Постоянство и инновации
Инерция традиционного земледелия была во многих отношениях очевидной в течение нескольких тысячелетий: посев на сухих равнинах путем ручного разбрасывания семян и ломающий спину труд по пересадке проростков риса на сырое поле; медленно двигающиеся волы в упряжке, которые тащат простой деревянный плуг; ручная жатва серпами или косами, обмолот с помощью цепов или домашних животных. Но это очевидное постоянство повторяющихся процессов скрывало многочисленные, хотя почти всегда постепенные изменения. Они варьировались от распространения лучших агрономических техник до введения новых растений.
Последнее оказывает серьезное влияние благодаря появлению новых базовых источников углеводов (кукуруза, картофель) и богатых микронутриентами овощей и фруктов. Некоторые культуры распространялись сравнительно медленно и более чем по одному маршруту. Например, огурец (Cucumis sativus) попал в Европу двумя независимыми путями, сначала (до появления ислама) по земле из Персии (в восточную и северную части Европы), а затем морем в Андалусию (Paris, Daunay and Janick 2012). Несомненно, что самое масштабное распространение новых культур последовало за появлением европейцев в Америке: всемирное признание картофеля, кукурузы, томатов, разных видов перца, пантропическая культивация ананасов, папайи, ванили и деревьев какао (Foster and Cordell 1992; Reader 2008). Возможно, лучший способ оценить сельскохозяйственную эволюцию – взглянуть на четыре наиболее постоянных разновидности земледелия, а затем на быстрый прогресс в сельском хозяйстве Северной Америки доиндустриальной эпохи.
Исторически первым было земледелие Ближнего Востока, например египетское. Существовавшие там природные ограничения (малое количество плодородной земли и почти полное отсутствие осадков) и экстраординарные экологические условия (ежегодные разливы Нила, приносившие гарантированное количество воды и питательных веществ) в комбинации создали высокопродуктивное земледелие уже в раннединастическое время. К началу XX века, после долгого периода стагнации египетские крестьяне все еще производили наибольшее количество съедобной энергии, возможное при использовании только солнца (никакого ископаемого топлива).
Традиционное китайское земледелие является образцом восхитительно продуктивного растениеводства Восточной Азии. Оно поддерживало самое большое в мире население, находящееся в культурном единстве, и дожило практически в нетронутом виде до 1950-х. Такое постоянство дало возможность изучить традиционное земледелие современными научными методами и вынести надежные количественные оценки продуктивности. Развитые общества Мезоамерики зависели от уникального и высокопродуктивного растениеводства, которое обходилось без плуга и тягловых животных. Европейское сельское хозяйство эволюционировало от простого начала в Средиземноморье до быстрого прогресса в XVIII и XIX веках. Перенос его практик в Северную Америку и не имеющая прецедентов скорость сельскохозяйственных инноваций в США в XIX веке создали наиболее эффективное традиционное земледелие.
Древний Египет
Сельское хозяйство Египта додинастической эпохи, следы которого прослеживаются до 5000 лет до н. э., сосуществовало с охотой на зверей (антилоп и свиней, крокодилов и слонов), на птиц (гусей, уток), рыбной ловлей (особенно легкой на затопленном мелководье) и собиранием растений (трав, корней). Двурядные пшеница и ячмень были первыми злаками, а овца (Ovis aries) – первым животным, которое одомашнили. Посадки в октябре и ноябре следовали за отступлением вод Нила, прополка не требовала больших усилий, а время жатвы наступало через пять или шесть месяцев. Расчеты, базирующиеся на археологических данных, показывают, что земледелие додинастического Египта могло кормить, возможно, до 2,6 человека с гектара обработанной земли, но более вероятно, что долгосрочный средний показатель был в два раза меньше.
Египетское сельское хозяйство всегда процветало благодаря орошению, но как в эпоху Древнего царства (2705–2205 годы до н. э.), так и в эпоху Нового царства (1550–1070 годы до н. э.), ирригация заключалась в сравнительно простых манипуляциях с ежегодным паводком. Они сводились к постройке высоких и прочных насыпей, перегораживанию дренажных каналов и разделению между собой водосборных площадей (Butzer 1984; Mays 2010). В отличие от Месопотамии или долины Инда, здесь не было постоянных оросительных каналов из-за очень низкого градиента Нила (1 к 12 000). И первое ограниченное использование этой технологии отмечено в Фаюмской впадине при Птолемеях (после 330 года до н. э.).
Еще одним ограничивающим ирригацию фактором в династическом Египте было отсутствие эффективных водоподъемников. «Журавли», которые использовали с периода Амарны (XIV век до н. э.), годились только для полива маленьких участков земли. Приводимая в действие животными saqiya, которая требовалась для постоянного подъема больших количеств воды, появилась только при тех же Птолемеях. Поэтому в династические времена не культивировались летние злаки, имело место лишь чуть более экстенсивное выращивание зимних. Пшеница и ячмень являлись базовыми зерновыми культурами, жали их с помощью деревянных серпов с коротким зазубренным лезвием из кремня, солому срезали высоко над землей, иногда прямо под колосом. Эта практика, также широко распространенная в средневековой Европе, делала жатву более легкой, упрощала транспортировку и обмолот. В сухом климате Египта стоящие стебли можно было срезать позже, когда они понадобятся для прядения, изготовления кирпичей или в качестве топлива, ну а жнивье подъедали домашние животные.
Рисунок 3.10. Земледельческие сцены Древнего Египта времени 18-й династии (Новое царство). Гробница Унсу в Восточных Фивах (Corbis)
Рисунки из египетских гробниц оживляют для нас сцены из того периода. Например, в гробнице Унсу мы видим, как крестьяне мотыжат, разбрасывают семена, жнут серпами и несут зерно в корзинах, чтобы смолоть его с помощью волов (рис. 3.10). Надписи из гробницы Пахери красноречиво выражают энергетические ограничения и условия того времени (James 1984). Надзиратель бьет работников палкой, заявляя: «А ну шевелитесь, вода поднимается и вот-вот доберется до тюка». Их ответ: «Солнце жжет! Может быть солнце возьмет цену ячменя в рыбе!» – точно отражает и их утомление и знание о том, что зерно, уничтоженное наводнением, можно компенсировать рыбой.
