ЖИЗНЕННЫЕ
РЕСУРСЫ
ЧЕЛОВЕЧЕСТВА^ ( / '
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Научно-популярная серия
К. М. МАЛИН
ЖИЗНЕННЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» Москва 1967
Население Земли увеличивается... Сможет ли наша планета всегда обеспечивать всех людей пищей, энергией, топливом? Это основной вопрос настоящей книги. Ее автор, профессор К. М. Малин, приводит множество примеров и фактов, убедительно доказывающих, что человечеству не грозит голодная смерть. Земля способна прокормить громадное, во много раз большее, чем сейчас, количество людей.
По мере развития науки и техники, по мере овладения человеком тайнами природы, по мере перехода человечества к коммунизму процесс обогащения общества жизненными благами будет ускоряться. О неисчерпаемых запасах Земли, о путях их использования рассказывает эта книга.

34=3^67
ОТ АВТОРА
Население земного шара к началу 1965 г. достигло 3,35 млрд человек. По расчетам Организации Объединенных Наций численность к 2000 г. составит 6—7 млрд человек.
Как сообщил Бинай Ранджан Сен, председатель ФАО, по данным этой организации, в мире от 200 до 500 млн человек недоедают, а около 1,5 млрд человек либо страдают от некачественного питания, либо просто голодают. Чем же объяснить этот печальный факт? Есть буржуазные ученые, которые утверждают, что наша планета уже разграблена: использованы все пригодные для земледелия площади, иссякают энергетические и минеральные запасы, всеобщий голод подстерегает человечество завтрашнего дня, население Земли приближается к катастрофе. Совершенно иное объяснение причин голода дают прогрессивные публицисты и ученые. Они утверждают, что жизненные ресурсы человечества на Земле не только не оскудевают, но они практически неисчерпаемы, а голод — это следствие социальных причин. К таким ученым можно отнести Дж. Бернала — общественного деятеля и крупного ученого Англии, Дж. Озера — американского публициста, Ф. Бааде — западногерманского экономиста, Жозуэде-Кастро — профессора университета в Рио-де-Жанейро и многих других. Последовательно отстаивают и глубоко обосновывают эту же точку зрения советские ученые. Известны статьи и выступления по этому вопросу академиков Н. Н. Семенова, Е. К. Федорова, Н. М. Жаворонкова и др.
Эта книга посвящена анализу основных жизненных ресурсов Земли — пищевых средств и энергии. Фактический материал, использованный в книге, а также про
гнозы, сделанные на основе современных научных представлений, убедительно опровергают утверждения о «виновности» природы в голодании людей. Книга доказывает, что голод на Земле может быть ликвидирован навсегда, если усилия всего человечества будут объединены и направлены не только на обеспечение всех живущих людей, но и на создание необходимых предпосылок для благоденствия грядущих поколений.
В последней части книги рассмотрены конкретные социальные причины голода и нищеты на Земле и возможности их преодоления.
В настоящем, втором издании книги некоторые разделы расширены, во всей книге обновлен фактический материал, несколько изменена ее структура; часть III написана совместно с А. Е. Усвяцовым. Автор старался учесть последние достижения науки и практики, а также замечания читателей, которым он выражает свою большую благодарность. С искренней признательностью автор примет и все последующие замечания и пожелания. Особую благодарность автор выражает Ф. В. Турчину, Т. П. Унанянцу и Б. М. Гиммельфарбу за их советы и большую помощь в подборе материала.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ
СОЛНЦЕ И ФОТОСИНТЕЗ
Жизнь представляет собой особую форму развития мате-; рии, подчиняющуюся своим особым законам. Непременным условием жизни является обмен веществ, присущий всем живым организмам. В процессе обмена веществ в1 организме создаются различные соединения, из которых строится живое вещество: клетки, ткани, органы тела. Обмен веществ составляет основу всех жизненных процессов организма — роста, развития, размножения, работы, мышления.
Любое превращение вещества сопровождается превращением одного вида энергии в другой. В процессе своей жизнедеятельности организм расходует химическую энергию, заключенную в органических соединениях, на синтез необходимых ему веществ, на передвижение их в организме, на совершение работы, на поддержание температуры организма и т. д. При этом энергия, претерпевая многие изменения, в конце концов превращается в1 тепло и рассеивается во внешней среде. Одновременно с этим органические вещества с высоким запасом химической энергии постепенно превращаются в соединения с меньшим запасом энергии и далее — в продукты конечного окисления органических веществ, главным образом углекислоту и воду.
Постоянное возобновление, а тем более дальнейшее развитие жизни были бы невозможны, если бы на Земле не протекал непрерывный процесс воссоздания органических веществ из неорганических с одновременной аккумуляцией внешней энергии.
Таким процессом является фотосинтез, происходящий в зеленой части растений. В этом процессе при помощи сложного органического соединения хлорофилла и ряда
ферментов из поступающих в растения углекислого газа и воды создается органическое вещество, дающее начало всем дальнейшим превращениям в живых организмах. В процессе фотосинтеза растения усваивают и поступающую извне энергию солнечных лучей. Последняя при этом превращается в химическую энергию образующихся органических соединений.
Масса сухого вещества растения на 90% состоит из углерода, кислорода и водорода. Эти элементы, а также азот, фосфор, сера, магний, усваиваемые растениями из почвы, являются основным материалом, из которого растение строит свой организм. Другие элементы необходимы растению для обеспечения нормального процесса обмена веществ; к ним относятся прежде всего кальций, калий, железо. Такие элементы, как азот, калий, магний, сера, содержатся в растениях в единицах, десятых и сотых долях процента. Содержание бора, меди, марганца, Цинка, йода брома, мышьяка выражается в тысячных и десятитысячных долях процента. Наконец, радий, уран и торий содержатся в растениях в миллионных и миллиардных долях процента. Однако, несмотря на столь низкое содержание, многие из этих элементов совершенно необходимы растениям, главным образом для обеспечения нормального обмена веществ.
В организме человека и животных образуются новые органические вещества, отличные от веществ тела растений. Но получаются они из тех же органических соединений, которые содержатся в растениях. Таким образом, источником органического вещества и энергии для животных и человека служит растительная пища, и, следовательно, основой жизни на Земле являются зеленые ра-< стения.
Необходимое количество энергии, которое человек -должен получать с пищей для своего нормального существования, зависит от возраста человека и характера его деятельности. Норма калорийности пищи взрослого человека (старше 16 лет) колеблется в пределах 3000— 5000 ккал в сутки; дети и подростки (до 16 лет) должны -ежесуточно получать от 1000 до 2400 ккал. В среднем за нормальную суточную калорийность пищи можно принять 3000 ккал, или 1,0—1,1 млн ккал в год. Но от пищи, помимо калорийности, требуется и определенный состав. Пищевой рацион должен содержать белки, жиры, угле-*
воды, минеральные соли (фосфора, кальция, натрия, калия, магния, железа и др.), а также витамины — особые органические вещества, присутствие которых в организме обеспечивает нормальный обмен веществ.
В общем количестве энергии, получаемой человеком с пищей, энергия белков должна составлять примерно 14%, жиров—30%, углеводов—56%. Энергию, падающую на долю углеводов, человек получает с растительной пищей. Из энергии жиров к растительным жирам относится 15% (4,5% всей потребляемой энергии), а из энергии белков—40% (5,6% всей энергии). Таким образом, суточная потребность одного человека в энергии может быть удовлетворена на 66,1% (1983 ккал) за счет растительных продуктов и на 33,9% (1017 ккал) за счет продуктов животноводства. Но энергия растительных кормов, потребляемых животными, в большей части расходуется на их жизнедеятельность. Поэтому для создания пищевого рациона человека растениями в процессе фотосинтеза должно усваиваться значительно больше энергии, чем ее содержится в рационе. Можно считать, что при должной подготовке кормов человек использует из продуктов животноводства не более одной седьмой части энергии кормов животных. Из этого следует, что для создания суточной нормы животной пищи одного человека (1017 ккал) растениями в процессе фотосинтеза должно быть усвоено 7119 ккал, для создания суточной нормы всей пищи—9102 ккал, а годовой пищевой нормы — 3,32 млн. ккал. Из всей энергии Солнца, усваиваемой пищевыми и продовольственными культурами, примерно 60% может быть усвоено животными с кормами и человеком с растительной пищей. Отсюда получается, что для создания годовой пищевой нормы человека растениями должно усваиваться 5,5 млн ккал энергии.
По современным данным до поверхности Земли ежегодно доходит 5,5- 1020 ккал солнечной энергии. Из этого количества 1,7-1018 ккал усваивается растительностью земного шара, в том числе растительностью суши — 2,5-1017 ккал. Значит, если бы вся энергия Солнца, усваиваемая сейчас растительнсстью суши, потреблялась только пищевыми и кормовыми культурами, то пищевых ресурсов мира хватило бы для обеспечения жизни 45 млрд человек. Сделав таксе же предположение в отношении растительности Мирового океана, можно прийти к выво
ду, что при условии овладения человечеством морским растениеводством в той же степени, как и растениеводством суши, пищевых ресурсов хватило бы для полноценного питания 340 млрд человек.
Сейчас вся растительность земного шара в процессе фотосинтеза использует 0,3% энергии солнечных лучей, падающих на всю поверхность Земли. Степень использования солнечной энергии культурными растениями составляет в среднем около 1%. Отсюда следует, что при замене всей растительности суши и океанов кормовыми и продовольственными культурами можно иметь пищевые ресурсы для 1160 млрд человек.
Как показывают научные данные и сельскохозяйственная практика *, степень использования солнечной энергии культурными растениями может быть значительно повышена. Установлено, что на 1 км2 поверхности Земли приходится в среднем 1,08-1012 ккал/год солнечной энергии. Прямое участие в фотосинтезе могут принимать только поглощаемые растениями видимые солнечные лучи (длина волн 380—710 миллимикрон). Эти лучи составляют около 50% энергии всей солнечной радиации. При самых благоприятных условиях зеленой частью растения поглощается 80—90%, а при менее благоприятных условиях 50—60% энергии фотосинтетически активной радиации. Из этого количества энергии в процессе фотосинтеза 22,4—28% превращается в химическую энергию; остальная часть энергии переходит в тепловую. Около 25% образующегося в результате фотосинтеза органического вещества расходуется в процессе дыхания растений. Таким образом, можно принять, что из всей энергии солнечных лучей, падающих на посев, в химическую энергию органической массы урожая переходит не более 5—7,5%.
При средней продолжительности вегетационного пе-* риода, равной шести месяцам, на 1 км2 посева в результате фотосинтеза может быть запасено 2,7—4,0-1010 ккал энергии. Это значит, что даже без глубокого изменения природы растений с 1 км2 посева можно получить средства питания для 5—8 тыс. человек, а с 1 га — для 50— 80 человек. Если принять потенциальную посевную площадь мира равной 9,33 млрд га (см. стр. 42), то легко
* А. А Ничипорович. Фотосинтез и вопросы интенсификации сельского хозяйства. М., «Наука», 1965,
подсчитать, что ресурсы солнечной энергии, используемой растениями суши и Мирового океана при современном масштабе фотосинтеза, обеспечивают возможность получения средств питания для 2,5—4,0 триллионов человек.
Мы, однако, не считаем, что на Земле обязательно будет жить триллион или даже несколько триллионов человек. Численность народонаселения Земли определяется не только общей массой средств питания, но и рядом других факторов. Приведенные нами цифры говорят только о том, что ресурсы солнечной энергии при условии ее умелого использования практически никогда не будут лимитировать создание средств питания.
ЗАПАСЫ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ПИЩИ
Общая масса земной коры (атмосферы, гидросферы и литосферы) оценивается в 2,5 • 1019 т. Толщина земной коры на суше составляет 40—70 км, а под Мировым океаном 8—12 км. Непосредственно под земной корой находится так называемая мантия Земли, толщиной 2900 км, ее масса оценивается в 4,1021 т.
Прежде чем говорить о запасах отдельных химических элементов на нашей планете, сопоставим их содержание в массе земной коры и в человеческом организме, (табл. 1). Из элементов указаны только те, которые содержатся в организме человека в более или менее заметных количествах.
Как видно из отношения А: Б, наиболее «дефицитными» элементами являются углерод и азот. Но даже при увеличении населения Земли в тысячу раз (до трех триллионов человек) фиксируемая человеческим организмом масса этих элементов была бы соответственно в 2,7 и 2,1 миллиона раз меньше общих запасов углерода и азота в земной коре. К тому же можно добавить, что в мантии Земли содержание углерода в 20 раз, а азота в 8 раз больше, чем в земной коре. Отсюда видно, что масса химических элементов, поглощаемых всем населением земного шара, составляет бесконечно малую часть общей массы элементов, содержащихся только в земной коре.
Практически более актуален вопрос о круговороте химических элементов, участвующих в фотосинтезе.
Таблица 1
Содержание химических элементов
Элемент	Земная кора		Человеческий организм		Отношение А:В
	%	кг (A)	%	|	кг (Б)	
О	49,13	1,23-Ю22	65,04	39,02	2,9-102«
с	0,35	O,87-1O20	18,25	10,95	7,9-1018
н	1,00	2,5-iO20	10,05	6,03	4,1«1019
N	0,04	1,0-1019	2,65	1,59	6,3-Ю18
Са	3,25	8,l-1020	1,4	0,84	9,6-1020
Р	0,82	0,3-1020	0,8	0,48	6,2-1019
К	2,35	5,6-1020	0,27	0,162	3,3-1021
Na	2,40	6,0-1020	0,26	0,156	3,2-1021
Cl	0,20	0,5-1020	0,25	0,15	3,3-1020
S	0,10	0,25-1020	0,21	0,126	1,9102<>
Mg	2,35	5,6-1020	<0,1	<0,06	>9,3-1021
Fe	4,20	l,05-1021	<0,1	<0,06	>1,7-1023
Si	26,00	6,5-1021	<0,01	<0,006	>1,08-102*
Al	7,45	1,86-1021	<0,001	<0,0006	>3,2-1024
Ti	0,61	1,5-1020	<0,001	<0,0006	>2,5-1024
С этой точки зрения все элементы, входящие в состав растительных и животных организмов, целесообразно разделить на две группы. К первой группе следует отнести углерод, кислород, водород и азот, ко второй — все остальные элементы (так называемые зольные).
Элементы первой группы, участвуя в круговороте, связанном с фотосинтезом (в элементарном виде или в виде своих соединений), поступают в биосферу из своих «природных залежей» — атмосферы или гидросферы— и туда же возвращаются.
Исходя из суммарной реакции фотосинтеза
СО2 + Н2О = 1/6 СбН12Об — 112 ккал,
можно определить, что при усвоении 5,5 млн ккал солнечной энергии растения должны ассимилировать приблизительно 600 кг углерода и 900 кг воды. Имеются данные, что на 1 т ассимилированного углерода усваивается около 40 кг азота *, а это значит, что на 5,5 млн поглощаемой растениями энергии усваивается 24 кг азота.
* А. А. Ничипорович. Световое и углеродцое питание растений (фотосинтез). М., «Ндука», 1965. -
Запасы и расход элементов
Таблица 2
Вещество	Запасы, т	Расход на фотосинтез, т/год	Расход (т/год) на создание пищи			
			для одного человека	Для 5 млрд человек	для 100 млрд человек	для 1000 млрд человек
Углерод	6,4‘Ю11*	1,7-Ю11	0,600	3,0-109	6,0-1010	6,0-Ю11
Азот	4,0-Ю16**	6,8-10’***	0,024	1,2-108	2,4-109	2,4-1010
Вода	1 4*1018**	2,5-10“	0,900	4,5-109	9,0-1010	9,0-Ю11
* В атмосфере.
** В атмосфере и гидросфере.
♦** Усваивается растениями ЗемЛи.
В табл. 2 приведены данные о запасах в гидросфере и атмосфере углерода, азота и воды и о том, сколько этих веществ расходуется в процессе фотосинтеза и при создании посредством фотосинтеза средств питания для населения различной численности.
Если ресурсы пищи будут возрастать без увеличения общего масштаба фотосинтеза (вытеснение дикой растительности сельскохозяйственными культурами), в круговоротах углерода, азота и воды изменений не произойдет. Каждое из этих веществ имеет свой цикл, т. е. время, в течение которого происходит полное обновление вещества в атмосфере или гидросфере. Продолжительность циклов для углерода, азота и воды приведена в табл. 3.
Считается, что в круговороте углекислота^живое вещество принимает участие главным образом углерод атмосферного углекислого газа. Если это так, то при современном масштабе фотосинтеза полное обновление углекислого газа в атмосфере должно происходить за 3,75 го-
Таблица 3
Продолжительность циклов круговорота веществ (в годах)
Вещество	Современный масштаб синтеза	Население		
		5 млрд	100 млрд	1000 млрд
Углерод . . .	3,75	2,10	10,5	1,0
Азот		5,9-10б	3,3-107	1,6106	1,3-105
Вода		5,5.10е	3,3-108	1,6-107	1,6-106
И
да. Но круговорот углерода в природе имеет более широкие масштабы. Запасы углекислого газа в атмосфере уменьшаются за счет накопления органического вещества в недрах Земли и карбонизации известковых пород, образующихся при выветривании горных пород, содержащих кальций и магний. Процессы, ведущие к увеличению запасов углекислоты в атмосфере,— это деятельность вулканов, выделение фумарольных газов, сжигание продуктов фотосинтеза прошлых эпох (угля, нефти, природного газа).
Углекислый газ атмосферы находится в подвижном равновесии с газом, растворенным в водах Мирового океана, и это в определенной мере стабилизирует его содержание в атмосфере. Количество углерода в его соединениях, растворенных в океане, оценивается в 3,8 • 1012 т. Если бы в круговорот был вовлечен весь этот углерод, то цикл его обновления увеличился бы до 220 лет.
Установлено, что содержание углекислого газа в атмосфере в последние десятилетия повысилось на 12%. Это объясняют все возрастающим объемом масс сжигаемого горючего. В 1960 г., например, в мире было добыто 2,75 млрд т угля; при его сжигании образовалось около 10 млрд т углекислого газа. Этого количества газа достаточно для создания посредством фотосинтеза 4,5 млрд годовых пищевых норм. Ожидают, что в ближайшие 100 лет количество углекислого газа в атмосфере возрастет на 70—80%, т. е. примерно на 1700 млрд т. Это количество соответствует расходу углерода при создании 770 млрд годовых норм пищи.
Из этих цифр видно, что в ближайшие столетия не может возникнуть недостатка углекислого газа в атмосфере. Правда, можно допустить, что в очень далекой перспективе, когда изменятся масштабы фотосинтеза, атмосферного углекислого газа будет не хватать для достаточно быстрого поступления к посевам. Но, во-первых, запасы углерода в продуктах фотосинтеза прошлых эпох оцениваются в 6,4 • 1015 т, и дальнейшее сжигание этих продуктов вовлечет в круговорот еще большие массы углекислого газа. Во-вторых, если это потребуется, человечество может извлекать углекислоту из других источников, например из карбонатов, хранящих огромные запасы углерода (1,3«1015 т). В-третьих, при достаточном количестве энергии концентрированный углекислый газ,
извлекаемый из топочных газов, карбонатов и других источников, можно будет подавать непосредственно к посевам. Может быть, в далеком будущем при вовлечении углерода в круговорот, связанный с фотосинтезом, придется регулировать содержание углекислого газа в атмосфере. Но и это при достаточных ресурсах энергии не будет невозможным.
Как известно, растения усваивают не элементарный, а связанный азот в виде нитратных, аммиачных и карбамидных соединений. Круговорот связанного азота сводится в основном к его обмену между почвой и живыми организмами. Извлекаемый из почвы азот используется растениями для образования белков и других азотсодержащих органических соединений. При возвращении остатков погибших организмов и растений, а также отбросов их жизнедеятельности в почву органические азотные соединения разлагаются особыми бактериями с образованием аммиака и его солей, которые далее под воздействием других бактерий образуют соли азотной кислоты. Часть образующихся в почве неорганических азотных соединений уносится водой в моря и океаны, где их используют морские растения. Этот так называемый малый круговорот азота не является замкнутым. Он связан с большим круговоротом азота: азот связанный^азот элементарный,
В почве имеются бактерии, которые, окисляя углеродистые вещества, восстанавливают нитратный азот до элементарного. При сгорании любой органической массы, содержащей азотные соединения, азот освобождается тоже в виде элементарного. Ресурсы связанного азота пополняются в большом круговороте во время грозовых разрядов, а также благодаря фотохимическим реакциям в атмосфере, при которых азот воздуха окисляется до азотной кислоты. Попадая потом в почву, азот* ная кислота образует там нитраты. Этим путем на 1 га почвы накапливается 4—15 кг в год связанного азота. Кроме того, в самой почве имеются бактерии, связываю* щие в процессе своей жизнедеятельности проникающий в почву атмосферный азот. Количество накапливаемого такими бактериями азота достигает 20—25 кг/га в год. Наконец, клубеньковые бактерии, живущие в корневых клубеньках бобовых растений, могут при благоприятных условиях связывать в год до 100—400 кг/га азота.
Выносимый растениями из почвы связанный азот возвращается в почву не полностью (сжигание органических масс, промышленная переработка технических культур, потери отходов растениеводства и животноводства на необрабатываемых площадях и т. д.). В связи с этим запасы азота в почве уменьшаются. В прошлом веке потери связанного азота пополнялись за счет внесения в почву природной азотсодержащей соли (натриевая селитра), образовавшейся в результате разложения органического вещества в условиях жаркого сухого климата, но довольно скоро залежи этих азотных руд оказались почти исчерпанными.
В связи с недостатком природных азотсодержащих солей английский ученый Крукс в 1898 г. высказал опасение, что с истощением почвы станет невозможным выращивание зерна и других сельскохозяйственных культур, и человечество погибнет от голода. Но в начале нашего века проблема недостатка азота была разрешена благодаря разработке способов связывания атмосферного азота, и человечество получило возможность регулировать участие азота в большом и малом круговороте.
При современном масштабе фотосинтеза растительностью всей Земли ежегодно ассимилируется 6,8-109 т азота.
Запасы азота в атмосфере составляют 4,0-1015 т. Таким образом, цикл полного обновления азота в атмосфере может завершиться лишь за 5,9-105 лет. Даже при расходе азота, равном 2,4 • 1010 т, что соответствует обеспечению пищей 1000 млрд человек, период однократного использования атмосферного азота стал бы завершаться за 1,3-105 лет (см. табл. 2 и 3). Такого промежутка времени более чем достаточно для того, чтобы успели разложиться все органические соединения азота, попадающие в почву, с образованием элементарного азота или неорганических усваиваемых растениями азотных соединений. Кроме того, человечество научилось связывать атмосферный азот в любых количествах, а также освоило способы воздействия на биологические процессы его фиксации: расширение посевов бобовых растений, создание в почве условий, интенсифицирующих деятельность азотфиксирующих бактерий, и т. д. Из всего этого следует, что производство пищевых средств никогда не будет тормозиться недостатком азота.
Общие запасы воды во всех сферах земной коры оце-ниваются в 2 • 1018 т. Некоторые авторы обращают внимание на то, что запасы воды на Земле уменьшаются в связи с продолжающимся уходом водорода в космос. Действительно, Земля теряет с каждого квадратного сантиметра своей поверхности 107 атомов водорода в секунду. Это соответствует потере воды в размере 22 тыс. т год. Но даже при таких темпах потери воды Земля могла бы за триллион лет лишиться 2,2-1016 т воды, что составляет всего 0,01 часть запасов ее в земной коре. Кроме того имеется 2,1019 т воды в мантии Земли. Отсюда видно, что улетучивание водорода в космос ничем не угрожает человечеству.
Запас воды в гидросфере и атмосфере составляет 1,4 -1018 т. При современном масштабе фотосинтеза ежегодно поглощается 2,5- Ю11 т воды, т. е. менее 2- 10“7 части ее запаса. Однако растения потребляют воду не только на создание органического вещества при фотосинтезе. В растительной массе при снятии урожая содержится около 80% воды. Отсюда можно подсчитать, что с урожаем из почвы выносится (в расчете на годовую пищевую норму) 5600 кг воды, а вместе с водой, идущей на создание органической массы, — 6500 кг. При современном масштабе фотосинтеза общий вынос воды с сырой растительной массой составляет 1,85-1012 т/год, т. е. меньше 1,3 • 10-6 части запаса воды в атмосфере и гидросфере. Ежегодный расход воды на создание посредством фотосинтеза органической массы, достаточной для 1000 млрд годовых пищевых норм и на вынос с урожаем, не превысил бы 6,5- 1012 т, или 4,6- 10—6 части запаса воды. Иначе говоря, и в этом случае период однократного использования воды составил бы 215 тыс. лет. Но ведь время возврата воды, использованной на образование органического вещества путем его окисления, неизмеримо меньше, а вода, выносимая с урожаем, возвращается в цикл за время в среднем не более года.
Здесь следует сказать и о расходе воды на транспирацию. Как мы уже говорили, растения ассимилируют незначительную часть поглощаемой солнечной энергии. Энергия, поглощенная, но не ассимилированная растением, затрачивается на испарение воды, иначе растение будет перегреваться, и это нарушит нормальное течение процесса фотосинтеза. Испарение поглощенной растением,
ио не ассимилированной воды носит название про* цесса транспирации. Расход воды на транспирацию в расчете на годовую пищевую норму будет тем меньше, чем полнее ассимилируется поглощаемая солнечная энер* гия. Если, например, растение использует 1% поглощаемой им энергии, то на транспирацию при создании одной пищевой нормы требуется 973 т воды. В расчете на 1 т пшеницы это составит 1750 т. Таким образом, расход воды на транспирацию в сотни раз превышает расход и на создание органической массы и на вынос с урожаем. Но даже этот расход составляет всего несколько десятитысячных долей запаса воды в1 атмосфере и гидросфере. К тому же процесс транспирации практически и не связан с выводом воды из атмосферы и гидросферы, так как во* да, извлекаемая при этом растениями из почвы, сразу же в виде паров переходит в атмосферу.
Большой и все возрастающий объем воды расходуется в промышленности и на бытовые нужды. Например, на получение 1 т алюминия затрачивается 1400 м3 воды, на 1 1 искусственного каучука — 2100 м3, на 1 т капрона — 2500 м3 и т. п. В древнем Риме на бытовые нужды в сутки расходовалось на человека несколько литров воды. Теперь в больших городах средний суточный расход воды на бытовые нужды одного человека составляет около 350 литров, а в Москве — 400 литров в сутки. Однако и бытовое и промышленное потребление воды не ведет к окончательному выводу ее из круговорота, хотя и сопровождается загрязнением сточных вод; промышленные и бытовые стоки могут быть очищены и возвращены в круговорот.
Из всего сказанного вытекает, что в общемировом масштабе человечество никогда не будет испытывать абсолютного недостатка воды. Однако запасы воды, сосредоточенные главным образом в гидросфере, распределены по поверхности земного шара далеко не равномерно. Поэтому и сейчас и в дальнейшем придется заниматься перераспределением водных ресурсов по лику Земли. И масштаб этих работ будет все время возрастать.
Кислород в процессе фотосинтеза не потребляется, а выделяется, поэтому расширение масштаба фотосинтеза не может привести к недостатку кислорода. Однако проблема свободного кислорода, вообще говоря, может встать по другой причине.
В атмосфере имеется 1,5-1015 т свободного кислорода. На сжигание всех запасов продуктов фотосинтеза прош* лых эпох, оцениваемых, считая на углерод, в 6,4-1015 т, потребовалось бы больше 1,7-1016 т кислорода. Значит, этого элемента может когда-то не хватить, и человечеству, по-видимому, на каком-то этапе своего развития придется прекратить сжигание продуктов фотосинтеза прошлых эпох. При достаточных ресурсах других источников энергии это окажется вполне возможным, и тогда использование угля, нефти, газа может пойти по линии органического синтеза без окисления свободным кислород дом.
В сравнении с элементами первой группы элементы второй группы и их соединения менее подвижны. Концентрированные залежи этих элементов сосредоточены в литосфере Земли. Залежи представляют собой извержен-* ные горные или осадочные породы. К первым относятся, например, фосфорсодержащие апатитонефелиновые >руды, образовавшиеся в процессе возникновения самой земной коры, ко вторым — залежи растворимых солей калия, возникшие в результате выделения из морской воды калиевых соединений, ранее получившихся при разрушении изверженных горных пород и унесенных водой в моря и океаны.
Растения выносят из почвы многие элементы второй группы. В особо больших количествах выносятся фосфор, калий, сера, кальций, магний. Так, при выращивании органической массы, соответствующей одной годовой пищевой норме, из почвы выносится: 7 кг фосфора (считая на Р2О5), 13 кг калия (считая на К2О) и 3 кг •серы. Содержание Р2О5 и К2О в некоторых наиболее распространенных почвах довольно значительно. Так, в 1 га дерново-подзолистого почвенного слоя содержится 3000 кг Р2О5 и 65 000 кг К2О, черноземного — 6000 и 77 000 кг, сероземного — 3500 и 60 000 кг. При полном использовании растениями Р2О5 и К2О указанных количеств питательных веществ хватило бы на получение хороших урожаев в течение сотни лет. К сожалению, основная часть потенциальных запасов фосфора и калия находится в почве в неусвояемом для растений виде (органические соединения фосфора, фосфаты типа апатитов, фосфаты железа и алюминия, силикаты калия и др.) - Под влиянием деятельности некоторых почвенных
бактерий и выделений корней растений неусвояемые соединения постепенно переходят в усвояемые, но этот процесс протекает очень медленно.
Подсчитано, что с мировым урожаем сельскохозяйственных растений (не считая технических культур) в 1961 г. было вынесено из почвы 15 млн т Р2О5 и 27,9 млнт К2О; с минеральными удобрениями в тот же год было внесено 10,1 млн т Р2О5 и 8,7 млн т К2О. Отсюда видно, что растения выносят из почвы соединения фосфора и калия в больших количествах, чем вносится с удобрениями. Кроме того, много соединений этих элементов, так же как соединений других элементов, теряется вследствие эррозии почв и растворения в стекающих водах, которые уносят их в моря и океаны. По подсчетам американских специалистов, из-за эрозии почвы потери питательных веществ примерно в 60 раз превышают количество веществ, вносимых с удобрениями *. При современных методах земледелия соединений фосфора и калия, содержащихся в навозе, отходах обработки растений, бытовых отбросах, явно недостаточно. Следователь^ но, чтобы компенсировать эти потери, необходимо систематически вносить в почву минеральные удобрения. И естественно, что по мере вовлечения в сельское хозяйство новых земельных площадей и интенсификации сельскохозяйственного производства потребность в искусственных минеральных удобрениях все возрастает.
Специалисты сельского хозяйства считают, что количество вносимых минеральных удобрений должно превышать их вынос с урожаем, так как часть питательных веществ удобрений переходит в почв$ в неусвояемые растениями соединения и частично вымывается водой. Вносимые в почву фосфорные удобрения используются растениями в среднем на 40%, калийные — на 60%, азотные— на 70%. С учетом этого получается, что для создания годовой пищевой нормы надо вносить 17 кг Р2О5, 22 кг К2О и 35 кг азота.
Минеральные удобрения, содержащие элементы второй группы (фосфор, калий и др.), вырабатываются из природных ископаемых руд этих элементов.
Действительные и потенциальные запасы Р2О5 оцениваются соответственно в 1,0 • 1010 и 11,9 • 1010 т, а калия —
* X. X. Б е н я е т. Основы охраны почв. М., ИЛ, 1958.
1,8* 1010 и 6,0» IO10 т. Если бы и далее порядок использования удобрений и нормы их применения остались без изменения, то при увеличении населения на 1,75% в год (начиная с 3 млрд человек) только разведанных руд фосфора хватило бы на 90 лет, а руд калия — на 100 лет; учитывая потенциальные запасы, этот срок увеличится примерно до 200 лет.
Запасы руд, по всей вероятности, окажутся большими, так как многие месторождения еще не разведаны. Но даже это не меняет положения — все равно современные способы использования концентрированных залежей фосфора и калия, как, впрочем, и залежей любых элементов, неизбежно ведут к их постепенному рассеянию. Образование же новых залежей соединений калия, фосфора и других полезных ископаемых на данном этапе развития Земли если и возможно, то требует сроков геологического порядка. Но представляет ли это угрозу человечеству в том отношении, что ресурсы химических элементов литосферы, входящих в состав пищи, будут исчерпаны и дальнейшее создание пищевых средств станет невозможным?
На этот вопрос следует ответить отрицательно. С развитием техники, а также с постепенным истощением богатых руд человечество овладевает все более эффективными способами переработки бедных руд. Так, в начале прошлого века пригодной для извлечения меди считалась руда, содержащая не менее 10% этого элемента, сейчас успешно перерабатываются руды, содержащие 1 % меди. Кроме того, сложность переработки различных руд одного и того же элемента далеко не одинакова. Для получения глинозема — промежуточного продукта в производстве алюминия — долгое время использовали только бокситовые руды. Получать глинозем из других руд считали невыгодным и даже вообще невозможным. Но не так давно в СССР освоен и широко применяется способ получения глинозема из нефелина; разработан также способ использования для этих целей алунита. При этом в том и другом случае в качестве побочного продукта получаются ценные щелочи. Кроме того, при переработке нефелина вырабатываются еще портландцемент, а при переработке алунита — сернистый газ, пригодный для производства серной кислоты. С дальнейшим развитием техники и при наличии достаточных ресурсов энергии
будут перерабатываться любые руды со все более низким содержанием любого элемента.
Калийные соединения получают сейчас только из залежей осадочного происхождения, содержащих сульфаты и хлориды калия. Но для удобрений можно применять и калий, содержащийся в осадочных силикатах, например в глауконите, запасы которого очень велики и месторождения очень распространены. Содержание К2О в глауконите составляет 4,0—9,5%. Но несравнимо большие запасы калия хранятся в изверженных породах— граните, полевом шпате и др. Гранит, например,—• одна из самых распространенных горных пород земной коры — содержит 4,1% К2О, и в принципе получение калийных соединений из гранита вполне возможно. Кроме калия в граните имеются и другие ценные элементы. В 100 т гранита в среднем содержится: 8 т алюминия, 5 т железа, 540 кг титана, 80 кг марганца, 30 кг хрома, 18 кг никеля, 14 кг ванадия, 9 кг меди, 4,5 кг вольфрама, 1,8 кг свинца. Количество атомной энергии, которую можно получить из урана и тория, имеющихся в 100 т гранита, эквивалентно энергии 50 т угля. Энергией распада этих двух элементов можно, если не полностью, то в значительной мере, покрыть энергетические затраты на извлечение из гранита всех указанных элементов.
Содержание калия в граните немногим отличается от его среднего содержания в земной коре (2,83%). А если калий, да и любой другой элемент, будет извлекаться, из породы, в которой содержание его близко к содержанию в земной коре, то дальнейшего рассеяния элемент та происходить не будет. Возникает замкнутый кругово--рот: элемент в земной ко ре^ эле мент в продукции.
Можно рассчитать, что расход калия на создание путем фотосинтеза средств питания для 1000 млрд человек равен 2,2-Ю10 т/год. Для получения такого количества калия потребовалось бы переработать 8,7-Ю11 т породы, содержащей 2,83% К2О, при коэффициенте извлечения 0,9. На первый взгляд эта цифра кажется очень большой, но она не превышает 3- 10“8 доли земной коры, и извлечение такой массы в год, конечно, не нарушит жиз-’ недеятельности населения Земли. Если учесть, что сейчас из недр Земли ежегодно извлекается 7 млрд т руды (более 2 т на человека), то величина 8,7• 1011 при населении 1000 млрд человек (0,87 т на человека) не пока*
жется устрашающей. К тому же масса земной коры составляет примерно лишь 4,10“3 части массы всей Земли и, пожалуй, нельзя сомневаться в том, что человечество не в таком уж далеком будущем доберется до богатств мантии Земли.
Правда, против наших рассуждений можно выдвинуть возражение: масса подлежащей извлечению руды определена только по расходу калия, да и то и исключительно для сельскохозяйственных нужд. Но ведь породу можно будет перерабатывать комплексно и извлекать из нее многие другие элементы. Например, если в ней содержится Р2О5 почти столько же, сколько в земной коре, то из породы можно добыть 1,4*1010 т Р2О5. Этим количеством Р2О5 можно обеспечить создание средств питания для тех же 1000 млрд человек. Очевидно, со временем определится какая-то оптимальная масса породы, которую необходимо будет извлекать для удовлетворения нужд человечества в соединениях целого ряда элементов. При этом комплексность процесса безусловно повысит его экономические показатели.
Добиться неисчерпаемости запасов любого элемента можно не только вовлечением в искусственный круговорот залежей данного элемента в земной коре. Для этого имеются и другие, менее сложные пути. Прежде всего, это использование запасов элементов, хранящихся в во* дах Мирового океана. В морской воде концентрация калия, например, равна 0,38 г/л; общее содержание К2О в Амировом океане составляет 6,3-1014 т. А это в 800 раз превышает его запасы в концентрированных рудах.
Соли калия извлекаются из морской воды и сейчас, Англия, например, еще до второй мировой войны добывала соли калия из вод Мертвого моря. В послевоенные годы эта добыча значительно увеличилась. Специальные заводы по извлечению калия из морской воды имеются в Эритрее (Африка) и Неаполе. В наиболее широких масштабах этот метод применяется в Японии и КНР. Дальнейшее развитие морской добычи калийных солей, естественно, будет определяться экономикой этого производства.
В морской воде имеется не только калий. Там есть натрий (1,44 • 10 15 т), магний (1,74 • 10 15 т), сера (1,21* •1015 т), бром (8,9-1013 т), фосфор (8-Ю10 т), йод (6,8< •1010 т), уран (2,05-109 т), молибден и торий (по 6,85<
•Ю8 т), серебро, ванадий, иттрий,'лантан и цезий (по 4,11 • 108 т), золото (6,85-103 т) и т. д.— всего 44 элемента. Уже сейчас ежегодно из морской воды добывается 7— 8 млн т хлористого натрия (около 7з его общемировой добычи), 100 тыс т брома (99% всей мировой добычи), 100 тыс. т магния. Очевидно, наиболее выгодным путем использования всех богатств морской воды будет комплексное извлечение элементов одновременно с опреснением морской воды, а затем и с выделением дейтерия — тяжелого изотопа водорода, используемого для получения термоядерной энергии.
Полное выделение калия, да и любого другого элемента, из морской воды, конечно, невозможно. Но если извлечь хотя бы одну десятую долю калия, имеющегося в Мировом океане, то этого количества хватило бы на получение путем фотосинтеза 2,87 • 1015 годовых пищевых норм. Иначе говоря, в течение 560 лет человечество было бы обеспечено калием, даже в том случае, если бы прирост населения всегда находился на уровне 1950— 1960 гг., что, конечно, нереально. Здесь надо учесть и то, что, согласно естественному круговороту веществ на Земле, калий будет не только извлекаться из вод Мирового океана, но и возвращаться в него. Существует и другой путь практически неограниченного увеличения ресурсов агрономических элементов. Это интенсификация круговорота элемент в почве^элемент в продукции.
Способствовать такой интенсификации будут следующие меры: всемерное снижение эрозии почв, ускорение почвенных процессов превращения неусвояемых растениями соединений в усвояемые (микробиологическими, физическими и другими методами), максимальное использование отходов переработки растений в качестве удобрений, разработка новых форм удобрений с повышенным коэффициентом использования их растениями. Конечно, все эти меры еще не создадут полностью замкнутого круговорота питательных веществ, но, несомненно, они в несколько раз уменьшат бесполезные потери вносимых в почву питательных веществ, что намного отдалит время истощения запасов агрономических элементов.
Важной задачей в связи с обсуждаемой проблемой является повышение степени использования многочисленных отходов производства, содержащих питательные элементы. К таким отходам относятся, например, мартенов-22
ские шлаки (1,4—3,5% Р2О5, до 0,5% окиси меди), тома» совские шлаки (14—20% Р2О5), фосфатшлаки (10—15% Р2О5), цементная пыль (20—35% К2О), отходы промыт» ленности цветной металлургии, содержащие те или иные микроэлементы, и т. д.
Осуществление замкнутого круговорота питательных веществ упрощается при переходе к выращиванию растений без почвы в питательных растворах, т. е. к методу гидропоники (стр. 43). Этот метод полностью исключает потери питательных веществ в почве и повышает коэффициент использования растениями удобрений для азота в 1,4, для фосфора в 2,5 и для калия в 1,66 раза. При одновременном максимальном использовании питательных веществ, содержащихся в отходах переработки растений и жизнедеятельности животных, можно свести до минимума рассеяние агрономических элементов и довольно близко подойти к их замкнутому круговороту.
Почти полностью замкнутый круговорот элементов, входящих в состав компонентов пищи, станет практически возможным после освоения химического синтеза средств питания (стр. 43). При этом в круговорот потребуется вовлекать гораздо меньшие массы любого элемента по сравнению с получением пищи посредством фотосинтеза. Это понятно из следующих цифр. Для создания одной годовой пищевой нормы растения путем фотосинтеза должны усвоить: 600 кг углерода, 24 кг азота, 17 кг Р2О5 и 22 кг К2О. Годовая же потребность человека в этих элементах гораздо меньше: 140 кг углерода, 6 кг азота, 1,2 кг Р2О5, 1,6 кг К2О. Именно такие количества элементов потребуются для создания годовой пищевой нормы, когда все компоненты пищи будут производиться путем химического синтеза, и, следовательно, расход элементов резко сократится.
Мы рассмотрели ресурсы далеко не всех элементов, входящих в состав пищи. Но и рассмотрение запасов остальных элементов не привело бы к выводам иного характера, так как обеспечение рациона человека такими элементами, как кальций, магний, сера, железо,— задача более легкая по сравнению с обеспечением фосфором и калием. Что же касается молибдена, цинка, кобальта, меди и йода, то потребность в них как в компонентах пищи очень незначительна. Интересно, что некоторые живые организмы способны концентрировать эти элементы.
Известны организмы, концентрирующие кальций, магний, алюминий, марганец, железо, фосфор, серу, медь, цинк, литий, бор, фтор, бром. Например, в морской воде содержится 0,05 мг/л (5-1О“6о/о) йода, а концентрация его в морских водорослях достигает 0,1—0,5% (на сырой вес) и 50% (в золе); зола таких водорослей используется для промышленного получения йода. Некоторые беспозвоночные типа кольчатых червей (полихеты) накапливают в своем организме до 0,002% кобальта и до 0,01 — 0,08% никеля. Такая концентрация в сотни тысяч и миллионы раз превышает концентрацию этих элементов в морской воде. Сейчас мы только в отдельных случаях пользуемся результатами деятельности таких организмов. Но ведь не исключено, что в будущем мы сможем управлять деятельностью организмов-накопителей и даже выводить новые, более эффективные виды.
Итак, мы пришли к выводу, что химические элементы, входящие в состав пищи, не будут лимитировать пищевые ресурсы практически любого мыслимого населения Земли, если, конечно, человечество целеустремленно будет реализовать все имеющиеся для этого возможности.
ПОЛЕЗНАЯ ПЛОЩАДЬ ЗЕМЛИ
Три четверти поверхности Земли заняты океанами и морями, которые используются человеком пока еще в очень малой степени. Остающаяся четверть, точнее 29%, земной поверхности — суша, которая освоена также далеко не полностью. Почти четвертую часть суши занимают горы, столько же сковано вечной мерзлотой; около одной седьмой занято пустынями, одна девятая покрыта ледниками. Не вовлечены в сельскохозяйственную деятельность людей громадные площади болот, непроходимых джунглей, таежных лесов.
Поверхность суши равна 150 млн. км2 (без Антарктиды — 134 млн. км2). Из табл. 4 видно, как распределена земельная площадь по отдельным странам и частям света. Только 1,46 млрд га, т. е. немногим больше 10% суши, используется под пашни и насаждения. Но, может быть, остальная площадь вообще не пригодна для земледелия? Безусловно, какую-то часть суши действительно нельзя обрабатывать, но эта часть гораздо меньше той части земли, которая может быть использована, но не
Таблица 4
Распределение земельной площади (млн. га) *
Часть света или страна	Общая	Пашни и насаждения	Луга и пастбища	Всего	Леса	Пустыри и строения
Европа 		493	152	90	242	137	114
СССР		2227	232	372	604	880	743
Северная и Центральная Америка		2426	261	368	629	816	981
Южная Америка . % . .	1779	62	324	386	916	477
Азия 		1782	348	207	555	449	778
КНР (1954) 		976	109	178	287	77	612
Африка 		3021	260	636	896	751	1374
Океания		853	35	460	495	79	279
Итого 		13557	1459	2635	4094	4105	5358
♦ Народное хозяйство СССР—1964 г. ЦСУ, 1965; Statist Agriculture, 1965. Pro-dcution. Yearbook, FAO, 1966
используется. Так, например, в Южной Америке сельское хозяйство ведется только на 5% территории, в то время как пригодной для этого земли имеется свыше 25%. В частности, в Бразилии обрабатывается только 11% пригодной земельной площади, а засевается 7,3%, в Мексике соответственно 8,3 и 6,6%. Прекрасным земельным фондом Аргентины являются пампасы, занимающие более 100 млн га. Почвенный слой здесь глубок и богат питательными веществами. Более 7з территории Аргентины покрыто лесами, и в них тоже скрыты потенциальные запасы земли, пригодной для обработки. Однако из 240 млн га пригодной для сельского хозяйства земельной площади Аргентины используется лишь 30 млн га. В Перу сель* ским хозяйством охвачено 10% пригодной площади, в Колумбии — 8%, в Коста Рика—около 25% и т. д.
Большие- резервы земельных площадей для сельскохозяйственного производства имеются и во многих странах Азии. Так, в Индонезии из общей площади 149 млн га в сельском хозяйстве используется лишь 17,6 млн га, в Индии—40%, в Пакистане — не более 30%, в Австралии — из 56 млн га возделывается только 9 млн га. В Африке на каждого жителя приходится 12 га земельной площади, но только около 1 га из них представляют собою пашни и плантации. По данным ФАО, 115 млн га — это
«неиспользуемые, ио потенциально продуктивные земли. Из 592 млн га пастбищ и 748 млн га лесов Африки несколько сот миллионов гектар могут быть превращены в сельскохозяйственные угодья» *.
Пирсон и Харпер**—авторы книги «Мировой го* лод» — перечисляют условия пригодности почв для сельскохозяйственного использования. Они относят сюда рельеф местности, плодородие почвы, количество осадков, тепла и света и с этих позиций расценивают пригодность поверхности суши для сельского хозяйства. По их мнению, отдельным указанным условиям соответствует следующая доля поверхности Земли (в %):
Местности с достаточным количеством осадков . . 43
То же и надежность осадков................34
То же и достаточное количество тепла .... 32
То же и подходящие топографические условия 21
То же и достаточное плодородие почв ....	7
Из этих данных получается, что всем указанным условиям отвечают только 7% поверхности суши, а самым лимитирующим условием использования почвы, по Пирсону и Харперу, является ее плодородие.
Но разве плодородие почвы представляет собой неиз* менную величину, не подвластную человеку?
Сама почва есть естественно-историческое образование: в далеком прошлом Земли почвы в современном ее понимании вообще не существовало. Почва — эта поверхностный слой земной коры, возникший в результате действия света, воздуха, влаги, растительных и животных организмов, а на окультуренных территориях — и деятельности человека.
Для подкрепления мальтузианской теории об исчерпании жизненных ресурсов буржуазные социологи используют так называемый закон убывающего плодорс .ия почвы, впервые выдвинутый французским экономистом Тюрго еще в XVIII веке. Суть этого «закона» состоит в утверждении, что за известным пределом вложение в землю добавочных средств и труда не окупается соответствующим количеством возрастающей сельскохозяйст-
*	О. Рюле. Хлеб для 6 миллиардов. М„ «Прогресс», 1965.
*	* Pearson, Harper. The World’s Hunger. Ithaca, Cornell university press, 1945.
венной продукции. Основная ошибка Тюрго состоит в том, что он рассматривает только естественное плодородие почвы и при этом считает его определенным раз и навсегда. Он игнорирует одно решающее обстоятельство: с развитием науки и техники, в том числе сельскохозяйственной, человек получает все больше возможностей для сознательного и планомерного воздействия на свойства почвы, определяющие ее плодородие. В свое время Маркс отметил, что «хотя плодородие и является объективным свойством почвы, экономически оно все же постоянно подразумевает известное отношение — отношение к данному уровню развития земледельческой химии и механики, а потому и изменяется вместе с этим уровнем развития» *. «В сущности ведь самое понятие: «добавочные (или: последовательные) вложения труда и капитала»,— писал Ленин, — предполагает изменение способов производства, преобразование техники» **.
История сельскохозяйственного производства полностью опровергла «закон» убывающего плодородия почвы. Для иллюстрации этого можно привести пример, о котором Ленин писал еще в 1907 г. Такие авторитетные наблюдатели природы, как академики Бэр и Гельмерсон, в 1845 г. утверждали, что таврические степи по своему климату и недостатку воды всегда будут принадлежать к самым беднейшим и неудобовозделываемым местностям. «В то время население Таврической губернии вдвое меньшее, чем теперь, производило 1,8 млн четвертей всяких хлебов... Прошло 60 лет, и удвоившееся население производит в 1903 г. 17,6 млн четвертей, т. е. почти в 10 раз более» ***. Теперь по херсонской земле (таврические степи) проходит канал из Каховского водохранилища. Осваивается орошение этих земель, урожайность пшеницы на них достигает 40—50, риса 60—70 ц/га. О таком плодородии этих земель в 1903 г., а тем более в 1845 г., никто -и не мечтал.
Плодородие почвы определяется содержанием в ней необходимых для растений питательных веществ, а также ее химическими и физическими свойствами. Наиболее важными свойствами почвы, влияющими на ее плодородие, являются поглотительная способность (способ’
* К- М а р к с. Капитал, т. III, 1955, стр. 664.
** В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 5, стр. 101.
*** В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 16, стр. 228.
ность твердых частиц почвы поглощать соли из водного почвенного раствора), скважность (общий объем пустот в почве, их форма и размеры), водопроницаемость, вла-гоемкость, водоподъемная способность, испаряющая способность, реакция почвы (кислая, основная, нейтральная). Все эти свойства почвы определяются главным образом характером ее структуры и наличием в ней органического вещества — гумуса. Обеспечение же почвы всеми питательными веществами — дело рук человека.
Лучшими физическими свойствами обладает почва, имеющая мелкокомковатую структуру. Сохранению такой структуры способствуют правильная система обработки почвы и правильное чередование посевов различных культур. В последнее время разработаны способы улучшения структуры почвы с помощью специальных препаратов — структурообразователей. При внесении в почву незначительного количества такого вещества из пылевидных частиц земли образуются мелкие комочки, и почва приобретает хорошую структуру.
Из таких препаратов известны, например, препарат «К» на основе синтетического полимера акрилнитрила и препарат «Сайлак» на базе поливинилацетатных полимеров. Последний из них —белый порошок — рассыпают тонким слоем по поверхности почвы. Под действием этого препарата даже глина собирается в комочки размером от булавочной головки до горошины. Эти комочки сохраняют гигроскопичность, но не распадаются от действия воды.
Для повышения плодородия кислых подзолистых почв используется известь, которая улучшает структуру таких почв и снижает их кислотность. При этом повышается эффективность действия минеральных удобрений и увеличивается урожайность. Внесение 3—4 т извести на 1 га посева повышает урожай зерна на 2—5, корней сахарной свеклы — на 80—90, силосной массы — на 80— 90 ц/га. Раз внесенная известь сохраняет свое дейст* вие в течение 10—30 лет. В США, например, в почву ежегодно вносят около 20 млн т извести. В СССР в течение 1966—1975 гг. намечается произвестковать 28 млн га кислых почв.
Плодородие засоленных почв (солончаков) можно восстановить, осуществляя дренаж с промыванием и аэрацией почвы на глубину до 1,2 м с помощью гигантских
«лугов и машин. В СССР в ближайшее десятилетие на* мечено обессолить 42 млн га солончаковых почв. Весьма эффективно также внесение в солончаковые почвы гип-са. Даже бесплодные пески пустынь можно превратить в высокоплодородные почвы с помощью специальных эмульсий, которые образуют на поверхности песка тонкую пленку и этим препятствуют передвижению песка под действием ветра. Заранее посеянные неприхотливые растения прорывают пленку и укореняются на неподвижном песке, затем начинают развиваться и другие, более капризные растения. В результате верхний слой земли постепенно обогащается органическим веществом — возникает структурная почва. В песках Туркмении, например, под прикрытием защитных пленок посажен лес на десятках тысяч гектаров, укрепились сосны на зыбких нижнеднепровских песках, созданы зеленые оазисы вблизи нефтяных промыслов Небит-Дага и Куп-Дага.
Конечно, при хищнической бесплановой эксплуатации плодородие почвы действительно истощается. «Культура,— писал Маркс,— если она развивается стихийно, а не направляется сознательно... оставляет после себя пустыню» *.
Многократный посев одной и той же культуры без применения средств для улучшения структуры почвы и защиты от эрозии может придать почве пылеватую легко выветривающуюся п размывающуюся структуру. К столь же печальному результату приводит нерациональная система удобрений, например длительное применение на подзолистых почвах кислых удобрений.
Резко сказывается на понижении плодородия почвы бесплановая вырубка лесов, ведущая к усилению выветривания и обезвоживанию почвы. В капиталистических странах за последние два века уничтожено 50 млн га леса, а вновь посажено лишь 2 млн га. В США за 1908—1938 гг. уничтожено 44% леса.
По данным американского почвоведа Беннета, в США эрозия уже сделала непригодными к обработке около 20 млн га пашен, другая часть пахотных земель — также около 20 млн га — находится на грани такого же состояния **. К несчастью, эрозия почв, обусловленная главным образом наследием прошлого, имеет место ив
* К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. XXIV, стр. 35. ** X. X Беннет. Указ. соч.
СССР: в старых сельскохозяйственных районах Европейской части страны есть земли, охваченные речной и овражной эрозией; на одной пятой этих земель урожайность снизилась в 2 раза.
Научная система земледелия с учетом климата и типа почв обеспечивает получение высоких урожаев и сохраняет плодородие почв. Разработка такой системы для каждого отдельного случая является важнейшей практической задачей нашего времени.
РАСШИРЕНИЕ
ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ ПЛОЩАДЕЙ
Считается, что на Земле есть много площадей с неудоби ным для сельскохозяйственного производства рельефом. Но является ли это непреодолимым препятствием?
Человечество в течение многих веков приспосабливалось к лику Земли, определившемуся в процессе стихийного развития нашей планеты. В прошлом люди изучали и описывали Землю,— теперь человек делает первые шаги по переустройству поверхности земного шара. В дальнейшем, овладев неисчерпаемыми источниками энергии, человечество приступит к планомерной глубокой переделке лика Земли. География—в прошлом описательная наука — становится наукой о плановом комплексном преобразовании природы. Человек, говорил академик В. И. Вернадский, становится крупнейшей геологической силой.
Сейчас нет возможности указать точный перечень грядущих грандиозных мероприятий, но нет никаких сомнений в том, что настанет время, когда единое человеческое общество Земли займется разработкой великого плана реконструкции своей планеты. Предвестники этого плана видны и сейчас.
Уже при современном уровне техники рельеф поверхности Земли можно изменять на больших площадях. С дальнейшим увеличением энергетических ресурсов в этом отношении откроются поистине безграничные возможности. Это первое, а во-вторых, площади с рельефом, неудобным для посевов сельскохозяйственных культур, можно использовать для получения продоволь* ственных средств другими путями. Так, по горам и их склонам в большинстве случаев хорошо растет лес. Из«
вестйо, что ежегодный прирост Древесины леса состав* ляет в среднем 5 т на 1 га. Из этого количества древесины можно, например, выработать 700 кг кормовых дрожжей, что равноценно 52 ц кукурузы. В горных районах успешно развивается террасное земледелие; горные склоны прорезают многими ступенями, располагающимися одна над другой горизонтальными площадками.
В-третьих, некоторые неудобные для земледелия площади— балки, овраги, заболоченные сенокосные угодья и т. п.— могут быть превращены в высокопроизводительные рыбоводческие хозяйства. В-се имеющиеся сейчас водоемы: внутренние озера, водохранилища, пруды и т. д. можно использовать для разведения рыбы и водоплавающей птицы. Раньше считалось, что с 1 га водной поверхности можно получить 200—300 кг рыбы в год; теперь вполне реальной задачей является получение 10—20 ц рыбы с 1 га. В отдельных хозяйствах такая продуктивность прудов уже достигнута. В советской печати были сообщения об отлове рыбы в количестве 40 и даже 50 ц/га в год. В пересчете на калорийность свинины такие урожаи рыбы гораздо ценнее, чем урожай зерновых с той же по размеру площади суши. Опыт отдельных хозяйств показывает возможность совмещения выращивания в прудах рыбы и водоплавающей птицы. Если учесть, что только в СССР площадь пресноводных озер и водохранилищ достигает почти 25 млн га, то ста-* нет ясно, насколько велики возможности получения пищевых средств при должном использовании внутренних водоемов.
Особенно важным условием развития земледелия является, конечно, наличие достаточного количества влаги. Мы уже говорили, что человечеству не угрожает абсолютный недостаток воды на Земле. Однако недостача воды во многих отдельных местностях ощущается более или менее постоянно. На земном шаре ежегодно с по* верхности океанов и морей испаряется 448 тыс., а выпадает в виде осадков в моря и океаны 412 тыс. км3 воды. Поверхность суши получает в год 107 тыс. км3 осадков, а испаряется с нее 71 тыс. км3 воды. Если бы распределение осадков было равномерным по всей поверхности Земли, то в любом месте суши выпадало бы 713 мм влаги.
Такое количество осадков при других благоприятных условиях обеспечивает получение высоких урожаев.
Но осадки распределяются по суше очень неравномерно. Так, на Черноморском побережье Кавказа количество осадков в год составляет 2000—2500 мм, а в Арало-Каспийской низменности всего 100—150 мм. Особенно мало осадков достается пустыням. В Кара-Кумах их количество равно 100—НО мм, в пустыне Такла-Ма-кан (Китай) 10—35 мм, в Сахаре 3—100 мм; на огромных пространствах Сахары дождей не бывает несколько лет подряд. Осадки часто выпадают не в то время, когда посевы более всего нуждаются во влаге. Кроме того, значительная часть воды испаряется непосредственно с почвы, минуя процесс транспирации, т. е. почти беспо-лезно.
Лучший способ обеспечения посевов влагой — искусственное орошение. В США считают экономически выгодным применять орошение даже в районах с осадками 700—800 мм в год.
Орошаемое земледелие возникло еще в глубокой древности в жарких сухих странах — Египте, Месопотамии, Средней Азии, Закавказье, Китае, Мексике. В Египте оно применялось уже за 3000 лет, а в Китае за 2500 лет до н. э. Орошаемое земледелие 2500 лет назад существовало в бассейнах рек Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи; площадь орошения в Средней Азии достигала 5 млн. га. Со временем в силу социальных причин древние оросительные системы погибали, и некогда цветущие земли превращались в бесплодные пустыни.
Пустыни опоясывают весь земной шар двумя кольцами по тропикам. В СССР к пустыням относится около 300 млн га, т. е. примерно 14% всей территории страны; 220 млн га пустынных земель находится на юге страны, из них в Казахстане—150, в Туркмении — 40, в Узбекской ССР —30 млн га. Кроме пустынь, в орошении нуждаются и многие области недостаточного увлажнения (степи и др.). В СССР к таким землям относятся обширные площади на юге Украины, часть Центрально-Черноземной области, степные районы Северного Кавказа, Поволжья, Казахстана, Западной Сибири, Хакасии и Забайкалья. По имеющимся оценкам, в СССР около 800 млн га земли испытывает нужду в воде.
В настоящее время искусственно орошается около 14% всей посевной площади мира. Считается, что эти земли кормят половину человечества, так как на них
собирают 50% мирового урожая сельскохозяйственной продукции. В СССР на орошаемых площадях получают около 20% всей продукции растениеводства страны. Около 80% всей орошаемой площади приходится на Египет, Ирак, Пакистан, Индию и Китай. В США в 1955 г. площадь орошаемых земель равнялась 13,6 млн га. В России в 1913 г. орошалось 3,5 млн. га земель, в 1965 г. площадь орошаемого земледелия достигла у нас 9,5 млн га, или 4% всей посевной площади. Но этого еще явно недостаточно. Майский (1966 г.) Пленум ЦК наметил провести в 1966—1975 гг. работу по орошению еще 7—8 млн га. Кроме того, до 1970 г. предполагается обводнить и освоить в пустынных, полупустынных и высокогорных районах 51,6 млн га пастбищ. По современным представлениям, водные ресурсы СССР дают возможность довести площадь орошаемых земель до 30 млн га, а при переброске вод северных рек Европейской части СССР и Сибири на юг—70—80 млн га.
Главным источником воды для орошения являются стоки рек; мировой объем стоков достигает 36 тыс км 3. Ведущееся в СССР грандиозное ирригационное строительство наряду с использованием энергии рек для получения электроэнергии предусматривает максимально возможное использование стока многих рек для орошения земель юга Украины, севера Крыма, Заволжья, Северного Кавказа, Средней Азии, Казахстана.
Увеличение масштабов орошаемого земледелия с использованием этого источника лимитируется тем, что речные стоки воды часто направлены не туда, где особенно велика потребность в орошении. В СССР на реки, впадающие в Северный Ледовитый океан, приходится 61% стока всех рек страны, в Тихий океан—22%, в моря Атлантического океана—8% и в Арало-Каспийский бассейн — 9%. Земли районов, прилегающих к Северному Ледовитому океану, переувлажнены. В бассейнах же Азовского, Черного и Каспийского морей почва не обеспечена влагой, так как испарение превышает сумму годовых осадков. В связи с этим намечается переброска части стоков северных европейских рек (Печоры, Северной Двины, Вычегды, Мезени, Онеги) в Волгу и Днепр, а северных сибирских рек (Оби, Иртыша) —в Среднюю Азию и Казахстан. Уже ведутся работы по соединению Печоры и Вычегды через Каму с Волгой; это даст воз
можность оросить в Нижнем Поволжье 1 млн га. Передача воды сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан позволит дополнительно оросить там около 15 млн га.
Имеются возможности и более полного использования стоков рек для орошения. Например, на прибрежном черноморском мелководье предлагается намыть земляную дамбу от устья Дуная до Перекопа. Это позволит направить стоки Дуная, Днепра, Днестра и Южного Буга в искусственное водохранилище, а из него мощные насосы будут подавать воду для орошения побережья. Отбор воды из рек, впадающих в Черное море, будет компенсироваться притоком теплых вод из Средиземного моря, что расширит зону субтропиков на Черноморском побережье. Если сделать прорезь в Перекопском перешейке, а Керченский пролив перегородить плотиной, то Азовское море превратится в пресноводное озеро, вода которого будет подаваться в прикаспийскую низменность на полупустынные «черные земли».
Более 20 лет назад группа итальянских и немецких специалистов предложила проект преобразования географии Африки. Сущность его такова. На реке Конго, в узком ущелье Стенли Гил, возводится плотина. При этом образуется водохранилище «Море Конго» площадью 800 тыс. км 2. Вода из этого хранилища по притоку Конго, реке Убанге, пойдет в обратном направлении, заполнит котловину озера Чад и дальше проложит себе путь на север — через пустыню Сахару. Новая река, которая при этом образуется,— «Второй Нил» — будет орошать около 60 млн га пустыни. Предполагается, что осуществление этого проекта окажет положительное влияние не только на климат значительной части Афри* ки, но и ряда европейских стран: Испании, Греции, Франции, Италии *.
Необходимость регулирования стока рек часто объясняется и другой причиной — периодическими наводнениями во время весенних разливов. Для борьбы с наводнениями намечено, например, соорудить регулирующую плотину на реке Зее, притоке Амура. За последние десятилетия Зея своими наводнениями приносила большие убытки. Регулирование стока вод Зеи с помощью водо
* Ф. Бааде. Мировое энергетическое хозяйство. М., ИЛ, 1960; И. Адабашев. Человек исправляет планету. М., «Молодая гвардия», 1964.
хранилища позволит орошать более 300 тыс. га плодороднейшей пойменной земли.
Примером эффективного сочетания борьбы с наводнениями с задачами орошения могут служить также работы на реке Теннеси в США. Эта река, протяженностью 1600 км, берет начало в Аппалачах и впадает в Огайо, приток Миссисипи. Протекая по семи южным штатам, она заливала поля и фермы и уносила десятки тысяч тонн и без того тощего пахотного слоя почвы. Сейчас бурная река на протяжении более 1000 км превращена в спокойную магистраль, несущую свои воды от одного водохранилища к другому. От разрушительных наводнений защищено 5 млн га обрабатываемой площади и обводнено около 100 тыс. га полей и пастбищ.
Перераспределение стока рек часто имеет целью удовлетворить не только (а иногда и не столько) сельскохозяйственные, но и промышленные и бытовые нужды. Так, именно последнее побудило построить знаменитый канал Москва — Волга, Истринское, Можайское и другие водохранилища.
В США имеется проект увеличения ресурсов пресной воды путем сооружения канала для переброски воды из рек, впадающих в Гудзонов залив, в Великие озера. В этих же целях предполагается создать огромное искусственное озеро длиной 800 км в долине Скалистых гор. Из этого водоема, расположенного на высоте 900 м, можно будет снабжать пресной водой несколько штатов США, часть Мексики и часть Канады.
Большие возможности увеличения орошаемой площади открывает использование подземных вод. Считается, что количество подземных вод на Земле, залегающих на глубине 800—1000 м, равно примерно 100 млн км3. Значительная часть этих подземных рек имеет пресную воду. В КНР, например, под обширной низменностью, по которой несколько тысяч лет назад протекала река Янцзы, обнаружен водоносный слой площадью 200 тыс. км 2. Пробуренные на глубину 3000 м скважины дают основание полагать, что под большей частью Австралии, страдающей от недостатка воды, раскинулся гигантский бассейн подземной пресной воды. Во многих частях СССР тоже обнаружены громадные запасы подземных вод. В пустынях Средней Азии почти повсеместно на глубине 10—200 м залегают соленые воды. Среди них
встречаются плавающие линзы пресной воды. Огромные скопления подземной пресной воды имеются в западной части низменности Кара-Кум. Мощный водоносный слой обнаружен в Западной Сибири: он прослежен от Уральских гор до Енисея. На юге этот слой доходит до линии Кустанайск — Семипалатинск — Бийск — Красноярск, а на севере он, вероятно, уходит под дно Карского моря.
Известно, что около 50% мирового сбора хлопка приходится на оазисы пустынь. А ведь оазисы в пустынях обязаны своим существованием только естественным источникам подземных вод. В Алжире подземная вода из артезианских колодцев превратила в плодородную землю большие пространства ранее бесплодных песков Сахары. Тысячи артезианских колодцев орошают засушливые районы США и других стран.
Обсуждается и вопрос об использовании воды ледников. На Земле ледники занимают 16,3 млн км2, т. е. около 11 % поверхности суши. Общее количество льда оценивается в 2,88- 10 16 т; 90% этого количества льда находится в Антарктиде.
