Розвиток регенеративного сільського господарства за допомогою цифровізації та ШІ

Як фермер у п’ятому поколінні та генеральний директор однієї з найбільших у світі сільськогосподарських технологічних компаній, я добре знаю виклики та можливості, з якими стикається сучасне сільське господарство: як вести стійке землеробство, зберігаючи продуктивність.

Фермери відіграють важливу роль у подоланні зміни клімату, з огляду на те, що сільське господарство сьогодні становить близько чверті глобальних викидів парникових газів. У той же час їм потрібно прогодувати населення світу, яке швидко зростає, і прогнозується, що до 2058 року воно сягатиме 10 мільярдів.

Виникає питання: чи можуть відновлюване сільське господарство, цифрові технології та штучний інтелект (ШІ) допомогти нам вирішити очевидне протиріччя між сталістю і продуктивністю сільського господарства?

Фермери та відновлюване сільське господарство

Моя сім’я десятиліттями працює на землі в Іллінойсі, нині обробляючи близько 3000 акрів. Як і багато інших фермерів, ми постійно шукаємо шляхи вдосконалення нашої практики — щоб бути ефективнішими, продуктивнішими та краще господарювати на землі.

Джефф Роу, головний виконавчий директор Syngenta Group. До приходу в Syngenta Джефф протягом 20 років обіймав різні керівні посади в DuPont Pioneer. 50-річний Роу приєднався до Syngenta як президент Syngenta Seeds у Північній Америці у вересні 2016 року. Потім Роу був президентом Syngenta Crop Protection, найбільшого бізнесу Syngenta Group. У січні 2024 року Джефф Роу замінив Еріка Фірвальда на посаді головного виконавчого директора Syngenta Group.

Відновлюване сільське господарство являє собою цілісний підхід до землеробства, який виходить за рамки простого збереження статус-кво. Він спрямований на активне покращення здоров’я ґрунту, збільшення біорізноманіття, покращення екосистемних послуг та накопичення вуглецю в ґрунті.

Ключові принципи регенеративного землеробства наголошують на мінімізації порушення ґрунту за рахунок зменшення обробітку ґрунту та утримання ґрунту вкритим рослинами (зокрема зерновими культурами) або їхніми рештками цілий рік. Це також сприяє збільшенню різноманітності рослин за допомогою сівозміни та покривних культур, а також поступово зменшує використання синтетичних речовин (як-то добрива, засоби захисту рослин тощо) з часом.

На нашій фермі ми запровадили декілька методів регенеративного землеробства, включаючи мінімальний обробіток ґрунту, безоранкові технології, використання покривних культур і точне внесення вхідних матеріалів (До речі, сімейна ферма Роу є одним із випробувальних майданчиків для проєкту Bin Buster. — Прим. ред.). Ми спостерігаємо збільшення доступної водної ємності, підвищення рівня органічної речовини, органічного вуглецю в ґрунті, загального вуглецю та активного вуглецю. Крім того, ми помітили покращення рівня загального азоту та екстрагованого фосфору.

Сімейна ферма Роу є одним із випробувальних майданчиків для проєкту Bin Buster

Точне землеробство та передові технології

Фермери, які застосовують ці регенеративні та точні методи землеробства, можуть з часом отримати значні фінансові вигоди, а деякі дослідження показують, що прибуток збільшується на 120 %. Розширення цих стійких практик для охоплення 40 % сільськогосподарських угідь світу може відіграти вирішальну роль в обмеженні зміни клімату, зміцненні стійкості наших систем виробництва продуктів харчування та захисті як екологічного різноманіття, так і економічного добробуту фермерських спільнот.

За своєю суттю відновлюване сільське господарство полягає в роботі з природою, а не проти неї. І тепер у нас є цифрові інструменти та технології розумного землеробства, які допомагають нам робити це ефективніше.

Джефф Роу перевіряє ґрунт на фермі в Іллінойсі протягом вегетаційного періоду

Сучасні системи моніторингу та точне землеробство перетворилися на багатовимірні рішення, які допомагають фермерам відстежувати вдосконалення та виявляти проблеми з безпрецедентною точністю. Ці технології об’єднують дані із супутників, безпілотних літальних апаратів і ґрунтові карти, щоб керувати цілеспрямованим застосуванням засобів захисту рослин і рано виявляти хвороби та шкідників.

Прогностична аналітика ефективності революціонізує управління фермами завдяки використанню історичних даних за допомогою штучного інтелекту та машинного навчання. Це дозволяє фермерам прогнозувати майбутні умови та результати, перетворюючи методи реактивного землеробства на проактивні стратегії управління сільським господарством.

Очікується, що ШІ в сільському господарстві зросте з 1,7 мільярда доларів США у 2023 році до 4,7 мільярда доларів США до 2028 року, тоді як цифрове сільське господарство може збільшити сільськогосподарський ВВП країн із низьким і середнім рівнем доходу більш ніж на 450 млрд доларів США, або на 28 % на рік.

Всебічна підтримка має вирішальне значення

Перехід до регенеративних методів дає значні переваги, але пов’язаний із труднощами. Для відновлення балансу ґрунтових екосистем потрібні нові знання, обладнання та час. Усвідомлюючи силу цифрових технологій та штучного інтелекту, наша галузь активно використовує ці технології не лише для підтримки фермерів у полі, але й для прискорення інновацій у сільськогосподарських рішеннях.

Однак, щоб відновлюване сільське господарство, цифрові технології та штучний інтелект повністю розкрили свій потенціал, нам потрібна допоміжна політика на місцевому, національному та міжнародному рівнях.

