2024年三季度技术景观：挖掘土壤健康2024

新兴科技研究2024年第三季度技术领域 PitchBook Data, Inc. ：深入探究土壤健康 尼扎尔·塔尔胡尼研究及市场情报部执行副总裁 保罗·康德拉新兴技术研究负责人 概述支持再生农业的技术和企业 机构研究组分析 亚历克斯·弗雷德里克高级分析师，新兴技术 alex.frederick@pitchbook.com PitchBook是晨星公司旗下，为从事私募市场业务的专业人士提供最全面、最准确且难以找到的数据。 本·里奇奥助理分析师，新兴领域技术ben.riccio@pitchbook.com 概述 数据柯林·安德森数据分析师 土壤健康指的是土壤作为生活生态系统所具备的功能，能够循环利用有机物质并增加农田生物多样性。有效的土壤健康管理能够带来多重效益：它提高了作物产量，减少了化学肥料和农药的依赖，增强了作物对气候变化的适应性，并减轻了温室气体排放。对美国24个农场案例进行的全面分析表明，投资土壤健康具有显著的经济效益。这些研究揭示了平均投资回报率为158%，土壤健康管理项目平均每英亩增加收入144美元。1 pbinstitutionalresearch@pitchbook.com 出版设计者Jenna O’Malley发布于 2024 年 9 月 25 日 尽管有这些明显的益处，工业化的种植实践，如单一作物种植（monocropping）和大剂量使用化学制剂，仍然普遍存在。这些方法常忽视土壤健康，导致土壤养分匮乏，迫使农民进一步加剧这些有害行为，从而加剧负面后果，如土壤侵蚀和生物多样性减少。然而，随着农业部门越来越多地优先考虑可持续性，土壤健康管理措施在公共和私营部门都正在加速发展。 目录 改善土壤健康是一项复杂的任务，它依赖于改变耕作方式，而风险投资支持的公司正在引入创新解决方案以促进这一转型。新初创公司为农民提供工具，以更好地改善和监测土壤健康。例如，Pivot Bio 开发了微生物作为替代肥料。Trace Genomics 利用人工智能和机器学习分析土壤生物多样性。这些技术进步不仅帮助农民采用可持续方法，而且为通过碳信用和范围3排放跟踪实现的结果排放抵消的商业化铺平了道路。这为农民创造了额外的收入来源，从而进一步激励他们转向可持续做法。 12推荐阅读 然而，在土壤健康实践的广泛应用中仍存在挑战。改变投入和耕种方法对农民来说是一项重大风险，而土壤健康项目通常需要数年才能看到回报。此外，农民对改善土壤健康的方法知之甚少，这需要更多的教育和技术培训。解决这些障碍对于土壤健康项目在农业中的持续增长和成功至关重要。 随着认识的提高和技术的进步，对土壤健康的关注很可能会加剧，从而推动该领域的进一步创新，并有可能在全球范围内改变农业实践。这种向可持续土壤管理的转变承诺不仅能够提高农业的生产力和盈利能力，而且在全球范围内在缓解气候变化和确保长期粮食安全方面发挥重要作用。 背景 工业农业实践在提高生产力和产量、降低土地和劳动力需求方面极其有效。这些实践优先考虑农场的短期效率，通常以牺牲长期土壤健康为代价。广泛使用化学投入物、集约耕作和单一作物种植在扩大食品生产方面取得了成功，但耗尽了土壤的营养，并增加了其受到侵蚀的脆弱性。然而，对这些问题认识的不断提高引发了对更加可持续的农业实践的转变，以保护土壤健康。如覆盖作物和减少耕作等做法可以提高土壤回收养分、保持水分和储存大气碳的能力。虽然这些做法可能最初会降低产量，但它们通常通过降低资源成本和改善长期生产力，在一段时间后增加农场盈利能力。 再生的农业，一种推广可持续实践以增加产量并减少环境影响的农业理念，正在获得越来越多的关注。这一方法的核心理念着重于改善土壤健康。公共和私营部门都通过投资再生技术、实践和模式来推广可持续农业。2023年通货膨胀减少法案为采用气候智能型农业和林业实践的农民分配了117亿美元。2提供再生方法（如覆盖作物、轮作和无耕作农业）的激励措施。