И мальчик, подгоняющий волов, пытается ободрить их: «Молотите для себя, молотите для себя… Мякина, чтобы съесть вам самим, а ячмень для ваших хозяев. Не позволяйте усталости овладеть вашими сердцами! Усталость остужает». Помимо мякины, волам давали солому от пшеницы и ячменя и позволяли пастись на траве заливных равнин и на посадках вики. По мере того как культивация становилась все более интенсивной, скот сезонами водили пастись в болота дельты. Для пахоты волов запрягали в двойное головное ярмо, комья земли разбивали деревянными мотыгами и колотушками, а разбросанное зерно втаптывали в землю овцы. Записи времен Древнего царства говорят не только о большом количестве волов, но и о значительных стадах коров, ослов, овец и коз.
Реконструкция демографической истории Египта (Butzer 1976) показывает плотность населения в долине Нила от 1,3 чел./га пахотной земли около 2500 лет до н. э. до 1,8 чел./га в 1250 году до н. э., и 2,4 чел./га во время уничтожения римлянами Карфагена (149–146 годы до н. э.). Под управлением Рима объем обрабатываемой земли составлял около 2,7 Мга, и 60 % находилось в дельте Нила. Эта территория могла произвести в 1,5 раза больше продуктов, чем требовалось для ее населения в 5 миллионов. Излишки имели большое значение для процветания расширяющейся Римской империи: Египет был ее крупнейшей житницей (Rickman 1980; Erdkamp 2005). Позже египетское сельское хозяйство пришло в упадок, начался период стагнации.
Даже совсем недавно, во втором десятилетии XIX века, в стране обрабатывали в два раза меньше земли, чем при римлянах. Но из-за более высоких урожаев эта земля поддерживала в два раза больше людей, чем та, что в древности кормила и собственных жителей, и обитателей других земель. Продуктивность резко выросла только с распространением постоянной ирригации после 1843 года, когда первые плотины на Ниле обеспечили достаточный приток воды, чтобы наполнить каналы. Показатель одновременного выращивания разных культур вырос с 1,1 в 1830-х годах до 1,4 в 1900-м, а в 1920-х превысил 1,5 (Waterbury 1979). Земледелие все еще существовало благодаря силе животных, но с помощью неорганических удобрений феллахи кормили шесть человек с каждого гектара обработанной земли.
Китай
Императорский Китай видел долгие периоды хаоса и стагнации, но его традиционное земледелие было значительно более инновационным, чем египетское (Но 1975; Bray 1984; Lardy 1983; Li 2007). Как и везде, на ранних стадиях сельское хозяйство не было полностью интенсивным. До III столетия до н. э. не существовало масштабного орошения, практически не применялись севооборот и совместное выращивание культур. Сухолюбивое просо на севере и влаголюбивый рис в бассейне Янцзы были доминирующими злаками. Свиньи стали первыми одомашненными животными, самые ранние свидетельства о них датируются 8 тыс. лет назад (Jing and Flad 2002). Причем свиньи всегда были самыми многочисленными домашними животными, но упоминания о навозе появляются только после 400 года до н. э.
К тому времени, когда Египет обеспечивал зерном Римскую империю (династия Хань, 206 год до н. э. – 220 год н. э.), китайцы придумали несколько инструментов и практик, которые в Европе и на Ближнем Востоке появились только столетия, если не тысячелетия спустя. В их число входили в первую очередь железный отвальный плуг, хомут для лошадей, сеялки и вращающиеся веялки для зерна. Все эти вещи стали широко использоваться уже при ранней династии Хань (207 год до н. э. – 9 год н. э.). Возможно, наиболее важным было всеобщее применение отвального плуга из чугуна.
Массово изготавливаемые плуги из нехрупкого металла (литье было отработано к III столетию до н. э.), расширили возможности культивации, облегчив самую тяжелую работу. Пусть такой плуг получался тяжелее, чем деревянный, зато он создавал меньше трения и тащить его могло одно животное даже в сырой глинистой почве. Многотрубочные сеялки снизили потери зерна, неизбежные при ручном посеве, а приводимые в движение ручкой веялки сильно сократили время, необходимое для очищения обмолоченного зерна. Эффективный хомут для лошади не внес больших изменений в полевые работы, поскольку на бедном Севере менее требовательные волы остались самым распространенным тягловым животным (лошадям требовался корм гораздо лучшего качества), и только азиатский буйвол, запряженный в шейное ярмо, мог использоваться на сырых полях юга.
Другие династии не могут сравниться с Хань в отношении фундаментальных изменений в земледелии (Xu and Dull 1980). Последующий прогресс был медленным, а после XIV века сельское хозяйство вошло в долгий период стагнации. Повышение урожая зерна между династиями Мин (1368–1644) и Цин (1644–1911) наполовину обеспечивалось увеличением обрабатываемой территории (Perkins 1969), а наполовину возросшими трудозатратами – в первую очередь на орошение и удобрение. Более качественные семена и новые злаки вроде кукурузы принесли небольшой прогресс в отдельные регионы.
Без сомнения, наиболее важное и долговременное влияние на интенсификацию сельского хозяйства в Китае оказало создание и поддержание обширных и эффективных ирригационных систем (рис. 3.11). Древность этих систем лучше всего показывает тот факт, что почти половина из них, работавшая к 1900 году, была построена до 1500-го (Perkins 1969). Самая известная, ирригационная система Дуцзянъянь в Сычуане, чьи тихие воды обеспечивают выращивание пищи для десятков миллионов людей, существует с III столетия до н. э. (UNESCO 2015b). Русло реки Миньцзянь было рассечено в том месте, где она входит на равнину, и впоследствии потоки не раз делились снова с помощью насыпей из камня.
Рисунок 3.11. Малый участок обширных рисовых террас longji (спина дракона) к северу от Гуйлиня в провинции Гуанси, созданных во времена династии Юань (1271–1368).
