Усиливается вклад в развитие АПК платформенных технологий межотраслевого назначения (ИКТ, биотехнологий, авиакосмических, ядерных и т.п.). Во второй половине XX в. основной вклад в рост продуктивности сельского хозяйства и устойчивости урожаев был связан с внедрением узкоспециализированных технологий, специальной сельскохозяйственной техники, удобрений, пестицидов направленного действия и т.п. Сегодня же прорывы в этой сфере связаны с реализацией платформенных (обеспечивающих) технологических пакетов. К их числу относятся в первую очередь информационно-коммуникационные, авиакосмические и биотехнологии (включая генетическую модификацию, молекулярные маркеры, молекулярную диагностику, вакцины, клеточные культуры, микробиологические решения для пищевой промышленности и т.д.).
Они оказывают наибольшее влияние на трансформацию облика АПК. В прогнозируемом периоде получат развитие и другие платформенные технологии, в первую очередь решения в сфере авиации (беспилотные летательные аппараты, БПЛА) и нанотехнологий. БПЛА будут активно использоваться в сельскохозяйственном мониторинге и поддержке принятия решений. Нанотехнологий и новые материалы позволят радикально снизить стоимость и трудоемкость восстановления загрязненных почв, обеспечат лучшую сохранность семенного материала и урожая за счет использования новых видов защитных покрытий и т.д. Значимую роль в будущем будут играть агроядерные технологии, связанные с использованием разнообразных излучений для борьбы с патогенными организмами, обработки семенного материала, исследований проб сельскохозяйственных материалов и т.д. В долгосрочной перспективе также возрастет роль когнитивных технологий в сельском хозяйстве; они найдут применение в сфере автоматизации управления логистикой АПК, роботизации производственных процессов, создания интерфейсов взаимодействия человека (оператора) и управляемых им робототехнических систем.
Россия обладает значимыми научными и технологическими заделами для опережающего развития многих из указанных выше технологий и завоевания соответствующих высокотехнологичных мировых рынков. Но для реализации этого потенциала требуется комплекс институциональных решений, направленных на стимулирование инновационной деятельности, обеспечение трансфера технологий, реализацию межотраслевых прорывных бизнес-проектов. Это требует усиления межведомственных взаимодействий, направленных на реализацию конвергентных технологий в АПК. Значительную роль в этом процессе могут сыграть технологические платформы, инновационные территориальные кластеры, агрокластеры.
Неуклонное снижение темпов роста урожайности и продуктивности в сельском хозяйстве, связанное с исчерпанием долгосрочных эффектов "зеленой революции" 1960-1980-х гг., требует широкого внедрения новых технологических решений (биотехнологии, точное сельское хозяйство, роботизация, композиционные удобрения, интегрированная биозащита, ресурсоэффективное локальное сельское хозяйство и т.д.). Во второй половине XX в. результатом "зеленой революции" (перехода на высокоурожайные сорта и химизации земледелия) стал почти троекратный рост урожайности зерновых культур. Однако в последние годы темпы модернизации мирового сельского хозяйства замедлились. В этих условиях ключевое значение приобретает усиление роли фундаментальной и прикладной науки, без которых невозможно дальнейшее увеличение производительности. Основными направлениями научно-технологических инноваций стали использование ГМО, ландшафтно-адаптивные технологии (точное сельское хозяйство, умное сельское хозяйство), роботизация производственных процессов в земледелии и животноводстве. Движущими силами инновационного процесса являются как агробизнес, так и различные государственные и некоммерческие организации. Усилия последних направлены прежде всего на развитие малых хозяйств, причем акцент сделан на повышение эффективности использования ими местных ресурсов, устойчивое развитие традиционных форм земледелия в современных условиях (LEISA). Реальными драйверами технологического развития в АПК выступают крупные компании, в том числе транснациональные. Это означает необходимость формирования таких механизмов трансфера технологий от крупных к малым товаропроизводителям, которые были бы приемлемы для всех заинтересованных сторон. Примеры подобных институциональных решений уже есть и в России, они связаны с формированием кластеров малых производителей вокруг крупных предприятий. Такие малые производители непосредственно включены в производственные процессы крупного партнера (например, по циклу утилизации отходов и побочных продуктов) на взаимовыгодной основе.
