Введение

Цифровизация сельского хозяйства становится актуальной задачей, поскольку она позволяет решать ряд ключевых проблем: повысить выработку (и качество) сельскохозяйственной продукции, сократить трудозатраты, увеличить производительность труда и снизить влияние человеческого фактора на результаты работы. В мировой экономике цифровизацию сельского хозяйства называют четвертым технологическим прорывом, способным кардинально трансформировать окружающий мир [1]. Цифровизация сельскохозяйственного производства в состоянии решить следующие задачи: повышение эффективности управления, повышение эффективности сбыта, минимизация капитальных вложений, подготовка высококвалифицированных кадров.

Целью статьи является анализ опыта внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве за рубежом и перспектив их использования в России.

Опыт внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве за границей.

Рассматривая мировой опыт передовых стран, мы выбрали основных лидеров по степени внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве, следует отметить, что Евразийский экономический союз в качестве основных показателей развития сельского хозяйства в стране рассматривает следующие: добавленная стоимость процент ВВП, которые приходятся на сельское, лесное и рыбное хозяйство; количество сельского населения процент от общей численности населения; степень занятости в сельском хозяйстве процент от общей занятости. В качестве показателей уровня развития цифровизации в стране и её влияния на экономику Департамент агропромышленной политики Евразийского экономический союза приводит следующие показатели: количество физических лиц, которые пользуются интернетом процент населения; рейтинг глобального инновационного индекса (GII); степень (индекс) развития электронного правительства (e-Government Development Index); уровень (индекс) глобальной конкурентоспособности (GCI); уровень (индекс) сетевой готовности (Networked Readiness Index); степень развития информационно-коммуникационных технологий (ICT Development Index) [2].

Международные рейтинги (индексы) служат инструментами оценки развития информационно-коммуникационных технологий в государстве.

Ежегодно ведущие мировые организации, такие как бизнес-школа INSEAD, Корнельский университет и Всемирная организация интеллектуальной собственности, выпускают совместный отчет «Глобальный индекс инноваций», где проводится комплексная оценка инновационного потенциала и технологического развития стран. Этот индекс, известный как GII, формирует рейтинг государств, демонстрирующих наибольшую степень инновационности. Начиная с 2007 года, данное исследование собирает и анализирует обширную информацию о показателях инновационного прогресса в разных странах, предоставляя наиболее всеобъемлющую картину в данной области [3].

Дважды в год Департамент экономического и социального развития ООН публикует Индекс развития электронного правительства (EGDI), который служит мерой прогресса в этой сфере. EGDI состоит из трех ключевых показателей, отражающих уровень развития информационно-коммуникационных технологий, квалификации населения и доступности онлайн-государственных услуг. [4].

Индекс сетевой готовности выступает как всеобъемлющая мера, отражающая степень развития информационных и коммуникационных технологий, а также сетевой экономики в различных государствах [5].

Ежегодно. Институт Портуланс / Portulans Institute публикует индекс развития ИКТ (ICT Development Index) представляет собой оценку, отражающую уровень развития информационно-коммуникационных технологий в разных странах. [6].

Всемирный экономический форум ежегодно публикует Индекс глобальной конкурентоспособности, где анализирует и ранжирует страны по уровню их экономической конкурентоспособности. Начиная с 2004 года, этот комплексный рейтинг предоставляет наиболее исчерпывающую картину экономической конкурентоспособности различных государств по всему миру [7].

Согласно исследованию Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, сельское хозяйство России в 2022 году продемонстрировало скромный уровень внедрения инноваций, достигнув всего 8%. Несмотря на то, что это показатель выше, чем в 2021 году, он все еще значительно отстает от уровней, характерных для развитых стран, где доля инноваций в сельском хозяйстве варьируется в широком диапазоне от трети до половины [8].

