3. Распространение технологий в сфере сельского хозяйства

Введение

Достижения в сфере сельского хозяйства сыграли важную роль в сокращении масштабов нищеты, укреплении продовольственной безопасности и повышении уровня жизни во всем мире ⁽¹⁾Данная глава подготовлена на основе информационно-аналитических материалов, которые составили Хосе Фальк-Сепеда (Международный исследовательский институт по разработке продовольственной политики), Шарль де Грасья (Бизнес-школа Университета им. Леонардо да Винчи), Николас Рада (Ведомство США по патентам и товарным знакам) и Грегори Графф (Университет штата Колорадо).. Новые сорта растений, более совершенные инструменты и методы помогают работникам сельского хозяйства производить больше продуктов питания и зарабатывать больше денег. Авторы одного из исследований обнаружили, что использование усовершенствованных сортов пищевых культур в странах Азии, Африки и Латинской Америки способствовало росту экономического благосостояния в объеме 213 долл. США на гектар за год ⁽²⁾Fuglie, K.O., and R. G. Echeverria. (2024). The economic impact of CGIAR-related crop technologies on agricultural productivity in developing countries, 1961–2020. World Development , 176, 106523.https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2023.106523 провели исследование, посвященное новым усовершенствованным сортам растений, которые были внедрены в странах с развивающейся экономикой в 2016–2020 годы.. В другом исследовании было подсчитано, что современные сорта растений позволили увеличить стоимость сельскохозяйственной продукции, производимой в странах Африки к югу от Сахары, на 6,2 млрд долл. США в год и увеличить урожайность в регионе на 47 процентов за три десятилетия с 1980 по 2010 год ⁽³⁾T.S., Alwang, J., Alene, A. et al. (2015). Varietal adoption, outcomes and impact. In Walker, T.S. and Alwang, J. (eds), Crop Improvement, Adoption, and Impact of Improved Varieties in Food Crops in Sub-Saharan Africa. CABI. https://doi.org/10.1079/9781780644011.0388..

Эти достижения представляют собой часть более широкой тенденции к повышению производительности мирового сельского хозяйства. Одним из способом измерить этот показатель является совокупная факторная производительность (СФП). СФП позволяет сопоставить количество продукции, производимой сельскохозяйственными предприятиями на единицу используемых земель, трудозатрат, оборудования и других ресурсов ⁽⁴⁾См. USDA (2024). International Agricultural Productivity, October. U.S. Department of Agriculture, https://www.ers.usda.gov/data-products/international-agricultural-productivity.. Рост СФП означает, что сельхозпредприятия производят больше продукции с использованием одного и того же набора ресурсов. Увеличение этого показателя отражает технологический прогресс, который включает в себя повышение качества исходных ресурсов, совершенствование методов управления, а также институциональные изменения ⁽⁵⁾Yifu Lin, J. (1997). Institutional Reforms and Dynamics of Agricultural Growth in China. Food Policy, China and the World Food Economy, 22(3), 201–12. https://doi.org/10.1016/S0306-9192(97)00009-2.. Оно означает повышение эффективности распределения и использования ресурсов в сельском хозяйстве.

С 2000-х годов СФП мирового сельского хозяйства рос почти на 2 процента в год ⁽⁶⁾Fuglie, K. O., M. Gautam, A. Goyal et al. (2020). Harvesting Prosperity: Technology and Productivity Growth in Agriculture. Washington D.C.: World Bank. https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1393-1.. В некоторых странах этот прогресс был стремительным, в других — более медленным. Поскольку повышение производительности, как правило, связано с внедрением новых технологий в сельском хозяйстве, разрыв между передовыми и отстающими странами позволяет предположить, что эти технологии распространяются неравномерно (см. рис. 3.1) ⁽⁷⁾См. Fuglie, K.O. (2018). Is Agricultural Productivity Slowing? Global Food Security, 17, 73–83. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2018.05.001.. Сохранение этого различия влечет за собой риск расширения разрыва в производительности между богатыми и бедными странами.

Кроме того, при попытках сохранить и увеличить урожайность сельхозпроизводители постоянно сталкиваются с проблемами вредителей, заболеваний и последствий изменения климата. Это означает необходимость последовательного внедрения усовершенствованных сортов растений. На рис. 3.2 показано, как сельхозпроизводители в развивающихся странах Азии, Африки, Латинской Америки и Карибского бассейна осваивали новые сорта растений в период с 1961 по 2020 год вне зависимости от того, были ли эти усовершенствованные сорта созданы государственными исследовательскими институтами, университетами или частными компаниями.

Важно отметить, что на этой диаграмме также заметен неравномерный характер внедрения новых технологий. В частности, страны Африки к югу от Сахары значительно отстают от других регионов в области освоения усовершенствованных сортов растений.

При изучении этих тенденций возникают два важных вопроса. Во-первых, почему некоторые страны внедряют новые сельскохозяйственные технологии быстрее других? Во-вторых, какие факторы способствуют распространению технологий?

В этой главе мы изучим пути распространения сельскохозяйственных технологий в разных странах и факторы, определяющие их внедрение. Основное внимание будет сосредоточено на двух важнейших современных технологиях — растениях, созданных с использованием технологий генетической модификации (ГМ), и прецизионных агротехнологиях (ПАТ) ⁽⁸⁾Термины «ГМ» и «трансгенный» будут использоваться в этой главе как взаимозаменяемые.. Эти технологии могут повысить доходы сельхозпроизводителей и помочь им более эффективно использовать воду, удобрения, семена и земельные участки. Данные технологии также связаны с рядом особых вопросов, касающихся интеллектуальной собственности (ИС) и использования данных.

В следующем разделе мы обсудим факторы, определяющие распространение сельскохозяйственных технологий. Мы увидим, что для успешного распространения необходимо взаимодействие между тремя элементами — решениями, которые принимают сельхозпроизводители (сторона спроса) инновационными экосистемами, производящими те или иные технологии (сторона предложения), и средой, благоприятствующей внедрению технологий. В третьем разделе этой главы будет более подробно рассмотрена роль ИС.

