По данным ООН World Population Prospects, к 2030 году население Земли достигнет 8,5 миллиарда человек. К 2050 году оно увеличится до 9,8 млрд человек. Чтобы прокормить всех, человечество должно будет увеличить производство продовольствия на 70%. Сегодня эксперты агропромышленного сектора из каждого утюга кричат о модернизации сельского хозяйства. Рассказываю, как обстоят дела с технологиями в российском АПК сегодня и ждет ли нас голод и холод.
Первые попытки технологизации сельского хозяйства были предприняты еще в советское время в 1972 году. Тогда автоматизированные системы управления сельхозугодьями создавались на основе больших ЭВМ, серьезных успехов это не принесло. В 90-х и 00-х с появлением интернета было создано более 2000 федеральных и региональных государственных информационных систем (ГИС), прогресс наметился.
Этапом активной современной технологизации сельского хозяйства можно считать 2010-е годы. Российские агропромышленные компании начали заменять устаревшую советскую технику на более современную: часть производили сами, часть закупали в странах СНГ и ЕС.
Сегодня ситуация на рынке АПК серьезно изменилась. С развитием IT-технологий и научных исследований, агробизнес в России достиг определенной зрелости. Сформировалось цифровое сельское хозяйство, которое включает в себя использование инноваций в области АПК: искусственный интеллект, роботизированные платформы, интернет вещей и другие. При этом в сознании большинства людей сельское хозяйство продолжает ассоциироваться с чем-то архаичным, нафталиновым и «отсталым». Чтобы развеять эти мифы, вот вам 3 IT-технологии, которые меняют сельское хозяйство и наш с вами мир уже сегодня.
Искусственный интеллект и космические технологии в АПК
Технологии искусственного интеллекта позволяют повысить урожайность и снизить затраты на содержание угодий. Точное сельское хозяйство и использование геоинформационных систем для мониторинга полей — одно из направлений, в котором Россия имеет потенциал занять лидирующее место в ближайшие годы.
Один их таких проектов развивает татарстанский стартап Exact Farming. Команда использует современные спутниковые технологии для сбора и анализа данных о состоянии почвы, растительности, климатических условий и других факторах, влияющих на производительность сельскохозяйственных культур.
Платформа обрабатывает снимки из космоса с помощью нейросетей и позволяет своевременно принимать решения и снижать риски. Так, с помощью цифровой системы агроном может отследить состояние растения на поле и интенсивность фотосинтеза. Система составляет карту поля и позволяет проанализировать его отдельные участки с помощью машинного зрения.
Технология особенно актуальна, когда хозяйство насчитывает сотни гектаров полей по всей России. Человеческих ресурсов не хватит, чтобы отследить состояние всех угодий, оперативно провести мониторинг посевов, внести агрохимию, где это необходимо и скорректировать питание поля. В этом случае на помощь приходят искусственный интеллект и спутниковые системы.
Беспилотные летательные аппараты на полях
Рынок БПЛА в сельскохозяйственном секторе растет экспоненциально и является одним из наиболее эффективных и значимых, несмотря на нормативно-правовое регулирование. За последние 7 лет рынок коммерческих дронов вырос на 1200%, а по прогнозам консалтинговых компаний к 2050 году сервисы и услуги составят 71% всего рынка дронов.
С помощью дронов сельхозпроизводители проводят инвентаризацию полей, создают их электронные карты и кадастр, мониторят состояние посевов и полей под парами. Так, в Казани группа молодых ученых и инженеров сконструировала агродроны, которые позволяют вносить средства защиты растений, мониторить и сопровождать сельскохозяйственные работы, сеять семена и находить проблемные участки посевных культур.
Использование дронов и цифровых платформ решают главную проблему фермерств – сбор, систематизацию и анализ данных. Технологии позволяют собирать и обрабатывать данные в разы быстрее. Так, за один вылет дрон может обработать около 20 гектар земли. Человек такой скоростью похвастаться, конечно, не может.
