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O Futuro da Agricultura: Entre Alta Tecnologia e Ecologia

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A Necessidade de uma Nova Revolução Agrícola

A agricultura permitiu o desenvolvimento das civilizações. Na era moderna, tornou-se mais mecanizada e industrializada, enquanto uma parcela menor da população trabalha diretamente no campo.

Segundo a estatística histórica citada, menos de 2% da população dos EUA trabalha na produção agropecuária. A estimativa citada de 169 pessoas alimentadas por propriedade americana é uma média histórica agregada, não a produção de toda fazenda individual.

A mecanização ajudou a ampliar a produção e liberou trabalhadores para outros setores. Também existem desafios ambientais e de manejo:

  • Possíveis alterações na composição nutricional de determinadas culturas; não se trata de uma queda universal em todos os alimentos.
  • Poluição dos recursos hídricos e da cadeia alimentar por pesticidas, herbicidas e fertilizantes.
  • Danos ao ecossistema, desde a população de insetos até a biodiversidade global.
  • Erosão do solo, ameaçando terras aráveis e a fertilidade das áreas agrícolas.
  • Emissões de gases de efeito estufa: em 2019, agricultura, florestas e outros usos da terra responderam por cerca de 22% das emissões globais, segundo o IPCC.

A Revolução Verde elevou a produtividade, mas os sistemas agrícolas ainda precisam enfrentar problemas ambientais e de distribuição de alimentos. Biotecnologia, robótica, software e sensoriamento remoto oferecem novas ferramentas, sem garantir uma reversão automática de todas as tendências anteriores.

Robôs e Drones

Robôs e drones estão ampliando as possibilidades de automação agrícola. Entre os avanços que contribuíram para isso estão:

  • Sensores e peças mecânicas mais baratos, reduzindo custos.
  • Visão computacional para reconhecer culturas, frutos e plantas daninhas.
  • Baterias, aumentando a autonomia dos sistemas.
  • Inteligência artificial para apoiar decisões e funções autônomas, com limites de segurança e desempenho que variam conforme a tarefa.

Essas tecnologias podem auxiliar em tarefas difíceis de automatizar apenas com tratores maiores, como colher frutos e controlar plantas daninhas. A viabilidade depende da cultura, do terreno e dos custos.

Fonte: Corteva

O menor tamanho dos robôs agrícolas e sua autonomia baseada em IA podem criar novos métodos de cultivo também.

Por exemplo, o laser pode ser usado para “eliminar” ervas daninhas em vez de removê‑las mecanicamente. Ou herbicidas podem ser pulverizados em plantas individuais identificadas com visão computacional, em vez de em todo o campo.

Drones voadores de grande porte também podem ser usados em operações agrícolas, desde transportar cargas pesadas como sacos de fertilizante e colheita (especialmente em terrenos montanhosos) até polinizar artificialmente campos de milho.

Você pode conhecer aplicações e empresas do setor em «Investidores Devem Prestar Atenção: A Robótica Está Dominando a Agricultura».

Dados

A agricultura utiliza cada vez mais dados para orientar irrigação, adubação e outras decisões. Essas ferramentas complementam a experiência dos produtores e exigem informações confiáveis e interpretação adequada.

Imagens multiespectrais registram a resposta das culturas em diferentes faixas do espectro; não são imagens falsas ou meramente sintéticas. Podem ajudar a detectar estresse e estimar produtividade, mas os sinais geralmente precisam de confirmação no campo.

As imagens podem ser obtidas por drones, satélites ou outros sensores. Medições locais de umidade e nutrientes complementam a observação remota.

Software / IA

Softwares também ajudam a organizar as operações da propriedade. Além das imagens, sistemas de gestão podem reunir folha de pagamento, cronogramas, manutenção, faturamento e registros de produção.

Fonte: AgriERP

A combinação de dados das culturas, previsão do tempo e disponibilidade de máquinas pode apoiar o planejamento da colheita. Mais dados não garantem melhores decisões se sua qualidade ou interpretação forem inadequadas.

Outras aplicações incluem detectar vazamentos na irrigação, ajustar insumos, acompanhar animais e auxiliar na classificação da produção.

Engenharia Genética

Há milhares de anos, agricultores selecionam plantas com características desejáveis, como produtividade, resistência e qualidade nutricional. As práticas agrícolas e os métodos de melhoramento também mudaram ao longo desse período.

O melhoramento convencional utiliza seleção, cruzamentos e recombinação genética. A indução de mutações é uma ferramenta adicional; não é o único método tradicional ou recente.

