#Знания

Как технологии в сельском хозяйстве меняют мир?

#Знания

Как технологии в сельском хозяйстве меняют мир вокруг нас?

Четвертая промышленная революция захлестнула сельское хозяйство. Автоматизация, цифровые и молекулярные технологии, которые раньше казались фантазией, внедряются на фермах, а новые продукты вот-вот окажутся на нашем столе. Но к инновациям не стоит относиться как к абсолютному благу.

В 2019 году сотрудники одной из лабораторий Массачусетского технологического института (MIT) объявили о создании самого вкусного в мире базилика — причем без генных модификаций. Только классическая ботаника, машинные алгоритмы и немного химии. Объединив их, ученые нашли оптимальные условия выращивания культуры и увеличили концентрацию в ней ароматических молекул до максимума. В будущем, говорили они, весь агробизнес будет полагаться на компьютерные вычисления.

Отчасти это уже происходит в разных пропорциях на сотнях ферм. В 2021 году рынок цифрового агробизнеса оценивали в $13 миллиардов (что делает его сопоставимым по капитализации с рынками онлайн-образования или роботакси). В ближайшие несколько лет он должен удвоиться, в том числе за счет правительственных программ (так, Китай при поддержке Всемирного банка выделит для ряда провинций почти $5 миллиардов, а Министерство сельского хозяйства США инвестирует в отрасль $3 миллиарда).

Впрочем, компьютеры и алгоритмы — только часть четвертой промышленной революции, захлестнувшей сельское хозяйство (она якобы уже началась). Эксперты предлагают использовать более общий термин Big Tech для описания инноваций, и деньги в нем задействованы не в пример бо́льшие.

Зачем нужны технологии в сельском хозяйстве? Почему нельзя выращивать культуры, как наши предки?

Ответ — дело не в самих технологиях, а в изменениях, которых можно добиться с их помощью. Сельское хозяйство зародилось 12 тысяч лет назад и позволило людям отказаться от образа жизни охотников-собирателей. А после первой промышленной революции в 18−19 веках привело к очередному скачку в развитии — население планеты за 200 лет увеличилось с одного почти до восьми миллиардов человек.

Это стало испытанием для ресурсов Земли. Сейчас старые методы ведения хозяйства не отвечают вызовам, которые стоят перед человечеством:
1
Земля нагревается, поэтому случаи аномальной жары, от которой в 2022 году страдают все: от Китая и Индии до Европы и США — будут происходить чаще. Одна из причин — рост количества CO₂ в атмосфере, и сельское хозяйство ответственно за 23% выбросов парниковых газов.
2
По разным данным, от 70% до 92% потребляемой ежегодно пресной воды (она в основном грунтовая) используют аграрии. Это расточительно, учитывая, что к 2050 году 80% пахотных земель могут испытывать нехватку воды.
3
Фонд WWF и ретейлер Tesco в новом исследовании отмечают, что 40% всей выращенной еды ежегодно выбрасывается (примерно 1,2 миллиарда тонн непосредственно на фермах и еще почти миллиард — в магазинах).
4
При этом население планеты продолжает расти и к 2030 году, по обновленным данным ООН, составит 8,5 миллиарда, к 2050-му — 9,7 миллиарда, а к 2080 — 10,4 миллиарда человек. Безусловно, их нужно будет кормить, причем более эффективно. Хотя даже сейчас фермеры не могут обеспечить доступной едой беднейшие слои населения (828 миллионов людей страдают от недоедания).
Помочь в борьбе с последствиями изменениями климата и неравенством должны технологии. Попутно они решают более мелкие задачи вроде борьбы с утратой биоразнообразия планеты и эрозией почвы (до трети сельхозполей близки к бесплодию), а также удовлетворяют меняющиеся вкусы потребителей, улучшают качество самих продуктов и, конечно, мотивируют молодое поколение оставаться в сельской местности.

Примеры агротехнологий, которые внедряют уже сейчас

Все варианты инноваций перечислить не получится, их слишком много, и затрагивают они едва ли не каждый аспект хозяйства: от модификации семян до роботизированной сборки урожая. Мы ограничимся тремя интересными, на наш взгляд, примерами:

Технологии для мониторинга

Речь прежде всего о датчиках — например, для мониторинга состояния почвы. Они могут обмениваться данными с системами ирригации или распыления удобрений и дозировать их по алгоритму. Они же могут передавать информацию из отдаленных частей полей, помогать фермерам принимать решения, предупреждать появление вредителей и оптимизировать сбор урожая. Отдельное направление — мониторинг характеристик культур: от контроля содержания в них сахара до цвета плодов.

В животноводстве тоже применяют датчики. Компании вроде Smartbow и Allflex устанавливают их в ушные бирки, чтобы контролировать вспышки заболеваний, следить за местоположением скота, показателями его здоровья. Чипы в коровниках могут регулировать температуру воздуха и лучше вентилировать помещения, улучшая условия жизни животных (на этичное животноводство мощный запрос в обществе).

Есть более фантастические примеры. Так, фермеры Франции уже используют около 11 тысяч дронов: для распыления пестицидов (например, для борьбы с мучнистой росой на виноградниках), наблюдения за полями, картографии. Китайские фермеры идут дальше и внедряют распознавание лиц (или морд?) свиней, первоначально — для определения, больно ли животное (правда, критики говорят, что это сильно дороже ушной маркировки).