在私营部门，像拜耳（Bayer）、嘉吉（Cargill）和农场商务网络（Farmers Business Network）等主要农业公司已实施了促进土壤健康的计划，为实施再生实践的农民提供资金或成本分担计划。食品生产商如百事可乐（PepsiCo）和通用磨坊（General Mills）已承诺将再生农业作为其减排策略的一部分。3 随着对土壤健康立法支持的增强和私营部门对此的兴趣，专注于促进和管理再生农业的技术和初创企业很可能会受到越来越多的关注和投资。这一转变代表着一个显著的机会，以应对环境挑战同时确保农业的长期可持续性。 土壤健康景观 土壤添加剂 尽管再生农业实践能够改善土壤的长期健康，并提高土壤中的碳含量，但这些益处往往需要数年才能体现，而关于固碳持久的质疑仍然存在。然而，下一代土壤添加剂可以加速这些结果的实现，同时提高土壤中的碳持久性。这些添加剂包括： • 生物土壤添加剂，例如生物肥料、生物刺激剂和接种剂，这些产品使用微生物或生物分子与作物根系建立共生关系，提高养分循环和吸收。这些添加剂还能通过促进有机物的分解，增加土壤碳的持久性。 • 生物炭一种由燃烧剩余的有机农作物物质制成的化肥替代品。生产过程将碳转化为更稳定的形态，通过自然分解来减缓释放。例如，NetZero等公司提供可持续的化肥，并出售从生产过程中产生的碳抵消量。 • 加强岩石风化一种新兴的碳捕获技术，通过将细磨的硅酸盐施用到土壤中，加速自然碳矿化。此过程将暂时性土壤碳转化为稳定的碳酸盐，同时将有益养分释放到土壤中。 关于生物土壤添加剂趋势和投资的更多信息，请参阅我们的2024年第一季度分析师报告：生物制品将自然带回到农业. 土壤监测 随着农民越来越重视土壤健康，对量化不同土壤健康举措成功度的综合数据的需求显著增长。为了满足这一需求，利用尖端技术的创新工具已出现，为土壤条件提供前所未有的见解。农民和农业学家都使用这些工具来追踪可持续农业实践的影响，减少资源使用，并提高整体农场盈利能力。 新型土壤监测系统集成了物联网传感器、高分辨率航空影像和先进的数据建模技术。这些技术为农民和农业科学家提供了有关关键土壤健康指标的详细信息，有时甚至提供实时信息，包括营养可用性、土壤有机质、水分水平和微生物活性。 再生农业赋能 实施土壤健康措施对农民来说是一大挑战，他们往往缺乏采用这些措施所需的相关知识和资金。随着改善土壤健康的经济效益越来越明显，越来越多的公司提供创新解决方案，以帮助农民过渡到再生农业实践并利用排放减少带来的好处。通过合作或融资，这些公司帮助农民实施新的做法，并为农民提供新的收入渠道。 随着再生农业的推广，传统的农业企业巨头也开始进入这个领域。例如，嘉吉和拜耳推出了碳减排计划，为采用减排措施的农民提供经济激励。这些计划通常将技术援助与绩效相关的支付相结合，利用公司广泛的专业农业知识和市场覆盖范围。主要行业参与者的加入标志着再生农业原则在主流接受度上的重大转变。 咨询和碳项目 咨询和碳项目是专业公司提供的服务，旨在帮助农民转型到可持续的种植实践并货币化由此产生的碳减排量。这些公司与种植者合作，提供教育和工具以提高土壤健康，然后连接农民与购买他们产生的碳信用额的企业买家。 替代融资选项 认识到过渡到再生农业的初始成本和风险，一些金融机构正在提供定制解决方案，例如： • 降息贷款用于土壤健康投资• 与环境或产量结果挂钩的绩效融资• 专为可持续农业项目发行的环境债券 这些选项有助于减轻农民在采用新实践时面临的重要财务风险。 土壤碳市场与排放跟踪 自愿碳市场（VCMs）已成为企业抵消其排放的一种创新方式。然而，对信用质量和一般经济状况的担忧在近年来阻碍了VCMs的增长，迫使包括土壤碳信用额供应商Nori在内的几家初创企业近期关闭。4尽管挑战重重，针对测定和销售农业起源抵消量的VCM基础设施已显著扩建，因为土壤日益被视为可行的碳汇。自2022年以来，该行业的企业已通过36笔交易筹集了6.281亿美元的融资。 