Agricoltura

Il Futuro dell’Agricoltura: Tra Alta Tecnologia ed Ecologia

mm
Published
Updated
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

La Necessità di una Nuova Rivoluzione Agricola

L’agricoltura è la tecnologia centrale che ha permesso alle civiltà umane di prosperare. Nell’era moderna, è diventata più meccanizzata e industrializzata ed è una preoccupazione distante per la maggior parte della popolazione. Solo il 2% della popolazione statunitense lavora oggi in fattorie e ranch. In media, una fattoria statunitense nutre 169 persone all’anno negli Stati Uniti e all’estero.

L’agricoltura industriale ha liberato manodopera per le industrie e i servizi e per nutrire una popolazione globale in continua crescita. Ma porta anche una vasta gamma di problemi:

  • Diminuzione del valore nutrizionale degli alimenti.
  • Inquinamento delle risorse idriche e della catena alimentare da pesticidi, erbicidi e fertilizzanti.
  • Danno all’ecosistema, dalla popolazione di insetti alla biodiversità globale.
  • Erosione del suolo, minacciando le terre coltivabili e la fertilità dei terreni agricoli.
  • Emissioni di gas serra, con il 22% delle emissioni globali provenienti da agricoltura, silvicoltura e altri usi del suolo.

Sta diventando sempre più chiaro che la Rivoluzione Verde, pur alleviando la paura delle carestie globali degli anni ’70, necessita di un aggiornamento per affrontare questi problemi. Fortunatamente, la tendenza verso trattori più grandi, fattorie più grandi e più prodotti chimici sta venendo invertita dai progressi nella biotecnologia, nella robotica, nel software e persino nella tecnologia spaziale.

Robot e Droni

Forse il più grande cambiamento imminente nelle pratiche agricole è l’emergere di robot e droni per l’agricoltura. Questa improvvisa comparsa di nuove macchine in fattoria è dovuta a alcuni salti tecnologici negli ultimi anni:

  • Sensori e componenti meccanici più economici, riducendo i costi.
  • Visione artificiale, che consente ai robot di vedere effettivamente le colture.
  • Batterie, che aumentano l’autonomia dei sistemi.
  • IA, che li rende semi-autonomi e probabilmente presto completamente autonomi.

Ciò può aiutare a sostituire molta manodopera che non può essere meccanizzata con trattori più grandi e più pesanti, come la raccolta di frutta, lo sradicamento, la rimozione di insetti, ecc.

Fonte: Corteva

Le dimensioni più piccole dei robot agricoli e la loro autonomia alimentata dall’IA possono creare anche nuovi metodi di coltivazione.

Ad esempio, il laser può essere usato per “eliminare” le erbacce invece di rimuoverle meccanicamente. Oppure l’erbicida può essere spruzzato su singole piante identificate con la visione artificiale, invece che sull’intero campo.

I grandi droni volanti possono anche essere usati per operazioni agricole, dal trasporto di carichi pesanti come sacchi di fertilizzante e raccolto (soprattutto in terreni montuosi) fino a persino impollinare artificialmente i campi di mais.

Puoi leggere più dettagli su questa tecnologia, le sue applicazioni e le aziende leader in questo campo in “Gli Investitori Dovrebbero Prendere Nota: La Robotica Sta Prendendo il Controllo dell’Agricoltura”.

Dati

L’agricoltura sta diventando sempre più un’attività guidata dai dati. Invece di fare affidamento sull’esperienza e sull’istinto dei singoli agricoltori, i dati possono ora guidare le decisioni sull’irrigazione, sull’uso di prodotti chimici, ecc.

Un elemento chiave qui è l’imaging multispettrale o l’immagine sintetica delle colture in più lunghezze d’onda della luce. Aiuta a identificare quale segmento di un campo ha bisogno di acqua, è attaccato da una malattia, e può anticipare i rendimenti futuri delle colture.

Queste immagini sono per lo più generate dall’alto, sia tramite un drone a lungo raggio sia tramite satellite. Possono essere integrate da sensori in campo che misurano i nutrienti nel suolo o il suo contenuto di umidità.

Software / IA

Le fattorie stanno anche utilizzando sempre più software per gestire le loro operazioni quotidiane. Questo include dati come le immagini multispettrali ma anche le operazioni giornaliere gestite da software ERP, come paghe, programmazione, manutenzione dei macchinari, fatturazione, ecc.

Fonte: AgriERP

Più dati sono disponibili e centralizzati nella fattoria, più l’analisi IA può aiutare. Per esempio, la combinazione di previsioni meteorologiche, dati delle colture e macchinari disponibili può ottimizzare il programma per la stagione di raccolta.

Potrebbe fare molte altre cose, ad esempio rilevare perdite nei sistemi di irrigazione, ottimizzare l’uso di fertilizzanti e pesticidi, monitorare la posizione e la salute del bestiame, automatizzare la selezione del raccolto, ecc.

Ingegneria Genetica

Mentre le pratiche agricole sono rimaste invariate per molto tempo, gli esseri umani hanno sempre lavorato duramente per sviluppare nuove varietà di colture superiori in un modo o nell’altro: più produttive, più resistenti, più nutrienti, ecc.

Tradizionalmente, ciò poteva essere fatto solo a un ritmo molto lento, e utilizzando solo mutazioni naturali. Anche la maggior parte dei metodi recenti per sviluppare nuove varietà si basava principalmente su mutazioni casuali (indotte) selezionate.

La biotecnologia moderna ha cambiato il nostro approccio. Sebbene controversi, le colture OGM saranno probabilmente uno strumento centrale della medicina futura, specialmente man mano che ci allontaniamo dalla prima generazione progettata attorno all’uso di pesticidi e erbicidi chimici.

Invece, le nuove generazioni di colture OGM saranno in grado di:

  • Resistere agli effetti dell’instabilità climatica usando meno acqua, resistendo a calore intenso, siccità, ecc.
  • Gestire livelli più alti di salinità, consentendo la coltivazione in acqua leggermente salata, una preoccupazione particolare per la coltivazione del riso e i campi fortemente irrigati.
  • Resistere a parassiti e malattie con geni modificati invece di produrre solo tossine come le OGM di prima generazione.

Infine, in “Microbiomi Vegetali Ingegnerizzati – Proteggere le Colture con i Batteri”, abbiamo anche discusso di come le OGM potrebbero essere ingegnerizzate per nutrire un ecosistema batterico migliore e più ricco nel suolo, il che a sua volta aiuterebbe a rendere le colture più resistenti e più produttive.

Domestication De Novo

La maggior parte delle piante che consumiamo erano inizialmente piante selvatiche che sono state domesticati. Questo è avvenuto in poche località, il che indica fortemente che probabilmente molte altre piante potrebbero essere domesticati.

Quindi sta emergendo una nuova opzione, chiamata “domesticazione de novo”. L’idea è che invece di prendere colture moderne ad alto rendimento e cercare di renderle resistenti come le erbacce selvatiche, perché non prendere erbacce selvatiche già resistenti e renderle produttive come le colture moderne?

Abbiamo discusso in dettaglio questa idea in “Avanzare l’Agricoltura con IA e Ingegneria Genetica – Il Futuro della Coltivazione”, includendo come potrebbe essere combinata con l’imaging multispettrale in modo che i robot agricoli possano eliminare tutte le erbacce senza il “tag” modificato.

Nuovi Tipi di Cibo

Un’altra opzione per migliorare l’agricoltura è creare nuovi tipi di prodotti alimentari. Per esempio, abbiamo trattato in “Usare CRISPR-Cas9 per Modificare Geneticamente il Micelio Commestibile in Sostituti della Carne” come i funghi possono essere modificati geneticamente per assomigliare e gustare come carne, risultando addirittura più salutari.

Nel tempo, aggiungere più nutrienti, come nel progetto del Riso Dorato, o migliorare il gusto potrebbe essere un ottimo modo per aumentare la produttività agricola.

Nuovo Metodo Agricolo

Mentre gli approcci incentrati sulla tecnologia, come robotica, dati/IA o OGM, faranno parte del futuro dell’agricoltura, non è tutto. Più comprendiamo la complessità dei nostri ecosistemi e le interazioni tra tutti i suoi componenti, più ci rendiamo conto di come creare fattorie migliori.

Questo è al centro di una rivoluzione silenziosa nell’agricoltura, coperta da molte etichette come permacultura, agricoltura rigenerativa, agricoltura biodinamica, ecc.

Permacultura & Agricoltura Rigenerativa

Inizialmente più un contro-movimento che rifiutava i metodi agricoli moderni, la permacultura è evoluta in un campo scientifico rispettato e ha dimostrato la sua capacità di creare fattorie più ecologicamente amichevoli che sono anche redditizie e produttive.

L’idea è integrare insieme l’effetto dei suoli sani sulla sopravvivenza delle piante, le sinergie tra diverse specie vegetali, i predatori dei parassiti delle colture, il contenuto di carbonio dei suoli, ecc.

Molte etichette simili alle più conosciute etichette “agricoltura biologica” stanno ora emergendo per l’agricoltura rigenerativa.

Questo metodo crea un progetto di fattoria più complesso, integrando in un unico sistema alberi, arbusti, siepi e stagni sopra le file di colture. Il metodo è molto produttivo, ma nella maggior parte dei casi può essere difficile da integrare con i giganteschi trattori dell’agricoltura industriale moderna.

Fortunatamente, è molto più facile da implementare sfruttando le tendenze di elettrificazione, robotica e droni. E poiché è più complesso, un approccio basato sui dati tende a funzionare bene anche con l’agricoltura rigenerativa.

Agroforestazione, Agricoltura del Carbonio e Biochar

Le emissioni di carbonio dell’agricoltura sono spesso una preoccupazione. E più comprendiamo il ciclo del carbonio, più è chiaro che i suoli sono una parte chiave, e mantenere il carbonio intrappolato in suoli ricchi di materia organica può essere uno dei metodi più efficienti per la cattura del carbonio.

L’agricoltura moderna, con aratura profonda e suoli scoperti, tende a esaurire i suoli del loro contenuto di carbonio. Questo non solo rilascia CO₂ ma riduce anche la capacità del suolo di trattenere acqua e nutrienti, portando a un aumento della necessità di irrigazione costosa e fertilizzanti.

Quindi “l’agricoltura del carbonio” è una nuova tendenza, in cui gli agricoltori lavorano la terra in modo da catturare carbonio invece di rilasciarlo.

Il primo metodo è agroforestazione, dove colture o animali da fattoria sono coltivati in tandem con una fila di alberi. In questo modo, l’albero fornisce ombra, umidità, foglie cadute e cattura di carbonio mentre le colture continuano a essere coltivate. Dopo diversi decenni, gli alberi possono fornire un reddito aggiuntivo sotto forma di legname.

Il secondo è agricoltura del carbonio. In generale, ogni pratica agricola che aggiunge materia organica al suolo contribuisce alla cattura del carbonio. Molti paesi e blocchi economici, inclusi l’UE, stanno ora fornendo incentivi per l’agricoltura del carbonio per migliorare la sequestro e lo stoccaggio del carbonio in foreste e suoli, così come ridurre le emissioni di gas serra dai suoli.

Fonte: Stop Waste

Infine, una nuova tecnologia è ora esplorata da scienziati, dilettanti e agricoltori: biochar. Questo avviene quando materia organica come residui di colture o legno viene bruciata tramite pirolisi. Invece di bruciare completamente fino a cenere, rimane un residuo di carbone molto poroso.

Questa forma di carbonio solido è molto stabile e può rimanere invariata per migliaia di anni. Fornisce anche un rifugio per batteri e funghi benefici. Il biochar sta iniziando a essere usato su larga scala, per esempio da campi da golf per ridurre le esigenze di irrigazione del 30%.

Energie Rinnovabili

Le fattorie stanno progressivamente adottando energie rinnovabili, soprattutto solare e eolico. Nel 2022, un totale di 153.101 fattorie e ranch statunitensi hanno usato sistemi di produzione di energia rinnovabile, rispetto a 57.299 nel 2012, un aumento del 167% in 10 anni.

Queste installazioni solari possono anche essere integrate con le colture invece di coprire terreni agricoli di prima scelta, una tecnica chiamata agrivoltaica, che abbiamo spiegato in “Agrivoltaica per Unire le Fattorie “Reali” con le Fattorie Solari.”

Gli agricoltori stanno anche iniziando a incorporare digestori di metano per riciclare i rifiuti agricoli in biogas, specialmente nei ranch che producono enormi quantità di rifiuti animali.

