Từ vùng đất hoang sa mạc đến tài nguyên chiến lược
Giữa vùng đất khô cằn rộng lớn của sa mạc Gobi, nơi nhiệt độ biến động từ cái nóng thiêu đốt ban ngày đến cái lạnh buốt giá ban đêm, một khu rừng hiếm thấy đã bén rễ. Bắt đầu từ năm 2016 như một canh bạc khoa học, dự án đã biến 14 hecta đất hoang cằn cỗi ở Tân Cương thành đồn điền cây đỗ trọng phát triển tươi tốt, sản xuất cao su tự nhiên chất lượng cao phục vụ các ứng dụng quân sự. Khu rừng nhân tạo này không chỉ là một điều lạ trong nông nghiệp. Nó cho thấy Trung Quốc đang thay đổi chiến lược để giải quyết một trong những điểm yếu nghiêm trọng nhất của chuỗi cung ứng, đồng thời cải tạo những vùng đất trước đây bị xem là không thể canh tác.
Nội dung
Dự án nằm ở giao điểm giữa an ninh tài nguyên, năng lực sẵn sàng quốc phòng và chuyển đổi môi trường. Bằng cách biến sa mạc thành đất nông nghiệp sinh lợi, các nhà khoa học Trung Quốc chứng minh rằng những môi trường khắc nghiệt vẫn có thể cung cấp các tài nguyên chiến lược mà trước đây người ta cho rằng không thể trồng tại chỗ. Thành công này đã thúc đẩy các kế hoạch mở rộng, có thể tái định hình sản lượng cao su trong nước và giảm mức độ Trung Quốc chịu ảnh hưởng từ những gián đoạn chuỗi cung ứng quốc tế. Dự án ở Gobi là hình mẫu để chuyển đổi các vùng đất kém màu mỡ khác thành khu vực nông nghiệp hiệu quả.
Phá thế phụ thuộc vào cao su
Trung Quốc là nước tiêu thụ và nhập khẩu cao su tự nhiên lớn nhất thế giới, do nhu cầu từ ngành ô tô quy mô khổng lồ và nền công nghiệp rộng lớn. Năm ngoái, mức tiêu thụ trong nước vượt 7 triệu tấn, nhưng hơn 85% nguồn cung đến từ nước ngoài, chủ yếu là các quốc gia Đông Nam Á, nơi cây cao su Hevea brasiliensis phát triển mạnh trong khí hậu nhiệt đới. Sự phụ thuộc này tạo ra điểm yếu chiến lược nghiêm trọng cho nền kinh tế lớn thứ hai thế giới, nhất là khi sản lượng xe tiếp tục tăng để đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.
Cao su tự nhiên là vật liệu nền tảng của các hệ thống giao thông và quốc phòng hiện đại, với ứng dụng từ lốp xe dân dụng đến thiết bị quân sự tiên tiến. Căng thẳng địa chính trị và gián đoạn chuỗi cung ứng đã phơi bày rủi ro khi phụ thuộc vào các đồn điền ở xa và tuyến vận tải biển. Bất kỳ sự gián đoạn nào đối với các luồng cung ứng này cũng có thể làm tê liệt những ngành sản xuất sử dụng hàng triệu lao động. Đại dịch COVID-19 cùng các cuộc khủng hoảng hậu cần toàn cầu sau đó cho thấy tình trạng thiếu hụt vật liệu thiết yếu có thể nhanh chóng lan rộng trong các hệ sinh thái công nghiệp. Nỗ lực tìm kiếm nguồn thay thế trong nước đã khiến các nhà khoa học xem xét lại một loài cây bản địa lâu đời, trước đây ít được chú ý trong các ứng dụng công nghiệp.
Cây dược liệu được khai thác theo hướng mới
Đỗ trọng, có tên khoa học là Eucommia ulmoides, đã được sử dụng trong y học cổ truyền Trung Quốc suốt hàng thiên niên kỷ. Từ lâu, các thầy thuốc coi trọng vỏ cây vì công dụng chữa các bệnh liên quan đến thận và gan, đồng thời xem đây là vị thuốc chủ yếu giúp xương và cơ bắp chắc khỏe. Các văn bản cổ ghi nhận việc sử dụng loại cây này từ hơn 2.000 năm trước; cả hoàng đế lẫn thầy thuốc đều ca ngợi công dụng bồi bổ của nó. Tuy nhiên, loài cây rụng lá này còn có một đặc tính ít được biết đến, khiến nó trở nên vô giá về mặt chiến lược: cây tạo ra cao su tự nhiên thông qua một quá trình sinh học độc đáo, khác với cây cao su nhiệt đới.
