В представлении большинства сельское хозяйство — отсталая отрасль. Это не так.

К 2050 году производство сельскохозяйственных культур должно практически удвоиться, чтобы накормить всех. Пока же в мире сотни миллионов голодающих, и с ростом населения проблема будет только усугубляться. Когда человек изобрёл агротехнику и химикаты, даже развивающиеся страны смогли выйти на продовольственное самообеспечение. Но технологии привели к мировому экологическому кризису: подземные воды загрязнены нитратами, почвы истощены. И вот уже ООН требует повернуться от «зелёной революции» к «зелёной экономике».

Агросектор ещё никогда не сталкивался с такой сложной задачей: обеспечить население планеты едой и при этом не навредить природе. Помочь в этом могут только инновационные ИТ-решения и новое поколение специалистов AgTech.

Спасение земель и борьба с глобальным голодом

AgTech — технологичное сельское хозяйство — не баловство для венчурных капиталистов из Кремниевой долины. За пять лет объём инвестиций в сектор вырос в пять раз — до 5 млрд долларов. На полях, в том числе в России, используют ИИ, интернет вещей и собирают большие данные. Фермеры становятся инновационными предпринимателями, работников сельхозугодий заменяют роботы и дроны, а биотехнологии и генная инженерия всё глубже проникают в сферу экономики, которую всё ещё по привычке считают архаично устроенной.

Современные фермы укрупняются: консолидация хозяйств требует новых способов контроля земель, а опыт фермера заменяется анализом данных. Например, с помощью сельскохозяйственных дронов. С их помощью строят карты земель, считают животных, мониторят состояние посадок, находят на полях больные растения (они иначе отражают инфракрасный свет) и сорняки, точечно их обрабатывают. Исследовательская компания Global Market Insights прогнозирует, что объём мирового рынка сельхоздронов через три года вырастет до миллиарда долларов. Дронов повсеместно используют в США, Европе и России. Например, на Кубани, в полях со сложным рельефом, или в Великом Новгороде, где беспилотники в тестовом режиме обрабатывают сельхозугодья лазером.

Беспилотники — понятная технология, и их относительно легко внедрить в агросектор. Но современным фермам нужны более комплексные изменения. Так, на одной из ферм в Калужской области коров доят роботы. В Хабаровском крае с помощью датчиков за скотом в прямом смысле следят изнутри: миниатюрные IoT-датчики в теле животного передают беспрерывный поток данных о здоровье и даже настроении парнокопытного. ИТ-специалистов, которые анализируют большие данные с животноводческих ферм и полей, называют агрокибернетиками.

Они же учат человека рационально использовать земли: каждый год мир теряет 12 млн гектаров пригодных для сельского хозяйства земель — это площадь четырёх Бельгий. Поэтому специалисты AgTech используют «точное земледелие»: их программы определяют состояние почвы по спутниковым снимкам и рассчитывают дозировку удобрений и полива, исходя из потребности конкретного участка — не перегружая и не истощая земли. Энтузиастов начали поддерживать на государственном уровне: в этом году 35 организаций получили гранты на 90 млн рублей на исследование и применение новых технологий.

В 2020 году агрокибернетика официально стала считаться в России профессией, и получить необходимые для неё компетенции можно и в столичных, и в региональных вузах. Например, в МТУСИ (факультет киберфизических систем), РУДН («Технологии точного земледелия»), Самарском университете («Цифровые технологии в сельхозпроизводстве и точном земледелии»).

Ещё один долгосрочный тренд в сельском хозяйстве — биоинформатика и биоинженерия. В краткосрочном прогнозе (до 2025 года) мировой рынок биоинформатики будет расти минимум на 19% в год. Рекомбинирование РНК и ДНК помогает вывести сорта, устойчивые к засухам, насекомым-вредителям и болезням, повысить питательные свойства растений — чтобы земледелие стало куда более экологичным и чистым. Модифицированные культуры, как считают в ООН, в ближайшие годы помогут в борьбе с мировым голодом.

Технологии ГМО уже признали безопасными в ВОЗ, Американской национальной академии наук и в Европейской комиссии. Она применяется и на животных. В 2016 году в России остановили выведение животных и растений с рекомбинированными ДНК, при этом научных исследований в этой области становится только больше. Биоинформатиков готовят в магистратуре ВШЭ и в Аграрном университете им. Тимирязева. А в подольском Институте животноводства им. Л. К. Эрнста обучают работать с геномом животных: например, молодые сотрудники уже выращивают ГМО-телят, от которых планируют получать гипоаллергенное молоко.

