Rolnictwo jest jednym z najstarszych i fundamentalnych sektorów przemysłu. Istnieje kilka istotnych powodów, dla których powinno ono wykazywać się innowacyjnością – od zmian klimatycznych po rosnące zapotrzebowanie na żywność.
Jest istotnym filarem państwa, którego rozwój w kluczowy sposób przyczynia się do zachowania bezpieczeństwa żywnościowego. Może być motorem do wzrostu gospodarczego, jak i wpływać na jakość życia.
Dowiedz się przed jakimi wyzwaniami stoi obecnie rolnictwo oraz jakie są obecnie najważniejsze trendy w tej branży.
Współczesne rolnictwo stoi w obliczu szeregu wyzwań powiązanych z sytuacją gospodarczą, środowiskiem oraz trendami społecznymi.
Postanowiliśmy skupić się na czterech najbardziej znaczących aspektach mających wpływ na rozwój rolnictwa. Wydarzenia te nie tylko determinują w jaki sposób żywność jest produkowana, ale także na jej dostępność, jakość i trwałość.
Wymagają one rozwiązań możliwych do wdrożenia już teraz. W perspektywie czasowej, wybrane środki, będą musiały znaleźć zastosowanie w najbliższej przyszłości.
Globalne ocieplenie oraz emisja gazów cieplarnianych stwarzają bezpośrednie i poważne zagrożenie dla światowych upraw. Do 2050 roku średnia temperatura na świecie ma wzrosnąć o 1,5°C1.
Według The Copernicus Climate Change Service sezon czerwiec, lipiec i sierpień 2023 roku był najcieplejszy w historii na świecie, ze średnią temperaturą 16,77°C, czyli o 0,66°C wyższą od średniej. W sierpniu odnotowano najwyższą w historii, światową średnią miesięczną temperaturę powierzchni morza, która wynosiła 20,98°C2.
Wybrane ekstremalne zjawiska pogodowe w sezonie czerwiec-lipiec-sierpień 2023:
• W Polsce, lokalnie wystąpiły gwałtowne nawałnice m.in. w rejonie Tarnowa (Małopolska) spadły kule lodowe o średnicy co najmniej 2-5 cm.
• Grecką wyspę Rodos dotknęły liczne pożary, w wyniku których kilkadziesiąt tysięcy ludzi (mieszkańców i turystów) zostało ewakuowanych z hoteli i swoich domów.
• Silne ulewy w Indiach, doprowadziły do wezbrania wód i powodzi. Woda podeszła pod mury Tadż Mahal, jednego z najsłynniejszych zabytków tego kraju.
W związku z nasilającymi się ekstremalnymi zjawiskami dochodzi do zmiany właściwości gleby, w tym spadku jej wilgotności. W rezultacie rośnie jej ogólna temperatura oraz poziom CO2.
Wywołane zmianami klimatycznymi stresy abiotyczne, takie jak zasolenie, susza i wahania temperatury, mają negatywny wpływ na uprawy i ostateczny plon, co stwarza poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa żywnościowego. Dodatkowo, stosowanie środków ochrony roślin, w tym pestycydów przyczynia się do dalszego pogłębiania tych zmian klimatycznych3.
W celu złagodzenia wpływu zmian klimatu na sektor rolniczy, potrzebne są bardziej ostrożne oraz przyjazne dla środowiska strategie, które pozwolą zachować różnorodność biologiczną.
Do największych wyzwań w związku z ochroną bioróżnorodności zalicza się urbanizację oraz wylesianie. Rolnictwo zajmuje około 40% powierzchni lądów4. Ta gałąź gospodarki odpowiada za 70-90% wylesienia na całym świecie. Ponad połowa z tych gruntów przeznaczona jest pod uprawy. Pozostałe, ok. 40% – pod hodowlę zwierząt5.
Stosowanie typowego systemu upraw monokulturowych prowadzi do ubożenia gleb w materię organiczną. W wyniku czego gleba posiada mniejszą zdolność do zatrzymywania wody i jest bardziej podatna na erozję i zanieczyszczenia wód gruntowych.
Przekształcanie gruntów na wielkoskalową uprawę rolną z nadmiernym wykorzystaniem środków chemicznych może prowadzić do niszczenia lokalnych środowisk życia różnych gatunków zwierząt, owadów, roślin.
