Нагодувати планету. Обвалять китайці аграрний імпорт за рахунок ГМ-технологій

Україна є одним з найбільших світових експортерів сільгосппродукції. Але українські аграрії можуть втратити свої конкурентні переваги, якщо будуть покладатися тільки на традиційні технології.

Зараз в США, ЄС, Японії, Китаї відбувається технологічна революція як у рослинництві, так і в тваринницькому секторі. Стартапи, які обіцяють нові способи виробництва продовольства, збирають мільйони, а іноді і сотні мільйонів доларів. Ця Тема неосяжна, ми обмежимося лише найбільш вражаючими прикладами.

Агрофотовольтаика

Дефіцит земельних ресурсів, придатних для сільського господарства, все більше посилюється. Одним з головних конкурентів аграріїв стала сонячна енергетика. Але виявляється, замість боротьби за земельні ділянки можна використовувати їх спільно. Якщо розташувати сонячні панелі на висоті кількох метрів над родючими землями, то можна одночасно вирощувати урожай і виробляти електроенергію. Це показав успішний експеримент, проведений у Німеччині Гогенгеймским університетом і Фраунгоферовским інститутом сонячної енергії (Fraunhofer ISE).

На третині гектара орних земель на фермі Хеггельбах встановили сонячні батареї на висоті п'яти метрів, щоб фермери могли використовувати поля за прямим призначенням. Завдяки новим принципом установки 720 сонячних батарей отримали можливість виробляти електроенергію не тільки на фронтальній стороні, але і на тильній, використовуючи відбите світло від навколишнього середовища. Сніг в даному випадку вважається "сприятливим природним умовою", оскільки через відбиття променів ефективність панелей зростає на 25%.

Панелі розташували на достатній відстані один від одного, щоб рослини отримували необхідну кількість сонячного світла. Цього вистачило, щоб ферма забезпечила себе електроенергією для зарядки електромобілів і переробки продуктів.

"Перші результати експерименту можна вважати величезним успіхом, - заявив керівник проекту "Агрофотовольтаика" Стефан Шинделе. - За витратами на установку агрофотоэлектрическая станція порівнянна із звичайними сонячними панелями на дахах, а врожай виявився високим і рентабельним. Тим не менш, перш ніж випускати систему на ринок, потрібно провести ще ряд експериментів. Наприклад, подивитися, які результати вийдуть на великих площах, і вивчити, як можна вирощувати фрукти, ягоди, хміль і виноград з допомогою систем поливу, що працюють на енергії від агрофотоэлектрической станції".

Ця система може бути особливо вигідною для більш південних країн, що використовують штучне зрошення і не відчувають нестачі сонячного світла. Тим більше, що сонячні панелі стають все більш дешевими.

Вертикальні ферми

У всіх країнах населення все більше скучивается в містах. І все важче забезпечити його здоровою їжею. Частковим вирішенням проблеми є зведення прямо в містах вертикальних ферм. За прогнозом Market Research Future, ринок вертикального фермерства буде оцінюватися в $6 млрд до 2022 р., середньорічне зростання складе 26%.

Правда, цей спосіб годиться для вирощування тільки зелені і деяких овочів, але не зернових або картоплі. Тим не менш вертикальні ферми - малі, великі і навіть гігантські - з'являються по всьому світу.

Наприклад, шведська компанія Plantagon зводить у місті Лінчепінге ферму-хмарочос The World Food Building, який буде виробляти 550 т овочів щороку. Будівництво планують закінчити до 2020 р., його вартість оцінюється в $40 млн. Овочі будуть вирощувати без грунту, в багатому поживними речовинами водному розчині, з допомогою природного освітлення і світлодіодів. Багато завдання будуть виконувати роботи. Величезний спіралевидний конвеєр буде автоматично переміщати овочі з верхніх поверхів на нижні і назад, щоб усі вони отримували однакову кількість сонячного світла, поки дозрівають. Зелень можна буде приблизно через місяць після того, як посіють насіння.

Ферма розташована на сонячній стороні будинку, а на тіньовій - офіси, які в загальній складності займуть дві третини вежі. Вже зараз різні компанії прагнуть викупити право стати резидентами цих приміщень. З деяких залів для нарад буде відкриватися вид на рослини. Також на багатьох поверхах будуть кафе і ресторани, в яких більшість страв будуть готувати зі свіжих, тільки що зірвані з грядки продуктів.