Считается, что запасы воды только в льдах гор Средней Азии превышают количество воды во всех реках земного шара. Ставится, например, проблема управления таянием горных ледников; разрешение ее помогло бы увеличить сток рек приторных районов и сделать его более постоянным. На одном из ледников Тянь-Шаня было рассыпано 70 т угольной пыли; этим способом удалось растопить 1300 тыс. м3 льда; вода использована для орошения прилегающих пахотных земель. В США обсуждалось предложение буксировать к берегам Америки антарктические айсберги. По расчетам, один айсберг мог бы в течение года удовлетворить потребность в воде всей Калифорнии. Особенно актуально и практически наиболее осуществимо использование плавающих айсбергов для Австралии.
Практически неограниченное увеличение ресурсов воды произойдет, когда будут освоены экономически выгодные способы опреснения соленых морских и подземных вод.
Опреснительные установки имеются уже во многих странах. Пресную воду получают из морской воды и из соленых вод подземных источников путем перегонки, вымораживания, экстракции, электродиализа; не так дав
но начали применять метод теплообменных смол. Самые крупные установки для перегонки морской воды находятся на острове Аруба в Карибском море (производительность 77 тыс. м3/сутки) и в Кувейте на берегу Персидского залива (производительность 28 тыс. м3/сутки). В СССР есть крупные опреснительные установки (мощностью свыше 2500 м3/сутки) на берегу Каспийского моря и в других местах.
Однако пока опреснение воды стоит дорого и такая вода используется главным образом как питьевая и редко для технических целей. Изысканием более дешевых способов опреснения соленых вод занимается более 80 организаций в 15 странах; несколько раз эта проблема обсуждалась на совещаниях ООН.
Предполагается, когда для опреснения воды будет использоваться атомная энергия мощных атомных электростанций, стоимость опресненной воды настолько снизится, что ее можно будет применять для орошения сельскохозяйственных угодий. На базе энергии строящейся в Западном Казахстане атомной электростанции намечается создать опреснительную установку мощностью 100 тыс. м3/сутки. Проекты атомных электростанций с мощными опреснительными установками разрабатываются и в США. В Объединенной Арабской Республике на базе атомной энергии предполагается создать ряд мощных опреснительных установок на берегу Средиземного моря, к западу от Александрии. Опресненную воду будут использовать для орошения земельной площади в 6 млн га.
Решение проблемы водоснабжения в широком масштабе не умаляет значения мер, имеющих временное или местное значение. Например, своевременному водоснабжению ряда районов, по-видимому, в известной степени может помочь управление выпадением осадков по месту и времени. Такие опыты уже ставятся, и если сейчас еще нельзя сделать окончательного заключения о их практической значимости, то уже сам факт постановки таких опытов в ряде стран несомненно говорит о возможности регулировать выпадение осадков. К способам улучшения местного влагоснабжения относятся также такие выработанные практикой весьма эффективные меры, как снегозадержание, зяблевая вспашка, лесона-саждение и Д£а
Можно с большой вероятностью считать, что по мере расширения искусственного орошения увеличится масса испаряющейся с суши воды и это в свою очередь повьь сит суммарный объем осадков на суше.
Все, о чем мы говорили, подтверждает, как нам кажется, тот факт, что полное обеспечение сельскохозяйственных угодий Земли водой не фантазия, а вполне реальная проблема. И когда она будет решена в мировом масштабе, все пустыни тропического пояса, щедро обеспеченные светом и теплом, превратятся в самую плодородную зону Земли. Значительно повысится урожайность сельскохозяйственных культур и в других районах мира.
Наряду с тем, что громадные земельные площади мира не включаются в сельскохозяйственное производство из-за недостатка влаги, имеется немало заболочен^ ной земли, которую нельзя использовать из-за избыточного количества влаги. Свыше 200 млн га переувлажненных земель находится, например, в СССР. Это — Прибалтика, Полесье, Дальний Восток, Барабинская и Мещерская низменности. Техника осушения заболоченных земель освоена сравнительно давно. К 1913 г. в России было осушено 2,6 млн га земли; в 1958 г. площадь осушенных болот расширилась до 8,2, а к 1965 г. — до 12,4 млн га. Это показывает, что нет непреодолимых трудностей на пути вовлечения заболоченных земель в сельскохозяйственное производство.
Особенно большие работы по осушке болот ведутся в Полесье. Здесь на месте бывших болот возникли совхозы и колхозы, электростанции, заводы и фабрики, шоссейные дороги. Исчезла удушливая болотная атмосфера, исчезли комариные тучи. С 1 га осушенной земли снимается по 30—40 ц зерна и по 600—700 ц овощей. В ближайшие годы дренажные сооружения возникнут на 4,5 млн га, появятся 37 крупных водоемов и 2100 прудов. Реки Неман и Днепр соединятся 450-километровым транспортным каналом. В результате всего этого Белоруссия получит 2,1, а Украина 1,33 млн га новых сельскохозяйственных угодий, будут осушены большие площади переувлажненных лугов и лесов.
До 1970 г. намечено осушить и освоить 6—6,5, а до 1975 г.—15—16 млн га заболоченных земель.
По мнению Пирсона и Харпера (стр. 26), -препятст-
вием к развитию земледелия является тот факт, что теплом и светом обеспечено только 32% поверхности суши. С этим мнением нельзя согласиться. Уже сейчас в СССР зона земледелия продвинута далеко на север — вплоть до Полярного круга и даже севернее его. Естественно, что при коротком лете далекого севера там прежде всего выращивают быстросозревающие культуры, а посевы пропашных и овощных культур используют как зеленую массу для кормов. Широко применяются также посевы кормовых трав. Опытными станциями и передовиками сельского хозяйства Дальнего Севера выведены специальные холодоустойчивые сорта картофеля, зерно’ вых и овощных культур. Установлено, что прирост орга* нического вещества растений происходит быстрее в северных условиях, чем в южных. Это объясняется тем, что на севере более интенсивное рассеяние света, высокая прозрачность воздуха, повышенное содержание в нем углекислоты, большее количество фотосинтетически активных оранжево-красных лучей и более длинный день в первой половине лета. В результате всего этого многие культуры так же урожайны на севере, как и в средней полосе. Подсчитано, например, что на Шпицбергене можно иметь урожайность не ниже, чем в передовых европейских странах. Короткий летний период здесь восполняется непрерывным суточным освещением. Хибинская опытная станция (67°44z с. ш.) получает урожаи (в ц/га): картофеля 250—280, белокочанной капусты 600—1080, ячменя 15—25, ржи до 25. В Якутии на Тиксинской опытной станции (7Г35' с. ш.) снимаются урожаи капусты до 400, а овса на зеленый корм до 80— 190 ц/га.
Сельскохозяйственное освоение Дальнего Севера СССР успешно ведется от Кольского до Чукотского полуострова.
В экваториальных областях всегда имеется избыток тепла, а в высоких широтах земледелие затрудняется из-за его недостатка. Частично тепло южных областей Мирового океана переносится в его северные части теплыми течениями — Гольфстримом, Куро-Сиво и другими. Омывая часть северных берегов, теплые течения смягчают климат Южного Сахалина, Японских островов, Северо-Западной Европы и увеличивают возможности земледелия в этих местностях.
В дальнейшем человечество, очевидно, сможет изменять направления морских течений и создавать новые. Приведем хотя бы такие примеры. Известно, что климат Северного Сахалина значительно отличается от климат та Южного Сахалина. Это объясняется не только разностью географических широт, но и тем, что Северный Сахалин омывается холодным Охотским морем, а Южный — теплым Японским. Теплое течение Куро-Сиво поступает с юга в Татарский пролив и, не дойдя до его узкой части, поворачивает обратно, унося в Тихий океан тепло, столь необходимое для Северного Сахалина. Имеется предложение об устройстве в Татарском проливе дамбы, ворота которой будут открываться во время прилива и закрываться во время отлива. Этим можно принудить теплые воды течения Куро-Сиво пройти весь Татарский пролив и обогреть берега Северного Сахалина.
Более трудной, но и более грандиозной задачей яви* лось бы использование теплых вод Тихого океана для отепления северных берегов Сибири. Сейчас через Берингов пролив проходит холодное течение из Северного Ледовитого океана в Тихий океан. Ширина Берингова пролива 85 км, а средняя глубина 40 м. Есть предложение перегородить его плотиной с сотнями мощных пропеллерных насосов. Тогда, перекачивая из Тихого океа* на в Северный Ледовитый 100 тыс. км3 воды в год, можно создать второй тихоокеанский Гольфстрим. В результате, по мнению авторов проекта, произошло бы значительное потепление климата Камчатки, Аляски, северо-восточной части Сибири. По другому предложению, воду Северного Ледовитого океана надо перекачивать в Тихий океан, чтобы понудить Гольфстрим пройти вдоль северных берегов Европы и Азии *.
Высказывалось предложение усилить циркуляцию атлантических вод в Ламанше и Северном море, а также обменивать воды Атлантического океана и Балтийского моря. Это повысило бы среднюю температуру воздуха в Западной и Северной Европе на 2—3° и удлинило вегетационной период. В результате, многие сельскохозяйственные культуры (пшеница, свекла, кукуруза,
* Л. Г. Топорков, Возможно ли уничтожить ледовой покров Северного Ледовитого океана? М., «Природа», 1961, № 11.
овощи, фрукты) значительно продвинулись бы на север, улучшились бы условия развития рыбы в Балтийском море и т. д.
Громадную роль в климате Земли играют ветры. Пока еще люди не научились управлять направлениями ветров, но и в этом отношении кроются большие возможности, и человечество осуществит их. Уже в результате перераспределения мировых водных потоков произойдет изменение воздушных течений. Другой возможностью изменения направлений потоков воздуха является реконструкция рельефа суши. В одних местах разрушение горных хребтов откроет дорогу облакам, и они будут приносить влагу в засушливые области, в других местах возведение высоких насыпей, искусственных горных хребтов прекратит доступ холодным ветрам. Возможно, что в высоких широтах будет применен искусственный обогрев почвы.
Конечно, сейчас трудно дать окончательную оценку всем указанным и другим подобным предложениям по изменению климата в больших районах Земли. В частности, в печати были высказывания о том, что перекачка вод через Берингов пролив, а также создание в Африке «Второго Нила» не дадут тех результатов, которых ожидают авторы этих предложений. Может быть, это и справедливо. Человечество еще не научилось предвидеть отдаленных последствий своего вмешательства в течение природных процессов. Это станет возможным лишь при комплексном использовании всех знаний, всех наук, имеющих отношение к преобразованию природы. Но чего нельзя сделать сегодня, можно будет сделать завтра.
Не преувеличенным будет утверждение, что площадь суши, используемая под земледелие, может быть увеличена в несколько раз. Например, по данным Бернала *, уже сейчас можно использовать под земледелие 2,67 млрд га площади, т. е. вдвое больше обрабатываемой ныне. А при некоторых капитальных затратах на приспособление площадей к современным методам обработки земли к этой цифре прибавится 2,82 млрд га. Применение новых методов земледелия даст возможность во
* Дж. Бернал. Мир без войны. М., ИЛ, 1960.
влечь в сферу сельскохозяйственного производства еще 3,84 млрд га площади. Ряд специалистов по почвоведению считает, что суммарное количество сельскохозяйственной площади может достичь 9,33 млрд га, т. е. 70% поверхности Земли (без Антарктиды).
Эти данные и были положены в основу приведенных расчетов (стр. 8), Можно указать к тому же, что сейчас до 10% всей обрабатываемой площади используется под посевы технических культур. С дальнейшим развитием химии, когда многие необходимые материалы будут изготовляться синтетическим путем, эти площади могут быть использованы под продовольственные культуры.
За годы Советской власти в СССР освоено под пашню 76 млн га, из них только за пятилетие (1956— 1960)—42 млн га (целинные и залежные земли)» Это равно суммарной территории Италии, Голландии и Бельгии.
И не фантазия то предположение, что какая-то площадь Земли может быть отвоевана человеком у моря. Эту возможность подтверждает борьба с морем, которая давно ведется в Голландии. Недаром там существует поговорка: «Голландию создали сами голландцы». Половина поверхности этой страны находится ниже уровня моря, однако на этой территории живет 60% населения страны. За всю свою историю Голландия отвоевала у моря много площади. Свыше 30 лет назад, например, была построена дамба, соединившая Северную Голландию и Фрисландию и отрезавшая залив Зейдерзе от Северного моря; это сооружение было тогда мировой сенсацией. В результате линия морского побережья сократилась на 300 км, и это избавило многие города и села от наводнений. На месте бывшего залива создан огромнейший резервуар пресной воды, страна получила 122 тыс. га полезных угодий. Но Голландия еще далеко не полностью обезопасила себя от наводнений. В феврале 1953 г. шторм на Северном море частично или полностью разрушил дамбы на протяжении 500 км. Чтобы предотвратить подобные бедствия, предложены два проекта: повысить дамбы на протяжении более 1000 км на один метр или создать гидротехнические сооружения, которые соединили бы все острова на юго-западе страны, закрыли бы все заливы между ними. Но и осуще
ствление второго проекта, известного под названием «Дельта-плана», не завершит работ по защите Голландии от моря. Изучается возможность соединить дамбами и плотинами все Западно-Фризские острова. Выполнение этого плана считается далекой перспективой, переходящей в XXI век *. Если учесть, что большая часть уже проведенных работ выполнялась голландцами, вооруженными киркой и лопатой, то можно надеяться, что при современной технике, а тем более при технике будущего голландцы сумеют обезопасить свою страну и отвоевать у моря новые земельные массивы.
Существуют и более грандиозные проекты увеличения площади обрабатываемых земель за счет океана. Например, есть проекты отвоевать у Северного моря 10 млн га площади и осушить значительную часть Средиземного моря.
Однако в масштабах всего мира нет абсолютной необходимости в сокращении поверхности морей и океанов. На суше имеется очень много площадей, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, но пока не используются. Возможно, что когда-то в далеком будущем человечество сочтет нужным «потеснить» океан в каких-то других целях, например, для того, чтобы расширить общую площадь своего расселения. Но тогда ресурсы энергии будут настолько богатыми, что поверхность океана можно будет уменьшать путем его углуби ления.
ПОСЕВЫ БЕЗ ПОЧВЫ
Для посевов не всегда обязательны земельные площади. Давно известно выращивание растений без почвы — гидропоника, что означает «работа воды». Осуществлено много агрохимических опытов по выращиванию растений в сосудах, заполненных песком, смачиваемым питательными растворами. Однако применение этого метода в широком производственном масштабе начато лишь в последние годы.
Обычно при выращивании без почвы используют го-* ризонтально расположенные лотки, заполненные каким-* либо зернистым наполнителем — крупным песком, гра*
* Е. Пральников, Народ и море. «Правда», № 221, 9.VIII 1965.
кием, мелким щебнем гранита, базальта или андезита, крошкой известкового туфа, вулканическим шлаком и т. д. В слой наполнителя подается водный раствор питательных веществ, который полностью вытесняет воздух из корнеобитаемого слоя наполнителя. Затем подача раствора автоматически прекращается, и раствор стекает обратно в питающий резервуар. На поверхности частиц наполнителя и корневых волосков растений остается пленка воды, содержащая питательные вещества. В перерывах между подачей раствора в поры наполнителя всасывается свежий воздух. При таком регулируемом водно-воздушном режиме создаются условия для питания растений водой и питательными веществами, для снабжения корней кислородом, гораздо более благоприятные, чем при почвенном выращивании. В начале методом гидропоники выращивались только овощи, ягоды и цветы и только в закрытых теплицах. Теперь гидропоника применяется и под открытым небом для выращивания зерновых, винограда, хлопка и даже саженцев плодовых деревьев. В СССР гидропоника нашла развитие в Московской, Ленинградской, Киевской, Рижской и многих других областях; растения выращиваются на экспериментальных базах, а также в хозяйственных теплицах и под открытым небом. Развиваются гидропонные хозяйства и в других странах: на Кубе есть гидропонная установка площадью 13 га, имеются или создаются гидропонные установки в ГДР, ЧССР, Италии, Франции, Голландии, Бельгии, ФРГ, Швейцарии.
Гидропонное земледелие имеет ряд преимуществ перед почвенным. Даже в установках под открытым небом посевы растений легче предохранить от сорняков и почвенных вредителей; в закрытых гидропонных теплицах можно создать почти полностью стерильные условия. Значительно снижается расход воды на поливку, так как уменьшается испарение воды и устраняются потери вследствие фильтрации,—вода используется только на питание растений и на транспирацию. При гидропонном выращивании растений отпадают такие трудоемкие работы, как вспашка, прополка, рыхление, значительно облегчается уборка урожая. Кроме того, создается возможность почти полной автоматизации всех работ, связанных с уходом за посевами. Возможно, что в дальнейшем в результате глубокого изучения процессов,
происходящих в растениях, датчики автоматических устройств будут работать в соответствии с факторами, определяющими эти процессы. В результате всех этих преимуществ значительно повышается урожайность, сокращаются сроки вызревания продукции, снижается ее себестоимость, открываются большие возможности для повышения качества урожая.
В гидропонных теплицах с 1 м2 снимают 20—25 кг огурцов или помидор вместо 10—12 кг, выращиваемых в обычных теплицах. На открытых гидропонных участках экспериментальной базы Армянской академии наук в 1963 г. урожай различных сортов помидор составил 1024—1554 ц/га; при выращивании в почвенных условиях он не превышал 370—590 ц/га. В табл. 5 приведены данные этой базы по выращиванию моркови в почвенных и гидропонных условиях
Таблица 5
Выращивание моркови в полевых и гидропонных условиях
Показатель	Обычные условия	Гидропонные установки
Урожайность, ц/га		70—150	560—1200
Готовность урожая		Сентябрь — октябрь	Начало августа
Трудозатраты, чел.-дни/т . . .	31	3
Научно-исследовательский институт хлопководства провел опыты по выращиванию хлопка в открытых бетонных траншеях, наполненных гравием. Растения развиваются в этих условиях быстрее, чем в почвенных посевах; число коробочек на кусте гораздо больше. Есть основания считать, что урожай при выращивании хлопка этим методом можно довести до 100—120 ц/га. В последнее время гидропонным методом начали выращивать богатый витаминами зеленый корм. На одной из закрытых установок Армянской академии наук площадью более 80 м2 ежедневно собирают зеленый мат с площади 14 м2. За 300 дней на установке можно получить 100—
* Г. С. Давтян. Растениеводство без почвы. Сб. «Наука и человечество». М., «Знание», 1965.
120 т зеленой массы, что соответствует урожаю зеленой травы на 30—35 га естественных сенокосов.
В будущем, когда возрастут ресурсы энергии, возможно, окажется целесообразным устройство закрытых многоэтажных автоматизированных фабрик по выращиванию наиболее ценных культур. Тогда гидропоника внесет весомый вклад в баланс посевных площадей.
Может существовать и подземное земледелие. Для этого производится глубокая выемка грунта и устанавливаются опоры: извлеченный грунт может быть использован для изменения рельефа поверхности суши, а громадные подземные пространства — для выращивания растений. В них можно создавать любые режимы освещения, влажности, температуры, состава атмосферы —• любой искусственный климат — и снимать в любом географическом месте 2—3 урожая в год. И это не фантастика. На Иркутской ГЭС намечено организовать выращивание помидоров в потернах — длинных подземных бетонированных коридорах, проложенных в теле плотины.
УРОЖАЙНОСТЬ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Органическая масса растений образуется за счет усвоения им энергии слонечных лучей и питательных веществ из воздуха и почвы. При выращивании урожая все основные мероприятия растениеводства направлены на облегчение, ускорение процесса образования органической массы. Кроме тою, растение надо защищать от заболеваний, сорняков, вредных насекомых и микроорганизмов, от грызунов. В области животноводства все усилия направлены на повышение выхода животноводческой продукции по отношению к затрачиваемым кормам, а также на борьбу с болезнями и паразитами животных.
Урожайность любого культурного растения зависит прежде всего от системы земледелия, т. е. правильного чередования культур, и от структуры посевных площадей (соотношение площадей посева разных культур) и структуры посева каждой отдельной культуры (количество отдельных растений на единице площади и их взаиморасположение). Структура посевов должна обеспечивать максимальное использование растениями сол-
печной энергии, приходящейся на площадь посева. Не менее важны для повышения урожайности качество семенного материала, правильные методы обработки земли, водный режим почвы, применение удобрений, борьба с вредителями и болезнями растений и сорняками и т. д. Влияние качества семенного материала можно иллюстрировать следующими данными. При замене старого сорта озимой пшеницы «Новоукраинка 84» новым сортом «Безостая 1» урожай зерна при прочих равных условиях повысился с 26 до 42—46 ц/га. Если бы все колхозы и совхозы СССР перешли на посев зерновых культур высококачественными семенами лучших и гибридных сортов, то это дало бы дополнительно более 16 млн т хлеба*. Американский фермер Гарет, посетивший Советский Союз, сообщил, что в США в результате перехода на посев кукурузы гибридными семенами урожайность зерна кукурузы поднялась с 16 до 24 ц/га **. В качестве интересного примера можно привести также новый сорт подсолнечника, выведенный академиком В. С. Пустовойтом. Масленичность семян культивировавшихся ранее сортов подсолнечника не превышала 28—30%; содержание масла в семенах нового сорта достигло 40,4%- В 1961 г. только за счет этого было получено дополнительно 480 тыс. т подсолнечного масла. Чтобы получить такое количество масла из семян старых сортов, надо было бы увеличить площадь посева подсолнечника на 2 млн га.
Важная роль орошения в повышении урожайности при недостаточном естественном увлажнении почвы видна из табл. 6, где приведены данные о величине урожая ряда культур в степных и засушливых районах Украины.
По данным опытной мелиоративной Энгельсской станции (Саратовская область), урожайность трех сортов пшеницы (Лютесценс-230, Безостая-1 и Миро-новская-808) на орошаемых площадях повысилась в среднем с 16 до 40 ц/га.
В Индии в результате применения искусственного орошения урожай различных культур повышается в
* Из доклада министра сельского хозяйства СССР на февральском Пленуме ЦК КПСС (1964).
** «Правда», № 44, 13.11. 1964.
Урожайность основной продукции (в ц/га)
Культура	Без орошения	Орошение
Озимая пшеница 		21	43
Кукуруза		24	76
Зеленая масса кукурузы		187	559
Картофель летней посадки		50	250
Сахарная свекла 		100—126	500—700
Кормовая свекла	.	.	150-200	800—1000
Томаты			70-100	300-500
Яблоки 		20-30	80
Виноград		30-50	100
Люцерна (сено)		25	112
1,5—2 раза, а иногда в 6 раз. При периодическом поливе урожай отдельных культур можно снимать 3—4 раза в год.
Для мирового сельского хозяйства характерно большое различие уровня урожайности одних и тех же культур по отдельным странам (табл. 7). Столь резкие колебания уровня урожайности не могут быть объяснены только различием в климате или качестве почв отдельных стран. В значительной степени они зависят также от техники земледелия и степени механизации сельскохозяйственных работ.
Прежде чем рассматривать отдельные факторы интенсификации сельского хозяйства, определим ориентировочно, сколько человек можно обеспечить полноценным питанием, используя урожай сельскохозяйственных культур с 1 га. Все данные, необходимые для такого подсчета, приведены в табл. 8. Урожайность пшеницы, ячменя, гороха, сахарной свеклы и картофеля принята равной средней максимальной урожайности, имевшей место в передовых по этим культурам странах в 1963— 1964 гг. При определении урожайности подсолнечника, люцерны, овощей, фруктов и ягод мы взяли средние хо* рошие показатели из практики многих стран. Структура посева, т. е. распределение обрабатываемой площади между отдельными культурами, может быть весьма различной. Мы приняли указанную в табл. 8 как одну из
Урожайность некоторых культур (в ц/га) в 1963—1964 гг.
Культура	Среднемировая	Максимальная	Минимальная
Пшеница		12,0	42,0 (Голландия)	2,8 (Триполитания)
Ячмень 		14,4	38,4 (Голландия)	2,7 (Южная Корея)
Рожь		13,1	30,4 (Швейцария)	6,8 (Португалия)
Кукуруза		21,6	48,7 (Швейцария)	3,0 (Гамбия)
Овес		14,6	37,8 (Голландия)	3,3 (Португалия)
Рис 		—	62 (Испания)	9,4 (Коста-Рика)
Просо 		7,4	40,9 (Италия)	3,0 (Бирма)
Горох	.	10,8	33,5 (Голландия)	4,6 (Южная Корея)
Фасоль		4,5	25 (Бельгия)	1,4 (Португалия)
Картофель 		112	290 (Голландия)	20 (Гондурас)
Сахарная свекла . . .	216	433 (Австрия)	1—
Томаты 		183	800 (Голландия)	—
* Statist. Agricul. production 1963—1964. FAO Rome, 1965.
наиболее эффективных. Калорийность 1 кг зерна принята равной 3500 ккал. Среднее количество соломы на 1 кг зерна пшеницы обычно составляет 2 кг, на 1 кг ячменя— 1,4 кг, гороха — 1,5 кг. Калорийность 1 кг соломы по отношению к калорийности 1 кг зерна для пшеницы равна 0,21%, для ячменя — 0,36%, для гороха 0,23%. Исходя из всех этих данных, с 1 га посевной площади можно получить 25,6 млн ккал, которые могут быть использованы человеком с пищей и домашними животными с кормами. Если годовая пищевая норма человека составляет 3,32 млн ккал, — значит, урожаем с 1 га можно прокормить семь человек.
Данные для расчета калорийности "урожая с 1 га
Культура	Урожайность, ц/га	Площадь посева, га	Усваиваемая энергия, млн/ккал	
			на 1 кг основной продукции	на площадь посева
Озимая пшеница 		45	0,30	4900	6,62
Ячмень		43	0,07	5250	1,52
Горох 		43	0,15	4700	3,02
Сахарная свекла 		457	0,15	1255	8,65
Картофель 		304	0,05	1000	1,52
Подсолнечник 		20	0,10	5700	1,14
Люцерна		120	0,10	1750	2,1
Овощи		300	0,03	300	0,27
Фрукты И ЯГОДЫ ...о..	200	0,05	700	0,70
Таким образом, если урожайность всех культур будет поднята до уровня урожайности в передовых по каждой культуре странах, то с обрабатываемой сейчас во всем мире площади (1,46 млрд га) можно получать столько продовольственных продуктов, что их хватит для 10 млрд человек, а с потенциально возможной посевной площади (9,33 млрд га) —для 65,3 млрд человек.
Чтобы достичь такого уровня урожайности, не требу* ется каких-либо новых изобретений. Нужно только, чтобы техника земледелия передовых стран была освоена и внедрена во всем мире, чтобы все посевы Земли были обеспечены удобрениями и водой.
Это подтверждается, в частности, сельскохозяйственной практикой Советского Союза и других стран. В СССР средняя урожайность зерновых и других продовольственных культур значительно ниже урожайности в передовых по отдельным культурам странах. Но очень часто на самых различных почвах, на сотнях и тысячах гектаров урожайность отдельных культур не только достигает урожайности в передовых странах, но и превышает ее. Некоторые из таких примеров приведены в в табл. 9.
Отдельные работники сельского хозяйства достигают еще лучших результатов. Например, А. Г. Еременко 59
Урожайность некоторых сельскохозяйственных культур в СССР
Культура	Урожайность, ц/га	Площадь посева, га	Местность
Кукуруза . . .	95	1000	Колхоз им Кирова Ардонского р-на Северо-Осетинской АССР
	85	1250	Колхоз им. Ленина Лескенского р-на Кабардино-Балкарской АССР
Пшеница . . .	50	3930	Кагарлыкский р-н Киевской обл
	43	576	Совхоз «9 января 1905 г.» Киевской обл
	74	—	Изобельненская мелиоративная станнин Ставропольского края
	100	—	Поля украинского Научно-исследовательского института орошаемого земледелия
Рис 		55	1228	Колхоз Гурленского р-на Хорезмской обл. Узбекской ССР
Ячмень ....	35	650	Колхоз «Путь к коммунизму» Тима-шевского р-на Краснодарского края
Горох 		31	708	Колхоз им. XXII партсъезда Бершадского р-на Винницкой обл.
Картофель . .	36	110	Совхоз «Петровский» Липецкой обл.
	350	20	Овоще-молочный совхоз «Ленинский» Алма-Атинской обл.
'(колхоз им. Карла Маркса Скаталатского р-на Тарнопольской обл.) сняла зерна кукурузы 224 ц/га, И. К. Мострук (колхоз им. 800-летия Москвы Зелищин-ского р-на Тарнопольской обл.)—221 ц/га, 3. X. Ха-дарцев (колхоз им. Кирова Ардонского р-на Северо-Осетинской АССР) — 160 ц/га и т. д. Эти урожаи кукурузы превышают урожаи, например, в Швейцарии в 3—4,5 раза. X. К. Мангуша (Приморский сортоиспытательный участок Першотравневого р-на Донецкой обл.) получил урожай зерна озимой пшеницы сорта «Безо-стая-1» 62 ц/га, К. Н. Полищук (колхоз «Шляхом Ленина» Крыжопольского р-на Винницкой обл.) снял урожай гороха 43 ц/га, Г. С. Бурцев (совхоз им. Тельмана Ленинградской обл.) получил урожай картофеля 457 ц/га, Ким им Мун (колхоз им. Абая КазССР) вырастил сахарную свеклу урожайностью 714 ц/га.
Все эти цифры с большой убедительностью свидетельствуют о том, что уже при современном уровне развития биологических и сельскохозяйственных наук
среднемировые урожаи полезных культур могут быть по-вышены в 2—3 раза.
Кроме того, говоря об урожайности, мы не учли еще одного фактора — климатического. В табл. 7 была показана урожайность в странах, большинство из которых находится севернее 55° с. ш., но ведь с уменьшением широты интенсивность солнечной радиации и продолжительность вегетационного периода увеличиваются. Значит, при том же уровне развития земледелия и при том же коэффициенте использования фотосинтетически активной радиации, что и в указанных странах, урожайность в более южных странах гораздо выше. Урожай с 1 га на широте 50° обеспечивает 8,2 годовых пищевых нормы, на широте 45° — 9,3, на широте 40°—11,5 и т. д.
А. А. Ничипорович провел весьма интересный расчет возможной урожайности на различных широтах при условии, что коэффициент использования фотосинтетически активной радиации равен 5%, посевы полностью обеспечены водой и питательными веществами и для посевов используются лучшие сорта растений. Оказывается, на широте 55° за вегетационный период можно снимать с 1 га 30 т сухой массы органического вещества, что соответствует урожаю зерна 120 ц/га. При такой урожайности на широте 55° продукцией с 1 га можно прокормить 18 человек, а на широте 40° — 24 человека. Эти данные, а также показатели урожайности, достигнутые в отдельных колхозах нашей страны, показывают, что на обрабатываемой сейчас площади Земли можно получить средства питания, достаточные для 20—30 млрд человек, а на потенциальной посевной площади (9,33 млрд га) —• для 130—195 млрд человек. Немаловажно и то обстоятельство, что в субтропических и тропических странах за один год можно снимать два, а то и три урожая. Это относится, например, почти ко всем районам Индии, но сейчас там более одного урожая снимают только на 13,5% обрабатываемой площади. В Египте возможны три урожая в год, но пока там снимают в среднем полтора урожая. В Италии (район Милана, 45° с. ш.) на полях орошения после снятия урожая зерна (55 ц/га) высеивают рис; урожай этой культуры составляет там 93 ц/га. В районах более высоких широт, где земля не дает больше одного урожая основной культуры, после
уборки основной культуры можно высевать скороспелые или зерновые культуры на зеленую массу.
В некоторых районах СССР тоже возможны вторичные посевы. Например, в Кабардино-Балкарской АССР в колхозе им. Ленина после снятия урожая кукурузы на зерно высевается кукуруза на зеленую массу; урожай последней — 300 ц/га, а в передовых бригадах — 700— 800 ц/га. При сухой и теплой осени с повторных посевов собирают и зерно — до 22—26 ц/га. В Одесской и Херсонской областях, Краснодарском и Ставропольском краях основная культура — озимая пшеница — поспевает к 15—20 июня. После этого период вегетации продолжается еще 135—145 дней, и его можно использовать для выращивания вторичных «пожнивных» культур. В Краснодарском крае в 1959 г. вторичным посевом кукурузы было занято 382 тыс. га. При этом урожай зеленой массы кукурузы (в фазе образования початков) достиг 317 ц/га. В 1962 г. на Кубани вторичные посевы кукурузы (после пшеницы и гороха) заняли сотни тысяч гектар. Созревание основных культур до линии Минск— Курск — Ульяновск — Оренбург заканчивается около 1 июля. В зоне южнее этой линии можно выращивать в качестве пожнивных культур кукурузу, чумизу, горох, ячмень, турнепс и некоторые травяные смеси. Даже в более северных зонах, где основные культуры созревают к 15 июля, можно после их сбора выращивать вику, овес или гречиху.
Как показывает практика стран Дальнего Востока, на некоторых затопляемых полях одновременно с выращиванием риса можно разводить рыбу, питающуюся водорослями, сорняками и насекомыми. Когда вода с полей стекает, рыбу собирают, а мальков сохраняют в наполненных водой ямах до последующего затопления полей. С 1 га рисового поля можно получить 280 кг рыбы в год.
Если все эти мероприятия применять в масштабе мирового сельского хозяйства, земля будет выращивать дополнительную продукцию для многих миллионов людей.
