Landbruk

Fremtiden for jordbruk: Mellom høyteknologi og økologi

mm
Publisert
Oppdatert
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.

Behovet for en ny landbruksrevolusjon

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:

  • Nedgang i matens næringsverdi.
  • Forurensning av vannressurser og næringskjeden av pesticider, herbicider og gjødsel.
  • Skade på økosystemet, fra insektpopulasjoner til globalt biologisk mangfold.
  • Erosjon av jord, som truer dyrkbare landområder og jordbruksjordens fruktbarhet.
  • Utslipp av klimagasser, med 22% globale utslipp fra jordbruk, skogbruk og annen arealbruk.

Det blir stadig tydeligere at den grønne revolusjonen, selv om den lindret frykten for globale hungersnøder på 1970‑tallet, trenger en oppgradering for å takle disse problemene. Heldigvis blir trenden med større traktorer, større gårder og mer kjemikalier snudd på hodet av fremskritt innen bioteknologi, robotikk, programvare og til og med romteknologi.

Roboter og droner

Kanskje den kommende største endringen i jordbrukspraksis er fremveksten av jordbruksroboter og droner. Denne plutselige ankomsten av ny maskinering på gården skyldes noen teknologiske sprang de siste årene:

  • Billigere sensorer og mekaniske deler, som reduserer kostnadene.
  • Maskinsyn, som gjør at robotene faktisk kan se avlingene.
  • Batterier, som øker systemenes utholdenhet.
  • AI, som gjør dem semi‑autonome og sannsynligvis snart fullt autonome.

Dette kan bidra til å erstatte mye arbeidskraft som ikke kan mekaniseres med større, tyngre traktorer, som frukthøsting, luking, fjerning av insekter osv.

Kilde: Corteva

Den mindre størrelsen på jordbruksroboter og deres AI‑drevne autonomi kan også skape nye jordbruksmetoder.

For eksempel kan laser brukes til å «zap‑e» ugress i stedet for å fjerne det mekanisk. Eller herbicid kan sprayes på individuelle planter identifisert med maskinsyn, i stedet for hele feltet.

Store flygende droner kan også brukes til gårdsoperasjoner, fra å bære tunge laster som gjødselposer og avling (spesielt i fjellterreng) til til og med kunstig pollinering av maisfelt.

Du kan lese flere detaljer om denne teknologien, dens anvendelser og ledende selskaper i dette feltet i «Investors Should Take Note: Robotics Is Taking Over Farming».

Data

Jordbruk blir stadig mer en datadrevet virksomhet. I stedet for å stole på erfaring og intuisjon fra individuelle bønder, kan data nå styre beslutningstaking om irrigasjon, kjemikaliebruk osv.

Nøkkelkomponenten her er multispektral avbildning eller det syntetiske bildet av avlinger i flere lysbølgelengder. Det hjelper med å identifisere hvilken del av et felt som trenger vann, er angrepet av en sykdom, og kan forutsi fremtidige avlingsutbytter.

Disse bildene blir for det meste generert ovenfra, enten via en langdistanse droner eller satellitt. De kan suppleres med sensorer i feltet som måler næringsstoffer i jorden eller fuktighetsinnholdet.

Programvare / AI

Farms bruker også i økende grad programvare for å håndtere sine daglige operasjoner. Dette inkluderer data som multispektrale bilder, men også daglige oppgaver håndtert av ERP‑programvare, som lønn, tidsplan, maskinvedlikehold, fakturering osv.

Kilde: AgriERP

Jo mer data som er tilgjengelige og sentraliserte på gården, desto mer kan AI‑analyse hjelpe. For eksempel kan kombinasjonen av værprognoser, avlingsdata og tilgjengelig maskineri bidra til å optimalisere tidsplanen for innhøstingssesongen.

