Инновационное развитие аграрной сферы с использованием возможностей цифровизации экономических процессов

1. Введение.

Аграрная сфера в целом, как и сельское хозяйство в частности, является очень специфической областью ведения бизнеса, так как тесно сопряжена с природными процессами, определяющими эффективность применяемым практикам и технологиям. Природные условия определяют принципы, масштаб и результативность инноваций. Пренебрежение ими грозит пустой тратой времени, финансовых и прочих ресурсов. Однако, рационально организованная инновационная политика развития обеспечивает возможность получения синергетического эффекта, который поднимает эффективность аграрной сферы на новый уровень.

Изучение публикаций, посвященных цифровизации сельского хозяйства, позволяет сделать вывод, что в научно-практической среде перспективность цифровизации объясняется преимущественно развитием экономических выгод. Вопросам внедрения цифровых технологий в агропромышленный комплекс посвящены труды таких авторов, как Бабкин А.В., Чистякова О.В. [1], Вартанова М.Л. [4], Дробот Е.В. [5], Староверов В.И. [12], Чупахин А.В., Чечин А.И., Коноплин А.Н. [14] и других авторов [3]. Авторы акцентирую внимание на извлечении экономических выгод от цифровых инноваций для развития конкурентоспособности агропромышленного производства, однако аспекты внутреннего совершенствования аграрной сферы остаются без внимания.

Целью статьи является определение теоретических и разработка практических рекомендаций развития преимуществ от инновационной активности предприятий аграрной сферы, обусловленных тенденциями цифровизации агробизнеса. В условиях санкций пристального внимания заслуживает развитие агропромышленного комплекса, как стратегической отрасли Российской Федерации, на основе опережающих цифровых технологий. Цифровые инновации позволят повысить эффективность производства сельхозтоваропроизводителей за счет снижения затрат, планирования агротехнических сроков и норм высева, рационального распределения произведенной продукции и др. Оцифрованная информация о затратах, урожайности, экологических параметрах продукции позволит сформировать управленческие решения государственных органов с целью обеспечения мер государственной поддержки предприятий аграрного сектора. Цифровизация сельского хозяйства ускорит развитие сельскохозяйственной науки, даст толчок к улучшению качества и безопасности аграрной продукции за счет ответственного спроса со стороны потребителей аграрной продукции.

2. Обзор работ и основные положения

Предпосылками развития беспахатного земледелия, составивших инновационный путь развития агробизнеса в заданном промежутке времени, были критические проблемы, требующие комплексного решения. Так, беспахотное земледелие стало реакцией на колоссальные потери природных веществ, образующих плодородие почв, вследствие чрезмерной агротехнической нагрузки на почвы и действие в этих условиях природного фактора, обусловленных климатическими изменениями. Органическое сельское хозяйство стало ответом на запросы потребителей сельскохозяйственной продукции, ориентированных на здоровое питания. Желание в полной мере удовлетворить заявленный спрос на органическую продукцию привело к необходимости пересмотра способа ведения сельского хозяйства, что, в последствие, положительно сказалось на состоянии природных ресурсов, задействованных в производственном процессе.

Таким образом, ликвидация угроз потери ресурсной основы аграрной сферы, а также вскрытие возможностей увеличения ценности агробизнеса для общества на текущем этапе развития составляют предпосылки определённого типа инновационное развитие аграрной сферы.

Главной спецификой сельскохозяйственного производства многими исследователями экономических процессов аграрной сферы определяется исключительная зависимость производственного процесса от природного фактора. «Ухудшение погодных условий приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, что в свою очередь отражается на снижении объемов производства, увеличении издержек производства и потере сельхозпредприятиями части прибыли» [7]. Поэтому остальные особенности можно назвать производными, так как необходимость адаптации к природным условиям принуждает субъектов хозяйствования регулировать остальные параметры агробизнеса. То есть, наибольшую угрозу для аграрной сфер представляют объективные, неконтролируемые условия. К таким условиям следует отнести климатические изменения.

В данный момент мировым научным сообществом однозначно утверждается [6], что климат на планете Земля изменяется. Изменяют привычную среду обитания животных и растений засухи, лесные пожары, наводнения, которые увеличивают масштабы социально-экономических затрат и потерь на решение указанных рисков. Изменение климата, которое дестабилизирует природные экосистемы и экономику, становится все более очевидными.

Изменение климата сопровождается существенным влиянием на все отрасли сельского хозяйства, так как природный фактор имеет определяющее значение для всех отраслей аграрной сферы. Последствия очевидны и это формирует ясность повестки дня в обеспечении условий устойчивого развития. Большую угрозу создают скрытые угрозы, которые часто являются результатом неумелых и импульсивных действий субъектов хозяйствования.

