John Deere, компания, най-известна с производството на трактори, навлиза в бизнеса с изкуствен интелект. През 2017 г. John Deere Labs закупиха Blue River Technology за 305 милиона долара, стартъп с компютърно зрение и технология за машинно обучение, които могат да идентифицират всяко отделно растение във ферма. Това означава, че устойчивите на хербициди плевели могат лесно да бъдат разграничени от здравите растения. Нетният резултат? Фермерите могат да намалят употребата на химикали с около 95%, като същевременно подобрят добивите, според Blue River.

Тъй като екологичните, социалните и демографските фактори все повече оказват натиск върху традиционните технологии за производство на хранителни продукти, инвеститорите и предприемачите се обръщат към иновациите.

След като постави сцената в Хранене на бъдещето: Общ преглед на индустрията за земеделска храна , сега ще навлезем в допълнителни подробности за иновативните технологии, които правят революция в бизнеса с производството на храни. Детайлизираме обещаващи нови технологии в тази област, както и интересни стартиращи компании, които ги пускат в работа, като например вертикално земеделие , алтернативни протеини , прецизно земеделие , селскостопанска биотехнология , и други интересни бъдещи тенденции .

Вертикално земеделие за контролируемо и устойчиво производство

Вертикалното земеделие е практиката на отглеждане на култури във вертикално подредени слоеве. Това е възможно чрез използване на растящи рафтове, окачени на стена или ограда и прилагане на хидропонни техники за подхранване на растенията.

Тази техника има голям потенциал, тъй като осигурява контрол върху много производствени променливи. Това не само намалява броя на консумираните суровини, но също така дава възможност за контрол върху патогените на културите и паразитните насекоми. Това позволява значително по-кратки цикли на реколта и целогодишно производство , даваща възможност за:

• Намаляване на земеползването за земеделие
• Ефективно реагиране на урбанизационните тенденции, преместване на реколтата в града
• Намаляване на необходимостта от камиони с храна на стотици километри до пазара
• Поддържане на производството независимо от сезона или времето
• Предотвратяване на евентуалността на опасности, свързани с изменението на климата

Това, в съчетание със значителните икономии по отношение на водата и суровините, ще бъде ключов двигател за успеха при справяне с нарастващото търсене на храна и за успеха на агрохранителната индустрия.

Мащабирането на вертикалното земеделие обаче може да причини трудности, главно поради високо потребление на енергия тази техника изисква, което неизбежно оказва влияние върху нейния въглероден отпечатък. Вертикалните фермери са склонни да използват възобновяема енергия, за да задвижат своите операции, но индустрията все още трябва да извърви дълъг път.

Повечето вертикални ферми са се провалили поради високите разходи на роботизирано оборудване и изкуствената светлина, загубена от по-простата технология на мръсотия, оранжерии и слънце. Но концепцията сега привлича нарастване на корпоративните инвестиции, илюстрирано от компании като Spread или Plenty, американски стартъп, подкрепен от 200 долара милиони от инвеститори, включително Masayoshi Son на SoftBank и Jeff Bezos на Amazon. Според MarketsandMarkets, този подсектор на пазара на селскостопански храни се разраства с 24,8% CAGR , и се очаква да достигне 5,8 милиарда долара през 2022 година.

Хидропониката и аеропониката са двете основни технологии, прилагани в тази област. Изпълнението на едно от двете включва значителни икономии на ресурси и добър баланс между използването на вода и необходимите торове / хранителни вещества.

Устройства за контрол на климата ще бъде най-бързо растящият хардуерен сегмент на този пазар, играейки решаваща роля за увеличаване на добива. За да се осигури защитена среда за растеж, няколко фактора, които влияят на климата, трябва да бъдат контролирани на напреднало ниво.

Вертикалният пазар на земеделие в Азиатско-Тихоокеанския регион се очаква да има най-голям дял до 2022 г. в сравнение с останалите региони.

Вертикален земеделски пазар по региони (милион долара)

Има множество ферми в Япония, Сингапур, Тайван и други такива технологично напреднали страни, които вече движат пазара в региона. Инвестициите нараснаха значително от $ 60 милиона през 2015 и 2016 до $ 414 милиона през 2017 и 2018 .

