Мировое сельскохозяйственное производство охватывает в настоящее время 4,5 млрд. га земли и труд примерно 2 млрд. людей К 2000 г. число работающих в этой сфере возрастет примерно на 500 млн., однако новых земель будет освоено немного. Ведь если учесть климатические особенности и возможности орошения, то на планете остается все меньше пригодной для сельскохозяйственных целей земли. Поэтому равная масса прироста пищевых продуктов, который к 2000 г. должен составить 80% от нынешнего уровня, произойдет не за счет расширения посевных площадей, а в результате интенсификации сельского хозяйства, повышения его продуктивности. Каковы же резервы повышения продуктивности? Обратимся к цифрам. В настоящее время в ограниченных масштабах (на селекционных станциях и некоторых опытных фермах) для W главных злаковых культур - пшеницы риса — достигнута урожайность соответственно 140,140 и 220 ц/га (рис. 7). Средняя же урожайность по этим культурам достигается в контролируемых условиях: в закрытом грунте (для умеренных и северных районов), а также на гидропонике. При гидропонном методе, например, коэффициент использования солнечной радиации может достигать 5%, а в отдельных случаях 8—10% вместо 0,5—1% в полевых условиях. «Искусственное питание* из приготовленных на заводах солей оказывается гораздо более эффективным, чем «натуральная» земля.
В лабораторных условиях путем подбора оптимального раствора удавалось за 60 суток вырастить томаты (наиболее часто применяемое подопытное растение в исследованиях по гидропонике), у которых от общей массы более 70% (!) приходилось на плоды, урожай же составлял 25 кг/м2. А годовой урожай томатов в условиях гидропоники удавалось довести до 140 кг с 1 м2. Некоторые исследователи даже утверждают, что можно обеспечивать людей в течение круглого года свежими овощами, выращивая их в гидропонных теплицах из расчета 5 м2 на человека. Впечатляющие цифры, не правда ли? Однако не будем чрезмерно обольщаться возможностями выращивания растений в условиях закрытого грунта и гидропоники. Хотя эти прогрессивные способы выращивания растений (к ним в последнее время прибавились еще аэропоника— культивирование растений с корневой системой, погруженной в туман из капелек питательного раствора, и ионитопоника — использование вместо питательного раствора субстрата, насыщенного полезными ионами и «скармливающего» их растению по мере надобности) отвоевывают себе все большую долю в общем объеме продукции растениеводства, пока эта доля еще сравнительно невелика. Да, здесь есть и свои принципиальные трудности. Например, чем интенсивнее методы растениеводства, тем более они энергоемки. Если раньше, при экстенсивном земледелии, главными «двигателями» в сельском хозяйстве были мускулы самого земледельца и его постоянного^помощника лошади, то потом на смену пришел «железный конь» — трактор, а за ним и другая сельскохозяйственная и транспортная техника вплоть до насосов для перекачивания гидропонного раствора несколько раз в сутки, ламп для подсветки растений в теплицах, системы подачи горячей воды для их отопления и другая разнообразная техника, которой становится все больше и больше и которая, безусловно, может служить показателем интенсификации производства.
Техника для своей работы требует «пищи» — энергии, заключенной в топливе или передаваемой по проводам. Энергия расходуется также при последующей транспортировке, обработке и хранении сельскохозяйственной продукции. В результате получается, что в настоящее время сельскохозяйственные продукты выращиваемые в теплицах, нуждаются в энергии ископаемого топлива, т. е. нефти, газа, угля. Пока эти энергоресурсы легкодоступны, получать сельскохозяйственную продукцию даже с большими затратами энергии оказывается рентабельным. Но энергия будет все дорожать, по крайней мере до тех пор, пока человечество не освоит в промышленном масштабе дешевый способ ее выработки путем термоядерного синтеза.
Конечно, это не означает, что нужно отказываться от самых эффективных способов получения растительной продукции. Необходимо лишь добиваться, чтобы на каждый затраченный джоуль энергии получать максимум продукции, повышая при этом и КПД использования солнечной энергии в открытом грунте, охраняя урожай от вредителей и болезней, сохраняя его во время и после уборки, доставляя как можно полнее до непосредственного потребителя. Ведь пока еще лес, поле и море — это главные пути использования человечеством того потока энергии, который непрерывно шлет наше Солнце. И в этом нам поможет химия.
Приведенные на странице 40 цифры показывают, сколь сильно отличается урожайность одной и той же культуры в разных странах. Прежде всего это отражает степень применения, во-первых, удобрений, во-вторых, химических средств защиты растений.