Як зароджуються інновації у сільському господарстві: від молекули до поля

05 листопада 2024, 05:52 1203

Сучасне сільське господарство є однією з ключових галузей, що активно інтегрує передові наукові досягнення та інноваційні технології. Але чи замислювалися ви над тим, який складний шлях проходять засоби захисту рослин та насіння, перш ніж потрапити на поле? Все починається з фундаментальних наукових досліджень — з пошуку та розробки унікальної молекули, яка стане основою майбутнього продукту.

Створення нових препаратів для сільськогосподарських культур може тривати від 9 до 12 років, незалежно від того, йдеться про синтетичні чи біологічні засоби захисту.

Один із провідних гравців у сфері агротехнологій — швейцарська агротехнологічна компанія Syngenta — докладає значних зусиль для того, щоб прискорити цей процес. Основна мета компанії — допомогти фермерам ефективно долати сучасні виклики, надаючи насіння гібридів, стійких до хвороб і шкідників, абіотичних стресів, та інноваційні засоби захисту рослин, безпечні для навколишнього середовища.

Зокрема, щороку Syngenta інвестує близько $1.3 млрд у дослідження та розробки. З 2020 року компанія також взяла на себе зобов'язання інвестувати $2 млрд протягом 5 років для підвищення продуктивності сільського господарства  у стійкий та відповідальний спосіб, додатково до регулярних щорічних інвестицій в R&D. Рівень інвестицій в інфраструктуру, персонал, інноваційні продукти та послуги робить компанію одним із лідерів у цій сфері.

Завдяки таким інвестиціям та науковим досягненням українські аграрії отримують доступ до найсучасніших технологій, які допомагають підвищити врожайність і забезпечують стійкий розвиток сільського господарства навіть у складних умовах.

propData.content.image
Александра Бранд, виконавчий віцепрезидент з питань сталого розвитку та корпоративних відносин Syngenta

Темпи розвитку інновацій у нашій галузі зростають, і ми прагнемо бути на передовій у розробці сталих ефективних рішень, які допоможуть агровиробникам бути продуктивнішими сьогодні та наступними роками. Ми cуттєво збільшуємо інвестиції в дослідження та науку, використовуючи такі сучасні технології як штучний інтелект, машинне навчання, аналітику великих даних, щоб виводити інновації на ринок швидше. Цього потребують фермери у будь-якій географії світу з огляду на економічно-виробничі фактори, зміни клімату і тиск інвазійних видів. Але для ефективного прискорення виведення новацій потрібні консолідовані зусилля індустрії і виважена регуляторна політика.

Незважаючи на виклики воєнного часу, Україна залишається ключовим ринком для компанії, зберігаючи свій статус аграрного лідера Європи. Інвестиційні рішення щодо України приймаються на рівні з іншими країнами, що підкреслює стратегічну важливість українського агросектору для компанії.

Портфоліо продуктів Syngenta для українських аграріїв регулярно поповнюється новими пропозиціями, які ґрунтуються на наукових дослідженнях та польових випробуваннях, зокрема локальних, що враховують актуальні виклики, як-от кліматичні зміни, фітопатогенне навантаження, потенціал ґрунту та інші ключові фактори сучасного агровиробництва.

У напрямі насіннєвого бізнесу основні культури у фокусі в Україні — це соняшник та кукурудза. Фермери високо цінують гібриди нового покоління соняшнику за технологією A.I.R.™, які поєднують стійкість до низки гербіцидів, хвороб та вовчка з високою врожайністю й адаптивністю до посухи і спеки. У сегменті кукурудзи виділяються гібриди АРТЕЗІАН™ з елітною генетикою, оптимізовані для ефективного використання вологи.

Серед новацій у засобах захисту рослин топову позицію посідає лінійка фунгіцидів Міравіс® з унікальною діючою речовиною АДЕПІДИН® з класу SDHI, що забезпечує найширший спектр контролю збудників грибкових хвороб на різних культурах.

