Rosnąca liczba ludności na świecie sprawia, że zapewnienie jej wyżywienia staje się coraz trudniejsze. Prognozowany wzrost globalnej populacji o 2,2 mld do roku 2050 oznacza, że konieczne będzie wyprodukowanie o około 70% więcej żywności niż dotychczas. To niepokojący wskaźnik, który zainicjował nowatorskie działania w branży rolniczej.
W celu sprostania rosnącemu zapotrzebowaniu na żywność opracowuje się i wykorzystuje rewolucyjne technologie, które pomagają kształtować przyszłość branży rolniczej. Poniżej przedstawiamy pięć spośród najciekawszych nowych technologii w branży rolniczej:
1. Rolnictwo precyzyjne
Rolnictwo precyzyjne, inaczej PA, (od ang. precision agriculture) to sposób zarządzania procesami rolniczymi poprzez obserwację, pomiary i reagowanie na zmienność upraw w obrębie pól i pomiędzy nimi. Technologie PA wykorzystywane do rolnictwa precyzyjnego są stale wdrażane w gospodarstwach rolnych na całym świecie. Zgodnie z raportem MarketsandMarkets przewiduje się, że rynek PA wzrośnie z 8,5 mld USD w 2022 r. do 15,6 mld USD do 2030 r., przy skumulowanym rocznym wskaźniku wzrostu (CAGR) wynoszącym 7,9%.
Systemy PA umożliwiają rolnikom dostęp do danych o stanie upraw, gleby i warunków środowiskowych w czasie rzeczywistym. Dane dotyczące temperatury i wilgotności gleby są gromadzone za pomocą czujników umieszczanych na polach uprawnych. Marka Carlo Gavazzi oferuje szeroki wybór czujników środowiskowych do pomiaru CO2, wilgotności względnej (RH), temperatury i prędkości powietrza. Dobrym przykładem są czujniki pojemnościowe do rejestrowania materiałów stałych lub ciekłych.
Inne urządzenia, takie jak satelity i drony (np. platforma rozwojowa Crazyflie firmy Seeed Studio) mogą również służyć do rejestrowania obrazów upraw. Po zgromadzeniu danych oprogramowanie do analizy predykcyjnej umożliwia ich analizę i przekazanie rolnikowi informacji zwrotnych na temat obszarów wymagających uwagi, dzięki czemu można uniknąć marnowania zasobów.
Na przykład, rolnicy otrzymują wskazówki dotyczące płodozmianu, optymalnego czasu sadzenia, czasu zbiorów i gospodarowania glebą za pośrednictwem aplikacji. Rolnictwo precyzyjne jest źródłem cennych informacji, które pomagają obniżyć koszty, zapewnić optymalne zdrowie upraw i zmniejszyć wpływ na środowisko.
2. Rolnictwo wertykalne
Niekorzystne warunki pogodowe są jednym z największych wyzwań stojących przed produkcją żywności. Hodowla wertykalna pozwala na uprawę roślin w kontrolowanych warunkach, umożliwiając stabilną i regularną produkcję przez cały rok. Rolnictwo wertykalne polega na wykorzystaniu systemów automatyzacji, oprogramowania, robotyki i nauki o danych do uprawy roślin w układzie pionowym z optymalnymi warunkami wzrostu, przy użyciu oświetlenia LED i hydroponiki. Dzięki rolnictwu wertykalnemu uprawa roślin na obszarach miejskich jest bardziej wydajna i zrównoważona, umożliwiając jednocześnie uprawę większej ilości roślin na mniejszej przestrzeni. Oto kilka zalet i wad rolnictwa wertykalnego:
Zalety rolnictwa wertykalnego
- Grow crops all year-round – as crops are in a controlled environment in a vertical farm, there is no risk of adverse weather conditions, causing quality of crops to drop. Growers won’t suffer from losses of income due to factors out of their control.
- Grow more in less space – traditional farms require fertile arable land. As vertical farming relies on expanding upwards, it’s possible to achieve higher productivity on a smaller land area.
- Use less water – the hydroponic growing process only uses around 10% of the water of traditional farming methods, and it can be reused too.
- Eliminate the need for pesticides – pesticides can contaminate soil, turf and vegetation. With a controlled environment, pests can’t enter and thus eliminates the need for pesticides.
- Reduce transport costs – last-mile delivery is usually the most expensive part of the supply chain. Crops are usually transported across oceans and continents. Vertical farming can be done more or less anywhere, and the location can be closer to the customers, reducing transport costs and carbon dioxide emissions.
- Lower labour costs – as a lot of the process involved in vertical farming is automated, meaning overall overheads for staff doesn’t need to be as high.
Wady rolnictwa wertykalnego
- High initial costs – the plant, LED lights, software, and sophisticated growing systems are expensive, especially when compared to sun and rain – which are free.