Источник:
Дальше воду направили в боковые каналы, где ее поток регулировался дамбами и плотинами. Корзины из плетеного бамбука, наполненные камнями, стали главным строительным материалом. Углубление и ремонтные работы на протяжении периодов низкой воды продержали оросительную систему в рабочем состоянии более 2000 лет. Создание и непрестанная поддержка таких масштабных ирригационных систем (точно так же как создание и углубление длины каналов для прохода судов) требовало долгосрочного планирования, масштабной мобилизации труда и громадных инвестиций. Ничто из этого невозможно без эффективной и сильной центральной власти на обширных территориях. Существовала очевидная синергетическая связь между впечатляющими крупномасштабными проектами водопользования в Китае и ростом, совершенствованием и долгим существованием сложной иерархической бюрократии в стране.
Подъем воды с помощью мускульной силы человека был утомителен и занимал много времени, энергозатраты при нем выглядели немалыми, но зато он приносил вознаграждение в виде более высоких урожаев. Когда орошение дает дополнительную воду растениям в жизненно важный период роста, то возврат полезной энергии, сосредоточенной в пище (исключая затраты на создание и поддержание ирригационных каналов), с легкостью достигает величины в 30 (примечание 3.9). Создание дефицита воды во время менее важных отрезков времени может все же вернуть в 20 раз больше энергии в виде дополнительного урожая по сравнению с пищей, нужной крестьянам, приводящим в движение водяные лестницы.
Примечание 3.9. Энергоотдача китайского орошения
Полевые исследования показали, что урожай озимой пшеницы уменьшится наполовину при нехватке воды в 20 % за год, если эта нехватка придется на ключевой период цветения (Doorenbos et al. 1979). Хорошая жатва поздней Цинь в 1,5 т/га таким образом упала бы на 150 кг с типичного поля в 0,2 га. Чтобы ликвидировать дефицит в 10 см дождя с помощью орошения, необходимо 200 тонн воды, но реальное поступление из канала должно вдвое превышать эту массу. Причина в том, что эффективность орошения, доля подведенной воды, на самом деле использованной растениями, составляет обычно 50 % в случае простого полива по бороздам. Вторая половина воды теряется из-за просачивания в почву и испарения. Подъем 400 тонн воды с помощью лестницы с двумя крестьянами потребует, если высота менее 1 метра, около 80 часов. Подобная работа обойдется в около 65 МДж дополнительной энергии пищи, а увеличенный урожай пшеницы будет содержать (после того как мы уберем 10 % на посевные семена и на потери хранения) около 2 ГДж перевариваемой энергии. Следовательно, водяная лестница позволяет вернуть примерно в 30 раз больше энергии, чем было потрачено на нее.
В рисоводческих регионах Китая внесение навоза животных и отходов человека составляло в среднем 10 т/га в конце XIX и начале XX века. Огромные количества органических отбросов собирались в малых и больших городах и перевозились в сельскую местность, создавая развитую транспортную сеть. Высокая интенсивность использования навоза в Китае вызывала восхищение у путешественников из Европы, которые (что очень любопытно) не осознавали, насколько это похоже на то, что происходило у них дома несколько раньше (King 1927). Но никакая другая культура не превзошла высочайшие известные показатели применения органических отходов для поддержания интенсивного земледелия в районе дамб и прудов провинции Гуандун в Южном Китае, где использовали от 50 до 270 тонн свиных и человеческих экскрементов на гектар (Ruddle and Zhong 1988). Внесение навоза и других материалов, от куколок шелкопряда до ила из каналов и прудов, от травы до жмыха, еще больше увеличивало затраты труда на собирание, ферментирование и распределение этих материалов. Ничего удивительного, что по меньшей мере 10 % всего труда в традиционном китайском земледелии уходило на возню с удобрениями и на Северо-Китайской равнине интенсивное внесение удобрения под пшеницу и ячмень было самой затратной по времени работой как для человека (приближаясь к одной пятой), так и для животных (около одной третьей). Но подобное вложение приносило хорошую отдачу: возврат полезной энергии составлял обычно более 50 (примечание 3.10).
Общая отдача энергии пищи в традиционном земледелии Китая не была столь высокой даже во время его пиковой продуктивности в первые десятилетия XX века. Главной причиной являлась минимальная механизация сельского хозяйства, что означало постоянное использование труда человека. Обилие количественной информации практически обо всех аспектах традиционного сельского хозяйства страны в 20-30-х годах (Buck 1930,1937) позволяет описать систему в деталях и сделать точные энергетические расчеты. Поля большей частью были очень маленькими (около 0,4 га) и находились в пяти или десяти минутах ходьбы от крестьянского дома. Почти половина земли орошалась, четверть занимали террасированные поля.
Примечание 3.10. Полезная энергоотдача от внесения удобрений
Хороший урожай озимой пшеницы при династии Цинь в 1,5 т/га требовал около 300 часов труда человека и около 250 часов труда животных. Внесение удобрений составляло соответственно 17 % и 40 % от этих величин. Я предполагаю, что 10 тонн удобрений, внесенных на гектар, содержали только 0,5 % азота (Smil 2001). Неизбежные потери при вымывании и испарении приводили к тому, что лишь половина добиралась до злаков. Каждый килограмм азота обеспечивал получение дополнительно 10 кг зерна. По сравнению с неудобренным полем, прирост урожая составлял по минимуму 250 кг зерна. Не более чем 3–4% добытого зерна уходило на корм животным. После молотьбы из зерна получали как минимум 200 кг муки, или около 2,8 ГДж энергии пищи, при около 40 МДж вложений в виде энергии пищи при труде человека. Возврат полезной энергии от удобрений таким образом составлял порядка 70, впечатляющее соотношение выгода/издержки.
Более 90 % засаженной территории занимали зерновые, менее 5 % – сладкий картофель, 2 % – волокнистые культуры, 1 % – овощи. Только в одной трети из всех хозяйств севера был вол, и менее трети хозяев на юге могли похвастаться буйволом. Выращивание растений требовало тягловой работы (90 % для риса, 70 % для пшеницы), но за исключением вспашки и боронения, сельское хозяйство Китая полагалось почти исключительно на человеческий труд. И волы, и буйволы получали очень мало зерна, поэтому энергоотдачу можно рассчитывать с учетом затрат только человеческого труда. Неорошенные пшеничные поля на севере давали не более 1 т/га, производство этого зерна требовало более 600 часов труда, и урожай возвращал от 25 до 30 единиц пищевой энергии немолотого зерна на каждую единицу энергии пищи, потраченной на полевые работы.
