Jordbruk

Framtiden för jordbruket: Mellan högteknologi och ekologi

mm
Publicerad
Uppdaterad
Make Securities.io preferred on Google
Information: Securities.io kan få ersättning när du använder länkar till produkter vi granskar. Det påverkar inte våra redaktionella bedömningar. Vi är inte registrerad investeringsrådgivare; detta är inte investeringsråd. Läs vår affiliateinformation.

Behovet av en ny jordbruksrevolution

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.
Farming är den centrala teknologin som har gjort det möjligt för mänskliga civilisationer att blomstra. I den moderna eran har det blivit mer mekaniserat och industrialiserat och är en avlägsen fråga för majoriteten av befolkningen. Endast 2 % av den amerikanska befolkningen arbetar på gårdar och rancher idag. Genomsnittligt försörjer en amerikansk gård 169 personer årligen i USA och utomlands.

  • Minskning av livsmedlens näringsvärde.
  • Förorening av vattenresurser och livsmedelskedjan av bekämpningsmedel, herbicider och gödningsmedel.
  • Skador på ekosystemet, från insektsbestånd till global biologisk mångfald.
  • Erosion av jord, vilket hotar odlingsbar mark och jordbruksmarkens bördighet.
  • Växthusgasutsläpp, med 22 % av de globala utsläppen från jordbruk, skogsbruk och annan markanvändning.

Det blir allt tydligare att den gröna revolutionen, samtidigt som den lindrade rädslan för globala svältkatastrofer på 1970-talet, behöver en uppgradering för att hantera dessa problem. Lyckligtvis vänds trenden med större traktorer, större gårdar och fler kemikalier av genom framsteg inom bioteknik, robotik, mjukvara och till och med rymdteknik.

Robotar och drönare

Den kanske största kommande förändringen i jordbrukspraxis är framväxten av jordbruksrobotar och drönare. Denna plötsliga ankomst av ny maskinell utrustning på gården beror på några tekniska genombrott de senaste åren:

  • Billigare sensorer och mekaniska delar, vilket minskar kostnaderna.
  • Maskinsyn, som gör att robotarna faktiskt kan se grödorna.
  • Batterier, som ökar systemens uthållighet.
  • AI, som gör dem semi-autonoma och troligen snart helt autonoma.

Detta kan hjälpa till att ersätta mycket arbete som inte kan mekaniseras med större, tyngre traktorer, såsom fruktplockning, ogräsrensning, borttagning av insekter osv.

Källa: Corteva

Den mindre storleken på jordbruksrobotar och deras AI-drivna autonomi kan också skapa nya jordbruksmetoder.

Till exempel kan lasern användas för att ”zap‑a” ogräs istället för att ta bort dem mekaniskt. Eller så kan herbicid sprayas på enskilda växter som identifieras med maskinsyn, i stället för hela fältet.

Stora flygande drönare kan också användas för jordbruksoperationer, från att bära tunga laster som gödselpåsar och skörd (särskilt i bergiga terränger) till även artificiell pollinering av majsfält.

Du kan läsa mer detaljer om denna teknik, dess tillämpningar och ledande företag inom detta område i “Investerare bör notera: Robotik tar över jordbruket”.

Data

Jordbruk blir alltmer en datadriven verksamhet. Istället för att förlita sig på erfarenhet och instinkt hos enskilda jordbrukare kan data nu styra beslutsfattandet kring bevattning, kemikalieanvändning osv.

En nyckelkomponent här är multispektral avbildning eller den syntetiska bilden av grödor i flera ljusvåglängder. Den hjälper till att identifiera vilken del av ett fält som behöver vatten, är angripen av en sjukdom, och kan förutse framtida skördeutbyten.

Dessa bilder genereras oftast från ovan, antingen via en långdistansdrönare eller satellit. De kan kompletteras med sensorer i fältet som mäter näringsämnen i jorden eller dess fuktinnehåll.