Прямо в будівлі планують відкрити ринок, щоб всі бажаючі могли придбати свіжі овочі. А ресторани і супермаркети зможуть укладати з Plantagon договори на прямі поставки.

Поки Plantagon ще на етапі будівництва, американський стартап Plenty вже вирощує 15 видів зелені - від базиліка і латуку до кучерявої капусти - під світлодіодними лампами на багатоярусних шестиметрових полицях в будинку в Сан-Франциско. Така технологія не вимагає ні грунту, ні пестицидів, ні навіть сонячного світла, щоб цілий рік збирати врожай у відносно невеликих закритих приміщеннях. Нещодавно компанія отримала сертифікат, що її продукція повністю відповідає стандартам якості органічних продуктів харчування.

Навесні 2018 р. стартап обіцяє відкрити другу вертикальну ферму, в два рази більше тієї, що знаходиться в Сан-Франциско. Ангар площею 9290 кв. м розташований в передмісті Сіетла. На фермі будуть виробляти щорічно понад 2000 т зелені, а також полуницю, помідори і кавуни.

Plenty має намір відкрити близько 500 таких вертикальних ферм - по одній у всіх містах-мільйонниках. Стартап вже веде переговори з 15 країнами на чотирьох континентах і найбільшими торговими мережами. В першу чергу Plenty орієнтується на ринки Китаю, Японії і країн Близького Сходу, яким не вистачає орних земель. Наступні на черзі Канада, Данія і Ірландія.

У липні 2017-го стартап отримав $200 млн від фонду SoftBank Vision, заснованого самим багатим японцем - головою телеком-гіганта SoftBank Масаесі Соному. Разом з Соному вклалися в Plenty такі відомі люди, як глава Amazon Джефф Безос і глава Alphabet (цього холдингу належить Google Ерік Шмідт.

Щоб знизити експлуатаційні витрати, Plenty прагне максимально автоматизувати весь виробничий процес, а для пересаджування саджанців використовує маленьких роботів. Компанія сподівається, що її органічна продукція буде не дорожче традиційної.

Впровадження IT

Також може допомогти аграріям союз з високими технологіями, такими як IoT (Internet of Things) - Інтернет речей. За даними супутникової компанії Inmarsat, агроотрасль освоює IoT-технології швидше, ніж гірничодобувна промисловість, транспорт або енергетика.

Наприклад, у Великобританії оператор IoT-систем Eseye спільно з компанією Burkard розробив датчики, які в режимі реального часу виявляють у рослин патогенні мікроорганізми. Це дозволить істотно підвищити продуктивність польових культур. Система виявляє шкідників на ранньому етапі, коли хвороба ще можна запобігти. Для цього датчики збирають і аналізують спори рослин. Як тільки датчик знаходить патологію, він тут же передає дані в хмарну систему Amazon Web Services, до якої мають доступ фермери. Роботу технології забезпечує IoT-мережу.

Систему вже тестують у Великобританії. В майбутньому Eseye і Burkard планують вивести її на глобальний ринок.

Тим часом японські компанії вже діляться своїми технологіями з зарубіжними фермерами. Так, SoftBank почав випробування розумних датчиків на рисових полях у Колумбії. Датчики відслідковують кількість поживних речовин у грунті і воді, а також вимірюють температуру і ступінь вологості. На основі зібраних даних створюється індивідуальне керівництво для кожного фермера, доступне в додатку на смартфоні.

Японський оператор мобільного зв'язку Docomo має намір розвивати розумне фермерство в Північній Америці і в Азії. Власникам ранчо компанія надасть чіпи для контролю за тваринами. Невеликий датчик, вшитий під шкіру корові, зможе безперервно відстежувати температуру тіла тварини. Якщо ознаки вкажуть на настання пологів, то фермеру прийде сповіщення на смартфон. Азіатським фермерам Docomo пропонує датчики для контролю за рівнем води та температурою на заливних рисових полях.