A biotecnologia acrescentou ferramentas como transgenia e edição genética. Elas podem contribuir para a agricultura futura, com benefícios e riscos que precisam ser avaliados caso a caso. A primeira geração comercial incluiu tolerância a herbicidas e resistência a insetos, não apenas maior uso de pesticidas.

Entre os objetivos de novas variedades estão:

  • Melhorar a tolerância ao calor ou à seca e o uso da água, conforme a espécie e as condições locais.
  • Aumentar a tolerância à salinidade, sem presumir que todas as variedades possam ser cultivadas com água salina.
  • Ampliar a resistência a pragas e doenças por diferentes mecanismos, além das características usadas na primeira geração de transgênicos.

Por fim, em «Engenharia do microbioma das plantas — protegendo culturas com bactérias», discutimos estratégias para favorecer microrganismos associados às plantas. Elas podem envolver o manejo do solo, inoculantes ou engenharia genética; não dependem necessariamente de modificar a própria cultura.

Domesticação De Novo

As plantas cultivadas descendem de espécies silvestres domesticadas em diferentes regiões. Outras espécies podem ter potencial agrícola, mas transformá-las em culturas úteis exige selecionar várias características e avaliar sua segurança e adaptação.

A domesticação de novo utiliza ferramentas modernas para modificar características de espécies silvestres, como arquitetura, tamanho dos frutos e dispersão das sementes. O objetivo é conservar atributos úteis e melhorar a aptidão agrícola, não tornar qualquer planta daninha imediatamente tão produtiva quanto uma cultura estabelecida.

Discutimos essa ideia em «Avançando a Agricultura com IA e Engenharia Genética – O Futuro do Cultivo», incluindo propostas de combinar características identificáveis das culturas com sensores e robôs para controlar plantas daninhas. Trata-se de uma possibilidade de desenvolvimento, não de uma solução universal já disponível.

Novos Tipos de Alimentos

Outra linha de pesquisa busca novos produtos alimentícios. Em «Usando CRISPR-Cas9 para Hackear Geneticamente Micélio Comestível em Substitutos de Carne», abordamos modificações em fungos para alterar características nutricionais ou sensoriais. Isso não prova que todo produto seja indistinguível da carne ou mais saudável em qualquer dieta.

A biofortificação, como o enriquecimento em provitamina A buscado pelo projeto Golden Rice, pode melhorar o valor nutricional sem necessariamente elevar o rendimento da lavoura.

Novos métodos de agricultura

Além da tecnologia, o manejo do solo, a diversidade de espécies e as interações ecológicas podem melhorar os sistemas agrícolas. Termos como permacultura, agricultura regenerativa e agricultura biodinâmica descrevem abordagens diferentes, com níveis de evidência que devem ser avaliados para cada prática.

Permacultura & Agricultura Regenerativa

A permacultura propõe integrar o desenho da propriedade aos processos ecológicos. Algumas práticas podem melhorar a biodiversidade e o solo, mas a produtividade e a rentabilidade dependem do contexto. O rótulo, por si só, não comprova eficácia científica.

Entre os fatores considerados estão a saúde do solo, a combinação de espécies, os inimigos naturais das pragas e o armazenamento de carbono.

Além do rótulo «agricultura orgânica», surgem diferentes definições e certificações para a agricultura regenerativa.

Sistemas que integram árvores, arbustos, sebes e áreas aquáticas podem oferecer benefícios, mas também exigem planejamento. A produtividade, o uso de máquinas e os custos variam com o desenho e o local.

Robótica, drones e dados podem auxiliar em sistemas diversificados, desde que as ferramentas sejam adequadas à propriedade. A maior complexidade não garante que a automação seja simples ou econômica.

Agroflorestas, manejo de carbono e biochar

Os solos armazenam grandes quantidades de carbono. Práticas que preservam ou aumentam a matéria orgânica podem contribuir para a mitigação climática, mas a quantidade e a permanência do armazenamento precisam ser medidas.

O revolvimento intenso e a exposição do solo podem acelerar a perda de matéria orgânica em determinadas condições. Isso pode afetar a retenção de água e a fertilidade; os efeitos dependem do solo, do clima e do manejo.

O manejo de carbono busca aumentar o armazenamento e reduzir emissões, com resultados que precisam ser comparados a uma linha de base.

O primeiro método é o agroflorestamento, que combina árvores com culturas ou animais. As árvores podem fornecer sombra, biomassa e produtos comerciais, mas também competir por água e luz; o desenho do sistema determina o resultado.

Em seguida vem a agricultura de carbono. Adicionar matéria orgânica pode aumentar o carbono do solo, mas não representa automaticamente remoção líquida adicional da atmosfera. É preciso considerar a origem do material, as emissões e a permanência do armazenamento. Iniciativas em alguns países e blocos, incluindo a UE, buscam apoiar práticas de armazenamento de carbono e redução de emissões. A existência de uma política não significa que toda prática ou propriedade receba incentivo.

