Энергия и цивилизация

Но не все шаги по направлению к интенсивному сельскому хозяйству были столь энергозатратны, как использование нескольких базовых культур, которое требует постоянного труда для посадки и сбора урожая; как увеличение роли более сильных тягловых животных и, следовательно, необходимость отводить все больше земли на выращивание фуража; или как потребность в создании и поддержании ирригационных систем, а это тяжелая и бесконечная работа. Используя механическую аналогию: некоторые перемены давали возможность обуздать большую долю доступного фотосинтетического потенциала, но и включали открытие критических неэнергетических вентилей, которые ранее останавливали существующие потоки или предотвращали их трансформацию в съедобную фитомассу.

Доступность азота, ключевого питательного вещества для растений, возможно, является наиболее важным примером этого эффекта, и ротация бобовых, которые обогащают почву азотом, со злаками и клубнями, увеличивала продуктивность обработки земли и давала определенные агроэкосистемные преимущества. Схожим образом, прогресс в устройстве ирригационных систем и посев новых растений помогали получить большие урожаи. В свою очередь, более интенсивное растениеводство не только приносило энергетические выгоды (больше пищи и корма), но также способствовало общему развитию доиндустриальных цивилизаций, поскольку требовало долговременного планирования, долгосрочных инвестиций, более высокого уровня организации труда, социальной и экономической интеграции.

Конечно, не каждая форма интенсификации в сельском хозяйстве требовала централизованной организации и контроля. Копать короткие, мелкие оросительные каналы или колодцы, строить небольшие террасы было под силу нескольким крестьянским семьям или деревням. Но при больших масштабах такой деятельности не обойтись без иерархической координации и управления. Необходимость в более мощных источниках энергии для обработки большего количества зерна и масличных семян для растущих городов была важным стимулом для развития первых заменителей человеческих и животных мускулов, для использования потоков воды и ветра при помоле зерна и выдавливании масла из семян. Тысячелетия эволюции сельского хозяйства привели к появлению широкого набора способов действия и уровней продуктивности в пределах разделяемых всеми агрономических практик и общих энергетических императивов.

Первичные общие практики включали базовые операции, как в поле, так и с собранным урожаем, широко распространенную опору на злаковые и последовательность циклов производства, определяемых большей частью условиями окружающей среды. Четыре главных шага в сторону интенсификации традиционного сельского хозяйства: более эффективное использование труда животных, развитие ирригации, применение удобрений, севооборот и одновременное выращивание нескольких культур. Несмотря на ограничения, накладываемые внешней средой и уровнем технологии, традиционное сельское хозяйство могло поддерживать плотность населения на порядки выше, чем практически во всех социумах охотников-собирателей. Сравнительно рано в сельскохозяйственных обществах стали появляться излишки энергии, которые позволили изначально малому, но все время растущему числу взрослых отвлекаться на виды деятельности, не связанные с сельским хозяйством, что в конечном итоге привело к возникновению сильно диверсифицированных и стратифицированных доиндустриальных обществ. Лимиты производительности традиционного сельского хозяйства упали, только когда началось широкое использование ископаемого топлива, энергия которого позволила сделать сельскохозяйственный труд лишь небольшой частью общих трудозатрат, и это привело к зарождению современных высокоэнергетичных городских обществ.

Общие и разные практики

Процесс выращивания злаков задает определенный шаблон последовательности полевых работ. Культивация одинаковых растений ведет к изобретению или освоению очень похожих агрономических практик, инструментов и простых машин. Некоторые из этих инноваций появились рано, распространились быстро, а потом сохранялись по большей части неизменными на протяжении тысячелетий. Другие изобретения оставались долгое время привязанными к регионам возникновения, но затем, единожды распространившись, подвергались быстрому усовершенствованию. Серп и цеп принадлежат к первой категории, а отвальный плуг из железа и сеялка – ко второму. Инструменты и простые машины облегчали полевые работы (то есть давали механическое преимущество), позволяли выполнять их быстрее, увеличивали продуктивность, что давало возможность меньшему количеству людей вырастить больше еды, и возникший в результате энергетический избыток мог быть вложен в другие действия. Без серпа и плуга не было бы готических соборов или эпохи Великих географических открытий. Я сначала коротко перечислю полевые операции, инструменты и простые машины, а затем опишу доминирование злаковых культур и особенности сельскохозяйственного цикла.

Работа в поле