Глава содержит три основных вывода. Во-первых, распространение технологий не является автоматическим процессом. На него влияют характеристики сельхозпроизводителей, инновационные возможности стран, инфраструктура, а также принимаемые политические решения. Во-вторых, внедрение зависит от множества разнообразных факторов. Одним из примеров таких факторов является размер сельскохозяйственного предприятия. Более крупные производители обычно осваивают новые технологии быстрее, чем мелкие. В-третьих, ИС играет в этом процессе многоплановую роль. С одной стороны, она поощряет частные компании инвестировать средства в разработку новых технологий, а с другой — может негативно влиять на физическую и финансовую доступность технологий различными способами, которые зависят от конкретной страны и технологии.

Детерминанты распространения технологий в сельском хозяйстве

Характер распространения сельскохозяйственных технологий определяется множеством условий. Эти условия можно распределить по трем обобщенным взаимосвязанным категориям — факторы со стороны спроса и предложения, а также благоприятствующая среда. Кроме того, на внедрение технологий и отказ от них также влияют демографические изменения, вспышки болезней и численности вредителей, а также предпочтения потребителей.

Факторы со стороны спроса: решения, принимаемые сельхозпроизводителями

К факторам со стороны спроса относятся условия, влияющие на готовность сельхозпроизводителя платить за новые технологии. Производители не уверены в том, как поведет себя новый сорт, поэтому им необходимо взвесить затраты на начальном этапе, потребности в обучении, ограничения, связанные с финансированием, и рыночную конъюнктуру, сопоставив эти факторы с ожидаемой отдачей.

Сельскохозяйственные предприятия готовы платить за новые, даже более дорогостоящее технологии, если они имеют очевидное превосходство над используемыми в настоящий момент.

Факторы со стороны предложения: инновационный потенциал

Сельскохозяйственные технологии создаются с учетом агроэкологических и других условий. Именно поэтому большое значение имеют факторы со стороны предложения, влияющие на распространение технологий. Развитые экосистемы инноваций способны создавать, адаптировать и внедрять новые технологии, приспособленные к местным условиям.

На рис. 3.3a и 3.3b показано, что страны с развитой экономикой получают наибольшую выгоду от распространения принципиально новых инноваций и научных знаний. Основными бенефициарами распространения технологий в сфере сельского хозяйства являются Северная Америка и Европа, за которыми с небольшим отрывом следует Азия. На эти три региона приходится 75 процентов новых сельскохозяйственных технологий при оценке по числу новаторских запатентованных технологий и почти 95 процентов — при оценке по объему новых научных знаний ⁽⁹⁾Некоторые регионы отстают от других по степени активности подачи патентных заявок. В подобных случаях более адекватным способом измерить распространение знаний в сельскохозяйственном секторе является число научных публикаций..

Благоприятная среда: институты, рынки и инфраструктура

Политические меры поддержки снижают риски и стоимость сделок, сопровождающих распространение соответствующих технологий. Инфраструктура, функционирующие рынки и надлежащие механизмы охраны ИС создают возможности для распространения технологий. Кроме того, доказано, что поддержка надежных посреднических структур, включая службы распространения знаний, поставщиков, объединения сельхозпроизводителей и кооперативы, играет важную роль, способствующую использованию новых технологий ⁽¹⁰⁾Данные о социальных аспектах см. в Rogers, E.M. (2003). Diffusion of Innovations, 5th Edition. Simon and Schuster; Fuglie, K.O. and Echeverria, R.G. (2024). The Economic Impact of CGIAR-related Crop Technologies on Agricultural Productivity in Developing Countries, 1961–2020. World Development, 176, 106523. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2023.106523.. Эти структуры также помогают обучать сельхозпроизводителей и снабжают их современными специализированными знаниями, необходимыми для использования технологий ⁽¹¹⁾Lee, C.-L., Orton, G. and Lu, P. (2024). Global Meta-analysis of Innovation Attributes Influencing Climate-smart Agriculture Adoption for Sustainable Development. Climate, 12(11), 11. https://doi.org/10.3390/cli12110192..

Характер распространения зависит от конкретной технологии

Потребности в адаптации растений c ГМ-свойствами к местным условиям и модульный характер ПАТ определяют различия в характере их распространения.

Генетически модифицированные культуры

ГМ-культуры — это сорта растений, которые были изменены учеными на генетическом уровне с использованием генов, взятых у представителей других видов, или искусственных элементов в целях повышения их жизнестойкости и устойчивости к тем или иным неблагоприятным сельскохозяйственным факторам. Некоторые из наиболее распространенных целей генетической модификации растений включают в себя повышение устойчивости к вредителям и толерантности к гербицидам, увеличение срока хранения и/или урожайности.

Прежде чем сельхозпроизводители смогут использовать ГМ-технологию, ее необходимо адаптировать к местным агроэкологическим условиям с помощью НИОКР в стране применения ⁽¹²⁾FAO (1996). Agro-Ecological Zoning: Guidelines, FAO Soils Bulletin, 73. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, https://www.fao.org/3/W2962E/w2962e00.htm#P-2.. Эта адаптация предусматривает перенос генетически модифицированных характеристик на местные высокоурожайные сорта растений, после чего полученный результат тестируется в местных условиях для проверки его стабильности (с точки зрения выраженности новой характеристики) и урожайности, а в заключение новый сорт передается регулирующим органам для получения разрешения на его культивирование в соответствующей стране ⁽¹³⁾Более подробное описание процесса местной адаптации см. в Graff, G.D. and Hamdan-Livramento, I. (2019). Global Roots of Innovation in Plant Biotechnology. WIPO Economics Working Paper No. 59. Geneva: WIPO..