Là nguồn cao su tự nhiên bản địa duy nhất của Trung Quốc và là nguồn cao su lớn thứ hai thế giới sau cây cao su Brazil, đỗ trọng có những đặc tính riêng mà các sản phẩm thay thế tổng hợp không thể tái tạo. Cao su tích tụ trong toàn bộ cây: vỏ quả chứa 15 đến 18% cao su, vỏ thân chứa 8 đến 10%, còn lá có hàm lượng cao su tự nhiên từ 2 đến 3%. Sự phân bố này cho phép thu hoạch ở nhiều bộ phận trong năm, khác với cây cao su truyền thống vốn cần được khai thác mủ cẩn thận từ vỏ thân.
Không giống cây cao su nhiệt đới cần khí hậu ẩm, đỗ trọng có sức sống bền bỉ đáng chú ý. Có nguồn gốc ở miền trung và miền nam Trung Quốc, đặc biệt là đồng bằng Trường Giang, loài cây này đã tồn tại hàng triệu năm qua nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Khả năng chống chịu đó tạo nền tảng di truyền để thích nghi cây với môi trường sa mạc, dù các nỗ lực canh tác trước đây chưa đạt kết quả đáng kể do sản lượng thấp và quy trình chiết xuất khó khăn, khiến tính khả thi thương mại bị hạn chế.
Khoa học giữa cát sa mạc
Quá trình chuyển đổi đỗ trọng từ cây dược liệu thành loài cây sống được ở sa mạc bắt đầu vào năm 2016, khi ông Tô Ngân Tuyền, trưởng khoa Lâm nghiệp thuộc Đại học Nông lâm Tây Bắc, thuê 14 hecta đất Gobi cằn cỗi ở Tân Cương. Địa điểm này đặt ra những thách thức khắc nghiệt: thiếu nước, bức xạ mặt trời mạnh và nhiệt độ cực đoan có thể khiến các loài cây kém sức chống chịu chết đi. Trước đó chưa ai từng thử trồng đỗ trọng ở khu vực này, biến thí nghiệm thành một dự án rủi ro cao có thể thất bại hoàn toàn.
Ông Tô và nhóm nghiên cứu tiến hành dự án một cách bài bản, nhận định rằng chỉ đơn giản chuyển các giống hiện có đến đây sẽ không đủ. Họ lập một cơ sở chọn giống chuyên biệt tại huyện Lược Dương, tỉnh Thiểm Tây, sàng lọc hơn 50 nguồn gen đỗ trọng ưu tú được thu thập khắp Trung Quốc. Thông qua các chương trình chọn giống có hệ thống, tập trung vào giá trị dược liệu và các chỉ số sản lượng cao su, họ phát triển những dòng cây thích nghi riêng với điều kiện khô hạn, sa mạc. Quá trình chọn lọc ưu tiên khả năng chịu hạn, chịu lạnh và hàm lượng cao su.
Đến năm 2025, khu đất thí nghiệm đã phát triển thành một khu rừng rậm, năng suất cao và vượt mọi dự báo tăng trưởng. Ông Chu Minh Cường, giáo sư Đại học Nông lâm Tây Bắc tham gia dự án từ những ngày đầu, thông báo hồi đầu tháng này rằng ngành đỗ trọng đang phát triển mạnh. Thành công này đã thúc đẩy các kế hoạch mở rộng quy mô lớn vượt xa địa điểm thí điểm ban đầu. Hiện Trung Quốc trồng đỗ trọng trên khoảng 300.000 hecta, với mục tiêu nâng diện tích lên 3,3 triệu hecta vào năm 2030. Riêng Tân Cương dự kiến trồng thêm 300.000 hecta đỗ trọng, có khả năng tạo ra một nền kinh tế nông nghiệp mới ở vùng sa mạc.
Khai mở tiềm năng công nghiệp
Trong nhiều thập niên, cao su đỗ trọng chỉ là một điều thú vị trong phòng thí nghiệm chứ chưa phải tài nguyên công nghiệp. Các phương pháp chiết xuất truyền thống tốn nhiều nhân công và kém hiệu quả, hạn chế sản lượng và tính khả thi kinh tế. Nông dân có thể thu hoạch vỏ cây làm thuốc hoặc hái lá pha trà, nhưng việc lấy cao su đòi hỏi quy trình xử lý phức tạp, tốn kém hơn giá trị thu được. Kế hoạch Phát triển ngành đỗ trọng quốc gia giai đoạn 2016-2030 xác định chiết xuất toàn cây là yếu tố thiết yếu để loại cây này có thể cạnh tranh về kinh tế với cao su Hevea nhập khẩu.