Mjukvara / AI

Gårdar använder också i allt högre grad mjukvara för att hantera sina dagliga verksamheter. Detta inkluderar data som multispektrala bilder men också dagliga operationer som hanteras av ERP‑mjukvara, såsom löner, schemaläggning, maskinunderhåll, fakturering osv.

Källa: AgriERP

Ju mer data som finns tillgängliga och centraliserade på gården, desto mer kan AI‑analys hjälpa. Till exempel kan kombinationen av väderprognoser, gröddata och tillgänglig maskinpark hjälpa till att optimera schemat för skördesäsongen.

Den kan göra många andra saker, till exempel upptäcka läckor i bevattningssystem, optimera användning av gödningsmedel och bekämpningsmedel, övervaka boskapens placering och hälsa, automatisera sorteringen av skörden osv.

Genetisk ingenjörskonst

Medan jordbrukspraxis har förblivit oförändrad under lång tid har människor alltid arbetat hårt med att utveckla nya grödvarianter som var överlägsna på ett eller annat sätt: mer produktiva, mer motståndskraftiga, mer näringsrika osv.

Traditionellt kunde detta bara göras i en mycket långsam takt och med endast naturligt förekommande mutationer. Även de flesta av de senaste metoderna för att utveckla nya varianter förlitade sig mest på utvalda slumpmässiga (inducerade) mutationer.

Modern bioteknik har förändrat vårt tillvägagångssätt. Trots att det är kontroversiellt är GMO‑grödor sannolikt ett centralt verktyg för framtida medicin, särskilt när vi går bort från den första generationen som designades kring användning av kemiska bekämpningsmedel och herbicider.

Istället kommer nyare generationer av GMO‑grödor att kunna:

  • Motstå effekterna av klimatinstabilitet genom att använda mindre vatten, stå emot intensiv värme, torka osv.
  • Tåla högre nivåer av salinitet, vilket möjliggör odling i lätt saltat vatten, ett särskilt bekymmer för risodling och kraftigt bevattnade fält.
  • Motstå skadedjur och sjukdomar med modifierade gener istället för att bara producera toxiner som första generationens GMO.

Slutligen, i “Engineered Plant Microbiomes – Protecting Crops with Bacteria” diskuterade vi också hur GMO kan konstrueras för att vårda ett bättre och rikare bakterieekosystem i jorden, vilket i sin tur skulle hjälpa grödorna att bli mer motståndskraftiga och mer produktiva.

De Novo-domesticering

De flesta av de växter vi konsumerar var ursprungligen vilda växter som domesticerades. Detta gjordes på bara ett fåtal platser, vilket starkt indikerar att sannolikt många andra växter kan domesticeras.

Så en ny möjlighet dyker upp, kallad “de novo-domesticering”. Idén är att istället för att ta högavkastande moderna grödor och försöka göra dem lika motståndskraftiga som vilda ogräs, varför inte ta redan motståndskraftiga vilda ogräs och göra dem lika produktiva som moderna grödor?

Vi diskuterade i detalj denna idé i “Advancing Agriculture with AI and Genetic Engineering – The Future of Cultivation”, inklusive hur den kan kombineras med multispektral avbildning så att jordbruksrobotar kan zap‑a alla ogräs utan den modifierade ”taggen”.

Nya typer av mat

Ett annat alternativ för att förbättra jordbruket är att skapa nya typer av livsmedelsprodukter. Till exempel behandlade vi i “Using CRISPR-Cas9 to Gene Hack Edible Mycelium Into Meat Substitutes” hur svampar kan genetiskt modifieras för att se ut och smaka som kött samtidigt som de är ännu hälsosammare.

Med tiden kan tillsats av fler näringsämnen, som i Golden Rice-projektet, eller förbättring av smaken vara ett utmärkt sätt att öka jordbrukets produktivitet.

Ny jordbruksmetod

Medan teknikfokuserade tillvägagångssätt, som robotik, data/AI‑driven eller GMO, kommer att vara en del av jordbrukets framtid, är det inte allt. Ju mer vi förstår komplexiteten i våra ekosystem och interaktionerna mellan alla dess komponenter, desto mer inser vi hur vi kan skapa bättre gårdar också.