Российский рынок AgTech, несмотря на свой рост, все еще отстает от мировых лидеров в области инноваций в сельском хозяйстве.  Наша страна занимает 15-ю позицию в глобальном рейтинге цифровизации сельского хозяйства, и темпы внедрения новых технологий в России существенно ниже, чем в таких странах, как Германия, Франция и США. Эксперты Минсельхоза и McKinsey прогнозируют, что на всех этапах обработки сельскохозяйственных культур в растениеводстве фиксируется значительная, порядка 40%, потеря урожая. Цифровая трансформация в нашем агросекторе пока отстает от европейских и американских стандартов. Многие отечественные производители применяют лишь фрагменты цифровых технологий или вовсе не интегрируют их в свою деятельность [9].

Внедрение цифровых технологий в сельское хозяйство за рубежом изучается как ответ на глобальные вызовы современности и стремление минимизировать продовольственные риски, которые традиционные методы управления сельским хозяйством могут не предотвратить в долгосрочной перспективе. Цифровая трансформация в современном мире тесно связана с такими инновационными технологиями, как облачные вычисления, Интернет вещей, киберзащита и защита информации, машинное обучение и искусственный интеллект, дополненная реальность и блокчейн. Такой подход обусловлен необходимостью укрепления продовольственной безопасности на фоне глобальных геополитических вызовов и экономических санкций, а также создания надежной системы устойчивого развития сельского хозяйства [10].

Успешная цифровая трансформация сельского хозяйства во многом обусловлена внедрением IT-систем, которые выходят за рамки простого анализа данных и фокусируются на создании предсказательных моделей. Глобальные производители сельскохозяйственной техники и «умного» оборудования устанавливают высокие стандарты для цифровой модернизации отрасли своими инновационными технологическими решениями. Основные векторы цифровизации отрасли можно увидеть в представленной таблице 1.

 Таблица 1

Векторы цифровизации отрасли *

             * Составлено по [11].

В рамках цифровой трансформации особую актуальность приобретают следующие технологии.

Цифровая экосистема. Цифровая экосистема в сельском хозяйстве фокусируется на глубоком анализе больших данных, собранных о результатах урожая и применяемых агротехнологиях. На основе этих данных система определяет наиболее подходящую технологию для каждого участка земли, используя расчетные показатели, и внедряет ее в практику для достижения максимальной урожайности сельскохозяйственных культур. Цифровые экосистемы обретают жизнь и действуют за счет объединяющих элементов, которые реализуются в виде цифровых платформ [12].

Цифровые платформы. Разнообразные цифровые платформы, ориентированные на управление сельскохозяйственными угодьями, обладают широким спектром функций. Обычно они функционируют в рамках концепции точного земледелия, интегрируя множество электронных устройств в единую сеть. Цифровые платформы выступают как фундамент для инновационного развития сельского хозяйства, предоставляя виртуальную площадку для объединения идей и проектов, основанных на анализе данных. Благодаря им происходит оперативное взаимодействие между всеми участниками процесса, что упрощает доступ к актуальной информации о ценах на продукцию, сырье и технику, прогнозам погоды, а также опыту в животноводстве и растениеводстве. В качестве иллюстрации можно привести цифровые платформы WeFarm, Twiga Food и eKutir Global, которые демонстрируют положительное влияние на налаживание постоянного взаимодействия между участниками, независимо от их физического расположения и разницы во времени. [12].

Технология точного земледелия. В современном сельском хозяйстве всё более популярной становится технология точного земледелия, которая помогает фермерам оптимизировать расходы и минимизировать риски. Суть этого подхода заключается в тесной взаимосвязи всех звеньев производственной цепочки: посев зерновых культур на каждом участке поля будет осуществляться с учётом его индивидуальных особенностей, определённых с помощью электронной карты, созданной с помощью новейших GPS-технологий, ГЛОНАСС и специальных датчиков [13].

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), спутниковая аппаратура, дроны. В сельском хозяйстве активно внедряются беспилотники, дроны и спутниковые системы, представляющие собой важный аспект цифровизации. Эти технологии позволяют создавать изображения, которые служат для оценки урожайности и прогнозирования ее динамики, анализа состояния почвы и выявления болезней растений. Для сбора данных на полях устанавливаются датчики, а дроны оснащаются камерами для проведения воздушной фотосъемки [14].