Tháng 11, ông Chu công bố một quy trình chiết xuất đột phá được đăng trên tạp chí ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Phương pháp “ưu tiên cao su” kết hợp dung môi thân thiện với môi trường, có điểm nóng chảy thấp, với xử lý sinh học để tách gôm ở giai đoạn đầu. Các bước xử lý có mục tiêu tiếp theo giúp phân lập cao su với hiệu suất chưa từng có. Kỹ thuật này đặc biệt giải quyết thách thức chiết xuất cao su từ vỏ quả, bộ phận chứa hàm lượng polymer có giá trị cao nhất.
Đổi mới này đồng thời tháo gỡ nhiều rào cản. Quy trình giúp giảm tiêu thụ năng lượng và dung môi, đồng thời tăng sản lượng và đạt độ tinh khiết vượt trội. Bằng cách đưa hoạt động sản xuất cao su đỗ trọng quy mô lớn trở nên khả thi và bền vững, kỹ thuật này biến một loại cây dược liệu chuyên biệt thành nguyên liệu công nghiệp khả thi, có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất quân sự và dân sự. Phương pháp này cũng giữ lại các hợp chất có giá trị khác để sử dụng trong dược phẩm, tạo ra mô hình khai thác không chất thải.
Ứng dụng quốc phòng và giá trị chiến lược
Giá trị quân sự của cao su đỗ trọng không chỉ nằm ở việc thay thế vật liệu nhập khẩu. Chỉ cần bổ sung 3 đến 5% cao su đỗ trọng vào hỗn hợp vật liệu cũng giúp tăng độ bền và khả năng chống mài mòn cho lốp hiệu suất cao, chống thủng. Đặc tính này rất cần thiết đối với các phương tiện quân sự hoạt động trên địa hình khắc nghiệt, nơi lốp hỏng có thể làm ảnh hưởng đến nhiệm vụ hoặc gây nguy hiểm cho nhân sự. Vật liệu vẫn giữ được độ linh hoạt ở nhiệt độ cực đoan, hoạt động đáng tin cậy cả trong cái nóng sa mạc lẫn giá lạnh vùng Bắc Cực.
Ngoài lốp xe, cao su đỗ trọng còn được dùng trong các vật liệu composite tiên tiến có khả năng chắn điện từ. Trang thiết bị quân sự hiện đại cần được bảo vệ trước tác chiến điện tử và các mối đe dọa từ xung điện từ. Cấu trúc phân tử độc đáo của cao su đỗ trọng tạo khả năng chắn hiệu quả, đồng thời duy trì độ linh hoạt và độ bền trong điều kiện khắc nghiệt. Máy bay, tàu hải quân và phương tiện mặt đất đều cần những vật liệu như vậy để bảo vệ các hệ thống điện tử nhạy cảm khỏi nhiễu hoặc hư hại.
Các ứng dụng này phù hợp với nỗ lực hiện đại hóa quốc phòng rộng hơn của Trung Quốc. Khi cạnh tranh địa chính trị gia tăng, bảo đảm chuỗi cung ứng trong nước đối với các vật liệu thiết yếu sẽ giảm nguy cơ bị ảnh hưởng bởi lệnh trừng phạt hoặc gián đoạn nguồn cung. Các đồn điền ở sa mạc Gobi là phương án phòng ngừa trước biến động của thị trường cao su quốc tế, đồng thời cung cấp vật liệu có đặc tính vượt trội cho một số ứng dụng quốc phòng cụ thể. Dự án là sự hội tụ giữa đổi mới nông nghiệp và hoạch định an ninh quốc gia.
Tóm lược
- Trung Quốc đã biến 14 hecta đất hoang ở sa mạc Gobi thành rừng cao su đỗ trọng năng suất cao, với kế hoạch mở rộng diện tích trên cả nước lên 3,3 triệu hecta vào năm 2030
- Dự án giải quyết tình trạng Trung Quốc phụ thuộc nghiêm trọng vào cao su tự nhiên nhập khẩu, hiện chiếm hơn 85% trong tổng mức tiêu thụ 7 triệu tấn mỗi năm của nước này
- Đỗ trọng (Eucommia ulmoides), vốn được dùng trong y học cổ truyền Trung Quốc, tạo ra loại cao su có những ứng dụng quân sự ưu việt, trong đó có lốp hiệu suất cao và vật liệu chắn điện từ
- Các nhà khoa học do Đại học Nông lâm Tây Bắc dẫn đầu đã phát triển các dòng cây thích nghi với sa mạc thông qua chọn giống có hệ thống từ hơn 50 nguồn gen, đồng thời tạo ra quy trình chiết xuất “ưu tiên cao su” thân thiện với môi trường
- Đột phá này cho phép khai thác toàn bộ cây: vỏ quả chứa 15-18% cao su, vỏ thân 8-10% và lá 2-3%
- Tân Cương được định hướng trở thành vùng sản xuất cao su lớn, với kế hoạch trồng đỗ trọng trên 300.000 hecta
