Як біотехнологія змінює сільське господарство

Вітчизняне сільське господарство традиційно базується здебільшого на експортоорієнтованому вирощуванні продукції рослинництва та незначній переробці. Галузь тваринництва охоплює незначну частку у випуску всієї продукції сільського господарства та послуг. Водночас у всьому світі нині спостерігається справжня біотехнологічна революція

Сільськогосподарська біотехнологія сьогодні містить досить багато інструментів, зокрема традиційні методи селекції, які змінюють живі організми або частини організмів, щоб виробляти або модифікувати продукти; покращувати рослини чи тварин; або розробляти мікроорганізми для конкретних сільськогосподарських цілей. Також сучасна біотехнологія активно застосовує засоби генної інженерії. Одним із наочних прикладів впливу біотехнологічної науки на сільське господарство є досить суттєве підвищення рівня середньої врожайності сільськогосподарських культур за останні 20 років.

Для регіону Північної Америки (США і Канада) останніми роками звичним явищем є вирощування кукурудзи на зерно на рівні понад 11 і більше тонн з гектара, 70 т і вище цукрового буряка та збільшення майже до 100 т/га урожайності помідорів. Також суттєво зросла врожайність вирощування сільськогосподарських культур у європейських країнах, де зосереджено значну кількість світових біотехнологічних компаній. Зокрема, прикладом є Нідерланди, де середня врожайність вирощування ячменю становить 6,62 т/га, пшениці 8 і більше, цукрових буряків понад 80 т/га.

_____________________

Близько 60 країн і регіонів уже мають стратегії біоекономіки або пов’язані з біоекономікою, а ще 10 нині їх розробляють

_____________________

Згідно з оцінками FAO та окремих експертних прогнозів, до 2030 року ресурсоефективна циркулярна біоекономіка може коштувати 7,7 трлн доларів. Близько 60 країн і регіонів уже мають стратегії біоекономіки або пов’язані з біоекономікою, а ще 10 нині їх розробляють. Термін «біоекономіка» вперше було озвучено на Глобальному саміті з біоекономіки 2020 року. Він передбачає «виробництво, використання, збереження та відновлення біологічних ресурсів, включно з відповідними знаннями, наукою, технологією та інноваціями, для забезпечення ефективних рішень (інформації, продуктів, процесів і послуги) всередині та між усіма секторами економіки та сприяють переходу до сталої економіки.

Нині біотехнології та біоекономіка формують один ланцюг переходу до нових моделей ведення агробізнесу на основі циркулярної біоекономіки. Її суть у тому, що на перше місце виходить застосування в сільському господарстві біопестицидів і біодобрив, біопластику, а також передбачено повторне використання біомаси (наприклад, рослинні рештки для брикетів і пелет або рибні відходи для фармацевтичних препаратів) і стійку біоенергетику. Циркулярна біоекономіка виступає як постачальник поживної та безпечної їжі світовому населенню, яке збільшується, надає нові можливості для сталого розвитку та створення високотехнологічних робочих місць, а також зменшення шкоди навколишньому середовищу та відходів.

Її потенціал виходить далеко за рамки скорочення викидів парникових газів і відновлення біорізноманіття. Це відкриває нові можливості для зеленого розвитку й робочих місць у сільському господарстві та інших секторах, зміцнюючи продовольчу безпеку та харчування, засоби до існування в сільській місцевості, життя корінних народів і місцевих громад, а також інновації на всіх рівнях суспільства.

Серед глобальних лідерів із розвитку біотехнології на першому місці — США, Франція, Німеччина, Південна Корея, Іспанія, Італія, Туреччина, Швейцарів, Бельгія, Норвегія, Австрія та інші країни.

Указані тенденції в наступні десятиліття визначатимуть, які країни досягнуть більшого успіху в розв’язанні глобальних економічних, соціальних, екологічних і продовольчих проблем, а які лишаться осторонь від наукових інновацій та добробуту. Тому вітчизняний агробізнес має бути готовим до цих змін і вкладати поряд із державою кошти в дослідження та наукові розроблення, зокрема і у сфері біотехнологій. Адже тільки експортом сировинних зернових і технічних культур, а також продукцією першого переділу, зокрема олії рослинної, забезпечити доходи, які необхідні для конкурентоспроможного його розвитку та держави загалом, на сучасному етапі розвитку світу уже неможливо.