Искусственное осеменение или телята из пробирки
Как в растениеводстве, так и в животноводстве фермеры заинтересованы в повышении эффективности и улучшении характеристик продукции. Чтобы улучшить качество стада и сократить издержки, на помощь приходит метод искусственного осеменения. Это эффективный и безопасный для здоровья метод репродукции животных. Разработали его в России более 60 лет назад и с тех пор метод успешно используется по всему миру. Из 9 млн коров, приходящихся на долю сельхозпредприятий в нашей стране, 85% оплодотворяются именно этим способом.
В лаборатории, расположенной в Удмуртии, был освоен новый этап биотехнологии, который заключался в рождении первого теленка, полученного путем пересаживания замороженного эмбриона в матку суррогатной коровы методом in vivo. Изучение этого метода проводилось в Можгинском районе, где родилась первая телочка, прошедшая путь от застывшей в жидком азоте капли до имплантации в животное. Этот достижение является важным шагом в развитии биотехнологий и может иметь значительный потенциал в сельском хозяйстве.
Эмбриотрансплантация (она же эмбриотрансфер) — именно так называется метод получения здорового потомства в большом количестве, которым по праву гордится «Можгаплем». Метод отличается от предыдущих технологий использованием суррогатной матери.
Процесс включает в себя следующие шаги:
- Отбирается породистая корова-донор, которой проводят гормональную терапию для суперовуляции, с целью получения нескольких яйцеклеток, например, шести.
- Используют семя породистого быка.
- Подготовленную корову осеменяют биоматериалом от племенного быка, она беременеет, и в ней начинают расти не один, а шесть эмбрионов. Конечно, корова не рожает шестерых телят, так как это противоречит ее природе.
- Спустя неделю после зачатия ветеринары бережно вымывают эмбрионы и доставляют их в лабораторию.
- Под микроскопом отбирают жизнеспособные эмбрионы, оценивают их качество и упаковывают каждый в отдельную соломинку.
- Эмбрионы замораживают и хранятся в жидком азоте при температуре минус 196°С до тех пор, пока не будет найдена подходящая суррогатная мать.
- Пересаживают каждой «обычной» корове по одному эмбриону, и через 9 месяцев телята рождаются уже у буренки, которая даже не видела быка.
Помимо того, что эмбриотрансплантация является эффективным методом для получения здорового потомства от породистых родителей, это также отличный инструмент контроля генетически передаваемых болезней. К тому же, этот метод дешевле естественного в 25 раз.
Вывод
Современные достижения в области искусственного интеллекта, беспилотных летательных аппаратов, селекции — важные инновации в российском АПК. Они позволяют увеличить производительность и качество продукции, сократить затраты на производство, минимизировать отрицательное воздействие на окружающую среду.
IT-технологии используются для принятия решений о производстве и управлении ресурсами, что в свою очередь может способствовать обеспечению продовольственной безопасности.
Несмотря на некоторые успехи России в агропромышленной отрасли, одной из ключевых проблем по-прежнему является нехватка квалифицированных кадров. Для того, чтобы работать с современными комбайнами и беспилотными устройствами, производить сервисное обслуживание, настраивать параметры в овощехранилищах и цифровизировать другие процессы, необходимы высококвалифицированные специалисты с соответствующим опытом.
2022-2031 годы объявлены десятилетием науки и технологий в России. В каком направлении наука должна развиваться сегодня? Какие вопросы должны выйти на первый план? Как IT-технологии могут помочь повысить качество жизни? Как популяризировать науку среди молодежи и привлечь ее в сферы, являющиеся жизненно важными для развития страны? На эти и другие вопросы нам еще только предстоит найти ответ.
Я вижу, что лед тронулся, технологии не стоят на месте. Цифровизация медленно, но верно охватывает все сферы нашей жизни, даже самые консервативные. Ближайшие десять лет ландшафт рынка АПК серьезно изменится, а мы с вами будем свидетелями.