Сейчас часто говорят, что начинается четвертая сельскохозяйственная революция, в которой решающую роль в преобразованиях сельскохозяйственного производства (растениеводства, животноводства, аквакультуры и лесного хозяйства), обещающих повышение его эффективности и устойчивости, будут играть цифровые технологии. К таким технологиям относятся искусственный интеллект (ИИ), беспилотные летательные аппараты, робототехника, датчики и глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС), а также другие цифровые инструменты, которые помогают автоматизировать процессы диагностики, принятия решений и выполнение различных сельскохозяйственных работ, обеспечивая их высокую точность и эффективность2. Некоторые из этих технологий уже в серийном производстве, какие-то еще дорабатываются26.
Различные сценарии развития сельского хозяйства в ближайшие годы и десятилетия указывают на вероятный рост использования различных цифровых технологий и технологий автоматизации27, 28. В последние годы наблюдается широкое распространение портативных устройств (например, мобильных телефонов и смартфонов, датчиков, устройств интернета вещей), что в значительной степени является результатом улучшения доступа к мобильной связи и сети Интернет даже в самых отдаленных регионах мира. Например, в 2020 году смартфоны были уже у 69 процентов населения Латинской Америки и Карибского бассейна, у 64 процентов населения Азиатско Тихоокеанского региона и у 45 процентов жителей Африки к югу от Сахары, и ожидается, что к 2025 году эти цифры увеличатся до 81, 79 и 67 процентов соответственно29. Таков результат крупных инвестиций в инфраструктуру как со стороны правительств, так и со стороны частного сектора. Так, Google в рамках своей программы Equiano инвестирует в прокладку первого в Африке подводного интернет-кабеля30.
Далее представлены описание и анализ потенциала этих технологий с точки зрения изменения ситуации с механизацией и ведением сельского хозяйства в целом.
Цифровые технологии в корне меняют традиционную сельскохозяйственную технику
Политики и международные организации все чаще рассматривают цифровизацию как фактор, способный в корне изменить ситуацию в сельскохозяйственном секторе. Главной особенностью большинства цифровых технологий является возможность сбора данных и обмена ими в целях поддержки принятия решений сельхозпроизводителями и другими заинтересованными сторонами и, в конечном итоге, повышения действенности и эффективности работы31, 32. В последние годы этим цифровым технологиям и услугам много внимания уделяют доноры, научно-исследовательские центры и агентства по развитию29, 33, 34, 35. Эти технологии все чаще интегрируют с моторизованной техникой, что может полностью изменить характер ее использования: сельскохозяйственные операции теперь выполняются точнее и эффективнее, а доступ к сельхозтехнике получают новые регионы и социально-экономические группы, включая мелких производителей.
Многие из этих технологий работают через приложения для смартфонов или через службы звонков или обмена сообщениями. Услуги совместного использования активов – это вспомогательная категория цифровых услуг, обладающих значительным потенциалом с точки зрения расширения доступа к моторизованной технике. Такие услуги обеспечивают связь владельцев, а иногда также операторов оборудования (например, тракторов или беспилотных летательных аппаратов) с сельхозпроизводителями, которым нужно такое оборудование. Сельхозпроизводители оплачивают владельцу почасовую аренду оборудования или сумму по установленному тарифу за единицу обслуживаемой площади, а определенный процент или фиксированная плата идет агенту-посреднику. Наиболее известным примером службы совместного использования активов является Hello Tractor (работает в семи африканских странах, а также в Бангладеш, Индии и Пакистане)1. Во врезке 3 приведены два успешных примера таких служб, работающих в нескольких африканских странах и в Мьянме.
Врезка 3Цифровые инструменты как средство улучшения доступа к услугам механизации
Сейчас набирают популярность цифровые инструменты, действующие по тому же принципу, что и "Такси Убер". Они обещают снизить транзакционные издержки при оказании услуг аренды тракторов. Фирмы TROTRO Tractor из Ганы и Tun Yat из Мьянмы сдают в аренду технику и обмениваются услугами через цифровую платформу и услуги мобильной связи. Эти инструменты демонстрируют реальный потенциал по осуществлению комплексной механизации сельского хозяйства.