Для АПК России этот глобальный вызов влечет, с одной стороны, угрозы, связанные с негативными эффектами технологического отставания и относительно слабой материально-технической базой сельского хозяйства. В связи с этим необходима разработка перечней современных и перспективных технологий точного и роботизированного сельского хозяйства, стимулирование импортозамещения в сельскохозяйственном и пищевом машиностроении на базе новейших технологий, создания спин-оффов и стартапов на площадках ведущих технических и сельскохозяйственных вузов и научных центров. С другой стороны, можно рассматривать некоторые возможности для наращивания экспорта продукции АПК в развивающиеся страны с опорой на экстенсивные факторы производства. Наконец, России, как и многим развитым странам, требуется поиск эффективных механизмов взаимовыгодного технологического сотрудничества крупного и малого бизнеса в АПК.
В сфере машинно-технического обеспечения сельскохозяйственного производства растет роль информационно-коммуникационных технологий и основанных на них новых форматов экономических отношений. Развитие принципиально новых сервисов на базе активно формирующейся облачной инфраструктуры, которая стала доступной благодаря технологиям широкополосного доступа в Интернет, происходит не только в сфере потребительских услуг (Uber, AirBnb), но и в секторе В2В. Так, в АПК владение сельскохозяйственной техникой средствами производства, такими как сельскохозяйственная техника, сначала уступило место разнообразным арендным и лизинговым схемам, обеспечивающим более эффективное разделение рисков, а ныне происходит дальнейшая трансформация рынка в направлении тайм-шеринга техники (распределенной краткосрочной аренды, в том числе в рамках сельскохозяйственной кооперации небольших производителей). Дальнейшее развитие этой формы экономических отношений сделает возможным существенное повышение интенсивности использования техники, снижение времени простоев, не связанных с техническим обслуживанием, сократит количество техники, необходимой в каждый конкретный момент времени, что будет способствовать снижению материальных затрат, ускорению инновационных циклов в машиностроении и другим позитивным эффектам.
В России имеются все инфраструктурные, институциональные и технологические предпосылки для развития новых, более эффективных форм использования техники в сельском хозяйстве (мобильные механизированные бригады, тайм-шеринг, сельскохозяйственная кооперация при использовании техники, новые гибкие формы страхования техники). Минсельхозу России, ОАО "Росагролизинг", профильным организациям с государственным участием, институтам развития, предприятиям сельхозмашиностроения следует уделить внимание описанным зарождающимся трендам на рынке сельхозтехники. Своевременная адаптация к меняющимся формам экономических отношений может дать значительные эффекты, связанные с сокращением трансакционных издержек в секторе.
Современные способы сельскохозяйственного производства, опирающиеся на химизацию, в связи с ростом ее экономических рисков уступают место подходам в сфере адаптивно-ландшафтного земледелия. Негативные эффекты традиционных пестицидов и иных ядохимикатов на экосистемы, а также на здоровье занятых в сельском хозяйстве и самих конечных потребителей все чаще выливаются в существенные экономические потери для агропромышленных компаний, связанные со штрафами, страховыми расходами, судебными исками пострадавших. Дополнительным негативным экономическим фактором оказывается нежелание потребителей приобретать продукцию, в которой могут содержаться вредные для здоровья вещества. Во многих странах наметилась тенденция сокращения потребления ядохимикатов; в отдельных странах Европейского Союза (например, во Франции) приняты амбициозные программы дальнейшего сокращения химизации сельского хозяйства. Эти процессы сопровождаются увеличением спроса на технологии интегрированной защиты от вредителей и ростом экспорта невостребованных на внутреннем рынке развитых стран ядохимикатов в развивающиеся страны.