Якщо аналізувати в динаміці економічні рахунки розвитку вітчизняного сільського господарства останніх 10 років, то за період з 2011 по 2022 роки загальний випуск продукції сільського господарства у фактичних цінах збільшився з 252,4 млрд до 1069,6 млрд грн, де питома вага зернових і технічних культур, відповідно, підвищилася із 46,9 до 58,8%. Валова додана вартість, яка розраховується як різниця між вартістю усього випуску продукції та послуг сільського господарства і проміжного споживання основних ресурсів, зросла з 107,1 млрд до 436,9 млрд грн, або майже в 4 рази. З поміж них проміжне споживання зросло з 146,5 млрд до 636,9 млрд грн, або в 4,3 раза. За таких темпів валова додана вартість і далі скорочуватиметься.

Нині майже 1 трлн грн економіка держави отримує від простого вирощування сільськогосподарських культур і тварин, тоді як шляхом розвитку біотехнологічної індустрії ці доходи можна подвоїти, а від наукових розроблянь отримувати щорічно до 5 трлн грн доходу. Багато наукових розроблень нині зосереджено в наукових установах Національної академії аграрних наук, які за умов достатнього фінансування можуть забезпечити мультиплікаційний ефект для розвитку вітчизняної економіки та багатьох її секторів, а також створити сотні тисяч нових високотехнологічних робочих місць.

_____________________

Перспективні напрями біотехнології в глобальному мейнстримі: посухостійкі сорти та гідриди, сільськогосподарських культур, технології штучного вирощування м’яса, біопаливо другого та наступних поколінь

_____________________

Які ж перспективні напрями біотехнології нині є в глобальному мейнстримі та можуть бути корисними для формування й розвитку вітчизняної індустрії. Насамперед це посухостійкі сорти та гідриди, сільськогосподарських культур, технології штучного вирощування м’яса, біопаливо другого та наступних поколінь.

Біопаливо першого покоління виготовляють із цукру, крохмалю, олії й тваринного жиру, застосовуючи традиційні технології. Основними джерелами сировини є насіння чи зерна сільськогосподарських культур. Наприклад, насіння ріпаку пресують для отримання рослинної олії, яка потім може бути використана в біодизелі. Із зерна кукурудзи одержують крохмаль, після його зброджування — біоетанол. Однак такі джерела сировини є в харчовому ланцюжку людей і тварин. Оскільки населення планети зростає швидше, ніж продовольчі системи світу спроможні виробляти їжу, це вимагає дедалі більше її використання безпосередньо для потреб споживання та зменшення як біопалива. Цю проблему вже сьогодні допомагають розв’язати інноваційні біотехнології отримання біопалива другого та третього поколінь.

Основна ціль біотехнологій біопалива другого покоління полягає в значному збільшенні кількості доступного та екологічно стійкого біопалива, що випускається, використовуючи безпосередньо біомасу, яка складається із залишкових нехарчових частин рослин, таких як стебла, листя, лушпиння. Ці відходи лишаються після вилучення харчової частини. Також можуть використовуватися інші нехарчові частини рослин та деревна стружка, шкірка, м’якуш від пресування фруктів тощо.

Важливим є той факт, що біотехнології біопалива другого покоління покликані видобувати корисну сировину з деревної або волокнистої біомаси, що містить корисні цукри в целюлозі та лігніні. Всі рослини містять целюлозу та лігнін. Вони є складовими вуглеводами (молекули, засновані на цукрі). Лігноцелюлозний етанол отримують шляхом відокремлення молекул цукрів від целюлози, використовуючи ензими, нагріванням парою та іншими способами. За допомогою бродіння з цих цукрів можна отримати етанол таким самим шляхом, як і біоетанол першого покоління. Побічним продуктом цього процесу є лігнін, який може бути спалений, бо суттєво не впливає на концентрацію вуглекислого газу в атмосфері та використаний для вироблення тепла та енергії. Також лігноцелюлозний етанол скорочує викиди парникових газів на 90%, порівнюючи з викопною нафтою.

Біопаливо третього покоління або водоростеве паливо виготовляють із водоростей. Водорості — одночасно дешева та високопродуктивна сировина для отримання біопалива. Нині більшість біопалива отримують шляхом перетворення органічної речовини на паливо, проте існує альтернативний підхід, заснований на тому, що деякі водорості від природи виробляють етанол, який можна збирати без знищення рослини.

Також дуже важливу роль відіграватимуть нові біотехнології захисту рослин та забезпечення здоров’я тварин, розвиток синтетичної біології. Крім того, інноваційна харчова біотехнологія містить виробництво харчового білка, ферментних препаратів, пребіотиків, а також функціональних харчових продуктів (лікувальних, профілактичних і дитячих). Це дозволяє забезпечити в АПК глибшу переробку харчової сировини та створення доданої вартості.

Юрій Кернасюк, канд. екон. наук, завідувач сектору
економічних досліджень та аналізу науково-інноваційного
потенціалу ІСГС НААН, експерт-дорадник
з аудиту, економіки та управління підприємством