Revivendo a inovação agrícola em sementes e proteção de culturas

Over the past 70 years, innovation in seeds, fertilizers, and crop protection products has Remodelau o mercado de agricultura e transformou a vida de bilhões em todo o mundo. Hoje, cada agricultor nos EUA alimenta 164 pessoas, contra apenas 19 em 1940. Na Índia, a produção anual de trigo aumentou de 10 milhões de toneladas na década de 1960 para 73 milhões de toneladas em 2006. No geral, a produtividade agrícola global mais do que a defesa de que se curvou. Isso é um problema, e não apenas para essas empresas: mais inovação é absolutamente essencial se os agricultores alimentarem a população crescente do mundo ao mesmo tempo em que enfrentam a perda contínua de terras aráveis, aumentando a demanda por alimentos mais sustentáveis ​​e a ameaça de mudança climática.

In recent years, however, the pace of innovation among the large agricultural-input companies producing seed and crop protection products has slowed considerably. That’s a problem, and not just for those companies: further innovation is absolutely essential if farmers are to feed the world’s rapidly increasing population at the same time that they face the ongoing loss of ­arable land, increasing demand for more sustainably grown food, and the threat of climate change.

Não é preciso muita escavação para descobrir as razões para a desaceleração: o ambiente regulatório se apertou, as preocupações com a segurança pessoal e ambiental estão em ascensão e o custo de pesquisa e desenvolvimento aumentou substancialmente. esforços de volta aos trilhos rapidamente. Isso exigirá uma atenção rigorosa às necessidades do cliente, um programa de P&D fortemente focado, digitalização rápida, uma abertura à colaboração interna e externa e uma cultura verdadeiramente inovadora em toda a organização. crescido. A primeira colheita geneticamente modificada, o tomate Flavr SAVR, atingiu o mercado em 1994, seguiu em pouco tempo por numerosas variedades de milho, batata e algodão geneticamente modificados. A inovação em produtos de proteção contra culturas também estava em ascensão nos anos 90; O Amistar da Syngenta (azoxistrobina), introduzido em 1997, ainda é o fungicida de maior bilheteria do mundo. (Consulte o Anexo 1.)

If agricultural-input companies are to help meet the growing demand for food and remain competitive with new digitally driven businesses that are entering the field, they must break out of their traditional innovation models and get their product development efforts back on track fast. Doing so will require rigorous attention to customer needs, a sharply focused R&D program, rapid digitization, an openness to internal and external collaboration, and a truly innovative culture across the entire organization.

A Crop of Challenges

Beginning in the early 1990s, agricultural-­input companies introduced a string of innovative seeds, pesticides, and herbicides that have since transformed how our food is grown. The first genetically modified crop, the Flavr Savr tomato, hit the market in 1994, followed in short order by ­numerous genetically modified corn, ­potato, and cotton varieties. Innovation in crop protection products was on the rise in the ’90s as well; Syngenta’s Amistar (Azoxystrobin), introduced in 1997, is still the world’s highest grossing fungicide. (See Exhibit 1.)

Desde então, no entanto, o ritmo da inovação diminuiu consideravelmente. As razões para a desaceleração são bem compreendidas, mas difíceis de superar: altos custos, principalmente o custo do desenvolvimento de produtos em um ambiente regulatório cada vez mais restritivo; mudanças nas preferências do consumidor; e o aumento da complexidade das inovações de próxima geração. The number of active ingredients in new crop protection products introduced annually has fallen off dramatically, from more than 30 in 2000 to well under 20 by 2018. (See Exhibit 2.) Meanwhile, the number of patents filed for new seeds and traits reached a peak in 2012, but they too have declined since then.

As a result, agricultural-input companies have been focusing largely on making ­incremental improvements to existing ­technologies, including the development of new stacked traits in corn, soybeans, and cotton, for example, and of new germplasm through Sequenciamento de genes e inovações reprodutivas. E os mais recentes produtos de proteção contra culturas são principalmente reformulações de compostos anteriores. Embora os obstáculos científicos e regulatórios ainda sejam altos, várias áreas oferecem o potencial de inovações inovadoras. Os exemplos incluem:

Input companies continue to conduct ­research in seeds, traits, and chemical crop protection, of course. While the ­scientific and regulatory hurdles are still high, a number of areas offer the potential for breakthrough innovations. Examples ­include:

• Traços de geneticamente modificados (GM) resistentes à doença. Esforços, empresas de entrada agrícola continuam pesquisando maneiras de aumentar o rendimento por meio de características geneticamente projetadas e de saída nativas. Até agora, no entanto, eles fizeram apenas um progresso limitado. Além da importância do desenvolvimento de novas características de saída no aumento da produtividade agrícola, o sucesso ao fazê -lo - na forma de rendimentos significativamente aumentados ou a conservação adicional de recursos, por exemplo - iria longe para aumentar a aceitação do consumidor de sementes geneticamente modificadas. No rendimento, foram muito baixos para justificar a complexidade e o custo do esforço. As empresas continuam pesquisando essa oportunidade potencialmente valiosa, mas nenhum avanço real foi feito. Novas abordagens genéticas um dia podem ser capazes de superar esse obstáculo. Developing seeds with new disease-resistant traits is highly complex, and while investment remains strong and several programs are ongoing, no successful disease-­resistant trait is commercially available yet.
• GM Output Traits. Despite the scientific complexity of these efforts, agricultural-input companies continue to research ways to boost yield through genetically engineered and native output traits. So far, however, they have made only limited progress. Aside from the importance of developing new output traits in increasing agricultural productivity, success in doing so—in the form of significantly increased yields or further conservation of resources, for example—would go far toward increasing consumer acceptance of genetically engineered seeds.
• Hybrid Wheat. The first generation of hybrid wheat seeds has met with limited commercial success because, so far, the gains in yield have been too low to justify the complexity and cost of the effort. Companies continue to research this potentially valuable opportunity, but no real breakthroughs have been made. New genetic approaches one day may be able to overcome this hurdle.
• New Active Ingredients for Crop Protection. The number of active ingredients in late-stage development has drastically declined because of increased R&D costs, driven by higher regulatory and field-testing costs, as well as increasing scientific complexity.
• Modo de ação de herbicida na proteção de culturas. A pesquisa está em andamento, mas a probabilidade de encontrar novos modos e, assim, abrir o campo para o desenvolvimento de novos ingredientes ativos que os direcionam no futuro, parecem baixos e poucos candidatos estão em pipelines atuais. inovação. Enquanto isso, a inovação inovadora mudou-se amplamente para o espaço agrícola digital e de precisão, incluindo automação agrícola e tomada de decisão orientada a dados para permitir a aplicação precisa de insumos agrícolas. indústria. No new mode of action—the manner in which an herbicide affects a plant—designed to overcome the increasing resistance of weeds to existing herbicides has been marketed in almost 30 years. Research is ongoing, but the likelihood of finding new modes, and thus of opening the field for the development of new active ingre­dients targeting them in the future, seems low, and few candidates are in current pipelines.

While some believe that the recent wave of consolidation in the industry may support new innovation as input companies gain broader capabilities, others (including some antitrust regulators) are concerned that greater market power could actually suppress innovation. Meanwhile, breakthrough innovation has largely moved to the digital and precision agriculture space, including farm automation and data-driven decision making to enable precise application of agricultural inputs.

Prospects for the Future

To shift the emphasis back toward high-­impact innovation, input companies must come to terms with four key trends affecting the broader agricultural industry.

Mudança de demanda do consumidor. Shifts in consumer demand and regulatory constraints are already forcing farmers to seek out Novas maneiras de aumentar o rendimento sustentável . Os consumidores estão exigindo alimentos melhores, mais saudáveis ​​e produzidos de forma transparente, uma tendência que está afetando toda a cadeia de valor agrícola. Ao mesmo tempo, os reguladores exigem que os agricultores produzam alimentos usando menos recursos e com menos impactos adversos no meio ambiente. E cabe às empresas inserir os meios para fazê -lo. Esta não é uma tarefa fácil. Os regulamentos cada vez mais rígidos estão limitando os tipos de sementes e produtos de proteção contra culturas que os agricultores podem usar o máximo de pragas e ervas daninhas estão se tornando resistentes a produtos antigos, tornando o desenvolvimento de alternativas muito mais urgentes. Como resultado, a pressão sobre os fornecedores de entrada para oferecer uma ampla gama de inovações só aumentará na próxima década. Cada um deles, no entanto, vem com desafios, como os seguintes exemplos destacam. A UE já classificou as culturas editadas por genes como organismos geneticamente modificados, e há um risco de que outros países possam seguir a liderança da UE. No entanto, como nenhum produto usando essa tecnologia ainda foi realmente bem -sucedido no mercado, a excitação inicial achatou um pouco nos últimos anos. Seu alto grau de complexidade, no entanto, atualmente limita casos de uso e sucessos. Os avanços na tecnologia de computação podem ajudar a gerar novos avanços nessa área.

