La numérisation de l'agriculture

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Introduction

Le secteur de l'agriculture étant essentiel pour assurer la subsistance des personnes vivant dans les zones rurales et leur fournir de la nourriture et des revenus, les technologies de l'information et de la communication (TIC) offrent une formidable occasion d'exploiter tout le potentiel du secteur et de "ne laisser personne de côté". Les TIC offrent aux populations rurales des solutions qui les aident à améliorer leur productivité, à renforcer la sécurité alimentaire et nutritionnelle, à accéder aux marchés et à gagner, voire à augmenter considérablement, leurs revenus. Les TIC ont un potentiel transformateur transversal qui peut accélérer les progrès vers les objectifs de développement durable (ODD) dans le contexte du développement rural, en particulier l'ODD 4 - Éducation de qualité, l'ODD 5 - Égalité entre les sexes et l'ODD 17 - Partenariats pour la réalisation des objectifs.

Les TIC peuvent profiter au secteur agricole en offrant aux agriculteurs des services qui améliorent leur accès aux intrants, aux services financiers et aux marchés, en recueillant et en diffusant des informations, et en facilitant l'apprentissage et les échanges sociaux. En Afrique, la majorité de ces services reposent encore sur les SMS et les systèmes vocaux, mais la pénétration croissante des smartphones laisse entrevoir un nouveau monde de services pour la jeune population rurale du continent, férue de technologie. Cependant, il est important d'adapter les solutions TIC de haute technologie aux besoins des petits exploitants et à leurs compétences et capacités existantes pour utiliser les technologies avancées. En outre, il est essentiel de trouver les modèles commerciaux durables de l'ICT4Ag nécessaires pour promouvoir l'adoption de solutions basées sur l'internet, y compris dans les régions les plus pauvres du monde.

Au cours des cinq dernières années, ICT4Ag est devenu l'acronyme le plus largement adopté pour désigner l'utilisation des technologies de l'information et de la communication (TIC) dans le secteur agricole. ICT4Ag englobe toutes les TIC qui sont/peuvent être utilisées dans le domaine de l'agriculture, et qui varient des technologies plus anciennes comme la vidéo (analogique), la radio et la télévision à l'informatique, l'internet, la télédétection, la diffusion mobile et numérique. L'adoption des TIC dans le secteur agricole a cependant commencé relativement tard. Cela peut être attribué à la perception de l'agriculture comme un environnement difficile, et à sa faible importance dans l'agenda des donateurs jusqu'à une date relativement récente. L'attention croissante a été stimulée par les progrès technologiques qui ont rendu le coût des services TIC plus bas, les informations et les données plus faciles à accéder, à stocker et à échanger. Le développement de modèles commerciaux et de partenariats innovants a également joué un rôle.

Le rapport de la GSMA estime qu'à la fin de 2019, l'Afrique subsaharienne comptait 477 millions d'abonnés mobiles uniques. Ce nombre représente 45 % de la population et continue d'augmenter, tout comme l'adoption des smartphones. La GSMA prévoit que ce nombre doublera d'ici 2025. Le nombre d'utilisateurs mobiles passera de 272 millions en 2019 à 475 millions en 2025. Quant à la consommation de données mobiles en Afrique subsaharienne, elle devrait être multipliée par plus de quatre d'ici 2025. L'importance des ICT4Ag pour le secteur agricole ne fera donc que croître.

Ouvrier de la rizerie à Kebbi, Nigéria

Blockchain pour l'agriculture

Blockchain est une technologie numérique émergente qui a le potentiel de combler les lacunes en matière de traçabilité des produits ainsi que de responsabilité et de transparence des chaînes de valeur agricoles. Dans les chaînes d'approvisionnement agricoles et alimentaires, où de nombreux acteurs sont impliqués depuis la production brute jusqu'au rayon du supermarché, il est nécessaire de fournir un moyen distribué, de pair à pair, mais sécurisé, d'effectuer des transactions entre les différentes parties. La technologie blockchain permet de sécuriser les transactions en les ouvrant à tous les acteurs de la chaîne, ce qui permet de conserver une vision cohérente et un accord entre les participants. Retirer le rôle des intermédiaires et l'augmentation de la transparence permettent de réduire la corruption. Vous trouverez ci-dessous plusieurs exemples d'applications de la blockchain dans l'agriculture :

Traçabilité alimentaire

La traçabilité alimentaire facilite l'identification de la provenance des produits et peut accroître la confiance et la fidélité des consommateurs. Des entreprises telles que Walmart et Kroger, Nestlé, Unilever, Cargill et Carrefour ont adopté cette technologie et l'ont incluse dans leurs chaînes d'approvisionnement.

Gouvernance foncière

Blockchain peut soutenir la gouvernance foncière. Prouver la propriété des terres et des biens dans le Sud global représente parfois un défi. La technologie des grands livres distribués (DLT) est une méthode sûre, rapide et immuable pour enregistrer les titres fonciers, ce qui permet d'apporter une plus grande clarté juridique aux régimes fonciers, d'éviter la corruption et la fraude et de débloquer des capitaux. Les actifs physiques enregistrés sur la DLT, tels que les titres fonciers, peuvent être utilisés comme garantie.