Detta ligger i centrum för en tyst revolution inom jordbruket, täckt av många benämningar som permakultur, regenerativt jordbruk, biodynamiskt jordbruk osv.

Permakultur & regenerativt jordbruk

Ursprungligen mer en motrörelse som förkastade moderna jordbruksmetoder har permakultur utvecklats till ett respekterat vetenskapligt område och visat sin förmåga att skapa mer ekologiskt vänliga gårdar som också är lönsamma och produktiva.

Idén är att integrera effekterna av frisk jord på växternas överlevnad, synergierna mellan olika växtarter, rovdjur av grödskadedjur, kolinnehållet i jorden osv.

Många etiketter liknande de mer kända “ekologiska jordbruk”-etiketterna dyker nu upp för regenerativt jordbruk.

Denna metod ger en mer komplex gårdsdesign, där träd, buskar, häckar och dammar integreras i ett system ovanpå rader av grödor. Metoden är mycket produktiv, men i de flesta fall kan den vara svår att integrera med de enorma traktorerna i modernt industriellt jordbruk.

Lyckligtvis är den mycket enklare att implementera genom att utnyttja trenderna av elektrifiering, robotik och drönare. Och eftersom den är mer komplex tenderar ett datadrivet tillvägagångssätt också att fungera bra med regenerativt jordbruk.

Agroforestry, kolodling och biochar

Koldioxidutsläppen från jordbruket är ofta ett bekymmer. Och ju mer vi förstår kolcykeln, desto tydligare blir det att jordar är en nyckelkomponent, och att hålla kol låst i jordar rika på organiskt material kan vara en av de mest effektiva metoderna för koldioxidinfångning.

Modern jordbruk, med djup plöjning och blottade jordar, tenderar att tömma jordarna på deras kolinnehåll. Detta frigör inte bara CO2 utan minskar också jordens förmåga att behålla vatten och näringsämnen, vilket leder till ett ökat behov av kostsam bevattning och gödningsmedel.

Så ”kolodling” är en ny trend där jordbrukare bearbetar marken på ett sätt som leder till att kol fångas istället för att släppas.

Den första metoden är agroforestry, där grödor eller jordbruksdjur odlas tillsammans med en rad träd. På så sätt ger trädet skugga, fukt, fallna löv och koldioxidinfångning medan grödorna fortfarande odlas. Efter flera decennier kan träden ge en extra inkomst i form av timmer.

Den andra är kolodling. I allmänhet bidrar varje jordbrukspraxis som tillför organiskt material till jorden till koldioxidinfångning. Många länder och ekonomiska block, inklusive EU, erbjuder nu incitament för kolodling för att förbättra koldioxidlagring och -sequestrering i skogar och jordar, samt minska växthusgasutsläpp från jordar.

Källa: Stop Waste

Slutligen utforskas en ny teknik nu av forskare, amatörer och jordbrukare: biochar. Detta är när organiskt material som grödrester eller trä bränns genom pyrolys. Istället för att bränna helt till aska lämnar detta ett mycket poröst kolrester.

Denna form av fast kol är mycket stabil och kan förbli oförändrad i tusentals år. Den ger också en hamn för fördelaktiga bakterier och svampar. Biochar börjar användas i stor skala, till exempel av golfbanor för att minska bevattningsbehovet med 30 %.

Förnybar energi

Gårdar införlivar i allt högre grad förnybar energi, särskilt sol och vind. År 2022 använde totalt 153 101 amerikanska gårdar och rancher förnybara energisystem, jämfört med 57 299 år 2012, en ökning med 167 % över 10 år.

Dessa solcellsinstallationer kan också integreras med grödor istället för att täcka förstklassig jordbruksmark, en teknik som kallas agrivoltaics, som vi förklarade i “Agrivoltaics To Merge “Real” Farms With Solar Farms.”

