В статье автор рассматривает новейшие тенденции в сельском хозяйстве и новые модели фермерства с использованием передовых достижений науки и техники.
Ключевые слова : сельское хозяйство, аквакультура, гидропоника, вертикальное фермерство
Постиндустриальная эпоха ознаменовала собой стремительное увеличение значимости интеллектуального труда, информации и сферы услуг в мировой экономике, что, в свою очередь, вызвало рост доли занятых в третичном секторе и отток рабочей силы из промышленности — не говоря уже о сельском хозяйстве.
Благодаря техническому прогрессу и продолжающимся процессам урбанизации для работы “на земле” требуется все меньше рабочих рук. Сегодня достаточно труда одного-двух человек, оснащенных необходимой техникой, чтобы выполнить работу, для которой 100 лет назад требовались десятки, а то и сотни рабочих рук. В самой же сельскохозяйственной отрасли еще с прошлого века идут процессы укрупнения, что, несмотря на рост эффективности производства, порождает тревожные тенденции — например, слишком большую, чрезмерную концентрацию земельных ресурсов в одних руках. Это, в свою очередь, может привести к складыванию опасной для экономики ситуации земельного монополизма, поскольку пахотная земля является предельно ограниченным ресурсом. Земельный монополизм ставит под угрозу конкуренцию и развитие в сельскохозяйственной отрасли, что, в долгосрочной перспективе, создает проблемы, значительно перевешивающие выгоды, полученные от эффекта масштаба в сельскохозяйственном производстве.
С другой же стороны, в последние десятилетия в сельском хозяйстве появляются отрасли, которые практически не требуют пахотной земли, при эффективности производства, не уступающей (или даже превосходящей) традиционному фермерству. В современном сельском хозяйстве существует множество областей для применения новых технологий — от новых методов управления хозяйством до новейшей сельскохозяйственной техники. Однако, в данном докладе я бы хотел рассмотреть принципиально новые отрасли сельского хозяйства, доселе не существовавшие, или же появившиеся относительно недавно по меркам человеческой истории. Такими направлениями являются, например, аквакультура, гидропоника и аквапоника и идущее с ними рука об руку вертикальное фермерство.
Первым направлением в нашем списке является аквакультура, являющаяся довольно старым направлением в сельском хозяйстве Японии, хотя и в Японии, и в мире именно аквакультура связана с многими сельскохозяйственными новшествами. Однако сначала необходимо дать это отрасли японского сельского хозяйства краткую характеристику.
В секторе рыбной ловли и аквакультуры, по данным министерства сельского, лесного и водного хозяйства Японии, в 2021 году было занято около 135 тысяч человек, а суммарный объем производства составил более 4 миллионов тонн.
Разделение на рыбную ловлю и аквакультуру было дано неслучайно — под последним подразумевается разведение и выращивание водных организмов в естественных и искусственных водоёмах, а также на специально созданных морских плантациях на суше или в прибрежных районах. К аквакультуре также относится рыбоводство и морское фермерство. Именно в этих секторах активнее всего внедряются интересующие нас новые технологии.
До недавнего времени в Японии, как и практически во всем мире, не задумывались об обеспечении устойчивого характера рыболовства, то есть, фактически, о возобновляемости рыбных ресурсов. Существовал тренд на максимизацию объемов их добычи, а в случае, если ресурсная база истощалась, находились новые акватории, богатые рыбными ресурсами.
В связи с этим, в конце 2018 года японским парламентом были внесены поправки в Закон о рыболовстве. Благодаря этим поправкам в Японии предполагается осуществлять более интенсивно государственное регулирование рыболовства, был внедрен механизм долгосрочного квотирования водных биологических ресурсов, который с положительной стороны зарекомендовал себя в многих странах, где развита рыбная отрасль.
Также на последних японских международных выставках морепродуктов и технологий Japan International Seafood and Technology Show в 2019 и в 2020 годах были представлены новые гаджеты для рыбоводства и морского фермерства. Ниже будут приведены некоторые из них:
Так, например, автоматическая кормушка компании Umitron под названием Umitron Cell 2 представляет собой интеллектуальную систему кормления с использованием интернета и дистанционного управления. Устройство работает с использованием солнечной энергии и спутниковой связи, что обеспечивает стабильность передачи данных и удаленного контроля. Таким образом, Umitron Cell 2 убирает необходимость ежедневного выхода в море для контроля за процессом кормления и состоянием рыбы.