Services financiers

La technologie Blockchain affecte le mode de fonctionnement des banques, des sociétés de cartes de crédit et des fonds d'investissement. Elle rend les transactions bancaires et la fourniture de services financiers et d'assurance plus rapides, moins chères, plus sûres et plus inclusives. Le secteur bancaire a commencé à tester la technologie blockchain avec des crypto-monnaies et d'autres actifs qui peuvent être échangés sur la blockchain directement sans l'implication d'un tiers qui facturerait normalement les services. Un certain nombre de banques comme ING, Société Générale, Barclays, Standard Chartered et BNP Paribas, de grandes entreprises comme Unilever, Sainsbury's et Sappi ainsi que des start-ups fintech ont commencé à utiliser les DLT pour suivre les chaînes d'approvisionnement physiques et débloquer l'accès au financement pour un approvisionnement durable.

Les solutions TIC sont particulièrement prometteuses pour combler le fossé de l'accès aux services financiers dans les pays du Sud et fournir des services financiers aux personnes vivant dans des zones reculées, dépourvues de services communément disponibles dans les villes. L'augmentation du taux de pénétration des smartphones et l'amélioration de la connectivité indiquent que la possibilité pour les agriculteurs d'exploiter pleinement le potentiel technologique de la blockchain semble réaliste. Pourtant, même si la blockchain offre une sécurité avancée, les cadres réglementaires et juridiques sont cruciaux pour guider l'utilisation de la technologie blockchain dans les chaînes d'approvisionnement alimentaire et les éventuels risques pour la sécurité.

Services financiers soutenus par les TIC

Les consommateurs à faibles revenus n'ont pas accès au financement en raison d'un manque perçu de solvabilité par les institutions à grande échelle ou des coûts de transaction élevés, de plus, les prêts à petite échelle n'étant pas rentables pour les grandes institutions. Il n'est donc pas surprenant que la plupart des agriculteurs n'aient pas de compte bancaire.

Dans l'agriculture contractuelle, il y a généralement de longues distances entre les agriculteurs et l'entreprise principale. Effectuer des paiements en espèces peut être risqué et consommer trop de ressources, compte tenu de l'éloignement des exploitations. Cela entraîne des retards dans les paiements et limite sérieusement le potentiel des agriculteurs à augmenter ou même à maintenir leur production et leurs revenus. L'utilisation de services de paiement mobile offre de plus en plus une solution à ce problème. Les services de paiement mobile sont plus faciles à accéder que les services bancaires classiques et permettent des transferts d'argent rapides. Toutefois, l'existence d'un agent local auprès duquel un agriculteur peut retirer de l'argent est une condition préalable. Dans le même temps, si le traitement rapide des paiements est très avantageux pour les agriculteurs, ceux-ci sont habitués à l'argent liquide et peuvent se méfier des nouvelles modalités, qui sont donc mal acceptées. L'ouverture d'un compte de paiement mobile ne peut être imposée aux agriculteurs. Les mesures d'incitation et de sensibilisation sont déterminantes pour convaincre les agriculteurs de modifier leur comportement financier. 

Les modèles économiques de type "pay-as-you-go" (PAYG), moteur de l'innovation

Les modèles commerciaux de services par répartition (PAYG) rendent les produits et services accessibles aux consommateurs à faibles revenus, favorisant ainsi l'inclusion financière. Si le système PAYG est surtout connu pour son application réussie dans les modèles commerciaux de systèmes solaires domestiques, il peut être appliqué à n'importe quel capital productif comme les tracteurs, les pompes à eau et les systèmes d'irrigation (WE4F, 2019). Les solutions de services publics PAYG permettent des modèles innovants pour les services d'énergie, d'eau et d'assainissement qui sont abordables, propres, sûrs et fiables. Les modèles PAYG permettent aux gens d'effectuer des paiements progressifs, souvent par le biais de l'argent mobile, par exemple, pour un système solaire domestique qui peut alimenter le chargement des téléphones et des radios, ainsi que d'autres appareils tels que les téléviseurs et les ventilateurs, donc, représentant une opportunité de faire des progrès avec l'Objectif de développement durable no 7 « Énergie propre et d'un coût abordable ». Ces solutions innovantes de services publics PAYG montrent comment le fait de permettre aux utilisateurs, en particulier ceux des segments à faible revenu, d'effectuer des paiements réguliers et abordables par téléphonie mobile pour des services cruciaux d'énergie, d'eau et d'assainissement favorise à la fois l'inclusion financière et l'impact social.

L'absence de recouvrement des coûts pour les projets d'extension du réseau et de mini-réseaux, le coût initial élevé de l'accès à l'énergie et le manque d'investissements privés ainsi que de subventions bien ciblées pour les projets renouvelables constituent un obstacle à l'élargissement de l'accès à l'énergie. Le rapport CleanStart du FENU souligne le rôle croissant des paiements numériques et des écosystèmes numériques inclusifs dans la réalisation de l’objectif d’assurer une énergie durable pour tous. De même, la technologie blockchain est utilisée pour améliorer et financer l'accès à l'énergie.

Solutions de l'internet des objets

Les solutions de l'internet des objets (IoT) seront au cœur des efforts visant à améliorer la productivité et l'efficacité des processus opérationnels. Les solutions basées sur l'IoT ont le potentiel d'aider à relever les défis dans des secteurs clés, tels que l'énergie, l'eau, l'agriculture, le transport et la logistique, la fabrication et les soins de santé.

L’internet des objets permet de connecter des appareils divers et multiples via le réseau mobile. Les données générées peuvent être analysées à l'aide de technologies basées sur l’informatique en nuage afin d'éclairer les processus de décision en matière de politique stratégique et de conception de projets ou de fournir des informations. Cela a le potentiel de réduire considérablement les coûts de transaction et d'améliorer l'accès des petits exploitants aux marchés.

SIG et télédétection

Les technologies telles que les capteurs et les systèmes d'information géographique (SIG) peuvent accroître la productivité et l'efficacité des pratiques agricoles. Les capteurs et les systèmes d'information géographique (SIG) peuvent être utilisés dans un large éventail de domaines d'application : (1) pour la cartographie GPS des parcelles et la visualisation sur Google Maps, ainsi que la connexion avec le registre des agriculteurs ; (2) pour la surveillance continue (climat, consommation d'eau, humidité du sol) ; (3) pour l'identification de terres agricoles supplémentaires à l'aide d'images satellites et aériennes ; (4) les SIG peuvent permettre la corrélation entre les paramètres naturels, les pratiques agricoles et les rendements qui en résultent ; (5) les drones peuvent être utilisés pour la création de modèles numériques d'élévation en cas de problèmes de drainage, pour la conception de plans d'irrigation, pour le contrôle des récoltes, etc.

Environ 70 % des prélèvements mondiaux d'eau douce sont destinés à l'agriculture. La gestion durable de l'eau est essentielle pour accroître l'efficacité de l'utilisation de l'eau et assurer la sécurité alimentaire et nutritionnelle. Les capteurs peuvent améliorer la gestion des ressources en eau et atténuer le risque d'un taux de prélèvement d'eau non durable en mesurant l'humidité du sol et en contrôlant les arroseurs pour obtenir les meilleures conditions pour les plantes.

Les capteurs peuvent être utilisés dans un système de suivi de l'irrigation alimenté par l'énergie solaire pour mesurer l'irradiation solaire (par exemple sur une surface horizontale et inclinée), le niveau d'eau dynamique, les précipitations et la vitesse du vent. En outre, le système de surveillance SPIS peut être étendu avec des capteurs dans le réservoir et dans le système d'irrigation lui-même. Les dispositifs de surveillance plus sophistiqués (et coûteux) peuvent inclure l'enregistrement automatique des données. L'enregistreur de données enregistre et stocke en permanence tous les paramètres du système sur une période plus longue. Un logiciel d'évaluation spécial permet d'analyser rapidement les données sur place. Dans les zones reculées non reliées au réseau public, les enregistreurs de données sont généralement alimentés par l'énergie solaire et peuvent même inclure des dispositifs de communication modernes (GSM) avec la possibilité de [:File:https://energypedia.info/images/d/da/10.0._ENTRETENIR_Module_V1.0.pdf vérifier les performances du système] via smartphone.

L'utilisation du GPS pour la géocartographie des parcelles des agriculteurs peut s'avérer très utile pour mieux comprendre les conditions locales. Par exemple, ces données peuvent aider à identifier les meilleures variétés de cultures pour les parcelles spécifiques afin d'optimiser les schémas et les plans d'irrigation, de réduire l'incidence des parasites et d'optimiser les itinéraires de transport. Les drones équipés de capteurs infrarouges peuvent être très efficaces pour les alertes précoces et le contrôle des récoltes. Les images satellites sont une bonne source pour l'identification et le développement de nouvelles terres agricoles. Toutefois, l'agriculture de précision nécessite des investissements élevés en logiciels et en matériel informatique puissant, ainsi qu'un haut niveau d'expertise, ce qui la rend justifiable uniquement pour les grands projets d'agriculture contractuelle. En outre, la cartographie doit être fréquemment mise à jour. Dans le même temps, la cartographie GPS des parcelles des agriculteurs et la visualisation via Google Maps constituent une solution peu coûteuse et à fort impact technique. Cependant, il n'est pas possible d'exploiter tous les potentiels de l'agriculture de précision sans une expertise appropriée pour intégrer les différents capteurs et réseaux de capteurs dans un système fonctionnel.

L'utilisation des SIG et des technologies de télédétection peut donner plus de pouvoir aux agriculteurs, ce qui se traduit par des rendements encore plus élevés, de meilleurs revenus et des risques plus faibles si les agriculteurs bénéficient également de conseils sur l'identification des meilleures pratiques pour obtenir le rendement le plus élevé.