Так, увеличение теплового ресурса, спровоцированное климатическими изменениями, ведёт к активному развитию сорных растений и увеличению активности ряда насекомых, которые фактически и/или потенциально представляют угрозу будущему урожаю. В материалах Второго оценочного доклада Росгидромета отмечено, что «в последней четверти ХХ века – начале XXI века для формирования продуктивности сельскохозяйственных культур в России благоприятными факторами оказались рост теплообеспеченности, повышение средней температуры холодного периода года, увеличение продолжительности вегетационного периода. Негативным следствием потепления является смещение к северу и востоку зон обитания и массового размножения некоторых вредителей и зон распространения возбудителей болезней сельскохозяйственных растений» [6].

Руководствуясь преимущественно экономическими интересами, многие фермеры критически увеличивают применение химически агрессивных средств защиты растений. На начало 2019 года в Российской Федерации «было использовано 65,05 тыс. тонн пестицидов, из них 63,48 тыс. тонн химических средств защиты растений, что составило 97,6 % от общего объема использованных пестицидов. Больше всего было использовано, как и в предыдущие годы, гербицидов. В 2018 году объем использованных гербицидов составил 36,2 тыс. тонн, или 55,6 % от общего объема пестицидов. Инсектицидов было израсходовано 5,1 тыс. тонн, или 7,8 % от общего объема пестицидов. По оценке руководства Российского союза производителей химических СЗР, в последнее время объемы применения пестицидов в России ежегодно увеличивались на 6-8%, и этот тренд будет продолжаться достаточно долго, потому что российское сельское хозяйство еще не достигло того уровня эффективности, который необходим» [11, 13].

Химия ограниченно избирательна к объектам живой природы, поэтому излишняя химизация убивает всю биологическую среду, в том числе и полезных для развития агроэкосистемы. Именно поэтому в России ежегодно наблюдается существенная гибель пчел. Согласно оценке Минсельхоза РФ, на конец июля 2019 года в 25 регионах страны погибло 40 тысяч пчелосемей или 1,3-1,5% от их общего количества в РФ. Врио директора ФГБНУ «ФНЦ пчеловодства» А.З. Брандорф оценила эти потери в 80 тыс. «Отравление пчел химическими препаратами во многих регионах происходило при явном нарушении действующего законодательства. В том числе – норм применения препаратов высокого класса опасности для обработки сельхозкультур в непосредственной близости от деревень и поселков» [10].

Из вышесказанного можно сделать вывод, что несистемное решение проблем аграрной сферы потенциально грозит потерей экологических ресурсов природной среды, которые в текущих условиях не имеют экономической оценки. Именно поэтому предлагается в основу перспективного инновационного развития положить цифровизацию экономических процессов аграрной сферы, увеличивающую информационную ёмкость бизнес-процессов различных отраслей и видов деятельности для последующей консолидации усилий в производстве общего объема агропромышленной продукции.

Положительный опыт цифровизации аграрной сферы в целом, и аспектов агропрактики может быть позаимствован у Дании. Например, Дания объединяет множество баз данных, которые имеют географическую привязку к отдельным фермам для цифрового определения локализации нитратных удобрений и их учета для конкретных ферм, а также для контроля соблюдения требований на местах и разработки дополнительных мер. Аналогичным образом, записи об опрыскивании ферм и многочисленные базы данных с географической привязкой поддерживают расчет уровней пестицидной нагрузки в зависимости от локализации их применения. В увязке с данными о местных экосистемах можно определить горячие точки воздействия пестицидов и их вымывания для информирования систем предупреждения и мониторинга соблюдения правил в отношении пестицидов, таких как расстояния до водоемов и буферных полос. Данные с географической привязкой, генерируемые программным обеспечением для управления полями или оборудованием, могут служить основой для оценки рисков в зависимости от местоположения и применения средств химической защиты растений [17].

Дополнительные возможности регулирования пестицидной нагрузки с использованием средств цифровизации могут быть реализованы через так называемые пространственно-ориентированные субсидии. Например, цифровые аукционы могут распределять квоты и субсидии в соответствии с пространственными целями, отражающими экосистемные услуги. Влияние распределения квот и торговли ими на пространственное распределение химического воздействия по участкам угодий затем можно отслеживать в цифровом формате для получения дополнительной информации о предельных значениях квот или превышений в горячих точках загрязнения.