It is up to farmers to meet these demands, while keeping the cost of food low. And it’s up to input companies to provide the means to do so. This is no easy task. ­Increasingly strict regulations are limiting the kinds of seeds and crop protection products farmers can use just as many pests and weeds are becoming resistant to old products, making the development of alternatives much more urgent. As a result, the pressure on input suppliers to deliver a broad range of innovations will only increase in the coming decade.

Growing Challenges with New Seed and Crop Technologies. Agricultural-input companies are working on a number of technologies that have considerable potential for providing the innovations farmers need. Each of them, however, comes with challenges, as the following examples highlight.

• Gene-editing technologies, primarily CRISPR/Cas methods, have the potential to deliver real breakthroughs in creating new traits in a variety of crops, but they are unlikely to reach their full market potential unless regulations covering their use are loosened. The EU has already classified gene-edited crops as genetically modified organisms, and there is a risk that other countries might follow the EU’s lead.
• RNA interference, a technology that allows the suppression of specific genes in the target organism, offers the opportunity to overcome the problem of weed and pest resistance and advance pest management. However, because no product using this technology has yet been truly successful in the market, the initial excitement has flattened somewhat in the past several years.
• Microbiome technologies, the use of natural organisms like bacteria, yeasts, and fungi to strengthen plant and root systems, offer great promise. Their high degree of complexity, however, currently limits use cases and successes. Advancements in computing technology might help generate further advances in this area.

Uso crescente de tecnologias de fora do setor agrícola. Embora os avanços na automação tenham uma influência transformadora na agricultura, essas novas tecnologias serão essenciais para aumentar a produtividade agrícola, reduzindo o uso de fertilizantes, produtos de proteção contra culturas e recursos naturais e humanos. Isso inclui a automação adicional de equipamentos existentes, novos tipos de equipamentos de precisão (como sensores, drones e máquinas de pulverização) e novos robôs de capina e colheita de ervas daninhas. A range of ­technologies from outside the traditional agriculture sector is gaining ground among farmers. While advances in automation have long had a transformative influence on agriculture, these new technologies will be essential in increasing agricultural productivity while reducing the use of fertilizers, crop protection products, and natural and human resources. These include the further automation of existing equipment, new types of precision ­equipment (such as sensors, drones, and spraying machines), and new weeding and harvesting robots.

Assim como promissores, os agricultores e as empresas de apoio agora estão coletando grandes quantidades de dados e usando poderosas ferramentas de análise para obter novas idéias. As aplicações de agricultura de precisão fornecerão aos agricultores uma transparência muito maior para as condições do solo, culturas e atmosféricas e recomendações específicas e personalizadas sobre como e quando plantar e colher e quando e onde aplicar quantidades prescritas de produtos de entrada. Ao incluir informações específicas do cliente sobre operação agrícola, agronomia, clima, condições locais e similares, eles podem fornecer valor ao agricultor que vai além dos produtos que essas empresas vendem. Startups e novos concorrentes de fora do setor agrícola tradicional subiram para competir contra as grandes empresas de entrada agrícola. Traga suas inovações para o mercado rapidamente. Como resultado, eles estão ameaçando superar os grandes jogadores de entrada agrícola em várias áreas. (Veja o Anexo 3.) O número de aquisições no setor também está aumentando. Apenas para dar um exemplo, a Blue River Technology, que utiliza visão computacional e inteligência artificial para aplicar produtos de proteção de culturas, planta por planta, foi adquirida por John Deere em 2017 por US $ 305 milhões, um dos maiores negócios da AgTech nos últimos cinco anos.

Similarly, input companies, as well as other players in the agriculture industry, are looking to provide farmers with integrated and personalized digital solutions to improve their operations. By including customer-­specific information on farm operation, agronomics, climate, local conditions, and the like, they can provide value to the farmer that goes beyond that of the products these companies sell.

Increasing Competition from New ­Entrants and Nimble Startups. Thanks to shifts in consumer demand, the advent of several emerging technologies, and the growing attractiveness of the agriculture market, a variety of nimble startups and new competitors from outside the traditional agriculture sector have risen to compete against the big agricultural-­input companies.

Bringing their own expertise in areas such as consumer usability, biotechnology, ­robotics, and data analytics to bear on the challenges the industry faces, numerous ­so-called agtech companies are taking ­advantage of agile product development techniques and new ways of working to focus on specific challenges and bring their innovations to market quickly. As a result, they are threatening to outcompete the big agricultural-input players in several areas.

Investment in these young agricultural-­technology companies has risen rapidly in recent years, with these companies receiving a larger and larger proportion of funding. (See Exhibit 3.) The number of acquisitions in the sector is increasing as well. Just to take one example, Blue River Technology, which uses computer vision and artificial intelligence to apply crop protection products on a plant-by-plant basis, was acquired by John Deere in 2017 for $305 million, one of the largest agtech deals in the past five years.