Интернет вещей. Интернет вещей объединяет электронные устройства в единую сеть, создавая возможности для обмена информацией, которые активно используются в сельском хозяйстве. Эта технология позволяет фермерам налаживать беспроводную связь между сельскохозяйственной техникой, обеспечивая мгновенную реакцию на любые изменения, например, колебания погоды, влажности грунта, температуры и других ключевых параметров [15].

Облачные сервисы. Данные хранятся и обрабатываются с помощью распределенной технологии, известной как облачные сервисы, и предоставляются пользователям в виде интернет-услуг. Одним из примеров такой услуги является платформа «ExactFarming», которая, интегрируя систему навигации ГЛОНАСС, помогает управлять сельскохозяйственными предприятиями, отслеживая позицию техники, метеорологические данные, состояние посевов и многое другое [15].

Большие данные и аналитика. Сверхразмерные массивы данных, известные как большие данные, формируются из систематизированной информации огромного объема, предназначенной для глубокого анализа и извлечения ценных знаний о конкретной области исследования. Источниками таких данных могут быть разнообразные веб-ресурсы, например, корпоративные сайты, бухгалтерские системы (такие как 1С), социальные сети, дистанционное зондирование Земли и цифровые датчики [16].

Электронная торговля. Эта технология открывает путь для проведения финансовых и коммерческих операций в онлайн-режиме, что значительно облегчает процесс совершения покупок и продаж, а также заключения сделок. В числе её возможностей — участие в электронных аукционах для поставок сельскохозяйственной продукции по государственным программам, как отмечается в издании «Цифровая трансформация сельского хозяйства» [17].

Искусственный интеллект. Использование искусственного интеллекта в сельском хозяйстве направлено на создание систем, способных имитировать интеллектуальные способности человека для решения поставленных задач. Внедрение ИИ ускоряет процесс принятия решений, делая его максимально оперативным и актуальным. Использование искусственного интеллекта позволяет предприятиям находить актуальные проблемы, анализировать динамику рынка и принимать решения, которые отвечают современным потребностям клиентов [18].

Техника беспилотного вождения. Развитие беспилотной сельскохозяйственной техники открывает новые горизонты в сфере сельского хозяйства. Для эффективного внедрения такой техники необходимо глубокое изучение и анализ данных, что позволит оптимизировать ее работу. По всему миру фермеры уже активно используют беспилотники в своих хозяйствах. В России, несмотря на высокую стоимость, беспилотная техника постепенно проникает в сельское хозяйство, поскольку тренд на автоматизацию трудовых процессов с помощью роботизированных систем все более набирает обороты [12].

Технология блокчейн. Эта технология направлена на повышение прозрачности в сфере сельского хозяйства на всех этапах производственно-сбытового цикла, отслеживая путь сельскохозяйственной продукции и гарантируя безопасность финансовых операций [19].

Опыт внедрения цифровых технологий в сельское хозяйство в мире

Евразийская экономическая комиссия провела исследование, в ходе которого изучила международные практики цифровизации агропромышленного комплекса. В рамках работы Департамента агропромышленной политики был проанализирован опыт как развитых, так и развивающихся стран.

Основные страны-лидеры по внедрению современных технологий в сельском хозяйстве представлены в таблице 2.

 Таблица 2

Внедрение современных цифровых технологий в сельском хозяйстве*

    * Составлено по [2].

Основные направления цифрового развития агропромышленного сектора по разным странам представлены в таблице 3.

Таблица 3

Основные направления цифрового развития агропромышленного сектора*

* Составлено по [2]

Цифровая революция в сельском хозяйстве базируется на интеграции цифровых инструментов на каждом этапе производственной цепочки. В этой связи, цифровые технологии в этой сфере можно разделить на несколько ключевых категорий: системы для учета и планирования, автоматизированные агрегаты, прогнозные модели, технологии сбора и передачи данных, а также геоинформационные решения [20].