Российские агропроизводители заметно уступают зарубежным как по потреблению, так и по ресурсоэффективности и биоценотической оптимальности применения удобрений. В этих условиях отечественный АПК сталкивается с определенными рисками, обусловленными не только существенной импортозависимостью по так называемым действующим веществам для средств защиты растений, но и отсутствием ясно разграниченных полномочий и ответственности органов государственной власти в части реализации функции контроля за концентрацией пестицидов, гербицидов и других ядохимикатов в продуктах питания. Россия значительно отстает в технологическом плане по таким перспективным направлениям, как ландшафтно-адаптивное сельское хозяйство, интегрированная защита от вредителей, биодинамическое и органическое земледелие. Это, в конечном счете, может стать причиной недоступности для российских производителей многих новых международных продовольственных рынков. Необходимо широкое внедрение техник точного земледелия, фертигации - внесения питательного раствора, содержащего удобрения, с поливом. Еще одна передовая технология, которая может найти применение в России, это медленные удобрения (VRT-fertilizers), комплексные удобрения с программируемым временем "доступности" определенных питательных компонентов.
Растет востребованность в АПК научно-технологических решений, учитывающих особенности региональной специализации и локальные агроклиматические условия. Районирование сортов сельскохозяйственных культур и выведение пород животных, адаптированных к специфическим природно-климатическим (в том числе эпизоотологическим) условиям является устоявшейся технологической практикой в сельском хозяйстве. Сегодня становится возможным создавать сорта, породы и штаммы сельскохозяйственно значимых организмов, агрохимикаты специального состава, кастомизированные модули сельскохозяйственной техники для конкретных биомов на уровне мезоландшафта. Цикл создания подобных решений сокращается благодаря модели гибкого промышленного производства на основе интегрированных в промышленный Интернет мини-заводов с перепрограммируемыми роботизированными производственными линиями. Описанные возможности будут расширяться благодаря постоянному совершенствованию технологий сбора и аналитической обработки больших массивов информации с использованием информационных и авиакосмических технологий.
Для эффективного ответа на этот вызов России потребуются не только гибкое планирование ведения сельскохозяйственной деятельности на региональном и муниципальном уровнях, но и внедрение районированных пород сельскохозяйственных растений и животных, применение локализованных, кастомизированных технологий. Практическая реализация этих походов невозможна без применения современных технологий точного сельского хозяйства, базирующихся на конвергенции информационно-коммуникационных и авиакосмических технологий. В рамках мер по повышению технологической независимости России в сфере селекции, семеноводства, племенного дела необходимо стимулирование ускоренного развития указанных технологий.
Ожидается взрывной рост спроса на технологии урбанизированного сельского хозяйства (вертикальные фермы, роботизированные теплицы и др.). С середины 2000-х гг. в развитых странах наблюдается рост интереса к разработке и внедрению технологий производства продовольственного сырья в замкнутой, контролируемой среде, в том числе за счет создания теплиц с контролируемыми в полностью автоматическом режиме агроклиматическими параметрами (при этом иногда осуществляется не только подогрев воздуха, но и его охлаждение, как например, в Израиле и других странах с жарким климатом). Перспективным направлением глобального научно-технологического развития агроурбанистики является также распространение вертикальных ферм, в том числе многоэтажных комплексов. Вертикальные фермы позволят вывести крупные города на самообеспечение широким спектром продуктов растениеводства. Задачи интенсификации производства традиционных видов продовольствия решаются и путем развития производства водных организмов в искусственных средах, в частности аквапоники (гидропонное выращивание растений, при котором питательные вещества поступают из отходов жизнедеятельности рыб).
В России описанные технологии пока не находят применения, однако могут быть полезны для повышения обеспеченности удаленных северных городов свежими овощами и фруктами, другими высококачественными продуктами питания.
Также ожидается интенсивное развитие систем рециркулятивной аквакультуры. Важным направлением радикальной интенсификации производства традиционных видов продовольствия является развитие рециркулятивной аквакультуры, то есть рыборазведения в полностью замкнутых контролируемых емкостях с нулевыми сбросами в окружающую среду, фильтрацией, концентрацией продуктов жизнедеятельности рыб и их использованием для производства ценных продуктов. Данное направление особенно важно в силу подверженности популяций рыбы при лагунном, прудовом или пастбищно-нагульном разведении эпизоотиям и заражениям паразитарными инфекциями, в том числе опасными для человека. Другой проблемой традиционной аквакультуры, в отличие от рециркулятивной, является подверженность клеток при садковом разведении рыбы в открытых водоемах биообрастанию.