Создание новых сортов может занимать длительное время. Авторы одного из исследований обнаружили, что на создание стабильных линий плодовых культур с использованием традиционных методов селекции может уходить от семи до десяти лет.  ⁽¹⁴⁾Samantara, K., Bohra, A., Mohapatra, S.R. et al. (2022). Breeding More Crops in Less Time: A Perspective on Speed Breeding. Biology, 11(2), 275. https://doi.org/10.3390/biology11020275. Если речь идет о ГМ-технологиях, то среднее время совершения открытия, разработки сорта с новой ГМ- характеристикой и получения разрешения на его продажу составляет 16,5 года в зависимости от вида растения ⁽¹⁵⁾См. AgbioInvestor. (2022). Time and Cost to Develop a New GM Trait. Belgium: Crop Life International. https://croplife.org/wp-content/uploads/2022/05/AgbioInvestor-Trait-RD-Branded-Report-Final-20220512.pdf.

Институты и регулирование. Характер распространения технологий, связанных с ГМ-растениями, определяется регулирующими нормами. В большинстве стран регулированию подлежит как выращивание, так и импорт растений с ГМ-характеристиками. Перед ввозом в страну или началом культивирования растения, содержащие ГМ-технологии, должны получить одобрение регулирующих органов. Этот процесс позволяет гарантировать продовольственную и экологическую безопасность адаптированных к местным условиям ГМ-растений с точки зрения их потребления и культивирования.

Однако получение одобрения регулирующих органов может быть дорогостоящей процедурой. Средние затраты на создание растения с ГМ-характеристиками от совершения открытия до введения в коммерческий оборот составляют 64,2 млн долл. США. Получение одобрения регулирующих органов обходится дополнительно в 43,2 млн долл. США для каждой страны, что составляет 37,6 процента от общего объема затрат (т. е. с момента совершения открытия до введения в коммерческий оборот и получения одобрения регулирующих органов) ⁽¹⁶⁾См. документ AgbioInvestor (2022). Time and Cost to Develop a New GM Trait. Belgium: Crop Life International, https://croplife.org/wp-content/uploads/2022/05/AgbioInvestor-Trait-RD-Branded-Report-Final-20220512.pdf., содержащий обновленную версию выводов, к которым пришел Филипс Макдугалл в своей работе McDougall, P. (2011). The Cost and Time Involved in the Discovery, Development and Authorization of a New Plant Biotechnology Derived Trait. Belgium: Crop Life International..

На рис. 3.4 показано, что число выданных разрешений на импорт ГМ-культур превосходит число разрешений на их культивирование. Эта статистика позволяет предположить, что страны более охотно разрешают ввозить ГМ-культуры, нежели позволяют сельхозпроизводителям выращивать их на своей территории. В то же время некоторые страны, включая Аргентину и ЮАР, упростили процесс одобрения таким образом, что одно и то же разрешение стало распространяться как на импорт, так и на культивирование.

Получение одобрения регулирующих органов еще не гарантирует, что производители сельхозпродукции в данной стране примут новую технологию. Важную роль здесь также играют такие факторы, как ценообразование, доступность исходных ресурсов, осведомленность и наличие инфраструктуры.

Доступность. Страны с хорошо развитыми экосистемами инноваций более охотно создают и внедряют ГМ-технологии, а также адаптируют их к местным агроэкологическим условиям. В число стран, наиболее широко внедряющих ГМ-технологии, входят Аргентина, Бразилия, Индия, Канада и США ⁽¹⁷⁾Cheng, X., Li, H., Tang, Q.et al. (2024). Trends in the Global Commercialization of Genetically Modified Crops in 2023. Journal of Integrative Agriculture, 23(12), 3943–52. https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.09.012. Эти страны также обладают развитыми экосистемами инноваций, которые включают в себя частный сектор, университеты и национальные системы сельскохозяйственных исследований (НССИ).

Ценовая доступность. Однолетние культуры, деревья и другие растения, содержащие ГМ-технологии, обычно дороже усовершенствованных сортов, которые были разработаны с помощью традиционных технологий семеноводства. Тем не менее производителей сельхозпродукции можно убедить приобрести более дорогостоящую ГМ-технологию, если ожидаемая прибыль превысит затраты (сравнение затрат на приобретение семян с ГМ-характеристиками и среднего валового дохода сельхозпредприятия при выращивании хлопчатника, соевых бобов и кукурузы см. в табл. 3.1).

Еще один аспект, который принимают во внимание сельхозпроизводители, связан с ценой и доступностью средств защиты растений. В Кении опрос местных производителей о готовности выращивать гибридную кукурузу и использовать новые удобрения показал, что решение о внедрении этих технологий будет во многом зависеть от стоимости и доступности ресурсов ⁽¹⁸⁾Опрос, о котором идет речь, был проведен в 2000 году. См. Suri, T. (2011). Selection and Comparative Advantage in Technology Adoption. Econometrica, 79(1), 159–209. https://doi.org/10.3982/ECTA7749..

Осведомленность и обучение. Службы распространения сельскохозяйственных знаний и программы сопровождения фермеров играют важную роль, демонстрируя сельхозпроизводителям эффективность ГМ-культур и помогая сохранять ее на всем протяжении жизненного цикла растений ⁽¹⁹⁾Foster, A.D. and Rosenzweig, M.R. (1995). Learning by Doing and Learning from Others: Human Capital and Technical Change in Agriculture. Journal of Political Economy, 103(6), 1176–209. Если сельскохозяйственный сектор не обладает полноценными знаниями о технологиях работы с новыми семенами, внедрение таких культур значительно осложняется.. Проблемы вызывает тот факт, что выраженность ГМ-характеристик со временем ослабевает. В организации учебных программ обычно принимают участие компании, местные государственные исследовательские институты, регулирующие органы, а также сельхозпроизводители и их объединения ⁽²⁰⁾Более подробные сведения о программах патронажа в области продуктов с ГМ-технологиями см. Mbabazi, R., Koch, M., Maredia, K. and Guenthner, J. (2020). Crop Biotechnology and Product Stewardship. GM Crops & Food, 12(1), 106–14. https://doi.org/10.1080/21645698.2020.1822133..

Осведомленность о технологиях увеличивает скорость их внедрения. В Индии сельхозпроизводители, знакомые с культивированием гибридного хлопчатника, быстрее переходили на использование ГМ-сортов. Аналогичная ситуация наблюдалась в Китае, Мексике и США.

