Факультет

Студентам

Посетителям

Идея унификации для сельского хозяйства

Вероятно, самая заметная особенность современного сельского хозяйства — это последовательное лишение земли ее естественного «права» на смену растительных сообществ.

Пытаясь затормозить сукцессию, фермер либо воздействует на природу, либо пытается ее обмануть. Сначала он обрабатывает землю, чтобы дать возможность прорасти семенам сорняков, затем он обрабатывает ее вновь, чтобы уничтожить эти ростки, прежде чем будет высеяна культура. Многие из культур необходимо сеять в строго определенное время, чтобы «обойти» пик ежегодного нашествия вредителей.

Воздействие это или обман, но цель одна — создать благоприятные условия для популяции, как правило, единственного растительного вида. Все это влечет за собой определенные издержки, многие из которых непосредственно с полем не связаны. Ежегодные потери почвы приводят к эрозии. Когда не удается своевременно уклониться от контакта с вредителями или патогенами, мы вынуждены применять больше химических средств.

Все живое, если его предоставить самому себе, бурно развивается. Может быть эта жизнь и не имеет экономической ценности, но тем не менее она активно берет свое. Прежде чем достичь динамического равновесия, известного под названием «климаксовое сообщество» (например, высокотравная прерия или дубово — ореховая роща), местность должна пройти несколько стадий взаимодействия между растениями и животными.

Такой путь развития нельзя уподобить движению обломка скалы, катящегося по склону горы, чтобы обрести безжизненный покой у ее подножья. Биологическое развитие протекает под руководством информационной системы, действующей на молекулярном уровне, и в конечном итоге безжизненная земля превращается в объект столь высокой сложности, что его уже почти невозможно постичь. То, что мы наблюдаем, идя по прерии, — это не что иное как миллиарды биологических «бит» взаимодействующей информации — молекул ДНК и РНК в растительных видах, которые нам никогда не удастся сосчитать.

Мало того, что инструкции, которые каждая особь несет в себе, достаточны для ее воспроизведения в данной среде. Они, кроме того, выделяются на общем фоне инструкций, определяющих развитие других особей той же популяции. И поскольку все это следует умножить еще на число популяций в естественном сообществе, то суммарный фонд информации способен потрясти чье угодно воображение. Если бы мы увеличили молекулярные «письма» до размеров, принятых в обычной книге, то информация, заключенная в одном квадратном километре высокотравных прерий, не уместилась бы во всех библиотеках мира. В то же время биологические инструкции, необходимые для формирования растения кукурузы, заполнили бы большую комнату. При всем том одна треть всей производимой в США кукурузы происходит всего лишь от четырех инбредных линий.

С этой точки зрения наиболее очевидное различие между монокультурами и естественными поликультурами в том, что первые бедны, а вторые богаты информацией. Разнообразие этой информации невелико: большая часть ее служит для обеспечения элегантного перехода одного ансамбля видов в другой. Когда фермер отказывается от севооборота и каждый год настойчиво вводит монокультуру, раскол между ним и природой особенно усугубляется. Я полагаю, если мы уж начали наращивать информационный фонд сельского хозяйства, то неизбежно должны прийти к сукцессии. При таком способе ведения хозяйства найдет полезное применение большая часть генетической программы (от рождения до смерти) «культурных прерий». Я надеюсь, что этот акцент на информационных аспектах послужит отправной точкой для формирования новой аграрной концепции, которая в один прекрасный день придет на смену нынешнему энергоемкому сельскому хозяйству.

Биологическая информация почти не требует энергетических затрат. Она когда-то зависела от солнечного света (рассеянный источник), но после миллионов лет эволюции информационные процессы протекают в режимах, близких к термодинамическим пределам эффективности. В сравнении с миниатюрными и почти не потребляющими энергию биологическими информационными системами наша самая изощренная техника выглядит громоздкой, грубой и неуклюжей. В сельском хозяйстве, основанном на сукцессии, мы будет добиваться рационального использования «схем», построенных природой за миллионы лет, и объединять их в самовоспроизводящиеся «системы», т. е. делать то, чего до сих пор никогда не делали. Опираясь на сообщества естественных экосистем, такое сельское хозяйство будет оперировать языком ДНК различных биологических видов. При этом энергозатраты окажутся в 1021 раз меньше, чем это требуется для пробивки эквивалентного количества (бит) информации на перфокартах.

Подобная экономия энергии на самом деле большой роли не играет. Это просто иллюстрация способности живых форм сохранять высокую эффективность при миниатюризации. Более важно, что не меньшую эффективность демонстрируют и продукты генетического кода — части растения, имеющие предельно рациональные структуры и функции. На уровне особей эти живые формы кооперируются друг с другом к взаимной выгоде.