Будущих фермеров обучают использовать цифровые технологии в профильной школе при Саратовском аграрном университете, а в Аграрном университете им. Тимирязева открыли лабораторию по использованию ИИ в сельском хозяйстве. А в институте развития «Иннопрактика» готовят программу по органическому сельскому хозяйству. Все эти инициативы поддерживает «Россельхозбанк». Он также ввёл стипендии и программу стажировок для студентов, у которых есть идеи по цифровизации сельского хозяйства.

Вызовы будущего

В ближайшем будущем аграриев ждут другие вызовы: придётся искать новые источники еды (например, распечатывать стейки на 3D-принтерах или выращивать грибы на пластиковых отходах), адаптировать сельхозкультуры под изменившийся климат.

Требования к экологичности будут расти год от года, и вскоре ни одно производство не обойдётся без эколога-консультанта. Их задачей станет оценка безопасности предприятий для окружающей среды и внедрение экологичных технологий и практик.

Система тонких грибных нитей — мицелий — способна цементировать субстрат (например, опилки и солому), образуя твёрдый блок. А если постройку повредят, мицелий восстановится. Над такими проектами работают и биологи, и строители, но в будущем могут появиться узконаправленные специалисты — микологи-архитекторы. В NASA уже разрабатывают проекты лунных и марсианских баз из грибов.

Кстати, о космосе. Чтобы в рационе космонавтов-первопроходцев всегда были витамины (ведь на колонизацию Марса у человечества всё больше планов), три года назад на МКС организовывали небольшие огороды. Но из-за низкой гравитации, радиации и нарушений теплообмена выращенные овощи теряли свои вкусовые и питательные свойства. Пока с проблемой справляются регулярными поставками относительно свежей еды. Правда, когда полёты станут продолжительнее и дальше, на это решение нельзя будет рассчитывать. Решать эту задачу будут космические фермеры.

Сохранить «подходящие условия» хотя бы на Земле помогут другие технологии. Одна из них — синтетический белок. Согласно исследованию британских учёных от 2018 года, треть глобальных антропогенных выбросов парникового газа приходится на животноводческие и рыболовные фермы. Причина — метан, который вырабатывается в процессе пищеварения у коров.

Человечество пока не может отказаться от животной пищи, и клеточное сельское хозяйство станет спасением: выращивать мясо в промышленных масштабах можно в биореакторах, а яичный белок и молоко — при помощи микроорганизмов.

Пока сельскохозяйственная индустрия производит 250 млн тонн отходов ежегодно; она же во многом виновата в загрязнении и деградации почвы. Хозяйствам потребуются специалисты, которые умеют снижать вред, приносимый каждым конкретным производством. Сельскохозяйственные экологи придумывают, как снизить количество отходов и утилизировать их, как восстановить почвы и как использовать меньше химикатов на посадках. Пример такого экологичного решения — использование феромонов червей вместо пестицидов для защиты растений от болезней.

В Америке агроэкологи зарабатывают под 100 тысяч долларов в год: примерно столько же, сколько ИТ-менеджеры. Вакансии в этой сфере пока можно пересчитать по пальцам, но, например, в России это направление тоже уже начало развиваться.

Послесловие

Нехватка высококвалифицированных специалистов — одна из самых больших проблем российского агропромышленного комплекса: на каждого выпускника аграрного вуза приходится шесть вакансий. Российские предприниматели уже ищут операторов роботизированных ферм, микробиологов и научных сотрудников в геномные лаборатории. Эти и другие вакансии можно найти на портале «Я в Агро» от Россельхозбанка. Сейчас на сайте размещены более 13 тысяч вакансий для работников индустрии сельского хозяйства.

А если для профессии мечты не хватает софт- и хард-скиллов, их можно получить на курсах платформы. На сайте «Я в Агро» также есть раздел для школьников и студентов. В разделе — атлас по современным профессиям в сельском хозяйстве: он поможет и выбрать подходящую специальность, и найти вуз, где ей обучают. А для тех, кто уже стал студентом, есть стипендиальный конкурс, в котором можно принять участие уже сейчас. Этим летом участники разрабатывают прототипы для цифровизации сельского хозяйства в различных направлениях. Отправить решение нужно до 15 августа на сайте RSHB DIGITAL.