Stabilna produkcja rolno-spożywcza pomaga zapewnić stałe dostawy żywności, co jest kluczowe dla zachowania bezpieczeństwa żywnościowego. Skutki w braku lub w opóźnionych dostawach żywności odczuwalne są dla każdego w postaci niedoboru produktów i/lub podwyżki cen.
Jest kilka czynników, które mogą mieć wpływ na opóźniony transport żywności. Są to m.in.:
1) Konflikty zbrojne, w tym trwająca obecnie w Europie wojna na Ukrainie.
2) Szybkie i gwałtowne zmiany pogody: ekstremalne warunki pogodowe, takie jak burze, powodzie, czy też gradobicia.
3) Inne problemy globalne, jak pandemia. W przeszłości była to pandemia COVID.
4) Brak pracowników lub towarów potrzebnych do wyprodukowania żywności.
5) Blokady tras dostaw spowodowanych sytuacją polityczną lub wypadkami np. W 2021 roku doszło do tygodniowej blokady Kanału Sueskiego spowodowanej przez kontenerowiec Ever-Given, który utknął na mieliźnie. Ponad 300 statków czekało na odblokowanie ruchu wodnego na kanale. Zator trwał około 3 dni.
6) Występujące kryzysy wraz z szumem komunikacyjnym prowadzą do “paniki zakupowej”, która była możliwa do zaobserwowania w trakcie COVID-u.
Prognozy ONZ wskazują, że do 2050 roku populacja na świecie ma zwiększyć się do 9,7 miliarda ludzi. Obecnie, około 56% światowej populacji mieszka w aglomeracjach. Według danych The World Bank za 30 lat, 7 na 10 osób będzie mieszkać w miastach. Będzie wymagało to zwiększenia produkcji żywności nawet o 56%. Sam wzrost produkcji nie wystarczy.
Potencjalny światowy kryzys żywnościowy może wywołać międzynarodowe procesy migracyjne na dużą skalę6. Konieczna jest już teraz zmiana sposobu wytwarzania produktów. Obecnie 1/3 wyprodukowanej żywności jest tracona lub marnowana – to około 1 miliard ton rocznie7.
Powyżej przedstawione zostały wybrane zagadnienia z jakimi mierzy się rolnictwo i gospodarka na świecie. Już teraz opracowywane są i wdrażane nowoczesne technologie w celu przyśpieszenia produkcji i zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego w skali lokalnej i globalnej.
Rolnictwo precyzyjne polega na kompleksowym zarządzaniu uprawą za pomocą zaawansowanych komputerowo narzędzi. Pozwalają one na sprawdzenie m.in. stanu rozwoju roślin oraz właściwości glebowych i dopasowanie sposobu uprawy na poszczególnych częściach polach w celu obniżenia kosztów i nakładu pracy. Rolnictwo precyzyjne jest zgodne z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu.
Nowoczesne rolnictwo to nie tylko produkcja żywności, to także odpowiedź na kluczowe problemy naszej planety, takie jak zmiany klimatyczne, ograniczone zasoby naturalne i rosnąca populacja. To sektor gospodarki, który dynamiczne ewoluuje, odpowiadając tym samym, na wyzwania środowiskowe i gospodarcze.
Poznaj rozwiązania pozwalające ograniczyć czas oraz ilość pracy rolnika. Są to także sposoby, które pomagają dbać o środowisko i wprowadzać ideę zrównoważonego rozwoju w życie. Trendy w rolnictwie to m.in. wykorzystanie zaawansowanych technologii, rozwijanie praktyk zrównoważonego rozwoju i nowatorskie podejście do produkcji żywności.
Elektronika nie jest pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, kiedy mowa jest o zrównoważonym rozwoju. Jednak dzięki wykorzystaniu automatyzacji oraz sztucznej inteligencji można przyśpieszyć proces produkcji żywności i poprawić efektywność zakładów, w których jest ona produkowana.
Automatyzacja w rolnictwie precyzyjnym to ograniczenie pracy fizycznej przy rutynowych zadaniach do niezbędnego minimum lub bezwzględne wykluczenie ich z planu dnia.
W przypadku wielkoskalowych upraw, robotyka może znacząco zmniejszyć liczbę przyziemnych zadań związanych z pracą na polu.
Roboty, czy zdalnie sterowany traktor i ciągnik są wykorzystywane już na wybranych farmach na świecie. Maszyny mogą pracować nawet do 24h bez przerwy. Pojazdy charakteryzują się niezwykłą precyzją i pokonują wyznaczoną trasę z dokładnością nawet do ok. 2,5 cm8.
