Энергия и цивилизация
Шрифт:
Соотношение этих двух величин показывает валовый возврат энергии, и следовательно – продуктивность критически важных земледельческих задач. Возврат полезной энергии после вычитания того объема зерна, что требуется на посев, а также потерь при обработке и хранении окажется значительно ниже. Земледельцам приходилось откладывать часть каждого урожая, чтобы нашлось что посадить через год. Комбинация низких урожаев и высокой потери зерна во время ручной работы могла значить, что одна треть или даже одна вторая часть того, что созревало на средневековых полях, не использовалась в пищу. С увеличением продуктивности сельского хозяйства эта доля постепенно уменьшилась до менее 15 %. Некоторые зерна можно есть в целом виде, но перед тем, как подвергнуть настоящему приготовлению (варке или запеканию), большую часть злаков сначала нужно
Примечание 3.3. Обмолот зерновых
Цельнозерновая мука получается из цельных зерен, но белая пшеничная мука – только из эндосперма семян (около 83 % общего веса), при этом высевки (около 14 %) и ростки (около 2,5 %) отделяются, чтобы использовать их по-другому (Wheat Foods Council 2015). Производство белого риса влечет за собой еще более высокие потери. Шелуха составляет до 20 % массы рисового зерна; при ее удалении остается бурый рис. На высевки приходится еще 8-10 %, и различная степень их удаления позволяет получить более или менее полированный (белый) рис, вес которого составляет только 70–72 % от изначального веса зерна (IRRI 2015). Японские свидетельства о недостатке пищи сообщают, что люди вынуждены были есть бурый рис, а когда дела шли хуже, бурый рис мешали с ячменем, и в конечном итоге ели чистый ячмень (Smil and Kobayashi 2011).
Обмолот кукурузы включает удаление корневого чехлика, слоя высевок, ростков, после чего остается эндосперм весом примерно в 83 % от веса зерна. Кукурузная мука для изготовления тортильи и тамала, masa harina, производится с помощью никстамализации, или сырого обмолота зерен, размоченных в разведенном соке лайма (Sierra-Macias et al. 2010; Feast and Phrase 2015). Это размягчает шелуху и сами зерна посредством растворения гемицеллюлозы, снижает количество микотоксинов и увеличивает биодоступность ниацина (витамина ВЗ).
Потери при хранении на традиционных фермах – от поражения грибками и насекомыми и от грызунов, способных добраться до зерен, – обычно снижают выход пригодного для употребления зерна от нескольких процентов до 10 %. Как уже отмечалось, зерно с влажностью менее 15 % может храниться долгое время; более высокая влажность, особенно в сочетании с более высокой температурой, создает идеальные условия для прорастания семян, а также для размножения грибков и насекомых. Кроме того, если хранить зерно неправильно, то оно может пострадать от грызунов. Даже в столь недавнее время, как середина XVIII века, комбинация потерь при хранении и потребностей на посев могла снизить валовую полученную энергию от выращенного в Европе зерна до 25 %.
Циклы севооборота
Общие процессы в годовом цикле земледелия и господство зерновых культур отвлекают внимание от удивительного разнообразия локальных и региональных особенностей. Некоторые из них имели чужое культурное происхождение, но большинство возникло на месте в качестве адаптации к условиям окружающей среды. Наиболее значительно среда влияет на выбор ведущих растений, а следовательно – на состав типичного рациона питания. Она также определяет ритм годового рабочего цикла, и соответственно – вложения сельскохозяйственного труда.
Пшеница распространилась со Среднего Востока на все континенты, поскольку она растет хорошо почти в любом климате (в полупустынях точно так же как в сыром умеренном климате, и поэтому остается ведущим пищевым культурным растением в зоне между 30 и 60 градусами северной широты), на любой высоте (от уровня моря до 3000 м над этим уровнем) и на многих почвах, пока они хорошо дренируются (Неупе 1987; Sharma 2012).
По контрасту, рис исходно полуводное растение тропических низин и растет на полях, залитых водой почти до самой жатвы (Smith and Anilkumar 2010). Культивация этого растения тоже широко распространилась за пределы ядра в Южной Азии, но лучшие урожаи всегда получали в дождливых тропических и субтропических регионах (Мак 2010). Создание и поддержание покрытых бороздами влажных полей, проращивание семян в питомниках, пересадка ростков, обеспечение достаточной ирригации – все это требует значительного увеличения трудовых затрат по сравнению с выращиванием пшеницы. Кукуруза дает лучшие урожаи в регионах с теплыми и дождливыми сезонами, но она предпочитает хорошо дренированную почву (Sprague and Dudley 1988).