Jordbrukare börjar också integrera metangasdigestorer för att återvinna jordbruksavfall till biogas, särskilt på rancher som producerar stora mängder djuravfall.

En annan ny energikälla är geotermi, vilket vi behandlade mer i detalj i “Geothermal And Passive Greenhouses – Reducing Farming Carbon Emissions”.

Nollkoldioxidgödsel

Bland de viktigaste gödselmedlen är fosfor och kalium (P och K i NPK-gödsel) naturliga element som bryts. Så i slutändan, för att dessa gödselmedel ska vara koldioxidneutrala, krävs det att brytverksamheterna själva elektrifieras och använder grön energi för att producera den nödvändiga kraften.

Kvävegödsel är en annan historia, eftersom det för närvarande produceras mest från naturgas eller andra fossila bränslen. Eller för att vara exakt, fossila bränslen driver de kemiska reaktionerna som omvandlar atmosfärisk N2 till ammoniak.

Lyckligtvis utvecklas en hel leveranskedja för att producera grön ammoniak. Detta kan inkludera decentralisering av ammoniakproduktion från modulära system, som erbjudandet från FuelPositive Corporation och AmmPower Corp. som vi presenterade i “The Other Hydrogen Fuel – Top 5 Green Ammonia Stocks”.

Det kan en dag bli en viktig del av ekvationen för att ersätta fossila bränslen som energikälla också, som vi undersökte i “Decarbonizing Global Shipping Lanes Through Green Ammonia”.

och kanske även driva jordbruksmaskiner.

Alternativt kan kväve tillsättas direkt i jorden av speciellt konstruerade mikrober.

Jordlöst jordbruk

Jordbruket utvecklas snabbt, och inte bara genom att ta bättre hand om jordar eller införliva ny teknik. Vissa metoder försöker nu helt eliminera behovet av fält och jord för att producera mat.

Detta kan göras i urbana gårdar, en ny trend som syftar till att föra matproduktionen närmare konsumtionscentra, vilket vi utforskade i “Scaling Urban Agriculture to Bring Many Benefits”.

Vertikalt jordbruk

Ett sätt att bedriva jordbruk i städer är vertikalt jordbruk, där artificiellt ljus och inomhusväxthus syftar till att helt ersätta traditionellt jordbruk.

Detta är en lovande idé, som dock kan behöva optimeras för att vara konkurrenskraftig mot traditionellt jordbruk.

Du kan lära dig 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 flesta inomhus- och vertikala jordbruksmetoder förlitar sig på hydroponik, där näringsämnena som växterna behöver inte tillhandahålls av jord utan av flödande vatten. Vi förklarade hur det fungerar i “Hydroponics – Everything You Need to Know”.

Ännu mer avancerade metoder tar bort även vattnet, begränsar odlingen till en dimma av aerosol, en metod som kallas aeroponics.

Ett steg längre är att kombinera uppfödning av fisk med odling av grödor, där fiskens avfall används som gödsel och växterna som vattenreningssystem, ett koncept som kallas aquaponics.

Slutligen kan vissa nya former av mat odlas, såsom mikroalger, som är rika på proteiner och antioxidanter och kan sedan användas för att göra kosttillskott eller införlivas i drycker.

Jordbruk för förnybara material & energi

Biobränslen

Jordbruket kan också bli inte bara om mat utan om att ersätta många icke‑förnybara material med naturligt odlade alternativ.

För närvarande har detta gjorts genom de första generationerna av biobränslen. I framtiden kan odling av alger för biobränsle bli en ny affärsmodell för jordbruk.

Biomaterial

Många material tillverkas idag antingen från icke‑förnybara källor eller är på något sätt giftiga. Ny bioteknik kan möjliggöra mer naturliga och hälsosammare alternativ.

Detta gäller ännu mer för bioplast, med många företag som leder utvecklingen för att göra vårt beroende av plast till ett mycket mindre problem.

