Coffea Arabica là giống cà phê có phẩm chất cao và hương vị thơm ngon, được ưa chuộng bởi nhiều tỉ dân trên thế giới, so với giống Robusta . Tuy nhiên, yếu điểm của Arabica, là kém khả năng kháng bệnh và dễ bị côn trùng phá hoại, cũng như sức chịu đựng yếu khi khí hậu thay đổi. Những yếu điêm này là do đặc tính di truyền.
Coffea Arabica được tìm thấy ở vùng Tây Nam cao nguyên Ethiopia nhiều trăm năm trước đây. Từ nguyên thủy, hạt Arabica đã cho một hương vị tuyêt vời sau khi được biến chế. Tuy nhiên, Arabica lại là giống mang đặc tính di truyền dễ bị tuyệt chủng. Đó là đa dạng di truyền ( genetic diversity) thấp, chỉ có 1.2% , so sánh với các loại hoa mầu khác như lúa gạo, và đậu nành, là trên 20%, nên thích ứng được với những môi trường sống khắc nghiêt. Sự bất lợi này đã khiến cho Arabica khó lòng tồn tại với những thay đổi trong môi trường sống, dễ bị nhiễm các dịch bệnh như đốm lá hay rỉ lá (leaf rust ) gây ra bởi loại nấm Hemileia vastatrix, và các loại côn trùng cánh cứng. Ngoài ra, sự thay đổi khí hậu tại các vùng trồng cà phê cũng dễ làm cho cây yếu đi và dễ bị nhiễm bệnh và côn trùng phá hoại.
Các nhà trồng tỉa cà phê đang thực hiện lai giống giữa Arabica và các giống có khả năng kháng bệnh cao hơn, cũng như chịu đựng được môi trường sống khắc nghiệt hơn. Một số các nhà khoa học đã chỉ trích phương pháp lai giống, vì phương pháp thực hiện chậm chạp và thiếu chính xác. Họ cho rằng phương pháp cải biến di truyền là con đường tốt nhất để bảo đảm giống Arabica không đi vào vết chân của giống chuối Gros Michel, có hương vị thơm ngon, đã gần như bị tuyệt chủng vào giữa thế kỷ 20.
Năm 1890, bệnh đốm lá đã làm tiêu diệt gần hết cây Arabica tại Sri Lanka, nguồn cung cấp cà phê lớn nhất cho nước Anh. Vì thế, Anh quốc đã áp lực các nhà trồng ca phê phải trồng trà, thay thế cho cà phê, và nước Anh đã trở thành quốc gia ưa thích uống trà cho tới ngày nay.
Năm 1990 bệnh rỉ lá đã trở nên dịch bệnh toàn cầu cho những nhà trồng cà phê Arabica. Năm 2008, 40% sản lượng cà phê ở Colombia bị thất thu bởi sự tàn phá của dịch bệnh này. Thời gian này ba tỉ cây Arabica đã phải trồng lại để thay thế những cây bị chết đi.
Thống kê năm 2017 cho biết thế giới sản xuất được 5.8 million metric tons, so với 15% sản lượng mất đi do bệnh rỉ lá. Theo khảo cứu của London’s Royal Botanic Gardens năm ngoái khí hậu thay đổi tại Ethiopia cho nên 60% đất trồng tỉa không còn thích hợp cho việc canh tác cà phê nữa. Tổ chức World Coffee Research (WCR), thành lập năm 2012, gồm 30 cơ quan sản xuất cà phê cho biết khắp nơi trên thế giới việc canh tác đã chuyển về những vùng khí hậu mát mẻ hơn. Việc lai giống với các loại cà phê có sức chịu đựng dẻo dai hơn đang được thực hiện. Các công ty bán lẻ như Starbucks cũng tham gia vào chương trình lai giống Arabica với các giống kháng bệnh mạnh hơn.
WCR hợp tác với các chuyên viên trên thế giới tìm kiếm các giống Arabica hoang dã tại Ethiopia hoặc các giống còn tồn trữ tại các viện khảo cứu nông nghiệp có sức kháng bệnh cao hơn để cho lai với các giống yếu hơn . Nhóm khảo cứu đã sản xuất được 46 giống lai có khả năng kháng bệnh cao, đang được trồng thử nghiệm. Giám đốc ngành khoa học của WCR, Christople Montagnon cho biết, việc tìm kiếm giống lai vừa kháng mầm bệnh và vừa chịu đựng được sức nóng do khí hậu thay đổi cần thời gian, có thể đến năm 2050 mới thực hiện được.