- Uses a lot of energy – as vertical farming is indoors, LED lights must provide all of the light all of the time. Some plants also still use fossil fuels, which isn’t the most sustainable solution.
- Requires sophisticated skills – not to mention the initial setup will need an expert in technological systems, the high tech involved in each step of the process will need highly trained individuals.
- Pollination is hindered – poor pollination often results in poor fruit sets. Bees, birds and wind are natural pollinators which can’t be replaced by man-made methods.
- Highly tech dependent – a vertical farm relies heavily on technology for the correct lighting, watering temperature and humidity. If one of these fails it can have a detrimental impact.
3. Roboty rolnicze
Robotyka i procesy automatyzacji przekształcają sektor rolniczy, przyczyniając się do zwiększenia produktywności i wydajności. Przewiduje się, że robotyka będzie się stale rozwijać w ciągu najbliższych lat. Jak wynika z danych MarketsandMarkets, rynek robotów rolniczych wzrośnie w latach 2022-2026 ponad dwukrotnie, z 5,9 mld USD do 11,9 mld USD. Zgodnie z oczekiwaniami, najszybciej rozwijającym się sektorem będą autonomiczne ciągniki, ze wskaźnikiem CAGR na poziomie 29,7%.
Roboty rolnicze są coraz częściej wykorzystywane w sektorze rolniczym jako narzędzie walki z niedoborem siły roboczej, rosnącymi kosztami i zwiększonym popytem na żywność. Roboty mogą być wykorzystywane do monotonnych zadań, takich jak zbieranie i pakowanie lub sadzenie nasion. Wraz z rozwojem technologii możemy spodziewać się, że roboty będą wykorzystywane do znacznie bardziej złożonych zadań, takich jak monitorowanie upraw i pomiar poziomu pH w glebie. Przykładami prac, do których obecnie wykorzystuje się roboty rolnicze, są:
- Harvesting
- Weed control
- Mowing
- Seeding
- Spraying
- Sorting and packaging
- Livestock monitoring
- Irrigation
- Crop health monitoring
- Phenotyping
Więcej informacji na temat zastosowania robotów w rolnictwie można znaleźć w drugiej edycji naszego przewodnika po robotyce i automatyzacji.
4. Edycja genomu i biotechnologia
Edycja genomu, która umożliwia hodowcom roślin wprowadzanie bardzo specyficznych zmian w DNA, może udoskonalić wiele rodzajów upraw. Rośliny mogą być genetycznie modyfikowane, aby uodparniać je na szkodniki, choroby, a nawet suszę. Zaawansowane technologie edycji genów, takie jak CRISPR-Cas9, otwierają nowe możliwości ulepszania upraw. Biotechnologia przyczynia się również do rozwoju organizmów modyfikowanych genetycznie (GMO), oferujących takie korzyści, jak zwiększona wartość odżywcza. Do najczęściej uprawianych roślin GMO należą soja, kukurydza i bawełna. W artykule opublikowanym przez amerykańską Agencję Żywności i Leków stwierdzono, że w 2020 r. soja GMO, bawełna GMO i kukurydza GMO stanowiły ponad 90% całej produkcji każdego z tych produktów.
5. Rolnictwo cyrkularne
Chcąc zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na żywność związane z przewidywanym wzrostem liczby ludności na świecie, łatwo jest pominąć kwestie zrównoważonego rozwoju. Zrównoważony rozwój jest jednak kluczem do zdrowej przyszłości. Przewiduje się, że w ciągu najbliższych kilku lat rolnictwo cyrkularne zyska na popularności. Specyfika tego rolnictwa polega na minimalizowaniu nakładów zewnętrznych, zamykaniu obiegu składników odżywczych i regeneracji gleby. Rolnictwo cyrkularne praktykowane na szeroką skalę pozwala zmniejszyć zapotrzebowanie na zasoby i obniżyć emisję gazów cieplarnianych. Zgodnie z założeniami rolnictwa cyrkularnego, wszystkie procesy koncentrują się na zrównoważonym rozwoju, od uprawy i zbiorów po transport i konsumpcję.
Rodzaje rolnictwa cyrkularnego
- Mixed farming – growing crops which are interdependent, rather than growing in isolation, where the cultivation of one presents favourable conditions for the other on the same land. For example, using land to combine crop growing and animal husbandry can deepen circular agriculture by using locally produced feed or manure instead of imported fertilisers.
- Agroforestry – this refers to growing trees and other plants alongside crops. Planting trees in agricultural landscapes can enhance soil fertility and restore biodiversity. It also reduces the reliance on chemicals and fertilisers.
- Organic agriculture – reduces the use of synthetic fertilisers and pesticides and are replaced by site-specific management practices to prevent pests and diseases and long-term health of crops.