Передові ефективні продукти та рішення — це фундамент успішного агровиробництва. Тож аби підтримати його високу продуктивність, оптимізувати працю виробника на землі та допомогти йому залишатися конкурентоспроможним, компанія Syngenta знаходиться у постійному пошуку інновацій.

Центр наукових досліджень і розробок Штайн (Stein R&D center) — серце інновацій Syngenta

Науково-дослідний центр у м. Штайн, Швейцарія, є одним із ключових осередків глобальних досліджень Syngenta у сфері захисту рослин та вивчення ґрунтів із багаторічною історією, який відіграє ключову роль у створенні інноваційних рішень для сільського господарства в усьому світі.

Тут щорічно ідентифікують та синтезують близько 14 тис. молекул та щомісячно характеризують 2 тис. варіантів формуляцій, щорічно вирощують 10 млн рослин і культивують 10 млн комах для проведення необхідних наукових дослідів.

На ранніх етапах діючі речовини, що демонструють перспективний потенціал, проходять низку досліджень для виявлення їхніх характеристик як майбутніх інсектицидів, гербіцидів або фунгіцидів. Ці процеси вимагають масштабних ресурсів і включають сотні тестів щотижня. Наприклад, для розробки фунгіциду з новою діючою речовиною АДЕПІДИН® було протестовано 3200 варіантів формуляцій протягом шести років, перш ніж було знайдено ту єдину, що поєднує всі необхідні характеристики, зокрема ефективну активність, привабливий спектр застосування та високу загальну безпечність.

Інфраструктура центру включає понад 5000 кв. м теплиць та 100 камер, здатних моделювати різноманітні кліматичні умови. Сучасні технології дозволяють автоматизувати процеси і забезпечити точні результати дослідів. До прикладу, високотехнологічна система симуляції дощу дозволяє відтворити природні умови, максимально наближені до реальних. Так, цей дослід із дощем допомагає визначити ефективність і стійкість нанесеного препарату на рослину залежно від часу і інтенсивності опадів. 

propData.content.image
Патрік Хеггер, керівник досліджень з контролю комах у відділі біологічних досліджень

Працюємо послідовно — наносимо препарат на рослину і одразу піддаємо її дощу, щоб визначити, наскільки продукт здатний швидко закріпитися на поверхні рослини. Згодом піддаємо дощу інші рослини через годину після нанесення, і так далі. Тобто за таких та інших експериментів ми постійно спостерігаємо за тим, як препарат спрацьовує за різних умов. Наші дослідження спрямовані на вдосконалення способів вирощування та захисту сільськогосподарських культур, щоб від цього вигравали всі — фермери, навколишнє середовище, споживачі.

Тут також є Центр з дослідження ґрунту. Складність взаємозв'язку між рослинами, ґрунтом і мікроорганізмами, що живуть у ньому, очевидна, а його вивчення — критичне для сталого землеробства.

Syngenta інвестує значні кошти у здоров'я ґрунту, і розробка технологій у цьому напрямі — важливий крок для компанії, яка піклується про сталість фермерства і довкілля.

«Ми досліджуємо різні види ґрунту, кожен із яких має свій мікробіом, і прагнемо розробити рішення, які використовують ці мікробіоми для підтримки здоров'я та продуктивності сільськогосподарських культур. Наше завдання — стимулювати інновації, розробляючи наступне покоління препаратів, які будуть також прямо чи опосередковано підтримувати функції ґрунту та зберігати його здоров'я», — підкреслює Патрік Хеггер. 

У фокусі науково-дослідної роботи Штайн також є розробка біологічних діючих речовин. Центр проводить низку біологічних скринінгів для відбору молекул фунгіцидних та інсектицидних властивостей, а також здійснює спеціальні дослідження для характеризування та оптимізації нових продуктів, що розробляються для портфоліо біопрепаратів.