Вертикальные фермы

Возможно, вы слышали новость, что в Саудовской Аравии планируют построить город из двух зеркальных небоскребов длиной 120 километров и высотой почти 500 метров. Реализация амбициозного проекта может занять 50 лет. Предполагается, что он будет обеспечивать жителей едой сам — за счет вертикальных ферм.

Одно из ключевых преимуществ таких ферм — экономия пространства, а также независимость от почвы. Культуры могут расти на гидропонике, аэропонике или аквапонике. Какой бы ни был способ, корни растений будут находиться в среде, искусственно насыщенной питательными веществами. При этом им нужно на 94% меньше воды, чем классическим посевам, и они могут работать на зеленой энергии.

Один из разработчиков таких ферм — британская компания Jones Food (она, кстати, планирует построить крупнейшую в мире вертикальную ферму). Есть они и в России: так, «РусЭко» недавно получила грант от правительства Москвы на 350 миллионов рублей.

Синтетические технологии

Сингапур стал первой страной, которая одобрила в 2020 году продажу синтетического мяса. Одобрение получила конкретная компания — Eat Just. Она синтезировала куриное мясо в лаборатории для создания наггетсов. Сейчас за рынок борются десятки стартапов, в том числе в Европе, которые намерены изменить не только ассортимент супермаркетов, но и отношение человечества к продуктам и их вкусу.

Что касается Eat Just, они выращивают мясо в 1200-литровом биореакторе на основе живых клеток (их можно получить с помощью биопсии у обычных животных, убивать их не нужно). Затем их объединяют с растительными ингредиентами. Такое мясо дороже обычного, но только пока. По словам руководителя компании, при росте производства синтетические продукты, наоборот, станут дешевле. Но пройдут еще годы, прежде чем лаборатории расширят производство. Сейчас наггетсы Eat Just можно попробовать только в двух модных сингапурских ресторанах.

Как мог бы выглядеть мир будущего, и так ли он будет хорош?

В мире будущего данные будут задействованы на каждом этапе производства продуктов, пишет международная группа экспертов IPES-Food. Уже через несколько лет (или, что более реалистично, десятков лет) мы увидим системы, в которых алгоритмы будут оптимизировать работу каждого метра земли, камеры с искусственным интеллектом будут управлять фермами, еду начнут выращивать в биореакторах, а товары будут быстро перемещаться по особым экономическим коридорам за счет систем логистики на блокчейне и больших данных.

Позже инновации (не только в сельском хозяйстве) приведут нас в мир персонализированных диет и приложений-помощников, которые будут составлять рацион на основе генетической информации, семейной истории, настроения человека и данных его фитнес-трекера (или вообще датчика из пищевода).

Впрочем, специалисты IPES-Food советуют все-таки не спешить с фантазиями. Они задаются вопросом: действительно ли Big Tech решит искомые проблемы? Если копнуть глубже, вопрос в лучшем случае останется без ответа, в худшем — технологии могут сделать продовольственные системы еще более неустойчивыми, чем сейчас.

Технологии — это большие деньги, а фермеры крайне бедны

Цифровизация позволит эффективно использовать удобрения и рассаду, но ее рентабельно внедрять только на огромных фермах с монокультурами. Значит, сохранятся проблемы, связанные с ними: от утраты биоразнообразия до истощения ресурсов Земли.

То же с наблюдением за скотом — концентрация генетически однородных животных на тесных фермах способствует появлению и распространению болезней, в то время как лабораторное выращивание продуктов может оставить без работы миллионы мелких хозяйств, которые составляют едва ли не половину голодающего населения мира (так, 86% аграрной экономики Индии обеспечивают мелкие фермеры, которые с трудом зарабатывают на прожиточный минимум — а это всего 8 тысяч в рублях). Давят на них климатические потрясения и захват земель корпорациями, а если они и пытаются внедрять технологии, рискуют оказаться в долгах — все эти проблемы есть в Африке.

Еще один минус Big Tech — они полагаются на большое количество чипов, которые к 2030 году будут забирать более 20% электроэнергии (причем 8% понадобится только дата-центрам). Помимо траты дефицитных ресурсов эти системы имеют уязвимости, включая риск взлома, а огромное количество данных может привести к манипуляции людьми.

Чтобы избежать проблем, нужны фундаментальные сдвиги в образе мышления человечества, заключает руководитель IPES-Food Ник Джейкобс. Еще нужен переход от индустриального сельского хозяйства к агроэкологическим системам с заботой об эффективности использования ресурсов и отказом от интенсивной химии. Важность такого перехода осознают и другие международные организации, включая ООН и Всемирный банк. Проблема не в том, сколько еды производится, а в том, кто получает к ней доступ.

Агроэкология, отмечает эксперт, это не возврат к прошлому и отказ от технологий. Наоборот, технологические инновации — неотъемлемая часть преобразований. Но прежде чем внедрять их, нужно сформулировать четкий план трансформации продовольственной системы.

Подписывайтесь на нас в соцсетях и читайте другие материалы: