В мире в 2022 году произошел «бум» хайтек, диджитал и технологий робототехники для агробизнеса, и это кардинально меняет будущее мирового сельского хозяйства. В Австралии летают дроны-шмели для опыления в теплицах, а в Финляндии опыляют дроны-пчелы израильского производства Arugga AI Farming. В Японии появился дрон-летающий сторож для предотвращения краж фруктов в садах. В метро Тайваня и на крышах домов в Сингапуре строят вертикальные фермы.Крупнейшая в мире вертикальная ферма в Дубае производит 2 млн фунтов зелени в год. А в США дрон-садовод облетает вертикальную ферму в поисках чего-то необычного на листьях — желтых пятен, неравномерных участков роста, длины стебля или окраски. В это же время в Италии дрон Tevel собирает урожай поспевших яблок, а в Испании робот-сборщик AINIA собирает упавшие пригодные к употреблению плоды, сокращая отходы производства. Пока в одних странах активно используют экологичные электротракторы, в других исследуют методы выращивания сельскохозяйственных культур в условиях микрогравитации и разрабатывают технологии беспочвенного питания.
В странах региона проекта EastFruit также происходят колосальные хайтек-изменения. Так, на украинском агрорынке, который является одним из важнейших в Европе, 1,5 тыс. дронов, в 2021 году, перед войной, обработали свой первый миллион гектаров! Здесь же и наиболее лояльное законодательное и правовое поле в технологиях использования дронов, и это, наверное, одна из причин, по которой Украина находится впереди в использовании и интеграции хайтек- и технологий роботизации.
Именно поэтому в 2022 году Международный проект EastFruit при поддержке Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) и Европейского банка реконструкции и развития (EBRD) в сотрудничестве с Sapienza Media, провели серию онлайн-конференций EastFruitHortiTech, на которых ведущие специалисты региона рассказали о тенденциях, технологиях и преимуществах диджитализации садоводства, а также возможностях использования новейших технологических достижений для повышения прибыльности садоводства и снижения влияния на окружающую среду.
Беспилотные технологии, роботы и дроны
Использование дронов помогает производителям овощей и фруктов существенно увеличить собственную прибыль. По подсчетам специалистов украинской компании Drone.ua, спикеров первого вебинара из серии #EastFruitHortiTech “Беспилотные технологии в садоводстве и овощеводстве: возможности использования в Восточной Европе и Центральной Азии”, экономический эффект от внедрения беспилотников в работу в хозяйстве за один сезон достигает $200 тыс., благодаря получению дополнительного урожая, экономии агроресурсов.
Несмотря на войну, украинские фермеры с каждым годом становятся более открытыми для внедрения инновационных технологий в процесс своей работы. В Украине даже существуют школы пилотов агродронов и наибольший флот агродронов в Восточной Европе. украинские фермеры находятся на позиции №1 в мире по скорости внедрения роботизированных процессов, сервисов и вообще технологий.
В Украине даже в условиях войны есть Воздушный кодекс для беспилотников, включающий правки для работы с дронами для агробизнеса. Это и сокращение процедуры резервирования воздушного пространства, и расширение перечня типов операций и полетов, не требующих получения специальных разрешений, упрощение системы учета специальностей операторов дронов. Правительство хорошо понимает, насколько важно направление роботизации для сельского хозяйства. Интересен также опыт Украины во внесении пестицидов с помощью дронов. Законодательными правками использование дронов в агробизнесе не приравнивают к авиации, так как они более экологичным, чем авиация, и очень точно вносят СЗР. В Украине довольно активно используют беспилотные системы для оценки состояния посевов овощей и садов, при внесении СЗР и листовых подкормок, что позволяет экономить значительные средства на СЗР, удобрениях и других операциях в саду и в поле.
Мониторинг посевов с помощью дронов становится все более популярным и среди аграриев Молдовы. Дроны могут гораздо быстрее, чаще и точнее отслеживать состояние агрокультур, предоставляя комплексные данные по низкой цене. Например, определение состояния растительности и состояния культур осуществляется с помощью мультиспектральных камер дронов. Они объединяют данные с нескольких отдельных датчиков, чтобы можно было быстро проанализировать эволюцию растений, наличие сорняков и насекомых, нехватку воды и т. д. Более того, программы анализа захваченных изображений могут создавать карты, включающие индексы здоровья растений.