Водночас в Україні вже 6-й сезон фіксуються комерційний успіх і позитивні відгуки агровиробників щодо біоінокулянта для сої Атува®. Цей біопрепарат має найвищу концентрацію штаму бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum порівняно з іншими біопродуктами на ринку. Завдяки потовщеній стінці мембран бактерії за технологією ОСМО-протекшн забезпечується високий рівень її виживання в пакованні та на насінні в стресових умовах (посуха, холод, хімічний стрес). Порівняно з іншими країнами світу, зокрема Європи, в Україні застосування цього препарату на бобових культурах показує чудові результати, особливо у поєднанні з традиційними засобами обробки насіння. 

Керівник підрозділу Біопродукти та захист насіння в регіоні Європа Syngenta Метью Пікард зазначає, що ринок біопрепаратів Європи буде продовжувати своє зростання щороку в середньому на 8-10% і загалом сягне близько $3 млрд до 2030 року. За його словами, Syngenta зараз має однозначний відсоток частки на цьому ринку, але до 2030 року є намір зробити цей показник двозначним.

У 2020 році Syngenta Group придбала провідну біологічну компанію Valagro. Метью Пікард додає, що дана угода дозволила створити потужне портфоліо біопродуктів, а також підвищити експертизу в цій сфері.

propData.content.image
Метью Пікард, керівник підрозділу Біопродукти та захист насіння в регіоні Європа Syngenta

Відтоді, як ми придбали компанію, продажі у цьому сегменті зростають щороку. Наша залученість у розробку біопрепаратів, спільні зусилля команд, сильний бренд Syngenta допомагають Valagro впевненіше розвивати цей бізнес у ширшій географії та з більшим покриттям фермерів. Натомість Syngenta отримує необхідні знання, досвід і підтримку від спеціалістів Valagro у цьому відносно новому для нас бізнесі. Це не так просто, але водночас це приклад успішної синергії, адже результати говорять самі за себе. 

Експерт проводить аналогію з вітамінами: «Застосовуючи біопрепарати, ми, зокрема, намагаємося убезпечити рослину, посилити її захисні функції ще до того, як вона потрапить у стрес або захворіє. Деякою мірою хімічний препарат більше схожий на ліки, які борються зі шкідником або хворобою. Тож це дещо інший спосіб мислення, і напрацювання та досвід Valagro для нас дуже цінні.

Дослідницько-виробничий завод Мюнхвілен (Münchwilen): масштабування інновацій

Найперспективніші молекули, відібрані у центрі Штайн, переходять на наступний етап розвитку в дослідно-виробничому майданчику в м. Мюнхвілен, Швейцарія.

«Мюнхвілен є містком між дослідженнями та виробництвом. Тут ми фокусуємося на розробці та масштабуванні рішень, щоб створювати інновації та, відповідно, регулярно поповнювати портфель захисту рослин компанії Syngenta. Ми прагнемо перетворювати винахідницькі ідеї на реальні рішення у полі», — пояснює керівник майданчика у Мюнхвілені Себастьян Штоссель.

У Мюнхвілені діючі речовини не лише вперше виробляються у великих кількостях, але й проходять ретельний аналіз, тестування та формулювання, щоб перетворитися на безпечний і ефективний продукт, готовий до застосування на полях. Виробничий процес включає кілька етапів: від хімічного синтезу нової діючої речовини до розробки нових препаративних форм. Паралельно відбувається робота з розробки паковання згідно з усіма суворими вимогами та визначаються оптимальні технології внесення препаратів.

Мета команди заводу в Мюнхвілені — створити провідний конвеєр розробки інноваційних засобів захисту рослин і рішень, які можна виробляти у великих масштабах, зважаючи на екологічні та економічні аспекти.

Цифрові рішення від Syngenta — на шляху до сталого агровиробництва

Syngenta активно працює над тим, щоб агровиробники отримували не лише високоякісні засоби захисту рослин та насіння, але й інноваційні технологічні рішення. 

propData.content.image
Фероз Шейх, директор з інформаційних та цифрових технологій

Наше завдання — запропонувати і максимально відкрити доступ до провідних цифрових технологій і агрорішень, які дозволяють фермеру керувати господарством у декілька кліків у режимі реального часу — де б він не був, за будь яких обставин. Найяскравіший приклад — система Cropwise Operations, яка надає фермерам широкий спектр інструментів та послуг, адаптованих до їхніх конкретних потреб, на одній платформі, з'єднуючи всі точки — від плану до виконання, від посіву до збору врожаю, від діагностики рослин до обробки. Близько 9 млн га в Україні повністю або частково охоплені системою. 