Політики, підприємства та державні органи повинні співпрацювати у вирішенні фінансових і технологічних вимог фермерів. Впровадження програм стимулювання для компенсації витрат на перехідний період може значно зменшити фінансові перешкоди для впровадження регенеративних методів. Збільшення фінансування досліджень також має важливе значення для кількісної оцінки переваг і вдосконалення передового досвіду, гарантуючи фермерам доступ до найбільш ефективних і науково обґрунтованих методів.

Розвиток вуглецевих ринків, які винагороджують фермерів за поглинання вуглецю, може забезпечити додаткові економічні стимули для регенеративних практик. Розширення освіти та дорадчих послуг має вирішальне значення для поширення знань і підтримки фермерів, які переходять на нові методи.

Нарешті, створення регуляторних рамок, які заохочують інновації в цьому просторі, може допомогти прискорити розробку та впровадження регенеративних технологій і методів, включаючи штучний інтелект та інші цифрові інструменти, які підтримують стале сільське господарство. Однак одних тільки політичних і нормативних міркувань недостатньо. Нам потрібно, щоб усі учасники складної екосистеми, що оточує фермерів, створювали суттєві стимули для впровадження технологій і регенеративних методів. Особливо це стосується роздрібних торговців, партнерів ланцюжка створення вартості та фінансових суб’єктів, таких як постачальники мікрофінансових рішень, серед інших. Одним із прикладів такого підходу є нещодавно оголошена співпраця Syngenta Group з McDonald’s USA і Lopez Foods, спрямована на сприяння більш екологічному виробництву яловичини в Сполучених Штатах.

Шлях вперед

Оскільки ми стикаємося з подвійною проблемою адаптації до зміни клімату та годування зростаючого населення, поєднання методів відновлюваного сільського господарства, ШІ та цифрових технологій є ключовим компонентом нашого інструментарію для сталого землеробства. Ця синергія дає можливість фермерам бути активними учасниками боротьби зі зміною клімату, одночасно збільшуючи їхню здатність виробляти продукти харчування більш ефективно та екологічно.

Ми просуваємо цей підхід з повним розумінням того, що він може зрештою знизити попит на засоби захисту рослин і пестициди. Наш керівний принцип полягає в створенні більшої цінності для наших клієнтів шляхом розробки рішень, які допомагають фермерам стабільно виробляти здорову їжу для суспільства.

Оскільки ці практики та технології продовжують розвиватися, ми очікуємо ще більшого прогресу в ефективності та сталості. Працюючи разом — фермери, промисловість, уряди та споживачі — ми можемо створити продовольчу систему, яка живить людей і планету для майбутніх поколінь. І це є більш ніж адаптація; йдеться про активне формування сталого майбутнього для сільського господарства.

Джефф Роу, головний виконавчий директор  Syngenta Group

Про проєкт Bin Buster

Багаторічний проєкт, який реалізує Syngenta Group, оцінює комплекс показників з метою моніторингу, вимірювання та аналізу стану ґрунту на сотнях акрів ферми на середньому заході Сполучених Штатів. І хоча досвідчений фермер може багато чому навчитися, спостерігаючи за станом ґрунту, проєкт Syngenta використовує цифрові технології та науку про дані, щоб надати глибші знання, які можуть допомогти забезпечити довгострокову життєздатність і сталість сільськогосподарських угідь.

Проект Syngenta Bin Buster має на меті встановити базову лінію здоров’я ґрунту шляхом моніторингу та вимірювання ґрунту на фермах у кукурудзяному поясі США

Метою проєкту Bin Buster є встановлення базової лінії здоров’я ґрунту, яку виробники зможуть використовувати для прийняття рішень щодо вибору насіння, захисту рослин, поживних речовин, урожайності та рентабельності, одночасно забезпечуючи видимість відносного здоров’я землі від сезону до сезон.

«Bin Buster — це поєднання інновацій, цифрових технологій і методів сталого розвитку», — каже Джефф Роу. — Біологічно в галузі відбувається стільки всього, що жодна людина не може все це обробити. Ми дивимося, наскільки цифрові технології та цифрове зондування можуть допомогти нам в отриманні інформації».

Проєкт спрямований на просування та впровадження нових уявлень про практику сталого землеробства, включаючи консерваційний обробіток ґрунту, покривні культури, вибір насіння та оптимальне використання добрив і засобів захисту рослин.

Запущений у 2019 році Bin Buster спочатку був зосереджений на точному налаштуванні кількості азоту та фунгіцидів, що використовуються для кукурудзи, щоб визначити, як збільшення або зменшення внесення цих продуктів впливає на врожайність. 

Ось чому Bin Buster отримав свою назву — від поняття бункера для зерна, що буквально «тріщить по швах» від надзвичайно великого врожаю. Теоретично цифрові технології, які використовуються на фермах, мають привести до збільшення виробництва. І саме так і сталося. Насіння кукурудзи, ідентифіковане алгоритмом Syngenta Seed Selector, яке було визначено на основі характеристик поля, перевершило випадково вибране насіння кукурудзи на цілих шість бушелів на акр у всьому портфоліо кукурудзи.

Цілі Bin Buster

У міру розвитку проєкту Bin Buster тепер зосереджується на вимірюванні та сприянні здоров’ю ґрунту. Його цілі включають:

• Встановлення базової лінії здоров’я ґрунту
• Оцінка вимог до даних і цифрових технологій
• Оцінка ролі секвенування геному ґрунту
• Моніторинг і моделювання захворювань
• Визначення оптимальних норм азоту та фунгіцидів