Локальные и региональные урожаи риса были весьма велики уже при династии Мин, средняя величина по стране определяется около 2,5 т/га в первые десятилетия XX века, что уступает только Японии. Около 2000 часов труда уходило, чтобы произвести такой урожай, что дает нам валовую энергоотдачу в 20–25 раз. Валовая энергоотдача для кукурузы достигала 40, но кукурузная мука никогда не относилась к любимым продуктам империи. Для бобовых (соя, горох, бобы) энергоотдача редко превышала 15, а обычно была в районе 10, и на таком же уровне она сохранялась для растительного масла из рапса, арахиса или кунжута. Зерновые обеспечивали около 90 % всей энергии пищи, потребление мяса было пренебрежимо малым (обычно только в праздники). Но такое однообразное вегетарианское питание в конечном итоге поддерживало высокую плотность населения.
Плотность населения в древнем Китае не могла сильно отличаться от значений для Египта, варьируясь от 1 чел./га в беднейших северных регионах до более чем 2 чел./га в южных рисоводческих областях. Существовали также значительные внутрирегиональные различия, например северо-восток был очень плотно заселен благодаря активной иммиграции двух первых столетий маньчжурской династии Цин, а гористые районы юга отличались малым населением. Постепенная интенсификация земледелия в комбинации со скудным питанием со временем привела к тому, что плотность населения повысилась. Реконструкции для Мин (1368–1644) и Цин (1644–1911) начинаются от 2,8 чел./га обработанной земли в 1400-м и поднимаются до 4,8 чел./га в 1600 году (Perkins 1969). Небольшое падение во время долгого процветания при императоре Цяньлуне (1736–1796) вызвано тем, что китайцы начали активно осваивать новые территории. Рост плотности населения возобновился в XIX веке, и к его концу значение достигло около 5 чел./га, выше, чем на современной Яве, и минимум на 40 % выше среднего по Индии (рис. 3.12).
Обзоры для тридцатых годов (Buck 1937) приводят среднее значение для государства 5,5 чел/га обработанной земли. Это близко к показателям Египта того же времени, но в Египте орошали всю землю и уже использовали неорганические удобрения. По контрасту, средние показатели для Китая резко снижались из-за данных для земледелия на севере, где не знали орошения. Южные рисоводческие регионы превзошли 5 чел./га уже к 1800 году, и на большей части этой территории величина превышала 7 чел./га к концу 1920-х. По сравнению с возделыванием пшеницы без орошения, возврат полезной энергии был неизменно ниже при ирригационном выращивании риса, но это компенсировалось куда большими урожаями на гектар: совместное выращивание риса и пшеницы в наиболее плодородных регионах могло кормить 12–15 чел./га.
Рисунок 3.12. Плотность населения Китая в долгосрочной перспективе. Преимущества значительного расширения обрабатываемых земель при династии Цин вскоре были нивелированы непрерывным ростом населения в стране. Отрезки плотности отражают неопределенность оценок историков. Базируется на данных из Perkins (1969) и Smil (2004)
Культуры Мезоамерики
Лишенные тягловых животных (а следовательно, и возможности пахать землю) сельскохозяйственные культуры Нового Света значительно отличались от культур Старого. Но они точно так же развили методы более интенсивного земледелия, способные поддержать впечатляюще высокую плотность населения, и одомашнили несколько растений, которые в наше время возделывают по всему миру, в первую очередь кукурузу, перец (Capsicum annuum) и томаты (Solanum lycopersicum). Наиболее важный непищевой злак, произошедший из Мезоамерики – хлопок (Gossypium barbadense). Молекулярный анализ показывает, что местом одомашнивания хлопка был Юкатанский полуостров; генный пул современных его разновидностей берет начало в Южной Мексике и Гватемале (Wendel et al. 1999).
Тропические равнины майя и намного более сухое Мексиканское нагорье были районами величайших достижений. Хотя обитатели этих двух регионов всегда взаимодействовали между собой и везде кукуруза была основным злаком, их история в значительной степени разная. Причины упадка первой культуры остаются спорными (Haug et al. 2003; Demarest 2004), а вторая была разрушена испанским вторжением (Leon 1998). Общество майя развивалось долго и постепенно до начала классического периода около 300 года. Регион, в который входили области современной Мексики (Юкатан), Гватемала и Белиз, поддерживал сложную цивилизацию до 1000 года н. э. Затем произошел один из наиболее таинственных поворотов в мировой истории, классическое общество майя распалось, а население уменьшилось от 3 миллионов в VIII веке до всего лишь 100 тысяч ко времени вторжения европейцев (Turner 1990).
Предполагалось, что одной из причин падения цивилизации стали ошибки в обработке земли, приведшие к обширной эрозии и разрушению системы водопользования (Gill 2000). На ранних стадиях развития майя были кочевыми земледельцами, но постепенно перешли к интенсивным формам сельского хозяйства (Turner 1990). Обитавшие на плоскогорьях майя строили большие террасы из камня, сохранявшие воду и предотвращавшие эрозию на постоянно возделываемых склонах. Майя в низинах создавали впечатляющие сети каналов и поднимали поля над уровнем паводка, чтобы избежать сезонных затоплений. Древние огороженные поля (некоторые датируются 1400 годом до н. э.) все еще различимы на фотографиях с воздуха. Их идентификация и датирование в 1970-х годах опровергло раннюю гипотезу, что майя были ограничены подсечно-огневым земледелием (Harrison and Turner 1978).
Мексиканская котловина видела череду сложных культур, начавшуюся со строителей Теотиуакана (100 лет до н. э. – 850 г. н. э.), за которыми последовали тольтеки (960-1168), и в начале XIV века ацтеки (Теночтитлан был основан в 1325 году). Имел место длительный переход от собирания растений и охоты на оленей к оседлому земледелию. Интенсификация растениеводства посредством активного водопользования началась в эру Теотиуакана и постепенно развилась до такой степени, что ко времени испанского завоевания по меньшей мере треть населения региона полагалась на орошение в выращивании пищи (Sanders, Parsons and Santley 1979).