В Грузии на виноградниках уже успешно работают дроны для мониторинга, а в миндальных садах – на опрыскивании. С помощью дронов в садоводстве можно управлять не участками сада, а управлять каждым отдельным деревом. Это приводит к более высокой устойчивости выращивания фруктов, а также повышению прибыли.
А вот переход на роботизацию в странах Центральной Азии, где пока ещё наблюдается избыток рабочей силы и нет дефицита желающих работать в поле или саду, происходит не слишком быстро. И это при том, что беспилотные технологии в Узбекистане и Таджикистане нужны сейчас более всего. На данный момент именно в странах Центральной Азии, в Таджикистане и Узбекистане уровень интереса к ним остаётся наиболее низким среди стран присутствия проекта EastFruit, несмотря на то, что эффективность беспилотных технологий в экосистеме аграрной робототехники неоспорима.
Автоматизация в сельском хозяйстве может способствовать достижению Целей устойчивого развития (ЦУР) к 2030 г., таким как ЦУР 1 («Ликвидация бедности») и ЦУР 2 («Нулевой голод») и тех, которые касаются окружающей среды, устойчивости и изменения климата, а также способствовать позитивным изменениям в агропродовольственных системах путем создания новых предпринимательских возможностей. В то же время существуют риски, так как автоматизация может создавать неравенство, если к ней не имеют доступа небольшие производители. Также небходим разумный подход к внедрению хайтек технологий, чтобы они приносили прибыль и не имели негативных экологических последствий.
Чтобы раскрыть весь потенциал сельскохозяйственной автоматизации, технологии должны быть доступными, инклюзивными, и они должны повысить экологическую устойчивость. Ключевой задачей является обеспечение того, чтобы технологии были адаптированы к местным условиям и местным инновациям.
Вертикальное фермерство
В 2022 году в связи с энергетическим кризисом,связанным с войной, развязанной в Украине рф, темпы внедрения вертикальных технологий в странах Восточной Европы несколько замедлились. Несмотря на это, аналитики EastFruit посетили несколько успешно работающих проектов в странах присутствия. Отметим, что первые проекты вертикальных ферм уже появились в Украине, Молдове, Грузии и других странах региона, а в Узбекистане и Таджикистане о них пока почти ничего неизвестно.
Постепенно производители овощей, пряных трав и зелени экспериментируют с автоматизированными гидропонными и аэропонными фермами, гидропонными контейнерами, созданными по концепции акселератора, контейнерными фермами, выполняющими, по сути, функцию сервисного фермерства для торговых сетей, вертикальными фермами витринного типа при ресторанах и супермаркетах, а также бытовыми мини-фермами размером в несколько квадратных метров.
Хотя зелень и овощи из городских вертикальных ферм в супермаркетах уже не являются новинкой для многих потребителей во всем мире, их доступность в супермаркетах Восточной Европы и Кавказа еще больше выросла, особенно после пандемии. Сейчас ритейлеры не только продают зелень из вертикальных ферм, но и участвуют в развитии этого бизнеса, напрямую инвестируя в вертикальный агробизнес или устанавливая небольшие вертикальные фермы в супермаркетах.
Сейчас вертикальные хайтек-технологии только в самом начале пути развития, однако удешевление технологий и их разнообразие откроют новые возможности для получения прибыли.
Так, в 2022 году EastFruit посетил ферму High Gardens в Грузии, которая расположена в индустриальном районе Тбилиси и занимает 280 кв м. За месяц ферма может производить 1,5 т редких видов зелени и овощей – таких как пак чой (разновидность китайской капусты), татцой, васаби, горчицы осака, редиса, кейла (кудрявая капуста). Всего в ассортименте вертикальной фермы более 10 видов растений, продолжительность вегетации которых составляет от 20 до 45 дней. Идея контролируемого производства зелени и овощей появилась в разгар пандемии. А восстановление спроса из сектора HoReCa, который требует непрерывного снабжения свежими и вкусными продуктами, особенно для требовательной азиатской кухни, побудил грузинских предпринимателей вместе с американскими коллегами инвестировать в вертикальное производство.