Згідно з прогнозом MarketsandMarkets до 2022 р. ринок розумного фермерства досягне $11,23 млрд. В 2016 р. він оцінювався у $5,18 млрд. Середньорічний приріст становитиме 13,27%.

Генна інженерія

Подією року стала покупка за $43 млрд швейцарської компанії Syngenta - одного з найбільших світових розробників і виробників генно-модифікованого насіння рослин - китайської держкорпорацією ChemChina. Операція була завершена в травні і стала найдорожчим закордонним придбанням китайців за всю історію.

Тепер очікується, що Китай вийде у світові лідери за вирощування ГМ-культур. У країні з населенням 1,3 млрд не вистачає орних земель, щоб забезпечити себе харчуванням. В цих умовах необхідно використовувати землі максимально ефективно, і допомогти в цьому можуть ГМ-насіння, стійкі до посухи і шкідників і володіють більш високою врожайністю.

Правда, жителі Китаю, як і інших країн, з недовірою ставляться до ГМО. Але владі це не зупиняє - в 2014 р. голова КНР Сі Цзіньпін пообіцяв збільшити інвестиції в біотехнології, включаючи і ГМ-культури. Придбання Syngenta показує: то були не просто слова. Тому потрібно готуватися до того, що врожаї в Китаї зростуть і, отже, він буде менше потребу в імпорті (зокрема, з України).

Генна інженерія щосили застосовується і для виведення нових порід худоби і птиці. В якості ілюстрації наведемо приклади того, як вчені намагаються вдосконалити корів.

У червні стало відомо, що група дослідників з Університету Флориди отримала трирічний грант від уряду США на суму $733 тис. Гроші виділені на виведення породи корів, які не будуть боятися тропічного клімату. Вже сьогодні більше половини великої рогатої худоби по всьому світу живе в умовах спеки і великої вологості. Тепер вчені з допомогою генних технологій хочуть створити корову, яка максимально адаптується до спеки і при цьому у неї буде м'ясо відмінної якості.

Тим часом вчені з Аграрно-механічного університету Західного Техасу (WTAMU) поєднують клонування і селекцію, щоб забезпечити американців ідеально мармурової яловичиною, без зайвого міжм'язевих жиру. Для початку вчені отримують ДНК від м'ясного бичка, який відповідає всім параметрам. Потім за допомогою клонування ці параметри відтворюються в новому поколінні тварин. Після цього тварин схрещують, а отримане потомство як раз і стає джерелом ідеально мармурової яловичини. З допомогою цієї методики техаські вчені вже виводять експериментальних особин. Як стверджує керівник дослідження Тай Лоренс, м'ясо, яке в підсумку надійде на ринок, не буде вважатися клонованим, оскільки тварини були зачаті і народжені природним шляхом. "Генетичний прототип тваринного був клонований, але сама тварина вже немає", - підкреслює вчений.

А китайським генетикам з Північно-Західного університету сільського і лісового господарства (NWAFU) вдалося створити корів, стійких до туберкульозу. Для цього була застосована технологія CRISPR/Cas9n. В два етапи ген опірності до туберкульозу був пересаджений в ДНК яйцеклітин корів. В результаті благополучно народилися 11 телят, аналіз показав, що у всіх у них цей ген успішно інтегрувався в генетичний код і ні в одного теляти не помічено ніяких побічних ефектів.

Побічні ефекти - одна з основних проблем технології CRISPR. Вчені змушені перебирати весь геном у пошуках області, де генетичні маніпуляції менш найбільше вплинуть на довколишні гени. "Наше дослідження - перша демонстрація того, що система CRISPR/Cas9n може використовуватися для створення трансгенної худоби без побічних ефектів. Ми виявили область в геномі корів, відповідну, щоб успішно пересаджувати нові гени і покращувати характеристики худоби", - говорить керівник дослідження Чжан Юн. Цей успіх відкриває китайцям дорогу до створення порід корів з будь-якими бажаними вдосконаленнями.

Штучне м'ясо

Ще один спосіб вирішення м'ясної проблеми - штучне м'ясо. Зараз вже навряд чи кого здивуєш соєвими котлетами та іншими рослинними замінниками м'ясних продуктів. За прогнозом Allied Market Research, ринок замінників м'яса має щорічно зростати на 8,4% і до 2020 р. досягне $5,2 млрд.