Японская телекоммуникационная компания KDDI представила беспилотник Akabot II, который способен быстро обнаружить возникновение цветения водорослей. Дрон совершает перелеты над морем, отбирает пробы воды и оперативно передает информацию на берег. По мере того, как в Японии активно развиваются тунцовые фермы, все более актуальным становится раннее обнаружение цветения, поскольку тунцы более чувствительны к продуктам цветения водорослей, чем другие популярные виды рыб. Раннее обнаружение цветения водорослей позволяет рыбоводам оперативно отбуксировать садки в более благоприятные районы.
Еще одна компания, NTT Docomo, продемонстрировала умный буй (IoT), оснащенный датчиками и коммуникационным оборудованием. Датчики измеряют температуру и соленость воды. Эти данные помогают устричным и водорослевым фермам отслеживать факторы, связанные с ростом их подопечных. Буй записывает самые низкие, самые высокие и совокупные температуры воды, которые, например, используются для оценки времени нереста устриц. Это позволяет отказаться от традиционных способов сбора данных с привлечением людей.
В последние годы спрос на продукцию аквакультуры, как в Японии (несмотря на давнюю тенденцию отказа японцами от традиционного японского рациона в пользу западного), так и во всем мире, увеличивается по ряду факторов. Развитие информационных технологий способствует распространению знаний о полезности рыбы для здоровья человека и о превосходстве морепродуктов с диетической точки зрения над мясом животных и другими видами мяса с высоким содержанием жиров. В результате многие люди переключаются на морепродукты, чему способствует экономический рост, быстрое увеличение в развивающихся странах доли семей среднего по доходам класса. Свой вклад в рост потребления морепродуктов вносят и развитие рыночных стратегий по сбыту, ужесточение норм безопасности и сертификации морепродуктов, что выражается в необходимости дальнейшего совершенствования технологий в этой отрасли сельского хозяйства.
Другой новой и, возможно, наиболее перспективной, отраслью сельского хозяйства в Японии является гидропоника. И прежде, чем мы перейдем к рассмотрению новшеств в этой области, будет уместным сказать несколько общим слов о гидропонике как таковой.
Гидропоникой называется способ выращивания растений на искусственных средах без использования почвы. При таком способе выращивания, растения получают питание из специальной питательной среды, которая окружает корни. Гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений: например, создавать оптимальный режим питания, регулировать наилучшим образом состав, влажность и температуру воздуха и питательной среды, силу и длительность освещения. Подобный подход обеспечивает получение высоких урожаев за более короткие сроки, нежели “на земле”.
Объем рынка гидропоники в Японии в 2021 году составил около 9,25 млрд японских иен. Распространенными методами гидропонного земледелия являются гидрокультура и выращивание культур в статическом растворе. В первом случае для выращивания культур используется беспочвенная среда, например, вода или жидкие удобрения. При втором методе культуры высаживаются в твердую культурную среду вместо почвы.
Как можно видеть из указанной выше цифры гидропоника существует в Японии уже некоторое время, что открывает новые возможности научно-исследовательской работы и расширения рынка гидропонных продуктов.
Основными продуктами, обычно выращиваемыми с помощью гидропоники, являются листовая зелень, такая как салат-латук и зелень, которые имеют короткий цикл сбора урожая и высокую рентабельность. Однако, теоретически, практически любые другие растения, включая фрукты и цветы могут быть выращены с использованием технологий гидропоники.
Так, например, Spread, крупнейшая в Японии вертикальная ферма, производит активно используя робототехнику для автоматизации таких задач, как сбор урожая, более 6,5 тысяч тонн продукции в год на двух своих собственных фермах в Киото и на партнерской гидропонной ферме в Чибе общей площадью более 2 гектар. К 2024 году компания планирует открыть четвертый объект, который будет сопоставим по площади со всеми имеющимися тремя объектами вместе взятыми и увеличит объем производства более чем на 3,5 тысячи тонн в год.