Географическая привязка, как правило, облегчает сравнение и отслеживание целого ряда воздействий на окружающую среду в зависимости от конкретного участка для выявления горячих и холодных точек и информирования о внедрении и оценке проектов, ориентированных на конкретное местоположение, и ответных мерах фермы в соблюдении требований. Это также помогает улучшить пространственные уровни таргетинга от малой до крупной детализации. Например, информационная система ЕС по земельным участкам помогает выявлять соответствие конкретных местоположений и корректировать площади в рамках IACS для текущих платежей за ограниченное применения химических средств. В сочетании с дополнительными данными и взаимодействием между органами власти и фермерскими хозяйствами данный подход можно было бы использовать для разработки и продвижения новых пространственно ориентированных агроэкологических мер. Онлайновая информация и инструменты планирования на основе ГИС могут затем помочь фермерам определить подходящие агроэкологические меры.

Таким образом, многоуровневое информационное обеспечение отдельных технологических процессов, имеющих критическое влияние на природную среду, позволяет эффективно реализовать функции контроля и обеспечить эффективные режимы регулирования антропогенной нагрузки. Возможности мониторинга позволяют контролировать результативность заявленных действий субъектов хозяйствования, которые могут быть мотивированы соответствующими экономическими инструментами, например, субсидии за минимизацию химического воздействия на природную среду отдельной территории, снижение налоговой нагрузки за соблюдение квот применения СЗР и тому подобное.

Обобщая ключевые принципы реализации цифровизации бизнес-процессов аграрной сферы, отметим, что ключевой задачей внедрения средств мониторинга является обеспечение информации для принятия актуальных решений об оптимальном воздействии на некоторый объект аграрной сферы, например, участок земли, животное и тому подобное. То есть принятие управленческих решений – основной объект экономической науки, который требует соответствующее информационное и методическое обеспечение для формирования рекомендаций для дальнейших действий в развитии прогресса аграрной сферы.

В связи с этим учёными [15] предложена соответствующая классификация цифровых технологий: предметные – которые воплощены в физических устройствах, таких как сельскохозяйственные машины или датчики, прикрепленные к животным (технологии точного земледелия и животноводства); и беспредметные – не имеющие физического воплощения (консультативные приложения, программное обеспечение для управления фермами и онлайн-платформы). Данная классификация отражает необходимость дифференцировать подходы к оценке источников преимуществ технологий цифровизации агросферы. Однако, между ними имеется существенная. Пренебрежение одной из частей этой комплементарной системы может привести к краху стратегии цифровизации аграрной сферы. Так, накопление информации с датчиков и отсутствие средств аналитической обработки критически снижает ценность полученной информации. И, наоборот, отсутствие средств автоматизированного сбора информации снижает ценность аналитических инструментов для формирования выводов. Однако, исследователями [5,11,18] вопросов цифровизации сельского хозяйства отмечается, что беспредметные инструменты поддержки принятия решений, работающие на мобильных телефонах и смартфонах, могут стать отправной точкой для цифровизации сельского хозяйства в странах с низкой степенью механизации. К примеру, в животноводстве механизация не играет заметной роли на ранних стадиях развития, однако цифровое сельское хозяйство предлагает ряд интересных возможностей по сбору данных о своих животных, которые могут быть использованы для поддержки решений мелких животноводов.

Тем не менее развитие точных технологий при цифровизации аграрной сфере формирует закономерный прогресс методов ведения сельского хозяйства. Высокотехнологичные платформы анализа данных (Google Data Studio, Yandex Datalens, Power BI), моделирования и визуализации взаимодействуют с тракторами и беспилотными летательными аппаратами, оснащенными датчиками и подключением к спутниковому Интернету, которые позволяют собирать данные о почве (состав, влажность) и о погоде. Доступные в настоящее время цифровые технологии ведения сельского хозяйства могут сочетать данные о конкретных участках с аналитикой больших данных, чтобы помочь в принятии решений по управлению фермами, например, о том, какие семена сажать, сколько удобрений и пестицидов применять на разных участках одного поля. Такой уровень точности контрастирует с единообразными методами выращивания монокультур, которые доминировали с момента внедрения гибридных семян и агрохимикатов сто лет назад [16].

В практике реализации задач цифровизации аграрной сферы не существует единого стандарта, тем не менее, определены существенные составляющие технологий цифровизации.

Основу «цифрового АПК составляют информация от датчиков, математические модели анализа процессов производства и сбыта продукции, модерирование всей цепочки создания ее стоимости, планирования объема производства, качества продукции и прибыли» [2].

Для обоснования рекомендаций по повышению эффективности производства сельскохозяйственных культур направлено программное обеспечение. Оно основывается на современных методах обработки информации, которое «направлено на определение оптимального времени для посева, внесения удобрений, полива, уборки урожая, а также расчет времени доставки продукции потребителям» [9].