Правда, основний споживач цих імітацій - вегетаріанці. Однак ряд компаній запевняють, що штучне м'ясо за смаком практично не відрізняється від натурального, і розраховують привчити до своєї продукції "плотоядную" частина суспільства.

Такі заяви звучать особливо переконливо, коли їх підтверджують мережі магазинів і ресторанів. Наприклад, штучне м'ясо виробництва американської компанії Beyond Meat лежить на полицях у супермаркетах поруч з звичайним (хоча коштує вдвічі дорожче). З 2017 р. компанія поставляє свою заморожену продукцію в торгові мережі Safeway, Kroger і Sysco. М'ясо від Beyond Meat можна придбати в 12 тис. магазинів, а готові бургери - в 3,5 тис. точок продажів. У вересні компанія почала співпрацю зі службою доставки їжі Chef'd, і тепер штучні бургери можна замовити прямо на будинок.

А з січня 2018 р. Beyond Meat починає співпрацю з новим найбільшим партнером - TGI Fridays. Більше 465 ресторанів цієї мережі включать в своє меню, вегетаріанські бургери Beyond Burger. Це допоможе Beyond Meat досягти своєї мети: переконати "м'ясоїдних", що котлети з рослинної сировини можуть бути на смак і вигляд такими ж, як з яловичого фаршу.

Сировиною для Beyond Meat служать гороховий білок, дріжджовий екстракт, буряковий сік і кокосове масло. У грудні стало відомо, що компанія в новому раунді інвестицій залучила $55 млн додатково до $90 млн, залученими раніше. Головним інвестором стала венчурна фірма Cleveland Avenue, заснована колишнім керівником mcdonald's Доном Томпсоном. Також свою частку в компанії збільшив один з найбільших в США виробників м'ясних продуктів Tyson Foods. Завдяки новим інвестиціям Beyond Meat має намір збільшити виробництво штучного м'яса втричі.

Крім імітації яловичини, компанія приступила до розробки рослинного бекону, який нічим би не відрізнявся від смаку справжньої свинини. "У мене є домашній вихованець - свиня, тому я особисто зацікавлений в успіху цього продукту", - пожартував керівник Beyond Meat Ітан Браун.

Ще більш амбітні плани у іншої американської компанії - Impossible Foods, чиї бургери з штучного м'яса продаються в 323 ресторанах в різних штатах. Компанія залучила вже більше $250 млн. Спочатку, на етапі збору інвестицій, вона отримала $182 млн від Білла Гейтса, венчурних фондів Google Ventures, Khosla Ventures та ін. А цього літа добавились ще $75 млн від Білла Гейтса (до речі, він вклався також і в Beyond Meat), гонконгського мільярдера Чи Кашина і кількох інвестиційних фондів.

Фахівці компанії стверджують, що вони підібрали склад (пшениця, кокосове масло, картопля і деякі інші інгредієнти), що забезпечує штучного м'яса необхідну структуру, тягучість та щільність затвердіння при обжарке, а також колір, смак і навіть запах натурального м'яса. У вересні Impossible Foods відкрила нову фабрику в Окленді (Каліфорнія), здатну виробляти понад 450 т штучного м'яса щомісяця.

"Ми не компанія з виробництва бургерів, - заявила директор компанії по зв'язках з громадськістю Рейчел Конрад. - Ми харчова технологічна платформа. Наш перший продукт був досвідченим зразком. Після нього у нас будуть і другий, і десятий". А керівник Impossible Foods Патрік Браун заявив, що його "харчова платформа" до 2035 р. буде виробляти штучні замінники всіх продуктів тваринного походження. "Прошу вибачення у вегетаріанців, - додав він, - але єдині споживачі, про які ми думаємо, це м'ясоїди".

Справжнє м'ясо без вбивства

Принципово інший шлях обрав американський стартап Memphis Meats, заснований в 2015 р. Він не став думати про створення такого "вегетаріанського м'яса", яке б спокусило навіть "м'ясоїдних" споживачів. Замість цього він вирішив, навпаки, навчитися виробляти абсолютно справжнє м'ясо, але таке, яке влаштувало б навіть вегетаріанців, тому що його виробництво обходиться без вбивства тварин.