Den kan gjøre mange andre ting, for eksempel oppdage lekkasjer i irrigasjonsystemer, optimalisere bruk av gjødsel og pesticider, overvåke husdyrs lokasjon og helse, automatisere sortering av avlingen osv.

Genetisk ingeniørkunst

Selv om jordbrukspraksiser har vært uendret i lang tid, har mennesker alltid jobbet hardt med å utvikle nye avlingsvarianter som var overlegne på en eller annen måte: mer produktive, mer motstandsdyktige, mer næringsrike osv.

Tradisjonelt kunne dette kun gjøres i svært sakte tempo, og ved kun å bruke naturlig forekommende mutasjoner. Selv de fleste av de nyere metodene for å utvikle nye varianter var i hovedsak avhengige av utvalgte tilfeldige (induserte) mutasjoner.

Moderne bioteknologi har endret vår tilnærming. Selv om kontroversielt, er GMO‑avlinger sannsynligvis et sentralt verktøy for fremtidens medisin, spesielt etter hvert som vi beveger oss bort fra den første generasjonen designet rundt bruk av kjemiske pesticider og herbicider.

I stedet vil nyere generasjoner av GMO‑avlinger kunne:

  • Motstå virkningen av klimaustabilitet ved å bruke mindre vann, tåle intens varme, tørke osv.
  • Tåle høyere salinitetsnivåer, noe som gjør dyrking i lett saltvann mulig, et spesielt problem for risdyrking og sterkt irrigert jord.
  • Motstå skadedyr og sykdommer med modifiserte gener i stedet for kun å produsere giftstoffer som første generasjons GMO‑er.

Til slutt, i «Engineered Plant Microbiomes – Protecting Crops with Bacteria», diskuterte vi også hvordan GMO‑er kunne konstrueres for å pleie et bedre og rikere bakterieøkosystem i jorden, som igjen ville hjelpe avlingene å bli mer motstandsdyktige og mer produktive.

De Novo-domestisering

De fleste plantene vi spiser var opprinnelig ville planter som ble domestisert. Dette ble gjort på bare noen få steder, noe som sterkt indikerer at sannsynligvis mange andre planter kan domestiseres.

Så dukker en ny mulighet opp, kalt «de novo-domestisering». Ideen er at i stedet for å ta høy‑avkastende moderne avlinger og prøve å gjøre dem like motstandsdyktige som ville ugress, hvorfor ikke ta allerede motstandsdyktige ville ugress og gjøre dem så produktive som moderne avlinger?

Vi diskuterte dette i detalj i «Advancing Agriculture with AI and Genetic Engineering – The Future of Cultivation», inkludert hvordan det kan kombineres med multispektral avbildning slik at jordbruksroboter kan zap‑e alt ugress uten den modifiserte «taggen».

Nye typer mat

Et annet alternativ for å forbedre jordbruket er å skape nye typer matprodukter. For eksempel dekket vi i «Using CRISPR-Cas9 to Gene Hack Edible Mycelium Into Meat Substitutes» hvordan sopp kan genetisk modifiseres til å se ut og smake som kjøtt, samtidig som de er enda sunnere.

Over tid kan tilsetning av flere næringsstoffer, som i Golden Rice-prosjektet, eller forbedring av smak være en god måte å øke jordbruksproduktiviteten på.

Nye jordbruksmetoder

Selv om teknologifokuserte tilnærminger, som robotikk, data/AI‑drevet eller GMO, vil bli en del av fremtidens jordbruk, er dette ikke alt. Jo mer vi forstår kompleksiteten i våre økosystemer og samspillet mellom alle komponentene, desto mer innser vi hvordan vi kan lage bedre gårder også.

Dette er kjernen i en stille revolusjon innen landbruk, dekket av mange betegnelser som permakultur, regenerativt jordbruk, biodynamisk jordbruk osv.

Permakultur og regenerativt jordbruk

Opprinnelig mer en motbevegelse som avviste moderne jordbruksmetoder, har permakultur utviklet seg til et respektert vitenskapelig felt og demonstrert sin evne til å skape mer økologisk vennlige gårder som også er lønnsomme og produktive.