Электронный гигант Fujitsu также является одной из многих японских технологических компаний, которые начали заниматься гидропонным фермерством, превращая фабрики, которые раньше использовались для производства полупроводников, в герметичные закрытые плантации.
Облачное программное обеспечение Fujitsu позволяет работникам легко контролировать датчики, отслеживающие рост растений. Уровень питательных веществ и света можно регулировать, чтобы вывести сорта салата-латука, например, с низким содержанием калия для людей с заболеваниями почек.
Среди современных методов выращивания культур гидропоника занимает особое место как экологически безопасная, ресурсосберегающая, обладающая большим потенциалом технология, дальнейшее развитие и усовершенствование которой поможет решить глобальные проблемы человечества, включая наиболее значимую среди них — обеспечение продовольствием всё возрастающего количества жителей нашей планеты.
Несмотря на то, что гидропонное фермерство требует больших капиталовложений на старте и внушительных средств для содержания, его рынок растет в Японии и по всему миру, так как гидропоника показывает лучшие результаты и урожайность по сравнению с традиционным сельским хозяйством, а вместе с этим совершенствуются и технологии гидропонного фермерства.
С другой стороны, из-за высокой планки входа, рынок гидропонного фермерства может быть быстро монополизирован и поделен между крупными игроками, что создаст серьезные угрозы для конкуренции в сельскохозяйственной отрасли. Из-за стратегического значения сельского хозяйства, перед Японией и другими странами в обозримом будущем могут появиться новые вызовы в области защиты конкуренции и антимонопольного регулирования сельского хозяйства в новых условиях.
Наконец, следует рассмотреть отрасль, придающую форму и внешний вид всему гидропонному фермерству — вертикальное фермерство.
Строго говоря, вертикальное фермерство отнюдь не ограничивается одной лишь гидропоникой, а включают в себя аквапонные, аэропонные и аквакультурные фермы, а также фермы контейнерного типа.
Основным преимуществом использования технологий вертикального земледелия является повышение урожайности культур при меньших затратах на единицу площади земли — этот факт, вероятно, станет ключевым конкурентным преимуществом вертикального фермерства, поскольку пахотная земля является предельно ограниченным ресурсом. Другим востребованным преимуществом является возможность выращивать большее разнообразие культур одновременно, поскольку культуры не занимают один и тот же участок земли во время роста. Кроме того, культуры, выращиваемые на вертикальных фермах, устойчивы к погодным катаклизмам, поскольку размещаются в закрытом помещении, а это означает, что меньше урожая теряется из-за экстремальных или неожиданных погодных условий. Также из-за ограниченного использования земли вертикальное земледелие меньше нарушает жизнь местных растений и животных, что ведет к дальнейшему сохранению местной флоры и фауны.
В 2017 году японская компания Mirai вывела на рынок свою многоуровневую систему вертикального земледелия. В компании утверждают, что, при прочих равных, при использовании подобной системы возможно производить 10 000 головок салата-латука в день — в 100 раз больше, чем при традиционных методах ведения сельского хозяйства, поскольку их специальные светодиодные лампы позволяют сократить время выращивания в 2,5 раза. Кроме того, все это достигается при 40 % меньшем потреблении энергии, 80 % меньшем количестве пищевых отходов и 99 % меньшем использовании воды, чем при традиционных методах ведения сельского хозяйства. Были сделаны дальнейшие запросы на внедрение этой технологии в нескольких других азиатских странах. Вертикальное земледелие позволяет в некоторых случаях в десять раз увеличить урожайность с одного акра по сравнению с традиционными методами. В отличие от традиционного земледелия в нетропических районах, земледелие в закрытом грунте может производить урожай круглый год. Всесезонное земледелие увеличивает производительность обрабатываемой поверхности в четыре-шесть раз, в зависимости от культуры. Для таких культур, как клубника, этот коэффициент может достигать 30.
Вертикальное земледелие также позволяет производить большее разнообразие культур, пригодных для сбора, благодаря использованию изолированных секторов. В отличие от традиционной фермы, где в сезон собирают один вид культур, вертикальные фермы позволяют выращивать и собирать множество различных культур одновременно благодаря отдельным земельным участкам.