Várias grandes empresas de tecnologia também começaram a analisar cuidadosamente o setor de agricultura, trazendo suas competências na infraestrutura tecnológica e na ciência de dados voltadas para o consumidor. A plataforma de decisão da IBM Watson para agricultura, por exemplo, analisa as informações coletadas por sensores no campo, juntamente com o clima e outros dados para otimizar as operações agrícolas. Da mesma forma, o FarmBeats, a plataforma de IoT da Microsoft para agricultura, coleta e analisa dados de sensores, câmeras e drones. Embora essas empresas não tenham a profunda experiência agronômica e o acesso aos produtores dos atores tradicionais, seu histórico de interromper outros setores, incluindo varejo, transporte, viagens e serviços financeiros, deve ser um alerta para todo o setor agrícola. Inovações-mesmo como a ascensão dos rivais em movimento rápido apenas aumenta as pressões que enfrentam. Se as empresas agretas menores, mais ágeis, podem preencher a lacuna de inovação em escala-oferecendo produtos e serviços mais eficazes e eficientes projetados para as necessidades de clientes individuais-eles têm uma boa chance, pelo menos em algumas áreas, de obter uma vantagem sobre as grandes empresas tradicionais. Se os grandes jogadores devem evitar esse destino, precisam transformar seu modelo de P&D agora. Para isso, eles devem seguir cinco imperativos. Isso precisa mudar. Em vez disso, as empresas devem colocar os clientes em primeiro lugar. Eles também devem aumentar seus portfólios de produtos de proteção de sementes e culturas com serviços que podem ser adaptados às necessidades individuais dos clientes e que oferecem resultados comprovadamente positivos. Portanto, as empresas precisam criar e promover produtos, serviços e métodos que apóiam a agricultura sustentável, incluindo sementes resistentes a pragas que podem tolerar as mudanças nas condições ambientais e as novas soluções de agricultura digital que podem reduzir ainda mais o uso de entradas. E eles devem vender pacotes integrados de produtos projetados para necessidades específicas do cliente.

Reviving Innovation

The scientific and regulatory challenges faced by the large input players are making it more difficult for them to meet the demand for new agricultural innovations—even as the rise of fast-moving rivals only adds to the pressures they face. If smaller, more agile agtech companies can fill the innovation gap at scale—offering more effective and efficient products and services designed for the needs of individual ­customers—they stand a good chance, at least in some areas, of gaining an edge over the large traditional companies.

In fact, some market analysts expect that just two of the top ten agricultural-input companies will remain among the top players a decade from now. If the big players are to avoid this fate, they need to transform their R&D model now. To do so, they must follow five imperatives.

Solve Real Customer Problems

Input players have long approached their innovation efforts—and their marketing and sales—from a product-centric point of view. This needs to change. Instead, companies must put customers first. They should also augment their portfolios of seed and crop protection products with services that can be tailored to customers’ individual needs and that deliver demonstrably positive outcomes.

Developing such solutions has become even more important as consumers and regulators expect their food to be grown more sustainably, using less of the very ­inputs that the big agriculture companies have long sold. So companies need to make and promote products, services, and ­methods that support sustainable farming, including pest-resistant seeds that can tolerate changing environmental conditions and new digital-farming solutions that can further reduce the use of inputs. And they must sell integrated packages of products designed for specific customer needs.

Para entender melhor essas necessidades, os jogadores de entrada devem interagir diretamente com os agricultores e colaborar com eles no desenvolvimento de novos produtos e serviços digitais. Ao mesmo tempo, eles precisarão encontrar o equilíbrio certo entre a personalização e a necessidade de desenvolver produtos e soluções que possam ser padronizadas em uma ampla base de clientes para gerar o maior valor. Os recursos de P&D precisam se concentrar em enfrentar os maiores desafios enfrentados pelos produtores, em vez de manter os silos de pesquisa de patrimônio das empresas. Isso provavelmente exigirá mudar recursos consideráveis ​​de alguns programas internamente populares que não estão mais agregando valor. Também pode exigir alterações nos atuais mecanismos de governança de P&D e processos de tomada de decisão. Em vez disso, eles precisam enriquecer seus pipelines de inovação trabalhando com startups digitais e outras empresas especializadas. O ecossistema externo das startups de biotecnologia e tecnologia agrícola não é de forma alguma tão rica quanto a de, digamos, a indústria farmacêutica, mas está ganhando impulso rapidamente. (Consulte “Lições de inovação do Biopharma.”)