Инфраструктура. Для производителей сельхозпродукции, проживающих в сельских районах, важен доступ к семенам с ГМ-характеристиками. В Кении отсутствие инфраструктуры (в частности, проблемы с наличием и доступностью продавцов семян и удобрений) привело к низкому уровню использования удобрений и гибридных сортов кукурузы среди фермеров, несмотря на прогнозируемый высокий доход от внедрения этой технологии ⁽²¹⁾В работе Suri, T. (2011). Selection and Comparative Advantage in Technology Adoption. Econometrica, 79(1), 159–209, показано, что при использовании гибридных сортов кукурузы кенийские фермеры могли бы ожидать свыше 150 процентов прибыли на вложенные средства. Помимо этого, правительство страны субсидировало покупку гибридных семян местного производства..

На рис. 3.5 показано время, необходимое для широкого внедрения (под которым понимается выращивание культуры на 80 процентах пахотных земель) некоторых ГМ-культур в определенных странах. Несмотря на то что ГМ-технологии были изобретены в США, некоторые страны с развивающейся экономикой добились их широкого внедрения быстрее: примерами могут служить ГМ-хлопчатник в ЮАР, ГМ-соя в Аргентине и ГМ-кукуруза в Бразилии.

Подобная разница может объясняться несколькими факторами. В Аргентине на скорость освоения ГМ-технологий сельхозпроизводителями повлияли местное ценообразование, доступность ресурсов и институциональная поддержка ⁽²²⁾Brookes, G. (2022). Farm Income and Production Impacts from the Use of Genetically Modified (GM) Crop Technology 1996–2020. GM Crops & Food, 13(1), 171–95. https://doi.org/10.1080/21645698.2022.2105626.. В ЮАР хорошо организованный процесс одобрения ГМ-технологий регулирующими органами может объяснить сравнительно высокую скорость одобрения и последующего ввода в оборот ГМ-хлопчатника. Кроме того, некоторые производители имели неофициальный доступ к ГМ-семенам. Например, в Бразилии сельхозпредприятия начали импортировать ГМ-семена еще до того, как национальные регулирующие органы одобрили их применение.

В то же время в США процесс внедрения ГМ-технологий тормозили сомнения потребителей и осторожное отношение регулирующих органов, в особенности в тех случаях, когда речь шла о ГМ-культурах для употребления в пищу.

Прецизионные агротехнологии

Для оптимизации сельскохозяйственных работ в ПАТ используются датчики, спутниковая навигация и анализ данных. В целом ПАТ можно разбить на три обобщенные категории: i) сбор данных (датчики, спутниковая навигация); ii) обработка и/или анализ данных (мониторинг урожайности, картирование почв); iii) помощь в принятии решений (тракторы с автоматическим пилотированием, гибкое дозирование удобрений и пестицидов) ⁽²³⁾Bahmutsky, S., Grassauer, F., Arulnathan, V.et al. (2024). A Review of Life Cycle Impacts and Costs of Precision Agriculture for Cultivation of Field Crops. Sustainable Production and Consumption, 52, 347–62. https://doi.org/10.1016/j.spc.2024.11.010..

Лидерами в использовании ПАТ являются сельхозпроизводители из Австралии, Европы, Канады и США ⁽²⁴⁾Lowenberg-DeBoer, J. (2022). Economics of Adoption for Digital Automated Technologies in Agriculture. Background Paper for The State of Food and Agriculture 2022. FAO Agricultural Development Economics Working Paper 22-10. Rome: FAO. https://doi.org/10.4060/cc2624en..

Впервые ПАТ начали применять в США в 1980-е годы; начало широкой доступности систем глобального позиционирования (GPS), которое пришлось на 1983 год, ускорило внедрение этих технологий ⁽²⁵⁾Lowenberg-DeBoer, J. (2022). Economics of Adoption for Digital Automated Technologies in Agriculture. Background Paper for The State of Food and Agriculture 2022. FAO Agricultural Development Economics Working Paper 22-10. Rome: FAO. https://doi.org/10.4060/cc2624en.. Большинство используемых в то время технологий были связаны с отбором проб по сетке, составлением карт внесения удобрений, измерением уровня кислотности почв и анализом урожайности. С 2000-х годов американские сельхозпроизводители начали внедрять системы автопилотирования и технологии переменного нормирования (ТПН), снижающие расходы на управление хозяйством ⁽²⁶⁾Greenberg, S. (2021). Birth of precision farming. BCC Research, https://blog.bccresearch.com/birth-of-precision-farming..

Тем не менее процесс внедрения ПАТ и сегодня остается постепенным. Исследования показывают, что сельхозпроизводители обычно внедряют отдельные компоненты ПАТ, а не системы в целом ⁽²⁷⁾См. Miller N. J., Griffin, T. W., Bergtold, J.et al.. (2017). Farmers’ Adoption Path of Precision Agriculture technology. Advances in Animal Biosciences8 (8), 708–12, https://doi.org/10.1017/S2040470017000528.. Частично это объясняется высокими начальными затратами на приобретение ПАТ.

Любые инструменты ПАТ используют менее трети американских сельхозпроизводителей, а внедрение происходит в виде отдельных модулей, а не целых систем ⁽²⁸⁾GAO. (2024). Precision Agriculture: Benefits and Challenges for Technology Adoption and Use. U.S. Government of Accountability Office, Washington, D. C. https://www.gao.gov/products/gao-24-105962. В Европе, например, к простейшим ПАТ относятся системы автодоения, цифровая инвентаризация земель и автопилотирование техники ⁽²⁹⁾Gabriel, A. and Gandorfer, M. (2023). Adoption of Digital Technologies in Agriculture: An Inventory in a European Small-scale Farming Region. Precision Agriculture, 24(1), 68–91. https://doi.org/10.1007/s11119-022-09931-1.

Кроме того, тип преимущественно внедряемых ПАТ зависит от агротехнических потребностей. Например, в Индии дефицит воды стимулировал внедрение систем микроирригации, в то время как производители в США и Австралии уделяют больше внимания системам управления большими площадями посевов.