Отметим, что если вы решите инвестировать в вертикальную ферму, то чтобы не обанкротится, важно сразу правильно подобрать культуру. Так как ее замена в процессе выращивания потребует колоссальных инвестиций. Именно поэтому зачастую фермеры, инвестирующие в вертикальные технологии, занимаются выращиванием наиболее маржинальных культур, таких как базилик и салат-латук.
Стоит отметить, что на сегодняшний день, в Украине, в связи со сложной энергетической ситуацией, сложившейся в результате постоянных обстрелов рф, темпы внедрения вертикальных технологий замедлились. Однако существуют успешные проекты выращивания пряных трав, зелени, овощей и даже самой дорогой специи в мире — шафрана в вертикальных фермерах.
Инновационные фермы работают даже в бомбоубежищах. Так, Виктор Шулешко лишился исследовательской лаборатории в Днепре, расположенной в аэропорту, но продолжил исследования и в бомбоубежище выращивает на 16 кв м на четыреуровневых стеллахажах различные пряные травы. При этом, фермер разработал собственные системы освещения, которые планирует експортировать в страны ЕС и ОАЭ.
Также команда EastFruit в 2022 году провела специализированную онлайн-конференцию “Вертикальные фермы: стратегии развития, рабочие бизнес-модели и риски” в ходе которой эксперты-практики рассказали о концепции вертикальных ферм, рабочих моделях и с чего начинать планирование вертикального бизнеса. Одним из спикеров был Владимир Новый, директор компании Green Wave Organic который создал уникальный вертикальный комплекс выращивания овощей и зелени в Украине. Комплекс максимально автоматизирован, что позволяет существенно снизить влияние человеческого фактора на процесс производства. Благодаря вертикальным фермам, овощи и зелень можно выращивать в максимальной близости к точкам реализации. Таким образом, можно существенно сэкономить на логистике. К покупателям т поступает свежая продукция «с грядки» по доступной цене. Даже маленький комплекс на 15 соток закрывает потребность в зелени почти по всей Западной Украине –-+1,5 тыс. кг продукции ежедневно производит украинская инновационная вертикальная ферма на 1,5 тыс. кв.м.
Электроэнергия в вертикальных фермрах – это важнейший фактор. Она в вертикальных фермах нужна не только для освещения, она может потребоваться для обогрева или для охлаждения, для вентиляции. Кроме того, значительное количество электроэнергии требуется для обеспечения работы IT-инфраструктуры (компьютеров, сенсоров и т.д.). И все это, на фоне наблюдающегося в мире подорожания электроэнергии, особенно если она не производится в собственном хозяйстве – внушительные расходы.
В то же время многие компании вертикального фермерства стремятся, чтобы их производство базировалось на возобновляемых источниках энергии и энергоэффективности. То, что вода в вертикальных фермах используется на 70-80% экономнее, чем в традиционных хозяйствах. Очевидны и огромные преимущества с точки зрения эффективного использования земельных ресурсов.
Еще одна среда выращивания, где агроэлектроэнергетика может преуспеть, — это фермы на крышах, где ограниченное количество воды и более высокие температуры могут препятствовать как функционированию панелей, так и росту сельскохозяйственных культур.
Электрическая независимость, хайтек симбиоза растений и солнечных панелей
Предприниматели Восточной Европы в условиях энергетического кризиса столкнулись с ростом цен на электроэнергию, дизельное топливо и удобрения. Многие находят решение в фотоэлектрических панелях, которые помогают экономить и обеспечивают бесперебойный процесс работы плодоовощных предприятий.
Солнечные парки нового поколения позволяют производить энергию и продукты питания, а также экономить воду, могут помочь решить возникшую проблему землепользования, связанную с производством и использованием солнечной энергии.
Так интересен опыт молдавского экспортера овощей и фруктов, который в ноябре 2022 года запустил систему солнечных панелей, обеспечив бесперебойность производства. Так, в Криулянском районе Молдовы на территории предприятия Fani SRL, которая ежегодно собирает и экспортирует около 4000 тонн фруктов в страны Европейского Союза, заработала фотоэлектрическая система. Проект реализован в рамках программы «Поддержка перехода к зеленой экономике». Установленная фотоэлектрическая система будет обеспечивать альтернативной энергией линию сортировки и упаковки компании Fani SRL, которая уже более 7 лет работает и помогает экспортировать сливы, виноград и абрикосы в такие страны, как Германия, Австрия, Румыния, Латвия и Литва.
Недавнее исследование университета Аризоны Biosphere 2 доказало эффективность выращивания томатов между солнечными панелями: растения получают меньше теплового стресса, а панели лучше охлаждаются благодаря транспирации растений. Тень, создаваемая солнечными панелями, может помочь сохранить воду, создать влажность и снизить температуру, которая может стать слишком высокой даже для теплолюбивых помидоров.
Поскольку мир стремится достичь нулевых выбросов к 2050 году в соответствии с Парижским соглашением, а Европа пытается уменьшить свою зависимость от российских углеводородов после вторжения в Украину, страны стремятся нарастить свои солнечные мощности.
Также интересно нестандартное решение, которое нашли в Грузии для быстрого охлаждения ягоды сразу после сбора – использование мобильного холодильника на базе микроавтобуса, который работает на энергии солнца. Солнечные панели обеспечивают электричеством зарядку аккумуляторов. Постоянное напряжение, подаваемое от инвертора, обеспечивает достижение заданных температур в холодильной камере, которая способна автономно работать в диапазоне -2 +4 градуса в течение 1–1,5 часов. В выключенном режиме камера продолжает держать температуру еще в течение 5 часов.
Тепличный хай-тек
В этом году ученые Вагенингенского университета (Нидерланды) работают над улучшением условий труда в теплицах. Ведь производство все больше роботизируется, механизируется и оцифровывается. Однако нуждается в работниках. Чтобы привлечь рабочих, советуют уменьшить влияние жары и высокой влаги на людей, поддерживать связь с коллегами, командой и машинами. Они разработали роект Joyride Horticulture, который поможет сделать работу в теплицах более привлекательной.
Хороший пример внедрения умных технологий в тепличный бизнес демонстрируют производители Таджикистана. Более $12 долларов с куста земляники (клубники) – это реальный опыт производителя. Качественная ягода стоит дороже в 2-4 раза, и желающих за неё заплатить больше, много — даже в такой небогатой стране, как Таджикистан. Именно такую ягоду выращивают в современной теплице ООО «Хариф» возле Худжанда. Здесь EastFruit увидел ультра-современные теплицы, а в них – четыре разных подхода к выращиванию земляники садовой (клубники) лучших сортов итальянской селекции.
Смарт-системы мониторинга
Современные фермеры становятся все больше айтишниками. Смартфон в руке, ноутбук со смарт-программой, дрон – это уже стандарт современного фермера.
Отдельно остановимся на системах мониторинга и автоматизации производственных процессов с помощью смарт-приложений для телефона и ноутбука. Разнообразие программ «ферм в смартфоне» и решений smart farming насыщают этот рынок, развивают его и делают все более доступным для фермеров.
В картофельных полях Узбекистана устанавливаются устройства мониторинга Е-kakashi. В результате анализа полученных данных будут выработаны рекомендации для узбекских фермеров по повышению урожайности картофеля и борьбе с болезнями. Это киберфизическая система, включающая в себя сложную сеть сенсоров и модулей обработки данных, использующая такие технологии как Интернет вещей, супермассивы данных и искусственный интеллект. В задачи системы входят мониторинг и сбор данных с полей, их анализ с помощью агрономической базы данных и формулировка рекомендаций для аграриев. Считается, что в результате фермеры смогут существенно повысить эффективность своих хозяйств для достижения максимальной урожайности при меньшей нагрузке на экологию. Помимо повышения эффективности ферм, система также поможет в решении таких экологических проблем, как нестабильное водоснабжение и выбросы парниковых газов.