УДОБРЕНИЯ
Мы уже говорили, что для нормального развития растений необходимо несколько десятков химических элементов. Только углерод (в виде углекислого газа) растения
Основная продукция урожая в зависимости от вноса
Культура	Внос на 1 т основной продукции, кг			Съем основной продукции, кг на 1 кг	
	N	р2о5	К2о	сумма питательных веществ	N
Озимая пшеница (зерно) . . .	37	13	23	13,7	27,0
Кукуруза (зерно)		34	12	37	12,0	29,4
Сахарная свекла (корни) . . .	5,9	1,8	7,5	63,0	169,4
Картофель (клубни)		6,2	2,0	14,5	44,0	16120
* Расчетные коэффициенты использования
растениями питательных веществ:
берут из атмосферы, все остальные элементы (в виде соединений) они добывают из почвы.
Но в почве не всегда и не все соединения элементов имеются в нужном для растения количестве, и тогда необходимо вносить удобрения. Почти для всех возделываемых почв требуются азотные, фосфорные и калийные удобрения, но какие именно из них нужны и в каких количествах, выясняется путем анализа почвы.
Об эффективности минеральных удобрений имеется очень много практических данных, однако зачастую они значительно разнятся между собой. Это и понятно, ведь в большинстве случаев фактический урожай определяется не только вносимыми питательными веществами, но и естественным плодородием почвы, которое может изменяться в очень широких пределах.
В табл. 10 приведены средние данные об урожае основной продукции различных культур в зависимости от того, сколько питательных веществ внесено под посев и какое количество их усвоили (фиксировали) растения. В первой половине таблицы приведены данные о количестве питальных веществ, выносимых из почвы 1 т основной продукции. Иначе говоря, эти цифры показывают, сколько питательных веществ необходимо для создания 1 т основной продукции урожая. Но вносимые в почву питательные вещества используются не полностью (см. прим, к табл.), и действительный расход питательных веществ на тонну продукции значительно больше; эти цифры приведены во второй половине таблицы.
и фиксации питательных веществ *
	Внос на 1 т основной продукции, кг			Съем основной продукции, кг на 1 кг	
	N	р2о6	КгО	сумма питательных веществ	N
	52,8	32,5	38,3	8,1	18,9
	48,5	30,0	61,6	7,1	20,6
	8,4	4,5	12,5	40,0	119,0
	8,8	5,0	24,1	26,3	113,0
N-70%, Р2О5—40%, К2О-60%.
Понятно, что они относятся к тому случаю, когда урожай создается только за счет вносимых удобрений, т. е. как будто бы в почве совсем нет усвояемых питательных веществ. Но так, конечно, почти не бывает. Практически в почве нередко отсутствует или имеется в недостатке только одно какое-либо питательное вещество, например в пойменной почве нет К2О. Тогда урожай в данном сезоне полностью зависит от внесения в почву именно этого вида удобрения. Здесь важно и то, что при внесении в почву недостающего питательного вещества степень использования других питательных веществ, имеющихся в почве, тоже повышается.
В табл. 11 приведены данные ФАО о том, какая часть урожая зерновых культур по отдельным материкам получена за счет применения минеральных удобрений. Из этой таблицы можно сделать вывод, что больше всего
Таблица И Часть урожая (в %), полученная за счет удобрений		
Страна	До 1941 г	В 1950—1951 гг.
Европа (без СССР) ....	19	24
Азия			3	4
Северная Америка		6	13
Латинская Америка ....	2	5
Африка		5	6
минеральных удобрений (в расчете на единицу площа* ди) применяется в Европе, меньше в Северной Америке и совсем немного в странах Латинской Америки, Африке и большинстве стран Азии (за исключением Японии). Имеются сведения, что в США за последние годы за счет увеличения количества вносимых в почву минеральных удобрений урожайность зерна кукурузы повысилась в среднем по стране с 24 до 42 ц/га.
По мнению крупного советского агрохимика Ф. В. Турчина, 1,25 млрд га посевных площадей мира нуждаются в азотных и фосфорных удобрениях, а 0,9 млрд га, кроме того, и в калийных. По его расчетам, при годовом расходе на этих площадях 64 млн т N, 27 млн т Р2О5 и 29 млн т К2О можно ежегодно дополнительно получать 1,28 млрд т зерна, т. е. 10 т на 1 т питательных веществ удобрений. При внесении на 1 млрд га лугов и пастбищ 60 млн т N, 30 млн т Р2О5 и 30 млн т К2О в год можно получить такое добавочное количество кормов, которое обеспечит производство 140 млн т мяса (1,1 т мяса на 1 т питательных веществ).
Растения выносят из почвы довольно большие количества серы, магния, кальция. Но в большинстве почв содержание этих элементов в виде усвояемых растениями соединений достаточно, и, следовательно, не требуется искусственно обогащать ими почву. К тому же много серы поступает в почву в составе простого суперфосфата и сульфата аммония, а кальций содержится во всех фос-форнокальциевых удобрениях. Магния, однако, в песчаных и супесчаных почвах часто бывает недостаточно, и тогда внесение его дает большой эффект.
Удобрения, содержащие бор, медь, цинк, молибден, носят название микроудобрений. Их вносят в почву в очень малых количествах (килограммы и даже доли килограмма на 1 га), но иногда при недостатке какого-либо микроэлемента в почве невозможно получать даже средние урожаи некоторых культур. В Южной Австралии, например, почва долгое время считалась непригодной для сельского хозяйства, практически была бесплодной; внесение цинка, меди и молибдена сделало ее плодородной.
Дело в том, что микроэлементы входят в состав ферментов растений — биологических катализаторов — и их роль заключается в регулировании направления и ско-
роста реакций, протекающих в живых организмах. Отсюда понятно, что недостаток того или иного фермента нарушает обмен веществ в растении и его нормальное развитие. Медь, например, повышает активность окислительно-восстановительных процессов. Особенно заметное действие она оказывает на урожайность зерновых культур на болотистых почвах. Бор улучшает углеводный и белковый обмен, Борные удобрения хорошо влияют на урожайность льна, сахарной свеклы, хлопчатника, гороха, клевера, люцерны и ряда овощных и плодово-ягодных культур. Внесение борных удобрений под сахарную свеклу, например, увеличивает ее урожайность на 20—25% и повышает содержание сахара в корнях. Недостаток некоторых микроэлементов в растительной пище и кормах вызывает нарушения обмена веществ в организме человека, домашних животных и птиц, и часто это является причиной ряда заболеваний.
Дальнейшее более глубокое изучение влияния микроудобрений на жизнедеятельность растений несомненно выявит новые возможности повышения урожайности. Вероятно, в ряде случаев будет установлена необходимость применения таких микроудобрений, которые сейчас еще неизвестны. Последнее вытекает хотя бы из того, что в растениях содержится более 70 элементов, но роль большинства из них еще не установлена. С выяснением химизма и механизма всех процессов, происходящих в организме растений, равно как и их взаимосвязи, можно будет полностью реализовать все возможности повышения урожайности, кроющиеся в применении микроудобрений.
Как мы уже говорили, растения потребляют особенно много углекислого газа. За период вегетации посеву пшеницы, считая на 1 т зерна, требуется 4715 кг СО2; при урожае 40 ц/га это составит 18 860 кг СО2/га. Посев сахарной свеклы потребляет на 1 т корней 493 кг СО2; при урожае 400 ц/га это равно 19 720 кг СО2/га.
В период развития и роста растений для 1 га посева требуется 150 м3 СО2 в день. Содержание СО2 в воздухе равно в среднем 0,03%. Если бы растения поглощали из воздуха весь углекислый газ, то за день над 1 га посева должно было бы пройти 510 000 м3 воздуха. Но растения извлекают, по-видимому, не более 10% СО2. Значит, их потребность в углекислом газе может быть удовлет
ворена полностью только в том случае, если над посевом будет проходить за день примерно 5 млн м3 воздуха.
Отсюда становится ясным, насколько сильно увеличение подвода углекислого газа может содействовать повышению урожайности. В теплицах, например, сделать это довольно просто. Для каждого вида растений существует оптимальная величина концентрации углекислого газа в окружающем воздухе. Для огурцов, например, она составляет 0,5—0,6%, для томатов — 0,3%. Опыты показали, что увеличение концентрации СО2 в окружающей атмосфере заметно действует на эффективность фотосинтеза. Например, при 0,18%-ном содержании углекислоты скорость фотосинтеза овса увеличивается в 3, а картофеля — в 2 раза.
Подкормка растений углекислым газом может быть осуществлена и на открытом грунте. Растения поливают газированной водой или подают углекислый газ через проложенные в грунте специальные трубы. Опытный полив посева свеклы газированной водой повысил урожай на 46% против урожая с участка, поливаемого обычной водой. Понятно, подкормку углекислым газом производят только тогда, когда растения освещены; ночью в теплицах и оранжереях солнечный свет заменяют электрическим. В будущем станет возможным освещать электричеством и обычные посевы.
Огромные массы углекислого газа выбрасываются сейчас в атмосферу промышленными предприятиями (топки котельных, цементные и многие другие заводы). Но придет время, и из этих выбросов дыма будут извлекать углекислый газ и использовать его для подкормки посевов.
Производство минеральных удобрений быстро растет во всем мире (табл. 12). Однако по сравнению с потребностью их все еще недостаточно. Западногерманский Таблица 12
Мировое производство минеральных удобрений, млн т
Год	N	Р2О5	К2о	Всего	Год	N	Р2О6	к2о	Всего
1913	0,7	2,6	1,3	4,6	1962	12,5	11,2	9,7	33,4
1920	0,4	1,9	1,3	3,6	1964	15,9	14,1	11,1	41,1
1939	2,7	3,9	3,3	9,9	1965	18,2	16,4	12,4	47,0
экономист Бааде считает, что для полного обеспечения всех пашен, лугов и пастбищ мира требуется ежегодно расходовать (считая на питательные вещества) по 60 млн т азотных, фосфорных и калийных удобрений *. Минеральные удобрения применяются пока только на 7б части площади земли, возделываемой во всем мире, да и то в большинстве случаев ниже нормы. В Турции и других странах Среднего Востока минеральные удобрения до последних лет почти не применялись и, кроме того, растительные отходы и навоз сжигались в качестве топлива. По данным индийского ученого Баба, в 1951 г. в Индии было сожжено 224 млн т навоза.
В царской России в 1913 г. выработка всех минеральных удобрений была равна 13 тыс. т. В 1965 г. в СССР, считая на питательные вещества, выработано (в тыс. т): азотных удобрений — 2712, фосфорных — 2300, калийных— 2368. Кроме того, начали выпускаться борные удобрения и ряд микроудобрений. К 1970 г. производство минеральных удобрений возрастет примерно в 2 раза.
ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
Фактически урожаи полезных культур значительно снижаются из-за болезней растений, а также в результате их повреждения и уничтожения насекомыми и грызунами. Во многих случаях посевы культурных растений несут большой ущерб от развития в посевах сорных растений.
Болезни растений вызываются грибками, бактериями и вирусами. Из болезней растений наиболее распространены рак, гоммоз, различные виды головни, плесени, росы, гнили и др. В 1910 г. в Воронежской губернии от головни погибло 90% урожая проса, а в 1914 г. в Смоленской губернии — 65% урожая овса. В США в отдельные годы от гоммоза погибало до 78% урожая хлопка, а от коричневого бактериоза — от 25 до 100% урожая овса.
Еще больше врагов растения имеют среди насекомых. Зоологам уже известно не менее миллиона видов насекомых, и ежегодно открывают 5—6 тыс. новых видов. Только на территории СССР изучено приблизительно 100 тыс. видов насекомых. Считают, что общий вес насе
* Ф. Бааде. Мировое энергетическое хозяйство. М., ИЛ, I960.
комых земного шара в три раза превышает вес рыб, птиц и млекопитающих вместе взятых.
Очень много насекомых в тех или иных стадиях своего развития питаются растениями и тем самым снижают, а иногда и полностью уничтожают урожаи. В СССР отмечено 120 насекомых, вредных для пшеницы, 300 видов — для садов и 200 видов — для овощей. Всего вредных насекомых известно более 10 тыс. видов. Приведем примеры вредности некоторых насекомых. Самка лугового мотылька четыре раза в год откладывает по 400 яиц. Возможное поколение может съесть 9 т зелени, т. е. столько, сколько нужно для кормления трех коров в течение года. Саранча появляется иногда в таких количествах, что уничтожает растительность на громадных площадях, создавая стихийные бедствия в целых областях, а иногда и странах. Число особей саранчи в одной летящей стае достигает десятков миллионов; вес такой стаи саранчи составляет 10 тыс. т. В 1945 г., например, в Кении плотность оседания пустынной саранчи на десятках квадратных километров достигала 1700 т/га. В наше время от периодических налетов саранчи страдает еще около 60 государств.
Самка колорадского жука — страшного вредителя картофеля— может дать в третьем поколении (за одно лето) до 80 млн жуков. При отсутствии борьбы с колорадским жуком урожай картофеля может быть уничтожен полностью. Мелкие круглые черви — нематоды — снижают урожай картофеля до 40%. Серьезным вредителем сахарной свеклы является свекловичный долгоносик; свекловичная нематода на 20% снижает сахаристость корней свеклы. Урожаям пшеницы большой вред наносит клоп-черепашка.
От болезней и вредных насекомых приходится защищать не только растения во время их роста, но и сельскохозяйственную продукцию. Так, в 1959 г. 10% мирового урожая зерновых погибло при хранении.
Большой вред посевам и готовой продукции наносят различные грызуны (крысы, хомяки, суслики, мыши, полевки). Одна крыса за сутки съедает до 60 г зерна, а за год может уничтожить 22 кг. В печати сообщалось, что на Тайване крыс в три раза больше, чем людей. Они съедают столько риса, что его хватило бы для пропитания 2 млн человек.
Огромный урон посевам культурных растений наносят сорняки, которые, как правило, очень плодовиты и живучи. Одно растение лебеды, крапивы, полыни и особенно ширины дает свыше 100—500 тыс. семян, а одно растение пшеницы не может дать более 2 тыс. семян. Сорняки необычайно живучи: семена ширицы, например, могут пролежать в почве около 40 лет, а затем прорасти. Малосемянные сорняки не менее интенсивно размножаются корневищами. На 1 га посева общая длина корней пырея может достигнуть нескольких километров; число почек на этих корнях составляет 250 млн, и каждая может дать самостоятельный побег.
Сорняки поглощают питательные вещества и влагу, необходимые культурным растениям. Кроме того, многие сорняки развиваются быстрее культурных растений и мешают их росту. Наконец, сорные растения в посевах затрудняют уборку урожая и загрязняют продукцию. Например, семена сорняков рыжика и горчицы портят качество льняного масла, семена других сорняков (куколь, плевел) ядовиты для человека и животных. При недостаточной борьбе с сорными растениями вес их достигает 20—90% растительной массы посева. Ручная прополка посевов — очень трудоемкая операция и к тому же в ряде случаев (прополка посевов зерновых, бобовых) почти неосуществима.
Для борьбы с болезнями и вредителями растений, а также с сорняками все шире применяются специальные химические средства — ядохимикаты. Ассортимент этих средств в связи с многообразием болезней и вредителей растений, а также видов сорных растений весьма велик. В настоящее время применяется до 7000 препаратов, изготовляемых из 300—500 различных химических веществ. Такое многообразие препаратов объясняется и тем, что многие насекомые быстро привыкают к ним. Это явление замечено уже для НО видов насекомых и клещей. Иногда насекомые привыкают к препаратам (например, к хлорорганическим) уже в период широких испытаний — до организации промышленного производства препаратов. Бывают случаи, что вредители так привыкают к яду, что в дальнейшем не могут жить без него.
И все же против многих болезней и вредителей растений найдены препараты, полностью защищающие посевы. Например, в СССР и в ряде других стран с помощью
гексахлорана и других препаратов урожаи практически полностью защищают от саранчи. Однако приходится быть в постоянной готовности к борьбе с саранчой из-за возможности залетов ее из индийских, аравийских и аф-риканских пустынь.
Гексахлоран также эффективен против десятков других видов вредных насекомых, многие виды насекомых уничтожаются препаратами ДДТ, тиофос и др. Разработаны эффективные вещества для протравливания семян зерновых против головни, семян хлопчатника против гоммоза, семян льна против фузариума и плесени и т. д. Протравливание семян увеличивает урожай некоторых культур на 1,5—-5 ц/га.
Считается, что каждый рубль, затраченный на производство химических средств, сохраняет на 5 руб. урожая при защите зерновых и овощей, на 15—30 руб. при защите ягодных и технических культур и на 40—70 руб. при защите цитрусовых.
Большой размах получило применение химических средств для уничтожения сорняков. Разработаны химические вещества — гербициды, подавляющие рост растений одних видов, но практически не влияющие на другие виды растений. Например, галоидфеноксиуксус* ные кислоты, их соли и эфиры подавляют рост многих двудольных растений (к которым относится большинство сорняков), но не затрагивают однодольных (зерновых). Применение этих препаратов для борьбы с сорняками в посевах зерновых повышает урожай зерна на 2—5 ц/га. С другой стороны, имеются препараты, уничтожающие злаковые растения, но не вредящие двудольным; с их помощью уничтожают сорняки в посевах двудольных. Есть препараты с еще более избирательным действием. Так, препарат симазин при внесении его в почву перед всходами кукурузы в количестве 1—3 кг/га полностью уничтожает все сорняки, не затрагивая самой кукурузы. В 1963 г. в результате применения химических средств защиты растений в СССР сохранено сельскохозяйственной продукции на 4,87 млрд руб *. Однако проблема полной защиты растений не может быть решена с помощью только химических средств, так как применение последних требует большой осторожности. Дело в том, что хи
* Журнал «Экономика сельского хозяйства», 1964, № 6.
мические вещества, накапливаясь в почве и водоемах, в самих растениях, могут стать причиной заражения птиц, рыб, животных и людей. Малотоксичный препарат ДДТ, вносимый ряд лет в совсем безвредной дозе (0,5— 1,0 кг/га), постепенно накапливается до концентрации, вредной для живых организмов. В США в почве одною картофельного поля концентрация ДДТ превысила 15, а под злаками 20 кг/га. Кроме того, некоторые химикаты превращаются в почве в другие соединения, более ядовитые, чем исходные. В отдельных штатах США в результате массового применения ДДТ, гептахлора и других препаратов была отравлена рыба в некоторых реках и озерах, расположенных от мест обработки полей ядохимикатами на расстоянии до 30 км. Особенно яркий пример из практики Канады приводит Н. А. Красильников *. Там в 1953 г. 2 млн га леса были обработаны ДДТ (500 г/га). Через 2—3 дня после этого в реке Ми-рамиши начался массовый мор рыбы; поедающие рыбу птицы также погибали. В самом лесу трава и почва также стали источниками заражения.
Из приведенных примеров не следует делать вывода, что химические средства вообще нельзя использовать. Очевидно, методы еще недостаточно разработаны, и только дальнейшие исследования помогут исключить вредные последствия защиты растений химическими препаратами.
В перспективе не менее эффективным, но более безопасным представляется использование для защиты полезных растений особых веществ, называемых фитонцидами. Это газообразные соединения, испускаемые листьями и цветами многих растений и способные уничтожать микробов, отпугивать или умерщвлять насекомых. Например, фитонциды черемухи убивают грибок фитофтору, фитонциды горчицы, хрена и эвкалипта действуют губительно на бактерии, вызывающие гоммоз хлопчатника, фитонциды конопли убивают гусениц капустной белянки и т. д. Несомненно, что по мере познания строения фитонцидов и освоения способов их синтеза эти вещества начнут пополнять арсенал средств защиты растений. Действие фитонцидов можно использовать и путем изменения структуры посевов сельскохозяйственных
*Н А. Красильников. Ядохимикаты: плюсы и минусы, М., «Природа», 1966, № 1.
культур. Оказывается, что растущие рядом с картофелем свекла, морковь, салат, укроп, петрушка и капуста задерживают развитие фитофторы на картофеле. Лук защищает морковь от поражения морковной мухой, а морковь предохраняет лук от поражения луковой мухой.
Некоторые приемы защиты посевов, давно вошедшие в народную практику, можно объяснить действием фитонцидов. С незапамятных времен для изгнания с посевов вредителей применялась конопля. Например, в б. Киевской и Подольской губерниях коноплей обсевали плантации сахарной свеклы, конопля защищала свеклу от земляных блох; коноплю добавляли в посевной горох, чтобы не допустить появления гороховой тли.
Широкие возможности борьбы с болезнями и вредителями растений без вреда для человека и домашних животных кроются в использовании биологических методов. Давно ведутся работы по выведению сортов растений, стойких против определенных насекомых. Такая стойкость объясняется и тем, что растения становятся непривлекательными для насекомых или приобретают способность химически отталкивать их. Выращиваются также растения, легко переносящие повреждения, наносимые насекомыми или микробами. Выведены сорта пшеницы, устойчивые к стеблевой и бурой ржавчине, к мучнистой росе, к гессенской мухе, сорт люцерны, устой^ чивый к пятнистой тле, сорт подсолнечника, устойчивый к моли, ржавщине и заразихе, сорта картофеля, устойчивые к фитофторозу, раку, некоторым вирусам и немато* дам, и т. д.
Антагонизм, имеющий место среди насекомых и среди микроорганизмов, также может было использован для защиты растений. Только на территории СССР известно 77 видов насекомых и много видов червей, паразитирующих за счет тех или иных вредных насекомых, и 14 видов хищных насекомых, поедающих вредных насекомых. Жуки-краснотелы поедают гусениц непарного шелкопряда, клопы уничтожают гусениц и яички боярышницы, наездники закладывают яички в тело гусениц боярышницы. Жуки «божья коровка» поедают тлю, хищный клещ — озимую и капустную совку и т. д. Пятнадцать видов насекомых-антагонистов завезено в СССР из других стран. Врагом кровяной тли — опустошительни-цы садов — оказался наездник (афелинус), завезенный
из Америки. Из Австралии в Америку и на юг СССР попал опасный вредитель — ицерия, его удалось обезвредить только с помощью австралийской же божьей коровки (новиус). В Канаде с 1910 по 1945 г. выпущено около триллиона особей полезных насекомых, относящихся к 220 видам; их использовали против 68 видов вредных насекомых. В США и страны Британского содружества для борьбы с вредителями растений ввезено около 500 видов насекомых; 100 видов из них оказались эффективными и активно уничтожают 100 видов вредных насекомых. Средний муравейник за день истребляет 3—10 тыс. насекомых и защищает от них до 1 га леса. В КНР специально разводят красных муравьев для защиты сахарного тростника от зеленой гусеницы.
Не так давно вредных насекомых стали заражать болезнетворными вирусами, бактериями и грибками. В США для борьбы с листогрызущими насекомыми недавно применен бактериальный препарат, представляющий собой живые споры определенного микроорганизма. Действие препарата, проверенное на гусеницах хлопковой пяденицы, капустной и люцерновой совок, капустной моли и др., оказалось весьма эффективным. Кроме того, препарат не причиняет вреда пчелам, а также антагонистам вредных насекомых. В Канаде успешно ведется борьба с пилильщиками (вредителями ели); препараты применяются в лесных массивах площадью 50 тыс. км2 В СССР найден бактериальный препарат против непарного шелкопряда. Для спасения 1 га леса от этого вредителя достаточно 300—500 г препарата. Разнообразие штаммов вирусов дает возможность избирательно уничтожать паразитов без вреда для полезных насекомых и животных.
Различные виды микробов в борьбе друг с другом вырабатывают антибиотические вещества. По-видимому, нет такой болезнетворной бактерии, против которой не нашлось бы своего антагониста-микроба, вырабатывающего соответствующий антибиотик. Антибиотики для лечения болезней растений уже начинают применяться. При этом важно отметить, что если химические средства лишь предохраняют, а не лечат растение, то антибиотики, вводимые в ткань растения, убивают бактерии внутри растительных организмов, т. е. лечат уже заболевшие растения.
Если насекомых — вредителей культурных растений — требуется уничтожать, то насекомых — вредителей сорняков — можно использовать. В этом отношении интересна история одной из разновидностей кактуса — опунции. Это растение в начале XIX в. завезено из Северной Америки в Австралию, где его насаждали в виде непроходимых колючих изгородей. Опунция почувствовала себя в новых условиях настолько хорошо, что к 1925 г. распространилась на 25 млн. га пахотных и пастбищных земель. Было подсчитано, что борьба с этим сорняком химическим способом обошлась бы в 90 долларов на 1 га. Поэтому из США привезли аргентинскую бабочку, гусеница которой питается стеблями опунции. Первые партии этого насекомого были выпущены в 1925 г., а уже к концу 1932 г. погибло 90% зарослей опунции; к 1935 г. аргентинская бабочка полностью справилась с сорняком.
Полное уничтожение насекомых, рассредоточенных на больших площадях, — далеко не простое дело. Перед учеными была поставлена задача найти средства, приманивающие насекомых, находящихся в активной стадии развития. Пути нахождения таких веществ подсказала сама природа. Известно, что самки многих насекомых вырабатывают особые пахучие вещества — ант-рактанты — для привлечения самцов. Самцы непарных шелкопрядов, например, по запаху антрактанта находят самок за несколько километров. Установлено также, что некоторые насекомые-вредители находят нужные им растения по запаху на очень больших расстояниях. Исходя из этого, были синтезированы приманивающие вещества, и такие вещества использовали в сочетании со средствами уничтожения насекомых. Уже получены антрактанты непарного шелкопряда, дынной мухи, средиземноморской плодовой мухи и др. В литературе было сообщение, что 1,5 кг синтетического антрактанта дынной мухи достаточно для заправки тысячи ловушек, действующих в течение всего сезона*. Есть мнение, что применять ловушки совсем не обязательно. Зону посевов можно так насытить запахом антрактанта, что самцы будут дезориентированы и оплодотворения самок не
* А. Э. Эм ме. Новые методы борьбы с вредителями. «Защита растений от вредителей и болезней», 1961, № 8.
произойдет. Таким образом, вредное насекомое может быть уничтожено без применения яда, и это устранит опасность гибели полезных насекомых.
В арсенале средств защиты урожая находят место и физические методы. Например, насекомых можно приманивать на свет, а затем уничтожать действием электрического поля. Уже имеются такие установки для уничтожения вредителей садов. Одна переносная установка действует в радиусе 1 км и поражает до 500 видов насекомых; за одну ночь она может уничтожить, например, до 2000 особей яблоневой моли, что означает избавление от 200 тыс. гусениц.
В США с успехом опробовано уничтожение мясной мухи, вызывающей тяжелое заболевание домашних животных, путем лучевой кастрации самцов. Для этого специально выведенных куколок мухи облучали гамма-лучами, а затем стерилизованных таким путем самцов выпускали в природные популяции; в результате отложенные самками яйца оказывались неоплодотворенны-ми. Этим методом мясная муха практически полностью была уничтожена сначала на острове Кюрасао на площади 400 км2, а затем в южных штатах США. В СССР в полупромышленном масштабе проверяется метод уничтожения амбарного долгоносика и других вредителей путем специальной обработки зерна перед закладкой его в элеваторы. При этом питательные и хлебопекарные свойства зерна не ухудшаются.
Не исключена возможность, что постепенно биологические, физические и другие новые методы защиты растений и продуктов урожая вытеснят химические средства там, где последние могут принести какой-либо вред.
По подсчетам Комитета ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства, во всех странах мира из-за вредных насекомых и болезней растений ежегодные урожаи зерновых культур снижаются на 6%, а в зернохранилищах пропадает до 10% зерна. По данным ФАО, суммарные убытки от грызунов, насекомых и сорняков составляют во всем мире около 20% всей пищевой продукции. Но во многих странах мира уровень защиты растений от болезней и вредителей еще чрезвычайно низок, и там, конечно, имеют место гораздо большие потери.
Общий эффект, который может быть получен при полном уничтожении болезней, вредителей и сорняков,
оценить трудно. Имеющиеся по этому вопросу мнения специалистов пока весьма разноречивы. У нас, например, подсчитано, что применение только химических средств защиты растений в масштабе сельскохозяйственного производства, намечаемого на 1970 г., позволит сохранить ежегодно около 21 млн т зерна, 21 млн корней сахарной свеклы, не менее 10 млн т фруктов и винограда, 1,6 млн т хлопкового волокна. Американский социолог Бритмен считает, что при полном уничтожении вредных насекомых дополнительно полученной продукцией можно было бы прокормить 200 млн человек. Западногерманский специалист Бааде высказал мысль, что если, наряду с полным удовлетворением сельского хозяйства удобрениями, поднять на должную высоту борьбу с вредителями и болезнями растений, то урожайность сельскохозяйственных культур во всем мире можно увеличить в 2—3 раза*. Английские ученые Кларк и Пири предполагают, что полное уничтожение вредных насекомых повысило бы сбор мировой сельскохозяйственной продукции вдвое. По другим источникам, из-за вредных насекомых, болезней и сорняков человечество теряет от 30 до 50% всего мирового урожая.
Учтя все эти высказывания, мы, по-видимому, не очень ошибемся, если скажем, что интенсивная защита посева позволит повысить мировой урожай на 25%. Цифра эта очень большая уже при обычном среднемировом урожае, и она станет колоссальной, когда среднемировая урожайность повысится до уровня стран, занимающих передовые места по урожайности отдельных культур.
РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ
Сейчас известны многие химические вещества, которые, проникая в организм растений, воздействуют на процессы обмена веществ. Большинство из этих веществ — синтетические, но имеются и аналогично действующие природные соединения, являющиеся продуктами жизнедеятельности грибков. Из таких соединений особую известность приобрел гиббереллин.
Неглубокие нарушения обмена обычно вызывают
* Ф. Бааде. Мировое энергетическое хозяйство. М, ИЛ, 1960. 68
ответную реакцию растительного организма, ведущую к усилению обмена, ускорению потребления питательных веществ, роста и развития растения в целом или его отдельных частей. При более глубоких нарушениях может произойти задержка в развитии растения или его гибель. Часто одно и то же вещество в зависимости от того, в какой концентрации оно применяется, может оказать или стимулирующее, или подавляющее действие. Например, галоидфеноксиуксусные кислоты и их производные в малых концентрациях действуют как стимуляторы роста растений, а в больших — как гербициды.
Биологически активные вещества применяются в растениеводстве с разными целями, однако любая из них преследует увеличение или улучшение сельскохозяйственной продукции. Например, есть препараты, которые нарушают покой клубней картофеля. Этим можно воспользоваться для того, чтобы в южных районах свежесобранный (например, в конце июня) картофель посадить снова для получения второго урожая. В других случаях представляет интерес задержать прорастание клубней картофеля, например при длительном хранении. Тогда клубни картофеля обрабатывают препаратом М-1 (метиловый эфир альфанафтилуксусной кислоты); гидразин малеиновой кислоты задерживает прорастание не только картофеля, но и лука, моркови, турнепса, капусты.
Есть препараты для ускорения цветения и роста растений. Гиббереллин ускоряет созревание картофеля, томатов, баклажанов, огурцов. Подобное же действие оказывают производные нафтилуксусных и феноксиук-сусных кислот. При опрыскивании конопли и льна раствором гиббереллина стебли растений сильно вытягиваются, и выход волокна повышается в 2—2,5 раза. Широкое применение находят препараты для усиления плодообразования и уменьшения опадания завязей, а также для задержки несвоевременного опадания плодов. В конечном итоге все это повышает продуктивность растений.
Препараты могут производить угнетающее действие не на все растение, а лишь на его отдельные части. И это тоже находит полезное применение. С помощью препарата М-1 задерживают рост пасынков у томатов, малеиновый ангидрид тормозит рост боковых побегов у табака и усов у земляники. Гидразинмалеиновые кислоты
действуют на пыльцу кукурузы стерилизующе, не затрагивая женских цветов; это облегчает гибридизацию сортов кукурузы. n-Хлорфеноксиуксусная кислота и гиббереллин увеличивают размер ягод винограда.
С недавних пор для стимуляции роста растений начали применять витамины. Почти все витамины, а их сейчас известно около 40, образуются в растениях, за исключением витаминов А и D, которые синтезируются в организме человека и животных из особых соединений, содержащихся в растительной пище и кормах и носящих название провитамины. Так, для синтеза витамина А необходим провитамин — каротин, образующийся в некоторых растениях. Многие витамины входят в состав ферментов растений, образуя их активную часть — кофермент. Опыты показали, что предпосевная обработка семян витаминами ускоряет прорастание семян и повышает их урожайность. При обработке клубней картофеля витаминами Bi и Р урожайность культуры повысилась на 21%, семян свеклы — на 23%, семян фасоли и бобов соответственно на 76 и 48%.
Далеко не полностью используются в растениеводстве те преимущества, которые может дать регулирование светового режима выращивания растений. Для нормального развития растений требуется не только определенное количество света, но и его качество, т. е. состав по длине волн. Например, так называемые растения короткого дня (тропические, субтропические) даже при оптимальной температуре не развиваются нормально в высоких широтах. Дело в том, что на первом этапе своего развития такие растения требуют много коротких волн света, а в высоких широтах в утренние и вечерние часы свет по преимуществу длинноволновый. Опытным путем доказано, что затенение этих растений в утренние и вечерние часы на первом этапе их роста дает очень хорошие результаты.
Рост и развитие растений можно ускорить и с помощью облучения. Уже ставятся опыты по облучению растений электромагнитными волнами в диапазоне радиочастот, ультрафиолетовыми лучами, гамма-лучами; пытаются применять для этих целей и ультразвук. Имеются сведения, что облучение семян люцерны электромагнитными волнами ускорило их прорастание на 35%, а семян красного клевера — на 12%. Работами Института
биофизики Академии наук СССР доказано, что предпосевное ультрафиолетовое облучение семян увеличило урожай зеленой массы кукурузы и капусты на 21 %, моркови на 35%; урожайность яровой пшеницы в условиях посевов на Украине повысилась на 17%.
