Оценка активного азота в масштабах планеты позволяет выделить шесть основных способов его доставки к растениям: атмосферные осадки, вода для полива, запахивание послеуборочных растительных отходов, разбрасывание навоза, остатки азота от бобовых растений и внесение синтетических удобрений[138].
Такие источники, как атмосферные осадки — в основном в виде дождя и снега, содержащих растворимые нитраты, — и повторно использованные растительные отходы (солома и стерня, оставшаяся на полях, которая используется как корм для животных или сжигается), дают приблизительно по 20 мегатонн азота в год. Вносимый на поля навоз, в основном крупного рогатого скота, свиней и кур, дает почти 30 мегатонн; примерно такое же количество обеспечивают бобовые растения (запашные культуры, а также соя, бобы, горох и нут), а вода для орошения — около 5 мегатонн. Всего получается около 105 мегатонн азота в год. Синтетические удобрения дают более 110 мегатонн азота в год, или чуть больше половины общей массы в 210–220 мегатонн. Это значит, что не меньше половины урожая в современном мире получено благодаря внесению синтетических азотных удобрений, без которых было бы невозможно обеспечить полноценным питанием даже половину из 8-миллиардного населения планеты. Мы можем снизить свою зависимость от синтетического аммиака, потребляя меньше мяса и выбрасывая меньше продуктов, но заместить 110 мегатонн азота из синтетических веществ органическими источниками возможно только теоретически.
Повторное использование навоза животных, содержащихся в помещении, сопряжено со значительными трудностями[139]. В традиционном сельском хозяйстве навоз от относительно небольшого количества крупного рогатого скота, свиней и птицы сразу же распределялся по соседним полям. Производство мяса и яиц на крупных специализированных фермах ограничивает использование этого варианта: предприятия производят такое количество отходов, что их вывоз на соседние поля перенасытит почву питательными веществами там, куда их выгодно вывозить. Другая проблема — присутствие тяжелых металлов и остатков лекарственных препаратов (из пищевых добавок)[140]. Похожие ограничения действуют при использовании остатков сточных вод (твердых биологических отходов), получаемых на современных очистных сооружениях. Патогенные микроорганизмы, содержащиеся в таких отходах, уничтожаются с помощью ферментации и высокотемпературной стерилизации, но такая обработка не убивает все бактерии, устойчивые к антибиотикам, и не удаляет тяжелые металлы.
Пастбищные животные производят в три раза больше навоза, чем млекопитающие и птицы, откармливаемые в помещениях: по оценке FAO, в отходах их жизнедеятельности за год содержится около 90 мегатонн азота, но использовать этот источник азота практически нереально[141]. Собрать мочу и навоз животных можно лишь на крошечной части из сотен миллионов гектаров пастбищ, где пасутся коровы, овцы и козы. Сбор, доставка в пункты обработки, а затем на поля — все это не имеет экономического смысла. Более того, потери азота в этом процессе еще больше сократят и так небольшое его содержание в отходах жизнедеятельности животных, прежде чем они попадут на поля[142].
Еще один вариант — выращивать больше бобовых культур, чтобы получить 50–60 мегатонн азота в год вместо 30 мегатонн в настоящее время, но это возможно лишь ценой увеличения затрат. Выращивание большего количества запашных культур, таких как люцерна и клевер, повысит содержание азота в почве, но при этом мы не сможем собирать с одного поля два урожая в год, что очень важно для растущего населения стран с низкими доходами[143]. Расширение посевов зернобобовых культур (бобы, фасоль, горох) уменьшит общий объем сельскохозяйственной продукции, потому что их урожайность гораздо ниже, чем у зерновых, — совершенно очевидно, что уменьшится и количество людей, которых способна прокормить единица обрабатываемой земли[144]. Более того, после соевых бобов в почве остается обычно 40–50 килограммов азота на гектар — меньше, чем сегодня вносят с помощью азотных удобрений: 75 кг/га — для пшеницы и 150 кг/га — для кукурузы.
Еще один очевидный недостаток чередования зерновых и бобовых заключается в том, что в холодном климате, где можно собрать только один урожай в год, выращивание люцерны или клевера не позволит ежегодно выращивать продовольственные культуры, а в регионах с более теплым климатом, где возможны два урожая в год, частота сбора урожая продовольственных культур снизится[145]. Это реализуемый сценарий в странах с небольшим населением и достаточным количеством сельскохозяйственных земель, но он неизбежно приведет к снижению производства продуктов питания в регионах, где собирают по два урожая в год, в том числе на значительной части Европы и на Великой Китайской равнине, где выращивают больше половины китайского зерна.