Registre des agriculteurs

Le registre des agriculteurs est une base de données ou une application parapluie pour l'agriculture contractuelle sur laquelle s'appuient la plupart des services TIC. Le registre des agriculteurs rassemble des informations importantes pour la planification et la gestion, telles que les numéros de téléphone des agriculteurs, leurs coordonnées bancaires, leur consommation d'eau, la taille et la localisation de leurs parcelles. Une telle base de données facilite la mise à jour de ces informations afin de favoriser la traçabilité, des statistiques plus précises, des pronostics et la planification. Techniquement, la solution doit être intégrée dans un environnement informatique (éventuellement) existant qui peut être simplement une feuille Excel ou une base de données plus ou moins sophistiquée, voire ses alternatives gratuites.

Technologies de l'information basées sur les services et collecte de données par SMS

La technologie USSD (Unstructured Supplementary Service Data) est couramment utilisée par les téléphones cellulaires prépayés pour interroger le solde disponible. Cette technologie permet de fournir à la demande des informations plus spécifiques. L'agriculteur peut composer un numéro et est ensuite guidé à travers un menu pour accéder aux informations nécessaires qui peuvent varier des prévisions météorologiques, des alertes précoces (inondation, tempête, orage, forte pluie, etc.) aux prix du marché. La technologie USSD, les SMS, la messagerie vocale, la technologie de réponse vocale interactive (IVR) soutiennent le modèle commercial de fourniture de services axés sur l'information. Les services fournis par ces solutions peuvent aider les organisations chefs de file à maintenir la communication avec les agriculteurs dans les zones reculées et à les tenir informés dans le cadre de l'agriculture contractuelle, mais aussi à collecter des informations pour le suivi et l'analyse par les agents de vulgarisation, la coopération internationale et les organisations à but non lucratif. Les smartphones peuvent encore faciliter la collecte de données et la capture de données visuelles.

Codage à barres et traçabilité

Le codage à barres dans la chaîne de valeur agricole est un autre moyen d'améliorer la traçabilité afin d'être en conformité avec les normes et certifications nationales ou internationales. L'introduction de codes-barres permet de collecter, gérer et analyser efficacement de grandes quantités d'informations. Toutefois, le codage à barres n'est réalisable qu'avec un service informatique et un service d'approvisionnement professionnel, car il nécessite des bases de données, des serveurs et des procédures de sauvegarde fiables. Par conséquent, cette technologie n'est pas adaptée au modèle informel.

Modèles d'entreprise du secteur AgTech pour les petits exploitants

Ces dernières années, on a assisté à une montée en puissance des start-ups de la AgTech. Elles exploitent le potentiel qu'offre la technologie et introduisent des modèles commerciaux innovants qui s'adaptent au segment de marché de la base de la pyramide (BOP), auparavant négligé.

La base de la pyramide (BOP) est un groupe socio-économique composé de quatre milliards de personnes qui vivent dans une pauvreté relative avec des revenus annuels inférieurs à 3 000 dollars en pouvoir d'achat local. Le secteur alimentaire est évalué à 2 900 milliards de dollars pour le marché de la BOP, ce qui est nettement plus important que tout autre secteur, comme l'eau (20 milliards de dollars), les technologies de l'information et de la communication ou TIC (51 milliards de dollars), la santé (158 milliards de dollars), le transport (179 milliards de dollars), le logement (332 milliards de dollars) et l'énergie (433 milliards de dollars). Malgré une valeur globale importante de plus de 5 000 milliards de dollars, le marché du BOP est très fragmenté et unique, composé de cultures, de langues, de besoins différents d'un endroit à l'autre.

La publication de Grow Asia a identifié cinq modèles commerciaux qui semblent présenter le plus grand potentiel pour atteindre les petits exploitants agricoles à grande échelle :

1. Les services de conseil numérique qui fournissent des conseils et des informations personnalisés aux agriculteurs sur une plateforme de médias sociaux et/ou une application mobile.
   
2. Les plateformes de prêt de pair à pair aident à dé-risquer les investissements dans le secteur agricole en permettant aux prêteurs de faire des prêts individuels aux agriculteurs sur une plateforme numérique.
   
3. Les solutions de traçabilité utilisent une base de données ou un grand livre pour enregistrer l'origine des produits de base provenant des exploitations agricoles.
   
4. Les places de marché numériques rendent les transactions plus efficaces et ouvrent de nouveaux marchés aux agriculteurs en mettant en relation acheteurs et vendeurs en ligne.
   
5. Les plateformes de mécanisation permettent aux propriétaires de tracteurs, de drones et d'autres équipements de programmer le prêt d'équipements aux agriculteurs sur une plateforme numérique.
   

Dans le même ordre d'idées, le rapport final de l'AGRA a identifié cinq caractéristiques clés des modèles d'entreprise durables :

1. Des modèles de revenus qui impliquent que les agro-industries ou les institutions couvrent le coût de l'accès des petits exploitants agricoles au service.
   