Un’altra nuova fonte di energia è la geotermia, di cui abbiamo parlato più in dettaglio in “Geotermia e Serre Passive – Ridurre le Emissioni di Carbonio dell’Agricoltura”.

Fertilizzanti a Zero Emissioni di Carbonio

Tra i principali fertilizzanti, fosforo e potassio (il P e K nei fertilizzanti NPK) sono elementi naturali che vengono estratti. Quindi, per rendere questi fertilizzanti a impatto zero, sarà necessario che le operazioni di estrazione siano elettrificate e utilizzino energia verde per produrre l’energia richiesta.

Il fertilizzante azotato è un’altra storia, poiché attualmente è prodotto principalmente dal gas naturale o da altri combustibili fossili. Per essere precisi, i combustibili fossili alimentano le reazioni chimiche che trasformano l’N₂ atmosferico in ammoniaca.

Fortunatamente, si sta sviluppando un’intera catena di fornitura per produrre ammoniaca verde. Questo potrebbe includere la decentralizzazione della produzione di ammoniaca da sistemi modulari, come l’offerta di FuelPositive Corporation e AmmPower Corp. presentata in “L’Altro Carburante a Idrogeno – Top 5 Azioni di Ammoniaca Verde”.

Potrebbe anche un giorno diventare una parte importante dell’equazione per sostituire i combustibili fossili come fonte di energia, come abbiamo investigato in “Decarbonizzare le Rotte Marittime Globali Attraverso l’Ammoniaca Verde”.

e forse alimentare anche le attrezzature agricole.

In alternativa, l’azoto potrebbe essere aggiunto al suolo direttamente da microbi appositamente ingegnerizzati.

Agricoltura Senza Suolo

L’agricoltura sta evolvendo rapidamente, e non solo prendendosi cura meglio dei suoli o incorporando nuove tecnologie. Alcuni metodi ora cercano di eliminare completamente la necessità di campi e suolo per produrre cibo.

Questo può essere fatto nelle fattorie urbane, una nuova tendenza che mira a portare la produzione di cibo più vicino ai centri di consumo, che abbiamo esplorato in “Scalare l’Agricoltura Urbana per Portare Molti Benefici”.

Fattoria Verticale

Un modo per fare agricoltura nelle città è la fattoria verticale, dove luce artificiale e serre indoor cercano di sostituire completamente l’agricoltura tradizionale.

Questa è un’idea promettente, che, tuttavia, potrebbe necessitare di ottimizzazioni per essere competitiva con l’agricoltura tradizionale.

Puoi saperne di più in “Un’Analisi Approfondita della Fattoria Verticale e del suo Impatto Globale”, così come “5 Migliori Aziende di Fattoria Verticale” & “Top 10 Aziende di Agricoltura Indoor”.

La maggior parte dei metodi di agricoltura indoor e verticale si basa sull’idroponica, dove i nutrienti necessari alle piante non sono forniti dal suolo ma da acqua in movimento. Abbiamo spiegato come funziona in “Idroponica – Tutto quello che devi sapere”.

Metodi ancora più avanzati rimuovono anche l’acqua, limitando la coltivazione a una nebbia di aerosol, un metodo chiamato aeroponica.

Un ulteriore passo avanti è combinare l’allevamento di pesci con la coltivazione di piante, usando i rifiuti dei pesci come fertilizzante e le piante come sistemi di purificazione dell’acqua, un concetto chiamato acquaponica.

Infine, alcune forme novel di cibo possono essere coltivate, come microalghe, ricche di proteine e antiossidanti e possono poi essere usate per produrre integratori alimentari o incorporate in bevande.

Agricoltura per Materiali e Energia Rinnovabili

Biocarburanti

L’agricoltura potrebbe anche non riguardare solo il cibo ma sostituire molti materiali non rinnovabili con alternative coltivate naturalmente.

Per ora, ciò è stato realizzato attraverso le prime generazioni di biocarburanti. In futuro, coltivare alghe per biocarburanti potrebbe essere un nuovo modello di business agricolo.

Biomateriali

Molti materiali oggi sono prodotti da fonti non rinnovabili o sono tossici in un modo o nell’altro. La nuova biotecnologia potrebbe rendere possibili alternative più naturali e più salutari.