Fonte: Stop Waste

Por fim, outra abordagem é o uso de biochar, que é produzido pelo aquecimento de biomassa com pouco ou nenhum oxigênio, processo chamado pirólise. Isso difere de queimar completamente o material até formar cinzas.

Parte do carbono do biochar pode persistir por longos períodos, dependendo da matéria-prima, da produção e do ambiente. Seus efeitos sobre o solo e a água também variam. Um exemplo de aplicação foi divulgado em campos de golfe, com relato de redução de 30% na irrigação; esse resultado específico não pode ser generalizado para todos os solos ou cultivos.

Energias Renováveis

Propriedades rurais também adotam energia renovável. Segundo o Censo Agropecuário dos EUA de 2022, 153.101 fazendas e estabelecimentos pecuários tinham sistemas de energia renovável, cerca de 8% do total. O número citado para 2012 era 57.299, o que corresponde a um aumento de aproximadamente 167% em dez anos.

A integração entre painéis solares e produção agrícola é chamada de agrivoltaica. Abordamos o tema em «Agrivoltaica para unir a produção agrícola e a energia solar».

Os agricultores também estão começando a incorporar digestores de metano para reciclar resíduos agrícolas em biogás, especialmente em ranchos que produzem grandes quantidades de resíduos animais.

Outra nova fonte de energia é a geotermia, que abordamos com mais detalhes em “Geotermia e Estufas Passivas – Reduzindo as Emissões de Carbono da Agricultura”.

Fertilizantes de menor emissão

Fertilizantes fosfatados e potássicos utilizam matérias-primas minerais. Reduzir sua pegada climática envolve mineração, processamento, transporte e uso; eletrificar apenas a extração não basta para torná-los automaticamente neutros em carbono.

Na produção convencional de amônia, combustíveis fósseis fornecem energia e, principalmente, matéria-prima para obter hidrogênio. Esse hidrogênio reage com o nitrogênio atmosférico. A produção e o uso de fertilizantes também podem gerar outras emissões.

Projetos de amônia com hidrogênio de eletrólise buscam reduzir essas emissões. Há propostas de sistemas modulares, como as da FuelPositive e da AmmPower, discutidas em «O Outro Combustível de Hidrogênio – Top 5 Ações de Amônia Verde».

Pode até um dia ser uma parte importante da equação para substituir combustíveis fósseis como fonte de energia, como investigamos em “Descarbonizando Rotas de Navegação Global através de Amônia Verde”

e talvez alimentar equipamentos agrícolas também.

Outra possibilidade é apoiar a fixação biológica de nitrogênio por microrganismos associados às plantas, naturais ou desenvolvidos por biotecnologia. Isso não elimina automaticamente a necessidade de outros nutrientes ou fertilizantes.

Agricultura Sem Solo

Alguns sistemas produzem alimentos sem solo, em instalações próximas aos centros consumidores. A adequação depende da cultura, da energia e dos custos, como discutimos em «Escalando a Agricultura Urbana para Trazer Muitos Benefícios».

Agricultura Vertical

Na agricultura vertical, as culturas são dispostas em camadas, geralmente em ambientes controlados com iluminação artificial. A técnica pode atender determinados produtos, mas não substitui toda a agricultura convencional.

Esta é uma ideia promissora, que, no entanto, pode precisar ser otimizada para ser competitiva com a agricultura tradicional.

Você pode aprender mais sobre isso em “Um Mergulho Profundo na Agricultura Vertical e seu Impacto Global”, assim como “5 Melhores Empresas de Agricultura Vertical” & “Top 10 Empresas de Agricultura Indoor”.

Na hidroponia, as raízes recebem nutrientes por uma solução aquosa, com ou sem substrato. Existem sistemas de fluxo, recipientes e outras configurações. Explicamos o tema em «Hidroponia – Tudo o Que Você Precisa Saber».

Na aeroponia, as raízes recebem uma névoa de água e nutrientes. O método reduz ou dispensa substrato, mas não elimina a água.

A aquaponia combina criação de peixes e cultivo de plantas. Microrganismos ajudam a transformar os resíduos dos peixes em nutrientes, e o sistema requer controle da qualidade da água; as plantas não fazem toda a purificação sozinhas.

Finalmente, algumas formas novas de alimentos podem ser cultivadas, como microalgas, que são ricas em proteínas e antioxidantes e podem então ser usadas para fazer suplementos alimentares ou incorporadas em bebidas.