TROTRO Tractor обеспечивает связь мелких производителей, которым необходима сельхозтехника, в первую очередь тракторы, с владельцами этой техники через цифровую платформу, доступную через приложения для смартфонов, а для пользователей, у которых нет смартфона – с помощью технологии двунаправленной сеансовой передачи неструктурированных данных (USSD). В настоящее время в TROTRO Tractor зарегистрировано 75 000 фермеров из Бенина, Ганы, Замбии, Зимбабве, Нигерии и Того. Фирма поддерживает обе модели: и "бизнес-клиент", и "бизнес-бизнес", зарабатывая на комиссии, которая рассчитывается как процент от стоимости услуг.
Помимо предоставления в аренду тракторов (с помощью которых можно производить любые работы, от вспашки и боронования до посадки, посева и опрыскивания) и зерноуборочных комбайнов, платформа TROTRO Tractor также связывает производителей с владельцами дронов, которые предлагают свои услуги по составлению карт и опрыскиванию гербицидами. Спрос на картографирование с помощью дронов растет, поскольку фермеры осознают важность прав владения и пользования землей и понимают, что в случае обращения за финансовыми услугами в банки и страховые компании точные данные о землеотводе могут иметь решающее значение.
Фирма Tun Yat предоставляет аналогичные услуги по аренде тракторов через приложение для смартфонов, специально предназначенное для мелких и средних фермерских хозяйств, особенно для женщин (на долю которых приходится 30 процентов клиентов) и молодежи (25-30 процентов клиентов моложе 30 лет). Tun Yat владеет пятью тракторами и пятью зерноуборочными комбайнами и предлагает широкий спектр услуг по механизации и подбору партнеров более чем 20 000 клиентам. Услуги включают вспашку, подготовку почвы к севу, посев, уборку урожая комбайнами с различными жатками для разных видов культур (например, бобов мунг или кукурузы) и сбор семян и орехов (например, кунжута или арахиса). Большинство клиентов являются мелкими производителями, которые обрабатывают участки площадью менее 2 га и особенно нуждаются в надежных и недорогих услугах механизации.
Бизнес-модель Tun Yat предусматривает диверсификацию: в ее спектр услуг входят перепродажа факторов производства (например, удобрений), кредитное брокерство, а также лазерное нивелирование: эта услуга актуальна для фермеров из районов, подверженных наводнениям, которым необходимо выровнять рельеф участка и обустроить дренажную систему. Фирма также занимается прямыми закупками продовольственного сырья у фермерских объединений, из которого производит закуски для продажи в круглосуточных магазинах.
В целом бизнес-модель по типу "Убер" выгодна как для фермеров, у которых нет собственных тракторов, так и для владельцев техники: последние могут оптимизировать, тщательно контролировать и планировать использование техники и расход топлива, предлагая конкурентоспособные цены более широкому кругу клиентов.
ИСТОЧНИК: Ceccarelli et al., 20222.
Основным преимуществом служб совместного использования активов является улучшение соотношения затрат и выгод: фермеры получают доступ к необходимому им оборудованию без необходимости его покупать, а получение оплаты за аренду повышает рентабельность этого оборудования для его владельца. Такие службы особенно важны в странах субсахарской Африки, где количество такого оборудования в собственности крайне мало (см. врезку 2).
Другая группа цифровых услуг – это технологии мониторинга работы оборудования, то есть простые приложения, которые автоматизируют работу той или иной техники, например ирригационных насосов36, 37, или устройства ГНСС для отслеживания перемещений (например, оборудования или животных). Эти виды услуг считаются первыми решениями в области "умного" сельского хозяйства, появившимися в странах с низким и средним уровнями дохода38. К более продвинутым услугам относятся системы интернета вещей, используемые, например, для мониторинга и иногда для (частичной) автоматизации процесса принятия решений, касающихся выращивания сельскохозяйственных культур, ухода за скотом или рыбой, с целью повышения качества диагностики, принятия решений и выполнения операций. Это, в свою очередь, позволяет, снизив трудоемкость операций, повысить их точность, эффективность и производительность. В качестве практического примера использования интернета вещей в прецизионном земледелии можно привести Китай, где с его помощью поддерживается работа интегрированной системы автоматического дистанционного зондирования, раннего предупреждения и микроорошения, используемой в производстве чая: эта система обнаруживает изменения условий окружающей среды, выдает своевременные предупреждения, а орошение по мере необходимости запускается автоматически, что позволяет избежать ущерба от жары, холода и засух39.