Drony rolnicze pomagają w zdalnym monitorowaniu warunków i stosowaniu nawozów oraz środków ochrony roślin. Obrazy i analiza w podczerwieni są pomocne w szybkim identyfikowaniu problematycznych obszarów.
Wyzwaniem dla producentów jest zapewnienie większej dostępności tej technologii. Wciąż trwają pracę nad udoskonaleniem jej, ograniczeniem kosztów produkcji maszyn i zwiększeniem ich wydajności.
Element ludzki będzie miał istotne znaczenie w zarządzaniu gospodarstwem, jednak wykorzystanie zautomatyzowanych metod pozwoli zwiększyć plony i ograniczyć koszty przedsiębiorstwa.
Wdrożenie do zakładów oprogramowania do zdalnego zarządzania uprawą może pozwala na:
• Pełną kontrolę na każdym etapie uprawy – od sadzenia aż po zbiór.
• Zaplanowanie całego procesu produkcyjnego eliminując do minimum straty żywności.
• Efektywne zarządzanie zespołem, który może skupić się na najważniejszych zadaniach. *System wczesnego reagowania w kryzysowej sytuacji może informować o zmianach warunków na uprawie.
Zastosowanie zautomatyzowanych procesów w rolnictwie to praktyka, która w przyszłości stanie się bardziej powszechna i korzystna nie tylko dla samych rolników, ale także dla środowiska.
Obecnie, gdy niedobory zasobów i zmiany klimatyczne stają się coraz bardziej naglące, koncepcja obiegu zamkniętego zyskała na większym znaczeniu.
Ma ona na celu:
1) Ograniczenie ilości produkowanych odpadów na każdym etapie rozwoju produktu.
2) Zwiększanie efektywności wykorzystywanych zasobów.
3) Wspieranie zrównoważonego rozwoju.
Ta metoda stara się zastąpić dotychczasowy system: „weź – wyprodukuj – wyrzuć” na: “przemyśl – odmów – ogranicz – wykorzystaj ponownie – poddaj recyklingowi”.
Jednym z założeń gospodarki o obiegu zamkniętym jest wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, w tym: pomp ciepła, czy też paneli fotowoltaicznych.
Odnawialne źródła energii pozwalają w dłuższej perspektywie czasu zaoszczędzić środki pieniężne, które można przeznaczyć na rozwój przedsiębiorstwa. Jest to rozwiązanie ekologiczne. Energia, która jest wytwarzana dzięki turbinom wiatrowym, pompom ciepła, czy też panelom fotowoltaicznym emituje do atmosfery niewielką ilość gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń.
Jest to metoda uprawy stosowana m.in. w celu poprawy właściwości gleby, zwiększeniu różnorodności biologicznej oraz redukcji gazów cieplarnianych. Rolnictwo regeneracyjne zawiera system zasad i praktyk, które pomagają w odbudowie ekosystemów i poprawie stanu wód. Polegają one m.in. na przerwaniu monokultury i stosowaniu międzyplonów.
Rolnictwo regeneracyjne promuje uprawę wielogatunkową oraz naturalne metody ochrony roślin np. nawozy organiczne. Przy tej metodzie nie wyklucza się stosowania pestycydów, jednak celem jest racjonalne i bardziej precyzyjne ich wykorzystanie.
Uprawy w dużych aglomeracjach wtapiają się w miejską dżunglę i powstają w istniejących już budynkach. Farmy wertykalne mogą być pomocne w tworzeniu zrównoważone systemu produkcji żywności blisko centrów miast.
Uprawy wertykalne zapewniają dostęp do świeżych produktów niezależnie od sezonu, 365 dni w roku. Dzięki farmom, które powstają blisko aglomeracji miejskich, można zmniejszyć ilość emisji gazów cieplarnianych do atmosfery.
Rośliny uprawiane są na mniejszej powierzchni niż w metodach konwencjonalnych. Umieszczone są one pionowo – jedna nad drugą, a nie w poziomych rzędach jak to wygląda przy tradycyjnym rolnictwie. Farma wertykalna może powstać w już istniejącym budynku, a nawet – w kontenerze morskim. Kluczowe jest zachowanie odpowiedniej izolacji cieplnej budynku.
Żywność z upraw wertykalnych dociera do konsumentów szybciej. Nie zawiera pestycydów ani innych środków ochrony roślin. To produkty bogate w wybrane fito-składniki m.in. karetonoidy, które mają pozytywny wpływ na organizm.