На рис. 3.6 показано, что сельхозпроизводители в США внедряют ПАТ медленнее, чем ГМ-культуры. На диаграмме также можно увидеть, что ПАТ могут использоваться в виде отдельных компонентов, например автопилотирования или ТПН.

Физическая доступность. Модульная структура ПАТ обуславливает важность совместимости с уже существующим и новым оборудованием. В отсутствие стандартов совместимости сельхозпроизводители подвергаются риску оказаться «запертыми» внутри экосистемы одного поставщика.

Ценовая доступность. Основными препятствиями для внедрения ПАТ остаются их высокая стоимость и сложность. При внедрении ПАТ необходимо уже на начальном этапе инвестировать средства в аппаратное и программное обеспечение, а также в системы связи. В табл. 3.2 сравниваются затраты на ресурсы, необходимые для использования трех различных технологий картирования виноградников для анализа состояния лозы и управления защитой растений. В таблице показаны различные необходимые компоненты ПАТ, общие для всех технологий: управляющая платформа, датчики и кинематическая спутниковая навигационная система, работающая в режиме реального времени (RTK-GNSS). Вне зависимости от размера предприятия минимальные затраты на внедрение любой из этих технологий картирования составляют свыше 16 500 евро. Вместе с тем, как показано в табл. 3.2, удельные затраты на внедрение этих технологий в пересчете на единицу оборудования снижаются при увеличении размера предприятия.

В некоторых странах сельхозпроизводители отказались от использования ПАТ по причине их неприбыльности ⁽³⁰⁾Munz, J. (2024). What if Precision Agriculture is not Profitable? A Comprehensive Analysis of the Right Timing for Exiting, Taking into Account Different Entry Options. Precision Agriculture, 25(3), 1284–323. https://doi.org/10.1007/s11119-024-10111-6.

Осведомленность и обучение. На использование ПАТ влияет наличие соответствующих навыков и обучения. По итогам опроса европейских фермеров обнаружилось, что ПАТ сложны в использовании; этот факт, а также отсутствие поддержки при использовании технологий являются двумя основными препятствиями для их внедрения ⁽³¹⁾См. Batte, M.T., and Arnholt, M.W. (2003). Precision farming adoption and use in Ohio: Case studies of six leading-edge adopters. Computers and Electronics in Agriculture, 38(2), 125–39. О сложности обучения и высоких расходах на внедрение см. Mizik, T. (2023). How can precision farming work on a small scale? A systematic literature review. Precision Agriculture, 24(1), 384–406. https://doi.org/10.1007/s11119-022-09934-y..

В то же время сельхозпроизводители, уже освоившие те или иные ПАТ начального уровня, с большей вероятностью готовы внедрять другие компоненты ПАТ. Например, широкое использование GPS для управления автопилотируемыми тракторами также может оказаться полезным для других видов сельскохозяйственных работ, таких как гибкое дозирование удобрений. Возможно, этот фактор объясняет скромные масштабы внедрения последней технологии ⁽³²⁾Lowenberg-DeBoer, J. (2022). Economics of Adoption for Digital Automated Technologies in Agriculture. Background Paper for The State of Food and Agriculture 2022. FAO Agricultural Development Economics Working Paper 22-10. Rome: FAO. https://doi.org/10.4060/cc2624en..

Инфраструктура. Отсутствие необходимой инфраструктуры ограничивает внедрение ПАТ. Эти сельскохозяйственные технологии в большой степени зависят от наличия в стране физической и цифровой инфраструктуры, включая надежное электроснабжение и наличие мобильных или спутниковых систем связи для передачи потоков данных.

ПАТ на основе новейших технологий широкополосной и беспроводной связи поколения 5G не будут работать в районах со слабо развитыми энергетическими и цифровыми сетями ⁽³³⁾Из общей площади пахотных земель в мире 84 процента охвачены сетями 2G, 62 процента — сетями 3G и 42 процента — сетями 4G. См. Mehrabi, Z., McDowell, M.J., Ricciardi V. et al. (2021). The Global Divide in Data-driven Farming. Nature Sustainability, 4(2), 154–60. https://doi.org/10.1038/s41893-020-00631-0.. Например, в Европе сельхозпредприятия, расположенные в районах с низким охватом сетями связи, на 40–60 процентов реже готовы внедрять системы ПАТ с интенсивным обменом данными ⁽³⁴⁾Kernecker, M., Knierim, A., Wurbs, A. et al. (2020). Experience versus Expectation: Farmers’ Perceptions of Smart Farming technologies for Cropping Systems across Europe. Precision Agriculture, 21, 34–50. https://doi.org/10.1007/s11119-019-09651-z..

Рис. 3.7 иллюстрирует проблемы с инфраструктурой, существующие во всем мире. Большинство крупных сельхозпредприятий имеют доступ к сетям 4G, в то время как более мелкие производители пользуются более старой технологией 2G.

Распространение мобильных технологий может облегчить доступ к ПАТ, в особенности если последние будут адаптированы к ограничениям в области цифровой связи. Например, Индия инвестирует средства в НИОКР, направленные на адаптацию ПАТ для местных сельхозпроизводителей в регионах с недостаточным доступом к цифровой связи.

Характер распространения зависит от размера предприятия

Крупные сельхозпредприятия переходят к использованию ГМ-культур и ПАТ быстрее, чем мелкие, поскольку имеют возможность распределять фиксированные затраты на больший объем продукции, а также располагают лучшим доступом к финансам и информации ⁽³⁵⁾Ruzzante, S., Labarta, R. and Bilton, A. (2012). Adoption of Agricultural Technology in the Developing World: A Meta-analysis of the Empirical Literature.World Development, 146, 105599. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2021.105599..

Напротив, небольшие предприятия сталкиваются с ограничениями при получении кредитов, несут более высокие затраты в пересчете на единицу продукции, а также хуже осведомлены о новых технологиях и их использовании. Все эти факторы негативно влияют на прибыльность новых технологий, а также увеличивают сопутствующие риски и неопределенность.