каква е разликата между c и s corporation

CapEx е висока за тези фирми. Малък, нискотехнологичен вертикален фермерски бизнес може да изисква около 280 000 долара за стартиране и до 15 милиона долара за завод от второ поколение. Най-иновативните инсталации включват управление на данни, автоматизация на управлението на растенията, автоматизация на събирането на реколтата и автоматизация след прибиране на реколтата. Средно този вид растения дава 55 пъти повече продукция от единица, отколкото традиционните ферми. Освен това иновациите трябва да намалят оперативните разходи: например увеличаване на ефективността на LED светлините, използвани в тази техника.

Основните играчи на този пазар са AeroFarms , американска фирма, която се занимава с бизнеса от 15 години и е израснала 238 долара милиона и Много (САЩ), което е повишило 226 долара милиона.

За европейската среда, Инфарм (Германия) е базирана в Берлин компания, която вече е събрала приблизително 122 милиона долара, Агрикул (Франция) е събрала 36 милиона долара и фокусът му е главно върху производството на ягоди, Агрилуция (Германия) е събрала 4,6 милиона долара и Селскостопанска сфера (Италия) е събрал 7,5 милиона долара и има приходи от 4,23 милиона долара.

Нарастваща употреба на алтернативни протеини

Изследователите и стартиращите фирми полагат усилия за алтернативни протеини, тъй като храненето на нарастващото население с месо от добитък най-вероятно ще стане доста трудно поради непрекъснатото нарастване на търсенето на месо.

Като резултат, 46% от общо селскостопанските продукти в момента се използват само за изхранване на добитъка. Решенията за повишаване на ефективността на конвенционалното производство на месо са почти изчерпани и преследването им няма да преодолее глобалните селскостопански и хранителни предизвикателства.

По този начин се развиват нови месни продукти и участници на пазара. Вместо да подобрят конвенционалното производство на месо, няколко компании се фокусират върху изобретяване нови продукти, заместващи конвенционалното месо . Някои от най-обещаващите области са месо на основата на насекоми, нови вегетариански заместители на месо и култивирано месо .

Месо на основата на насекоми се произвежда от протеини, идващи главно от щурци и брашнени червеи. Тази тенденция има някои предимства, като превъзходното преобразуване на енергия и протеини в сравнение с традиционното месо. Храната за насекоми има по-голям потенциал за хранене на добитъка, вместо на хората, поради вкусовите и текстурни разлики спрямо традиционното месо и негативното възприятие на насекомите като храна в по-голямата част от западните страни.

Прогноза за световния пазар на месо

Двете най-интересни тенденции биха могли да бъдат нови вегетариански заместители на месо и култивирано месо. Първият не изисква животински съставки и сензорният му профил се доближава много повече до месото, отколкото традиционните вегетариански / вегетариански заместители. Основната причина за това е сложен производствен процес, който използва хемоглобин и свързващи вещества, извлечени чрез ферментация от растенията. Стартиращи компании в това поле (напр. Невъзможни храни , ПРОСТО , Отвъд месото ) събра над 900 милиона долара финансиране до 2018 г., а продуктите вече се предлагат както в супермаркети, така и в ресторанти.

Култивираното месо представлява алтернатива на месото, което се създава чрез експоненциален клетъчен растеж в биореакторите. Култивирането на месо ще представлява най-голямата възможност, въпреки че е в лошо състояние на развитие поради значителните разходи, свързани с него.

The процес започва, когато клетка се извлича от живо животно и се отглежда в лаборатория, за да се установи трайно култура (наречена клетъчна линия). Клетките могат да идват от различни източници: биопсии на живи животни, парчета прясно месо или клетъчни банки. Клетъчните линии могат да се основават на първични клетки или нататък стволови клетки . След като е избрана добра клетъчна линия, проба се въвежда в биореактор, където клетките се размножават експоненциално и могат да бъдат събрани. Резултатът е месо, което почти не се различава от месото от животни. Все още не се продават търговски продукти , дори ако тази техника има потенциал да наруши многомилиардната глобална месна индустрия.

Най-потенциално разрушителните тенденции могат да бъдат ново веганско и култивирано месо, което ще достигне - съответно - 25% и 35% от световната пазарна стойност през 2040 г. благодарение на техния висок търговски потенциал, мотивиран от тяхното голямо сходство с истинското месо. Това ги прави привлекателни за рисков капитал. По-специално, култивираното месо ще спечели в дългосрочен план, но новите заместители на веганското месо ще бъдат от съществено значение във фазата на преход.