Ideén er å integrere effekten av sunn jord på plantens overlevelse, synergiene mellom ulike plantearter, rovdyr av avlingsskadedyr, karboninnholdet i jorden, osv.

Mange merkelapper lik de bedre kjente «økologisk jordbruk»-merkene dukker nå opp for regenerativt jordbruk.

Denne metoden gir et mer komplekst gårdsdesign, som integrerer trær, busker, hekker og dammer i ett system på toppen av avlingsrekker. Metoden er svært produktiv, men i de fleste tilfeller kan den være vanskelig å integrere med de gigantiske traktorene i moderne industrielt jordbruk.

Heldigvis er den mye lettere å implementere ved å utnytte trendene innen elektrifisering, robotikk og droner. Og ettersom den er mer kompleks, har en datadrevet tilnærming også en tendens til å fungere godt med regenerativt jordbruk.

Agroforestry, karbonjordbruk og biochar

Karbondisponeringen fra landbruk er ofte en bekymring. Jo mer vi forstår karbonkretsløpet, desto tydeligere blir det at jord er en nøkkelkomponent, og at å holde karbon låst i jord rik på organisk materiale kan være en av de mest effektive metodene for karbonfangst.

Moderne landbruk, med dyp pløying og blottet jord, har en tendens til å tømme jordens karboninnhold. Dette frigjør ikke bare CO₂, men reduserer også jordens evne til å holde på vann og næringsstoffer, noe som fører til økt behov for kostbar irrigasjon og gjødsel.

Derfor er «karbonjordbruk» en ny trend, hvor bønder bearbeider landet på en måte som fører til at karbon fanges i stedet for å slippes ut.

Den første metoden er agroforestry, hvor avlinger eller husdyr dyrkes i tandem med en rad trær. På denne måten gir treet skygge, fuktighet, falne blader og karbonfangst mens avlingene fortsatt dyrkes. Etter flere tiår kan trærne gi ekstra inntekt i form av tømmer.

Den andre er karbonjordbruk. Generelt bidrar enhver jordbrukspraksis som tilfører organisk materiale til jorden til karbonfangst. Mange land og økonomiske blokker, inkludert EU, gir nå insentiver for karbonjordbruk for å forbedre karbonlagring i skoger og jord, samt redusere klimagassutslipp fra jord.

Kilde: Stop Waste

Til slutt utforskes en ny teknologi nå av forskere, amatører og bønder: biochar. Dette er når organisk materiale som avlingsrester eller treverk brennes gjennom pyrolyse. I stedet for å brenne helt til aske, etterlater dette et svært porøst trekullrester.

Denne formen for fast karbon er svært stabil og kan forbli uforandret i tusenvis av år. Den gir også et habitat for gunstige bakterier og sopp. Biochar begynner å bli brukt i stor skala, for eksempel av golfbaner for å redusere irrigasjonsbehovet med 30 %.

Fornybare energier

Farms tar gradvis i bruk fornybar energi, spesielt sol og vind. I 2022 brukte totalt 153 101 amerikanske gårder og rancher fornybare energisystemer, sammenlignet med 57 299 i 2012, en økning på 167 % over 10 år.

Disse solinstallasjonene kan også integreres med avlinger i stedet for å dekke prime jordbruksarealer, en teknikk kalt agrivoltaics, som vi forklarte i «Agrivoltaics To Merge “Real” Farms With Solar Farms».

Bønder begynner også å innlemme metangassere til å resirkulere jordbruksavfall til biogass, spesielt på rancher som produserer enorme mengder dyreavfall.

En annen ny energikilde er geotermi, som vi dekket mer detaljert i «Geothermal And Passive Greenhouses – Reducing Farming Carbon Emissions».