Работая в таком сельском хозяйстве, мы из создателей превратимся в имитаторов конструкций — экосистем, являющихся итогом миллиона лет проб и ошибок природы. Наша роль в этом процессе заключается в том, чтобы употребить эти экосистемы на пользу человеку, сделать угодья подобными тем, на которых сейчас выращиваются традиционные культуры, избегая при этом, однако, опустошительных последствий монокультур. Руководить этой отраслью должны будут не индустриализаторы, а натуралисты.

Сторонники сельского хозяйства производственной ориентации продолжают ратовать за увеличение финансирования исследовательских работ, направленных на увеличение выпуска продукции. «Мы должны накормить мир», — говорят они. Пропагандисты же устойчивого сельского хозяйства предлагают вместо этого другой лозунг: «Мир должен быть накормлен». Чтобы добыть пищу, вовсе не обязательно сделать ее производство таким дорогим, что бедному и голодному она окажется не по карману, а богатый не отважится на столь ценный подарок. Более надежный путь заключается в следующем: построить отрасль, основанную на принципах естественных экосистем, и воспользоваться гибкостью природы, ее способностью эффективно употреблять солнечный свет, перехваченный молекулами хлорофилла. Человечество будет накормлено без затрат дорогой энергии ископаемых или атома. Нам следует отталкиваться от принципов, возникших на стыке «чистой» науки биологии и прикладных сельскохозяйственных отраслей.

Я не склонен осуждать тех исследователей, которые посвятили себя производственному сельскому хозяйству: они «прикрывают» собой деятельность поборников устойчивого сельского хозяйства, которые в этом смысле должны чувствовать себя должниками. Но если их успехи за последние 50 лет так ослепили нас, что мы не сумели создать устойчивого сельского хозяйства, то следующее поколение уже станет их жертвами.

Возможно, никого нельзя обвинять в том, что упомянутые работы не были начаты раньше. Тип сельского хозяйства, который я отстаиваю, мог возникнуть лишь после того, как был достигнут соответствующий уровень взаимоотношений между экологией и популяционной генетикой, а начало этим взаимоотношениям положено 50 лет тому назад. Современная экология зародилась еще около 1910 г. Что же касается популяционной генетики, то как самостоятельная дисциплина она сформировалась в тридцатых, а в фазу зрелости вступила лишь в шестидесятых годах, поскольку прежде не сложилось понимание динамики эволюционных процессов. Альянс этих двух дисциплин в наши дни широко разрекламирован и в чем-то усовершенствован. Однако большинство специалистов-аграрников либо даже не подозревают о существовании такого альянса, либо полагают его недееспособным. И тем не менее представляется неизбежным, что практически настроенные умы в конечном счете найдут способ употребить эти знания при решении сельскохозяйственных задач.

Противоречия между двумя экономиками — экономикой человека и экономикой природы — не выдуманы, они существуют и год от года обостряются. Безусловно, наша социоэкономическая система во многом держит сельское хозяйство под контролем. Однако не стоит забывать грустный факт: экономика человека изобилует ненадежными элементами. К примеру, падение монархии в Саудовской Аравии может изменить экономическую картину (пятьдесят центов за литр нефти) буквально в любой день. Но даже если не придавать значения риску, все равно размеры и структура затрат, связанных с современным сельским хозяйством, должны быть наконец осмыслены более глубоко. Хорошо бы к этому времени располагать несколькими альтернативами построения устойчивой аграрной отрасли.

По моему мнению, мы уже знаем достаточно много, чтобы получить хотя бы частные решения «проблемы сельского хозяйства». Фундаментальные науки нашли определенное приложение в деле повышения урожайности традиционных сельскохозяйственных культур, однако они до сих пор не вовлечены ни в борьбу с почвенной эрозией, ни в изыскание альтернативы массовому использованию вредных химических веществ. С их помощью не удалось уменьшить ни нужду в удобрениях, получаемых из ископаемого горючего, ни зависимость от громадных инвестиций в производство техники и оборудования. Сельское хозяйство будет прогрессировать за счет достоинств, которыми природа наделила растительные смеси и сообщества, а именно за счет сокращения потерь почвы, высокой устойчивости к вредителям и болезням, оптимальных питательных и водных режимов и т. д.

Вот где потребуется понимание экосистем и динамики эволюционных процессов! Мы будем пользоваться инструментами, предложенными и примененными еще пионерами этих дисциплин: математическими и статистическими моделями, микроскопами и теплицами. Нам понадобится только переставить акценты.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: