У світі 2022 року стався «бум» хайтек, діджитал та технологій робототехніки для агробізнесу, і це кардинально змінює майбутнє світового сільського господарства. В Австралії літають дрони-джмелі для запилення в теплицях, а у Фінляндії запилюють дрони-бджоли ізраїльського виробництва Arugga AI Farming. У Японії з’явився дрон-сторож, який літає для запобігання крадіжкам фруктів у садах. У метро Тайваню і на дахах будинків у Сінгапурі будують вертикальні ферми.Найбільша у світі вертикальна ферма в Дубаї виробляє 2 млн фунтів зелені на рік. А у США дрон-садівник облітає вертикальну ферму в пошуках чогось незвичайного на листі — жовтих плям, нерівномірних ділянок росту, довжини стебла чи забарвлення. Водночас в Італії дрон Tevel збирає врожай яблук, що встигли, а в Іспанії робот-збирач AINIA збирає впалі придатні до вживання плоди, скорочуючи відходи виробництва. Поки що в одних країнах активно використовують екологічні електротрактори, в інших досліджують методи вирощування сільськогосподарських культур в умовах мікрогравітації та розробляють технології безпідставного живлення.
У країнах регіону проєкту EastFruit також відбуваються колосальні хайтек-зміни. Так, на українському агроринку, який є одним із найважливіших у Європі, 1,5 тис.дронів, у 2021 році, перед війною, обробили свій перший мільйон гектарів! Тут же й найбільш лояльне законодавче та правове поле у технологіях використання дронів, і це, напевно, одна з причин, через яку Україна перебуває попереду у використанні та інтеграції хайтек- та технологій роботизації.
Саме тому у 2022 році Міжнародний проєкт EastFruit за підтримки Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (ФАО) та Європейського банку реконструкції та розвитку (EBRD) у співпраці з Sapienza Media провели серію онлайн-конференцій EastFruitHortiTech, на яких провідні фахівці регіону розповіли про тенденції, технології. та переваги диджиталізації садівництва, а також можливості використання новітніх технологічних досягнень для підвищення прибутковості садівництва та зниження впливу на навколишнє середовище.
Безпілотні технології, роботи та дрони
Використання дронів допомагає виробникам овочів та фруктів суттєво збільшити власний прибуток. За підрахунками фахівців української компанії Drone.ua, спікерів першого вебінару із серії #EastFruitHortiTech “Безпілотні технології у садівництві та овочівництві: можливості використання у Східній Європі та Центральній Азії”, економічний ефект від впровадження безпілотників у роботу в господарстві за один сезон досягає $200 тис. завдяки отриманню додаткового врожаю, економії агроресурсів.
Попри війну, українські фермери щороку стають більш відкритими для впровадження інноваційних технологій у процес своєї роботи.В Україні навіть існують школи пілотів агродронів та найбільший флот агродронів у Східній Європі. українські фермери перебувають на позиції №1 у світі за швидкістю впровадження роботизованих процесів, сервісів та взагалі технологій.
В Україні навіть в умовах війни є Повітряний кодекс для безпілотників, що включає редагування для роботи з дронами для агробізнесу. Це і скорочення процедури резервування повітряного простору, і розширення переліку типів операцій та польотів, що не потребують отримання спеціальних дозволів, спрощення системи обліку спеціальностей операторів дронів. Уряд добре розуміє, наскільки важливим є напрям роботизації для сільського господарства. Цікавим є також досвід України у внесенні пестицидів за допомогою дронів. Законодавчими правками використання дронів в агробізнесі не прирівнюють до авіації, оскільки вони екологічнішими, ніж авіація, і дуже точно вносять ЗЗР. В Україні досить активно використовують безпілотні системи для оцінки стану посівів овочів та садів, при внесенні ЗЗР та листових підживлень, що дозволяє економити значні кошти на ЗЗР, добривах та інших операціях у саду та в полі.
Моніторинг посівів за допомогою дронів стає дедалі популярнішим і серед аграріїв Молдови. Дрони можуть набагато швидше, частіше та точніше відстежувати стан агрокультур, надаючи комплексні дані за низькою ціною. Наприклад, визначення стану рослинності та стану культур здійснюється за допомогою мультиспектральних камер дронів. Вони об’єднують дані з кількох окремих датчиків, щоб можна було швидко проаналізувати еволюцію рослин, наявність бур’янів і комах, нестачу води тощо. Більш того, програми аналізу захоплених зображень можуть створювати карти, що включають індекси здоров’я рослин.
У Грузії на виноградниках вже успішно працюють дрони для моніторингу, а в мигдальних садах – на обприскуванні. За допомогою дронів у садівництві можна керувати не ділянками саду, а керувати кожним окремим деревом. Це призводить до вищої стійкості вирощування фруктів, а також до підвищення прибутку.
А ось перехід на роботизацію в країнах Центральної Азії, де поки що спостерігається надлишок робочої сили та немає дефіциту охочих працювати у полі чи саду, відбувається не надто швидко. І це при тому, що безпілотні технології в Узбекистані та Таджикистані зараз потрібні найбільше. На цей час саме в країнах Центральної Азії, Таджикистані та Узбекистані рівень інтересу до них залишається найнижчим серед країн присутності проєкту EastFruit, попри те, що ефективність безпілотних технологій в екосистемі аграрної робототехніки є незаперечною.
Автоматизація у сільському господарстві може сприяти досягненню цілей сталого розвитку (ЦУР) до 2030 року., таким як ЦУР 1 («Ліквідація бідності») та ЦУР 2 («Нульовий голод») та тих, що стосуються навколишнього середовища, стійкості та зміни клімату, а також сприяти позитивним змінам в агропродовольчих системах шляхом створення нових підприємницьких можливостей. У той самий час існують ризики, оскільки автоматизація може створювати нерівність, якщо до неї немає доступу невеликі виробники. Також необхідно розумний підхід до впровадження хайтек технологій, щоб вони приносили прибуток і не мали негативних екологічних наслідків.
Щоб розкрити весь потенціал сільськогосподарської автоматизації, технології мають бути доступними, інклюзивними, і вони мають підвищити екологічну стійкість. Ключовим завданням є забезпечення того, щоб технології були адаптовані до місцевих умов та місцевих інновацій.
Вертикальне фермерство
У 2022 році у зв’язку з енергетичною кризою, пов’язаною з війною, розв’язаною в Україні росії, темпи впровадження вертикальних технологій у країнах Східної Європи дещо сповільнилися. Попри це, аналітики EastFruit відвідали кілька успішно робочих проєктів у країнах присутності. Зазначимо, що перші проєкти вертикальних ферм уже з’явилися в Україні, Молдові, Грузії та інших країнах регіону, а в Узбекистані та Таджикистані про них поки що майже нічого невідомо.
Поступово виробники овочів, пряних трав і зелені експериментують з автоматизованими гідропонними та аеропонними фермами, гідропонними контейнерами, створеними за концепцією акселератора, контейнерними фермами, що виконують, по суті, функцію сервісного фермерства для торгових мереж, вертикальними фермами вітринного типу. побутовими мініфермами розміром кілька квадратних метрів.
Хоча зелень та овочі з міських вертикальних ферм у супермаркетах вже не є новинкою для багатьох споживачів у всьому світі, їхня доступність у супермаркетах Східної Європи та Кавказу ще більше зросла, особливо після пандемії. Зараз ритейлери не тільки продають зелень із вертикальних ферм, а й беруть участь у розвитку цього бізнесу, безпосередньо інвестуючи у вертикальний агробізнес або встановлюючи невеликі вертикальні ферми у супермаркетах.
Наразі вертикальні хайтек-технології лише на самому початку шляху розвитку, проте здешевлення технологій та їхня різноманітність відкриють нові можливості для отримання прибутку.
Так, у 2022 році EastFruit відвідав ферму High Gardens у Грузії, яка розташована в індустріальному районі Тбілісі та займає 280 кв м. За місяць ферма може виробляти 1,5 т рідкісних видів зелені та овочів – таких як пак чой (різновид китайської капусти), татцою, васабі, гірчиці осака, редиски, кейлу (кучерява капуста). Загалом в асортименті вертикальної ферми понад 10 видів рослин, тривалість вегетації яких становить від 20 до 45 днів. Ідея контрольованого виробництва зелені та овочів з’явилася у розпал пандемії. А відновлення попиту з сектору HoReCa, який потребує безперервного постачання свіжих та смачних продуктів, особливо для вимогливої азійської кухні, спонукав грузинських підприємців разом з американськими колегами інвестувати у вертикальне виробництво.
Зазначимо, що якщо ви вирішите інвестувати у вертикальну ферму, то щоб не збанкрутувати, важливо одразу правильно підібрати культуру. Оскільки її заміна у процесі вирощування вимагатиме колосальних інвестицій. Саме тому найчастіше фермери, які інвестують у вертикальні технології, займаються вирощуванням найбільш маржинальних культур, таких як базилік та салат-латук.
На сьогодні, в Україні, у зв’язку зі складною енергетичною ситуацією, що склалася в результаті постійних обстрілів Росії, темпи впровадження вертикальних технологій сповільнилися.Однак є успішні проєкти вирощування пряних трав, зелені, овочів і навіть найдорожчої спеції у світі — шафрану у вертикальних фермерах.
Інноваційні ферми працюють навіть у бомбосховищах. Так, Віктор Шулешко втратив дослідницьку лабораторію в Дніпрі, розташовану в аеропорту, але продовжив дослідження і в бомбосховищі вирощує на 16 кв м на чотирирівневих стелажах різні пряні трави. При цьому фермер розробив власні системи освітлення, які планує експортувати до країн ЄС та ОАЕ.
Також команда EastFruit у 2022 році провела спеціалізовану онлайн-конференцію “Вертикальні ферми: стратегії розвитку, робочі бізнес-моделі та ризики” в ході якої експерти-практики розповіли про концепцію вертикальних ферм, робочі моделі й з чого розпочинати планування вертикального бізнесу. Одним зі спікерів був Володимир Новий, директор компанії Green Wave Organic, який створив унікальний вертикальний комплекс вирощування овочів та зелені в Україні. Комплекс максимально автоматизований, що дозволяє суттєво знизити вплив людського фактора на процес виробництва. Завдяки вертикальним фермам, овочі та зелень можна вирощувати у максимальній близькості до точок реалізації. Таким чином, можна суттєво заощадити на логістиці. До покупців надходить свіжа продукція «з грядки» за доступною ціною. Навіть маленький комплекс на 15 соток закриває потребу в зелені майже по всій Західній Україні – +1,5 тис. кг продукції щодня виробляє українська вертикальна інноваційна ферма на 1,5 тис. кв.м.
Електроенергія у вертикальних фермах – найважливіший чинник. Вона у вертикальних фермах потрібна не тільки для освітлення, вона може бути потрібна для обігріву або для охолодження, для вентиляції. Крім того, значна кількість електроенергії потрібна для забезпечення роботи ІТ-інфраструктури (комп’ютерів, сенсорів тощо). І все це, на тлі подорожчання електроенергії, що спостерігається у світі, особливо якщо вона не виробляється у власному господарстві – значні витрати.
Водночас багато компаній вертикального фермерства прагнуть, щоб їхнє виробництво базувалося на відновлюваних джерелах енергії та енергоефективності. Те, що вода у вертикальних фермах використовується на 70-80% економніше, ніж у традиційних господарствах. Очевидними є і величезні переваги з точки зору ефективного використання земельних ресурсів.
Ще одне середовище вирощування, де агроелектроенергетика може досягти успіху, — це ферми на дахах, де обмежена кількість води та вищі температури можуть перешкоджати як функціонуванню панелей, так і зростанню сільськогосподарських культур.
Електрична незалежність, хайтек симбіозу рослин та сонячних панелей.
Підприємці Східної Європи в умовах енергетичної кризи зіткнулися зі зростанням цін на електроенергію, дизельне паливо та добрива. Багато хто знаходить рішення у фотоелектричних панелях, які допомагають економити та забезпечують безперебійний процес роботи плодоовочевих підприємств.
Сонячні парки нового покоління дозволяють виробляти енергію та харчові продукти, а також економити воду, можуть допомогти розв’язати проблему землекористування, що виникла, пов’язану з виробництвом і використанням сонячної енергії.
Такий цікавий досвід молдавського експортера овочів та фруктів, який у листопаді 2022 року запустив систему сонячних панелей, забезпечивши безперебійність виробництва. Так, у Криулянському районі Молдови на території підприємства Fani SRL, яка щороку збирає та експортує близько 4000 тонн фруктів до країн Європейського Союзу, запрацювала фотоелектрична система. Проєкт реалізовано у рамках програми «Підтримка переходу до зеленої економіки». Встановлена фотоелектрична система забезпечуватиме альтернативною енергією лінію сортування та упаковки компанії Fani SRL, яка вже понад 7 років працює та допомагає експортувати сливи, виноград та абрикоси до таких країн, як Німеччина, Австрія, Румунія, Латвія та Литва.
Нещодавнє дослідження університету Аризони Biosphere 2 довело ефективність вирощування томатів між сонячними панелями: рослини отримують менше теплового стресу, а панелі краще охолоджуються завдяки транспірації рослин.Тінь, створювана сонячними панелями, може допомогти зберегти воду, створити вологість та знизити температуру, яка може стати надто високою навіть для теплолюбних помідорів.
Оскільки світ прагне досягти нульових викидів до 2050 року відповідно до Паризької угоди, а Європа намагається зменшити свою залежність від російських вуглеводнів після вторгнення в Україну, країни прагнуть наростити свої сонячні потужності.
Також цікавим є нестандартне рішення, яке знайшли в Грузії для швидкого охолодження ягоди відразу після збирання – використання мобільного холодильника на базі мікроавтобуса, який працює на енергії сонця. Сонячні панелі забезпечують електрикою заряджання акумуляторів. Постійна напруга, що подається від інвертора, забезпечує досягнення заданих температур в холодильній камері, здатної автономно працювати в діапазоні -2 +4 градуси протягом 1-1,5 годин. У вимкненому режимі камера продовжує тримати температуру протягом 5 годин.
Тепличний хай-тек
Цього року вчені Вагенінгенського університету (Нідерланди) працюють над покращенням умов праці у теплицях. Адже виробництво дедалі більше роботизується, механізується та оцифровується. Проте потребує працівників. Щоб залучити робітників, радять зменшити вплив спеки та високої вологи на людей, підтримувати зв’язок із колегами, командою та машинами. Вони розробили проєкт Joyride Horticulture, який допоможе зробити роботу в теплицях привабливішою.
Хороший приклад впровадження розумних технологій у тепличний бізнес демонструють виробники Таджикистану.Понад $12 доларів із куща суниці (полуниці) – це реальний досвід виробника. Якісна ягода коштує дорожче у 2-4 рази, і охочих за неї заплатити більше, багато навіть у такій небагатій країні, як Таджикистан. Саме таку ягоду вирощують у сучасній теплиці ТОВ «Харіф» біля Худжанду. Тут EastFruit побачив ультрасучасні теплиці, а в них – чотири різні підходи до вирощування суниці садової (полуниці) найкращих сортів італійської селекції.
Смарт-системи моніторингу
Сучасні фермери стають дедалі більше айтішниками. Смартфон у руці, ноутбук зі смартпрограмою, дрон – це вже стандарт сучасного фермера.
Окремо зупинимося на системах моніторингу та автоматизації виробничих процесів за допомогою смартдодатків для телефону та ноутбука. Різноманітність програм «ферм у смартфоні» та рішень smart farming насичують цей ринок, розвивають його та роблять все більш доступним для фермерів.
У картопляних полях Узбекистану встановлюються пристрої моніторингу Е-kakashi. В результаті аналізу отриманих даних будуть вироблені рекомендації для узбецьких фермерів щодо підвищення врожайності картоплі та боротьби з хворобами. Це кіберфізична система, що включає складну мережу сенсорів і модулів обробки даних, що використовує такі технології як Інтернет речей, супермасиви даних і штучний інтелект. До завдань системи входять моніторинг та збирання даних з полів, їх аналіз за допомогою агрономічної бази даних та формулювання рекомендацій для аграріїв. Вважається, що в результаті фермери зможуть суттєво підвищити ефективність своїх господарств для досягнення максимальної врожайності за меншого навантаження на екологію. Крім підвищення ефективності ферм, система також допоможе у розв’язанні таких екологічних проблем, як нестабільне водопостачання та викиди парникових газів.
Також фермерам Центральної Азії та Східної Європи є українське смартрішення комплексного управління агробізнесом у телефоні. LevadaTrace – це інноваційний додаток, створений для контролю ступеня виконання робіт у господарстві, продуктивності персоналу та збереження високої якості продукції на шляху «від поля до столу» та дозволяє планування та контроль діяльності з догляду за рослинами, відстеження процесу збору та складування, формування звітності з виконаним роботам у господарстві, повне відстеження відповідності продукції вимогам щодо харчової безпеки (ISO22000 та GlobalG.A.P.).
Нагадаємо також, що в наших публікаціях про розвиток робототехніки та хайтек у плодоовочівництві ми приділяли особливу увагу і ризикам, і бар’єрам, пов’язаним із переходом до новітніх технологій. Так, наприклад, перехід на вирощування фруктів у двох вимірах (2D або 2Д) замість трьох (3D) може стати майбутнім стандартом світового садівництва. Інакше кажучи, якщо зараз крону дерева чи чагарника, навіть в інтенсивних садах, можна виміряти за висотою, шириною і довжиною, то майбутньому, мають кращий вигляд технології лише з шириною і висотою, тобто. те, що багато хто зараз називає «фруктова стіна» або «фрут волл». Ряди такого саду будуть повністю «плоскими», і подібні комерційні сади вже є у багатьох провідних садівничих країнах.
Хортидрони, роботи та коботи
Згідно зі звітом Kenneth Research про світовий ринок сільськогосподарських роботів, чисельність населення планети зросте на 40% до 9,7 млрд до 2050 року – виробництво фруктів подвоїться. До 2050 року площа земель для вирощування фруктів у всьому світі подвоїться та становитиме 140 мільйонів гектарів. Зайнятість у сільському господарстві скоротиться вдвічі до 2050 року, що призведе до нестачі 5 млн збирачів фруктів. Нестача збирачів вже зараз призводить до того, що понад 10% фруктів та овочів у всьому світі залишаються незібраними у полях та садах. А це еквівалентно річному споживанню в ЄС. Саме хортидрони беруть він частина роботи фермерів.
Зазначимо, що найбільш детально про сучасні роботизовані системи для плодоовочівництва ви можете прочитати у двох частинах блогу Міжнародного консультанта ФАО ООН Катерини Звєрєвої «Агроботи наступають! Яку роботу фермера в саду візьмуть на себе роботи, коботи та дрони?», частина I та частина II.
Нові хайтек рішення збільшують продуктивність, зменшуючи важке навантаження на сільськогосподарських працівників, звільняють час для інших видів діяльності й, зрештою, покращують умови життя та добробут людини. Останнім часом діджитал і хайтек, впровадження автоматизації та робототехніки у виробництво агропродукції й, зокрема, овочів та фруктів, здійснили історичну еволюцію – перехід від моторизованої механізації з 1910-х років, потім впровадження цифрового обладнання з 1980-х років до новітніх діджитал-технолог та робототехніки. І еволюція продовжується, але не всі сільськогосподарські виробники у всіх країнах знаходяться на одній стадії впровадження. Аналітики EastFruit протягом 2022 року дослідили впровадження діджитал-технологій у плодоовочевий бізнес у країнах моніторингу нашого проєкту Грузії, Молдові, Україні, Таджикистані та Узбекистані. У процесі дослідження ми виявили, що доступність хортидронів є ключовим фактором для невеликих виробників, які зазвичай не мають власного обладнання. І тому одна з перешкод для впровадження цифрової автоматизації на підприємствах дрібних виробників – це її вартість, тому важливим є підвищення доступності технологій, а також спочатку розумний стратегічний підхід до впровадження. Також, щоб підвищити стійкість і бути по-справжньому інклюзивними та перетворювальними, рішення з автоматизації мають бути адаптовані до місцевих умов, з погляду не лише характеристик виробників, але також місцевих топографічних, кліматичних та соціально-економічних умов.