На початку 2016 р. Memphis Meats представив перші в світі фрикадельки, вирощені в лабораторних умовах, а в березні 2017-го - створене аналогічним способом куряче філе. У листопаді минулого року перед Днем подяки стартап запустив на Indiegogo краудфандинговую кампанію, завдяки якій зібрав понад $137 тис. Втім, за словами представників стартапу, метою акції було не стільки зібрати кошти (до того моменту Memphis Meats вже мав $3 млн венчурних інвестицій), скільки привернути увагу до того, що на День подяки у США вбивають 50 млн птахів. Засновники стартапу стверджують, що їх технологія врятує тварин і в той же час забезпечить людей звичним м'ясом.

Замість того щоб відправляти тварин на забій, Memphis Meats використовує м'язові клітини для вирощування м'яса у великих ємностях - біореакторах. Після виділення клітинної культури вона поміщається в спеціальне середовище, що містить всі необхідні поживні речовини. В біореакторі підтримуються тиск і температура, оптимальні для росту і поділу клітин. В результаті формується м'ясна структура, яка, як стверджує стартап, за смаком і текстурою нічим не відрізняється від традиційного м'яса. Процес вирощування займає до трьох тижнів.

Правда, поки що цей спосіб виробництва м'яса обходиться набагато дорожче, ніж традиційний. Але Memphis Meats розраховує за кілька років знизити собівартість до конкурентоспроможного рівня і в 2021 р. випустити на ринок широкий асортимент готових м'ясних продуктів і напівфабрикатів.

Засновники Memphis Meats переконані: через 20 років їх технологія буде вже настільки дешевої і загальнодоступної, що більша частина м'яса в продажу буде вирощеної в біореакторах. До тієї ж мети прагнуть ще кілька американських компаній. Зокрема, обігнати Memphis Meats має намір Hampton Creek, яка оцінюється в $1 млрд і випускає продукти для веганів, в т. ч. майонез і тісто без молока і яєць. У червні компанія повідомила, що розробляє технологію виробництва м'яса в лабораторних умовах, і пообіцяла вивести продукт на ринок вже в 2018 р.

Всі ми давно звикли до піктограм на упаковці продуктів "Без ГМО", "Органічний продукт" і т. п. Цілком можливо, що в майбутньому на етикетках м'ясних продуктів ми зможемо спостерігати і такий напис: "натуральне М'ясо, при його виготовленні жодна тварина не постраждала".

30% м'яса можна надрукувати

Додатковим джерелом доходу для фермерських господарств і ресторанів швидкого харчування можуть стати харчові 3D-принтери, вважає некомерційна дослідницька організація Meat&Livestock Australia (MLA). Демонстрація можливостей нідерландської тривимірного принтера byFlow для м'яса пройшла в австралійському Університеті Монаша. Шеф-кухар MLA надрукував із шматків яловичини другого сорту елегантні завитки і медальйони.

"Ми не стверджуємо, що ця технологія замінить всі сосиски і стейки, але надруковане на 3D-принтері м'ясо точно стане доступним і в деяких випадках більш кращою", - упевнений менеджер MLA Майкл Лі. За його словами, використання тривимірної харчової друку надає нові можливості для бізнесу. Зараз третина туші кожної тварини витрачається майже даремно: фарш за низькою ціною купують великі мережі на кшталт mcdonald's. Технологія 3D-друку дозволить фермерам перетворювати другосортне м'ясо в продукт вищої якості і заробляти на ньому в кілька разів більше.

Втім, це не означає, що заклади швидкого харчування залишаться без м'ясної сировини. Вони зможуть скористатися 3D-принтерами для друку штучного м'яса або ж м'яса, вирощеного в біореакторах. Менеджер з розвитку byFlow Фрітц Хофф прогнозує, що попит на биосинтезированную їжу буде зростати разом з технологічним прогресом. "Ступінь визнання зміниться, коли ціна синтезованої їжі знизиться, а смак - покращиться, - каже Хофф. - Два роки тому вартість виробництва синтезованих гамбургерів становила $250 тис. за штуку, а тепер - $10. І хто знає, чи не перейде mcdonald's на 3D-друк їжі з синтезованого м'ясного білка, коли той стане досить дешевим?"