Хорошие результаты получены и в результате облучения семян гамма-лучами. Например, в средней полосе СССР съем зеленой массы кукурузы повысился на 10—20% с одновременным увеличением количества початков. Опыты в Краснодарском крае показали, что урожай картофеля тоже значительно возрастает наряду с увеличением содержания каротина в клубнях. Кроме того, при хранении картофеля гамма-облучение предохраняет клубни от прорастания, не изменяя их вкусовых качеств.
Гамма-облучение уже пробовали применять в полевых условиях, и это дало положительные результаты: повысились скорость созревания и качество томатов, в семенах горчицы и льна увеличилось содержание жира, а в клубнях картофеля — крахмала и витамина С. Аналогичное действие на томаты оказывает и ультразвук.
Установлен интересный факт: развитие растений изменяется под действием магнитного и электрического поля. Растение, помещенное в электрическое поле, перестает расти и даже гибнет. Но иногда, наоборот, наблюдалось резкое увеличение размеров продуктивной части растения: клубень редиса разрастался до 13 см в диаметре, а вес корня моркови увеличивался до 5,5 кг. Пока действие магнитного и электрического полей изучено недостаточно, но эти работы, как и все указанные выше, свидетельствуют о том, какими могучими и тонкими средствами воздействия на природу обладает современный человек.
ПРОДУКТИВНОСТЬ
ДОМАШНИХ животных
При кормлении домашних животных обычными кормами коэффициент перехода энергии кормов в продукты животноводства составляет для мяса 10%, а для свинины, молока и яиц 20%. Такие значения коэффициента, конечно, очень малы, и ясно, какое громадное значение для сельского хозяйства имеет их повышение, т. е, увеличе
ние выхода продукции животноводства. Не менее важно снижение потерь молодняка, а также борьба с заболеваниями скота. Урон в животноводстве по этим причинам весьма велик. Например, в период второй мировой войны в Бирме от чумы погибло около 1 млн голов скота. В 1951—1953 гг. убытки от вспышки в Европе заболевания скота ящуром оцениваются в 420 млн долларов.
Самыми элементарными условиями повышения выхода продукции животноводства является культурное содержание животных, правильный уход за ними, комплектование стад высокопродуктивными породами. Особо важное значение имеют режим питания и качество кормов.
При кормлении животных, так же, как и при питании человека, нельзя исходить только из калорийности пищи, необходимо учитывать и ее качественный состав. Очень часто в кормах не хватает перевариваемых белков, ряда минеральных веществ, витаминов. Для лучшего усвоения животными растительных белков корма в последние годы стали применять препараты, содержащие особые ферменты. Под действием этих ферментов в желудочно-кишечном тракте происходит более полное расщепление растительных белков корма на аминокислоты, хорошо усвояемые животным организмом. Такого рода ферменты содержатся, например, в проросших семенах. Усвоение аминокислот улучшается также при добавлении к кормам эмульсий (например, на основе арилалкилсуль-фоната — отхода нефтяной промышленности), помогающих всасыванию аминокислот в кровь через стенки кишечника.
Богатым дополнительным источником белка для животных являются кормовые дрожжи, которые выращивают на отходах лесообрабатывающей промышленности, на соломе, лузге, кочерыжках. Не так давно в качестве белкового корма для животных стали использовать синтетическую мочевину CO(NH2)2- Установлено, что в желудке жвачных животных это соединение под действием желудочных микробов перерабатывается в протеины, которые на 25—30% заменяют кормовые белки. Получаемая благодаря применению мочевины продукция животноводства примерно в 10 раз превышает стоимость препарата. При подкормке коров мочевиной выход мяса на 1 кг мочевины составляет 1,8 кг, а молока—10 л.
В СССР и в ряде других стран мочевина используется в животноводстве довольно широко, но во всем мире в целом ее применение очень незначительно.
Из 20 аминокислот, содержащихся в белках, 9 не синтезируются в организме животных, и поэтому их надо вводить с кормом. Наиболее часто в кормах недостает трех аминокислот — метионина, лизина и триптофана. Чтобы снабдить ими животного в нужном количестве, приходится завышать нормы питания, а это ведет к перерасходу кормов. Отсюда возникла задача — разработать специальные препараты, содержащие аминокислоты, которыми бедны обычные корма. В этом направлении имеются уже определенные достижения: препараты метионина получают путем химического синтеза, а лизина —биологическим путем. По данным Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, при добавке препаратов метионина, лизина и триптофана в растительный корм свиней привес последних повышается с 449 до 654 г в сутки, а затраты кормов снижаются с 4,1 до 3,2 кг на каждый килограмм привеса.
Часто в естественных кормах имеется недостаток или, наоборот, избыток тех или иных химических элементов. Именно в результате этого появляются такие болезни, как анемия, рахит, заболевания костных тканей, эндемический зоб и др. Введение в кормовой рацион животных препаратов, содержащих недостающие элементы, полностью устраняет опасность заболевания. Особо важное значение имеют фосфор и кальций; недостаток их в естественных кормах ощущается практически повсюду, особенно в зимний период. При недостатке этих элементов прежде всего нарушается нормальное формирование костной системы, появляются опухание суставов, ломкость костей. В результате продуктивность животных резко снижается, приплод становится слабым, рахитичным. Обычно фосфорно-кальциевой добавкой к корму служит костная мука, но это довольно дефицитный продукт. Сейчас во многих странах, в том числе и в СССР, костную муку заменяют кормовыми фосфатами, вырабатываемыми химической промышленностью из природных фосфорных руд. Недостаток или избыток в кормах меди, кобальта, марганца, молибдена, йода носит, как правило, местный характер и связан с геохимической историей образования почвы в данном географическом районе. Эти
элементы не входят в основной состав тканей животных, они содержатся в ферментах и гормонах в очень малых количествах, поэтому и к корму животных их прибавляют в незначительных дозах.
Избыток того или иного элемента в кормах чаще всего регулируют путем комбинирования различных кормов.
Важным компонентом пищи являются витамины, но их часто не хватает в естественных кормах, особенно витаминов A, D и В. Значительное влияние на сохранность витаминов в кормах оказывают способы заготовки последних; например, содержание каротина в сене резко изменяется в зависимости от режима сушки травы. Промышленными источниками витаминов группы В, особенно В 12, до сих пор была рыбная и мясокостная мука и отходы молочной промышленности. Теперь разработан способ получения биомассы, содержащей витамин В 12, из отходов ацетоновых и спиртовых заводов путем сбраживания барды метанобразующими бактериями.
Приведем несколько примеров эффективности витаминных подкормок. Курица-несушка, получающая рацион из обычных необогащенных комбикормов, дает в среднем 80 яиц в год; корм с добавкой витаминов А и D повышает яйценоскость до 160 яиц в год. Если же к корму добавлять весь комплекс необходимых веществ, продуктивность той же курицы возрастает до 200 яиц в год. При этом расход корма на 10 штук яиц составляет: при необогащенном рационе — 6,8 кг, при обогащенном витаминами А и D — 3,42 кг, при рационе с полным ком-* плексом добавок — 2,3 кг*. При введении в кормовой рацион теленка витаминов А и D норма окармливаемого молока может быть снижена с 400—500 до 80—100 л; в расчете на одного теленка это экономит 12—14 кг животного масла. При откормке свиней и птиц биомассой, содержащей витамин В J2, на 15—30% повышается прирост молодняка и резко снижаются его потери. Опыты, проведенные в 1961—1963 гг. на 300 овцах, показали, что подкормка препаратами витамина А повышает приплод каждых 100 овцематок на 5—13 ягнят.
Весьма целесообразно вводить в корм животных антибиотики. При этом увеличивается выход продукции и
* Б И. Б)М1н Вшамины а живсиновод'П зе. М., «Знание», 1966.
снижается число заболеваний животных. Практическое применение в животноводстве уже нашли пенициллин и террамицин. В совхозе «Белая Дача» Московской области при подкормке мицелиями пенициллина привес свиней возрос на 27% при одновременном снижении расхода кормов на единицу продукции на 19%; стоимость привеса в 47 раз превысила стоимость дополнительных затрат.
В США проведены интересные опыты. Животных кормили по рациону 1908 и 1958 гг. Второй рацион отличался от первого большим содержанием витаминов и наличием некоторых антибиотиков и специальных стимуляторов роста. В результате одинаковый выход продукции получили при расходе кормовых единиц: по первому рациону 100, по второму 67% при кормлении бычков-каетратов и соответственно 100 и 66% при кормлении ягнят; расход кормов на единицу привеса цыплят был снижен с 5 до 2,4 кг, а на получение 12 яиц — с 3,6 до 1,8 кг.
Гормоны — биологически активные вещества животных организмов — являются специфическими продуктами обмена веществ, выделяемыми в кровь и тканевую жидкость железами внутренней секреции. Их основная функция в организме— регулирование процессов обмена веществ. Гормональные препараты, приготовляемые на основе естественных, а также и синтетических гормонов, нашли широкое применение в медицинской и ветеринарной практике. В США практикуется добавка препарата стильбестрола в корм бычков-кастратов; в результате повышается привес и улучшается качество кожи животного. Введение препарата под кожу кастрированным ягнятам значительно увеличивает выход мяса по отношению к кормам. Каракульская овца малоплодовита: она приносит одного, редко двух ягнят. Введение под кожу овцы гормонального препарата СЖК (сыворотка жеребых кобыл) приводит к тому, что овца приносит 2—3, а иногда и 5 ягнят.
Животные, как и растения, реагируют на продолжительность дня. У разных животных и птиц отдельные стадии полового размножения требуют различных условий освещения. Доказано, что, регулируя световой режим содержания птицы, можно повысить яйценоскость кур на 30, индеек на 44, гусей на 100 и уток «на 200%.
Этот же прием повышает привес свиней и прирост шерсти овец.
В последние годы изучается действие ультрафиолетовых, рентгеновских и инфракрасных лучей, а также ультразвука на развитие животных и птицы. В осенне-зимний период во время стойлового содержания облучение ультрафиолетовыми лучами заменяет витамин D, снижает число заболеваний и ускоряет рост животных; привес поросят увеличивается на 21—24%, телят— на 18—25%, удои коров возрастают на 10—12%, яйценоскость кур — на 20—25%. Благоприятное действие оказывает ионизация воздуха: у цыплят ускоряется оперение, снижаются потери молодняка, у кур повышается яйценоскость, у коров увеличиваются надои, у овец хорошо растет шерсть.
В печати сообщалось о работах А. Л. Астаурова * по регулированию пола животных. Эта проблема имеет большое практическое значение. Для молочного животноводства, например, выгоднее, чтобы рождались преимущественно телки. Наоборот, для мясного животноводства выгоднее быки и волы. В птицеводстве яйценосного направления желательно выводить преимущественно кур-несушек. Задача регулирования пола млекопитающих животных, по-видимому, может быть разрешена путем искусственного обсеменения. Работы эти только что начаты, но они открывают перед животноводством весьма широкую перспективу.
МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Важность механизации сельскохозяйственного производства заключается не только в повышении производительности труда, но и в том, что она часто является необходимым условием увеличения массы средств питания. Известно, что для получения хорошего урожая очень важно своевременное проведение сева, и чем быстрей проводится уборка, тем меньше потери продукции. Все это можно обеспечить только путем механизации посевных и уборочных работ. Применение зерновых комбайнов, например, более чем в 10 раз уменьшает потери
* А Л. А с т а у р о в. На пороге больших открытий. «Правда». № 282, 8.Х.1961.
зерна при уборке хлебов. Без механизации невозможно широкое освоение новых площадей. Ручная прополка непригодна для уничтожения сорняков на больших площадях. Например, в Индии свыше 4 млн га земли было заброшено из-за стойких сорняков, корни которых настолько глубоко проникли в землю, что корчевание их даже конным плугом было невозможно. Там же на больших площадях земли среднего качества можно повысить урожай примерно в 3 раза, заменив деревянную соху трактором.
Вот примеры, иллюстрирующие повышение производительности труда при механизации и электрификации отдельных процессов сельскохозяйственного производства. При уборке картофеля комбайном затраты труда снижаются в 5 раз; при посадке картофеля с помощью картофелесажалки — с 32 до 1,6 человеко-дня на 1 га. Применение одного вертолета для опрыскивания посевов, по сравнению с ручным опрыскиванием, позволяет сэкономить за 8 часов 300 человеко-дней. Обработка 1000 т зерна на немеханизированном току требует 94, а на механизированном — 12 человеко-дней. При механизированной стрижке овец производительность труда повышается в 4—5 раз. В колхозе «XXII Октябрь» Костромской области механизация молочной фермы снизила затраты труда на центнер молока на 45%.
Особенно резко повышается производительность труда при сочетании механизации и химических средств. Так, механизированное применение 1 л гербицида дает возможность уничтожить столько сорняков, сколько их может уничтожить прополка мотыгой при затрате 13 человеко-лет.
Широкая механизация сельскохозяйственных работ возможна, конечно, только в крупных хозяйствах.
В мире насчитывается 10,5 млн тракторов, из них 9,5 млн приходится на Северную Америку, страны Европы и СССР и 320 тыс. — на Австралию и Океанию. В первом случае 1 трактор приходится в среднем на 64 га; на 770 млн га посевных площадей Южной Америки, Африки и Азии (без СССР) приходится 700 тыс. тракторов, т. е. 1 трактор на 1100 га, и к тому же они применяются почти исключительно на плантациях (которые зачастую принадлежат иностранцам) и крупных фермах.
Там, где преобладают мелкое землевладение и слаборазвитая промышленность, земля обрабатывается главным образом тягловой силой и самыми примитивными сельскохозяйственными орудиями. Еще около 250 млн семей в мире по-прежнему применяют деревянную соху, а около 90 млн семей — железный плуг с гужевой тягой. Производительность труда американского фермера, широко применяющего машины, выше производительности труда иранского крестьянина при возделывании хлопка в 16 раз и при возделывании пшеницы в 13 раз.
Рост производительности труда в сельском хозяйстве США можно иллюстрировать следующими цифрами. В 1830 г. один человек, занятый в сельском хозяйстве, производил продовольствие для 4 человек, в 1900 г.— для 7, в 1958 г.— для 20. В европейских капиталистических странах один человек обеспечивает продовольствием 3—5,5 человека.
В условиях социалистического сельского хозяйства для механизации труда открылись неограниченные возможности. Уже в 1960 г. производительность труда в сельском хозяйстве СССР превысила дореволюционную в 4 раза. В дореволюционной России уборка 1 га посева косой и серпом с обмолотом вручную требовала не менее 9 человеко-дней. Сейчас на самоходном комбайне 1 га зерновых убирают с обмолотом за полчаса. С 1940 по 1960 г. продукция сельского хозяйства возросла на 60% при одновременном уменьшении численности работающих на 2,3 млн человек. За период 1961—1970 гг. намечено увеличить производительность труда в сельском хозяйстве в 2,5 раза, а за 20 лет— в 5 — 6 раз. Эти планы подкрепляются намечаемым насыщением сельского хозяйства техникой. Уже к началу 1962 г. на полях совхозов и колхозов СССР работало 1168 тыс. тракторов (в том числе 620 тыс. пропашных) и 700 тыс. комбайнов. За 1965—1969 гг. сельскому хозяйству намечено поставить 1790 тыс. тракторов и 1100 тыс. грузовых автомобилей. За 20 лет (1960—1980) техническую вооруженность сельского хозяйства намечено увеличить в 3— 4 раза.
Понятно, что полная механизация сельскохозяйственного производства немыслима без его электрификации. По подсчетам специалистов, затрата на сельскохозяйственные работы 1000 квт-ч экономит 300 челове-
ко-дней. В 1913 г. в России общая энерговооруженность сельского хозяйства составляла 17,6 млн квт, в том числе энергия рабочего скота 17,4 млн квт. В 1963 г. из общей энерговооруженности сельского хозяйства СССР (145,1 млн квт) на долю рабочего скота приходилось 2,9 млн квт. Потребление электроэнергии в сельском хозяйстве в 1928 г. составило 36 млн квт-ч, в 1940 г.— 538 млн квт-ч, в 1963 г.— 17 млрд квт-ч.
Большие возможности кроются в дальнейшем совершенствовании сельскохозяйственной техники. В частности, имеющаяся сейчас узкая специализация сельскохозяйственного оборудования снижает степень использования отдельных машин. Сеялки заняты 3—5 дней, комбайн — около месяца, даже трактор работает не больше 7з рабочих дней года. Намечаемая разработка навесных специализированных орудий к самоходным шасси должна значительно улучшить использование средств механизации.
Замена тяглового скота в сельском хозяйстве и на транспорте машинами сама по себе значительно увеличивает продовольственные ресурсы: зерно, скармливаемое тягловому скоту, может быть использовано для питания людей и для откорма продуктивного скота; на сельскохозяйственных площадях, занятых под фуражные культуры, можно сеять продовольственные культуры; отходы сельского хозяйства и корма с невозделы-ваемых земель можно полностью использовать для откорма продуктивных животных.
Лошадь, вол и буйвол потребляют много пищи, а для работы их используют меньшую часть года. В Индии тягловые животные работают только 80—90 дней в году, а расходы на их содержание составляют не менее 40% всех издержек сельскохозяйственного производства. Подсчитано, что если в Индии тягловый скот заменить тракторами, продовольственные ресурсы страны увеличатся на 50%.
В 1951 —1952 гг. в мире насчитывалось 127,4 млн лошадей, мулов и ослов. Кроме того, из 782 млн голов крупного рогатого скота значительная часть использовалась как тягловая сила. Полная механизация сельского хозяйства и транспорта в условиях указанных лет могла бы дать дополнительное продовольствие для 325 млн человек.
ПИЩЕВЫЕ БОГАТСТВА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ
На моря и океаны солнечной энергии приходится примерно в 2,5 раза больше, чем на сушу. Мощность плодородного слоя на суше не превышает 0,5—1 м, а в морях и океанах она составляет 100—200 м. Значит, в мировом океане образование органического вещества имеет гораздо большие масштабы, чем на суше. Подсчитано, что в морях и океанах в процессе фотосинтеза образуется органической массы в 5—6 раз больше, чем на суше. Не следует ли из этого, что моря и океаны могут и должны стать для человечества мощным источником средств существования?
Жизнь в океанах и морях более многообразна, чем на суше. Это видно хотя бы из распределения мест обитания на Земле 63 классов животных и 33 классов растений (табл. 13).
Таблица 13
Распределение мест обитания
Количество классов
Место обитания
животных
растений
Море...................
Море и пресная вода
Пресная вода ..........
Суша (воздушная среда)
Во всех средах . . . .
37
14
3
6
3
5
10
3
15
В океанах и морях плотность жизни, т. е. количество особей в единице объема, сильно изменяется и в вертикальном и в горизонтальном направлении. В вертикальном направлении от поверхности до глубин она уменьшается в тысячи раз. Наиболее населен поверхностный слой толщиной 200—300 м, т. е. тот слой, через который проникают солнечные лучи. В прибрежных местах морей и океанов на этой глубине широко развита донная растительность (фитобентос). Например, у берегов Мурманского побережья водоросли ламинарии высотой
3—4 м образуют настоящие подводные джунгли. В более глубоких местах растительные организмы представлены свободно плавающими видами (фитопланктон). В горизонтальном направлении плотность жизни изменяется лишь в сотни раз.
В тропических морях и океанах жизнь представлена более многообразными формами, чем в морях холодного и умеренного климата, но плотность жизни изменяется в обратном порядке. Последнее объясняется тем, что в умеренных и холодных морях по сравнению с теплыми происходит более интенсивное вертикальное перемешивание воды, в результате чего верхние слои воды обогащаются питательными веществами. Но используются они далеко не полностью: по имеющимся подсчетам, растительностью верхнего слоя морей и океанов за год потребляется не более 0,01% запасов минеральных питательных веществ, хранящихся в глубинах.
Основными продуцентами органического вещества в морях и океанах являются одноклеточные водоросли — планктон; они продуцируют в год от 2 до 15 т/га сухого органического вещества. На суше масса зеленой растительности во много (возможно, в тысячи) раз превышает массу животного мира. В морях, наоборот, животный мир по своей массе несколько превышает растительный. В сравнении с наземными растениями морские водоросли во много раз быстрее восстанавливают свои запасы, несмотря на усиленное выедание их морскими обитателями. Годовой урожай водорослей планктона в 5—10 раз превышает их собственный вес.
Биомасса водорослей в мировом океане оценивается в 1,7, а животных в 32,5 млрд т; из последней цифры на долю рыбы и крупных морских животных приходится 1 млрд т. Кроме того, в океане много мертвого оргашь ческого вещества.
Из морей и океанов добываются водоросли и другие растения прибрежных мест, многочисленные беспозвоночные животные, рыба и ряд млекопитающих животных. Морские водоросли содержат белки, углеводы, витамины и многие соли. Все эти вещества используются в пищевых, кормовых, медицинских и технических целях, а также в качестве удобрений. Один килограмм высушенных водорослей по кормовой ценности соответствует 1 кг концентрированных кормов. Народы восточных
стран употребляют в пищу до 60 видов морских водорослей в свежем, вареном и сушеном виде. Из морских водорослей добываются йод, сода, калий, arap-aiap и другие вещества. Мировая добыча морских водорослей в 1962 г. составила 660 тыс. т, из которых 500 тыс. т приходится на долю Японии. В этой стране широко распространены подводные «огороды», где выращиваются багряные водоросли, идущие в пищу.
Расширяется потребление беспозвоночных морских животных. Они используются в пищу в свежем виде (устрицы), в вареном и жареном (крабы, омары, креветки, головоногие, двухстворчатые и брюхоногие моллюски), в сушеном (креветки, трепанги), в консервированном (крабы и другие ракообразные моллюски). Все это высококачественные продукты питания. Мясо беспозвоночных животных содержит много белка, а по калорийности выше мяса рыбы. До 160 видов одних только двухстворчатых моллюсков употребляется в пищу. Общее количество моллюсков в океане оценивается величиной порядка 4—5 млрд т. В 1962 г. было добыто 25,3 млн ц моллюсков, 2,6 млн ц раков и 180 тыс. ц прочих беспозвоночных животных. В Италии в заливе Торонто ежегодный улов мидий составляет 1215 кг со 100 м2. Больше половины улова — нежное мясо, богатое белком, витаминами и углеводами; отходы — раковины — в размолотом виде используются для подкормки домашней птицы. В Одесской области СССР для кормления скота вылавливаются мидии и креветки. В США имеется 190 заводов по консервированию мяса беспозвоночных животных; его едят люди, им кормят птицу и скот.
Рыба является сейчас основной пищевой продукцией морей и океанов. Со времени второй мировой войны рыбная промышленность сделала шаг в своем развитии более значительный, чем за всю предшествующую историю. Только за последние 15 лет морской улов рыбы увеличился почти в 2 раза. В 1963 г. мировая добыча рыбы в морях и океанах составила 460 млн ц. Частично рыба используется в сельском хозяйстве и промышленности: примерно 6—7 млн т рыбы (в живом весе) потребляется на удобрения.
Из млекопитающих животных в морях и океанах добываются китообразные (синий и гренландский киты,
полосатик, кашалот, дельфин, белуха), ластоногие (морской котик, гренландский тюлень, морской заяц, нерпа, морж). В 1950 г. во всем мире было добыто 55 795 китов. Почти все части тела кита используются: мясо (консервы), кожа, кости (удобрения), жир (для технических целей). Общая масса добытых в 1962 г. китов составила 25,7 млн ц.
Однако, по имеющимся подсчетам, в настоящее время извлекаемые из морей и океанов пищевые средства составляют только 13% белковой пищи животного происхождения и 3% всех потребляемых человечеством жиров. Отсюда видно, насколько незначительно используются ресурсы океана для пополнения пищевой базы человечества.
Масштабы морского промысла неодинаковы в разных морях и океанах: 65% промысла приходится на районы умеренного пояса Северного полушария, 15% — на тропическую зону, 5% —на умеренную зону Южного полушария, 4%—на арктические районы. Антарктика практически промыслом не охвачена (за исключением китобойного). Атлантический океан и его моря дают 47% всей морской добычи, Тихий океан с его морями — 50%, Индийский океан — 2,1%. Общая площадь морского промысла составляет в наши дни 15% площади мирового океана. Но даже из этих 15% освоены главным образом прибрежные районы. На глубинах до 200 м добывается 88,7% всей вылавливаемой в океане рыбы.
Теперь уже ясно, что для повышения продукции рыбного промысла мало знать рейсы миграции рыб, надо научиться планировать эксплуатацию рыбных богатств мирового океана так, чтобы они постоянно возрастали. Плановая эксплуатация еще более необходима для промысла млекопитающих животных. По мнению советских специалистов, только за счет рационализации рыболовства улов рыбы можно увеличить на 30—40% и довести в ближайшие десятилетия мировой улов рыбы до 600— 800 млн ц. По прогнозам ФАО, имеется возможность увеличить к 1980 г. улов рыбы и других объектов морского промысла до 600 млн ц. По соображениям канадского ученого Каса, к 2000 г. мировой улов рыбы в океанах и морях может достигнуть 1 млрд ц.
Отсюда ясно, что человечество может увеличить использование морского органического вещества во много
раз. Некоторые ученые считают, что уже в сравнительно недалеком будущем из мирового океана будут получать пищевых продуктов в десятки раз больше, чем сейчас. В годы после второй мировой войны рыбная ловля в морях и океанах технически полностью перевооружилась: используются подводные лодки, водолазная техника, подводное телевидение, батискафы, синтетические материалы, из которых изготовляются орудия лова; построены рыбопромышленные суда, оборудованные новейшей техникой. В поисках рыбных угодий участвует авиация. Но, с другой стороны, по своей сущности методы использования богатств мирового океана еще сильно отстают от методов земледелия. И это понятно. На суше человечество уже несколько тысяч лет занимается земледелием, уничтожая дикие растения и выращивая нужные ему сельскохозяйственные культуры, а морской промысел до сих пор сводится к тому, чтобы брать от моря то, что создается в нем без участия человека. И надо признать, что изысканию путей повышения использования пищевых ресурсов океана уделяется мало внимания. Сейчас довольно отчетливо определены методы увеличения средств питания на суше, но как это сделать на море, остается неясным.
Очевидно, только в будущем человечество сумеет полностью овладеть способами увеличения массы и продуктивности органического вещества морей и океанов, научится изменять фауну водяного мира, научится культивировать морские растения и создавать новые, в первую очередь в прибрежных областях. Правда, и теперь уже начаты работы по акклиматизации в ряде районов мирового океана новых видов рыб. Возможно, будет целесообразно поставить задачу организованного уничтожения морских хищников, поедающих рыб. К ним относится, например, касатка, истребляющая огромные количества рыбы в морях Дальнего Востока. В Тихом океане у берегов Южной Америки очень много рыбы истребляют рыбоядные птицы, особенно бакланы. Количество уничтожаемой ими рыбы достигает 10% мирового улова.
Не исключено, например, что для увеличения содержания питательных веществ в сфере планктона будет производиться искусственное перемешивание воды в вертикальном направлении вплоть до извлечения питательных веществ из донного ила. Представляется важным
изыскание искусственных удобрений, пригодных для морской воды и обладающих свойством оставаться в поверхностном слое, т. е. в сфере водорослей планктона. Шотландский институт, занимающийся изучением морских растений, провел любопытные опыты по удобрению водной среды. Длина и вес мелкой камбалы, переведенной в удобряемый фиорд, увеличивались соответственно в 4 и 16 раз быстрее, чем у камбалы, оставленной на прежнем месте обитания.
Некоторые специалисты считают, что «морское земледелие» может быть не менее эффективным, чем земледелие на суше. Бернал, например, высказал мнение, что для ведения регулируемого рыбного хозяйства очень подходяща береговая зона тропических морей, окаймленная лагунами. Здесь вполне возможно применение удобрений для повышения производительности планктона — исходного органического вещества для питания рыбы.
В небольшом лимане около Одессы проведены интересные опыты по выращиванию водорослей с применением удобрений; за 1 год урожай водорослей снимали 15 раз.
Английский ихтиолог Люкас считает, что при рациональном ведении рыбного хозяйства с 1 га моря можно получать рыбы вдвое больше, чем получается мяса с 1 га лучшего пастбища. Например, на береговом мелководье производится улов мидий в таком количестве, что калорийность их мяса в три раза превышает калорийность животного мяса, которое может быть получено с лучшего пастбища равной площади.
Из всего этого мы можем сделать заключение, что в перспективе, правда еще далекой, человечество будет получать из моря пищевые продукты не в меньшем количестве, чем дает ему суша.
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
Почти все рассмотренные нами вопросы, относящиеся к увеличению пищевых ресурсов биологическим путем, в той или иной степени связаны с процессами изменения органического мира Земли. Развитие его, как и вообще развитие материи, происходило, конечно, закономерно.
Однако до вмешательства человека оно было только стихийным.
Считается, что органическое вещество земного шара возникло в первобытном океане. По последним данным, появление жизни на основе органического вещества произошло более 2,7 млрд лет назад. Однако расцвет жизни на Земле стал возможным только после того, как возникли растительные организмы, способные создавать органические вещества из неорганических, главным образом из углекислого газа и воды. Млекопитающие появились примерно 60 млн, а человек—1,0—1,75 млн лет назад. Уже тогда человек встретил на Земле богатейший животный и растительный мир. В настоящее же время, по подсчетам академика В. И. Вернадского, общий вес живых организмов на земном шаре оценивается в 1015 т. Это примерно в 2,5 раза превышает суммарный вес запасов никеля, хрома, цинка, свинца и золота в земной коре и в 6 млн раз больше массы всех людей, живущих на Земле.
Жизненные формы на Земле бесконечно разнообразны. Сейчас насчитывается более 500 тыс. видов растений и не меньше 2 млн видов животных. В числе видов растений имеется около 300 тыс. видов цветковых, 70 тыс. грибов, 23 тыс. мохообразных, 20 тыс. водорослей, 16 тыс. лишайников, 10 тыс. папоротникообразных растений, 800 голосемянных растений и т. д. В числе видов животных насчитывается не меньше 1 млн видов насекомых, 80 тыс. моллюсков, около 30 тыс. простейших, 25 тыс. червей, 25 тыс. рыб, 10 тыс. птиц, 5 тыс. пресмыкающихся, 5 тыс. млекопитающих, 2 тыс. земноводных.
В живой природе существует множество самых разнообразных связей между видами, классами, семействами и другими подразделениями живых организмов. Зеленые растения являются основой всей жизни на Земле, так как только они синтезируют органические вещества и ассимилируют солнечную энергию. Многие виды бактерий и некоторые грибы, разрушая остатки растительных и животных организмов, возвращают в атмосферу Земли углекислый газ, который затем вновь поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Некоторые виды бактерий обеспечивают круговорот азота в природе. Цветковые растения питают определенные виды насеко-86
мых, а последние, добывая питательные вещества, опыляют растения.
Все организмы, составляющие живое население Земли, связаны между собой в так называемые цепи питания. В самом общем виде эта связь заключается в том, что зеленые растения, а также некоторые бесхлорофильные организмы (синтезирующие органическое вещество за счет энергии окисления неорганических веществ) доставляют пищу растительноядным, плотоядным и паразитическим организмам. При завершении круговорота остатки органического вещества разрушаются и вновь превращаются в неорганическое вещество организмами, питающимися мертвым органическим веществом (бактерии, грибы, сапрофиты). Одна из наиболее обобщенных цепей питания на суше состоит, например, из травянистой растительности — травоядных насекомых — насекомоядных птиц — пернатых и четвероногих хищников. Цепи питания в природе очень многообразны и в ряде случаев переплетаются между собой.
Однако все живое население Земли нельзя уподобить единому сложному живому организму или единой сложной машине, в которой все звенья увязаны определенным образом, и нельзя выбросить ни одного звена, не нарушив организма в целом. Правда, в органическом мире есть звенья, которые нельзя изъять, не нарушив жизнь всех остальных; такими звеньями являются зеленые растения, некоторые виды бактерий и пр. Но исчезновение многих других видов организмов не нарушило бы жизни на Земле. С точки зрения интересов человечества было бы даже желательным исчезновение вредных насекомых, болезнетворных бактерий, ядовитых грибов, ряда хищных животных, сорных трав и т. д.
Человечеством сначала стихийно, а затем и сознательно внесены значительные изменения в органический мир Земли. Уже в результате передвижения людей по земному шару происходит перемещение животных и растений, которые приспосабливаются к условиям новой среды, т. е. акклиматизируются. Так, с развитием водного и сухопутного транспорта многие животные и растения расселились вдоль его трасс. К их числу относятся мыши, крысы, насекомые, а также сорняки, семена которых завозятся вместе с культурными растениями, продовольственными продуктами и т. п. В европейской фло
ре насчитывается около 40 видов дикорастущих растений, завезенных из Америки, а в американской флоре — около 200 видов растений, завезенных из Европы.
По Суэцкому каналу из Красного моря в Средиземное проникло 12 видов рыбы. По Мариинской водной системе волжская стерлядь проникла в Северную Двину. В Цимлянском и Каховском водохранилищах размножилась поднявшаяся из моря тюлька. В Волгоградское водохранилище из Каспийского моря и Нижней Волги проникла каспийская килька. Таких примеров можно привести очень много.
Активный обмен видами растений и животных между материками и странами происходил и происходит и в результате целенаправленной акклиматизации. Картофель, например, родиной которого является Южная Америка, стал одним из основных культурных растений Европы. Подсолнечник, происходящий из Северной Америки, получил широкое распространение в России. Кофейное дерево, родом из Эфиопии, стало важнейшей культурой в Бразилии. Бразильская гивея в огромных масштабах возделывается в Малайе, Индонезии и «других местах. Австралийских эвкалиптов к 1941 г. только в одной Грузии было высажено до 10 млн штук; целые леса эвкалиптов посажены в Колхиде для уничтожения болот — рассадников малярийных комаров. Эвкалипты высажены также в Крыму и на юге Украины. Акклиматизация эвкалиптов, чая, цитрусовых, тунго (из Восточной и Южной Азии), японской хурмы и других субтропических растений совершенно изменила характер флоры многих районов Грузии. Значительно расширилась в последние годы площадь посевов хлопчатника в Средней Азии; эта культура продвинута также на Кавказ и Украину. Много сельскохозяйственных культур акклиматизировано за Полярным кругом.