农业碳市场 Indigo Ag于2018年开创了这一领域，通过推出土壤碳信用额市场，将恢复性农民与寻求抵消排放的公司连接起来。该市场平台促成了微软最近购买40,000个农业来源的信用额。5其他市场已经出现或扩展了它们的清单，包括土壤碳信用额。例如，Puro.earth提供来自土壤添加剂如生物炭和增强岩石风化的抵消。 MRV 大多数市场提供自己的MRV服务以支持其碳减排声明。然而，一些公司提供第三方MRV服务，增强了这些市场的可信度和透明度。这些公司利用先前描述的监测技术以及人工智能驱动的分析，以准确跟踪土壤碳水平。 MRV服务机构在帮助农民和食品生产商理解和管理工作排放量以及验证抵消索赔方面发挥着至关重要的作用。例如，Regrow Ag为Cargill的碳计划提供MRV服务，以验证抵消金额和持续时间。Regrow Ag还与通用磨坊等食品生产商合作，帮助他们计算其产品的第三范围排放量。 有关VCMs的趋势和投资更多信息，请参阅我们的2024年第一季度分析师报告：自愿碳市场. 风险与考虑因素 农田产权结构 当前农田所有权结构对广泛土壤健康投资的普及构成了重大障碍，美国农业部报告称，美国所有耕地的54%是租赁的，9并且70%的这些租赁每年都会续约。10短期租赁的普遍存在不利于长期土壤健康改善，反而激励农民在牺牲土壤健康的情况下最大化短期产量。为应对这一挑战，替代性投资者正在购买农田并与再生型农民建立创新性合作。这些安排提供更灵活的租赁条件，包括更低租金、租赁权购买协议以及利润共享模式。通过提供更长期的土地保障和分享财务风险与回报，这些以影响力驱动的投资者使农民能够采取经过深思熟虑的再生实践风险。11这种新方法将经济激励与环境保护相结合，可能加速美国向更可持续的农业实践转变，并克 服再生农业广泛采用的关键障碍。 土壤碳核查监测报告的透明度 VCMs面临重大的完整性挑战，继2023年揭露夸大补偿要求之后。12这导致了对标准化的增强以及对高质量信用的转变，给土壤碳市场带来了压力，而在土壤碳封存数量和持久性方面的不确定性尤为普遍。这些担忧因缺乏标准化土壤碳MRV方法而加剧。传统方法，如实验室土壤样品检测，劳动密集且成本高昂，不适合大面积的农田。为了解决这个问题，创新的MRV服务提供商正在利用遥感技术，如卫星图像，扩大其排放跟踪服务。Agreena使用卫星数据对其碳项目中的温室气体排放和减排进行建模，并通过战略性地采样土壤来验证这些模型。 随着土壤越来越成为可获取的信用来源，市场平台和监测与报告服务提供商必须采用多方面的监测方法，将他们的遥感技术和数据模型与现场测量相结合。这种演变对于建立土壤碳市场信任至关重要，并确保其作为气候变化缓解工具的长期可行性，同时激励可持续的农业实践。 近期交易活动和市场展望 近年来，尽管由于经济条件挑战，风险投资活动总体呈下降趋势，但风险投资（VC）对土壤健康公司的兴趣依然坚挺。虽然2023年更广泛的农业技术行业在交易数量和价值上均有所下降，但土壤健康公司在2024年筹集的资金与2020年和2021年观察到的峰值水平相当。然而，2024年的趋势已发生变化，筹资现在更紧密地与更广泛的市场趋势相一致，这由交易价值和数量显著下降所证实。 土壤添加剂在过去五年中在土壤健康领域获得了最大的风险投资兴趣。这种高度关注归因于该领域初创企业的激增以及涉及行业领导者如Pivot Bio和Ynsect的多个高调的大型交易。值得注意的是，Indigo Ag也是一个主要参与者，自2020年以来通过四笔交易筹集了13亿美元。 推荐阅读 •Q1 2024 PitchBook分析师报告：《生物制品将自然带回到农业》，PitchBook，亚历克斯·弗雷德里克，2024年1月19日。 •重新思考：美国土壤健康的路线图，《大自然保护协会》，迈克尔·多恩等，2020年1月。 •挖掘农业中土壤的碳去除潜力，BCG，Vuk Trifkovic等，2024年3