Focus Resources on the Highest-Value Opportunities

Input companies must learn to properly prioritize their R&D efforts and then allocate the financial and talent resources needed to the highest-value opportunities. R&D resources need to be focused on meeting the biggest challenges faced by growers rather than on maintaining companies’ heritage research silos. Doing so will likely require shifting considerable resources away from some internally popular programs that are no longer adding value. It may also require changes to current R&D governance mechanisms and decision-making processes.

Balance Internal R&D Efforts With External Innovation

Input companies can no longer afford to rely solely on their own R&D organizations for the most promising innovations—­especially in areas outside their traditional purview. Instead, they need to enrich their innovation pipelines by working with digital startups and other specialized companies. The external ecosystem of biotech and ­agricultural-technology startups is by no means as rich as that of, say, the pharmaceutical industry, but it is gaining momentum quickly. (See “Lessons in Innovation from Biopharma.”)

Para aproveitar, as empresas de entrada devem considerar a parceria com jogadores externos para compartilhar os custos e os riscos da inovação. Tais colaborações permitirão que eles alavancem os recursos de experiência e inovação que falta. As empresas devem considerar várias opções, incluindo parcerias de desenvolvimento de código com iguais, negócios para ajudar empresas menores a financiar suas pesquisas em campos específicos e colaborações com universidades, instituições governamentais e ONGs. O sucesso exigirá a dedicação dos recursos necessários para explorar efetivamente oportunidades externas e novas tecnologias e colocar processos para se mover rapidamente para aproveitar -lhes. Agora, toda a empresa deve ser inovadora, promovendo uma cultura de inovação centrada no cliente e focada externamente e uma disposição de trazer novos produtos e serviços para o mercado rapidamente e de falhar rapidamente. A colaboração multifuncional além da P&D é essencial para permitir a interação suave entre P&D, teste de campo e funções regulatórias. As organizações de marketing e vendas também devem pensar e agir de maneira inovadora, desenvolvendo novas maneiras de aprimorar sua compreensão das necessidades dos clientes e criar soluções integradas para atendê -las. Se as grandes empresas de entrada devem acompanhar novos participantes e atender às demandas de agricultores, reguladores e consumidores, elas devem criar novas capacidades multifuncionais em dados, análises e tecnologia digital. Manter unidades digitais separadas ou centros de excelência corre o risco de isolar seus esforços digitais ainda mais. A empresa inteira deve pensar digitalmente para maximizar seu potencial de inovação. Nesse ambiente de negócios cada vez mais competitivo, os vencedores prevalecerão principalmente com base em sua capacidade de inovar. Para ter sucesso nesse esforço, as empresas devem estar perfeitamente claras em suas ambições de P&D e devem definir prioridades viáveis ​​que estejam totalmente alinhadas com essa estratégia.

While large input companies will likely continue funding their own innovation ­internally, they should also invest in ­promising young companies through innovation-­specific funding models such as ­internal corporate venture capital units. Success will require dedicating the ­resources needed to effectively scout ­external ­opportunities and new technologies and putting processes in place to move quickly to take advantage of them.

Drive a Culture of Innovation Throughout the Company

In the current environment, it is no longer acceptable for input companies to keep their innovation efforts siloed within the R&D function. Now, the entire company must be innovative, fostering a customer-­centric, externally focused innovation ­culture and a willingness to bring new products and services to market quickly and to fail fast. Cross-functional collaboration beyond R&D is essential to enable the smooth interaction between R&D, field ­trial, and regulatory functions. Marketing and sales organizations, too, must think and act innovatively, developing new ways to enhance their understanding of customers’ needs and creating integrated solutions to meet them.

Think and Act Digitally

Digitization is the reality for the agriculture industry today. If the large input ­companies are to keep up with new ­entrants and meet the demands of farmers, regulators, and consumers, they must build new cross-functional capabilities in data, analytics, and digital technology. Maintaining separate digital units or ­centers of excellence risks isolating their digital efforts further. The entire company must think digitally if it is to maximize its innovation potential.

Becoming the Next Innovation Leader

Large agricultural-input companies are facing a difficult future, with significant R&D challenges, an increasingly restrictive regulatory environment, and an onslaught of rivals from outside the traditional agriculture sector. In this increasingly competitive business environment, the winners will prevail largely on the basis of their ability to innovate.

Agricultural-input companies would be wise to put into practice these five imperatives within the context of a carefully reasoned, realistic strategic direction. To succeed at this effort, companies must be perfectly clear on their R&D ambitions, and they must set workable priorities that are fully in line with that strategy.

As condições no setor agrícola estão mudando rapidamente. As empresas de entrada precisam se mover rapidamente e começar agora. Torsten Kurth