2. L'utilisation de canaux de livraison numériques à faible coût combinée à une promotion et un marketing en face à face plus coûteux.
   
3. Des solutions qui combinent des services valorisés et ciblés, proposés en partenariat avec des organisations de confiance.
   
4. Des indicateurs clés de performance et des boucles de rétroaction des clients pour contrôler l'activité.
   
5. Des modèles d'affaires qui ont des sources de revenus diversifiées.
   

Enfin, le Guide de l'innovateur WE4F indique des solutions telles que le régime «payez au fur et à mesure » (pay-as-you-go), la location-achat, le leasing, les subventions croisées, la vente à une unité agrégée, et bien d'autres pour surmonter les défis de la capacité de paiement limitée des agriculteurs et pour réduire la distribution et optimiser les coûts de maintenance.

Études de cas

Système d'alerte précoce intégrant les prévisions de sécheresse autochtones et scientifiques

Les sécheresses restent la première catastrophe en Afrique. Il n'existe actuellement aucun outil de prévision de la sécheresse adapté aux petits exploitants agricoles. L'accès aux médias est également limité dans bien des cas. En outre, les agriculteurs trouvent que les terminologies scientifiques utilisées sont difficiles à traduire dans leur contexte et ne connaissent pas les services météorologiques disponibles. Ils continuent donc à s'appuyer sur les connaissances indigènes. Pour cibler directement les agriculteurs, l'Université centrale de technologie de l'État libre (Afrique du Sud) a mis au point un système d'alerte précoce à la sécheresse qui combine les prévisions de sécheresse indigènes et scientifiques. L'outil peut être utilisé par le biais d'une application mobile, d'un portail web et d'un service SMS pour mettre en commun les informations météorologiques grâce à un réseau de capteurs qui surveillent les conditions météorologiques pour les petits exploitants agricoles au Mozambique, en Afrique du Sud et au Kenya. Le système donne aux agriculteurs une information complète qui diffère des prévisions conventionnelles et trouve un écho auprès d'eux.

Les services facturés à l'utilisation améliorent l'accès aux pompes solaires

La technologie solaire pour l'irrigation peut tripler les profits des agriculteurs en l'espace d'une ou deux saisons de culture, par rapport à l'utilisation d'autres formes de systèmes d'irrigation et à la pluviométrie. Dans le même temps, les petits exploitants agricoles d'Afrique n'ont souvent pas accès aux connaissances, aux capitaux ou aux technologies qui leur permettraient d'améliorer leurs rendements. Par conséquent, les agriculteurs s'appuient souvent sur des pompes à eau diesel bon marché, facilement accessibles aux agriculteurs qui ont des ressources limitées au départ, mais coûteuses à long terme. Pour combler cette lacune, SunCulture a créé le kit d'irrigation AgroSolar, qui combine le pompage de l'eau à l'énergie solaire et l'irrigation goutte à goutte. Pour éviter que le coût ne soit un obstacle à l'obtention des kits solaires par les agriculteurs, SunCulture a adopté une méthode de paiement au fil de la croissance (Pay-As-You-Grow), qui permet aux agriculteurs de payer en plusieurs versements au fur et à mesure de la progression de leurs activités.

Digitising Agribusiness Payments in Africa - Building Financial Inclusion of Farmers

Most agribusiness payments are made in cash. Thus, paying farmers in a timely and cost-effective manner for their produce is a challenge that both agribusinesses and farmers are constantly trying to navigate. World Bank conducted a survey of 29 national, regional and global agribusinesses active across 17 countries in sub-Saharan Africa to assess the current status of digitization of agribusiness payments as a pathway to broader financial inclusion of farmers. The findings of the analysis revealed the following:

• Widespread access to mobile money accounts is a key driver of digitization of agricultural payments.
• Most surveyed agribusiness make some payments digitally and a handful have achieved full or almost complete digitization.
• Some agribusinesses are using innovative approaches to digitize farmer payments and building on digital payments to provide other financial services and non-financial services.
• There is a huge untapped potential to digitize agribusiness payments to farmers.
• There are, however, several challenges that need to be addressed to accelerate digitization of agribusiness payments to farmers. In many countries, these include foundational challenges, such as limited connectivity, poor digital literacy, and a weak regulatory environment for digital payments, and proximate challenges, such as limited availability of cash-in, cash-out points and opportunities to use e-money.
• Digitization of agribusiness payments to farmers offers broader benefits beyond financial inclusion of farmers.
• And finally, the COVID-19 pandemic has reinforced the urgency of digitizing payments to avoid disruptions to the supply chain and maintain economic activity.

Financial inclusion is critical to help farmers increase productivity through targeted investments and build resilience to shocks.

Flying Sensors Help to Reduce Water Consumption

In Mozambique, some of the most common crops—maize, cassava, and sorghum—have very low yields per hectare. Most farmers do not have access to reliable information on the status of their crops and are afraid to risk using costly inputs such as high-quality seeds, on-time irrigation, and fertilizer for fear of wasting these precious resources. FutureWater Flying Sensors aim to bridge this gap. Sensors provide smallholder farmers with insights that are critical to improving their application of limited resources such as water, seed, and fertilizer. The information provided includes high-resolution spatial information beyond the visual spectrum. This means, for example, that the sensors detect crop stress before it is observable by the human eye.

