Сельскохозяйственное производство

Сельскохозяйственное производство требует наличия достаточных земельных, водных и энергетических ресурсов и тем самым из всех видов человеческой деятельности создаѐт наибольшую нагрузку на природную среду. Человеку известны десятки тысяч съедобных растений, однако только 30 из них широко используется в качестве сельскохозяйственных культур. Четыре культуры — пшеница, рис, кукуруза(маис) и картофель  — в основном кормят человечество. Продукты животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца) обходятся гораздо дороже в производстве, а потому до сих пор малодоступны для большинства людей. Дело в том, что для получения мясомолочных продуктов домашним животным скармливается большое количество зерна (кукурузы и сои) и значительная часть (до 30 %) мирового улова рыбы. В соответствии со вторым началом термодинамики и правилом «10 %» доля изначальной солнечной энергии, получаемая конечным потребителем — человеком от животной пищи, в целом оказывается в 10 раз меньше, чем при вегетарианской диете, так как площади, пригодные для распашки или под пастбища, ограничены просто по экономическим причинам. Тем не менее в опасной гонке между ростом народонаселения и производством продуктов питания, предсказанной Мальтусом , человечество пока умудряется не проиграть. Это достигается за счѐт развития сельского хозяйства, которое может идти двумя путями: экстенсивным и интенсивным.

 Экстенсивный путь развития состоит попросту в увеличении площадей, занятых под сельскохозяйственное производство. На протяжении многих веков рост производства продовольствия происходил именно так. Этот путь является тупиковым в принципе, так как площади, пригодные для распашки или под пастбища, ограничены. Большая часть этих площадей в настоящее время занята тропическими лесами, вырубка которых может привести к тяжелейшим природным катастрофам. И вместе с тем печальный опыт человечества показывает, что такое развитие оказывается экономически неэффективным в перспективе и экологически убийственным даже на коротких отрезках времени. Дело в том, что сведение лесов и распашка целинных степей без принятия соответствующих мер ведѐт к сильнейшей эрозии почв, при которой тонкий плодородный слой не столько даже истощается, сколько смывается поверхностными водами и уносится ветром при пыльных бурях. В результате недавно освоенные земли теряют плодородие и часто забрасываются, но при этом далеко не всегда на них восстанавливаются природные экосистемы. В совсем недавнем прошлом, в начале XX века, такая судьба постигла огромные пространства прерий в Северной Америке. Они были распаханы и уничтожены (при этом погибло множество уникальных видов животных и дикорастущих растений), а потом из-за эрозии почв и пыльных бурь заброшены. Но люди не умеют учиться на чужих ошибках, и ситуация во многом повторилась при «освоении» целинных степей Северного Казахстана и Юго-Западной Сибири в 60—70-х годах XX  века. В настоящее время человечество вынуждено признать, что экстенсивное развитие сельского хозяйства себя полностью изжило, и дальнейшее движение по этому пути не только бесперспективно, но и опасно.

Альтернатива состоит  в интенсивном развитии сельскохозяйственного производства, основанном на повышении урожайности возделываемых земель и разведении высокопродуктивных пород скота. В 50-х годах XX века этот процесс происходил в индустриально развитых странах, и его основой послужили широкое внедрение новых высокоурожайных сортов и массированное применение минеральных удобрений и ядохимикатов — пестицидов для борьбы с «вредителями» и сорняками» и болезнями растений . Одновременно в практику земледелия вводились щадящие методы обработки земли, минимизирующие нарушения структуры почвы и снижающие еѐ эрозию. За счѐт этого в  1950—70 гг. произошѐл многократный рост урожайности в индустриально развитых странах Северной Америки и Европы. Однако она требовала значительных капиталовложений в новую сельскохозяйственную технику, развития соответствующих отраслей химической промышленности и больших затрат энергии, получаемой от ископаемого топлива (горючее для техники и электроэнергия для оросительных систем и индустриального животноводства). В конце 1960-х годов многолетними усилиями генетиков и селекционеров были получены совершенно новые сорта риса и пшеницы, отличающиеся высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и коротким периодом созревания  (время вегетации). При применении дополнительного орошения и удобрений новые сорта дают рост урожая до пяти раз, а благодаря короткому периоду вегетации позволяют в условиях тропического и субтропического климата собирать с одного участка 2—3 урожая за год. Две зелѐные революции, существенно облегчив решение проблемы питания быстрорастущего человечества (мировое про-изводство зерна выросло более чем пятикратно), привели, однако, к возникновению новых проблем. Во-первых, резко возросла энергоѐмкость сельского хозяйства, на нужды которого расходуется примерно 12 % мирового производства нефти. Во-вторых, примерно десятикратный рост применения азотных и фосфатных удобрений привѐл к засорению ими пресных, а в некоторых случаях и морских вод. В-третьих, качество продуктов питания во многих случаях снижается. В-четвѐртых, широкое применение пестицидов связано с опасностью отравления людей, как острого в результате небрежности, так и систематического, ведущего к опасным хроническим заболеваниям. В этом смысле особую опасность представляет  кумуляция  (накопление) пестицидов в трофических (пищевых) цепях и пирамидах, когда на верхнем уровне находится человек. В-пятых, кумуляция пестицидов ведѐт к вырождению и гибели многих видов высших животных.