Questo è ancora più vero per la bioplastica, con molte aziende che guidano la lotta per rendere la nostra dipendenza dalla plastica un problema molto più piccolo.

Un altro materiale con grandi promesse è il legno. Sebbene il settore del legno e della silvicoltura sia già un’industria massiccia del valore di $1,16 trilioni nel 2024, una genetica migliorata potrebbe aumentare la produzione di legno e la cattura del carbonio.

Il legno potrebbe essere un materiale molto più potente del previsto. I ricercatori stanno scoprendo che condizioni alcaline, alte temperature e biopolimeri possono trasformare il legno in “legno aumentato che può avere la resistenza dell’acciaio e una rigidità 23 volte superiore a quella del cemento”.

Investire nell’Agricoltura

Ci sono molti modi possibili per investire nella produzione di cibo e biomateriali. E questo è un settore importante, con 9,09 trilioni di dollari di ricavi a livello globale.

Questo è anche un settore molto frammentato, con la maggior parte dell’attività agricola svolta da aziende relativamente piccole, imprese familiari, ecc. In generale, l’agricoltura è raramente integrata verticalmente, con diverse aziende che forniscono gli input in diverse fasi della catena del valore: attrezzature, semi, prodotti chimici, manodopera, lavorazione, rivendita & marketing, ecc.

Puoi investire in aziende legate al cibo attraverso molti broker, e puoi trovare qui, su securities.io, le nostre raccomandazioni per i migliori broker negli Stati Uniti, Canada, Australia, Regno Unito, e molti altri paesi.

Se non sei interessato a investire in una singola azienda, puoi anche guardare gli ETF biotech come il Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), il iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI), o il VanEck Agribusiness ETF (MOO), che forniranno un’esposizione più diversificata per capitalizzare sull’industria vitale della produzione alimentare.

Azienda di Produzione Alimentare e Innovazione Agricola

(CTVA )

Corteva è un leader globale nella tecnologia agricola, soprattutto nei prodotti chimici e nei semi. È anche molto attiva nelle nuove tecnologie agricole come la robotica.

Con $17,2 Mrd di vendite nette nel 2023, più di 22.500 dipendenti e oltre 10.000.000 di clienti, l’azienda è tra le più grandi del suo settore, insieme ai concorrenti statunitensi Bayer e Syngenta.

Nel complesso, e forse riflettendo una tendenza più profonda di consumo ridotto e concorrenza aumentata, le vendite di prodotti chimici (pesticidi, erbicidi, ecc.) sono diminuite nel 2024, mentre le vendite di semi sono cresciute.

Fonte: Corteva

In un’analisi più approfondita, il core business di Corteva nei semi è nel mais e nella soia, costituendo la maggior parte del fatturato dell’azienda in questo segmento. In particolare, la soia “Enlist E3” di Corteva, resistente a 3 erbicidi (2,4-D colina, glifosato e glufosinate), è passata da meno del 5% nel 2019 a più del 65% del mercato statunitense.

Fonte: Corteva

Nel settore della protezione delle colture/chimica, più della metà delle vendite riguardava gli erbicidi, il resto era principalmente composto da insetticidi e fungicidi.

Fonte: Corteva

Corteva ha costruito il suo attuale business attorno all’agricoltura industriale tradizionale, che è ancora un’attività molto redditizia che sostiene il budget attuale di R&D.

Tuttavia, guardiamo anche al futuro dell’agricoltura, di cui abbiamo discusso in questo articolo. In particolare, Corteva ha lavorato su:

Corteva sta anche guardando attivamente alla futura domanda crescente di biocarburanti verdi e proteine speciali, ciascuna con un mercato indirizzabile da $10 Mrd a $30 Mrd entro il 2035.

Fonte: Corteva

Quindi, nel complesso, mentre Corteva è un gigante dei “vecchi” metodi di agricoltura industriale, è anche chiaramente consapevole dei cambiamenti nel settore e si sta posizionando per diventare un’azienda altrettanto grande e di successo, adattata a pratiche agricole che cambiano rapidamente.

mm

Jonathan è un ex ricercatore di biochimica che ha lavorato nell'analisi genetica e nei trial clinici. Ora è un analista di mercato e scrittore di finanza con un focus su innovazione, cicli di mercato e geopolitica nella sua pubblicazione The Eurasian Century.