Растениеводство США, Канады, Аргентины, Австралии, Южно-Африканского Союза зиждется в основном на европейских и азиатских культурных растениях.
Много сделано человеком и по акклиматизации животных. Так, Америка до XV в. не имела домашних животных, кроме ламы и собаки; все ее животноводство основано на видах, одомашненных в Старом свете.
На территории СССР давно ведутся широкие работы по акклиматизации насекомых, беспозвоночных, рыбы,
птиц и млекопитающих. В состав промысловых животных ряда областей СССР вошли американские енот, норка, ондатра, нутрия, а также муфлон и лань; ежегодно мы добываем около 6 млн ондатр, 30 тыс. нутрий, 40 тыс. норок. Животные из одних областей СССР успешно акклиматизированы в других. Например, пятнистый олень раньше водился только в Приморском крае, сейчас он хорошо прижился в Ставропольском крае, Армении, Азербайджане, в прибалтийских республиках. Енотовидная собака, родина которой Дальний Восток, живет уже во многих областях СССР. Ведутся работы по расселению косули, русского выхухоля, зайца-русака и др.
Много сделано по увеличению численности ранее бес-планово истреблявшихся животных в старых местах их обитания и по расселению таких животных в новых местах. Это касается прежде всего соболей, бобров, зубров; последние были почти полностью уничтожены, сейчас поголовье зубров и их гибридов с бизоном достигло значительного числа.
Особенно широко ведутся работы по акклиматизации рыбы. Уже несколько десятков видов рыбы разводится в новых для них местах обитания. Вот несколько примеров. Волжский судак живет в озерах и водохранилищах пяти областей; амурские сазан и серебристый карась стали промысловыми рыбами водоемов Камчатки; каспийская севрюга и балтийская салака прижились в Аральском море. В 1956 г. в Белое и Баренцево моря выпущена завезенная с Сахалина, Камчатки и Курильских островов икра горбуши. В 1960 г. горбуша уже вошла во все реки Кольского полуострова, ловится у берегов Ямала, Шотландии и Исландии. Ведутся работы по акклиматизации краба около Мурманска и травяной креветки чилим в черноморских лиманах. В США сельдь и атлантическая устрица переведены к тихоокеанскому побережью. Лососи переведены из северной части Тихого океана в северную часть Атлантического и в Южное полушарие— в воды новой Зеландии и к южным берегам Южной Америки. Имеются примеры успешной акклиматизации и ряда пищевых беспозвоночных. Так, тихоокеанская устрица из Японии успешно акклиматизировалась у берегов Австралии.
Параллельно с акклиматизацией рыбы приходится думать и о пищевых организмах для нее.. Так, в Цимлян
ском водохранилище до вселения в него кормовых организмов работы по акклиматизации рыб не давали удовлетворительных результатов. Кормовые организмы вселяют в Рыбинское, Волгоградское, Куйбышевское, Каунасское и другие водохранилища. Еще в 1939—1940 гг. из Азовского моря в Каспийское завезены черви нереис, которые хорошо акклиматизировались и стали одним из важнейших кормов для рыб, особенно осетровых.
Плановая акклиматизация рыбы в масштабах мирового океана, по-видимому, имеет очень большие перспективы. Сейчас сельдевые, тресковые, лососевые рыбы и морской окунь, составляющие более половины общемирового улова, добываются только в Северном полушарии. В Южном полушарии этих рыб нет, но специалисты считают, что тамошние условия вполне благоприятны для этих видов рыбы. Понятно, конечно, что широкие работы по акклиматизации рыбы в новых районах мирового океана требуют сотрудничества многих заинтересованных государств.
Акклиматизация часто связана с более или менее глубоким изменением перемещенных растений и животных, поскольку новые условия их жизни в той или иной степени отличаются от старых. Например, горбуша в новом месте обитания становится крупнее и жирнее, чем в прежнем. Значительно более крупных размеров достигает форель в озере Иссык-Куль (Киргизия), чем в озере Севан, откуда она завезена.
Более глубокие изменения в живую природу человек вносит путем селекции — выведения новых и улучшения существующих сортов культурных растений и пород домашних животных. В результате тысячелетнего селекционирования человечество создало многочисленные сорта культурных растений и много новых пород животных. Известны, например, 1 тыс. сортов картофеля, 4 тыс. сортов пшеницы, 2 тыс. сортов яблок, 5 тыс. сортов груш, 2 тыс. сортов слив, 10 тыс. сортов роз; в животном мире выведено 400 пород рогатого скота, 150 пород лошадей, 250 пород овец, 150 пород голубей и т. д.
Некоторые культурные растения (смородина, маслина, ежевика) и теперь мало отличаются от своих диких сородичей, но большинство возделываемых сельскохозяйственных растений резко изменилось в процессе селекционирования. Дикие сородичи многих культурных
растений (кукуруза, арахис, горлянка, апельсин, манда* рин, лимон) вообще теперь не известны.
Живой мир Земли непрерывно изменяется с момента своего возникновения. Стихийным развитием органического мира Земли управляет закон естественного отбора, открытый английским ученым Дарвином. Естественный отбор — результат изменений, возникающих в организмах, наследственной передачи этих изменений потомству и лучшей выживаемости организмов, более приспособленных к данным условиям существования. В результате этого процесса появляющиеся, закрепляющиеся и накапливающиеся признаки приводят к обособлению разновидностей, образованию новых видов.
В основе селекции лежит осуществляемый человеком искусственный отбор.
При естественном отборе у животных и растений развиваются признаки, способствующие приспособлению к жизни в естественной среде; при искусственном отборе — признаки и свойства, полезные человеку. В последнем случае новые свойства могли бы быть даже вредными для данного вида животного или растения, если бы они продолжали жить в естественных условиях: чрезмерное ожирение свиней и курдючных овец, обильное и длительное выделение молока у коров, потеря способности летать у домашней птицы и т. п.
До применения искусственного отбора человек пользовался животными и растениями, возникшими только в процессе естественного отбора. Они были для него пищей и предметом его труда. С возникновением искусственного отбора, когда человек стал создавать новые формы животных и растений, они стали для него и продуктом труда. С этого времени роль человека как фактора, влияющего на процесс развития живого мира Земли, становится принципиально новой. В продолжающееся стихийное развитие природы вносятся элементы целенаправленности.
Первая стадия искусственного отбора, которую Дарвин назвал бессознательным отбором, заключалась в следующем. Уже в глубокой древности люди на протяжении веков, как правило, сохраняли наиболее ценные особи животных и растений и уничтожали менее ценные, не оставляя от них потомства. При этом люди не ставили целью изменить существующие формы животных и
растений или вывести новые формы. И тем не менее даже такое относительно непритязательное вмешательство человека в «дела» природы приводило, хотя и медленно, к глубоким изменениям форм растений и живот-* ных.
Вторая стадия развития искусственного отбора — народная селекция, в основе которой лежит выращивание растений и животных в улучшенных условиях и систематический отбор в каждом новом поколении лучших особей на племя. В результате народной селекции было создано много ценных сортов растений и пород домашних животных. К числу первых относятся, например, муромские, нежинские, клинские и другие сорта огурцов, ростовский и стригуновский сорта лука; к числу вторых — донская и ахалтекинская породы лошадей, ярославская и холмогорская породы коров, курдючная и романовская породы овец. В последнее время в условиях таежных хозяйств СССР ведутся работы по одомашниванию лося. Лосиха, в отличие от коровы, приносит обычно двух телят, так что скорость прироста лосиного стада может быть в 1,5—2 раза больше, чем коровьего.
Третьей стадией искусственного отбора, начатой примерно во второй половине XVIII в., является методический отбор, осуществляемый крупными хозяйствами. Принцип такого отбора мало отличается от принципа народной селекции, но он планомерен и включает раз-ведение посевов растений и стад животных, предназначенных специально для селекционной работы. На основе методического отбора созданы, например, такие породы животных, как орловский рысак, лейстерские овцы, шортгорнская порода крупного рогатого скота.
Постепенное улучшение качества выращиваемых человеком растений и животных можно иллюстрировать следующими примерами. Наличие сахара в корнях свеклы открыто в 1747 г.; в 1800 г. его содержание составляло в среднем 6%, в 1858 г.—10, в 1898 г.—15, в 1924 г.— 21 и в 1940 г.— 24%. Вес корня дикой свеклы в среднем равен 20 г. Сейчас передовики сельского хозяйства Украины выращивают сахарную свеклу с весом корня до 1500 г. Дикая корова дает лишь 300—400 л молока в год, т. е. столько, сколько нужно для прокормления теленка; лучшие рекордистки домашней породы коров дают в год до 16 тыс. л.
Но даже методический отбор, несмотря на его организованный характер и широкий размах, по существу был эмпирическим. Селекционеры, производя жесткую браковку материала, среди множества изменившихся особей выискивали небольшое количество наиболее ценных. Они, по выражению И. В. Мичурина, работали как «кладоискатели». Мичурин развил учение Дарвина и усовершенствовал методы селекции.
В основе современной селекции лежит целенаправленная гибридизация (или скрещивание), т. е. соединение в одном организме разнородных наследственных признаков, производимое половым или вегетативным путем (прививки). В ряде случаев сочетают половую и вегетативную гибридизацию.
Гибридизация растений и животных происходит и в природе: она играет большую роль в естественном отборе, в возникновении новых видов животных и растений. Понятно, что при естественном отборе гибридизация стихийна. На всех этапах искусственного отбора также применялась гибридизация. Так, мулы являются гибридом лошади и осла, нары — гибриды одногорбого и двугорбого верблюдов, холмогорский гусь — гибрид дикого серого гуся с домашним гусем-сухоносом и т. д. Однако до Мичурина гибридизация носила в основном чисто эмпирический поисковый характер (характер проб). Мичурин разработал научные основы гибридизации, согласно которым в зависимости от поставленной цели обоснованно подбираются соответствующие пары для скрещивания. При отдаленной гибридизации процесс осуществляется в две стадии: в первой стадии одна из двух отдаленных друг от друга форм скрещивается с промежуточной формой, а затем полученный гибрид скрещивается с другой особью отдаленной формы. Гибрид, как правило, более жизнеспособный организм, чем исходные формы, и имеет одно или несколько преимуществ: повышенную урожайность, лучшее качество продукции, устойчивость к болезням и вредителям и др.
Мичуриным создано более 300 зимостойких урожайных сортов плодовых, ягодных, овощных и декоративных растений. Сорт яблони Бельфлер-китайка, например, получен Мичуриным путем половой и вегетативной гибридизации четырех исходных сортов. Ценный сорт вишни «Краса Севера» получен опылением цветов вишни «Вла
димирская ранняя» пыльцой черешни сорта «Винклер белая». История не знала ни одного селекционера, который за свою жизнь создал бы такое количество новых сортов растений.
В качестве примера гибридного сорта можно привести культивируемый в Молдавии виноград, отличающийся повышенной устойчивостью к филоксере и мильдью, а также к пониженной температуре. Ягоды этого сорта меньше подвергаются гниению и отличаются повышенной сахаристостью. Путем отдаленной гибридизации пшеницы с пыреем академик Н. В. Цицин вывел сорт пшеницы, отличающийся тем, что после снятия урожая пшеница снова отрастает по жнивью. В зависимости от климатических условий года посев может сначала скашиваться на сено, а затем на зерно или в обратном порядке.
Скрещиванием диких устойчивых к вирусным болезням видов сахарного тростника с культурными китайскими формами получены сорта, дающие почти трехкратную продукцию по сравнению с исходными культурными формами.
Теперь почти во всем мире кукуруза выращивается только гибридная. Основным методом создания новых сортов пшеницы также является гибридизация. Этим же методом получено много новых полезных пород животных. В СССР скрещиванием мериносовых овец с диким бараном муфлоном и последующим скрещиванием гибридов с мериносами получена новая порода горных мериносов, отличающихся выносливостью, подвижностью и очень тонкой шерстью. Путем скрещивания мериносовых овец с диким тяньшанским бараном архаром выведена высокогорная тонкорунная овца — архар-меринос. Ведутся работы по получению новых форм крупного рогатого скота путем скрещивания различных его пород с яком сибирским, памирским и кавказским. Уже выведены крупные породы, на 25—30% превышающие по выходу мяса как яка, так и местный скот. Имеется несколько новых пород зверей, по окраске и форме значительно отличающихся от исходных: платиновая, темно-платиновая, жемчужно-платиновая и снежная лисицы; платиновый и серебристо-платиновый песцы; светло-платиновая и соболевидная норка. Выведено несколько гибридных форм рыбы — карпо-сазан, карпо-карась,
гибрид осетра и стерляди и др. Особенно интересны гибриды, полученные от скрещивания стерляди с белугой и севрюгой. Эти гибриды хорошо размножаются в реках, прудах и искусственных водоемах, хотя до сих пор считалось, что осетровые размножаются только в реках.
В последние годы для выведения новых пород животных применяется не только половая, но и вегетативная гибридизация. Например, путем многократного переливания крови кур одной породы курам другой породы получена новая высококачественная порода кур. Вегетативная гибридизация млекопитающих и птицы, по-видимому, может осуществляться также пересадкой яичников самок или семенников самца; в этом отношении уже проведены успешные опыты.
Явление повышения жизнеспособности гибридов по сравнению с исходными формами называется гетерозисом. Особенно резко гетерозис проявляется у гибридов первого поколения, но иногда он сохраняется и в последующих поколениях. Однако гораздо чаще хорошо выраженный в первом поколении гетерозис в последующих поколениях резко спадает. Во избежание этого гибридные семена первого поколения выводят ежегодно. Так, например, поступают с семенами кукурузы. Полученный от семян первого поколения повышенный урожай используют на продовольствие и фураж, а не на семена.
Очень эффективным направлением в селекционной работе является выведение полиплоидных сортов сельскохозяйственных культур. В основе полиплоидия лежит следующее явление. Бывает, что при делении клетки одна из дочерних клеток получается безъядерной и скоро отмирает, зато вторая имеет два ядра, которые затем сливаются в одно с удвоенным числом хромосом. Дальнейшее деление полиплоидных клеток может дать тетраплоидные, а скрещивание диплоидных сортов, с те-траплоидными дает триплоидные сорта. Явление полиплоидии широко распространено в природе и играет важную роль в ее эволюции. Известно больше 50 полиплоидных высших диких растений. Полиплоидны и многие культурные растения. Ядра дикого предка пшеницы имеют, например, 14 хромосом, ядра культурных твердых сортов пшеницы—28, мягких—42. Известны тетраплоидные сорта ржи, клевера, турнепса, триплоидные сорта арбуза, перечной мяты и др. Для искусственного
получения полиплоидных сортов пользуются, например, действием алкалоида колхицина на делящиеся клетки.
Многие искусственные полиплоиды оказались перспективным исходным материалом для селекции. Они имеют более крупные цветы и плоды, дают больший урожай, обладают повышенной устойчивостью к грибковым заболеваниям. Известен сорт триплоидной сахарной свеклы, полученной скрещиванием диплоидной свеклы с тетраплоидной; сбор сахара с посевов этого сорта возрос на 17—20%.
Выше уже говорилось о стимулирующем действии на растения различного рода излучений. Метод излучений начинает применяться и для выведения новых сортов растений.
ЭЛЕМЕНТЫ СТИХИЙНОСТИ В ВОЗДЕЙСТВИИ НА ПРИРОДУ
За всю прошедшую историю человек воздействовал на природу главным образом стихийно. Люди, как правило, ставили себе непосредственную цель брать от природы то, что им требуется сейчас, немедленно. Какие в результате этого могут произойти изменения в природе,— люди не думали. Элементы стихийности в воздействии на природу занимают еще большое место и в современной деятельности человечества.
Примером стихийного отношения человека к природе может служить случайный перенос с материка на материк, из страны в страну некоторых вредных растений и животных. В середине XVII в. в Европу из Канады были случайно завезены семена сорняка — канадского мелколистника, который затем распространился по всей Европе. Завезенная в XIX в. из Северной Америки в Европу элодея, или Водная чума, распространилась до Урала и развилась в некоторых водоемах в таких количествах, что стала затруднять судоходство и рыболовст^ во. Среди сорных растений Европы насчитывается несколько десятков видов, занесенных из Америки; еще больше сорняков занесено из Европы в Америку.
Особенно большой вред полезной растительности наносят завезенные с других материков или из других стран вредные насекомые, грибки, болезнетворные бактерии и вирусы. Так, в 1850—1855 гг, из Америки во
Францию была завезена корневая тля — филоксера. Она распространилась по всей Франции и уничтожила свыше 1 млн га посевов виноградника; убыток исчислялся в 20 млн золотых франков, т. е. в 5 раз превысил контрибуцию, возложенную на Францию в результате проигранной франко-прусской войны. Филоксера распространилась затем по другим странам Европы, по Африке и Австралии, где уничтожила около 6 млн га посевов виноградника. Из Индии и Египта вместе с семенами хлопчатника был вывезен вредитель этой культуры — розовый червь; в некоторых странах он уничтожил до 30—70% урожая. В первую мировую войну из США в Европу проник вредитель картофеля — колорадский жук; к 1939 г. он распространился по Франции, Бельгии, Голландии, Испании и Германии. В годы второй мировой войны колорадский жук проник и в другие страны Европы, достигнув западных областей СССР.
До второй мировой войны на территории СССР не наблюдалось такой болезни, как рак картофеля. За годы войны возбудитель рака был завезен из Германии и Польши в ряд областей Украины, Белоруссии и РСФСР.
Другими примерами стихийного воздействия человека на природу могут служить бесплановая хищническая охота и нерегулируемый лов рыбы. В результате такой охоты полностью или почти полностью уничтожены многие виды редких животных. Так, до второй половины XVIII в. в мелководных местах некоторых морей обитало млекопитающее животное — морская корова. Это животное имело длину тела до 9 м и вес до 3,5 т; при добыче морской коровы использовались ее мясо, жир и кожа. Хищнический промысел привел к полному уничтожению этого полезного животного. На острове Мадагаскар европейские охотники истребили гигантских страусов. Эта птица имела 3 м высоты. Ее яйца и сейчас находят в торфяных болотах; объем яйца равен 9 л, т. е. объему 184 куриных яиц.
В американских прериях от Канады до Техаса до завоевания Америки европейцами имелось не менее 60 млн бизонов. Жизнь индейцев была тесно связана с этими животными. Начавшаяся с 1800 г. массовая охота на бизонов, а вернее сказать, их резня, так как нередко бизона убивали только ради языка или шкуры, которые к тому же часто и не использовали, закончилась тем,
что к концу XIX в. бизоны уничтожены были почти полностью.
Еще недавно в Сахаре паслось множество газелей, но охота за ними на автомобилях, которой очень злоупотребляли военные, произвела страшные опустошения в стадах этих животных. Нерегулируемая охота на соболя и бобра в царской России привела к почти полному истреблению этих ценных зверей. То же самое происходит теперь в Африке со слонами, жирафами, носорогами и человекообразными обезьянами. В тропиках около 400 видов животных находится под угрозой исчезновения.
В последние годы во всех странах, в том числе, к сожалению, и в СССР, из-за бесплановой охоты резко сократились стада северного оленя. Так, на территории Канады в 1907 г. насчитывалось до 30 млн. диких оленей; к 1949 г. их численность уменьшилась до 600 тыс. особей. Между тем при благоприятных условиях годовой прирост оленей достигает 50% общего стада. Следовательно, при плановой охоте можно значительно повысить роль оленя в питании народов арктических районов, не уменьшая численности оленьих стад.
Под угрозой истребления находятся киты (в первую очередь синие и горбатые киты, финвалы, кошалоты), тюлени и моржи. Поголовье тихоокеанского моржа, например, с начала коммерческого промысла до 1956 г. сократилось с 200 тыс. до 40 тыс. особей. Беломорское стадо гренландского тюленя в 1928 г. оценивалось в 3— 3,5 млн голов; к 1952 г. оно составило только 1 —1,5 млн голов и продолжает уменьшаться.
Контакт между дикими и домашними животными в ряде случаев приводит к распространению заболеваний домашних животных на диких и наоборот. Например, болезнь ящур от домашних животных передалась диким северным оленям, а трихинеллез—белым медведям, песцам и другим диким животным. Мы уже приводили примеры отрицательных результатов недостаточно продуманного применения ядохимикатов. Здесь стоит добавить, что уничтожение ядами одних вредных для культурных растений насекомых сопровождается уничтожением паразитов или хищников, истребляющих другие виды вредных насекомых. В результате последние чрезвычайно размножаются и губят посевы. Препарат ДДТ,
например, уничтожает хлопковую моль и хлопковую совку, но вместе с тем создает благоприятные условия для размножения не менее опасного вредителя — клеща. Как пишет эквадорский журнал «Импакто», в результате применения американской монополией «Юнайтед фрум компани» химических препаратов на банановых плантациях в Эквадоре происходит массовая гибель рыбы и дичи.
Не менее печальные результаты влечет за собой и непродуманная акклиматизация тех или иных растений или животных. Так, в Австралии успешно акклиматизировавшиеся кролики так размножились, что стали уничтожать пастбища. Одновременно значительно возросло число диких собак динго, питающихся кроликами. Против кроликов были применены химические яды, но это уменьшило кормовую базу диких собак и они переключились на овец. Не так давно на Огненную Землю для борьбы с чрезмерно расплодившимися зайцами, портящими посевы трав, были завезены лисицы. Последние почти полностью истребили зайцев, но зато сами превратились в бедствие — истребляют много ягнят.
Большой вред флоре и фауне наносит сброс в моря, реки и другие естественные водоемы вредных промышленных отходов и выброс в атмосферу ядовитых газов. Мы не будем говорить о капиталистических странах, где погоня хозяев предприятий за прибылью отнюдь не связана с заботой о благополучии общества в целом, но, к сожалению, подобного рода действия имеют место и в нашей стране. Иные хозяйственники считают, что выполнение плана предприятия оправдывает любые мероприятия, в том числе и те, которые губят природу. В советской печати много писалось об ущербе, наносимом при сбросе в реки отходов химических, металлургических и других заводов. Например, во многих реках Урала в изобилии водились такие ценные породы рыбы, как хариус, нельма, таймень и стерлядь. Теперь вода этих рек непригодна не только для рыболовецких и бытовых нужд, но даже для технических целей. По приблизительным подсчетам, в Азербайджане из-за загрязнения водоемов нефтью ежегодно гибнет 20—25 тыс. особей водоплавающей птицы.
Нефтью и отходами химической промышленности загрязняется и вода морей и океанов. Морские перевоз
ки нефти очень велики, они превышают сейчас 500 млн. т/год. Считается, что из этого количества при промывке танкеров 3—5 млн т нефти попадает в Мировой океан. Еще большую угрозу жизни морских обитателей представляют отходы атомного производства и радиоактив-^ ные вещества, попадающие в моря и океаны при испытаниях термоядерного оружия. В США за 5 лет (1956— 1961) сброшено в океан 8,8* 105 л отходов атомного производства. Не исключена опасность заражения морских вод в связи с развитием флота с атомными реакторами. Одна атомная подводная лодка за 6 месяцев накапливает 200 л загрязненных смол. В случае ее аварии может быть заражен слой воды толщиной 15 м на площади 60 км2.
Конечно, все эти опасности не абсолютно неизбежны. С развитием науки и техники, а также при строгом соблюдении мер, связанных с эксплуатацией атомных двигателей в мирных целях, многие из них могут быть полностью устранены.
Мы уже говорили о последствиях неправильной системы обработки почв и бесплановой вырубки лесов. Здесь же укажем, что некоторые пустыни земного шара появились в результате стихийной деятельности людей на ранее плодородных землях. Считают, что 8—10 тыс. лет назад Сахара была обитаема, и ее население занималось скотоводством. Огромные стада вытоптали и разрушили почву, затем погибла растительность, а горячие ветры и пески завершили превращение Сахары в пустыню. Открытый в 1502 г. остров Святой Елены был необитаем и покрыт лесом. В 1553 г. португальцы привезли туда коз и через два столетия животные почти полностью уничтожили растительность острова. Затем плодородная почва была смыта в море и остались лишь голые скалы.
При неправильном режиме орошения может произойти заболачивание или засоление почвы. Предполагают, что 4500 лет назад на территории Пакистана подобное заболачивание земель привело к такому развитию малярии, что эта болезнь погубила процветавшую там цивилизацию. Считается также, что избыточное орошение явилось одной из причин гибели Вавилонской цивилизации в долинах рек Тигра и Евфрата.
Нет никаких сомнений в том, что с дальнейшим раз-»
витием науки, с последовательным усилением планового начала в жизни человеческого общества, особенно с победой социализма во всемирном масштабе, элементы стихийности в воздействии человека на природу будут в конечном итоге сведены на нет.
НА ПУТИ К ПОЛНОМУ ПОКОРЕНИЮ
ПРИРОДЫ
Большие успехи, достигнутые человечеством в освоении и изменении органического мира Земли, являются, однако, первыми шагами в этом направлении. Действительно, растительностью Земли усваивается только 0,3% падающей на поверхность Земли солнечной энергии. Из этого относительно малого количества на долю сельскохозяйственных растений приходится лишь 3%. Пятьсот тысяч видов растений покрывают поверхность нашей планеты, из них люди используют так или иначе всего лишь 3 тыс. видов, а в сельском хозяйстве только несколько сот. Из 7 тыс. видов семейства злаковых окультурены лишь пшеница, рис, рожь, ячмень, кукуруза, просо, овес, сахарный тростник, сорго и несколько видов кормовых трав. Из 25 тыс. пасленовых человечество использует лишь картофель, томаты, баклажаны и табак. Из более чем 12 гыс. видов бобовых возделываются в качестве кормовых, пищевых и лекарственных культур только единицы. Семейство сложноцветных имеет 25 тыс. видов, из которых в культуру введены три вида — подсолнечник, ромашка и топинамбур. Из 2 млн видов животных приручено всего 50, в том числе из всех видов насекомых одомашнены лишь пчела и шелкопряд.
Перед человечеством стоит грандиозная проблема подчинить своим интересам весь круговорот органического вещества на Земле при одновременном значительном увеличении масштабов этого круговорота. Пути для этого многообразны.
Вытеснение диких растений кормовыми и продовольственными сельскохозяйственными' культурами — один из способов решения данной проблемы. И сейчас многие дикие растения или их плоды употребляются в пищу. Вполне разумно стремление к созданию на их основе новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных растений. К таким диким растениям относятся, например, таежный дикий лук и чеснок; они обладают
превосходным вкусом и в больших количествах потребляются местными жителями. Алтайский дикий лук содержит витамина С больше, чем лимон, а каротина больше, чем морковь; в нем много сахара -и других полезных веществ. Урожайность лука (на перо) —750 ц/га, т. е. больше, чем белокочанной капусты.
Однако диких растений, содержащих питательные вещества, но не играющих пока никакой практической роли в питании людей, гораздо больше. Например, в корневище водяного растения — белой кувшинки — имеется 49% крахмала, около 8% белка и до 20% сахара. В сухих корневищах растения сусок, растущего в Якутской АССР, содержится около 60% крахмала, 14% белка и 4% жира. В водяном орехе — до 3% жира, 24% белка и 55% крахмала. В 1 кг желудей дуба имеется 45 г белка, 40 г жиров, 610 г углеводов и 50 г клетчатки; по содержанию питательных веществ желуди превосходят пшеницу. В зернах растущего по лугам, канавам -и берегам рек злакового растения манника количество крахмала составляет 75%, а белка—10%. В большой группе растений астрагалов содержание белка достигает 40% и более; например, в семенах желтой акации имеется 35—45% белка, 12—16% жира и 6—12% сахара.
Подобных примеров можно привести очень много. Достаточно сказать, что 200 видов диких растений флоры Центральной Америки пригодны для пищи.
Состоявшееся в 1956 г. совещание при Ботаническом институте Академии наук СССР рекомендовало 350 видов диких растений, которые можно культивировать. При этом часть растений можно начать выращивать сразу же, а другая часть требует предварительных испытаний.
В последние годы в ряде стран тщательно изучаются протококковые одноклеточные зеленые водоросли — хлорелла. Эти водоросли богаты белком и могут служить кормом для домашних животных. Питая эти водоросли различной по минеральному и газовому составу «пищей», можно изменять в них содержание белков (от 8,7 до 58%), углеводов (5,8—37,5%) и жиров (4,5—85,6%). В составе белка хлореллы имеются все необходимые для человека и животных аминокислоты; жиры хлореллы близки к растительным жирам, употребляемым в пищу.
В сухом веществе хлореллы обнаружено 13 витаминов. Достаточно 100 г сухой массы хлореллы, чтобы обеспечить дневную потребность человека в витаминах (за исключением витамина С). В свежих водорослях содержание витамина С такое же, как и в лимоне,— одном из богатейших носителей этого витамина. В Венесуэле трехлетние опыты кормления хлореллой людей (80 человек в возрасте от 8 до 70 лет) дали положительные результаты. Культура хлореллы интересна и тем, что урожай ее можно снимать непрерывно. Высокое содержание хлорофилла в хлорелле дает возможность выращивать ее при искусственном освещении. За один вегетационный период урожай хлореллы доходит до 40— 100 т/га сухого вещества. При этом в нем содержится протеина в 40 раз больше, чем в урожае соевых бобов с 1 га, и в 160 раз больше, чем в мясе, получаемом с 1 га пастбища.
Имеется полная возможность планового увеличения в определенных местностях численности полезных диких животных и птиц. Для этого можно использовать громадные площади, которые еще не скоро будут вовлечены в сферу сельского хозяйства: тундру, тайгу, горы, пустыни, овраги и т. д. Например, в Сибири пашни и луга пока занимают не более 5% площади. На пустующей земле имеются дикие участки, где с большим успехом можно разводить куропаток, зайцев, косуль, благородного оленя.
В СССР в расчете на 1000 га общей площади приходится всего 6—8 штук серых куропаток; в Чехословакии на такую же площадь приходится 200—800 штук куропаток, а в Англии — до 1300. Поголовье лося в нашей стране—1 лось на 1250 га, а в Швеции—7 на 1000 га. Имеются расчеты, что в СССР численность диких кабанов может быть увеличена в 2—3 раза, горных ослов в 5—10 раз, косуль в 6—7 раз. В результате такого увеличения поголовья можно ежегодно получать не менее 200 тыс. т товарного мяса высокого качества. Исследования, проведенные в Саваннах и полупустынях Восточной и Центральной Африки, показали, что дикие копытные животные, кормясь на бедных естественных пастбищах, производят биомассу, равную биомассе домашних животных, пасущихся на богатых культурных пастбищах.
До тех пор пока многие лесные массивы не будут использоваться для сельского хозяйства, важное значение для пополнения пищевых ресурсов могут иметь плоды и ягоды диких растений, а также грибы. Если собирать все, что произрастает в сибирской тайге, то грибами, ягодами, соками, джемами, повидлом, вареньем, кедровыми орехами и кедровым маслом можно обеспечить не только все население Сибири, но и население многих других областей СССР. При организованном сборе кедровых орехов из урожая только 1/5 час™ массива кедровых лесов можно ежегодно получать более 2 млн ц кедрового масла и почти столько же отличной кедровой муки.
По мере целенаправленного увеличения численности полезных животных многие вредные животные могут и должны уничтожаться. Рассмотрим, например, такую цепь: растения — мышевидные грызуны (суслики, полевки) — хищные птицы, поедающие грызунов. Ясно, что органическое вещество этой цепи не приносит человеку никакой пользы. Если же мышевидные грызуны и пернатые хищники будут уничтожены, органическое вещество растений, участвующих в данной цепи, может быть использовано в цепи питания человека.
Чем длиннее цепь питания, тем меньше часть органического вещества, синтезируемого растениями, доходит до последнего звена цепи. Отсюда следует, что человек наиболее полно использует органическое вещество, полученное в процессе фотосинтеза, употребляя его в виде растительной пищи, а из различных видов мяса, которым питается человек, наиболее приемлемо мясо травоядных животных. Уже значительно меньше пользы приносит органическое вещество мяса птиц, питающихся насекомыми, которые в свою очередь питаются растениями.
Особенно важно было бы сократить длинные цепи питания в морях. По данным зарубежных гидробиологов, для создания 1 кг мяса домашних животных требуется 40 кг травы, а для создания 1 кг рыбы в море — более 1 т водорослей. Среди многочисленных видов морских обитателей имеются рыбы, питающиеся: 1) почти исключительно растениями (толстолобик, белый амур, лещ); 2) рачками и другими мелкими животными зоопланктона; 3) мелкими донными животными; 4) рыбы-хишни1ки, питающиеся рыбами же, и, наконец, 5) рыбы,
питающиеся остатками жизнедеятельности животных и растений. Понятно, что при потреблении рыб первой группы (цепь питания: растение — рыба — человек) органическое вещество и энергия используются человеком во много раз полнее, чем при потреблении рыбы других групп, особенно рыб-хищников, так как здесь имеется длинная цепь питания: растение — мелкие животные — рыбы, поедающие этих животных,— хищные рыбы — человек. Морские беспозвоночные животные, например морская звезда, поедают много моллюсков, которые являются кормом и для других более полезных обитателей моря. Подсчитано, что если полностью истребить этот вид животных (кстати их можно использовать как корм для домашней птицы), то улов рыбы увеличится вдвое.