Bande Wulff , trưởng nhóm dự án di truyền của U.K.’s John Inn Centre cho rằng cải biến di truyền sẽ nhanh chóng và hiệu qủa hơn lai giống. Ngoài ra giống mới sẽ khắc phục được sự hâm nóng toàn cầu và kháng bệnh tật. Việc cần thiết là tìm kiếm được giống cây hoang dã tương cận, xác định các loại gene kháng bệnh để cấy vào các giống cây ưu tú. Phương pháp cải biến di truyền đã thực hiện thành công với nhiều loại thực vật, nên chỉ cần áp dụng kinh nghiệm vào giống Arabica.
Coffee Flowers Arabica.
Gene kháng mầm bệnh được ví như những con mắt khi nhìn thấy mầm bệnh chúng sẽ sinh ra khả năng đối kháng. Những kỹ thuật mới như là CRISPR chỉ cần thay đổi một hay vài đôi DNA, trong khi phương pháp genetic engineering cổ truyền phải dùng 30-100 đôi DNA.
Một nấm bệnh có thể sản xuất ra nhiều triệu bào tử nang, nhưng chỉ cần một bào tử nang được ngẫu biến cũng chế chế ngự được kháng bệnh của cây. Phương pháp cải biến di truyền chỉ cần thay đổi một vài gene cũng giúp cây có khả năng kháng bệnh. Tuy nhiên thay đổi gene rất tốn kém, ước tính $70,000 / gene.
Các nhà khảo cứu của University of California đã thiết lập được bản đồ di truyền mới cho giống cà phê có khả năng kháng bệnh, chịu được khí hậu thay đổi và phẩm chất tốt hơn. Tổ chức World Coffee Research (WCR), lo ngại không biết giới tiêu thụ có hưởng ứng đón nhận loại cà phê mới được cải biến di truyền hay không. Chỉ có những công ty sản xuất nông sản lớn mới đủ khả năng tài chánh để sản xuất và phổ biến sản phẩm mới trên thị trường.
Các công ty hoá học nông nghiệp như BASF, Bayer và Syngenta cho biết họ đã phát triển ra một số hóa chất cũng như kỹ thuật khác để bảo vệ giống Arabica.
Syngenta phổ biến dịch vụ NuCoffee hướng dẫn kỹ thuật tân tiến canh tác cà phê, bao gồm việc xử dụng các hóa chất trừ sâu bệnh và tăng năng suất thu hoạch.
BASF cũng cung cấp cho các nông gia các loại kaolin vô cơ, dưới hình thức bột với tên thương mại là Surround , có thể xịt để phủ (coating) một lớp trên cây. Cách thức này sẽ che chở cho cây khỏi bị cháy nắng và giúp tàn lá cây mát mẻ hơn, tránh cây nhiễm bị bệnh. Ngoài ra năng xuất thu hoạch tăng gấp đôi. BASF đang nghiên cứu phát triển các hóa chất chống bệnh đốm lá trong thập niên tới.
Revysol, hoá chất nguốn gốc triazole based có thể ngăn ngừa nấm bệnh, sẽ bán trên thị trường trong một tương lai rất gần.
Tuy nhiên WCR không tin tưởng các hóa chất bảo vệ mùa màng sẽ giúp giống Arabica sống sót trên đà tuyệt chủng. Montagnon giám đốc WCR tin rằng làm sao cho giống này mạnh hơn để có sức chịu đựng bền bỉ, chống lại bệnh tật và thay đổi khí hậu. Việc xử dụng phân bón cũng như áp dụng kỹ thuật canh tác thích hợp là điều cần phải thực hiện.
Khoa học gia Wulff cảnh cáo rằng việc lai giống, hay cải thiện kỹ thuật canh tác cũng có thể thất bại, do sự thay đổi khí hậu toàn cầu kết hợp với côn trùng phá hoại cũng như các mầm bệnh. Giới tiêu thụ cà phê rồi sẽ phải trở lại với giống robusta, hoặc làm quen với mùi vị mới của giống cà phê được cải biến di truyền. Rất nhiều khoa học gia đã đưa ra những phương pháp để duy trì giống Arabica tồn tại trên hành tinh này. Tuy nhiên không ai có thể tiên đoán một cách chắc chắn rằng các giống mới được cải thiện như lai giống hay cải biến di truyền có còn giữ được hương vị cà phê thơm ngon cũng như phẩm chất nguyên thủy hay không?
Đó là những thử thách lớn lao cho các chuyên gia nông nghiệp và các nhà khảo cứu thực vật hiện nay.
Nguyễn văn Khuy
(Kỹ sư Nông lâm súc)