«Современные методы обработки информации при разработке обоснованных рекомендаций для принятия управленческих решений специалистами сельского хозяйства базируются на анализе множественных факторов, влияющих на эффективность производства, их интеграции с различными интеллектуальными ИТ-приложениями, осуществляющих обработку данных в режиме реального времени. При этом полезность рекомендаций для специалистов увеличивается с ростом количества пользователей, подключенных в единую сеть и обменивающихся данными через облачные сервисы управления сельскохозяйственными предприятиями» [8].

Поэтому, под цифровизацией экономических процессов в таком случае будем понимать совокупность мероприятий по глубокой информационной параметризации производственных процессов, обеспечивающих с использованием соответствующей методической поддержки автоматизацию управленческой деятельности на разных этапах производства. Данный процесс предполагает определение ключевых параметров результативности (природной и хозяйственной), формирование и ведение информационных баз данных, разработку методической поддержки принятия решений и конструкций по автоматизации управленческой работы.

Перспективность цифровизации как концепции инновационного развития определяет конкурентоспособность цифровых технологий с идеями экологизации аграрной сферы. Можно утверждать, что в обществе сложились два возможных альтернативных, и противоположных по сути, подхода к развитию будущего сельского хозяйства. Так, сторонники цифровизации представляют точные технологии как “экологически разумные”, поскольку они позволяют производить обработку без разрушения почвы и более эффективно использовать агрохимикаты. Критики обращают внимание на потребление энергии, необходимое не только для работы оборудования для высева семян и распыления химикатов, но и для облачных серверов, на которых размещаются данные и программные платформы, на которых основаны эти системы. Поэтому предлагается внедрение экологических технологий и практик, то есть ориентация на агроэкологическое направление. Агроэкология базируется на использовании экологических принципов и концепций для оптимального взаимодействия среди растений, животных, людей и окружающей средой, учитывая общественные аспекты, которые следует брать во внимание для создания стабильной и справедливой продуктовой системы.

Однако результаты исследований [18] свидетельствуют о том, что источником противоречий этих перспективных направлений развития являются в большей степени не прямые следствия реализации программ внедрения точных технологий цифровизации и агроэкологии, а возможные побочные эффекты, которые можно избежать при верно сформированной государственной политике в управлении аграрной сферой. Например, точные технологии являются наукоёмкими, для чего привлекаются и частные инвестиции, требующие максимальной экономической отдачи. Поэтому формируется высокий риск развития опережающей приоритетности экономических интересов по сравнению с экологическими. Капиталоёмкость точных технологий грозит концентрацией доступа к информационным ресурсами у ограниченного числа пользователей, что ведёт к усугублению конкуренции. Точные технологии должны учитывать агроэкологические аспекты, чтобы избежать экологического и социального ущерба [18]. Применение ведущих технологий не избавляет от надобности соблюдать ведущие методы ведения аграрного производства, таких как севообороты, диверсификация посевов и стабильное применение природных ресурсов. Высокотехнологичное аграрное производство диктует необходимость в применение агроэкологических знаний для эффективного планирования и внедрения своих технологий. Например, культуры, которые устойчивы к ГМ-гербицидам, необходимо возделывать согласного севооборота гербицидов и посевных культур, с целью избегания развития устойчивых к гербицидам сорняков, которые являются проблемой в последние несколько лет. В то же время и агроэкология нуждается в большом количестве научно-технических знаний, научных достижениях и технологических инструментах, в дополнение к опыту и знаниям сельских жителей и фермеров. Например, необходимы многочисленные исследования и эксперименты «в области скрещивания культур, смешивания сортов, комплексной борьбы с вредителями, биоконтроля, рециркуляции питательных веществ, методов улучшения почвы, биоразнообразия, воздействия агролесомелиорации, диверсификации сельскохозяйственного производства и т.д. Необходимы многочисленные исследования, чтобы эти были решения были достаточно продуктивными и приняты в практику» [16].

Таким образом, высокотехнологичное сельское хозяйство и агроэкология не должны быть противопоставлены друг другу, скорее их следует максимально сочетать. Данное обстоятельство требует применение междисциплинарного подхода к проблеме управления инновационным развитием аграрной сферы.

3. Заключение

Объективными предпосылками инновационного развития аграрной сферы с использованием возможностей цифровизации экономических процессов является специфические условия сельскохозяйственной деятельности, которые формируют высокую рискованность для развития предпринимательской инициативы, а также необходимость долгосрочного развития преимуществ, которые составляют основу продовольственной безопасности как региона, так и страны в целом. Цифровизация же обеспечивает должный уровень систематизации информации о предпосылках эффективного развития агропродовольственной сферы. Главное отличие перспективных действий в обеспечении инновационного развития аграрной сферы АПК с использованием цифровизации экономических процессов состоит в обеспечении результативности в долгосрочной перспективе и интеграции с локальными технологическими решениями, что формирует предпосылки устойчивого развития аграрной сферы.