Постоянные оросительные каналы вокруг Теотиуакана могли поддерживать около 100 тысяч человек, но наиболее интенсивная культивация в Мезоамерике опиралась на чинампы (Parsons 1976). Эти прямоугольные поля поднимались на 1,5–1,8 метра над мелкими водами озер Тескоко, Чалко и Сочимилко. При их создании использовались добытый со дна ил, остатки растений, трава и водоросли, а края обычно укрепляли с помощью деревьев. Богатая аллювиальная почва эксплуатировалась почти постоянно, всего с несколькими месяцами отдыха. Чинампы превратили непродуктивные болота в поля и сады с высокими урожаями и решили проблему заболачивания. К ним можно было добраться на лодках, и это облегчало транспортировку урожая на рынки. Обработка чинампы обеспечивала выдающийся возврат вложенного труда; высокое соотношение выгода/затраты объясняет, почему эта практика занимала такое важное место. Начата она была уже около 100 года н. э. и достигла пика в последние десятилетия ацтекского правления (примечание 3.11).
Примечание 3.11. Поднятые поля Мексиканской котловины
Чинампы могли дать в четыре раза больший урожай, чем неорошенная земля. Отличный сбор кукурузы в 3 т/га мог обеспечить, после вычитания одной десятой на семена и потери, примерно на 30 ГДж больше пищевой энергии, чем участок сухой земли. Поля поднимались как минимум на 1,5 м над уровнем воды, так что 1 га чинампы требовал около 15 тыс. м3 озерного ила и грунта. Мужчина, работающий 5–6 часов в день, мог переместить не более чем 2,5 кубометра, поэтому на 1 гектар требовалось 6000 человекодней труда. С энергетическими затратами в 900 кДж/ч задача требовала около 30 ГДж пищевой энергии – величина, сравнимая с выигрышем за счет увеличенного урожая всего за год.
Ко времени испанского завоевания озера Тескоко, Чалко и Сочимилко были покрыты примерно 12 тысячами гектаров полей чинампа (Sanders, Parsons and Santley 1979). Их создание потребовало как минимум 70 миллионов человекодней труда. Средний крестьянин должен был тратить не менее 200 дней в год на то, чтобы вырастить еду для собственной семьи, так что он не мог работать более 100 дней на больших проектах. Значительная часть этого времени по необходимости посвящалась уходу за существующими дамбами и каналами, поэтому для появления 1 гектара новой чинампы требовался сезонный труд от 60 до 120 крестьян. Средства применялись разные, но Мексиканская котловина до испанцев была столь же водяной цивилизацией, как существовавший в тот же период Китай династии Мин. Долговременные, хорошо спланированные, координировавшиеся из центра усилия и громадное количество труда были ключевыми составляющими сельскохозяйственного успеха.
Орошаемая кукуруза дает большие урожаи, чем пшеница, и плотность населения, опирающегося на земледелие Мезоамерики, была очень велика. Гектар высокопродуктивной чинампы мог прокормить 13–16 человек с учетом того, что 80 % энергии пищи они получали от злаков. Понятно, что средние величины для всей котловины были значительно ниже, варьируясь от менее 3 чел./га в окраинных районах до 8 чел./га на хорошо дренированных почвах с постоянным орошением (Sanders, Parsons and Santley 1979). Население котловины перед появлением Кортеса (1519) насчитывало около миллиона человек и с учетом всей обрабатываемой земли средняя плотность составляла около 4 чел./га. Почти идентичные показатели демонстрирует культивация на поднятых картофельных полях вокруг озера Титикака, центрального района цивилизации инков, расположенного на границе современных Перу и Боливии (Denevan 1982; Erickson 1988).
Европа
В Европе, как и в Китае, периоды сравнительно постоянного развития сменялись временами стагнации, и региональные вспышки голода в мирное время случались до XIX века. Но до XVII столетия европейское земледелие в целом уступало китайскому, оно всегда с опозданием осваивало приходящие с востока инновации. Греческое сельское хозяйство, о котором мы знаем мало, было определенно не столь впечатляющим, как на Ближнем Востоке. Римляне постепенно развили умеренно сложное сельское хозяйство, описание которого дошло до нас в трудах Катона (De agricultura), Варона (Rerum rusticarum libri III), Колумеллы (De re rustica) и Палладия (Opus agriculturae). Эти сочинения часто переиздавались и сохраняли важное значение до XVII века. Возможно, лучшее их собрание в одном томе с комментариями и примечаниями было опубликовано в 1737 году (Gesner 1735, White 1970; Fussell 1972; Brunner 1995).
В отличие от густонаселенных центральных районов Китая, где нехватка пастбищ и высокая плотность населения препятствовали увеличению численности домашних животных, европейское земледелие всегда в значительной степени опиралось на тягловую силу. Римское сельское хозяйство включало ротацию зерновых и бобовых, внесение компоста, вспашку по бобовым, которые использовались в качестве «зеленого навоза». Периодическое известкование (внесение мела или известняка) полей проводили для снижения кислотности почвы. По меньшей мере треть полей оставляли под паром.
Волы, часто подкованные, были главными тягловыми животными, плуги делали из дерева, сеяли вручную, а жали серпами. Механическая галльская жатка, описанная Плинием и изображенная на нескольких уцелевших барельефах, использовалась ограниченно. Молотили с помощью шагающих животных или цепами, урожаи были низкими и постоянно колебались. Реконструкции римского возделывания пшеницы в первые столетия нашей эры дают цифры между 180 и 250 часов человеческого труда (и около 200 часов животного труда) для получения типичного урожая всего лишь в 0,5 т/га. И даже при этом валовая энергоотдача, которая варьировалась большей частью между 30 и 40, была достаточно высокой (примечание 3.12).
Продуктивность европейского земледелия изменялась очень медленно, в течение тысячелетия между падением Западной Римской империи и началом большой европейской экспансии. В начале XIII века выращивание пшеницы осуществлялось все теми же неизменными средствами и не могло поддержать плотность населения выше, чем у додинастического Египта. Но Средние века вовсе не были периодом, лишенным важных технических инноваций (Seebohm 1927; Lizerand 1942; Slicher van Bath 1963; Duby 1968, 1998; Fussell 1972; Grigg 1992; Astill and Langdon 1997; Olsson and Svensson 2011).
