Những tác động của biến đổi khí hậu được cho là sẽ gây ra những hậu quả tàn khốc và không thể đảo ngược đối với thực vật trên toàn cầu. Nghiên cứu của bà Ekele chủ yếu tập trung vào việc khám phá cách hàm lượng dinh dưỡng của cây lương thực có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: nồng độ CO2 và nhiệt độ, hai yếu tố đều liên quan đến biến đổi khí hậu. Bà Ekele cho biết: "Những thay đổi về môi trường này có thể ảnh hưởng đến mọi thứ, từ quang hợp và tốc độ sinh trưởng đến tổng hợp và lưu trữ chất dinh dưỡng trong cây trồng. Điều quan trọng là phải hiểu những tác động này bởi vì chúng ta là những gì chúng ta ăn, và thực vật là nền tảng của mạng lưới thực phẩm với tư cách là nhà sản xuất chính của hệ sinh thái. Bằng cách nghiên cứu những tương tác này, chúng ta có thể dự đoán tốt hơn cách biến đổi khí hậu sẽ định hình bối cảnh dinh dưỡng của thực phẩm và nỗ lực giảm thiểu những tác động đó.”
Nghiên cứu của bà Ekele tập trung vào các loại rau lá phổ biến, bao gồm cải xoăn, rau arugula và rau bina. Trong dự án này, các loại cây trồng này được trồng trong các buồng sinh trưởng được kiểm soát môi trường tại Đại học Liverpool John Moores, và mức CO2 và nhiệt độ được thay đổi để mô phỏng các kịch bản khí hậu trong tương lai được dự đoán của Vương quốc Anh. “Các dấu hiệu quang hợp như huỳnh quang diệp lục và năng suất lượng tử được đánh giá khi cây trồng phát triển, trong khi năng suất và sinh khối được ghi lại khi thu hoạch”, bà Ekele nói.
Sau khi cây được trồng trong điều kiện biến đổi khí hậu, chất lượng dinh dưỡng của chúng được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phân tích huỳnh quang tia X để đo nồng độ đường, protein, phenol, flavonoid, vitamin và chất chống oxy hóa.
Kết quả sơ bộ từ dự án này cho thấy nồng độ CO2 trong khí quyển tăng cao có thể giúp cây trồng phát triển nhanh hơn và to hơn, nhưng chắc chắn không tốt cho sức khỏe hơn. "Sau một thời gian, cây trồng sẽ bị suy giảm các khoáng chất quan trọng như canxi và một số hợp chất chống oxy hóa", bà Ekele cho biết.
Những thay đổi này chỉ trở nên trầm trọng hơn khi nhiệt độ tăng. "Tương tác giữa CO2 và căng thẳng nhiệt có những tác động phức tạp - cây trồng không phát triển lớn hoặc nhanh như mong đợi và sự suy giảm chất lượng dinh dưỡng ngày càng trầm trọng hơn", bà Ekele cho biết.
Một phát hiện ban đầu quan trọng là các loại cây trồng khác nhau phản ứng khác nhau với các tác nhân gây căng thẳng do biến đổi khí hậu này, với một số loài phản ứng mạnh hơn những loài khác. "Sự đa dạng trong phản ứng này cho thấy chúng ta không thể khái quát hóa trên tất cả các loại cây trồng. Sự phức tạp này vừa hấp dẫn vừa đầy thách thức, đồng thời nhắc nhở chúng ta tại sao việc nghiên cứu nhiều tác nhân gây căng thẳng cùng lúc lại quan trọng", bà Ekele cho biết.
Sự mất cân bằng dinh dưỡng này gây ra những tác động nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Mặc dù nồng độ CO2 cao hơn có thể làm tăng nồng độ đường trong cây trồng, nhưng nó có thể làm loãng các protein, khoáng chất và chất chống oxy hóa thiết yếu. “Sự thay đổi cân bằng này có thể góp phần tạo ra chế độ ăn nhiều calo hơn nhưng lại kém giá trị dinh dưỡng hơn. Hàm lượng đường tăng cao trong cây trồng, đặc biệt là trái cây và rau củ, có thể dẫn đến nguy cơ béo phì và tiểu đường tuýp 2 cao hơn - đặc biệt là ở những nhóm dân số vốn đã phải vật lộn với các bệnh không lây nhiễm” - bà Ekele cho biết.
Cây trồng có hàm lượng dinh dưỡng kém cũng có thể dẫn đến thiếu hụt các protein và vitamin thiết yếu, gây tổn hại đến hệ miễn dịch của con người và làm trầm trọng thêm các tình trạng sức khỏe hiện có - đặc biệt là ở các nước có thu nhập thấp hoặc trung bình. Vấn đề không chỉ nằm ở việc chúng ta trồng bao nhiêu thực phẩm, mà còn ở những gì bên trong thực phẩm đó và cách nó hỗ trợ sức khỏe lâu dài của con người" - bà Ekele nói.
Mặc dù nghiên cứu này mô phỏng những thay đổi khí hậu dự kiến của Vương quốc Anh, nhưng những tác động này mang tính toàn cầu. “Hệ thống lương thực ở Bắc bán cầu đang phải đối mặt với những thách thức do sự thay đổi của thời tiết, mùa vụ không thể đoán trước và các đợt nắng nóng thường xuyên hơn. Ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, những khu vực này cũng phải đối mặt với các tác nhân gây căng thẳng chồng chéo như hạn hán, sâu bệnh và thoái hóa đất - và là nơi sinh sống của hàng triệu người phụ thuộc trực tiếp vào nông nghiệp để có lương thực và thu nhập.” - bà Ekele cho biết.
Bà Ekele và nhóm của bà sẵn sàng hợp tác sâu hơn nữa trong dự án này với cộng đồng nghiên cứu rộng lớn hơn, bao gồm các chuyên gia trong lĩnh vực nông nghiệp, dinh dưỡng và chính sách khí hậu. "Điều quan trọng là kết nối khoa học thực vật với các vấn đề rộng hơn về phúc lợi con người. Khi khí hậu tiếp tục biến đổi, chúng ta phải suy nghĩ toàn diện về loại hệ thống thực phẩm mà chúng ta đang xây dựng - một hệ thống không chỉ sản xuất đủ lương thực mà còn thúc đẩy sức khỏe, công bằng và khả năng phục hồi. Thực phẩm không chỉ là calo, nó là nền tảng của sự sống" - bà Ekele nói.