Также фермерам Центральной Азии и Восточной Европы доступно украинское смарт-решение комплексного управления агробизнесом в телефоне. LevadaTrace – это инновационное приложение, созданное для контроля степени выполнения работ в хозяйстве, производительности персонала и сохранения высокого качества продукции на пути «от поля к столу» и позволяет планирование и контроль деятельности по уходу за растениями, отслеживание процесса сбора и складирования, формирование отчетности по выполненным работам в хозяйстве,полное отслеживание соответствия продукции требованиям по пищевой безопасности (ISO22000 и GlobalG.A.P.).
Напомним также, что в наших публикациях о развитии робототехники и хайтек в плодоовощеводстве мы уделяли особое внимание и рискам, и барьерам, связанным с переходом к новейшим технологиям. Так, например, переход на выращивание фруктов в двух измерениях (2D или 2Д) вместо трёх (3D) может стать будущим стандартом мирового садоводства. Другими словами, если сейчас крону дерева или кустарника, даже в интенсивных садах, можно измерить по высоте, ширине и длине, то в будущем, предпочтительнее будут выглядеть технологии только с шириной и высотой, т.е. то, что многие сейчас называют «фруктовая стена» или «фрут волл». Ряды такого сада будут полностью «плоскими», и подобные коммерческие сады уже есть во многих ведущих садоводческих странах.
Хортидроны, роботы и коботы
Согласно отчету Kenneth Research о мировом рынке сельскохозяйственных роботов, численность населения планеты вырастет на 40% до 9,7 млрд к 2050 году — производство фруктов удвоится. К 2050 году площадь земель для выращивания фруктов во всем мире удвоится и составит 140 миллионов гектаров. Занятость в сельском хозяйстве сократится вдвое к 2050 году, что приведет к нехватке 5 млн сборщиков фруктов. Нехватка сборщиков уже сейчас приводит к тому, что более 10% фруктов и овощей во всем мире остаются несобранными в полях и садах. А это эквивалентно годовому потреблению в ЕС. Именно хортидроны берут на себя часть работы фермеров.
Отметим, что наиболее детально о современных роботизированных системах для плодоовощеводства вы можете прочитать в двух частях блога Межднародного консультанта ФАО ООН Катерины Зверевой «Агроботы наступают! Какую работу фермера в саду возьмут на себя роботы, коботы и дроны?», часть I и часть II.
Новые хайтек -решения увеличивают производительность, уменьшая тяжелую нагрузку на сельскохозяйственных работников, освобождают время для других видов деятельности и, в конечном счете, улучшают условия жизни и благосостояние человека. В последнее время диджитал и хайтек, внедрение автоматизации и робототехники в производство агропродукции и, в частности овощей и фруктов, совершили историческую эволюцию – переход от моторизированной механизации с 1910-х годов, затем внедрение цифрового оборудования с 1980-х годов к новейшим диджитал- технологиям и робототехнике. И эволюция продолжается, но не все сельскохозяйственные производители во всех странах находятся на одной стадии внедрения. Аналитики EastFruit на протяжении 2022 года исследовали внедрение диджитал-технологий в плодоовощной бизнес в странах мониторинга нашего проекта Грузии, Молдове, Украине, Таджикистане и Узбекистане. В процессе исследования мы обнаружили, что доступность хортидронов является ключевым фактором для небольших производителей, которые обычно не владеют собственным оборудованием. И поэтому одно из препятствий для внедрения цифровой автоматизация на предприятиях мелких производителей – это ее стоимость, поэтому важно повышение доступности технологий, а также изначально разумный стратегический подход к их внедрению. Также чтобы повысить устойчивость и быть по-настоящему инклюзивными и преобразующими, решения по автоматизации должны быть адаптированы к местным условиям, с точки зрения не только характеристики производителей, но также местных топографических, климатических и социально-экономических условий.