Примечание 3.12. Трудозатраты при выращивании пшеницы в Европе, 200-1800 годы
Источники: расчеты базируются на информации из Baars (1973), Seebohm (1927), White (1970), Stanhill (1976) и Langdon (1986).
Одной из важнейших стал хомут для тягловых лошадей. Большей частью именно в результате его появления лошади начали заменять волов в качестве главного рабочего животного в наиболее богатых регионах континента. Но переход был очень медленным, потребовались столетия, чтобы он завершился. В самых продвинутых районах Европы он растянулся от одиннадцатого века, когда подковы и хомут прочно вошли в обиход, до шестнадцатого. Хорошо документированный прогресс в Англии показывает, что лошади составляли только 5 % всех находящихся в собственности тягловых животных во время составления «Книги судного дня» (1086), но 35 % из них были в крестьянском владении. К 1300 году, эти цифры выросли соответственно до 20 % и 45 %, и после периода стагнации лошади составили большинство среди тягловых животных, но только к концу XVI столетия.
Относительное изобилие данных по Англии показывает нам всю сложность этого перехода. Долгое время лошади просто заменяли одного из волов, другой же задавал темп в смешанной упряжке. Принятие лошадей имело четкий региональный паттерн (Восточная Англия была далеко впереди всей остальной страны), и владельцы маленьких участков земли куда охотнее использовали лошадей в хозяйстве. Различия в превалирующем типе почв (для глинистой лучше подходят волы), доступности фуража (обширные пастбища лучше для лошадей) и удаленности рынков, где можно добыть хороших рабочих животных и продать мясо (близость к городам лучше для лошадей) определяли окончательный результат. Оказывали свое воздействие и такие факторы как консерватизм и нежелание перемен, стремление снизить операционные издержки и новаторский дух. Переход был в значительной степени задержан неудачными плугами и слабостью средневековых лошадей.
Комбинация широких деревянных подошв обуви, тяжелых деревянных колес и больших деревянных же плугов с отвалом создавала колоссальное трение. Для вспашки сырой почвы порой использовали от четырех до шести животных, волов или лошадей, чтобы справиться с сопротивлением. Несмотря на сравнительную неэффективность, сочетание плоского отвального плуга и большого количества животных (с все большей долей лошадей) обеспечило значительное расширение обрабатываемых земель. Разделяя землю на поднятый отвал и находящуюся ниже борозду, отвальной плуг создавал условия для эффективного искусственного дренажа. Хотя он был определенно не таким эффективным, как в случае с чинампами, эта форма контроля излишков воды на поле имела куда более серьезные последствия. Отвальная вспашка открыла заболоченные равнины Северной Европы для культивации пшеницы и ячменя, злаков, родившихся в сравнительной сухом климате Ближнего Востока.
К концу Средних веков граница германских поселений отмечала крайнюю восточную точку распространения этой технологии. Просторные равнины между Северным морем и Уралом таким образом стали обрабатывать только к XIX веку, и к этому же времени относится появление отвального плуга на большей части Балкан. Очевидно, что его освоение стало революционным изменением, обеспечившим агрономический прогресс в северо-западной и центральной Европе и в районе Балтийского моря, и ключевым фактором постоянного сельскохозяйственного процветания холодных и сырых равнин. Мощные тягловые лошади, обычные для европейских ферм и дорог XIX века, появились в результате многих поколений селекции (Villiers 1976), но прогресс шел медленно, и средневековые лошади были едва крупнее своих предков римской эпохи (Langdon 1986). Даже в конце Средневековья большая часть животных была не выше 13–14 ладоней, тягловая сила лошади начала значительно расти только после того, как эта величина достигла 16–17 ладоней, а вес 1 тонны, что в большей части Западной Европы произошло в течение XVII века (рис. 3.13).
Рисунок 3.13. Европейские тягловые животные варьировались от маленьких; напоминающих пони коней менее двенадцати ладоней (1,2 м) в холке до высоких (более 16 ладоней), могучих лошадей с весом около 1 тонны. Силуэты животных базируются на данных из Silver (1976), приведены к единому масштабу
Шайр
Брабант
Это объясняет мнение времен английского Средневековья, что лошади бесполезны на тяжелой глинистой почве. По контрасту, мощные тягловые животные XIX века отлично показывали себя на сырых участках, в тяжелой глине и на неровном грунте. На протяжении XIX века пара хороших лошадей без труда выполняла за день на 25–30 % больше работы, чем упряжка из четырех волов. Подобное увеличение скорости имело следующие положительные последствия: более частая обработка существующих полей (особенно вспашка находящейся под паром земли с целью истребления сорняков), распространение растениеводства на новые земли и освобождение времени для других видов деятельности. В большей части регионов Европы ротация злаков могла обеспечить достаточный объем фуража, чтобы содержание двух лошадей обходилось дешевле, чем четырех волов. Учитывая невысокую скорость перехода от волов к лошадям, значительные региональные флюктуации в продуктивности сельского хозяйства и постоянные низкие урожаи основных зерновых, мы не можем достоверно определить, как эта продуктивность все же увеличивалась благодаря растущему числу тягловых лошадей.
Превосходство лошадей стало очевидным, только когда более мощные животные составили большую часть поголовья и их начали использовать при куда более интенсивном земледелии XVII и XVIII веков. В области транспорта преимущества лошадей были признаны намного раньше. А кроме того, рабочие лошади представляли собой значительный энергетический вызов. Тяжелая работа, ставшая возможной с появлением хомута и подков, требовала куда лучшего корма, чем просто трава или солома, которых хватало для скота. Мощные тягловые животные нуждались в концентрированной пище, в зерновых и бобовых. Таким образом, требовалось интенсифицировать земледелие, чтобы обеспечить не только людей, но и животных, и интенсивное сельское хозяйство появилось в регионах, где плотность населения была еще слишком низка, чтобы спровоцировать его возникновение без необходимости в фураже.