Dzięki uprawie w systemie kontrolowanych warunków roślina otrzymuje wszystkie niezbędne elementy do wzrostu. Są to m.in:
• Oświetlenie (ilość światła docierającego w określonym czasie oraz jego spektrum, które różni się w zależności od wybranego gatunku rośliny)
• Nawodnienie
• Wilgotność
• Temperatura
• Koncentracja CO2
• Cyrkulacja powietrza
• Składniki odżywcze
Rolnictwo wertykalne może zwiększyć rentowność przedsiębiorstwa, jednocześnie czyniąc je także bardziej zrównoważonym. To technologia zmieniająca dotychczasowe oblicze rolnictwa. Farma działa niezależna od sezonu i dostarcza pewne uzyski w krótkim czasie. Dowiedz się Jak rolnictwo wertykalne może pomóc Twojemu biznesowi.
Rolnictwo zużywa 70% światowych zasobów wodnych9. Nieefektywna gospodarka wodna w rolnictwie i postępujące zmiany klimatyczne pogłębiają problem niedoboru tego surowca. Ogromne zapotrzebowanie na wodę doprowadziło do poszukiwania różnych podejść do zarządzania wodą w rolnictwie.
Wśród stosowanych technik oszczędzania wody można wyróżnić:
Jest to ekologiczne rozwiązanie, dzięki któremu można uzyskać dodatkowe oszczędności w gospodarstwie. Deszczówka stanowi również zabezpieczenie w trakcie suszy. Odpowiednio przechowywana może być wykorzystana w porze suchej.
Na uprawach wertykalnych w systemie kontrolowanych warunków woda (wraz z pożywką) krąży w obiegu zamkniętym. Na uprawach pionowych zużywa się nawet do 95% mniej wody niż w konwencjonalnych metodach uprawy. Poznaj rolnictwo wertykalne w systemie hydroponicznym: na czym polega i jakie są jego zalety
W eko rolnictwie priorytetem jest stosowanie naturalnych metod upraw w celu zapewnienia żyzności gleby i zmniejszenia zależności od syntetycznych środków chemicznych. Działania te prowadzone są także w celu oszczędzania wody. Jednym z wykorzystywanych systemów jest płodozmian, dzięki któremu zmniejsza się m.in. erozję gleb.
Obecne wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi, ochroną bioróżnorodności i zapewnieniem stabilności łańcucha dostaw stawiają przed rolnictwem nowe, ambitne cele. Rolnictwo przyszłości nie tylko dostosowuje się do zmieniającej się rzeczywistości, ale oferuje także nowe technologiczne rozwiązania, które pozwalają na budowanie stabilnej i wydajnej produkcji żywności.
Nowoczesne podejście do rolnictwa uwzględnia dbałość o środowisko naturalne, redukcję marnotrawstwa żywności oraz dostarczanie zdrowszych i bardziej wartościowych produktów konsumentom. Daje to szansę na stworzenie bardziej zrównoważonej i ekologicznej przyszłości.
1 Farhana Bibi and Azizur Rahman, Climate Change and Food Security: Tackling the Challenges from Farm to Fork, An Overview of Climate Change Impacts on Agriculture and Their Mitigation Strategies, 2023.
2 The Copernicus Climate Change Service, Summer 2023: the hottest on record, 2023.
3 Farhana Bibi and Azizur Rahman, Climate Change and Food Security: Tackling the Challenges from Farm to Fork, An Overview of Climate Change Impacts on Agriculture and Their Mitigation Strategies, 2023.
4 Food and Agriculture Organization of the United Nations, Land use in agriculture by the numbers, 2020.
5 Food and Agriculture Organization of the United Nations, COP26: Agricultural expansion drives almost 90 percent of global deforestation, 2021
6 SUERF Policy Brief, No 440*, Federico Carril-Caccia, Jordi Paniagua, Marta Suárez-Varela, Forces migration and food crises, 2022.
7 World Resources Institute, https://www.wri.org/food, dostęp [04.09.2023]
8 https://www.tygodnik-rolniczy.pl/maszyny-rolnicze/rewolucja-nadchodzi-autonomiczny-ciagnik-john-deere-8r-juz-w-tym-roku-trafi-na-pola-film-2386225, [dostęp: 04.09.2023].
9 OECD, Managing water sustainably is key to the future of food and agriculture, [dostęp: 04.09.2023].
