Синтетическая биология, цифровое земледелие и теплицы в космосе — как устроено сельское хозяйство будущего

Синтетическая биология

Эта наука рассматривает генетический материал растений или животных как код, который можно запрограммировать, и является новым этапом развития генной инженерии. Ученые, которые работают в этой сфере (биологи, программисты и инженеры), усиливают имеющиеся полезные свойства ДНК или задают новые параметры. Тем самым улучшается качество сельскохозяйственных культур или их урожайность. Проще говоря, ученые редактируют гены и программируют клетки: «отключают» ненужные участки ДНК либо «добавляют» нужные.

Любопытный пример — проект Calyxt, в рамках которого создано особое соевое масло Calyno. В обычном соевом масле содержится линолевая и олеиновая кислота, полезная для здоровья человека. Но эти вещества быстро теряются во время производства, транспортировки и хранения продукта. Ученые усовершенствовали геном сои и смогли получить растительное масло, которое содержит 80 % олеиновой кислоты вместо 20 %. Польза такого продукта выше, чем обычного соевого масла.

Используя машинное обучение и искусственный интеллект, биологи будущего смогут создавать генетический код под запрос клиента. Уже сейчас NASA использует синтетическую биологию, чтобы создавать для космонавтов продукты питания. Стартап BioPhero из Дании работает над созданием искусственных феромонов, которые будут защищать растения от насекомых-вредителей вместо химических пестицидов. Компания создает феромоны из растительных компонентов, которые блокируют у вредителей способность размножаться. Продукция безвредна для человека и растений, а ее себестоимость ниже, чем у химических аналогов.

Цифровое земледелие

IT-компании создают программное обеспечение, которое оптимизирует процессы в агропромышленном секторе. Сенсоры, датчики и спутники умеют анализировать плодородность почв и определять, стоит ли сажать определенные культуры на конкретном участке. Алгоритмы научились рассчитывать идеальную частоту полива и необходимый объем удобрений. Таким образом, технологии «точного земледелия» помогают сократить издержки и одновременно увеличить урожайность.

Компания Adroit Robotics из Бразилии разрабатывает «умные» сенсоры. Они оценивают состояние почвы и следят за здоровьем растений. Технологию уже используют в районе Сан-Паулу, а в ближайшее время компания планирует выходить на международные рынки. Стартап OneSoil предлагает мониторить состояние почв и агрокультур при помощи спутников, данные с которых передаются в приложение на смартфоне или компьютере. Приложение наглядно показывает проблемные участки и дает рекомендации, как можно улучшить их состояние. Например, каких минеральных веществ не хватает в почве.

Теплицы в космосе

Один из самых фантастических проектов — выращивание овощей, фруктов и злаков прямо в космосе. Advanced Plant Habitat — лаборатория, которая была установлена на МКС 4 года назад. В ней уже удалось вырастить пшеницу и получить первый урожай перца чили. Датчики и камеры собирают данные о том, как растения ведут себя за пределами нашей планеты, и передают их на Землю. Например, перец прорастает медленнее на пару недель, а плоды у него меньше по размеру. Ученые связывают это с микрогравитацией. Она задерживает движение жидкости и влияет на корневую систему растений. Если проект будет успешным, можно ожидать, что со временем сельское хозяйство выйдет за пределы Земли.

Городские фермы

Urban farm, или городские фермы, создают в мегаполисах, где не хватает земель для полноценного развития сельского хозяйства. Иногда можно встретить термин «вертикальные фермы», поскольку обычно они находятся в производственных помещениях или небоскребах: грядки там располагаются на нескольких ярусах. Климат-контроль позволяет получать хороший урожай с относительно небольшой площади насаждений, а близость к городским ресторанам и магазинам решает вопрос логистики.

Вертикальные фермы сейчас активно развиваются в Японии, Сингапуре и США. Один из подобных проектов разрабатывает Кимбал Маск, брат Илона Маска. 6 лет назад он основал стартап Square Roots, который специализируется на городском земледелии.

В России предприниматели пока присматриваются к необычному формату и запускают его в тестовом режиме. Примером может служить проект «Городские теплицы».

Маркетплейсы фермерских продуктов

Тренд на здоровый образ жизни подстегивает рост числа магазинов фермерских продуктов. Эксперты уверены: пока тенденция только набирает обороты. В ближайшее время станут популярными торговые площадки, на которых будут собраны предложения сразу от сотен фермеров и сельскохозяйственных предприятий. На них потребители смогут заказывать свежие продукты у разных производителей и получать их единым заказом.

В Китае свежие продукты с доставкой домой активно предлагают маркетплейсы Furong XingSheng и Dingdong Maicai. В России не так давно появилась площадка «Электронный фермер». Одним из направлений развития агромаркетплейсов станет B2B сегмент. Фермеры смогут использовать их для поиска сырья, оборудования и партнеров, отвечающих за логистику.