Рост осознания важности экологической устойчивости, рационального использования природных ресурсов и эффективного управления ими привел к появлению нового тренда в сельском хозяйстве — биологизации. Этот подход фокусируется на восстановлении плодородности почвы, внедрении инновационных технологий, основанных на использовании органических продуктов жизнедеятельности, а также на биоинженерии, которая позволяет разрабатывать высококачественные сельскохозяйственные культуры. Вертикальное земледелие становится все более востребованным, поскольку оно обеспечивает рост производительности и снижает риски, связанные с природными катаклизмами, благодаря использованию искусственного освещения и оптимизированной системе размещения культур. Современный аграрный сектор претерпевает глобальные изменения под воздействием таких факторов, как осознанное потребление, переход к органическому земледелию, эволюция вкусов потребителей, повышение прозрачности и открытости бизнеса, персонализированная обработка данных и внедрение цифровых технологий, включая искусственный интеллект, интернет вещей, GPS, датчики для контроля температуры и влажности, а также другие инновационные решения.

Аналитика сельскохозяйственных данных, основанная на персонализации, позволяет глубоко изучить влияние природных и климатических факторов, урожайности, состояния почвы и других внешних переменных на эффективность сельскохозяйственного бизнеса. Такой подход способствует рациональному использованию ресурсов, повышению экологической безопасности и оптимизации затрат.

Также в сфере сельского хозяйства стремительно развиваются цифровые решения, такие как платформы для прогнозирования и мониторинга рыночного спроса и предложения, динамического регулирования которого. Также активно внедряются цифровые сервисы, предоставляющие финансовые и другие услуги производителям, включая сотрудничество с банками и страховыми компаниями. Среди них выделяются платформы «цифровое стадо», «цифровое поле» и аналогичные. Широкое распространение получают системы управления техникой, основанные на «Интернете вещей», а также платформы для организации экспорта сельскохозяйственной продукции.

Анализ возможностей и ограничений цифрового развития сельского хозяйства

Государственная поддержка сельского хозяйства в настоящее время характеризуется рядом ключевых моментов. Среди них — недостаточная масштабность программ цифровизации аграрного сектора, нехватка квалифицированных специалистов в области цифровых технологий, акцент государственных программ на контроле за деятельностью фермеров и сложности, с которыми сталкиваются аграрии при получении субсидий. Даже с учетом текущей государственной помощи, сектор нуждается в инновационных цифровых инструментах, чтобы стимулировать существенный прогресс всего агропромышленного комплекса. Также определено, что для обеспечения соответствующего перехода к цифровой трансформации сельского хозяйства и обеспечения необходимой модернизации сельского хозяйства необходима концептуальная модель, которая позволит проводить преобразования поэтапно. Поэтапный переход к цифровым технологиям обеспечит всех участников процесса необходимыми ресурсами и подготовит их к масштабному внедрению, что в свою очередь гарантирует плавный и бесперебойный переход к новому этапу развития.

Необходимость модернизации сельского хозяйства в цифровую эпоху обусловлена, прежде всего, внешними технологическими и экономическими факторами, что обусловлено системной природой отрасли в рамках экономической и общественной структуры.

Однако, существуют и внутренние барьеры использования цифровых технологий в сельском хозяйстве, такие как: слабая информированность фермеров и небольших хозяйств о существовании и преимуществах IoT, неравномерность распространения технологий в регионах, слабое покрытие сельскохозяйственных регионов сетями данных и широкополосным доступом в интернет, дороговизна решений, нехватка инвестиций, малая доля крупных фирм, способных проводить внедрения на собственные средства [1].

