Pertanian

Masa Depan Pertanian: Antara Teknologi Tinggi dan Ekologi

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Kebutuhan Akan Revolusi Pertanian Baru

Farming is the central technology that has allowed human civilizations to thrive. In the modern era, it has become more mechanized and industrialized and is a distant concern for most of the population. Only 2% of the US population works in farms and ranches today. On average, one U.S. farm feeds 169 people annually in the U.S. and abroad.

Industrial farming freed up labor for industries and services and to feed an ever-growing global population. But it also comes with a wide array of issues:

  • Penurunan nilai gizi makanan.
  • Pencemaran sumber daya air dan rantai makanan oleh pestisida, herbisida, dan pupuk.
  • Kerusakan ekosistem, mulai dari populasi serangga hingga keanekaragaman hayati global.
  • Erosi tanah, mengancam lahan pertanian dan kesuburan lahan.
  • Emisi rumah kaca, dengan 22% emisi global berasal dari pertanian, kehutanan, dan penggunaan lahan lainnya.

It is becoming increasingly clear that the Green Revolution, while alleviating the 1970s fear of global famines, needs an upgrade to tackle these problems. Luckily, the trend of bigger tractors, bigger farms, and more chemicals is being reversed by progress in biotech, robotics, software, and even space technology.

Robot dan Drone

Maybe the upcoming largest change in farming practice is the emergence of farming robots and drones. This sudden arrival of new machinery on the farm is due to a few technological leap in recent years:

  • Sensor dan komponen mekanik yang lebih murah, mengurangi biaya.
  • Visi mesin, memungkinkan robot benar‑benar melihat tanaman.
  • Baterai, meningkatkan daya tahan sistem.
  • AI, menjadikannya semi‑otonom dan mungkin segera sepenuhnya otonom.

This can help replace a lot of labor that cannot be mechanized with bigger, heavier tractors, like fruit picking, weeding, removal of insects, etc.

Sumber: Corteva

Ukuran robot pertanian yang lebih kecil dan otonomi berbasis AI mereka dapat menciptakan metode pertanian baru juga.

Misalnya, laser dapat digunakan untuk ‘menghilangkan’ gulma alih‑alih menghapusnya secara mekanis. Atau herbisida dapat disemprotkan pada tanaman individu yang diidentifikasi dengan visi mesin, bukan pada seluruh ladang.

Drone terbang besar juga dapat digunakan untuk operasi pertanian, mulai dari mengangkut beban berat seperti kantong pupuk dan hasil panen (terutama di daerah pegunungan) hingga bahkan melakukan penyerbukan buatan pada ladang jagung.

Anda dapat membaca detail lebih lanjut tentang teknologi ini, aplikasinya, dan perusahaan terkemuka di bidang ini dalam “Investor Harus Memperhatikan: Robotik Mengambil Alih Pertanian”.

Data

Farming is becoming increasingly a data-driven business. Instead of relying on the experience and instinct of individual farmers, data can now drive the decision-making on irrigation, chemical uses, etc.

Elemen kunci di sini adalah pencitraan multispektral atau citra sintetis tanaman dalam berbagai panjang gelombang cahaya. Ini membantu mengidentifikasi segmen ladang yang membutuhkan air, yang diserang penyakit, dan dapat memperkirakan hasil panen di masa depan.

These images are most of the time generated from above, either through a long-range drone or satellite. They can be complemented by in-field sensors measuring nutrients in the soil or its moisture content.

Perangkat Lunak / AI

Farms are also increasingly using software to manage their day-to-day operations. This includes data like multi-spectral images but also day-to-day operations handled by ERP software, like payroll, schedule, machine maintenance, billing, etc.

Sumber: AgriERP

Semakin banyak data di pertanian yang tersedia dan terpusat, semakin banyak analisis AI yang dapat membantu. Misalnya, kombinasi perkiraan cuaca, data tanaman, dan mesin yang tersedia dapat membantu mengoptimalkan jadwal untuk musim panen.

It could do many other things, for example, detecting leaks in irrigation systems, optimizing fertilizer and pesticide use, monitoring livestock location and health, automating the sorting of the harvest, etc.

Rekayasa Genetika

While farming practices have stayed unchanged for a long time, humans have always worked hard at developing new crop varieties that were superior in one way or another: more productive, more resistant, more nutritious, etc.

Secara tradisional, hal ini hanya dapat dilakukan dengan kecepatan sangat lambat, dan hanya menggunakan mutasi yang terjadi secara alami. Bahkan sebagian besar metode terbaru untuk mengembangkan varietas baru masih bergantung pada mutasi acak (terinduksi) yang dipilih.