Возможности применения цифровых технологий для создания новых форм использования моторизованной техники, такой как тракторы и уборочное оборудование, несколько ограничены, особенно в странах с низким уровнем дохода и с уровнем дохода ниже среднего1, 2. При этом организационные модели использования моторизованной техники претерпевают значительные изменения. В странах с низким и средним уровнями дохода все более популярной становится система совместной собственности производителей на сельхозтехнику. Совместное использование активов практикуется уже довольно давно, но с ограниченным успехом: причинами тому могут быть недоверие между фермерами, операторами и владельцами техники, а также проблемы, связанные с техобслуживанием. В последнее время поставщиками услуг (в том числе упомянутыми во врезке 3) все шире используются решения в области интернета вещей и ГНСС, но у мелких производителей они встречаются крайне редко. Облегчая мониторинг работы техники и оборудования, такие решения повышают прозрачность и доверие между поставщиками услуг и пользователями. Наверное, наиболее важным новшеством является объединение традиционного оборудования для механизации с устройствами интернета вещей (например, сочетание взятой в аренду моторизованной уборочной техники, данных ГНСС и обученного водителя трактора): это может повысить эффективность использования техники, а также увеличить урожайность1.
Потенциал использования цифровых технологий в немеханизированном прецизионном земледелии
В предыдущем разделе говорилось о том, как цифровые технологии могут изменить ситуацию с сельскохозяйственной техникой, благодаря чему механизация станет более доступной и обеспечит повышение точности сельскохозяйственных операций. Однако во многих странах с низким и средним уровнями дохода, особенно в субсахарской Африке, уровень внедрения механизации сельского хозяйства с использованием моторизованной техники остается невысоким. Растет число исследований, касающихся прецизионного земледелия в немеханизированном производстве: такая практика применяется все шире40, 41, 42. Методики ручного внесения удобрений на конкретных участках были разработаны давным-давно, как, например, технология переменного нормирования (ТПН) для риса43, а в нескольких странах Африки и Азии с низким уровнем дохода доступен ручной сканер почвы AgroCares44. На немеханизированных фермах в Азии и Африке используются беспилотные летательные аппараты (БПЛА, их еще называют дронами), а ГНСС может использоваться в немеханизированных хозяйствах для нанесения границ полей и оформления землеотвода45.
Однако информация об уровнях внедрения отсутствует; какое количество сельхозпроизводителей используют цифровые технологии на самом деле, непонятно46. Результаты двух технических исследований, проведенных по заказу для этого доклада1, 2, свидетельствуют о том, что на местах мелкие сельхозпроизводители и скотоводы используют разнообразные цифровые инструменты, технологии дистанционного зондирования и картографирования все шире (см. врезку 4). В странах с низким и средним уровнями дохода наиболее доступным оборудованием сегодня являются смартфоны со встроенными датчиками и камерами высокого разрешения. В сочетании со встроенными мобильными приложениями и соответствующим интерфейсом они уже сейчас могут сделать доступными весьма полезные инновации, отвечающие условиям стран с низким и средним уровнями дохода и маломасштабного сельского хозяйства, и потенциально могут действительно изменить ситуацию в секторе. Одним из примеров таких технологий является GoMicro: с помощью микроскопического объектива, прикрепленного к камере телефона, и в сочетании с искусственным интеллектом этот набор инструментов позволяет проводить быструю диагностику вредителей и болезней47 и помогает эффективно и точно контролировать качество и сортировку сельскохозяйственной продукции, такой как зерновые и злаки, рыба, овощи и фрукты1. Есть и другие цифровые решения, которые с помощью определенных алгоритмов анализируют данные со спутников или беспилотников (например, об урожаях, о состоянии почвы и здоровье растений); результаты этого анализа могут использоваться для проверки данных, которыми делятся сельхозпроизводители (на основе наблюдений и опыта), или для предоставления рекомендаций производителям1.