Null‑karbon gjødsel

Blant de viktigste gjødslene er fosfor og kalium (P og K i NPK‑gjødsel) naturlige elementer som utvinnes. Så for at disse gjødslene skal være karbonnøytrale, krever det at selve gruvedriften er elektrifisert og bruker grønn energi til å produsere den nødvendige kraften.

Nitrogengjødsel er en annen historie, da den for tiden produseres hovedsakelig fra naturgass eller andre fossile brensler. Eller mer presist, fossile brensler driver de kjemiske reaksjonene som omdanner atmosfærisk N₂ til ammoniakk.

Heldigvis utvikles en hel forsyningskjede for å produsere grønn ammoniakk. Dette kan inkludere desentralisering av ammoniakkproduksjon fra modulære systemer, som tilbudet fra FuelPositive Corporation og AmmPower Corp. som vi presenterte i «The Other Hydrogen Fuel – Top 5 Green Ammonia Stocks».

Det kan en dag bli en viktig del av ligningen for å erstatte fossile brensler som energikilde, som vi undersøkte i «Decarbonizing Global Shipping Lanes Through Green Ammonia»

og kanskje også drive jordbruksutstyr.

Alternativt kan nitrogen tilsettes jorden direkte av spesialutviklede mikrober.

Jordfri jordbruk

Jordbruk utvikler seg raskt, og ikke bare ved å ta bedre vare på jord eller innlemme ny teknologi. Noen metoder ser nå på å fjerne behovet for felt og jord helt for å produsere mat.

Dette kan gjøres i urbane gårder, en ny trend som søker å bringe matproduksjon nærmere forbrukssentre, som vi utforsket i «Scaling Urban Agriculture to Bring Many Benefits».

Vertikalt jordbruk

En måte å drive jordbruk i byer på er vertikalt jordbruk, hvor kunstig lys og innendørs drivhus søker å erstatte tradisjonelt jordbruk fullstendig.

Dette er en lovende idé, som imidlertid kan trenge optimalisering for å være konkurransedyktig med tradisjonelt jordbruk.

Du kan lære mer om det i «A Deep Dive into Vertical Farming and its Global Impact», samt «5 Best Vertical Farming Companies» & «Top 10 Indoor Agriculture Companies».

De fleste innendørs- og vertikale jordbruksmetoder baserer seg på hydroponikk, hvor næringsstoffene plantene trenger ikke leveres av jord, men av flytende vann. Vi forklarte hvordan det fungerer i «Hydroponics – Everything You Need to Know».

Enda mer avanserte metoder fjerner også vannet, og begrenser dyrkingen til en tåke av aerosol, en metode kalt aeroponics.

Et steg videre er å kombinere oppdrett av fisk med dyrking av avlinger, ved å bruke fiskeavfall som gjødsel og plantene som vannrensesystem, et konsept kalt aquaponics.

Til slutt kan noen nye former for mat dyrkes, som mikroalger, som er rike på proteiner og antioksidanter og kan deretter brukes til å lage kosttilskudd eller innarbeides i drikker.

Jordbruk for fornybare materialer og energi

Biobrensel

Jordbruk kan også bli ikke bare om mat, men om å erstatte mange ikke‑fornybare materialer med naturlig dyrkede alternativer.

For nå har dette blitt gjort gjennom de første generasjonene av biobrensel. I fremtiden kan dyrking av alger for biobrensel bli en ny forretningsmodell for jordbruk.

Biomaterialer

Mange materialer i dag er enten laget fra ikke‑fornybare kilder eller er på en eller annen måte giftige.

Ny bioteknologi kan muliggjøre mer naturlige og sunnere alternativer.

Dette gjelder enda mer for bioplast, med mange selskaper som leder an i å gjøre vår avhengighet av plast til et mye mindre problem.

Et annet materiale med store løfter er tre. Mens tømmer og skogbruk allerede er en massiv industri verdt 1,16 t $ i 2024, kan forbedret genetikk øke treproduksjon og karbonfangst.