В настоящее время два урожая в год выращивают на более чем трети обрабатываемых земель в Китае, а на юге страны таким способом получают более трети риса[146]. Поэтому без этого интенсивного земледелия, требующего также рекордного количества азотных удобрений, страна просто не сможет прокормить 1,4 миллиарда человек своего населения. Даже при традиционном китайском земледелии, известном высокой степенью использования органических отходов и сложным чередованием культур, в большинстве регионов с интенсивным сельским хозяйством фермеры не могут обеспечить уровень азота больше 120–150 кг/га, что требует невероятных усилий, поскольку сбор и внесение в почву навоза (как уже отмечалось выше) — это чрезвычайно трудоемкая работа.
Такие фермы способны содержать на чисто вегетарианской диете 10–11 человек на гектар. Самые передовые китайские хозяйства, собирающие по два урожая в год и использующие синтетические удобрения с содержанием азота более 400 кг/га, способны прокормить 20–22 человека на гектар, причем рацион этих людей будет включать 40 % животных и 60 % растительных белков[147]. В мировом масштабе сельское хозяйство, основанное на трудоемком использовании органических расходов и чередовании культур, способно обеспечить продуктами питания, причем преимущественно растительного происхождения, 3 миллиарда человек, но никак не 8 миллиардов, привыкших к смешанному рациону. В настоящее время синтетические удобрения дают в два раза больше азота, чем все остатки сельскохозяйственного производства и навоз (а с учетом высоких потерь при внесении органических удобрений, почти в три раза больше!).
Обойтись меньшим — или вообще отказаться
Но все это не означает невозможность серьезных перемен в зависимости производства продуктов питания от ископаемого топлива. Самый очевидный способ снизить потребность в растительной и животной пище — а следовательно, и в энергии — это уменьшение потерь. Во многих странах с низкими доходами неправильное хранение урожая (плохая защита зерновых и корнеплодов от грызунов, насекомых и грибков), а также отсутствие холодильников (в результате быстрее портятся молочные продукты, рыба и мясо) приводят к огромным потерям еще до того, как товары попадают на рынок. В богатых странах цепочки поставок пищевых продуктов длиннее, и на каждом этапе неизбежны потери.
При этом в масштабе всего мира доказанные потери пищевых продуктов необыкновенно велики, и главной причиной является разрыв между производством и реальным потреблением: в богатых странах взрослому человеку, ведущему преимущественно сидячий образ жизни, требуется не более 2000–2100 килокалорий в день, гораздо меньше реального снабжения, доходящего до 3200–4000 килокалорий в день[148]. По данным FAO, во всем мире потери составляют почти половину корнеплодов, овощей и фруктов, примерно треть рыбы, 30 % зерновых и пятую часть масличных культур, мяса и молочных продуктов — в целом не меньше трети продовольствия[149]. В рамках британской программы действий в области отходов и ресурсов было подсчитано, что в домашних пищевых отходах на несъедобные части (кожура, очистки, кости) приходится только 30 % этого объема, то есть 70 % отходов съедобны, а выбрасывают их потому, что еда испортилась или ее купили слишком много[150]. Уменьшить количество пищевых отходов гораздо легче, чем реформировать сложный процесс производства, но такое очевидное решение сложно реализовать.
Устранение отходов, образующихся на всех этапах длинной и сложной цепочки «производство — обработка — дистрибуция — оптовая продажа — розница — потребление» (от поля и амбара до тарелки), оказалось необыкновенно сложным делом. Американские данные свидетельствуют, что, несмотря на постоянные призывы к изменениям, последние 40 лет доля пищевых отходов остается на одном и том же уровне[151]. В Китае увеличение количества пищевых отходов стало следствием улучшения рациона, который до начала 1980-х гг. был скудным, а в настоящее время достиг среднемировых показателей, и теперь обеспечение продуктами питания здесь выше, чем в Японии[152].
Более высокие цены на продовольствие могли бы сократить количество пищевых отходов, но это не самый лучший способ решения проблемы для стран с низкими доходами, где многие бедные семьи все еще живут на грани голода, а траты на еду составляют львиную дол