Improving Energy Access through Digital Payments

Modern energy plays an essential role in the development agenda as it powers growing economies, facilitates connectivity, and improves the quality of peoples’ lives. Access to energy facilitates the achievement of many SDGs, such as ending poverty and hunger, achieving universal access to education, health care, energy, and water.

The agricultural and food sectors contribute significantly to global energy consumption, and, as a result, to greenhouse gas (GHG) emissions, especially due to the use of fossil fuels in the absence of grid electricity supply. Innovations in agriculture and agri-food sectors increase productivity, farmers’ income and efficiency of food production systems but require access to energy. While numerous solutions exist to meet the needs of the people who still lack access to clean, affordable, and reliable energy options, one of the key challenges is in how to expand efforts to rural areas. Off-grid renewable energy supply is one of the most cost-effective solutions to the issue of access in remote rural areas but in the lack of cost recovery for mini-grid projects, high up-front cost of energy access and the lack of private investment as well as well-targeted subsidies for renewable projects and the absence of inclusive and flexible payment systems, the ability of rural customers to pay and the expansion of renewable energy access remain limited.

Incorporating digital payments and developing inclusive digital payments ecosystems help to bring light to some of the darkest corners of the world and have the capacity to drive financial inclusion, create new economic opportunities particularly for women, increase transparency across the private, public, and development sectors, and support economic growth by driving major cost savings, efficiencies, and higher productivity.

Actors and Innovators

Functioning business models allow new technologies to reach scale and thrive, but also to make a difference in people’s lives. Below are some examples of successful AgriTech solutions that were delivered within a well-functioning business models tailored to the needs, financial capacity and digital skills of smallholder farming communities.

Access to Information and Capacity Development

Ignitia delivers daily, monthly and seasonal weather forecasts via SMS in partnership with mobile network operators to help smallholder farmers in West Africa to avoid adverse impacts of the changing climate and increase profit. Ignitia’s forecasting model predicts tropical weather patterns down to a hyperlocal range. The service is paid for by linking into the customer’s existing phone credits.

Shamba Shape Up harnesses opportunities offered by television to disseminate timely, tested and effective agricultural information to farmers through an entertaining approach. It is a pioneering farming television in Kenya. The show’s “make-over” style reality show addresses the informational needs of farmers and entertains them at the same time. The show comprises an interactive SMS service, call centre and mobile information service that provides farmers with instant help to improve their farms and get better yields, and an online budgeting tool to help farmers build personalised budgets on a range of commodities.

Drought accounts for over 88% of weather-related disasters in Africa. There is currently no appropriate drought-forecasting tool for smallholder farmers. They continue to rely on their indigenous knowledge to reach critical cropping decisions. ITIKI bridges this gap by providing SMS weather forecasting to farmers in Kenya, Mozambique, and South Africa. ITIKI Drought Prediction Tool combines Indigenous Knowledge with information and high-tech meteorological technology. The company hired people from within the community to build trust and encourage uptake of the solution.

Access to Finance and Services

More than 163 million people in India still remain without access to sustainable water supply, according to the WaterAid report. Claro Energy is an example of a PAYG model offering affordable, on-demand irrigation services from a portable solar pump at no upfront capital cost. Claro Energy operates in high power deficit, diesel dependent, agrarian and poor economic regions of India. The company’s solutions rely on solar energy for developing mass irrigation solutions and generate power at point of use.

In Kenya, M-Pesa, Africa’s most successful mobile money service, accounts for over a third of Safaricom’s service revenues. In 2019, the number of registered mobile money accounts in Sub-Saharan Africa reached 469 million; this is expected to reach half a billion in 2020. Moreover, M-Pesa helped 185,000 individuals transition from subsistence farming and part-time incomes into business or retail sales.

GIS and Remote Sensing

Smallholders are particularly in need of relevant information to take informed decisions about where and when they supply their limited resources such as water, seeds, fertilizer and labor. Third Eye supports farmers in Mozambique and Kenya by setting up a network of flying sensors operators. The company faced a challenge to make sales of their drone-captured spatial water stress information to individual farmers, which led to a decision to sell to farmers’ associations with common irrigation chains instead. The service thus allows for water savings across the water table, and the information is more efficiently captured across multiple farms at once.

Smallholder farmers in Central Highland areas of Vietnam face severe water shortages. There crops are particularly affected by the drought and irrigation deficiency, while the excessive usage of water in farming practice affects plant health and drains the limited groundwater. MimosaTEK provides an internet of things platform for precision irrigation for many crops in Vietnam which monitors and analyzes data on farms to measure soil moisture, rain, wind, light, and recommends to farmers a precise irrigation schedule in real-time. Since not all are able to afford the solution, MimosaTEK also offers the ability to lease the system.