На суше и в океане многие виды животных и насекомых следует исключить из сферы свободного развития; их целесообразно оставить только в заповедниках, в зоологических -и ботанических садах для научных и учебных целей. Однако здесь нужны осторожность и глубокие знания всех взаимосвязей, существующих в природе. Например, если бы кто-нибудь задался целью увеличить в какой-то местности численность диких оленей и для этого уничтожил бы там всех хищников, то произошло бы примерно следующее. Стада оленей увеличились бы настолько, что в скором времени они начали бы гибнуть от эпизоотий. Ведь хищники в первую очередь уничтожают слабых и больных животных, чем ограничивают распространение болезней. Существует даже мнение (С. С. Шварц*), что жизнь на Земле, заселенной одними травоядными, была бы столь же невозможна, как и на планете, заселенной одними хищниками. Сейчас трудно согласиться или не согласиться с этим мнением, но можно, пожалуй, утверждать, что настанет время, когда человек сможет только по своему усмотрению решать судьбу всех животных и микроорганизмов, их «жизнь или смерть». Уже и теперь человечество активнее, чем это есть на самом деле, может вмешиваться в регулирование соотношения численности полезных и вредных животных.
Важным и действенным направлением реконструкции органического мира Земли является плановое изменение биоценоза на больших территориях. К этому направлению относятся, в частности, и рассмотренные выше ра
* С. С. Ш в а р ц. Ступень к управлению природой. М, «Знание», 1962.
боты по акклиматизации и реакклиматизации растений и животных. Мы говорили о том, как 'изменилась флора ряда районов Грузии благодаря акклиматизации там иноземных растений.
Большие масштабы приобретает комплексное изменение биоценоза — флоры и фауны — в результате выращивания лесозащитных полос, а также при осушении болот. Растительный состав лесозащитных полос определяется уже при их закладке. Например, при создании лесо-кустарниковых полос растения высаживаются в следующем порядке. Сначала идет главная группа растений (в Европейской части СССР к ней принадлежат дуб, ясень, береза, осина, акация, вяз), предназначенная для уменьшения силы ветра; затем сопутствующая группа (груша, яблоня, липа), которая стимулирует скорость роста основной группы и, кроме того, затеняет почву. Третья группа — кустарники или ягодные растения — должна ограничивать разрастание сорняков и привлекать насекомоядных птиц. В дальнейшем в лесозащитной полосе неизбежно появляются и другие, не предусмотренные растения, но все же именно высаженная растительность определяет будущие типы флоры и фауны лесозащитной полосы.
В Белоруссии, например, после второй мировой войны на 600 тыс. га осушенных земель посажен лес, и каждый год вновь засаживается не менее 30 тыс. га. Выращивается много новых для этих мест пород деревьев: тополь, лиственница, бересклет, красный дуб, маньчжурский орех, пенсильванский ясень и др. Такое обновление флоры в сочетании с большими изменениями почвенных условий влечет за собой качественные изменения и в животном населении. Особо сильное влияние на биоценоз оказывают большие искусственные водоемы, возникающие в связи с крупным гидроэнергостроительством, а также новые оросительные системы. Фауна таких водохранилищ—рыба и нужные для нее кормовые организмы — полностью подчинена усмотрению человека.
После того как человечество освоит все полупустыни и пустыни, превратит болота в плодородные земли, биоценоз всех материков планеты станет резко отличным от современного.
Особенно широкие возможности по изменению органического мира Земли открываются с познанием меха
низма передачи наследственности и овладением методами целеустремленного управления наследственностью растений и животных.
Характер обмена веществ в живом организме, его видовые и индивидуальные особенности определяются составом и строением белков, что в свою очередь зависит от структуры нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Нуклеиновые кислоты состоят из множества мономеров — нуклеотидов, каждый из которых содержит азотистое основание (одно из четырех), молекулу сахара (дезоксирибоза в ДНК, рибоза в РНК) и молекулу фосфорной кислоты. Последовательность расположения трех соседних нуклеотидов, так называемый триплекс, определяет структуру и свойства каждой данной аминокислоты, а последовательность триплексов — их расположение в белке. Таким образом, в строении нуклеиновых кислот двух видов закодирован состав всех белков организма.
Сейчас уже в значительной степени раскрыт механизм синтеза белка из аминокислот, происходящий в рибосомах клетки. Управление синтезом белков в организме и создание на этой основе новых видов организмов представляются возможными с помощью целенаправленных изменений (мутаций) отдельных нуклеотидов или последовательности их расположения в ДНК. Такие мутации происходят в природе и без вмешательства человека (спонтанно, под действием космических лучей и других факторов среды). Изменения в организме растений и животных в результате таких естественных мутаций составляли до сих пор базу, на основе которой велась селекция.
Теперь’наука выявила ряд факторов (температура, коротковолновые излучения, химические вещества), посредством которых можно вызывать искусственные мутации. Например, путем изменения температуры частоту появления мутаций, т. е. частоту появления новых признаков в организмах, удается повышать в несколько раз по сравнению с естественным процессом. Коротковолновая радиация увеличивает появление мутаций в сотни раз, а химические мутагены — в десятки и сотни тысяч раз. Все это необычайно расширяет базу селекции и выбор материала для нее. С помощью коротковол
нового излучения (ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, гамма-лучи, поток нейтронов) в СССР получены новые формы пшеницы, отличающиеся устойчивостью ко многим заболеваниям, неполегаемостью и другими ценными свойствами, раннеспелые и устойчивые к фитофторе сорта картофеля, скороспелые сорта томатов, новый сорт хлопчатника, отличающийся увеличенными и быстро созревающими коробочками, новые сорта гороха, сои и т. д. В зарубежных странах (Швеция, США, Австрия и др.) созданы 16 новых сортов сельскохозяйственных культур, выведенных посредством радиации и уже применяющихся в практике. В ГДР этим методом получены ценные сорта ячменя, сои, томатов.
В качестве химических мутагенов применяются эти-ленимин, диэтилсульфат, нитрозометилмочевина, N — нитрозоалкилмочевина и др. На их основе уже получено до 500 новых высококачественных сортов растений.
Методами искусственного мутагенеза созданы новые штаммы плесневых грибков; в частности, именно такие штаммы позволили увеличить производство пенициллина, стрептомицина, эритромицина и других антибиотиков в сотни раз. Один из искусственных штаммов бактерий синтезирует аминокислоту лизин в 300 раз быстрее, чем природный штамм.
Применение мутагенов, особенно химических, сокращает сроки выведения новых сортов с многих лет до 1 — 2 годов. Кроме того, при обычной гибридизации во вновь выводимом сорте закрепляются не только положительные признаки скрещиваемых особей, но и некоторые нежелательные; при искусственном мутагенезе в новом сорте можно закреплять только положительные изменения, возникающие в исходном материале. Сказанное, однако, не означает отказа от применения старых методов гибридизации. Наоборот, искусственный мутагенез в ряде случаев весьма эффективно сочетается с гибридизацией.
Успехи в освоении методов искусственного мутагенеза резко расширяют возможности целенаправленного изменения органического мира, и когда зависимость характера мутаций от природы мутагенов и способы применения последних будут полностью освоены, люди будут создавать новые формы растений и животных так же уверенно, как они это делают, создавая машины,
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
Подлинную революцию в производстве средств питания может произвести химический синтез компонентов пищи из элементов и неорганических и органических соединений с использованием энергии любого происхождения. Правда, некоторые ученые считают этот путь неприемлемым. Например, известный специалист в области фотосинтеза А. А. Ничипорович пишет: «Никакой искусственный фотосинтез не будет способен создать столь разнообразные по категориям, столь сложные по составу и такие соответствующие вкусам и потребностям человека пищевые продукты, как мука, молоко, мясо, масло, овощи, плоды и т. д. и г. п. * Однако история науки свидетельствует против такого пессимизма.
Почти до половины XIX в. среди ученых преобладало мнение о коренном и глубоком различии между органическими и неорганическими соединениями. Сторонники этого мнения (виталисты) утверждали, что для образования органических веществ необходима особая жизненная сила, имеющаяся в живых организмах -и недоступная познанию человека. Учение о жизненной силе сформулировано в первом учебнике органической химии, написанном знаменитым шведским ученым Берцелиусом. Первым органическим соединением, полученным из неорганического вещества, была мочевина; в 1824 г. ученик Берцелиуса немецкий химик Велер получил ее из циановокислого аммония. Однако виталисты продолжали упорствовать и после этого. Дело в том, что аммиак, из которого получали тогда циановокислый аммоний, не умели синтезировать из элементов (азота и водорода), •и виталисты утверждали, что он не является полностью неорганическим соединением. Но после открытия Велера синтез органических веществ из неорганических начал бурно развиваться: в 1845 г. этим путем была получена уксусная кислота, в 1855 г. — этиловый спирт, в 1856 г. — метан и т. д.
В 1863 г. французский химик Бертло синтезировал ацетилен, и когда он сказал, что этим открыта принципиальная возможность искусственного получения любых химических соединений, он не преувеличил значения
* А. А. Ничипорович. Кладовая Солнца. «Наука и жизнь», 1958, № 1, стр. 9.
своего открытия. Сейчас химики умеют не только синтезировать сложнейшие соединения (витамины, гормоны, антибиотики), но 'и создают множество новых веществ, неизвестных в природе: синтетические каучуки и волокна, пластические массы, лекарственные препараты, эле-менторганические соединения и т. д. Все это подтверждает полную несостоятельность утверждений о невозможности искусственного создания любо'го 'вещества, имеющегося в природе.
Академик А. Н. Несмеянов, указав на успехи синтеза органических веществ, пишет: «Неизвестно, долго ли продлится в одежде и обуви «мирное сосуществование» естественного и искусственного волокна, натуральной и искусственной кожи, но ясно одно, что совершенствование и удешевление этих заменителей развиваются такими темпами, что сельскохозяйственные продукты обречены» *. Что же помешает человеку добиться таких же успехов и в области синтеза компонентов пищи?
Нельзя согласиться и с другим утверждением Ничи-поровича о том, что искусственный фотосинтез не сможет выполнять «важной роли зеленых растений — обогащать атмосферу нашей планеты кислородом, очищать ее от избыточного накопления углекислоты». Химизм процесса фотосинтеза сводится к образованию из более окисленных соединений менее окисленных, при этом происходят поглощение энергии и выделение свободного кислорода из молекул воды. Что же принципиально изменится, если, например, производить электролиз больших количеств воды? Получающийся при этом свободный кислород будет выделяться в атмосферу, а водород можно использовать для получения органических соединений. В этом случае энергия солнечных лучей будет заменена электрической, ресурсы которой по мере полного овладения энергией ядерного синтеза будут практически беспредельными.
Кроме того, применение синтеза компонентов питательных веществ отнюдь не требует прекращения процесса фотосинтеза зеленых растений и никто, вероятно, не будет предлагать уничтожить растительный мир Земли.
* А. Н. Несмеянов. Проблемы синтеза пищи. «Природа», 1965, № 9.
В каком же положении находится проблема синтеза компонентов пищи в наши дни?
Одним из путей решения этой проблемы является прямое следование природе — освоение механизма происходящих в ней тончайших синтезов органических веществ, а затем осуществление их в промышленном масштабе. Теперь, когда завершается изучение структуры хлорофилла, а также химизма и механизма фотосинтеза, уже не фантастичны процессы искусственной ассимиляции СО2 и получения углеводов в неживой среде с помощью энергии солнца. И этот искусственный фотосинтез, возможно, потребует меньших затрат, чем процесс фотосинтеза, осуществляющийся с помощью культурных растений в сельскохозяйственном производстве. Станет ли такой метод главным способом получения компонентов пищи из неорганических веществ или будут найдены иные методы, покажет будущее.
Жиры и углеводы — основной энергетический материал живого организма, источник тепла, возникающий в процессе жизнедеятельности организма. Жиры, кроме того, служат материалом для построения клеток и тканей. По химической природе жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших одноосновных кислот. Вопрос об их искусственном получении был принципиально решен еще в 1854 г., когда Бертло синтезировал триглицерид высших жирных кислот. В настоящее время глицерин получают из пропилена, а высшие одноосновные кислоты — из углеводородов или высших спиртов. Те и другие вещества можно получать также из нефтепродуктов, водорода и угля, окиси углерода или углекислого газа.
В Германии во время второй мировой войны было организовано опытное производство синтетического сливочного масла. Его получали из глицерина, синтезируемого из пропилена, и жирных кислот. Последние получали из синтина, представляющего собой смесь гомологов метана, образующуюся при действии водорода на окись углерода в присутствии катализатора. Продукту придавались консистенция и запах натурального масла, однако по составу он отличался от природного жира.
Сейчас химики не отмечают принципиальной трудности для устранения этого различия.
Но такой продукт относится к твердым жирам типа животных, главным компонентом которых являются предельные жирные кислоты. Человеку же необходимы и жидкие жиры, типа растительных, состоящих из непредельных жирных кислот. Синтез последних тоже осуществлен, хотя еще в лабораторном масштабе.
Главным компонентом углеводной пищи является крахмал, продукт поликонденсации виноградного сахара (глюкозы). Он содержится в картофеле, рисе, кукурузе и любом зерне. Кроме того, человек питается моносахаридами (глюкоза и ее изомер фруктоза), которыми богаты плоды и мед, и дисахаридами, содержащимися в свекле и молоке. Однако все это углеводное питание может заменить одна глюкоза, так как в пищевом тракте все углеводы гидролизуются до глюкозы и только в таком виде проникают в кровь, а затем в клетку.
Полимеризация глюкозы в крахмал в искусственных условиях считается сейчас разрешимой задачей. А. М. Бутлерову еще в 1861 г. удалось получить из формальдегида (продукт каталитического окисления метилового спирта воздухом) сиропообразную смесь различных сахаров. Теперь известны методы получения из формальдегида фруктозы и глюкозы, но на пути их практического использования еще имеются неразрешенные вопросы.
Особо важную роль в жизнедеятельности любого организма играют белки. Все процессы обмена веществ— основного процесса жизни — связаны с образованием, превращениями и разрушением белков. Белки являются главной составной частью ферментов — веществ, регулирующих направление и скорость химических реакций в организме. С отдельными видами белков связана деятельность органов тела (например, сокращение мышц, работа желез внутренней секреции). Белки служат основным пластическим материалом клеток и играют определенную роль в энергетическом балансе организма. Энгельс писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел... Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, которое не находится в про
цессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни» *.
Главной составной частью белков являются аминокислоты— сложные химические соединения, содержащие аминогруппы NH2 и карбоксильные группы СООН. Именно этим группам аминокислоты обязаны тем, что могут проявлять 'И кислотные и основные свойства, а все бесконечное многообразие белков живого организма обеспечивается всего 20 аминокислотами, отличающимися друг от друга главным образом расположением аминогрупп и другими структурными деталями. Белки разных тканей одного и того же животного имеют не одинаковое строение, так же как и белки одних и тех же тканей разных видов животных.
Последовательность расположения аминокислотных остатков уже установлена для молекул некоторых белков— для гормона инсулина, фермента рибонуклеазы, вируса табачной мозаики, гемоглобина крови и миоглобина мышц. Например, выяснено, что молекула миоглобина построена из одной цепи, содержащей 151 аминокислотный остаток; удалось установить пространственную конфигурацию цепи и местонахождение в ней каждого аминокислотного остатка. Результатом исследований строения белков явились попытки синтезировать простейшие из них. И в этом направлении уже кое-что достигнуто. Искусственно получен гормон вазопрессин, содержащий 8 аминокислотных остатков; синтезирована полипептидная цепь из 23 остатков аминокислот, составляющая только часть молекулы адренокортикотропного гормона, но имеющая такую же гормональную активность, как и гормон в целом.
Исключительное разнообразие строения белков в живом организме весьма усложняет задачу получения искусственных белков, идентичных природным. Естественно, возникает вопрос, сколько же времени потребуется на то, чтобы научиться воспроизводить весь колоссальный ассортимент природных белков. Но оказывается: в отношении белковых компонентов пищи дело обстоит гораздо проще. Белки, поступающие с пищей, в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты, из которых затем вновь образуются необходимые организму
* Ф. Энгельс. Анти-Дюринг, 1953, стр 77.
белки. Следовательно, требуется организация производи ства не белков, а аминокислот. Дело упрощается еще и тем, что из всех необходимых для синтеза белков аминокислот в пищевом рационе взрослого человека обязательно должны присутствовать только 8, а в детском рационе 9 аминокислот. Такие аминокислоты называют незаменимыми, так как все другие требующиеся организму аминокислоты образуются в самом организме за счет избытка незаменимых аминокислот. Синтез аминокислот микробиологическими, а также химическими методами заметно развивается. Первым путем уже получены незаменимая аминокислота лизин и натриевая соль глутаминовой аминокислоты; оба вещества нашли применение в пищевой промышленности и медицине. Разработан метод-получения из нефти протеинов — основных белковых веществ всех живых организмов. Изучены микроорганизмы, продуцирующие отдельные аминокислоты; для остальных аминокислот такие микроорганизмы еще предстоит найти. По мнению академика А. Н. Несмеянова, в ближайшем будущем, вероятно, удастся создать единую или близкую технологию получения всех аминокислот.
Овладение микробиологическим синтезом аминокислот— большая победа в деле обогащения пищи человека белком. Конечно, это еще не синтез аминокислот из неорганических элементов, так как микроорганизмы — продуценты аминокислот — выращиваются на отходах сельского хозяйства, продуктах гидролиза древесины, нефтепродуктах, т. е. на продуктах фотосинтеза прошлого и текущего времени. Но и химический синтез не отстает от микробиологического. Например, уже освоен промышленный метод получения аминокислоты метионина из пропилена; полученный этим путем метионин применяется в животноводстве. Ряд аминокислот предполагается синтезировать из метана через промежуточные соединения — нитрометан и нитроуксусную кислоту.
Некоторые ученые считают, что для полного освоения производства аминокислот потребуются меньшие средства, чем те, которые были израсходованы на создание первой атомной бомбы.
Витамины также играют весьма важную роль в рационе человека и животного. Некоторые витамины входят в состав ферментов, другие самостоятельно участву--
ют в обмене веществ. Организм человека нуждается примерно в 20 различных витаминах, но суммарная потребность в них не превышает 0,1 г в сутки, если не счи^ тать витамина холина; его требуется потреблять в количестве 0,5—1 г/сутки. В рационах растительной и животной пищи далеко не всегда содержатся все необходимые витамины и поэтому приходится применять специально изготовляемые витаминные препараты. Установлено химическое строение почти всех витаминов, и большинство из них уже изготовляется в промышленном масштабе. Правда, эти препараты чаще получают из растительного и даже животного сырья, но перед синтезом витаминов из химического сырья не стоит никаких принципиальных трудностей.
Неорганические соли требуются человеку в количеств ве нескольких граммов в сутки; очевидно, что их легко можно вводить в синтетическую органическую пищу.
Учитывая все сказанное, можно сделать вывод, что синтез всех компонентов пищи — вполне осуществимое дело. Здесь отличие между отдельными компонентами заключается лишь в том, что синтез одних веществ найдет практическое решение раньше, а других позже. Печален тот факт, что против синтетической пищи часто имеется предубеждение. Некоторые забывают о том, что синтетическая пища может быть более здоровой, чем естественная. Ведь в некоторых природных продуктах питания имеются не только полезные, но и вредные для организма вещества. Кроме того, пользуясь только естественной пищей, трудно обеспечить пищевой рацион, в котором все нужные для питания компоненты находились бы в оптимальном соотношении. Предполагают, например, что избыток в пищевом рационе некоторых аминокислот ускоряет развитие атеросклероза. Излишнее потребление углеводов (при нормальной норме белков) является причиной ожирения. При составлении же рациона из синтетических продуктов легко сбалансировать все Нужные для организма питательные вещества.
Опасение, что искусственные пищевые продукты не могут удовлетворять вкусам человека, также неосновательно. Во-первых, используя соответствующие вещества, можно придавать искусственным продуктам любую консистенцию, форму и цвет. Во-вторых, природные пищевые вещества — белки, жиры и углеводы (кроме саха
ров) —не имеют вкуса и запаха. Ощущение вкуса, запаха создают присутствующие в очень малом количестве (а также образующиеся при приготовлении пищи) вещества и примеси к основным компонентам пищи. В самых разнообразных пищевых продуктах повторяются в разных порциях одни и те же пахучие вещества, а количество их не превышает миллиграммов на килограмм пищевого продукта. Природа многих веществ, придающих вкус и запах пище, установлена; это сравнительно простые вещества, их сравнительно легко синтезировать.
На IX Менделеевском съезде возник спор между сторонниками и противниками синтетической пищи. А. А. Ничипорович повторил свое утверждение о невозможности создать синтетическим путем достаточно разнообразный ассортимент продуктов питания и обратил особое внимание на экономическую сторону вопроса. По его мнению, расход энергии на синтетическую пищу будет настолько велик, что его нельзя счесть приемлемым.
Разнообразие ассортимента синтетической пищи мы уже рассмотрели. Остановимся на расходе энергии. Ничипорович утверждает, что на приготовление синтетической пищи при современной численности человечества потребуется количество энергии, равное выработке 3500 волжских электростанций; коэффициент использования энергии он принял равным 10% *. Но ведь, во-первых, совсем не обязательно применять в производстве синтетической пищи только электрическую энергию. Во-вторых, с таким низким коэффициентом использования энергии можно согласиться только в том случае, если вести расчет на первичную энергию. Тогда получится, что для создания годовой нормы синтетической пищи потребуется 10 млн ккал или 11,6 тыс. квт-ч первичной энергии, например химической энергии топлива. На первый взгляд эта цифра может показаться очень большой, но она составляет всего 17% расхода первичной энергии на душу населения в США в 1952 г. (Напомним, что годовое потребление энергии на душу населения равнялось в США в указанном году 64 тыс. квт-ч.) А к тому времени,
* А. А. Ничипорович Фотосинтез и вопросы интенсификации сельского хозяйства. М, «Наука», 1965.
когда все проблемы, связанные с синтетической пищей, будут решены, среднемировое потребление первичной энергии на человека несомненно будет большим, чем в США сейчас.
Академик А. Н. Несмеянов * указывает, что с переходом на синтетическую пищу высвободятся десятки и сотни миллионов людей, работающих сейчас в сельском хозяйстве и в отраслях промышленности, обслуживающих сельское хозяйство. Кроме того, количество некоторых минеральных веществ, извлекаемых сейчас из недр земли, может быть сокращено в 15—20 раз, так как резко уменьшится потребление первичной энергии в сельском хозяйстве. Производство средств питания не будет зависеть ни от климата, ни от погоды и не будет осложняться стихийными бедствиями.
Из всего сказанного явствует, что разработка проблемы получения синтетической пищи заслуживает самого серьезного внимания так же, как и работы по интенсификации процесса образования органического вещества посредством фотосинтеза. Соревнование этих двух направлений в создании средств питания безусловно повысит благосостояние человечества.
* А. Н. Несмеянов. Указ, статья.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
РЕСУРСЫ ЭНЕРГИИ
ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ В ПРОШЛОМ, НАСТОЯЩЕМ И БУДУЩЕМ
Жизнь и деятельность каждого человека и всего человечества в целом связаны с постоянным потреблением энергии. Энергия в том или ином виде необходима человеку для поддержания жизни, для работы, бытовых нужд. Любое современное производство, строительство, связь, транспорт немыслимы без энергетической базы. Наличие энергии — необходимое условие прогресса.
В древний период истории человечества источником энергии были сами люди и приученные ими животные. Далее, тоже в глубокой древности люди начали использовать энергию ветра и энергию падающей воды, а затем химическую энергию, выделяющуюся в виде теплоты при горении растительной массы и минерального топлива. Химическая энергия является основным энергетическим источником и сейчас. Энергия ветра, воды и химическая энергия ведут свое происхождение от солнечных лучей. Новым мощным источником энергии несолнечного происхождения, открытым лишь в XX в., является энергия атомного ядра; другие менее мощные источники энергии несолнечного происхождения — это энергия недр Земли и энергия приливов.
По ориентировочным подсчетам, человечество с начала своего существования израсходовало 6,5— 6,8 • 10 14 квт-ч первичной энергии, т. е. энергии, образующейся при горении топлива. Потребление энергии возрастало из века в век; резкий скачок произошел в XVII и XVIII столетиях. За последние сто лет наблюдается особенно быстрый рост потребления энергии: три четверти всей энергии израсходовано человечеством с 1900 г., а половина — за последние 25 лет. За 90 лет
(1862—1954) мировое производство энергии увеличилось в 87 раз.
По данным ООН, в 1952 г. мировое потребление всех видов энергии — тепловой, световой, электрической, механической (за исключением энергии средств питания)— составило 2,9-1013 квт-ч, т. е. примерно 1/23 часть энергии, потребленной человечеством за все время его существования. Средний годовой прирост потребления энергии по всему миру с 1938 по 1946 г. составил 1,6%, а с 1946 по 1952 г.— 6,6%. В 1960 г. доля каменного угля в общем балансе энергии составила 40%, нефти — 25,7%, природного газа — 11,3%, дров и сельскохозяйственных отходов—12,9%, бурого угля — 2,7%, гидроэнергии — 6,3% и энергии рабочего скота — 1%. Из всей выработанной в 1952 г. энергии потреблено в виде тепла 80%, в виде механической энергии около 20% и в виде света не более 1%. В том же году на нужды промышленности израсходовано 57%, транспорта 7%, сельского хозяйства 3% и быта 33% энергии.
В середине прошлого века потребление первичной энергии на одного человека составляло примерно 1330, а в 1952 г. превысило 10 000 квт-ч/год. Разница в потреблении энергии на душу населения по отдельным странам очень велика. При среднемировом потреблении первичной энергии на душу населения, равном 10 тыс. квт-ч/год, в США на одного человека приходится 64 тыс. квт-ч/год, а в странах Азии, Африки и Южной Америки — в 10 раз меньше.
Имеются различные мнения о дальнейшем росте потребления энергии, но несомненно то, что он будет определяться двумя факторами — увеличением населения и возрастанием энергоемкости хозяйственных задач человечества. С большой долей вероятности можно ожидать, что какое-то на наш взгляд достаточно длительное время темп потребления энергии будет превышать темп роста населения, так как, во-первых, сейчас еще очень значительная часть населения энергетически вооружена явно недостаточно, а во-вторых, энергоемкость задач, стоящих перед человечеством (освоение глубин Земли, преобразования ее поверхности, переработка бедного минерального сырья и т. д.), в ближайшие десятилетия будет все возрастать. Затем при каком-то уровне населения и при большей энерговооруженно
сти человечества в целом рост производства энергии, возможно, и не будет превышать рост населения.
По мнению английского физика Томсона, потребление первичной энергии на человека к 2050 г. возрастет против 1952 г. в 8 раз. Считая, что население Земли в 2050 г. достигает 8 млрд человек, он приходит к выводу: мировое потребление первичной энергии к тому времени составит 6,4-1014 квт-ч в год. По предположениям ООН, потребление полезной энергии уже к 2000 г. возрастет примерно в 8 раз. Западногерманский экономист Бааде исходит из того, что к 2000 г. население достигнет 5 млрд человек, масса мировой продукции вырастет в 6 раз, а потребление полезной энергии—в_7—8 раз. Учитывая также вероятность повышения коэффициента использования первичной энергии, он приходит к выводу, что потребление первичной энергии к 2000 г. составит примерно 1,1-10 14 квт-ч.
По нашему мнению, названную Томсоном цифру населения в 2050 г. — 8 млрд человек — можно считать вполне реальной. Исходя из нее, мы можем сделать следующее предположение. Если среднемировое потребление первичной энергии на человека в 2050 г. принять равным 64 тыс. квт-ч (современный уровень потребления энергии в США), то значит, все население Земли будет расходовать 5,12-10 14 квт-ч. О значимости этой величины можно судить по тому, что она приближается к количеству энергии, израсходованной за всю предшествующую историю человечества. Вся история и один год! А ведь расход энергии будет возрастать и после 2050 г.
Естественно, возникает вопрос, сумеет ли человечество достичь столь высокой выработки энергии? Прежде чем ответить на этот вопрос, остановимся на оценке ресурсов отдельных источников энергии.
ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА
Земля получала миллиарды лет и сейчас получает от Солнца громадное количество энергии. Практически вся энергетика человечества и в прошлом и в наши дни базируется на запасенной в процессе фотосинтеза солнечной энергии. И сейчас эти запасы в виде минерального топлива (угля, нефти, торфа и природных газов) еще
велики. Данные о величине запасов, которые оцениваются главным образом по запасам угля (топливо остальных видов содержит по крайней мере в 100 раз меньше энергии), довольно противоречивы. Это объясняется отчасти тем, что разведка месторождений угля и другого топлива еще далеко не закончена. Например, запасы каменного угля в нашей стране в 1913 г. оценивались в 231, в 1938 г. в 1654, в 1956 г. в 8670 млрд т. При этом учитывались только залежи не глубже 1600 м и с толщиной пластов не менее 0,4—0,5 м. Совсем не учитывались залежи на дне морей (Баренцева, Карского, Лаптевых, Охотского и др.).
По сведениям ООН, запасы энергии в мировых залежах твердого топлива на 1952 г. составляли 3,2 • 1016 квт-ч. В ФРГ на тот же год была приведена другая цифра — 4,5 • 10 16, а на 1957 г. третья цифра — 1,2-1017 квт-ч. По данным, опубликованным Каминко *, залежи угля только в СССР достигают 1,5* 1013, а во всем мире 5—6-Ю13 т. Учитывая, что все запасы продуктов фотосинтеза прошлых эпох, считая на углерод, оцениваются в 6,4-1015 т, цифры, данные Каминко, никак нельзя считать завышенными, и количество энергии, сосредоточенной в запасах минерального топлива, можно оценить величиной порядка 5,0-10 17 квт-ч.
До границы атмосферы Земли доходит несколько меньше одной двухмиллиардной доли солнечного излучения, но и это составляет 14,5 • 1017 квт-ч в год. В атмосферу Земли проникает 8,7-1017 квт-ч, т. е. в 30 000 раз больше потребляемой сейчас человечеством энергии. 2,3-1017 квт-ч энергии задерживается в атмосфере, но из этого количества какая-то часть тратится на необходимую человечеству работу — перенос паров воды. До поверхности Земли доходит 6,4-1017 квт-ч, из которых 3,5-• 1017 квт-ч расходуется на испарение воды и на подъем ее паров в атмосферу. Эту часть энергии Солнца нельзя считать полностью неиспользуемой, так как эти процессы необходимы для животного и растительного мира.
Из остальных 2,9 • 1017 квт-ч незначительная часть энергии (меньше 1%) потребляется в процессе фотосинтеза. В дальнейшем масштаб фотосинтеза будет, по-ви
* М. Каминко. Хватит ли на Земле топлива. «Неделя», 1963, № 34.
димому, увеличен. Однако даже в этом случае продукты этого процесса нельзя рассматривать как источник для покрытия чисто энергетических потребностей человека. Здесь с уверенностью можно предположить, что до овладения синтезом пищевых веществ продукты фотосинтеза будут использоваться для питания и для переработки в различные предметы промышленного и бытового назначения. По мере же освоения методов получения синтетической пищи продукты фотосинтеза все в больших количествах будут идти на переработку, так как с ростом населения и непрестанным развитием техники повысится потребность в материалах, получаемых искусственным путем.
Таким образом, резервами солнечной энергии следует считать энергию, доходящую до поверхности Земли и не используемую в процессе фотосинтеза и транспирации, энергию поднятой в виде паров воды и энергию, поглощаемую атмосферой. Если считать на всю поверх- ; ность земного шара (с учетом увеличения в дальнейшем масштабов фотосинтеза и транспирации), то эти ресурсы составят примерно 2,0-1017 квт-ч. Эта величина в 6890 раз превышает современное потребление первичной энергии и в 400 раз предполагаемое в 2050 г. Но поистине грандиозными оказались бы ресурсы энергии, может быть даже в масштабе всей жизни человечества на Земле, если бы удалось использовать всю солнечную энергию, доходящую до границы атмосферы. Ведь в настоящее время в виде непосредственной энергии солнечных лучей, гидроэнергии и энергии ветра используется очень малая часть ресурсов солнечной энергии, непрерывно поступающей на Землю. А кроме того, человечество пока почти не использует теплоту вод мирового океана и воздуха.
Непосредственное использование солнечной энергии (гелиотехника) имело место еще в глубокой древности. Например, в постаменте «поющей» древнеегипетской статуи Аменофоса III, жившего за 1500 лет до н. э., имелись, как предполагают, две соединенные между собой камеры, частично заполненные водой. С восходом солнца воздух в камере, расположенной на солнечной стороне, нагревался и давил на воду, которая вытеснялась в другую камеру, сжимая там воздух; сжатый воздух по трубопроводу шел к расположенным в голове статуи музыкальным клапанам органного типа.
М. В. Ломоносов в 1741 г. представил в Академию наук доклад о возможности создания «зажигательного инструмента» путем концентрации солнечных лучей в системе линз и отражательных зеркал.
В наше время солнечную энергию чаще всего превращают в тепловую и в таком виде она используется. Ведутся работы по созданию электростанций на базе пара, получаемого при нагреве воды солнечными лучами.
Солнечную энергию преобразуют в тепловую с помощью «теплоизолированного ящика» или собирательных линз. Первый способ основан на том, что стекло, пропуская видимые лучи, задерживает невидимые. Таким образом, если теплоизолированный ящик имеет одну стеклянную освещаемую солнцем стенку, то видимые лучи проникнут в ящик и задержатся там. В ящике находится тело, хорошо поглощающее видимые лучи (земля, зачерненные предметы). Нагревшись до невысокой температуры, тело начинает излучать длинноволновые невидимые лучи, которые задерживаются стеклом. Температура в ящике повышается. Этот принцип используется при сооружении теплиц, сушилок, опреснителей воды, кипятильников. В среднеазиатских республиках СССР по этому принципу устроены бани, душевые, прачечные, сушилки для фруктов и т. п. Коэффициент полезного действия таких установок нередко достигает 70%. В сельском хозяйстве солнечную энергию можно использовать еще более простым способом. Днем солнце нагревает воду в искусственном водоеме, затем при вечернем похолодании этой водой поливают посевы или нагревают оранжереи и парники.
