Технологии для ведения сельского хозяйства – одни из древнейших в мире. Они прошли длинный путь: от палки-копалки и древних систем орошения до пестицидов и генно-модифицированных продуктов. Уже сейчас, благодаря технологиям, в развитых странах в сельском хозяйстве занято менее 5% экономически активного населения, хотя средняя занятость в этом секторе в мире остается высокой – около 40%.

Возможно, в будущем фермер сможет управлять своим хозяйством с мобильного устройства, как в игре «Веселая ферма», а всю физическую работу будут выполнять дроны, беспилотная техника и роботы. Фермы будут находиться прямо в городах (например, на крышах супермаркетов), а стадами коров будет управлять невидимая рука из космоса.

Спутники и дроны

Наблюдения со спутников помогают предсказывать погоду, получать информацию о качестве почв, ежедневно отслеживать состояние посадок, прокладывать маршруты для сельхозтехники с помощью глобальных навигационных систем вроде GPS или ГЛОНАСС и даже прогнозировать урожай. Например, инфракрасные камеры позволяют оценить состояние посевов (здоровые растения активнее поглощают свет для фотосинтеза и выделяют тепло), а лидары (приборы, «ощупывающие» пространство с помощью направленных лучей света или лазера) – лучше понять, как устроен рельеф.

Благодаря космическим навигационным системам агрономы создали концепцию точного земледелия, которой грезили потом в течение нескольких десятилетий. В ее основе лежит идея, что урожайность на разных полях и даже разных участках одного поля зависит от многих факторов. Цель точного земледелия – уловить различия и принимать решения на основе этого знания: например, дозировать удобрения и увлажнение посевов в зависимости от местности. Спутниковые наблюдения и обработка больших массивов данных современными компьютерами позволяют рисовать точные карты местности по огромному числу переменных.

В дополнение к спутникам в точном земледелии используются сканирующие местность беспилотные летательные аппараты. Навигационные системы также помогают прокладывать оптимальные маршруты для движения сельхозтехники, чтобы избежать чрезмерного уплотнения почвы, из-за которого снижается урожай, а также экономить удобрения и прочие ресурсы.

Технологии геопозиционирования применимы и в скотоводстве. На каждую корову или овцу можно, к примеру, надеть ошейник, который будет издавать раздражающий звук или иначе отпугивать животное, не давая ему заходить туда, куда нельзя, и устанавливая тем самым виртуальную ограду на пастбище. Отныне не надо будет строить заборы, чтобы держать скот подальше от ядовитых растений и сгонять его с истощенных участков пастбища.

Датчики и приложения

Замеряют влажность, ветер, температуру почвы, проверяют нет ли вредных для урожая насекомых и умеют делать много чего еще. В некоторых из этих приборов нет чего-то принципиально нового, а важно скорее повышение уровня удобства и оперативности для фермера, который может удаленно следить за состоянием своих посевов.

Есть и новые разработки в этой сфере. Например, чтобы засечь присутствие круглых червей, поедающих корни сахарной свеклы, раньше требовалось вырывать растение из земли. Благодаря разработкам немецких ученых теперь это можно сделать за счет световых датчиков. Растения немедленно отражают большую часть направленного на них солнечного света, однако часть его поглощается листьями для фотосинтеза и затем также поступает вовне. Здоровые и страдающие от паразитов растения отражают свет по-разному – именно эту информацию и считывает световой датчик.

Сенсоры активно используются в скотоводстве. Ошейники для коров шотландского стартапа Silent Herdsman помогают фермерам следить за здоровьем и поведением коров. В числе прочего приборы позволяют определять оптимальное время для осеменения, что увеличивает вероятность животного забеременеть, а в конечном счете – удои. Следить за каждым животным фермер может удаленно через мобильное приложение.

Вертикальное фермерство

Сокращение числа свободных сельхозугодий для обработки, экологические проблемы и транспортная перегрузка подтолкнули человечество к идее того, что фермы должны находиться в непосредственной близости от места сбыта и разрастаться не только вширь, но и ввысь. Отдельные проекты в этом направлении постепенно реализуются по всему миру.

Здание вертикальной фермы компании Spread неподалеку от японского города Киото снаружи напоминает склад или фабрику. Внутри круглый год под светом светодиодов выращивают салат латук – наименее прихотливую в этом плане культуру. Созревание занимает менее 40 дней против двух месяцев на традиционной уличной ферме. Продукция компании полезнее для здоровья, поскольку при выращивании зелени не используются пестициды, утверждают менеджеры компании. Благодаря системе фильтрации на выращивание тратится в 13 раз меньше воды по сравнению с обычными фермами. В то же время поставки в магазины более стабильны, так как посадки не зависят от прихотей погоды.

Робофермы

Наибольший эффект передовые агротехразработки дают, будучи объединенными в единую систему. Спутники, дроны и датчики могут собирать данные из внешней среды. На основе этой информации будут приниматься решения, воплощать которые будут беспилотные тракторы и комбайны, поливалки, доилки, роботы – сборщики плодов и прочая умная сельхозтехника. Некоторые шаги в сторону этой утопии уже делаются.

Та же японская Spread обещает открыть в 2017 году закрытую вертикальную робоферму «Овощная фабрика». Автоматизация позволит сократить применение человеческого труда вдвое, утверждают авторы проекта. Стоимость строительства оценивается в сумму от 1,6 млрд до 2 млрд иен (1–1,3 млрд рублей), срок окупаемости проекта – от семи до девяти лет. В первое время там будет выращиваться латук, на очереди – курчаволистная горчица и шпинат. В перспективе компания планирует выращивать в аналогичных условиях помидоры и перец.
Мясо из пробирки

Синтетическое мясо – это одновременно решение экономической (больше мяса по низкой цене), экологической (нужно меньше земли под пастбища; меньше скота, который сейчас выделяет больше углекислого газа, чем автомобили) и моральной проблем (не нужно убивать животных).

Первый в мире рукотворный бифштекс был создан в 2013 году учеными из голландского Университета Маастрихта. Он был выращен из стволовых клеток, взятых из лопатки коровы. Новинка обошлась создателям этого продукта больше, чем в $300 000. Весной 2016-го американская компания Memphis Meats представила публике первую искусственно созданную мясную тефтелю (митбол). Сейчас ученые пытается вырастить лабораторную говядину и свинину из стволовых клеток.

Немного другим путем пошли создатели стартапа Impossible Foods, в который среди прочих инвестировал в прошлом году Билл Гейтс. Они собрали привычный миллионам американцев бургер из растительных компонентов: корней сои, картофеля, кокосового масла, пшеницы, белой мускатной дыни и так далее. Чтобы придать мясу сочность, использовался заменитель крови – гем, которые содержится в растениях семейства бобовых вроде клевера или сои.

В этом году компания собиралась поставить свои псевдоговяжьи котлеты в рестораны – пока, впрочем, позволить себе их смогут только наиболее обеспеченные едоки. Но корреспондент The Wall Street Journal, летом попробовавший продукт, признать это полноценной заменой говядине отказался. Продать такое мясо по приемлемой цене пока не удается. – пока это остается главным препятствием на пути синтетического мяса на прилавки магазинов. Эксперты полагают, что его удастся преодолеть в ближайшие пять-десять лет.