Изобилие исторических данных о ценах позволяет реконструировать долговременные тенденции продуктивности для целого ряда стран (Abel 1962). Естественно, существовали значительные региональные отличия, но крупномасштабные циклические флюктуации видны четко. Времена сравнительного преуспевания (1150-1300-е годы, XVI век и 1750-1850-е годы) были отмечены превращением значительных территорий лесов и болот в поля. В эти периоды также начиналась колонизация отдаленных регионов, культивация разных пищевых растений, способных разнообразить рацион питания. Периоды значительных экономических кризисов и войн приносили голод и большие потери, поля и деревни забрасывались (Centre des Recherches Historiques 1965; Beresford and Hurst 1971). Эпидемии и войны стали причиной значительной убыли населения в XIV веке. В первые десятилетия XV века в Европе оставалась едва треть населения по сравнению с 1300 годом, а Германия потеряла две пятых от численности крестьян между 1618 и 1648 годами.
Неуверенность оставалась постоянным атрибутом европейского сельского хозяйства до конца XVIII в., и отчаянное положение крестьян было очевидно даже в богатых регионах Европы в первые десятилетия девятнадцатого. Один из путешественников (Cobbett 1824, 111), ездивший по Франции в 1823 году, сообщает о своем изумлении при виде того, как «женщины разбрасывают навоз собственными руками», и отмечает, что инструменты на французских полях «выглядят как те… которые использовали в Англии много лет, возможно, столетие назад».
Но вскоре интенсивное земледелие стало нормой в большей части атлантической Европы. Его признаком был постепенный отказ от оставления земли под паром и общее принятие одной из стандартных схем севооборота. Культивация картофеля широко распространилась после 1770 года, поголовье домашнего скота выросло, удобрение навозом стало обычным делом. Во Фландрии XVIII века ежегодное внесение навоза, человеческих отходов, жмыха и пепла доходило до 10 т/га (Slicher van Bath 1963). Нидерланды в то время стали лидером по продуктивности сельского хозяйства. Около 1880 года на голландских фермах в качестве основного злака выращивали пшеницу, а кроме нее ячмень, овес, рожь, бобы, горох, картофель, рапс, клевер и зеленый фураж; менее 10 % земли оставалось под паром, и существовала тесная интеграция с разведением скота (Baars 1973).
Количество часов труда, необходимого для обработки гектара пшеницы в Голландии, мало изменилось по сравнению со Средними веками или даже римской эпохой, но лучшие параметры растений и интенсивное удобрение обеспечивали урожай почти в четыре раза больший, чем несколько столетий назад. В результате полезная энергоотдача голландского земледелия начала XIX века была 160-кратной по сравнению с менее чем 40-кратной энергоотдачей выращивания пшеницы в средневековой Англии, и с менее чем 25-кратной энергоотдачей в римском зерновом земледелии в Италии около 200 года (примечание 3.13).
Примечание 3.13. Энергетические издержки и энергоотдача при возделывании пшеницы в Европе, 200-1800 годы
Источники: расчеты базируются на информации из Seebohm (1927), White (1970), Baars (1973), Stanhill (1976), Langdon (1986) и Wrigley (2006).
Интенсификация сельского хозяйства продолжилась в большей части европейских стран после вызванного перепроизводством спада в начале XIX столетия. Прекрасные примеры прогресса того времени можно обнаружить в Германии (Abel 1962). В 1800 году около четверти германских полей лежали под паром, но эта доля снизилась до менее чем 10 % к 1883 году. Среднее потребление мяса на душу населения было менее 20 кг до 1820 года, но составило почти 50 кг к концу века. Ранний трехпольный севооборот сменился несколькими вариантами четырехпольного, в одном из них, популярном норфолкском севообороте, после пшеницы сажали репу, потом ячмень и клевер. За этой схемой следовал уже шестипольный севооборот. Внесение в почву сульфата кальция, известняка или негашеной извести позволяло корректировать кислотность почвы, и эта практика стала общей в зажиточных регионах.
Более удобные инструменты на протяжении XIX века появлялись намного чаще, и этот процесс сопровождался увеличением поголовья домашнего скота: между 1815 и 1913 годами общее количество лошадей, волов и ослов (в лошадином эквиваленте) выросло на 15 % в Великобритании, на 27 % в Нидерландах и на 57 % в Германии (Kander and Warde 2011). К 1850 году урожаи увеличились в каждом важном сельскохозяйственном регионе, и быстро совершенствующееся сельское хозяйство эффективно поддерживало столь же быстро растущее городское население. После веков колебаний плотность населения в наиболее интенсивно возделываемых регионах континента – Нидерланды, некоторые области Германии, Франция и Англия – достигла 7-10 чел./га пахотной земли к 1900 году. Этот уровень отражал значительный приток энергии, полученной непрямым способом через механизмы и удобрения, произведенные с помощью угля. Европейское земледелие конца XIX века стало гибридной энергетической системой: оно все еще в значительной степени зависело от одушевленных первичных движителей, но получало все больше преимуществ от использования энергии ископаемого топлива.
Северная Америка
История постреволюционного сельского хозяйства Северной Америки примечательна быстро растущей скоростью появления инноваций. Эти изменения привели к возникновению самой эффективной с точки зрения труда системы возделывания растений в конце XIX века (Adrey 1894; Rogin 1931; Schlebecker 1975; Cochrane 1993; Hart 2004; Mundlak 2005). На протяжении последних десятилетий XVIII века земледелие в северо-восточных штатах, и уж тем более в южных, отставало от европейского. Низкокачественные деревянные плуги с лемехами из мягкого железа и деревянными отвалами двигались с сильным трением, оставляли после себя большие комья земли и изнуряли запряженных в ярмо волов. Сеяли по-прежнему вручную, жали серпами, обмолачивали цепами, хотя на Юге использовали шагающих животных.
Все это быстро поменялось в новом веке, и первым делом – техника вспашки (Ardey 1894; Rogin 1931). Чарльз Ньюболд ввел плуг из чугуна в 1797 году; Джетро Вуд в 1814 и 1819 годах запатентовал более практичный вариант такого плуга с заменяемыми частями; к началу 1830-х улучшенные чугунные плуги начали заменять стальными. Первый был сделан из ножовочной стали Джоном Лейном в 1833-м, а производство на коммерческой основе начал Джон Дир, в 1843 году его оригинальная реклама отвала из железа обещала, что отшлифованный металл будет «чисто разрезать любую почву и не застрянет в самом отвратительном грунте» (Magee 2005).