Tre kan være et mye kraftigere materiale enn forventet. Forskere oppdager at alkaliske forhold, høye temperaturer og biopolymerer kan forvandle tre til «augmented wood som kan ha styrken til stål og en stivhet 23 ganger større enn betong».

Investere i jordbruk

Det finnes mange mulige måter å investere i mat- og biomaterialproduksjon på. Og dette er en stor sektor, med 9,09 t $ i inntekter globalt.

Dette er også en svært fragmentert sektor, hvor mesteparten av jordbruksaktiviteten utføres av relativt små selskaper, familiebedrifter osv. Generelt er jordbruk sjelden vertikalt integrert, med ulike selskaper som leverer innsatsfaktorer på forskjellige stadier av verdikjeden: utstyr, frø, kjemikalier, arbeidskraft, prosessering, videresalg og markedsføring osv.

Du kan investere i matrelaterte selskaper gjennom mange meglere, og du kan finne her, på securities.io, våre anbefalinger for de beste meglerne i USA, Canada, Australia, Storbritannia, samt mange andre land.

Hvis du ikke er interessert i å investere i ett bestemt selskap, kan du også se på biotech‑ETF‑er som Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI) eller VanEck Agribusiness ETF (MOO), som gir en mer diversifisert eksponering for å dra nytte av den viktige matproduksjonsindustrien.

Matproduksjon og jordbruksinnovasjonsfirma

(CTVA )

Corteva er en global leder innen jordbruksteknologi, spesielt kjemikalier og frø. Den er også svært aktiv innen ny jordbruksteknologi som robotikk.

Med 17,2 mrd. $ i nettoomsetning i 2023, over 22 500 ansatte og mer enn 10 000 000 kunder, er selskapet blant de største i sin sektor, sammen med de amerikanske konkurrentene Bayer og Syngenta.

Generelt, og kanskje reflektert av en dypere trend med redusert forbruk og økt konkurranse, har salget av kjemikalier (pesticider, herbicider osv.) gått ned i 2024, mens frøsalget har økt.

Kilde: Corteva

I en dypere analyse er kjernevirksomheten til Corteva innen frø knyttet til mais og soyabønner, som utgjør hoveddelen av selskapets inntekter i dette segmentet. Mest bemerkelsesverdig er Cortevas «Enlist E3»-soya, med resistens mot tre herbicider (2,4‑D‑kolin, glyphosat og glufosinat), som har vokst fra under 5 % i 2019 til å utgjøre >65 % av det amerikanske markedet.

Kilde: Corteva

Inni avlingbeskyttelse/kjemikalier var mer enn halvparten av salget for herbicider, mens resten hovedsakelig besto av insektmidler og soppmidler.

Kilde: Corteva

Corteva har bygget sin nåværende virksomhet rundt tradisjonelt industrielt jordbruk, som fortsatt er en svært lønnsom aktivitet som opprettholder dagens FoU‑budsjett.

Imidlertid ser vi også fremover mot fremtidens jordbruk, som vi diskuterte i denne artikkelen. Spesielt har Corteva arbeidet med:

Corteva ser også aktivt på den fremtidige voksende etterspørselen etter grønt biobrensel og spesialproteiner, hver med et adresserbart marked på 10‑30 mrd. $ innen 2035.

Kilde: Corteva

Så samlet sett, selv om Corteva er en gigant innen de «gamle» industrielle jordbruksmetodene, er den også tydelig klar over endringene i sektoren og posisjonerer seg for å bli et like stort og vellykket selskap tilpasset raskt skiftende jordbrukspraksiser.

mm

Jonathan er en tidligere biochemistforsker som arbeidet med genetisk analyse og kliniske forsøk. Han er nå en aksjeanalytiker og finansforfatter med fokus på innovasjon, markedssykluser og geopolitikk i sin publikasjon The Eurasian Century.