Value Chain and Farm Management

Solar pumps have become an economical, technically and environmentally viable alternative to conventional pumping systems. However, compared to conventional energy systems, the use of solar energy has some specific characteristics, which must be considered when planning a Solar Powered Irrigation System. Since 2015, GIZ and FAO have worked together on developing a free and web-based Toolbox on SPIS. The Toolbox enables advisors, service providers and practitioners in the field of solar irrigation to provide broad hands-on guidance to end-users, policymakers and financiers. Later, the Solar Powered Irrigation (SPIS) App was designed based on the Toolbox.

The Toolbox comprises informative modules supplemented with user-friendly software tools (calculations sheets, checklists, guidelines) which support users in budgeting, sizing and designing a solar-powered irrigation system. The app has all the Toolbox functions and allows the user to save the data, to view and to edit all previous calculations. This may prove particularly useful in the field without internet connection.

Smallholder farmers need water monitoring technology that is similar to what is required for larger farms, but its cost (at $300,000) can be simply astronomical to small landholders. To tackle this issue, ICU - Peru approached smallholder farmers through agriculture cooperatives. Moreover, they designed a lower-cost alternative that sells for just $3,000 in cooperation with the Massachusetts Institute of Technology (MIT). It has limited features, but still addresses the core needs of the farmers (WE4F, 2019). ICU’s innovation combines advanced weather technology in the field and information support via website which provides farmers with the information when to irrigate and how much water to use.

BanQu is an innovative blockchain-as-a-service software company focused on empowering the unbanked and underbanked BOP customers by building their digital economic identity while connecting them to the global supply chains. The company also helps businesses, organizations, and governments to capture interactions with the world’s poorest through a secure, immutable, and distributed ledger of financial and personal records using blockchain technology. This Economic Identity thus provides an opportunity for the unbanked to participate in the global economy.

AgUnity, Kiu Global, and Amar Desh Amar Gram are other examples of digital transaction firms that cut out the middleman in agriculture value chains in developing countries and improve access to finance through digitalisation.

Emerging Opportunities for the Application of Blockchain in the Agri-food Industry

Distributed ledger technologies (DLTs) and smart contracts provide a unique opportunity to bring greater efficiency, transparency and traceability to agricultural supply chains and to improve rural development interventions in a number of ways. FAO’s study “Emerging Opportunities for the Application of Blockchain in the Agri-food Industry” summarizes the opportunities, benefits and applications of Distributed ledger technologies (DLTs) in agri-foods and identifies technical limits and possible institutional barriers to their adoption.

The study identifies three areas in the use of DLTs that can directly impact stakeholders across agricultural supply chains. The ability of the technology to trace a product’s provenance, carry detailed attributes for the product in each transaction and ensure its authenticity leads to positive impact on food safety, quality and sustainability. At the same time, the disintermediation of transactions in agricultural supply chains and the use of smart contracts reduce transaction costs, decrease risk for buyers and sellers and increase cash flow and working capital for farmers and sellers with a greater financial inclusion and stronger business development, as a result. DLTs allow users to build digital identities with their recorded digital and physical assets, generating data from transactions that can be used to inform production and marketing decisions, prove a farmer’s track record to access credit and strengthen the enabling environment with better informed policies.

On the global scale, the research emphasizes the DLTs potential to improve the implementation and monitoring of international agreements related to agriculture. But the international community has an important role to play in contributing to the creation of an enabling environment that ensures that the productivity gains generated from DLTs can be shared by all market participants, as the study points out.

Publications & Tools

Agricultural Supply Chain Traceability

Agricultural supply chains involve a variety of geographically dispersed participants, i.e., farmers, processors, marketers, handlers, consumers, governments, and the general public.  This makes their transparency harder to achieve. GIZ Blockchain Lab’s concept note concentrates on traceability in the agricultural supply chain. The study considers challenges and the enabling context to implement potential solutions and gives an overview of the available Blockchain initiatives that address common issues in various agricultural value chains. The study also introduces potential solutions that could reduce transaction costs, increase transparency and improve financial inclusion for all stakeholders in the agricultural supply chain, but lead to a more sustainable production processes as well.

ICT for Agriculture and Rural Development - Lessons-learnt from German Cooperation Projects

The study “Harnessing the chances of digitalisation for rural development: Lessons-learnt in German-funded rural development projects” carried out by GIZ and SNRD Africa explores the potential of rural digitalisaiton, drawing examples from 29 GIZ projects operating in 34 countries in Africa and Asia and building recommendations to unleash the potential of ICT4Ag. The study captures and shares lessons on applying digital solutions in, among others, data collection and monitoring, capacity development and awareness building, extension services, trading, value chain and farm management. Its practical guidelines touch upon important aspects such as equal access to ICT for women and young people and guide project managers in planning and implementation of sustainable ICT4Ag business models.