Врезка 4Цифровые инструменты, не связанные с механизацией: программные решения
Программные цифровые решения (см. Глоссарий) с механизацией не связаны. Это чисто программные продукты, для работы которых сельскохозяйственная техника не требуется. Для их реализации нужны лишь незначительные аппаратные ресурсы: обычно это смартфон, планшет, инструментальное программное средство (например, информационное приложение), программное обеспечение для управления фермой или онлайн-платформа. Это отличает их от аппаратных цифровых решений, в которых цифровые инструменты объединены с оборудованием, непосредственно взаимодействующим с окружающей средой.
Программные решения могут включать дистанционное зондирование, но их применение ограничивается только генерацией данных для поддержки принятия решений и разведки. Они используются все шире, о чем свидетельствуют представленные ниже примеры со всего мира. Южноафриканская компания Aerobotics работает в 18 странах, предлагая программные решения с использованием беспилотной авиасистемы (БАС) и технологии дистанционного зондирования для поддержки принятия решений производителями фруктов и орехов. Эти технологии позволяют на ранней стадии выявлять нашествия вредителей и вспышки болезней, своевременно отслеживать потребности в воде, удобрениях и питательных веществах, а также облегчают управление урожайностью.
Компания SOWIT из Марокко предлагает программные решения, использующие дистанционное зондирование, БАС для сбора изображений и машинное обучение на основе баз полевых и метеорологических данных. Эти технологии могут применяться для выращивания фруктовых деревьев, зерновых культур и рапса. Они позволяют информировать фермеров о потребностях в орошении и удобрениях, оценивать урожайность, отслеживать содержание сухого вещества в кормах и проводить инспекции участков.
Компания Seed Innovations из Непала предлагает фермерам приложение для Android, позволяющее использовать аналитику спутниковых данных, глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) и искусственный интеллект для мониторинга урожайности (в том числе для обнаружения дефицита или избытка воды и питательных веществ, а также угроз нашествий вредителей и вспышек болезней) и для получения доступа к агрономической информации и обмена ею.
У компании TraSeable Solutions, которая работает на Фиджи, насчитывается 2000 клиентов из семи малых островных развивающихся государств Тихоокеанского региона. Она предлагает два основных продукта. Первый представляет собой мобильное приложение, которое информирует фермеров о ситуации в сельскохозяйственном секторе, записывает и обрабатывает хозяйственные данные, а также отслеживает ресурсы, запасы, продажи и расходы. Это приложение также помогает создавать рыночные связи между участниками сельскохозяйственной производственно сбытовой цепочки. Второй продукт касается рыболовства, а именно ловли тунца. Он обеспечивает мечение и отслеживание каждого тунца по всей производственно-сбытовой цепочке, от выгрузки рыбы до ее дистрибуции. Кроме того, этот инструмент помогает управлять промысловым флотом, обеспечивая информацию о составе экипажей, а также о расходах на эксплуатацию и техническое обслуживание. С его помощью можно получать подробную информацию об уловах тунца, включая сведения о маршруте судна, промысловый журнал, аналитику по району промысла и услуги отчетности.
Компания Coopecan из Перу предлагает цифровые услуги для всей цепочки производства и сбыта волокна альпаки. Целый ряд технологий обеспечивает цифровые решения, в частности для управления пастбищными угодьями (спутниковые снимки), ветеринарии (мечение животных), а также для переработки волокна и продаж на экспорт (технология блокчейн). Кроме того, компания оказывает техническую помощь производителям, которым нужна поддержка в вопросах содержания стада (например, касающаяся состояния здоровья животных) или рационального использования естественных пастбищ (которые сильно деградируют из-за чрезмерного выпаса скота). Эти услуги сопровождаются мерами по наращиванию потенциала для использования таких решений, а также системой отслеживания, которая сертифицирует производство по таким параметрам, как благополучие животных, качество волокна и экологическая и социальная ответственность производителя. Это позволяет улучшить условия труда и обеспечить его справедливую оплату, а также повысить уровень благополучия животных.