Най-напредналите нови вегетариански фирми за заместване на месо са базирани в САЩ. Отвъд месото и невъзможните храни са сред най-известните и вече са събрали няколко стотици милиони долари.

Impossible Foods събра $ 300 милиона в серия E през 2019 г., като общата стойност на собствения капитал достигна $ 700 милиона. Сред инвеститорите са известни имена като Бил Гейтс, GV (бивш Google Ventures), UBS и Sailing Capital. Beyond Meat вече стана публично достояние.

Вегански компании за заместване на месо
Име	Приходи и финансиране	Основана година
Beyond Meat (САЩ)	Приблизителни приходи от 50-100 милиона долара, събрани до момента 122 милиона долара	2009 г.
Невъзможни храни (САЩ)	Приблизителни приходи от 50-100 милиона долара, събрани до момента 688 милиона долара	2011 г.
Оджа (Холандия)	Придобити за> 25 милиона долара от Kerry Group през 2018 г.	2009 г.
Moving Mountains Foods (Великобритания)	~ 19 милиона долара приходи	2016 г.
The Meatless Farm Co. (Великобритания)	Неприложимо	2016 г.
Храни за утре - Heura (Испания)	Неприложимо	2017 г.

Източник: Crunchbase.

Тези компании са най-близо до комерсиализирането на своите продукти. Пазарът на алтернативи за храни и напитки на растителна основа е очакван да достигне 80,43 млрд. долара до 2024 г., нараствайки с 13,82% CAGR по време на прогнозата месечен цикъл от 2019 до 2024 година.

Най-големите предприятия за култивиране на месо се намират в САЩ. Мемфис Меса , базирана в Сан Франциско, събра 161 милиона долара за изграждане на пилотен клетъчен месокомбинат. Този инвестиционен кръг увеличава повече от осем пъти общите средства на месодобивната компания в Калифорния. Сред инвеститорите са Тайсън Фууд, Ричард Брансън и Бил Гейтс.

През последните 10 години инвеститорите са вложили повече от 16 милиарда долара в американски компании за производство на растителни и клетъчни меса - само 13 милиарда долара през 2017 и 2018, според два доклада освободен от Институтът за добра храна през 2019г.

Фирми за културно месо
Име	Приходи и финансиране	Основана година
Мемфис Мейтс (САЩ)	< million estimated revenue, raised 1 million to date	2015 г.
Future Meat Technologies (Израел)	Събра 14 милиона долара серия А	2018 г.
Mosa Meat (Холандия)	< million estimated revenue, raised ~ million series A	2013

Прецизно земеделие, движещо се основно

През последните две десетилетия прецизното земеделие успешно премина от академична изследователска тема към изключително полезна практика в областта на селското стопанство. До края на 2030 г. прецизно земеделие е готова да се превърне в една от най-влиятелните тенденции в земеделието.

Пазар за прецизно земеделие - Темп на растеж по региони (2021-2024)

Прецизното земеделие е концепция за управление на земеделието, основаваща се на наблюдение, измерване и реагиране на между- и вътрешно-полевата променливост в културите с цел определяне на система за подпомагане на вземането на решения (DSS) за оптимизиране на възвръщаемостта на суровините при запазване на ресурсите.

Инвестициите в прецизно земеделие достигнаха 661 милиона долара при 96 сделки през 2015 г., което е увеличение от 140% спрямо 2014 г., според AgFunder . Въпреки това, прецизното земеделие претърпя спад от $ 405 милиона през 2016 г., главно поради по-ниските разходи за дронове. Възможно е да се идентифицират три основни насоки на прецизното земеделие, които ще ръководят бъдещето на този сектор: изображения и сензори , роботика и автоматизация , и дигитализация и големи данни .

Изображения и сензори засягат практиките за мониторинг на полевите показатели, мониторинг на почвата и работа в полеви компютър или работа в реално време чрез използване на сателитни изображения, изображения на безпилотни летателни апарати и сензори за състоянието на културите, като целта е да се осигури система, която помага за наблюдение и автоматизиране на входящите данни.

Роботика и автоматизация се отнася до технологии като машинно зрение, въздушно наблюдение и изкуствен интелект.

Дигитализация и големи данни използвайте полеви карти, добавена реалност и платформи с отворени данни, за да достигнете до усъвършенстван анализ и интелигентен дизайн на машини към услуги за бизнес разузнаване.