Рисунок 3.14. Трехколесный стальной плуг (изготовлен Deere&Co в Молине, Иллинойс, в 1880-х) и двойная зерновая жатка (изготовлена в последнее десятилетие XIX века в Обрне, Нью-Йорк). Эти две инновации открыли американские равнины для крупномасштабного зернового земледелия. Воспроизведены по рисункам из Агбеу (1894)
В то время уже производили недорогую сталь в печах Бессемера, и благодаря этому отвальные плуги сделались широко доступными: Лейн предложил свой плуг из многослойной стали в 1868 году Двух- и трехколесные плуги широко распространились в течение 1860-х годов (рис. 3.14). Многолемешные плуги (до десяти лемехов), в которые впрягали до дюжины лошадей, использовались до конца столетия при освоении новых земель на севере равнинных штатов и канадских провинций прерий – Манитоба, Саскачеван и Альберта. Тяжелыми отвальными плугами из стали можно было вспахивать плотный дерн прерий, и таким образом для зернового растениеводства открылись громадные равнины Северной Америки.
От прогресса в области вспашки мало отставали и инновации в других областях. Сеялки и приводимые в движения лошадьми молотилки широко распространились к 1850 году. Первые механические жатки были запатентованы в Англии между 1799 и 1822 годами, и два американских изобретателя, Сайрус Маккормик и Обед Хасси, взяли их за основу для создания практичных машин, которые и разработали в 1830-х годах (Greeno 1912; Alderich 2002). Массовое производство началось в 1850-х, и 250 тысяч таких устройств использовались в хозяйстве на конец Гражданской войны. Первая жатка была запатентована в 1858 году братьями Марш, для работы с ней требовалось два человека, а первую удачную модель двойного узловязателя представил Джон Аплби в 1878 году.
Это изобретение было последним компонентом, необходимым для полностью механической жатки, которая выбрасывала увязанные снопы, готовые к перевозке (рис. 3.14). Быстрое распространение таких машин перед концом XIX века наряду с многолемешной вспашкой позволило освоить громадные пространства травянистых равнин не только в Северной Америке, но также в Аргентине и Австралии. Но производительность лучшей жатки вскоре превзошел первый комбайн, приводимый в движение лошадьми, который выпустила на рынок фирма Stockton Works в Калифорнии в 1880-х годах. Стандартная модель этой компании, выпускаемая после 1886 года, помогала убирать две трети пшеницы штата к 1900-му, и в это время на полях Калифорнии работало более 500 таких машин (Cornways 2015).
Крупнейшие комбайны требовали до 40 лошадей и могли убрать гектар пшеницы за менее чем 40 минут, они уже находились на границе возможностей механизмов, приводимых в движение животными, ведь запрячь и направить сорок лошадей – невероятно сложная задача. Но появление комбайнов – лучшая иллюстрация трудового сдвига, который произошел в традиционном сельском хозяйстве Америки за XIX век. В его начале фермер (80 Вт), работающий в поле, мог положиться на примерно 800 Вт тягловой силы (пара волов); к его концу фермер в Калифорнии при возделывании пшеницы имел в распоряжении комбайн в 18 000 Вт (команду из 30 лошадей), человек стал контролером энергетических потоков и перестал быть незаменимым источником энергии для полевых работ.
В 1800 году фермеру Новой Англии (посев вручную, запряженные в деревянный плуг волы, примитивные бороны, серпы и цепы) требовалось 150–170 часов труда, чтобы собрать урожай пшеницы. В 1900 году фермер в Калифорнии (движимый лошадьми многолемешный плуг, борона с пружинными зубцами, жатва с помощью комбайна) мог добыть то же количество зерна менее чем за 9 часов (примечание 3.14). В 1800 году фермеры Новой Англии тратили более 7 минут на производство килограмма пшеницы, а их потомкам в калифорнийской Сентрал-Валли требовалось на это менее минуты в 1900-м, что означает, грубо, 20-кратное увеличение производительности труда за век.
Примечание 3.14. Трудовые потребности (человек/животные) в ч/га и энергетические затраты при выращивании пшеницы в Америке, 1800–1900 годы
Первый из представленных случаев (1800) – типичная культивация в Новой Англии, когда два вола и от одного до четырех мужчин выполняют все полевые работы. Второй (1850) отражает ситуацию на ферме в Огайо, где лошади являются главной движущей силой. Третий (1875) показывает дальнейший прогресс в Иллинойсе, а последние цифры отражают характеристики самого продуктивного земледелия в США, движимого лошадьми: выращивание пшеницы в Калифорнии. Цифры в таблице – общие часы (люди/животные), потраченные на выращивание гектара пшеницы. Поскольку урожаи этого злака на протяжении XIX века особо не увеличивались, я взял за основу постоянный урожай в 20 бушелей с акра, или 1350 кг/га (18,75 ГДж/га). Расчеты базируются на данных, собранных в Rogin (1935).
В терминах затрат полезной энергии различия были даже значительнее: большая часть рабочих часов в 1800-м уходила на много более тяжелый труд, с ручным плугом, косой, цепом. А кроме того, за рассматриваемый период упали потери зерна при перевозке и хранении. По сравнению с 1800-м каждая единица энергии пищи, необходимая для ее производства, в среднем приносила в 25 раз больше съедобной энергии в 1900-м. Естественно, такой значительный прогресс только частично обязан усовершенствованиям в области инвентаря. Другой важнейшей причиной быстро выросшей энергоотдачи человеческого труда стала замена человеческих мускулов лошадиными. Американские изобретатели предоставили широкий набор инструментов и машин, но они достигли только частичного успеха в замещении тягловых животных как первичных движителей земледелия.
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 обрабатываемой земли (примечание 3.15). Такие огромные запросы удовлетворялись только благодаря тому, что в Америке было достаточно земли. В 1910 году в стране имелось 1,5 гектара на душу населения, почти в два раза больше, чем в 1990-м, и в десять раз больше, чем в Китае того времени.
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.