Энергия и цивилизация

Даже при питании, дававшем достаточно энергии и белка, часто возникал дефицит витаминов и минералов. В рационе Месопотамии, который опирался на высокие урожаи ячменя, не хватало витаминов А и С: древние надписи сообщают нам о слепоте и цингоподобных заболеваниях (Ellison 1981). В последующие тысячелетия нехватка этих двух микронутриентов была распространена за пределами тропиков. Крайне низкое потребление мяса приводило к хронической недостаче железа там, где редко ели зеленые лиственные овощи. Рацион с преобладанием риса приводит к дефициту кальция, особенно у детей: в южном Китае потребление этого минерала составляло менее половины от рекомендованной дневной нормы (Buck 1937). Однообразное и не соответствующее потребностям организма питание, а также недоедание остаются нормой и сегодня во многих бедных странах, где плотность населения превысила лимиты, которые может обеспечить даже самое интенсивное традиционное земледелие.

Ограничения

Несмотря на медленный прогресс в уровне продуктивности и урожаях, традиционное земледелие стало колоссальным эволюционным скачком. Сложная культура не могла бы возникнуть без высокой плотности населения, поддержанной постоянным растениеводством. Даже обычный урожай базового злака мог прокормить в среднем в десять раз больше людей, чем если бы тот же участок земли использовали для подсечно-огневого земледелия. Но существовали очевидные ограничения плотности населения, достижимой с помощью традиционного сельского хозяйства. Более того, среднее обеспечение продовольствием редко превосходило экзистенциальный минимум, и сезонная нехватка пищи и повторяющийся голод ослабляли даже общества со сравнительно низкой плотностью населения, плодородными почвами и развитыми агрономическими навыками.

Объем нужной энергии был самым распространенным ограничением в процессе замещения человеческого труда трудом животных. Необходимость производства концентрированного корма для работающих животных мешала повышать урожаи пищевого зерна. Даже в богатых землей сельскохозяйственных обществах с экстраординарным уровнем производства пищи тренд замены не мог уйти сильно дальше американских достижений в конце XIX века. Тяжелые многолемешные плуги и комбайны обозначили практический лимит приводимого в движение животными растениеводства. Помимо необходимости кормить большое количество животных, используемых только в краткие периоды полевых работ, много труда уходило на их чистку, содержание в конюшнях, замену подков. Ну и серьезные логистические сложности возникали при попытке запрячь и направить большие группы животных. Существовала очевидная потребность во много более мощном первичном движителе – и тот вскоре появился в виде двигателя внутреннего сгорания.

Пределы плотности населения в обществах, попавших в петлю сельскохозяйственной инволюции, были достигнуты благодаря возможности существовать на постепенно уменьшающейся трудовой отдаче на душу населения. Выигрыш от этой стратегии оказался ограничен максимальной возможностью введения азота в повторный оборот. Наиболее интенсивное использование традиционных источников азота – органические отходы и «зеленый навоз» в виде посадок бобовых – обеспечивало достаточное количество питательных веществ, чтобы поддерживать 12–15 чел./га обработанной земли. Производство навоза нельзя было расширить за пределы, установленные доступностью фуража для животных. В интенсивно возделываемых регионах на корм годились только остатки от перерабатываемых растений. Кроме того, процесс удобрения с помощью навоза и человеческих отходов требует напряженного, повторяющегося труда, чтобы собрать, перевезти и внести в почву органический материал.

Единственной универсальной, доступной всем и эффективной альтернативой был севооборот, в котором требующие удобрения культуры чередовались с бобовыми растениями. Однако это тоже ограниченное решение, поскольку частая посадка «зеленого навоза» может поддерживать высокое плодородие почвы, но их собственный урожай будет неизбежно ниже, чем у базовых злаков. Бобовые можно культивировать большей частью без внесения азота, но два класса продуктов питания взаимозаменяемы только до тех пор, пока сравнимо валовое содержание энергии в них. В бобовых много белка, но их сложно переваривать, а часто еще и трудно употреблять в пищу. Более того, их нельзя использовать при выпечке хлеба или, за несколькими исключениями, для изготовления макарон. Поэтому обычно, едва общество становилось богаче, в структуре питания заметно уменьшалось использование бобовых.