Потребность традиционного сельского хозяйства в пахотных землях слишком велика, а сам ресурс пахотной земли — предельно ограничен, поэтому проблема нехватки земли в будущем будет только обостряться
Вертикальное земледелие — это своеобразный ответ на потенциальную нехватку продовольствия в связи с ростом населения Земли. Этот метод земледелия является экологически ответственным за счет снижения выбросов и уменьшения необходимого количества воды. Такой тип городского земледелия, позволяющий практически мгновенно доставлять продукты с фермы в магазин, снижает затраты на дистрибуцию и сокращает время доставки продуктов.
Борьба с вредителями (такими как насекомые, птицы и грызуны) легко осуществляется в вертикальных фермах, поскольку территория хорошо контролируется. Без необходимости использования химических пестицидов выращивать органические культуры легче, чем при традиционном земледелии.
Однако, на текущем этапе развития, вертикальные фермы должны преодолеть финансовую проблему, связанную с большими начальными затратами. Первоначальные затраты на строительство вертикальной фермы площадью 60 гектаров могут превысить 100 миллионов долларов. Стоимость размещения в городах может быть высокой, что приводит к гораздо более высоким начальным затратам — и более длительному времени выхода на безубыточность — по сравнению с традиционной фермой в сельской местности.
Противники ставят под сомнение потенциальную прибыльность вертикального фермерства. Для того чтобы вертикальные фермы были успешными в финансовом отношении, необходимо выращивать высокоценные культуры, поскольку традиционные фермы обеспечивают выращивание дешевых культур, таких как пшеница, дешевле, чем вертикальные фермы. Для того чтобы вертикальные фермы были прибыльными, затраты на их эксплуатацию должны снизиться или цена традиционного земледелия должна возрасти.
Согласно отчету Financial Times по состоянию на 2020 год, большинство компаний, занимающихся вертикальным земледелием, были убыточными, за исключением ряда японских компаний.
Из вышесказанного становится видно, что наукоёмкое и высокотехнологичное сельское хозяйство, хотя и находится только в зачаточном состоянии, уже может составить альтернативу традиционному фермерству и сельскому хозяйству, что уже сейчас демонстрируется в производстве отдельных продуктов, и, теоретически, при условии наличия достаточных капиталовложений и инвестиций, может быть расширено до полноценного формирования новых отраслей и рынков в сельском хозяйстве.
При поддержке и грамотном правовом регулировании со стороны государства, высокотехнологичное фермерство может стать ключом к решению глобальной продовольственной проблемы и существенно снизить производственные издержки и конечные потребительские цены для сельскохозяйственной продукции.
С другой же стороны, новые отрасли и новые технологии, как, опять же, было сказано выше, создают для общества и государства новые вызовы в области защиты конкуренции, вопросов правового и экономического регулирования сельскохозяйственной отрасли в новых условиях. Именно в рациональных ответах на эти вопросы, вкупе с активным развитием технологий, лежит будущее сельского хозяйства XXI века в Японии и во всем мире.
Литература:
- Terazono, Emiko (31 October 2020). «Vertical farming: hope or hype?". Financial Times
- Census of Agriculture and Forestry in Japan 2020
- Statistical Handbook of Japan 2021
- OECD, Japan Agricultural Policy Monitoring and Evaluation 2020
- Japan Statistical Yearbook 2022: Chapter 8 Agriculture, Forestry and Fisheries
- OECD, Fisheries and Aquaculture in Japan January 2021
- Takeda, Ikuo. (2010). The Measures for Sustainable Marine Aquaculture in Japan.
- Robin Harding (JANUARY 23 2020). «Vertical farming finally grows up in Japan». Financial Times
- Р. Бхуджела, Аквакультура в странах Азии; Центр развития аквакультуры; Школа окружающей среды, ресурсов и развития; Азиатский технологический институт, Таиланд
- А. О. Шуликов Современная система управления рыбохозяйственной деятельностью в Японии // Развитие теории и практики управления социальными и экономическими системами. 2020. № 9.