Зокрема, цифровий інструмент Cropwise Seed Selector дозволяє фермерам швидко отримати персоналізовані рекомендації щодо вибору гібридів насіння з урахуванням умов конкретного поля та застосованих агротехнологій для максимізації свого результату. Цифрове рішення розроблене для роботи у ФГ будь-якого розміру незалежно від того, чи це 2, чи 200 полів.

propData.content.image
Дмитро Шемет, виконавчий директор компанії Cropwise Operations

«Старий» підхід полягає в тому, щоб, умовно, просто приїхати на поле і обробити всі посіви з фіксованою нормою. Новітні ж цифрові технології дозволяють працювати прицільно і розумніше з економічного погляду. Наприклад, ми можемо за допомогою додатка створити конкретні завдання для обприскувача, щоб він вносив препарати лише на ті ділянки поля, які потребують обробки. Таким чином, ми можемо внести препарат буквально на 20% від усього поля. Тож теоретично це можуть бути витрати на рівні $16 замість $20 на гектар. А у вас багато гектарів. Все ж таки суттєва економія! До того ж цей підхід має позитивний вплив на екологію, зменшуючи хімічне навантаження та час роботи польових машин. Ми дійсно допомагаємо фермерам використовувати МТР більш раціонально завдяки інноваційним цифровим рішенням.

До слова, впровадження системи змінної норми внесення добрив, коли цифровий сервіс створює карту диференційованого внесення для різних ділянок поля залежно від аналізу ґрунту та продуктивності ділянки, може принести 10-20% скорочення використання добрив, до 15% приросту врожайності та зменшення стоку азоту, а також підвищити рентабельність інвестицій господарства до 20%.

Отже, система Cropwise Operations дає змогу фермеру отримати вищі та якісніші врожаї, а, відповідно, й більший прибуток, зменшити витрати, керувати господарством стало, водночас піклуючись про довкілля. 

Передові технології в управлінні здоров’ям ґрунту

Syngenta також впроваджує нові технології для моніторингу стану ґрунту, адже його здоров'я має фундаментальне значення для сталого ведення сільського господарства. Прагнення відповідального агробізнесу — зменшити агрохімічне навантаження на ґрунт і довкілля в цілому, оптимізувати використання природних ресурсів та підвищити загальну стійкість фермерських господарств.

propData.content.image
Ceрджіо Стайку, директор регіону Східна Європа з питань агрорішень та комерційної ефективності в Європі Syngenta

Інноваційне рішення Interra®Scan — це перша «служба здоров’я ґрунту» від Syngenta, яка пропонує нову технологію для створення карт вмісту поживних речовин, вуглецю і текстури ґрунту з високою роздільною здатністю, дозволяючи фермерам точно визначати стан ґрунту та, відповідно, необхідність його оздоровлення. Ця технологія надає можливість зазирнути всередину, копнути глибше, діагностувати ділянки , що потребують особливої уваги в межах одного поля, адже воно неоднорідне. Чому ми робимо такий акцент на цій технології? З землі все починається. Наскільки здоровий ґрунт, настільки потенційно може бути кращим урожай.

Компанія переконана, що постійний пошук інновацій та їх впровадження в сфері агротехнологій і цифрових рішень вже стали невід'ємною частиною сучасного агробізнесу. Головний виклик сьогодення — робити це швидше та якісніше, щоб агровиробники вчасно отримували необхідні інструменти та рішення для підвищення сталості й продуктивності своєї діяльності. Це особливо важливо з огляду на те, що геополітичні, економічні та кліматичні фактори постійно змінюються, створюючи дедалі більше нових викликів для галузі.


Іванна Панасюк, AgroPortal.ua