Ett annat material med stora löften är trä. Medan timmer och skogsbruk redan är en massiv industri värd 1,16 bln $ år 2024, kan förbättrad genetik öka träproduktionen och koldioxidinfångning.

Trä kan vara ett mycket kraftfullare material än förväntat. Forskare upptäcker att alkaliska förhållanden, höga temperaturer och biopolymerer kan omvandla trä till “förstärkt trä som kan ha stålets styrka och en styvhet 23 gånger högre än betong”.

Investera i jordbruk

Det finns många möjliga sätt att investera i livsmedels- och biomaterialproduktion. Och detta är en stor sektor, med 9,09 bln $ i intäkter globalt.

Detta är också en mycket fragmenterad sektor, där majoriteten av jordbruksaktiviteten utförs av relativt små företag, familjeföretag osv. Generellt är jordbruk sällan vertikalt integrerat, med olika företag som levererar insatsvaror i olika steg av värdekedjan: utrustning, frön, kemikalier, arbetskraft, bearbetning, återförsäljning & marknadsföring osv.

Du kan investera i livsmedelsrelaterade företag via många mäklare, och du kan här, på securities.io, hitta våra rekommendationer för de bästa mäklarna i USA, Kanada, Australien, Storbritannien samt många andra länder.

Om du inte är intresserad av att investera i ett specifikt företag kan du också titta på biotech-ETF:er som Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI) eller VanEck Agribusiness ETF (MOO), som ger en mer diversifierad exponering för att dra nytta av den viktiga livsmedelsproduktionsindustrin.

Företag för livsmedelsproduktion & jordbruksinnovation

CTVA Prisdiagram

Corteva är en global ledare inom jordbruksteknologi, särskilt kemikalier och frön. Företaget är också mycket aktivt inom ny jordbruksteknik som robotik.

Med 17,2 md $ i nettoförsäljning år 2023, över 22 500 anställda och mer än 10 000 000 kunder, är företaget bland de största i sin sektor, tillsammans med de amerikanska konkurrenterna Bayer och Syngenta.

Generellt, och kanske en reflektion av en djupare trend av minskad konsumtion och ökad konkurrens, har försäljningen av kemikalier (bekämpningsmedel, herbicider osv.) minskat under 2024, medan fröförsäljningen har ökat.

Källa: Corteva

Vid en djupare granskning är Cortevas kärnverksamhet inom frön majs och soja, vilket utgör huvuddelen av företagets intäkter i detta segment. Mest anmärkningsvärt är Cortevas “Enlist E3”-soja, med motståndskraft mot tre herbicider (2,4‑D‑kolin, glyfosat och glufosinat), som har vuxit från under 5 % år 2019 till att utgöra >65 % av den amerikanska marknaden.

Källa: Corteva

Inom växtskydd/kemikalier var mer än hälften av försäljningen för herbicider, medan resten mest bestod av insektsmedel och svampmedel.

Källa: Corteva

Corteva har byggt sin nuvarande verksamhet kring traditionellt industriellt jordbruk, vilket fortfarande är en mycket lönsam aktivitet som upprätthåller den nuvarande FoU‑budgeten.

Dock ser vi också fram emot jordbrukets framtid, som vi diskuterade i den här artikeln. Speciellt har Corteva arbetat med:

Corteva ser också aktivt på den framtida växande efterfrågan på gröna biobränslen och specialproteiner, med en adresserbar marknad på 10‑30 md $ år 2035.

Källa: Corteva

Så sammanfattningsvis, medan Corteva är en gigant inom de ”gamla” industriella jordbruksmetoderna, är företaget också tydligt medvetet om förändringarna i sektorn och positionerar sig för att bli ett lika stort och framgångsrikt företag som är anpassat till snabbt föränderliga jordbrukspraxis.

mm

Jonathan är en före detta biokemist som arbetade med genetisk analys och kliniska prövningar. Han är nu en aktieanalytiker och finansskribent med fokus på innovation, marknads cykler och geopolitik i sin publikation The Eurasian Century.