Основные выводы

Изучение мирового опыта выявило актуальные тренды цифровой трансформации сельского хозяйства, среди которых выделяются: создание цифровой экосистемы, внедрение облачных сервисов, разработка единой цифровой платформы для взаимодействия госорганов и бизнеса, применение биологических и биоинженерных технологий, использование онлайн-сервисов, выступающих в качестве цифровых помощников, точное земледелие, Интернет вещей, беспилотные летательные аппараты, спутниковая и дроновская съемка, комплексное зондирование и другие. Эти цифровые инструменты предназначены для комплексного анализа текущей рыночной ситуации, выявления операционных рисков, оптимизации ценовой стратегии, контроля сельскохозяйственных земель, прогнозирования урожайности и анализа больших данных для принятия обоснованных управленческих решений и повышения прозрачности деятельности.

Полное внедрение предложенных технологий и сопутствующих им мер, преодоление препятствий и интеграция цифровых технологий в сельском хозяйстве может решить ряд проблем: снижение уровня отставания производительности сельского хозяйства от уровня развитых стран, повышение привлекательности отрасли для инвесторов, предпринимателей, работников, улучшение условий жизни в сельской местности, повышение уровня квалификации, конкурентоспособности, заработной платы работников, повышение запроса на продукцию отечественного машиностроения, повышение запроса на НИОКР и отечественные инновации, развитие сельскохозяйственной и биотехнологической науки (генная инженерия, технологи редактирования генома, альтернативные протеины), развитие новых площадок электронной коммерции в сельском хозяйстве (как для реализации продуктов питания, так и исходного сырья для сельскохозяйственного производства), рост количества аналитических компаний, компаний-разработчиков инновационных сервисов для сельского хозяйства.

Внедрение передовых технологий в сельском хозяйстве для увеличения урожайности, сокращения потерь и оптимизации производственных процессов имеет ключевое значение для укрепления продовольственной безопасности, как на региональном, так и на национальном уровнях.

Россия остро нуждается в использовании новейших разработок в области цифровизации сельского хозяйства по множеству причин: огромные территории (пашни), зона рискованного земледелия,  критическая демографическая ситуация в селе (и в удалённых регионах), обострение политической ситуации, при которой необходимо поддерживать продовольственную безопасность,  фактор конкурентоспособности продуктов, быстрое и качественное производство,  прогнозируемый продовольственный кризис из-за перенаселения планеты.

Обобщение опыта внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве в развитых странах дало возможность изучить практику цифровизации сельского хозяйства в странах, которые занимают лидирующие позиции в вопросе развития цифровых технологий, а также имеют опыт развития цифрового сельского хозяйства в северном климате. Это позволило дать характеристику наиболее востребованным цифровым технологиям в сельском хозяйстве, а также классифицировать их по направлениям деятельности.

Заключение

На протяжении веков прогресс в сельском хозяйстве тесно связан с внедрением новаций, рожденных индустриальной революцией. В мировом сообществе наблюдается тренд на адресную помощь агропромышленному комплексу с помощью цифровых технологий, выражающийся в предоставлении грантов конкретным предприятиям. Опыт развитых стран демонстрирует, что развитие цифровой экономики в сельском хозяйстве невозможно без надежной и доступной телекоммуникационной инфраструктуры. Ведь именно она служит основой для внедрения современных информационных и компьютерных технологий, которые являются ключевым фактором в создании цифровой экономики. Цифровизация сельского хозяйства ведет к повышению его эффективности за счет принятия обоснованных решений, основанных на анализе массивов данных. Это также улучшает эффективность государственных программ поддержки сельского хозяйства, обеспечивая прозрачность рынков и цепочек поставок от производства до сбыта.

Современное сельское хозяйство активно внедряет концепцию «цифрового сельского хозяйства», которая выходит за рамки точного земледелия и включает в себя интеллектуальные сети и инструменты обработки данных. Благодаря таким «большим данным», которые содержат массу ценной информации, можно моделировать различные сценарии и оценивать потенциальные результаты различных действий при разных условиях. Развитие этих технологий может служить отправной точкой для создания стратегий по продвижению цифровизации в аграрном секторе. Кроме того, они генерируют огромные массивы данных, которые, интегрируясь с другими источниками информации, могут быть сохранены, проанализированы и использованы для более эффективного принятия управленческих решений.