Bioteknologi modern telah mengubah pendekatan kita. Meskipun kontroversial, tanaman GMO kemungkinan akan menjadi alat utama dalam kedokteran masa depan, terutama saat kita beralih dari generasi pertama yang dirancang di sekitar penggunaan pestisida dan herbisida kimia.

Instead, newer generations of GMO crops will be able to:

  • Menahan efek ketidakstabilan iklim dengan menggunakan lebih sedikit air, tahan panas intens, kekeringan, dll.
  • Mengatasi tingkat salinitas yang lebih tinggi, memungkinkan budidaya dengan air sedikit asin, sebuah perhatian khusus untuk budidaya padi dan ladang yang banyak diairi.
  • Menahan hama dan penyakit dengan gen yang dimodifikasi alih‑alih hanya menghasilkan racun seperti GMO generasi pertama.

Lastly, in “Microbioma Tanaman Rekayasa – Melindungi Tanaman dengan Bakteri”, we also discussed how GMOs could be engineered to nurture a better and richer bacteria ecosystem in the soil, which in turn would help make the crops more resistant and more productive.

Domestikasi De Novo

Most of the plants we consume were initially wild plants that got domesticated. This was done in just a handful of locations, which strongly indicates that probably quite a few other plants could be domesticated.

Jadi muncul opsi baru, yang disebut “domestikasi de novo.” Idenya adalah alih‑alih mengambil tanaman modern berproduksi tinggi dan mencoba membuatnya sekuat gulma liar, mengapa tidak mengambil gulma liar yang sudah tahan dan menjadikannya seproduktif tanaman modern?

We discussed in detail this idea in “Meningkatkan Pertanian dengan AI dan Rekayasa Genetika – Masa Depan Budidaya“, including how it could be combined with multi-spectral imaging so that farming robots could zap all the weeds without the modified “tag”.

Jenis Makanan Baru

Another option to improve farming is to create new types of food products. For example, we covered in “Menggunakan CRISPR-Cas9 untuk Mengubah Mycelium yang Dapat Dimakan Menjadi Pengganti Daging” how fungi can be genetically modified to look and taste like meat while being even healthier.

Over time, adding more nutrients, like in the Golden Rice project, or improving taste could be a great way to boost farming productivity.

Metode Pertanian Baru

While technology-focused approaches, like robotic, data/AI-driven, or GMOs are going to be part of the future of farming, this is not all. The more we understand the complexity of our ecosystems, and the interactions between all its components, the more we realize how to make better farms as well.

This is at the center of a silent revolution in agriculture, covered by many labels like permaculture, regenerative agriculture, biodynamic farming, etc.

Permakultur & Pertanian Regeneratif

Initially, more of a counter-movement rejecting modern farming methods, permaculture has evolved into a respected scientific field and demonstrated its ability to create more ecologically friendly farms that are also profitable and productive.

Idenya adalah mengintegrasikan efek tanah yang sehat pada kelangsungan hidup tanaman, sinergi antara berbagai spesies tanaman, predator hama tanaman, kandungan karbon tanah, dll.

Banyak label serupa dengan label “pertanian organik” yang lebih dikenal sekarang muncul untuk pertanian regeneratif.

Metode ini menghasilkan desain pertanian yang lebih kompleks, mengintegrasikan dalam satu sistem pohon, semak, pagar hidup, dan kolam di atas barisan tanaman. Metode ini sangat produktif, tetapi dalam banyak kasus, sulit untuk diintegrasikan dengan traktor raksasa pertanian industri modern.

Fortunately, it is a lot easier to deploy by leveraging the trends of electrification, robotics, and drones. And as it is more complex, a data-driven approach tends to perform well with regenerative agriculture as well.

Agroforestri, Pertanian Karbon, dan Biochar

The carbon emissions of agriculture are often a concern. And the more we understand the cycle of carbon, the more it is clear that soils are a key part, and that keeping carbon locked in soils rich in organic matter can be one of the most efficient methods for carbon capture.

Pertanian modern, dengan pembajakan dalam dan tanah terbuka, cenderung menguras kandungan karbon tanah. Hal ini tidak hanya melepaskan CO₂ tetapi juga mengurangi kemampuan tanah menahan air dan nutrisi, yang meningkatkan kebutuhan irigasi dan pupuk yang mahal.

Jadi “pertanian karbon” adalah tren baru, di mana petani mengolah lahan dengan cara yang menyebabkan karbon ditangkap alih‑alih dilepaskan.

The first method is agroforestri, where crops or farm animals are grown in tandem with a row of trees. This way, the tree provides shadow, moisture, fallen leaves, and carbon capture while the crops are still cultivated. After several decades, the trees can provide an additional income in the form of timber.