Agricultura para Materiais Renováveis & Energia

Biocombustíveis

A agricultura também fornece matérias-primas para materiais e energia. Biocombustíveis já são produzidos a partir de culturas e resíduos, enquanto outras rotas continuam em desenvolvimento. Por exemplo, cultivar algas para biocombustível pode ser um novo modelo de negócio agrícola.

Biomateriais

Alguns materiais de origem fóssil podem ser substituídos por alternativas produzidas biologicamente. Entretanto, a origem natural não garante ausência de toxicidade ou menor impacto ambiental. A biotecnologia pode ajudar a desenvolver alternativas, que precisam de avaliação de segurança e de ciclo de vida.

O mesmo cuidado vale para os bioplásticos: serem de origem biológica não significa que sejam biodegradáveis em qualquer ambiente. Há empresas desenvolvendo diferentes rotas para reduzir o impacto dos plásticos.

A madeira é outra matéria-prima renovável importante. A estimativa de mercado de US$ 1,16 trilhão em 2024 depende do segmento incluído. Melhoramento genético e manejo podem alterar produtividade, mas a captura de carbono depende também da conservação das florestas e do destino da madeira.

Tratamentos químicos, calor e densificação podem modificar as propriedades da madeira. Em determinadas condições de laboratório, pesquisadores obtiveram madeira processada com elevada resistência e rigidez, comparadas a materiais como aço e concreto. As comparações dependem da propriedade medida, da direção das fibras, da densidade e das condições de ensaio; não se aplicam automaticamente a qualquer produto de madeira.

Investindo na Agricultura

Há várias formas de exposição financeira à produção de alimentos e biomateriais. A estimativa citada de US$ 9,09 trilhões em receita global depende da definição e do período do mercado considerado.

Este também é um setor muito fragmentado, com a maior parte da atividade agrícola realizada por empresas relativamente pequenas, negócios familiares, etc. No geral, a agricultura raramente é verticalmente integrada, com diferentes empresas fornecendo insumos em diferentes estágios da cadeia de valor: equipamentos, sementes, químicos, mão‑de‑obra, processamento, revenda & marketing, etc.

Você pode investir em empresas relacionadas a alimentos através de várias corretoras, e pode encontrar aqui, em securities.io, nossas recomendações para as melhores corretoras nos EUA, Canadá, Austrália, Reino Unido, bem como muitos outros países.

Para diversificar entre empresas do setor, existem fundos como Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), o iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI), ou o VanEck Agribusiness ETF (MOO). Seus mandatos e riscos diferem; não são todos fundos especializados em biotecnologia e a diversificação não garante retorno.

Empresa de Produção de Alimentos & Inovação Agrícola

CTVA Gráfico de preços

A Corteva é líder global em tecnologia agrícola, especialmente em químicos e sementes. Também está muito ativa em novas tecnologias agrícolas como a robótica.

Em 2023, a Corteva registrou cerca de US$ 17,2 bilhões em vendas líquidas e empregava aproximadamente 22.500 pessoas. Bayer e Syngenta também são grandes concorrentes, mas não são empresas de origem norte-americana.

No primeiro semestre de 2024, as vendas de proteção de cultivos caíram enquanto as de sementes cresceram. Esses resultados refletem vários fatores, incluindo volumes, preços e moedas, e não demonstram sozinhos uma queda estrutural no consumo de insumos.

Fonte: Corteva

No segmento de sementes da Corteva, milho e soja representam a maior parte da receita. A soja “Enlist E3” da Corteva, tolerante a três herbicidas — 2,4-D colina, glifosato e glufosinato —, partiu de uma presença pequena em 2019. A participação superior a 65% do mercado americano de soja era uma estimativa da empresa para 2024, não um resultado já comprovado em todas as datas do ano.

Fonte: Corteva

Na proteção de culturas/químicos, mais da metade das vendas foram de herbicidas, com o restante composto principalmente por inseticidas e fungicidas.

Fonte: Corteva

O negócio de sementes e proteção de cultivos sustenta investimentos da Corteva em pesquisa. Sua rentabilidade varia com preços, custos, clima, demanda e concorrência.

A empresa também investe em novas áreas, incluindo:

A Corteva também identificava oportunidades em biocombustíveis e proteínas especiais, com estimativas de mercados endereçáveis de US$ 10–30 bilhões até 2035. Essas projeções não equivalem a receitas garantidas para a empresa.

Fonte: Corteva

A Corteva combina atividades consolidadas e investimentos em novas tecnologias agrícolas. Isso a expõe às mudanças do setor, mas não assegura que todos os projetos tenham sucesso ou que a empresa repita seus resultados anteriores.

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Jonathan é um ex‑pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é analista de ações e escritor financeiro com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação 'The Eurasian Century'.