Энергия и цивилизация
Шрифт:
Обмолот был единственной важной операцией, в которой паровые машины постепенно заменили лошадей. Быстро расширяющееся сельское хозяйство Америки вынужденно полагалось на растущее поголовье лошадей и мулов. Обычно это были мощные, крупные и хорошо накормленные животные, и энергетические затраты на их содержание оказывались удивительно высокими. К 1900 году они требовали на 50 % энергии в фураже больше, чем волы Новой Англии в 1800-м, причем в виде кукурузы или овса, а не сена или соломы. Выращивание фуражного зерна снижало производство злаков для людей, и эти затраты можно оценить количественно и точно (USDA 1959). В первые два десятилетия XX века число мулов и лошадей в США оценивается в 25 миллионов. На выращивание достаточного количества фуража для этих животных отводилось около четверти всей
Примечание 3.15. Прокорм тягловых лошадей Америки
В 1910 году в США было 24,2 миллиона фермерских лошадей и мулов (и только тысяча маленьких тракторов); в 1918-м году поголовье тягловых животных достигло пика в 16,7 миллиона, а число тракторов увеличилось до 85 тысяч (USBC 1975). При средней дневной потребности в 4 кг зерна для работающих животных и 2 кг концентрированного корма для остальных (Bailey 1908) годовые потребности в фураже составляли, грубо, 30 МДж овса и кукурузы. При урожаях зерна примерно 1,5 т/га это требовало примерно 20 Мга земли для выращивания фуражного зерна. Кроме того, нужны были грубые корма: для рабочей лошади по меньшей мере 4 кг/сут. сена, для неработающих животных – около 2,5 кг/сут., что в целом составляет около 30 Мт сена в год. При среднем накосе сена около 3 т/га требовалось по меньшей мере 10 Мга сена каждый год. Таким образом, площадь, отведенная на выращивание корма, должна была занимать не меньше чем 30 Мга, при общем количестве ежегодно засеваемой земли в 125 Мга. Вывод – на выращивание фуража для американских сельскохозяйственных животных (работающих и неработающих) требовалось почти 25 % всех возделываемых в стране территорий. Расчеты других исследователей (USDA 1959) дают почти идентичную цифру в 29,1 Мга.
В последние десятилетия XIX века не только комбинация лучшего оборудования и изобилия лошадиной силы сделала американское земледелие столь продуктивным. В 1880-х потребление угля в США превзошло потребление древесины и начала приобретать значение сырая нефть. Производство и распространение инструментов, оборудования и машин, а также доставка сельскохозяйственных продуктов стали зависеть от поставок угля и нефти. Американские фермеры перестали быть только мастерами управления потоками солнечной энергии, им в руки попала энергия ископаемого топлива.
Пределы традиционного земледелия
Громадные социоэкономические контрасты между жизнью в период династии Цин, впервые объединившей страну (221–207 годы до н. э.) и последними десятилетиями империи Цинь (1644–1911 годы), или между римской Галлией и предреволюционной Францией, заставляют нас забыть о неизменности первичных движителей и постоянстве практик базовой обработки земли на протяжении тысячелетий доиндустриальной истории. Население кормилось трудом людей и животных, применяло органические удобрения, сажало бобовые, и его численность росла только благодаря увеличению эффективности использования одушевленной энергии и интенсификации растениеводческих практик.
В таких продуктивных регионах, как северо-западная Европа, центральная Япония и прибрежные провинции Китая, урожаи достигли пределов, наложенных максимальным уровнем доступной энергии и потоками питательных веществ, к концу XIX века. При доиндустриальном сельском хозяйстве средний урожай увеличивался очень умеренно. Кроме того, оно могло обеспечить лишь базовый рацион для большинства людей даже в удачные годы, и не могло предотвратить недоедание и повторяющиеся вспышки голода. Повышение продуктивности с помощью различных средств, на первый взгляд эффективных, надежных и легко применимых, было неустойчивым и недостаточным для удовлетворения растущих потребностей.
Достижения
Прогресс в традиционном земледелии был медленным, и принятие новых методов не означало полного отказа от старых практик. Поля под паром, косы и неэффективно запряженные волы по-прежнему применялись в Европе
Прогресс в сельском хозяйстве ускорился только в XVIII столетии. Выращивание пшеницы может наглядно проиллюстрировать этот процесс. В первые десятилетия XVIII века выращивание гектара пшеницы в Европе и Северной Америке требовало почти 200 часов, почти столько же, как в Средневековье. К 1880-му году средний показатель в США снизился до 150 часов, к 1850-му – до 100 часов. К 1900-му он был меньше 40 часов, и наиболее продуктивные варианты (многолемешные плуги и комбайны в Калифорнии) позволяли выполнить эту задачу за 9 часов (рис. 3.15).
Рисунок 3.15. Увеличение эффективности культивации пшеницы в США на протяжении XIX века можно изобразить на основе данных, собранных в Rogin (1931) и USDA (1959)
Постепенная интенсификация традиционного земледелия достигалась заменой человеческого труда трудом животных со все более возрастающей продуктивностью, но несмотря на это средние урожаи почти не менялись. Нам доступна лишь скудная и неточная информация, поэтому сложно сделать долговременные оценки, но очевидно, что стагнация и предельные показатели были нормой и в Европе, и в Азии. Только по первым десятилетиям XX века имеются надежные сведения по странам и регионам. Большая часть цифр по ранним периодам в Европе относится к сравнительному возврату посаженных семян, и обычно в показателях объема, а не массы. Поскольку эти семена были мельче, чем у сегодняшних, подвергшихся селекции сортов, перевод в массу не будет точным. Более того, даже в лучших монастырских или государственных записях много пробелов, и практически все источники показывают значительные колебания год от года. В Средние века из-за экстремальных погодных условий урожая могло не хватать даже для посадок на следующий сезон.
Лучшие оценки показывают, что в раннем Средневековье для пшеницы возврат был всего лишь двукратным. Относительно достоверные долгосрочные реконструкции национальных тенденций для последних семи столетий имеются для Англии (Bennett 1935; Stanhill 1976; Clark 1991; Brunt 1999). В XIII веке посев пшеницы в Англии возвращался в размере от трех до четырех раз, с зафиксированным максимумом до 5,8. Это дает среднюю величину чуть выше 500 кг/га. Тщательный анализ всех имеющихся данных по стране показывает, что надежное удвоение этого очень низкого урожая было достигнуто только пятью столетиями позже. Урожаи пшеницы в Англии оставались на почти средневековом уровне до 1600 года, но потом они постоянно увеличивались.
Среднее значение по стране в 1500 году было удвоено перед 1800-м и утроено к 1900-му, большей частью в результате экстенсивного осушения почв и получивших широкое распространение методов севооборота и интенсивного удобрения навозом (рис. 3.16). К 1900-му британское сельское хозяйство уже извлекало значительную выгоду из улучшенного оборудования и еще большую из быстрого развития национальной экономики, опирающейся на потребление угля. Эффект от поступления энергии ископаемого топлива также хорошо виден в случае с голландскими урожаями; по контрасту, урожаи пшеницы во Франции показывают много более пологий рост даже в XIX веке; в эффективном, но экстенсивном американском сельском хозяйстве и вовсе наблюдался спад (рис. 3.16). Используя наиболее достоверные из доступных средние показатели урожая, мы можем определить, что час труда в Средние века позволял получить не больше чем 3–4 кг зерна. К 1800-му среднее значение было около 10 кг, столетием позже – около 40 кг, а лучшие показатели поднимались выше 100 кг.