Second comes carbon farming. In general, every farming practice that adds organic matter to the soil contributes to carbon capture. Many countries and economic blocs, including the EU, are now providing incentives for carbon farming ” to enhance carbon sequestration and storage in forests and soils, as well as reduce greenhouse gas emissions from soils.

Sumber: Stop Waste

Lastly, a new technology is now being explored by scientists, amateurs, and farmers: biochar. This is when organic matter like crop residues or wood a burned through pyrolysis. Instead of burning fully to ash, this leaves a very porous charcoal residue.

This form of solid carbon is very stable and can stay unchanged for thousands of years. It also provide harbor for beneficial bacteria and fungi. Biochar is starting to be used at large scale, for example by golf courses to reduce irrigation needs by 30%.

Energi Terbarukan

Farms are progressively adopting renewable energy, especially solar and wind. In 2022, a total of 153,101 US farms and ranches used renewable energy-producing systems, compared to 57,299 in 2012, a 167% increase over 10 years.

Instalasi surya ini juga dapat diintegrasikan dengan tanaman alih‑alih menutupi lahan pertanian utama, sebuah teknik yang disebut agrivoltaik, yang kami jelaskan dalam “Agrivoltaik untuk Menggabungkan Pertanian “Nyata” dengan Pertanian Surya.”

Petani juga mulai memasukkan digester metana untuk mendaur ulang limbah pertanian menjadi biogas, terutama di peternakan yang menghasilkan limbah hewan dalam jumlah besar.

Another new energy source is geothermy, which we covered in more detail in “Geoterma dan Rumah Kaca Pasif – Mengurangi Emisi Karbon Pertanian”.

Pupuk Nol Karbon

Among the main fertilizers, phosphorus and potassium (the P and K in NPK fertilizers) are natural elements that are mined. So ultimately, for these fertilizers to be carbon neutral, it will require that the mining operations are themselves electrified and use green energy to produce the required power.

Pupuk nitrogen adalah cerita lain, karena saat ini diproduksi sebagian besar dari gas alam atau bahan bakar fosil lainnya. Lebih tepatnya, bahan bakar fosil menggerakkan reaksi kimia yang mengubah N2 atmosfer menjadi amonia.

Untungnya, seluruh rantai pasokan untuk menghasilkan amonia hijau sedang berkembang. Ini dapat mencakup desentralisasi produksi amonia dari sistem modular, seperti yang ditawarkan oleh FuelPositive Corporation dan AmmPower Corp. yang kami sajikan dalam “Bahan Bakar Hidrogen Lain – 5 Saham Amonia Hijau Teratas”.

Hal ini bahkan mungkin suatu hari menjadi bagian penting dalam menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi, sebagaimana kami selidiki dalam “Pengurangan Karbon Jalur Pengiriman Global melalui Amonia Hijau”

dan mungkin juga menggerakkan peralatan pertanian.

Sebagai alternatif, nitrogen dapat ditambahkan langsung ke tanah oleh mikroba yang direkayasa khusus.

Pertanian Tanpa Tanah

Farming is quickly evolving, and not only by caring better for soils or incorporating new technology. Some methods are now looking to remove entirely the need for fields and soil to produce food.

Hal ini dapat dilakukan di pertanian perkotaan, sebuah tren baru yang berupaya membawa produksi makanan lebih dekat ke pusat konsumsi, yang kami jelajahi dalam “Skala Pertanian Perkotaan untuk Membawa Banyak Manfaat”.

Pertanian Vertikal

One way to do farming in cities is vertical farming, where artificial light and indoor greenhouses look to replace traditional farming entirely.

Ide ini menjanjikan, namun mungkin perlu dioptimalkan agar kompetitif dengan pertanian tradisional.

Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentangnya dalam “Penjelajahan Mendalam tentang Pertanian Vertikal dan Dampak Globalnya”, serta “5 Perusahaan Pertanian Vertikal Terbaik” & “10 Perusahaan Pertanian Dalam Ruangan Teratas”.

Sebagian besar metode pertanian dalam ruangan dan vertikal mengandalkan hidroponik, di mana nutrisi yang dibutuhkan tanaman tidak disediakan oleh tanah melainkan oleh air yang mengalir. Kami menjelaskan cara kerjanya dalam “Hidroponik – Semua yang Perlu Anda Ketahui”.

Metode yang lebih maju lagi menghilangkan bahkan air, membatasi budidaya menjadi kabut aerosol, sebuah metode yang disebut aeroponics.

Langkah selanjutnya adalah menggabungkan budidaya ikan dengan penanaman tanaman, menggunakan limbah ikan sebagai pupuk dan tanaman sebagai sistem pemurnian air, sebuah konsep yang disebut aquaponics.