Эта разница, в особенности применительно к ПАТ, хорошо заметна внутри стран. По статистике, крупные сельхозпредприятия в Австралии и США чаще используют технологии автопилотирования, поскольку занимаются выращиванием культур на больших площадях. В Австралии сложные ПАТ используются на 10 процентах крупных агропредприятий, которые занимают 78 процентов от общей площади сельскохозяйственных земель.

Аналогичная ситуация наблюдается и в других регионах ⁽³⁶⁾О ситуации в Европе см. Gabriel, A. and Gandorfer, M. (2023). Adoption of Digital Technologies in Agriculture: An Inventory in a European Small-scale Farming Region. Precision Agriculture, 24(1), 68–91.. Например, в ЮАР мелкие сельхозпредприятия чаще, чем более крупные, сталкиваются с препятствиями при внедрении новых технологий. В число факторов, затрудняющих освоение новых технологий мелкими землевладельцами, входят высокие затраты, малая доступность технологий и отсутствие их адаптации к конкретным условиям.

Небольшие фермы (площадью менее двух гектаров) преобладают в мире по численности, однако им принадлежит лишь малая часть от общей площади сельскохозяйственных земель ⁽³⁷⁾Lowder, S.K., Skoet, J. and Raney, T. (2026). The Number, Size, and Distribution of Farms, Smallholder Farms, and Family Farms Worldwide. World Development, 87, 16–29, https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2015.10.041.. На рис. 3.8 показано распределение сельхозпредприятий в разбивке по размерам и регионам. Во всех регионах наиболее многочисленными являются мелкие фермы, которые, согласно определению, занимают менее двух гектаров земли.

Технологическое неравенство между сельхозпредприятиями разных размеров в непропорционально высокой степени влияет на производителей с низким уровнем дохода. В табл. 3.3 приведены в обобщенном виде различные детерминанты, влияющие на распространение ГМ-технологий и ПАТ. Для небольших предприятий эти факторы могут быть более выраженными и сильнее препятствовать внедрению новых технологий.

В свою очередь более медленное внедрение новых технологий замедляет рост производительности и повышение уровня доходов.

В отсутствие целевой поддержки технологический процесс может привести к расширению разрыва в уровне дохода и снижению охвата ⁽³⁸⁾McFadden, J., Smith, D., Weschsler, S. et al. (2019). Development, Adoption, and Management of Drought-Tolerant Corn in the United States, Economic Information Bulletin Number 204. United States Department of Agriculture: Foreign Agricultural Service; Lowenberg-DeBoer, J. (2022). Economics of Adoption for Digital Automated Technologies in Agriculture. Background Paper for The State of Food and Agriculture 2022. FAO Agricultural Development Economics Working Paper 22-10. Rome: FAO..

Благоприятная среда ускоряет распространение технологий

Государственная поддержка в форме мер политики, нормативной базы и схем финансирования может сократить разрыв в распространении и внедрении технологий. Ускорить распространение технологий способны даже отраслевые инициативы.

Нормативная база задает граничные условия распространения

Использование ГМ-культур требует оценки рисков с точки зрения здоровья человека и окружающей среды. Эффективные и прозрачные процессы оценки снижают неопределенность и ускоряют безопасное внедрение технологий. В тех странах, где эти процессы проходят медленно или непредсказуемо, компании откладывают инвестиции, а сельхозпроизводители выжидают.

Меры политики активно способствуют внедрению технологий

Во многих странах государство участвует в финансировании приобретения или демонстрации новых технологий, поддерживает исследования, направленные на их адаптацию к местным условиям, а также инвестирует средства в распространение знаний. В сфере ГМ-технологий государственный сектор активно способствует внедрению технологий, направленных на повышение урожайности, с помощью служб распространения знаний и обучения производителей.

Кроме того, он может устанавливать целевые показатели в области устойчивости, тем самым поощряя использование ПАТ. Например, в Бразилии и Канаде сельхозпроизводители пользуются преимуществами программ государственной поддержки и мер политики, разработанных для стимулирования внедрения ПАТ. В США расширению масштабов использования ПАТ способствуют разнообразные схемы финансирования и государственно-частные партнерства.

Частный сектор и инициативы под управлением сельхозпроизводителей также оказывают значительное влияние на скорость и масштаб распространения ГМ-культур и ПАТ среди агропредприятий. В некоторых странах компании — разработчики сельскохозяйственных технологий кооперируются с государственным сектором для создания служб распространения знаний, а также для проведения учебных мероприятий, помогающих сохранять неизменность характеристик ГМ-культур на всем протяжении их жизненного цикла. Например, в Австралии отраслевые инициативы способствуют внедрению ПАТ.

Инфраструктура имеет значение

Государство также играет важную роль в создании инфраструктуры, необходимой для внедрения ГМ-культур и ПАТ, равно как и для функционирования сельского хозяйства в целом. Например, наличие ирригационной инфраструктуры стало важным постоянным условием для выращивания ГМ-хлопчатника, способствовавшим его внедрению в Китае, Мексике и США. Когда речь идет о ПАТ, отсутствие или неразвитость физической и цифровой инфраструктуры связи ограничивают возможности для использования этих технологий как внутри стран, так и на международном уровне.

Роль стандартов и антимонопольной политики

В случае с ПАТ открытые стандарты обеспечивают их функциональную совместимость с различными устройствами и производителями. Стандартообразующие патенты (СОП), лицензированные на основе принципов справедливости, здравого смысла и недискриминационности (FRAND), открывают возможности для конкуренции и снижают стоимость перехода на новые технологии (тема СОП будет раскрыта в главе 5).

Антимонопольный надзор может предотвратить возникновение групп, препятствующих конкуренции и «запирающих» производителей внутри частных экосистем.

Роль интеллектуальной собственности

Охрана ИС оказывает разностороннее воздействие на распространение сельскохозяйственных технологий. С одной стороны, она стимулирует частные инвестиции в НИОКР, а с другой — может создавать препятствия для доступа к частным технологиям и разработки последующих изобретений. Ее влияние может варьироваться в зависимости от конкретной технологии, ситуации в стране и структуры рынка.

Охрана ИС стимулирует инновации

Охрана ИС предоставляет временное исключительное право, ограничивающее использование и продажу охраняемых технологий.