Очаква се пазарът да нарасне с 12,8% CAGR, за да достигне 5,5 млрд. Долара до 2021 г. В момента зоната на EMEA доминира на пазара (41%), следвана от APAC (32%) и Америка (27%). Байер създаде екип от повече от 400 професионалисти и инвестира 1,25 милиарда долара, за да стимулира развитието на цифрови предложения за фермери.

Прецизното земеделие е претъпкано поле поради големия си потенциал. Храненето на света и получаването на възвръщаемост, докато го правите, е силно мотивиращо за много различни играчи. Компании като John Deere, CNH, Kubota, Bosch, Trimble и Topcon също се фокусират върху тази област, както и голям брой стартиращи компании, включително:

Фирми за прецизно земеделие
Име	Приходи и финансиране	Основана година	Описание
Таранис (Израел)	Приблизителни приходи от 1-10 милиона долара, събрани 30 милиона долара към днешна дата	2014 г.	Механизъм за анализ, който анализира полеви данни, свързани с цикъла на производство на култури и времето и дава предложения
Ecorobotix (Швейцария)	Събра 10,6 милиона долара серия А	2011 г.	Роботи за плевене за устойчиво земеделие
Blue River Technology (САЩ)	Събрани 30 милиона долара към днешна дата	2011 г.	Вижте & Спрей за защита на културите
CropX (Израел)	Набра 23 милиона долара към днешна дата	2013	Презареждащо се безжично сензорно решение за наблюдение на влагата в почвата
SeeTree (Израел)	Събрани 15 милиона долара към днешна дата	2017 г.	Решения, базирани на машинно обучение, базирани на данни за производители на овощни градини
Ceres Imaging (САЩ)	< million estimated revenue, raised .5 million to date	2014 г.	Сензори за самолети с фиксирано крило, които улавят данни за реколтата

Селскостопанската биотехнология трансформира селскостопанския бизнес

Друга бързо развиваща се ниша, която използва съответен брой технологични иновации Селскостопански биотехнологии , който включва всички биологични или химични инструменти и процеси, използвани във фермата, както и в процесите след земеделието. Тази категория включва различни видове технологии и наука, включително генетика , развъждане , изследване на микробиоми , синтетична химия , и здравето на животните .

Генетика включва процеси, които позволяват прехвърлянето на полезни характеристики от едно растение на друго чрез директна манипулация на генетичния материал на организма.

Развъждане е науката за промяна на растителните черти, за да се получат желаните характеристики.

Изследване на микробиоми се състои от генериране на ценна информация за биологията на микробните общности и тяхното въздействие върху заобикалящата ги среда и техните домакини.

Синтетична химия е нововъзникваща област на изследване, насочена към създаването на нови биологични части, устройства и системи или към препроектиране на системи, които вече се намират в природата.

Здраве на животните включва технологии, които подобряват качеството на фуражите за животни, производителността на животните и / или здравето на животните, както и технологии, които създават нови фуражи за животни, които служат като основен или вторичен източник на храна.

Очаква се световният пазар на биотехнологии в селското стопанство да бъде 33,8 милиарда долара до 2024г , нараствайки с 10,9% CAGR (2019-2024). Северна Америка е най-големият пазар на селскостопански биотехнологии поради най-голямото приемане на ГМО.

The генното инженерство Пазарът е бързо растящ и може да има положително въздействие върху околната среда - ГМО културите изискват по-малко химикали, земя и машини, което помага да се намали замърсяването на околната среда и емисиите на парникови газове. Освен това фокусът на тази наука е основно създаването на нови семена и растения, способни да устоят на хербициди, насекоми и вируси, докато растат - толерантни към стресовете в околната среда (например суша, наводнения) и с допълнителни хранителни ползи и подобрен вкус.

Има и някои минуси на генното инженерство. Като цяло патогените са в състояние да се адаптират към нови генетични профили, поради което може да има неочаквани негативни странични ефекти (например устойчивите на суша растения могат да бъдат по-малко толерантни към пряка слънчева светлина).

Освен това използването на авторски права и патенти за защита на правата на интелектуална собственост (ПИС) е основно предимство в тази област, характеризиращо се с ниска цена на имитация.