Масштабные потери продуктов питания при хранении, транспортировке и в розничной торговле требуют поиска принципиально новых технологических решений. По данным ФАО, в мире пропадает или выбрасывается почти треть всех производимых продуктов питания - примерно 1,3 млрд т в год. Сокращение потерь является фактором повышения продовольственной безопасности и снижения негативного воздействия АПК на окружающую среду. Значительные потери продуктов питания при хранении и транспортировке, в розничной торговле имеют разную природу и разные причины в развивающихся и развитых странах. В развивающихся странах основные потери агропродукции происходят на этапе сбора урожая, его транспортировки, первичной обработки и хранения из-за несовершенства технологий, недоступности дорогостоящей современной техники, организационных причин. В развитых странах существенные потери, достигающие по некоторым оценкам до 30%, происходят в розничной торговле и у конечных потребителей. Острота проблемы потерь продуктов питания обусловливает реализацию масштабных программных мероприятий в ряде развитых стран.
Для России на данный момент актуальны как проблема потерь урожая при хранении, транспортировке и переработке, так и "проблема выброшенной еды" (преимущественно в крупнейших городах с модернизированным потребительским поведением). Потери продуктов питания в России могут достигать 56 кг/чел. в год. Целесообразно перенять передовой опыт развитых стран, связанный со стимулированием ресурсосбережения в сельскохозяйственном производстве. Необходимо более интенсивное импортозамещение технологий в сфере хранения и транспортировки продуктов питания, разработка новых технологий, таких как биоцидная упаковка, внедрение отечественных технологий биохимической переработки смешанных продовольственных отходов, проведение мероприятий по формированию общественного мнения о недопустимости иррациональных паттернов потребительского поведения. Должны получить развитие новые интеграционные информационно-логистические сервисы в сфере распределенного сбора пищевых отходов. Решению данной проблемы будет способствовать содействие развитию сектора переработки сельскохозяйственных и пищевых отходов в биотопливо и другие ценные продукты.
Дилемма "продовольствие или топливо", другие недостатки и риски биотоплива первого поколения ведут к развитию биотопливной промышленности на сельскохозяйственных отходах. Наиболее распространенные сегодня биотоплива первого поколения (биоэтанол, биодизель) производятся, в основном, из сельскохозяйственных культур, а не из навоза, отходов, древесины т.д. Эти культуры, которые могли бы напрямую быть использованы для продовольственных целей, занимают плодородные сельхозугодья, пригодные для выращивания пищевого сырья. Современные представления о существенных негативных экологических эффектах биотоплива первого поколения, экономическая неэффективность его производства без государственной поддержки, особенно очевидная в условиях относительно низких цен на нефть, постепенно приводят к снижению поддержки таких производств. На этом фоне все более перспективным представляются технологии биотоплива второго поколения, которое производится из разнообразных отходов, в том числе сельскохозяйственных. При этом биотопливо второго поколения, как правило, характеризуется пригодностью для использования в немодифицированных двигателях внутреннего сгорания.
Производство биотоплива второго поколения может стать перспективным в России даже без прямой государственной поддержки, при условии создания необходимых нормативно-правовых и институциональных условий. Развитие агробиотопливной промышленности, использующей отходы растениеводства и животноводства, может значительно повысить энергоэффективность сельхозтоваропроизводителей, снизить их зависимость от рынка традиционных горюче-смазочных материалов, особенно в период посевной и уборки урожая.
Рост угроз биотерроризма обусловливает необходимость дорогостоящих мер фитосанитарного и ветеринарного контроля. Активность естественных природных очагов многих опасных инфекций, таких как чума, лихорадка эбола, сибирская язва, оспа, разнообразные энцефалиты, до сих пор не подавлена и не будет уничтожена в обозримом будущем. Растущую опасность сегодня представляют попытки отдельных группировок создавать биологическое оружие на основе селекции или модификации существующих возбудителей перечисленных выше опасных инфекций как для поражения населения, так и для подрыва сельскохозяйственного потенциала отдельных стран. К числу наиболее опасных биологических агентов, которые могут быть использованы для биотерроризма, относятся многие возбудители зооантропонозных инфекций, такие как, например, легочные формы чумы или сибирской язвы.