Энергия и цивилизация

Ископаемое топливо и электричество стали незаменимыми ресурсами в современном земледелии. Они использовались прямо, чтобы приводить в движение механизмы, и косвенно, чтобы строить эти машины, добывать минеральные удобрения, синтезировать азотистые вещества и защитные химикалии (пестициды, фунгициды, гербициды и др.), чтобы создавать новые разновидности растений. А с недавнего времени – чтобы приводить в действие электронику, берущую на себя многие функции и поддерживающую аккуратное земледелие. Ископаемое топливо обеспечило рост объема и стабильности урожаев, оно заменило практически всех тягловых животных в богатых странах и значительно уменьшило их использование в бедных, а замена мускулов двигателями внутреннего сгорания и электромоторами продолжила снижение интенсивности труда, начатое доиндустриальными достижениями в сельском хозяйстве.

Непрямое влияние ископаемого топлива на сельское хозяйство началось уже (пусть и в небольшом масштабе) в XVIII веке, когда плавку железной руды перевели с древесного угля на кокс. Оно расширилось с распространением стальных механизмов во второй половине XIX века и достигло новых высот с появлением новых, более мощных полевых машин, оросительных насосов, а также различного оборудования в XX веке. Но объем вложенной в машины энергии – всего лишь доля энергии, прямо использованной на управление тракторами, комбайнами и другими, на то, чтобы качать воду, сушить зерно и обрабатывать злаки. Из-за присущей им высокой эффективности дизельные двигатели стали доминировать во всех этих областях, но на долю бензина и электричества тоже осталось немало.

Использование двигателей внутреннего сгорания в сельскохозяйственных механизмах началось в США, в то же десятилетие, когда легковые машины стали массово производимым товаром (Dieffenbach and Gray 1960). Первый тракторный завод был заложен в 1905 году, устройство отвода мощности для навесного оборудования появилось в 1919-м, а мощные подъемники, дизельные двигатели и резиновые шины – в начале 1930-х. До 1950-х годов механизация в Европе шла несколько медленно, в густонаселенных странах Азии и Латинской Америки она началась только в 1960-х, а в некоторых бедных государствах идет прямо сейчас. Механизация полевых работ была главной причиной роста производительности труда и снижения доли занятого в сельском хозяйстве населения. Сильная западная лошадь начала XX века работала с мощностью шести человек, но даже первые тракторы выдавали эквивалент 15–20 тяжелых лошадей, а сегодняшние машины, работающие в Канадских прериях, выдают до 575 л. с. (Versatile 2015).

В главе 3 я показал, как рост производительности снизил средние трудовые вложения в выращивание пшеницы в Америке с 30 часов на тонну в 1800 году до менее 7 часов на тонну в 1900-м; к 2000 году показатель уменьшился до 90 минут на тонну. Высвободившаяся трудовая сила начала перемещаться в города, вызвав мировое сокращение сельского населения и продолжающийся до сих пор рост урбанизации (рассмотрен дальше в этой главе). Американская статистика позывает результаты перемещения. Процент трудящихся на селе уменьшился с более 60 % от всей рабочей силы в 1850 году до менее 40 % в 1900-м; эта доля составила 15 % в 1950 году, а в 2015-м она была всего 1,5 % (USDOL 2015). Для сравнения, сельским трудом в ЕС сейчас занято 5 % работающих, а в Китае все еще около 30 %.

Максимальная численность американских тягловых лошадей составила 21,4 миллиона в 1915 году, а количество мулов достигло пика в 1925–1926 годах: 5,9 миллиона особей (USBC 1975). На протяжении второго десятилетия XX века общая тягловая сила была в десять раз больше, чем у только что появившихся тракторов; в 1927 году эти два первичных движителя сравнялись по объемам, а к 1940-му тракторы уже в два раза превосходили животных. Но сама по себе механизация не могла высвободить такое большое количество сельского труда. Более высокие урожаи новых разновидностей злаков, лучшие удобрения, эффективные гербициды и пестициды, усовершенствованная ирригация – все это внесло свой вклад.

Важность хорошо сбалансированного питания растений определил Юстус фон Либих (1803–1873). В 1843 году он сформулировал «закон минимума»: питательное вещество, которого меньше всего, определит уровень конечного урожая. Из трех макронутриентов (веществ, которые требуются в сравнительно больших количествах), а именно, азота, фосфора и калия – два последних довольно просто обеспечить. В 1842 году Джон Беннет Лоус (1814–1900) предложил обработку фосфатных пород растворенной серной кислотой, чтобы получать обычный суперфосфат, и позже этот способ использовался на крупных месторождениях фосфатов во Флориде (1888) и Марокко (1913). Калий в виде КС1 можно добывать во многих шахтах в Европе и Северной Америке (Smil 2001).