В прошлом основным поставщиком инноваций в области сельского хозяйства были государственные селекционные программы. Во многих странах с развивающейся экономикой подобная ситуация сохраняется до сих пор. Однако в некоторых странах (например, в США) объем частных инвестиций в агротехнические инновации уже превзошел объем государственных расходов ⁽³⁹⁾Fuglie, K. (2016). The Growing Role of the Private Sector in Agricultural Research and Development World-wide. Global Food Security, 10, 29–38. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2016.07.005.. Этот сдвиг в немалой степени объясняется изменениями в законодательстве, которые распространили охрану ИС на агротехнологические инновации (см. вставку 3.1) ⁽⁴⁰⁾В большинстве стран патентная охрана применяется к селекционным достижениям в индивидуальном порядке..

Частным компаниям права ИС дают возможность возместить инвестиции в НИОКР, тем самым поощряя активнее заниматься инновациями ⁽⁴¹⁾См. ВОИС (2024). Доклад 2024 года о положении в области интеллектуальной собственности в мире. Инновационная политика как инструмент развития. Женева: ВОИС. https://www.wipo.int/publications/ru/details.jsp?id=4724; ВОИС (2019). Доклад 2019 года о положении в области интеллектуальной собственности в мире. География инноваций: локальные центры, глобальные сети. Женева: ВОИС.. Эта возможность особенно важна для областей, связанных с высокими затратами и рисками, таких как ГМ-технологии. Введение в коммерческий оборот культур, созданных с использованием ГМ-технологий, влечет за собой значительные расходы — в среднем около 115 млн долл. США с учетом стоимости получения одобрения регулирующих органов ⁽⁴²⁾AgbioInvestor (2022). Time and Cost to Develop a New GM Trait. Crop Life International..

Помимо этого, риски в данной сфере обусловлены высоким коэффициентом отсева и отсутствием гарантий успеха. Авторы одного из исследований подсчитали, что из 560 генетических характеристик, выявленных в процессе НИОКР, в конечном счете в сельскохозяйственный коммерческий оборот были введены всего пять ⁽⁴³⁾Graff, G. D., Zilberman, D., Bennett, A.B. (2010). The commercialization of biotechnology traits. Plant Science, Translational Seed Biology: From Model Systems to Crop Improvement ,179(6), 635–44, https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2010.08.001.. Кроме того, компании, инвестирующие средства в ранние этапы технологий модификации генетических характеристик растений, могут дождаться первой прибыли только через десять лет c момента открытия или не получить ее никогда ⁽⁴⁴⁾Dunn, M., Lund, B. and Barbour, E. (2007). Business Partnership in Agriculture and Biotechnology that Advances Early-state Technology. In Krattiger, A., Mahoney R.T, Nelsen, L. et al. (eds), Intellectual Property Management in Health and Agricultural Innovation: A Handbook of Best Practices Oxford: MIHR and Davis, CA: PIPRA, 1221–1226..

Охрана ИС используется и в государственном секторе. Например, в США государственные исследовательские институты подают заявки на патентную охрану сельскохозяйственных инноваций, чтобы обеспечить возможность их передачи частным компаниям и способствовать коммерциализации таких технологий.

Вместе с тем государственный сектор использует охрану ИС не так широко, как частный. Во многих случаях речь идет о разном охвате сельскохозяйственных инноваций: так, частный сектор уделяет больше внимания изобретениям, пригодным для масштабирования, тогда как государственный — изобретениям, учитывающим региональную специфику ⁽⁴⁵⁾Heisey, P.W., King, J.L. and Rubenstein, K.D. (2005). Patterns of Public-sector and Private-sector Patenting in Agricultural Biotechnology. AgBioForum, 8(2&3). https://agbioforum.org/patterns-of-public-sector-and-private-sector-patenting-in-agricultural-biotechnology/..

Охрана ИС определяет параметры сотрудничества. Лицензионные соглашения и совместные предприятия открывают местным компаниям и НССИ доступ к иностранным технологиям, тем самым позволяя адаптировать инновации к местным генетическим материалам и расширять национальные возможности. Они также помогают наращивать инновационный потенциал местных экосистем инноваций в отдельных странах. Во многих случаях частные компании формируют партнерства с государственными исследовательскими институтами в целях адаптации ГМ-технологий к конкретным агроэкологическим условиям, тем самым способствуя укреплению местных экосистем инноваций.

ИС способна ограничивать доступ

Доступ к технологиям, охраняемым правами ИС, может быть дорогостоящим, что негативно сказывается как на разработке, так и на дальнейшем использовании новых инноваций.

Как правило, сельхозпроизводители стремятся к получению сортов, сочетающих в себе сразу несколько желаемых характеристик, включая устойчивость к вредителям и засухе, а также высокую урожайность. Создание таких универсальных сортов может оказаться дорогостоящей задачей для производителей семян, в особенности если права на такие характеристики принадлежат различным собственникам ИС. Результатом обсуждения лицензионных соглашений с несколькими сторонами может стать суммирование авторских отчислений, при котором каждый правообладатель будет стремиться получить значительную долю от них. Такое кумулятивное увеличение затрат может привести к снижению прибыли производителей семян и воспрепятствовать коммерциализации сортов с оптимальным сочетанием характеристик.

Если говорить о культурах, в которых используются ГМ-технологии, то в одном исследовании отмечается, что авторские отчисления составляют более половины от общей торговой наценки на семена ⁽⁴⁶⁾Moschini, G. and Perry, E. (2014). Innovation, Licensing, and Competition: Evidence from Genetically engineered Crops. Preprint. https://doi.org/10.2139/ssrn.4994525.. Несмотря на эти дополнительные затраты, охрана ИС, вероятно, не препятствует разработке инноваций или международному распространению ГМ-технологий, о чем свидетельствует приведенная на рис. 3.6 диаграмма глобального внедрения ГМ-культур ⁽⁴⁷⁾См. MacDonald, J.M., Dong, X. and Fuglie, K. (2023). Concentration and Competition in U.S. Agribusiness, publication Report No. EIB-256. U.S. Department of Agriculture, Economic Research Service; OECD (2023). Artificial Intelligence in Science: Challenges, Opportunities and the Future of Research. Paris: Organisation for Economic Co-operation and Development, https://www.oecd-ilibrary.org/agriculture-and-food/concentration-in-seed-markets_9789264308367-en..