Terakhir, beberapa bentuk makanan baru dapat dibudidayakan, seperti mikroalga, yang kaya protein dan antioksidan dan kemudian dapat digunakan untuk membuat suplemen makanan atau dimasukkan ke dalam minuman.

Pertanian untuk Bahan dan Energi Terbarukan

Biofuel

Farming could also become not just about food but about replacing many non-renewable materials with naturally grown alternatives.

For now, this has been done through the first generations of biofuels. In the future, budidaya alga untuk biofuel mungkin menjadi model bisnis pertanian baru.

Biomaterial

Many materials are today either made from non-renewable sources or are toxic in one way or another. Bioteknologi baru mungkin memungkinkan alternatif yang lebih alami dan lebih sehat.

Hal ini bahkan lebih nyata untuk bioplastik, dengan banyak perusahaan memimpin upaya membuat kecanduan kita terhadap plastik menjadi masalah yang jauh lebih kecil.

Material lain dengan janji besar adalah kayu. Meskipun kayu dan kehutanan sudah menjadi industri besar senilai $1,16T pada 2024, genetika yang ditingkatkan dapat meningkatkan produksi kayu dan penangkapan karbon.

Kayu mungkin menjadi material yang jauh lebih kuat daripada yang diperkirakan. Peneliti menemukan bahwa kondisi alkali, suhu tinggi, dan biopolimer dapat mengubah kayu menjadi “kayu augmentasi yang dapat memiliki kekuatan seperti baja dan kekakuan 23 kali lebih besar daripada beton”.

Berinvestasi dalam Pertanian

There are many possible ways to invest in food and biomaterial production. And this is a major sector, with $9.09T in revenues globally.

This is also a very fragmented sector, with most of the farming activity done by relatively small companies, family businesses, etc. Overall, farming is rarely vertically integrated, with different companies supplying the input at different stages of the value chain: equipment, seeds, chemicals, labor, processing, reselling & marketing, etc.

You can invest in food-related companies through many brokers, and you can find here, on securities.io, our recommendations for the best brokers in the USA, Canada, Australia, the UK, as well as many other countries.

If you are not interested in investing in one particular company, you can also look into biotech ETFs like the Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), the iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI), or the VanEck Agribusiness ETF (MOO), which will provide more diversified exposure to capitalize on the vital food production industry.

Perusahaan Inovasi Produksi Makanan & Pertanian

CTVA Grafik Harga

Corteva adalah pemimpin global dalam teknologi pertanian, terutama bahan kimia dan benih. Ia juga sangat aktif dalam teknologi pertanian baru seperti robotika.

Dengan penjualan bersih $17,2B pada 2023, lebih dari 22.500 karyawan, dan lebih dari 10.000.000 pelanggan, perusahaan ini termasuk yang terbesar di sektornya, bersama pesaing AS Bayer dan Syngenta.

Secara keseluruhan, dan mungkin mencerminkan tren konsumsi yang berkurang serta persaingan yang meningkat, penjualan bahan kimia (pestisida, herbisida, dll.) menurun pada 2024, sementara penjualan benih meningkat.

Sumber: Corteva

Dalam tinjauan lebih mendalam, bisnis inti Corteva dalam benih adalah jagung dan kedelai, yang menjadi mayoritas pendapatan perusahaan di segmen ini. Yang paling menonjol, Kedelai “Enlist E3” milik Corteva, yang tahan terhadap 3 herbisida (2,4-D kolin, glifosat, dan glufosinat), telah tumbuh dari kurang dari 5% pada 2019 menjadi lebih dari 65% pasar AS.

Sumber: Corteva

Dalam perlindungan tanaman/kimia, lebih dari setengah penjualan adalah untuk herbisida, sisanya sebagian besar terdiri dari insektisida dan fungisida.

Sumber: Corteva

Corteva telah membangun bisnisnya saat ini di sekitar pertanian industri tradisional, yang masih merupakan aktivitas sangat menguntungkan yang mendukung anggaran R&D saat ini.

Namun, kami juga menantikan masa depan pertanian, yang kami bahas dalam artikel ini. Secara khusus, Corteva telah bekerja pada:

Corteva is also actively looking into the future growing demand for green biofuels and specialty proteins, each with a $10B-$30B addressable market by 2035.

Sumber: Corteva

Jadi secara keseluruhan, meskipun Corteva adalah raksasa metode pertanian industri “lama”, ia juga jelas menyadari perubahan di sektor ini dan memposisikan dirinya untuk menjadi perusahaan yang sama besarnya dan sukses, yang beradaptasi dengan praktik pertanian yang berubah dengan cepat.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.