Наконец, Agrinapsis, работающая в Боливии (Многонациональное государство), Гватемале, Коста-Рике, Мексике и Эквадоре, представляет собой социальную сеть по вопросам сельского хозяйства. Управляемая Межамериканским институтом по сотрудничеству в области сельского хозяйства, она оказывает содействие обмену практическими знаниями между мелкими производителями. Собираемая информация проверяется и оценивается всеми ее потребителями, и если она получает пометку как сомнительная или некачественная, то техническая команда проверяет и улучшает ее. Agrinapsis обеспечивает платформу электронной торговли для мелких производителей, которые могут с ее помощью продавать свою продукцию или покупать материалы, отвечающие установленным экологическим требованиям.
Цифровые решения заслуживают внимания политиков и международных организаций. Для их адаптации к потребностям мелких производителей в странах с низким и средним уровнями дохода, особенно там, где уровень механизации самый низкий, например в субсахарской Африке, необходимы дополнительные исследования1. Исследования и опыт показывают, что такие решения обеспечивают условия для прецизионного сельского хозяйства, что, в свою очередь, может повысить урожайность и сократить затраты на факторы производства на немеханизированных фермах. Но здесь стоит упомянуть о двух ограничениях. Во-первых, учитывая текущую стоимость оборудования, цифровые технологии могут оказаться для мелких производителей слишком дорогими. Например, портативные датчики азота стоят от 300 до 600 долларов США; для мелкого фермера, которому такой датчик бывает нужен всего несколько раз в году, это слишком высокая цена48, а более сложный сканер AgroCares, с помощью которого можно получить информацию о более широком спектре питательных веществ в почве, стоит более 3000 долларов. Во-вторых, сельхозпроизводителям нужно научиться пользоваться этими технологиями, иначе неправильное внедрение может привести к нежелательным результатам, например к увеличению использования факторов производства.
Кое-где – в первую очередь в странах Африки к югу от Сахары – для мелких производителей и сельского населения смартфоны до сих пор недоступны1, 2. Данные за 2020 год также свидетельствуют о существенном разрыве в доступе к сети Интернет в развивающихся странах между сельскими и городскими районами: в городских районах доступ к сети Интернет имеют 65 процентов населения, в сельской местности – всего 28 процентов49. Имеющиеся данные указывают на то, что одним из главных факторов, препятствующих внедрению этих технологий мелкими производителями, несмотря на их значительный потенциал с точки зрения повышения производительности, является высокая стоимость. Это позволяет предполагать, что идея субсидирования донорами недорогого доступа мелких производителей к цифровым технологиям может оказаться нежизнеспособной.
Поэтому для того, чтобы эти инструменты стали более доступными, необходимы дополнительные (и более разнообразные) усилия. Одним из решений являются упомянутые выше услуги совместного использования активов, и поставщики этих услуг уже сейчас предлагают широкий ассортимент сельхозтехники, подходящей как для мелких, так и для крупных хозяйств. Важным фактором, объясняющим медленные темпы внедрения цифровых инструментов, может быть также низкий уровень цифровой грамотности сельхозпроизводителей. По этой причине во многих африканских странах для связи с мелкими производителями используются текстовые смс, система интерактивного голосового меню (IVR) и двунаправленная сеансовая передача неструктурированных данных (USSD). Например, фирмы ICT4BXW и Justdiggit, работающие в странах субсахарской Африки, сначала использовали передовые технологии, такие как смартфоны, но потом, из-за слабого проникновения смартфонов и низкого уровня цифровой грамотности в регионе, решили перейти на более простые инструменты (смс, USSD и IVR)1.
До тех пор, пока уровень цифровой грамотности фермеров будет низким, им необходимы постоянная и интенсивная техническая поддержка и информирование о цифровых технологиях. Несмотря на то, что обычные мобильные телефоны сейчас доступны практически каждому, количество смартфонов в странах Африки к югу от Сахары остается ограниченным. Поэтому нужно использовать телефоны в сочетании с консультационными услугами, базирующимися на данных спутниковой разведки и ориентированными на потребности производителей (например, обеспечить информирование пастбищных скотоводов об источниках воды и пастбищах, а фермеров, выращивающих бананы, о вспышках болезней)1.