В связи с этим основные сложности, касающиеся охраны ИС в области агротехнологических инноваций, относятся к более широким социальным и этическим вопросам. Звучат вопросы о том, следует ли разрешать право частной собственности на биологические материалы, а также о том, ограничивает ли ИС доступ к сельскохозяйственным технологиям, в том числе способами, которые могут противоречить гуманитарным целям. Один из крупных очагов напряженности связан с противоречием между правами патентообладателей и привилегиями сельхозпроизводителей; он отражает продолжающиеся дебаты на тему достижения равновесия между стимулированием инноваций и обеспечением справедливого доступа к ним (см. вставку 3.2).

В случае с ПАТ процесс внедрения может замедляться на фоне отсутствия стандартов совместимости. Модульная структура ПАТ означает, что сельхозпроизводители могут приобретать все компоненты по отдельности. В то же время они могут сталкиваться с проблемами отсутствия совместимости между аппаратными и программными (цифровыми) элементами. Кроме того, сложности могут возникать при интеграции систем ПАТ с уже имеющимся у фермеров оборудованием.

Многие цифровые компоненты ПАТ основаны на взаимопересекающихся и взаимодополняющих запатентованных технологиях, стоимость лицензий на которые может оказаться высокой. Решению этих проблем может способствовать принятие согласованных стандартов совместимости. Темпы внедрения могли бы ускориться, если бы поставщики ПАТ утвердили стандарты, обеспечивающие беспрепятственную интеграцию систем ПАТ с существующим оборудованием. Этот процесс повторил бы успехи стандартизации в других секторах цифровых технологий (описание стандартообразующих патентов см. в главе 5).

Отсутствие четких прав владения ИС создает препятствия само по себе

В то время как охрана ИС может приводить к возникновению проблем, касающихся внедрения новых технологий в сельском хозяйстве, отсутствие определенности в отношении прав владения ИС также может являться препятствием, так как оно осложняет коммерциализацию и ограничивает потенциальную полезность инноваций.

В сфере высокотехнологичной селекции растений нерешенные вопросы собственности на основополагающие технологии могут создавать проблемы для авторов последующих инноваций. Одним из наглядных примеров такой проблемы является продолжающийся спор о лицензировании инструмента редактирования генома CRISPR Cas9. Эта технология позволяет ученым с высокой точностью вносить изменения в генетический код растений, животных и других организмов в целях исправления ошибок генома или добавления полезных свойств. Метод CRISPR Cas9 стремительно завоевал популярность благодаря сравнительной простоте использования, эффективности и гибкости, позволяющей улучшать характеристики организмов приблизительно вдвое быстрее, чем при использовании других селекционных технологий.

Центральной темой дискуссии выступает пересечение патентных формул и нечеткое определение лицензионных прав для последующих изобретений. Технология CRISPR Cas9 описана в двух основополагающих патентах: заявку на первый из них подали Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье из Калифорнийского университета в Беркли и Венского университета, а на второй — Фэн Чжан из Массачусетского технологического института по поручению Института Броуда. Оба патента касаются использования CRISPR Cas9, но относятся к разным классам ДНК-содержащих организмов. Держателем лицензионных прав на патент Дудны и Шарпантье является компания Corteva, а на патент Чжана — Институт Броуда.

Поскольку заявки, очевидно, пересекаются, каждый из правообладателей теоретически может запретить второму коммерциализацию последующих изобретений, нарушающих его патентные права. Подобная ситуация вызывает значительную неопределенность в отношении лицензирования: потенциальные инноваторы могут не понимать, к какой стороне им следует обращаться за получением прав на коммерциализацию.

Эта запутанность усугубилась еще больше, когда Апелляционный суд США по федеральному округу направил дело обратно в Совет по апелляциям и претензиям по патентным делам, чтобы определить приоритет изобретения, тем самым затянув принятие решения ⁽⁴⁸⁾Nature Biotechnology (2025). Court Reignites CRISPR Patent Dispute. Nature Biotechnology: News in Brief, 43(6), 835–835. https://doi.org/10.1038/s41587-025-02717-6..

Некоторые исследователи стремятся избежать попадания в «лицензионный тупик», обращаясь к альтернативным решениям, например к технологиям CRISPR 3.0, включая CRISPR Cms1 и CRISPR C2c2, которые принадлежат компании Benson Hill Systems. Возможно, эти инструменты уступают CRISPR Cas9 по эффективности, но однозначность ситуации с патентными правами делает процесс их коммерциализации более понятным.

Аналогичная неопределенность в вопросах собственности также влияет на ПАТ, особенно когда речь заходит о данных на уровне отдельных производителей. Датчики, входящие в состав систем ПАТ, ежедневно собирают миллионы единиц информации, в том числе о состоянии почв, расходе ресурсов, погодных условиях и других параметрах конкретных хозяйств. Агрегирование этих данных на региональном или национальном уровне может оказать важнейшие влияние на практики управления сельским хозяйством и принятие решений об инвестировании средств в эту отрасль.

В тоже время право собственности на подобные данные об отдельных хозяйствах и право доступа к ним остаются сформулированными недостаточно четко. Например, сохраняется вопрос о том, кто контролирует эти данные — сельхозпроизводитель, изготовитель ПАТ, поставщик отдельных компонентов системы, оператор облачного сервиса, где хранится информация, или создатель датчиков, осуществляющих ее первоначальную фиксацию?

Одним из возможных решений этой проблемы является создание ассоциаций или фондов управления данными, которые будут создавать управляющие механизмы, позволяющие использовать данные и обеспечивающие сельхозпроизводителям долю в прибыли. Благодаря четкому определению владельцев и пользователей подобные структуры могут раскрыть весь потенциал данных отдельных предприятий в целях развития сельского хозяйства на индивидуальном и региональном уровнях.