Another GIZ and SNRD Africa study “Use of ICT for Agriculture in GIZ projects – Status quo, opportunities and challenges” has a similar focus on GIZ-supported ICT4Ag initiatives in agriculture and rural development. Before learning from the projects harnessing ICT potential for agriculture and rural development in South and South East Asia and across the African continent, the study delves deeper into exploring the roots of the ICT for Development (ICT4D) and ICT for Agriculture (ICT4Ag) concepts.

Both studies provide a rich summary of experience from the GIZ projects using ICT4Ag and include inspiring examples and ideas from within GIZ, lines out entry points and recommendations to fellow SNRD projects all with the aim to better integrate ICT4Ag solutions. Finally, the guidelines also offer a broad list of existing global ICT4Ag-solutions for various project objectives and purposes.

ICT for Small-Scale Irrigation - A Market Study

Digital applications improving efficiency and monitoring agricultural water use play an increasing role in the debate on small-scale irrigation in international cooperation. Firstly, by supporting technical processes for minimizing water use and reducing fertilizer use, as well as saving energy in irrigation technology. Secondly, apps can often facilitate management processes and monitoring of irrigation and operating systems. However, up until now, digital applications specifically targeting small-scale irrigation have only been used sporadically and as pilots in many projects. As part of a market analysis, this report investigates the potential of digital applications for small-scale irrigation with the aim to identify and structure existing experiences and, based on current developments and challenges, to define further requirements for digital applications in this field.

ICT Toolbox for Contract Farming Professionals

This Toolbox is a hands-on overview of 10 effective ICT related tools and several integrated solutions and their possible fields of application to enhance the competitiveness of contract farming. It has been developed for readers among donors, policy makers and the agribusiness who have already understood the importance of ICT for agriculture in general and for contract farming in particular. It shows their long-term financial benefits and gives advice for the selection and prioritization of suitable tools depending on the specific criteria of a given contract scheme, such as its size, business type, geographical setting and the type of production. The toolbox lists the prerequisites, the possible benefits and related risks for the realization. It gives a basic overview of the implementation steps and times, and a rough estimate for the related costs. The document is the result of a comprehensive desk study, a field visit in Mozambique and experience collected in other countries.

ICT in Agriculture - Connecting Smallholders to Knowledge, Networks, and Institutions

This resource is the revised version of the popular ICT in Agriculture e-Sourcebook, first launched in 2011 and designed to support practitioners, decision makers, and development partners who work at the intersection of ICT and agriculture. This updated Sourcebook is meant to be a practical guide to understanding current trends, implementing appropriate interventions, and evaluating the impact of ICT interventions in agricultural programs. It combines cutting-edge expertise in ICT with empirical knowledge of a wide range of agricultural sectors, from governance to supply chain management. As an online knowledge source, it will continue to evolve and be updated to reflect the emerging and changing challenges and opportunities facing the sector. The publication represents a partnership of infoDev and the Agriculture and Rural Development Department of the World Bank Group, with significant contributions from outside experts.

ICT Update - Unlocking the Potential of Blockchain for Agriculture

88^th and the last edition of ICT Update bulletin focusses on the topic of digitalization for agriculture. The issue examines the status and the prospects of blockchain technology in agriculture, the need for blockchain applications, explores opportunities and challenges of blockchain for agriculture and its potential to transform subsistence farmers into market-connected entrepreneurs, while talking about such factors as trust and awareness building. This edition additionally features interviews with practitioners and case studies.

Digitization of Agribusiness Payments in Africa: Building a Ramp for Farmers’ Financial Inclusion and Participation in a Digital Economy

The World Bank report “Digitization of Agribusiness Payments in Africa: Building a Ramp for Farmers’ Financial Inclusion and Participation in a Digital Economy” aims to present the rationale for digitization of agribusiness payments in Sub-Saharan Africa (SSA), assess the current status of digitization using demand and supply-side data, and identify key actions that can help accelerate digitization. The report draws on an analysis of financial-inclusion data from the Global Findex database, a triennial global financial inclusion survey data undertaken by the World Bank, and the Africa Agribusiness Payments Survey, a survey of 29 national, regional and global agribusinesses active across 17 countries in SSA.

The Blueprint Series: Can Agribusinesses Successfully Pivot to Digital Agricultural Platforms?

AgriFin, GIZ, and Dalberg have launched a series of materials capturing insights and lessons learnt associated with digital platforms for agriculture. The Digital Agriculture Platform Blueprint series currently includes the Digital Agriculture Platform Blueprint White Paper, Deep-Dive Report, and Executive Summary.

Plugging into an existing ‘platform’ can help agri-tech organizations to reach a large, established base of farmers or customers. Different emerging models of Digital Agriculture Platforms (DAPs) are explored in detail in a recent White Paper. The series highlights some of the lessons learnt from working with a government-led platform, the Kenya Agriculture and Livestock Research Organisation (KALRO). It points out that, despite some challenges to be addressed, government DAPs could be a driver not only for the expansion of technology innovators across value chains but can also interact with other digital platform providers, including mobile network operators, banks, and agribusinesses to provide a unique and transformative value proposition if governments are ready to embrace digital opportunities for change and collaboration.