Годовые сельскохозяйственные циклы зависели от доступности воды как в сухих субтропиках, так и в районах с муссонным климатом, а также от продолжительности сезона вегетации в зонах умеренного климата. В Египте разливы Нила определяли годовой цикл земледелия до введения ныне широко распространенной круглогодичной ирригации во второй половине XIX века. Посев начинался, как только вода отступала (обычно в ноябре), и никакую полевую работу нельзя было делать между концом июня, когда вода начинала подниматься, и концом октября, когда она быстро уходила; жатва наступала через 150–185 дней после посева (Hassan 1984; Janick 2002). Этот шаблон практически нетронутым просуществовал до XIX столетия.
В муссонной Азии культивация риса опиралась на летние осадки, обычно обильные, но часто приходящие с задержкой. Например, в интенсивном китайском земледелии ростки риса пересаживались из питомников в открытый грунт в апреле. После первой жатвы в июле немедленно сажали поздний рис, который собирали поздней осенью, а затем следовал зимний цикл. Выращивание двух урожаев в год в умеренном климате давалось несколько легче. В Западной Европе озимые растения сажали осенью, а урожай снимали через 5–7 месяцев. Другие растения сеяли весной, они достигали зрелости за 4–5 месяцев. Холодные северные регионы могли «похвастаться» тем, что почва в них оттаивала только к апрелю, а посадки приходилось делать в конце мая, когда отступала опасность убийственных заморозков, так что у растений оставалось только три месяца до возвращения холодов.
Определяемый климатом цикл культивации накладывал сильно отличающиеся требования на мобилизацию и распределение труда человека и животных. Для регионов с единственным урожаем в год была характерна долгая зимняя праздность; именно так обстояло дело в Северной Европе и на равнинах Северной Америки. Забота о домашних животных была, само собой, круглогодичной задачей, но она все равно оставляла много свободного времени, которое тратили на домашнее ремесло, на ремонт инвентаря или на строительные работы. Многие дни более короткой зимы Северного Китая посвящались поддержанию и расширению ирригационной системы.
Весенние вспашка и посев требовали нескольких недель тяжелой работы, за которыми следовало несколько месяцев более легких рутинных операций (хотя прополка тех же рисовых полей могла быть трудной). Жатва была самым напряженным временем, а осенняя пахота могла затянуться на долгий период. Там, где менее суровый климат позволял озимые посевы – в Западной Европе, на Северокитайской равнине, большей части востока США, – оставалось от двух до трех месяцев между съемом летнего урожая и началом работы над зимним. По контрасту, в странах с не таким равномерным распределением осадков, особенно в муссонной Азии, оставались только ограниченные отрезки времени для выполнения полевых работ. Точное расписание было особенно важным для посадки растений и сбора урожая. Задержка на неделю от оптимальных сроков посадки могла привести к значительному уменьшению урожая. Ранняя жатва могла потребовать трудоемкой сушки урожая из-за его высокой влажности, жатва с опозданием – привести к большим потерям из-за высыпания зерна из переспелых колосьев.
До введения в оборот жаток и сноповязалок ручная жатва была самой длительной работой, она требовала в три-четыре раза больше времени, чем вспашка, и определяла размер участка земли, который могла обработать одна семья. Когда растения требовалось убрать быстро, чтобы сразу посадить следующие, то трудовые затраты возрастали еще больше. Как говорит старая китайская пословица: «Когда и просо, и пшеница созревают, даже прядильщицы отправляются на поля помогать». В некоторых работах (Buck 1937) приведена количественная оценка труда в традиционном китайском земледелии: посадка и жатва (между мартом и сентябрем) при получении двух урожаев требовали использования практически всего (в среднем 94–98 %) доступного труда. В некоторых районах Индии два пиковых летних месяца требовали более 110 % или даже 120 % доступного труда, и схожая ситуация сохранялась в других частях муссонной Азии (Clark and Haswell 1970). Подобное энергетическое «бутылочное горлышко» можно было преодолеть, если все работали почти без перерывов целыми днями или опираясь на труд мигрантов.