Някои от стартиращите и МСП, които се занимават със селскостопански биотехнологии, са:

Селскостопански биотехнологични компании
Име	Приходи и финансиране	Основана година	Описание
Kaiima Bio-Agritech (Израел)	Набрани 133 милиона долара към днешна дата	2006 г.	Растителна производителност за съвременни селскостопански системи, използващи генетика и развъдна технология
Connecterra (Холандия)	Приблизителни приходи от 1-10 милиона долара, събрани до момента 9,5 милиона долара	2014 г.	IDA (Intelligent Dairy Farmers Assistant), услуга с изкуствен интелект, която използва данни, събрани от крави, за откриване на здравословни проблеми
Terramera (Канада)	Приблизителни приходи от 1-10 милиона долара, събрани до момента 83 милиона долара	2009 г.	Целенасочена технология за защита на културите, която увеличава ефикасността на органичните съставки
Растения по двойки (САЩ)	125 милиона долара инвестиция от Monsanto	2017 г.	Нови култури и модифицирайте съществуващите с помощта на технология за редактиране на гени като CRISPR
Equinom (Израел)	Очакваните приходи от 1-10 милиона долара са събрали 18 милиона долара към днешна дата	2012 г.	Изчислителна биология за отглеждане на култури с подобрени характеристики без никакви генетични манипулации
AgroSavfe (Белгия)	Неприложимо	2013	Биопестициди от антитела на лами

Допълнителни интересни тенденции за бъдещето

В исторически план селското стопанство е претърпяло поредица от революции, които са довели ефективност, добив и рентабилност до невъобразими досега нива. Пазарните прогнози за следващото десетилетие предполагат a цифрова революция това вероятно ще повлияе на всеки аспект на селскостопанската хранителна верига.

От гледна точка на климата нараства необходимостта да се измисли как да се произведе възможно най-много храна със същото количество обработваема площ (ако не и по-малко). Както беше обсъдено по-рано, изменението на климата не е единственият фактор, застрашаващ хранителния бизнес през следващите няколко години; ще има и нарастващо търсене на технологични решения, прилагани в селското стопанство .

По-рано обсъждахме бъдещото значение на култивираното месо, CRISPR и редактирането на геноми, прецизното земеделие и вертикалното земеделие. Но това не са единствените налични технологии, които се изучават от изследователите. A широка гама от решения се изследва, за да се посрещнат както предизвикателствата, свързани с изменението на климата, така и разширяването на търсенето на храни. Някои примери включват:

• Използвайки съединения, които предотвратяват превръщането на торовете от почвените микроби в азотен оксид , силно мощен парников газ.
• Разработване на сортове култури, които поглъщат повече азот .
• Намаляване на въглеродния отпечатък на добитъка като ги храните по различен начин - като използвате водорасли например.
• Приемане пустинно земеделие и отглеждане на морска вода . Поради нарастващата липса на ресурси, светът трябва да превърне пустинята и морето в съоръжения за производство на храни.
• Прилагане 3D печат до производството на храни . Експертите смятат, че принтерите, използващи хидроколоиди, могат да се използват за заместване на основните съставки на храни с възобновяеми източници като водорасли, патици и трева. Сега някои учени експериментират с водорасли като заместител на животински протеин.

За съжаление, много от тези агрохранителни технологии все още не получават необходимия брой инвестиции, за да бъдат ефективно приложени; въпреки това това поле се повишава осъзнаване много бързо и инвестиции следователно растат.

Прочетете част I от тази поредица: Хранене на бъдещето: Общ преглед на индустрията за земеделска храна .

Разбиране на основите

Какво е иновация в селското стопанство?

Тъй като екологичните, социалните и демографските фактори все повече оказват натиск върху по-традиционните технологии за производство на селскостопански храни, инвеститорите и предприемачите се обръщат към иновациите. Технологии като вертикално земеделие, алтернативни протеини и прецизно земеделие показват големи обещания.

Какво представлява селскостопанската промишленост?

Агрохранителната промишленост се фокусира върху технологиите за производство на храни, както традиционни, така и по-иновативни. Прецизното земеделие, вертикалното земеделие и алтернативните протеини са примери за иновации в сектора.

Какви са някои отрицателни въздействия на технологиите в селското стопанство?

Иновациите в селскостопанския сектор също могат да имат отрицателно въздействие. Например, културата на месо и вертикалното земеделие имат много високи текущи разходи, което означава, че стартиращите в пространството ще се нуждаят от много високо ниво на финансиране, преди да могат да комерсиализират успешно своите продукти.