При необходимости нагреть объект до очень высокой температуры (до 3500°) солнечные лучи концентрируют системой собирательных линз или отражательных зеркал. На этом принципе работают кухонные печи, паровые машины и высокотемпературные печи для плавки металлов. Первая «солнечная» паровая машина, приводящая в действие печатный станок, демонстрировалась в 1878 г. на Всемирной выставке в Париже. Сейчас во Франции в Мон-Луи создана мощная гелиотермическая высокотемпературная печь (3000°) для получения циркония. Оригинальные солнечные энергетические установки, снабжающие энергией ряд промышленных предприятий, имеются в Израиле. В СССР есть солнечные
установки, вырабатывающие до 50 кг/час пара давлением 7 атм. Был разработан проект постройки крупной солнечной установки в Армении (в Араратской долине), производительностью 2,2 млн. квт-ч электроэнергии в год. Согласно проекту, на вагонетках устанавливаются отражательные зеркала; регулируя передвижение вагонеток по концентрическим рельсам, можно в течение всего дня направлять отраженные зеркалами солнечные лучи на паровой котел.
Указанными путями используют, конечно, очень небольшое количество солнечной энергии, но в будущем степень использования может быть увеличена во много раз. В ряде стран, в том числе в СССР, ведутся работы по превращению энергии солнечных лучей непосредственно в электрическую при помощи термоэлектрических, фотоэлектрических и термоионных генераторов. Термоэлектрический генератор представляет собой батарею последовательно соединенных термопар. При нагревании одной стороны батареи солнечными лучами и охлаждении другой стороны (водой или воздухом) в батарее возникает электрический ток. Лет двадцать назад кпд такой батареи не превышал долей процента, в термобатареях последних конструкций он достигает 7—9%.
Солнечный фотоэлектрический генератор состоит из пластинок особо чистого монокристаллического кремния. В пластинки на некоторую глубину вводят малые количества другого элемента, в результате чего электронные уровни в решетке кремния смещаются, и пластинка приобретает способность преобразовывать тепловую энергию солнечных лучей в электрическую. По теоретическим подсчетам, кпд фотоэлектрического генератора может быть доведен до 25%. Сейчас такие генераторы имеют кпд, равный 13%.
Элемент термоионного генератора включает в себя две близко расположенные металлические пластинки; одна из них при нагреве до 2000—2500° начинает испускать электроны, которые, перескакивая на другую пластинку, создают электрический ток.
Но пока все энергоэлектрические установки имеют один общий недостаток — они очень громоздки. Рассмотрим, например, такой случай. На широте 4 5° за день на 1 м2 поверхности поступает 5800 ккал солнечного тепла; в среднем число солнечных дней в год равно 180. При
кпд, равном 17%, установка, превращающая солнечную энергию в электрическую, должна иметь поверхность — 50 км2, чтобы ее мощность достигла мощности Волжской ГЭС. Отсюда мы видим, что успехи, имеющиеся в деле использования солнечной энергии, еще очень скромны. Конкретные пути реализации заложенных здесь грандиозных возможностей пока не ясны, но это не означает, что они останутся таковыми и в будущем.
ГИДРОЭНЕРГИЯ
На испарение воды и подъем пара в атмосферу ежегодно расходуется 3,5- 1017 квт-ч энергии солнца. Из этого количества энергии человек может использовать только энергию воды, падающей в виде осадков и стекающей в моря и океаны. Общий объем этой воды оценивается в 39 тыс. км3 и в ней заключено 2,6-1016 квт-ч энергии.
Однако использовать всю эту энергию нельзя, так как ее основная часть в виде тепла выделяется в атмосферу при конденсации паров. Кроме того, развивающаяся при падении осадков кинетическая энергия также превращается в теплоту. А количество кинетической энергии довольно велико. По вычислениям американского почвоведа Осборна, при образовании 50-миллиметрового слоя дождевой воды на 1 га суммарная мощность, развиваемая падающими каплями, равна 625 л. с. в час. Совершаемая при этом работа составляет 170 квт-ч.
Только потенциальная энергия, соответствующая разности между уровнем мест выпадения осадков и уровнем океана, может в какой-то степени использоваться в виде гидроэнергии. Использование гидроэнергии рек для перевозок людей и грузов восходит к глубокой древности. Свыше трех тысяч лет назад в Китае, Индии и Египте применялись водяные колеса для подъема воды в оросительные каналы и для вращения жерновов водяных мельниц. Об употреблении водяных колес в России упоминается в летописях XIII в.; по-видимому, гидросиловые установки появились на Руси много раньше.
Общие гидроэнергетические ресурсы мира, включая энергию всех рек и потоков, оцениваются в 5,6 млрд квт, что соответствует 20—28-Ю12 квт-ч/год. По данным ООН, годовые мировые запасы гидроэнергии, которые могут быть практически реализованы, составляют 4,7-
• 1012 квт-ч. По расчетам, проведенным в СССР, средние многолетние запасы гидроэнергии мира достигают 3,6-1013 квт-ч/год. Это значительно больше всей использованной в мире энергии в 1952 г. В 1957 г. все гидроэнергостанции мира выработали 530 млрд квт-ч. Доля гидроэнергии в общем балансе электроэнергии в 1961 г. составила (в %): в Италии—79,7; в Японии—51,7; в СССР — 18,0; в ФРГ—10,4; в Англии — 2,6.
В СССР имеется 1500 крупных и средних и 113 000 малых рек, энергия которых в той или иной степени может быть использована. В среднем за^ год реки СССР несут 4350 км3 воды, что составляет 12% годового стока рек всего мира. Потенциальная мощность всех рек оценивается в 300 млн квт, а технически пригодные к использованию гидроэнергоресурсы определяются в 197 млн квт. ГЭС, которые возможно построить на крупных реках СССР, могут вырабатывать электроэнергию в количестве 1200 млрд квт-ч/год. По ресурсам гидроэнергии СССР занимает второе место в мире после Китая. Гидроэнергоресурсы СССР близки к 15% мировых.
Первая в мире гидроэлектростанция была сооружена под руководством русского инженера М. О. Долйво-Доб-ровольского в Германии, близ Франкфурта-на-Майне. В России первая гидроэлектрическая установка построена в 1896 г. на реке Охте в Петербурге. В 1913 г. в царской России было выработано 40 млн квт-ч гидроэлектроэнергии. К 1917 г. у нас имелось всего три гидроэлектрические станции общей мощностью 4900 квт. В 1919 г. Ленин дал указание построить Волховскую гидроэлектростанцию. По плану электрификации (ГОЭЛРО) было развернуто строительство мощных районных гидроэлектростанций. К настоящему времени в СССР имеется более 100 гидроэлектростаний большой и средней мощности. В 1961 г. на всех ГЭС выработано 59 млрд квт-ч электроэнергии, это было равно 18% мировой выработки электроэнергии.
Для более полного использования гидроэнергоресурсов, а также для лучшего регулирования стоков на каждой большой реке строятся каскады электростанций. Строительство каскадов завершено или завершается на реках Свири, Волге, Каме, Днепре, Чирчике, Раздане, начато на Ангаре, Енисее, Иртыше, Оби, Вакше, Сулане, Куре, Рионе, Тереке, Белой, намечено на Лене, Амуре с
притоками и др. Из И ГЭС Волжско-Камского каскада пять электростанций уже работают, две строятся, четыре намечены к строительству. По завершении строительства всех ГЭС этого каскада они будут вырабатывать 40 млрд квт-ч электроэнергии в год, а после соединения Камы с Печорой и Вычегдой Волжско-Камский каскад будет давать ежегодно 60 млрд квт-ч. Из Днепровского каскада уже работают Днепропетровская, Каховская и Кременчугская ГЭС, возводятся Днепродзержинская, Киевская и Каневская; мощность этого каскада достигнет 3,5 млн квт.
Особенно велики гидроэнергоресурсы рек Сибири. Общий годовой сток сибирских рек составляет 1870 км3, или 50% общего стока рек СССР. Уже развернуто строительство каскадов электростанций на Енисее с Ангарой и на Оби с Иртышом. Построена Братская ГЭС на Ангаре мощностью 4,5 млн квт и строится другая — Усть-Илимская. Завершается строительство на Енисее Красноярской ГЭС мощностью 5 млн квт, будут построены Саяно-Шушенская, Енисейская и Осиновская ГЭС мощностью более 4 млн квт каждая. В сумме все эти гидроэнергостанции будут давать ежегодно 100 млрд квт-ч. Только на участке от Верхней до Подкаменной Тунгуски можно построить 23 мощных ГЭС. На Оби уже действуют Новосибирская и Усть-Каменогорская ГЭС, а на Иртыше — Бухтарминская; будет построена Нижнеобская ГЭС мощностью 6 млн квт. Имеется проект создания на Лене семи ГЭС. Одна из них — Нижнеленская — будет вырабатывать 100 млрд квт-ч/год энергии; это равно всей нашей выработке электроэнергии в 1951 г.
Водные ресурсы Средней Азии оцениваются в 260 км3. Потенциальные энергоресурсы только стремительных горных рек Таджикистана составляют 61 млн квт. Начато комплексное освоение рек Вакша, Аму-Дарья, Чир-чик, Нарын, Иртыш, Или; здесь главным потребителем энергии будет сельское хозяйство. На реке Вакша, например, будет построено пять ГЭС общей мощностью 7 млн квт. Мощность уже строящейся Нурекской ГЭС составит 2,7, а Рангунской — 3,2 млн квт.
Не так еще давно самой мощной в мире ГЭС была Грэнд-Кули в США—1,97 млн квт. Волжская, Волгоградская и Ангарская ГЭС мощностью соответственно 2,3; 2,5 и 4,5 млн квт далеко позади оставили Грэнд-
Кули и строящиеся Джон-Дэй (2,7 млн квт, США) и Портей-дж-маунтен (2,5 млн квт, Канада). ГЭС на Ниле, строящаяся с помощью СССР в Объединенной Арабской Республике, будет иметь мощность 2,1 млн квт. По энергетическим возможностям самой мощной рекой в мире считается Конго в Африке.
Имеется проект построить на этой реке ГЭС мощностью 35 млн квт и с годовой выработкой энергии — 240 млрд квт-ч.
Помимо речной, большие перспективы открывает и морская гидроэнергетика. На земном шаре есть местности, где можно организовать производство очень больших количеств энергии путем создания перепада уровня воды в отдельных водоемах. Первое из имеющихся предложений такого рода относится к Средиземному морю. Ежегодно из этого моря испаряется 4144 км3 воды. На 66,6% испарение компенсируется поступлением воды из Атлантического океана и на 3,7% —из Черного моря; остальная часть испарившейся воды пополняется дождями, выпадающими в районе Средиземного моря и впадающих в него рек. Если построить плотины в сравнительно узких Гибралтарском и Дарданельском проливах, то Средиземное море окажется изолированным от основных источников пополняющей его воды и начнет усыхать. Подсчитано, что уже через десять лет разница в уровне воды в Атлантическом океане и Средиземном море составит 11 м. Такой разницы вполне достаточно для работы мощных турбин. Пропуская через них 2914 км3 воды в год, можно поддерживать в Средиземном море постоянный уровень. Разницу в уровне моря и океана можно сделать гораздо большей, например через 100 лет она будет равна 100 м, через 200 лет—200 м. В последнем случае ежегодно можно будет вырабатывать около триллиона квт-ч в год (при условии постройки дополнительных плотин между Италией и Сицилией и между Сицилией и Тунисом). Кроме того, при столь большом снижении уровня воды в Средиземном море освободится более 40 млн га поверхности земли, и ее с успехом можно использовать для сельскохозяйственного производства.
В рассмотренном предложении нет ничего фантастичного, но сейчас, конечно, трудно предугадать его
положительные и отрицательные стороны. Трудно, например, сказать, какое влияние окажет усыхание Средиземного моря на климат граничащих с ним стран, насколько глубоко затронет оно экономические интересы этих стран.
Пожалуй, более реальной представляется постройка плотины в Баб-Эль-Мандебском проливе. Уровень воды в Красном море уже через пять лет может понизиться настолько, что за счет перетока воды из Индийского океана в Красное море можно будет получать 240 млн квт-ч электроэнергии в год. При снижении уровня воды в Красном море на 30 м освободится около 500 тыс. га земли, что было бы очень важно для Йемена. Кроме того, высокая концентрация солей в Красном море еще увеличится, а это весьма благоприятствовало бы развитию в этом районе химической промышленности. Слабой стороной этого проекта является то же обстоятельство; неясно, как изменится климат в результате работы плотины. В этом отношении более разработан проект перепуска воды из Средиземного моря в Каттарскую впадину, расположенную на Африканском побережье, в 320 км к западу от Суэцкого канала. Площадь впадины равна 20 тыс. км5. Самая низменная часть ее лежит на 134 м, а остальные 13,5 тыс. км2 на 50 м ниже уровня океана. Впадина — одно из самых жарких мест на земле. Там почти не бывает дождей и нет ни одной реки. Расстояние между впадиной и Средиземным морем равно 64 км, а высота разделяющих холмов 60 м. По каналу, проложенному между морем и впадиной, вода пошла бы самотеком и, падая по меньшей мере с высоты 30 м, двигала бы мощные турбины. Ожидать ухудшения климата при обводнении столь засушливой местности уже никак не приходится. То же самое можно сказать и о проекте перепуска воды из Средиземного в Мертвое море. Дно Мертвого моря ниже уровня океана на 790 м, а впадина, по которой протекает река Иордан, расположена ниже уровня океана более чем на 200 м. Согласно проекту, около города Хайхо (восточный берег Средиземного моря) на высоте 76 м следует построить водохранилище и поднимать в него воду из Средиземного моря. Из водохранилища вода будет падать в турбины ГЭС во впадине Иордана с высоты 298 м. Затем, пройдя
по впадине до берега Мертвого моря, вода будет попадать в турбины второй ГЭС с высоты 180 м. Воды Иордана можно отвести из его русла и полностью использовать для орошения. Расчеты показывают, что обе ГЭС могут вырабатывать ежегодно около 2 млрд квт-ч энергии. Стоит ли говорить о том, какое важное значение имело бы все это для экономики Израиля и Иордании.
РАБОТА ВЕТРА
В атмосфере Земли сосредоточено много тепла, так как там, как мы уже указывали, задерживается 2,3.1017 квт-ч в год солнечной энергии и, кроме того, нижние слои атмосферы нагреваются и за счет солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Нагревание воздуха в различных слоях атмосферы неравномерно, из-за чего в ней создается разность давления, вызывающая передвижение воздушных масс, т. е. ветер.
На земном шаре наблюдаются ветры более или менее постоянного направления в какое-то время года или дня — это пассаты, полярно-восточные ветры, бризы и муссоны. Ветры местного характера отличаются большим непостоянством направления. Сила ветра, а следовательно и кинетическая энергия, заключенная в массе перемещающегося воздуха, определяется скоростью ветра. Полная среднегодовая мощность воздушных потоков всей Земли оценивается в 100 млрд квт. Это соответствует возможной годовой выработке 5-Ю14 квт-ч энергии в расчете на всю земную поверхность. Рассчитано, что если по всей территории СССР соорудить соответствующее количество ветросиловых установок, то ежегодная выработка энергии может достичь 1,8-1013 квт-ч, т. е. больше всей энергии, полученной во всем мире в 1952 г.
Использование энергии ветра началось в самой глубокой древности, по-видимому, в первую очередь для передвижения парусных лодок. В Китае, Японии и Египте примитивные ветряные двигатели применялись еще 2000 лет назад, главным образом для нужд сельского хозяйства. В Европе в начале XX в. насчитывалось около 250 000 ветряных мельниц, размалывавших до 2 млрд пудов зерна в год.
Два основных затруднения в использовании энергии ветра — это малое содержание энергии в единице объема воздуха и непостоянство силы и направления ветра. Первое затруднение практически неустранимо, второе в какой-то степени может быть преодолено. Во-первых, силу ветра можно использовать для операций, не требующих постоянной мощности, например для размола зерна, подготовки кормов, полива полей и садов. Во-вторых, можно запасать энергию во время сильного ветра в электрических или гидравлических аккумуляторах, а затем пользоваться ею при слабом ветре. Гидроаккумуляторами в данном случае могут служить большие водохранилища, расположенные на достаточной высоте, и естественные водоемы, например озеро Севан (Армения), находящееся на высоте 1914 м над уровнем моря. Во время сильного ветра вода накачивается в гидроаккумуляторы насосамщ а затем ее направляют в турбины электростанции. Наконец, возможна организация ветроэнергосистемы в масштабе всей страны или значительной части ее. Отдельные ветроэлектростанции, соединенные линиями высоковольтных передач, могут обеспечить равномерное снабжение электроэнергией всех связанных линиями районов. Ветроэлектростанции могут работать совместно с другими силовыми установками, например с локомобильными, работающими на местном топливе, или небольшими гидроэлектростанциями. Но, по-видимому, наиболее правильным решением вопроса будет включение ветроэлектростанций в единые энергетические системы.
Проекты подобных ветроэнергосистем разрабатываются в США и Англии. В частности, в Англии исследуется возможность сооружения на побережье большого числа ветросиловых установок общей мощностью до 2 млн квт и с годовой выработкой электроэнергии 4—10 млрд квт/ч. В Дании разработана конструкция высокопроизводительных ветродвигателей, которые предполагают установить вдоль всего западного побережья страны. Эта система должна обеспечить 60—70% потребности Дании в электроэнергии. Большие работы по созданию ветросиловых установок ведутся во Франции, Италии и Тунисе.
В СССР в Балаклаве перед второй мировой войной была пущена ветровая установка мощностью 100 квт; в 1958 г. в Казахстане построена ветроэлектрическая станция мощностью 400 квт,
Представляется теоретически возможным создавать искусственный ветер — организованное движение масс воздуха за счет разности температуры. Например, в промышленных тепловых установках тяга в выбросных трубах создается благодаря разности температуры и плотности газов внизу трубы и воздуха на уровне верха трубы. Чем больше эта разность, тем выше скорость газа в трубе и тем сильнее тяга. Если трубу сделать очень высокой (500—1000 м), расположив ее, например, на склоне горы, то при определенной температуре у основания трубы скорость воздуха в ней может достигнуть 100—200 м/сек. Предполагалось создать такую установку в Сахаре. При этом намечалось внизу трубы сделать широкий стеклянный раструб, проходя который воздух, поступающий в трубу, будет нагреваться солнцем. В СССР такого рода установки могут быть использованы прежде всего на горном побережье Крыма и Кавказа, а также в некоторых местностях Средней Азии.
Значительная доля энергии ветра земного шара превращается в энергию морских волн. На 1 км2 поверхности моря, по которой бегут, например пятиметровые волны, сосредоточивается мощность 3 млн квт. На берегу Черного моря построена и испытана опытная установка по использованию энергии волн. Был сделан двугранный угол-тупик, обращенный раструбом к морю; его стороны и дно, наклоненные к морю, обшиты листами нержавеющей стали. В тупик врывается волна, высота ее в тупике увеличивается, и она сильным всплеском заполняет бассейн, установленный в вершине тупика. Стекающая из бассейна вода может вращать турбину. Опыты показали принципиальную работоспособность такого устройства. По проведенным во Франции подсчетам, подобное устройство длиной 20—30 м и при ширине раструба 10 м, будучи установленным в Касабланке на берегу Атлантического океана, может дать в год до 200 тыс. квт-ч электроэнергии.
ТЕПЛО МОРСКОЙ воды
Температура на поверхности тропических морей колеблется в пределах 25—30°, а на глубине 500—1000 м в пределах 4—7°. Энергетические установки, основанные на разности температур поверхностных и глубинных вод,
действуют примерно так. Поверхностная вода с температурой 28—30° подается насосом в испаритель, в котором при соответствующем разряжении получается пар давлением 0,03—0,04 атм. (Применяя рабочую жидкость с более низкой температурой кипения, чем вода, можно получать пар более высокого давления.) Пар совершает работу в паровой турбине, а затем конденсируется в теплообменном аппарате, охлаждаемом глубинной водой с температурой 6—8°. Одновременно (в результате испарения воды) можно получать поваренную соль, а также соли калия, магния и брома. Такая электростанция мощностью 14 тыс. квт построена на западном побережье Африки около Абиджана. Кроме электроэнергии, тут будут получать 2000 т/год дешевой поваренной соли. Намечается также получение магния, калия и брома, опреснение морской воды и производство искусственного льда.
Считается, что этим методом можно получать электроэнергию и в средиземноморских странах. Среднегодовая температура поверхностных вод в Средиземном море не превышает 12°, поэтому предполагается повышать ее (в мелководных лагунах, прибрежных озерах) с помощью солнца, покрывая поверхность воды масляной пленкой. В арктических областях воздух имеет температуру 20— 40° ниже нуля, а температура воды под слоем льда равна 2—3°. Эту разность температур можно использовать для испарения низкокипящих веществ, например бутана (т. кип. — 10°). Пары бутана (0°) из испарителя пройдут через турбину и сконденсируются в теплообменнике, охлаждаемом соленым льдом (—22°). Рассол можно выводить в открытый бассейн, где он будет замораживать* ся атмосферным воздухом.
ТЕПЛО НЕДР ЗЕМЛИ
До сих пор мы говорили об источниках энергии солнечного происхождения. Здесь и далее мы уже переходим к источникам энергии, образующейся без участия солнца. В недрах земли сосредоточено много тепла, но температура земной толщи не одинакова. С увеличением глубины она повышается в среднем на каждые 100 м на 3°. Надо заметить, что к настоящему времени изучены лишь глубины не более 3—4 км. Если бы указанное повышение температуры с глубиной продолжалось до центра Земли,
го температура там достигла бы 200 000°, но, по современным представлениям, максимальная температура порядка 4000° существует на глубине 2000—3000 км, а в центре Земли она равна 2500—3000*. Но даже если принять среднюю температуру массы земного шара равной 2000°, то все же запасы тепла в недрах Земли громадны. Масса Земли оценивается в 5,98-1024 кг, а средняя теплоемкость ее вещества — в 0,02 ккал/кг. Следовательно, используя тепло глубин в пределах разности температур 1500°, можно было бы получить 2,32-1023 квт-ч энергии. Эта величина в 3,6 • 105 раз превосходит годовой приход энергии с солнечными лучами и в 4,36- 107 раз предполагаемый расход первичной энергии в 2050 г.
Большинство ученых придерживается мнения, что источником внутренней теплоты Земли являются процессы распада радиоактивных элементов. По имеющимся расчетам энергия теплового потока из глубин Земли к поверхности равна 3,38 • 1014 квт-ч/год. Эта величина почти в 2000 раз меньше величины энергии потока солнечных лучей, достигающих поверхности Земли, и даже в 6 раз меньше годовой энергии фотосинтеза растительного мира земного шара, но примерно в 10 раз больше современного годового потребления первичной энергии во всем мире.
В наше время масштаб использования энергии глубин Земли еще очень незначителен. Это объясняется главным образом тем, что мала плотность потока на 1 м2 поверхности Земли. Мощность потока, равная, например, мощности Волжской ГЭС, может быть получена на площади не менее 20 тыс. м2. Пока геотермическое тепло используется лишь там, где оно концентрируется самой природой в виде тепла горячих источников, гейзеров, скоплений подземных горячих вод и т. п. Подсчитано, что с горячими водами из глубин Земли ежегодно выносится около 1,16-1012 квт-ч энергии. Кроме того, приблизительно столько же энергии выносится с извержениями вулканов. Землетрясения, наоборот, связаны с расходом тепла недр Земли; количество энергии, теряемой при этом, составляет третью часть энергии, выносимой с извержениями.
* А. А. Сауков. Радиоактивные элементы Земли. М., Атом-издат, 1961.
Тепло недр Земли в местах выделения горячих источников или пара использовалось уже давно. Например, во времена Юлия Цезаря воду горячих источников направляли в бани. Сейчас теплом глубин Земли обогревают дома, теплицы, бани, его используют для некоторых производственных процессов; пар, образующийся при бурении скважин, часто служит источником тепла для получения электроэнергии.
Вода горячих источников очень широко применяется в Исландии. На ее основе осуществлена теплофикация Рейкьявика, фермеры пользуются этой водой для согревания теплиц, для орошения полей и огородов, в результате чего ускоряется вызревание овощей и зерновых культур. В условиях холодного климата Исландии выращиваются огурцы, томаты, виноград, ананасы и другие южные культуры. На островах Фиджи в Тихом океане теплом горячих источников пользуются при выпаривании соли из морской воды. Воду горячих источников широко применяют для бытовых целей в Новой Зеландии, Японии, Италии. В Италии, кроме того, на подземном тепле работает электростанция мощностью 300 тыс. квт; энергия, вырабатываемая этой станцией, составляет 6% всей электроэнергии страны. В Новой Зеландии работает первая очередь электростанции мощностью 250 тыс. квт.
В печати были сообщения о проектах строительства геотермических электростанций в Японии и США. Бушующее море горячей воды на глубине 1500—2000 м открыто почти под всей Венгрией; из скважины около города Сенд идет вода с температурой 92°. Количество тепла, которое можно использовать там, оценивается в 2,3-1016 ккал.
В СССР известно около 50 подземных бассейнов теплых и горячих вод, в том числе бассейн Западно-Сибирской равнины площадью около 2 млн км2. По подсчетам, подземный бассейн площадью 3—5 тыс. км2 с температурой воды выше 100° может обеспечить работу электростанции мощностью 5—10 млн квт. Огромные запасы горячей воды и пара имеются на Камчатке, Курильских островах, Чукотском полуострове, полуострове Челекен в Каспийском море, на всем протяжении гор восточных и южных окраин, в том числе Сихотэ-Алинь и Саян, гор Средней Азии, Кавказа, Карпат. По предварительным данным, уже сейчас за счет тепла подземных вод в СССР можно теплофицировать 60 городов и 100 районов. 7 К М Малин	135
Жители холодной Чукотки и Камчатки, используя воду горячих ключей, могут выращивать в течение всего года фрукты и ягоды, отапливать жилые дома, прачечные и бани. Уже проведена теплофикация города Петропавловска-Камчатского и прилегающих к нему населенных пунктов.
Первая электростанция на геотермической энергии мощностью 5 тыс. квт строится в Паужетской долине на Камчатке, вторая запроектирована в Махач-Кале, где действуют скважины с суточным дебетом 4 тыс. м3 воды с температурой 55—67°. Вода применяется для отопления зданий и других бытовых нужд населения, а также на промышленных предприятиях. На базе одной из скважин строится комбинат по выращиванию овощей. Разрабатывается проект теплофикации всего города.
Использование геотермической энергии будет расширяться по мере овладения техникой проникновения в более глубокие недра Земли, разработки способов концентрирования тепловых потоков. Возможность последнего подтверждают такие явления природы, как вулканы и гейзеры, когда на небольшой площади выделяются громадные количества энергии. В частности, имеется предложение использовать глубинное тепло с помощью подземного «котла». Суть предложения заключается в следующем. В центре местности, богатой горячими источниками, бурится скважина глубиной 4—10 км и вокруг нее по кольцу диаметром 40—100 км еще несколько скважин. В центральную скважину под давлением подается вода, и там она испаряется за счет глубинного тепла; пар проходит сквозь пористые породы и выходит через периферические скважины.
ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ
Вторым источником энергии несолнечного происхождения являются приливы и отливы. Общая мощность приливов морей и океанов земного шара оценивается в 8-1012 квт. Использовать эту мощность полностью, конечно, невозможно, так как трудно представить себе устройства, которые позволили бы уловить энергию, рассредоточенную по всей поверхности морей и океанов. Однако частичное использование вполне реально. Особо благоприятные условия для этого создаются там, где характер побе
режья и морского дна способствует концентрированию энергии приливной волны.
Рассчитано, что максимальная высота приливной волны в открытом океане 0,77 м. По мере приближения к берегу в зависимости ог его очертаний и рельефа дна высота волн возрастет во много раз. Так, в Магеллановом проливе высота приливной волны достигает 13,5 м, в Ла-Манше и Пенжинской губе Охотского моря — 12,3 м, в Бристольском заливе — более 14 м, в заливе Фанди — 18 м. Попытки «приручить» энергию приливов делались уже давно. Так, на берегах Франции, Испании, Англии и Голландии в средние века работали примитивные приливные мельницы, остатки которых сохранились до сих пор. Приливные мельницы в XVII и XVIII вв. работали также на Белом море, в устьях рек Золотица и Пушлахта и на Соловецких островах.
В нашем столетии разработано много проектов электростанций, работающих на энергии приливов. В 1918 г. только во Франции опубликовано 218 таких патентов. В 1928 г. во Франции, а в 1935 г. в США начато, но не закончено строительство приливных электростанций (ПЭС). В СССР первый проект Кислогубской ПЭС составлен в 1940 г.
Отказ от строительства приливных станций в прошлом объясняется экономическими соображениями и некоторыми специфическими трудностями. Согласно проектным расчетам, стоимость энергии ПЭС на 20—30% превышает стоимость гидроэлектроэнергии, однако в последние годы в связи с истощением в ряде стран (особенно в1 странах Западной Европы) других источников энергии, а также благодаря разработке новых более совершенных проектов интерес к ПЭС вновь возрос. Так, во Франции в 1959 г. пущен опытный агрегат ПЭС в Сен-Мадо на побережье Ла-Манша. Выработку электроэнергии там предполагается довести до 750 млн квт-ч/год. Во Франции же намечено построить и другие ПЭС, например в Шозе, недалеко от Сен-Мадо, мощностью 10—15 млн квт. В Англии заново разрабатывается довоенный проект строительства ПЭС в устье реки Северн. В США вернулись к проекту, который в 1936 г. был назван «экономическим безумием».
Современное состояние техники в1 СССР практически позволяет построить приливные станции с общей годовой выработкой 1012 квт-ч электроэнергии; в частности, на
морских берегах могут быть сооружены ПЭС мощностью 15 млн квт. Первой большой станцией из намеченных к строительству будет Кислогубская около Мурманска. Она будет подавать в Кольскую энергетическую систему 4 млрд квт-ч электроэнергии в год. Предполагается сооружение Лумбовской ПЭС мощностью 300 тыс. квт. В Мензенском заливе может быть создана ПЭС мощностью 1,3 млн квт. В более далекой перспективе намечается строительство Беломорской ПЭС, по мощности втрое превосходящей Братскую ГЭС. Большие возможности для использования приливной энергии имеются на Охотском море, где высота приливных волн достигает 13 м.
Трудности в освоении энергии приливов заключаются в том, что, во-первых, смена приливов и отливов вызывает переменное вращение турбин и, во-вторых, даже за один цикл (прилив-отлив) величина энергии неодинакова; сначала она увеличивается до максимума, затем падает до нуля и далее изменяется в обратном порядке. Это препятствует равномерной работе электростанций. Наконец, приливы и отливы связаны с движением Луны вокруг Земли, поэтому каждый день они запаздывают против предыдущего дня на 50 минут. Но эти трудности преодолимы. Колебания энергии ПЭС по изменениям хода прилива могут корректироваться сравнительно небольшим водохранилищем. Приспособлению ПЭС к условиям потребления энергии может помочь поворотно-лопастная турбина, работающая и как турбина и как насос. Если период «полной» воды совпадает с избытком энергии в системе, генератор обратимой турбины работает как мотор, а турбина, превратившаяся в насос, подкачивает воду в водохранилище. В часы возросшей потребности в энергии мотор превращается в генератор, а насос— в турбину, и в сеть возвращается большее количество энергии, чем требуется для перекачивания воды.
К положительной стороне реализации энергии приливов следует отнести тот факт, что средняя величина энергии за лунный месяц в любом месте и в любой год почти постоянна. Этим приливная энергия выгодно отличается от речной, подвергающейся резким колебаниям в сезонном и многолетнем периодах. Учитывая все сказанное, представляется наиболее целесообразным объединение ПЭС в одну энергетическую систему с ГЭС и тепловыми электростанциями.
ЭНЕРГИЯ АТОМНОГО ЯДРА
В конце XIX и начале XX в. было установлено, что атомы химических элементов состоят из положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядер. При этом число электронов атома любого химического элемента равно номеру элемента в периодической системе элементов Менделеева. Атом в обычном состоянии электронейтрален, отсюда следует, что ядро имеет заряд, равный суммарному заряду всех электронов, но противоположный по знаку. Далее было установлено, что ядро состоит из частиц (нуклонов), именуемых протонами и нейтронами. Протон имеет массу, равную 1,00757 АЕМ *, и положительный заряд, по абсолютной величине соответствующий заряду электрона. Нейтрон электронейтрален: его масса равна 1,0893 АЕМ. Число протонов в ядре атома равняется числу электронов атома и, следовательно, номеру данного элемента в периодической системе. Химические свойства элемента определяются числом электронов атома, а значит, и числом протонов в ядре. При равном числе протонов в ядре любого элемента количество нейтронов может быть неодинаковым. Разновидности одного и того же элемента с разным числом нейтронов в ядре называются изотопами. Общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре определяет массовое число.
Возможность использования ядерной энергии вытекает из следующего. Известно, что энергия неразрывно связана с массой. Там, где выделяется энергия, происхо^ дит и соответствующая убыль массы. Связь между массой и энергией подчиняется закону Эйнштейна Е — тС\ где Е — энергия в эргах**, т — масса в граммах, С — скорость света, равная 3-1010 см/сек.
Рассмотрим пример. Ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, общая масса которых в свободном состоянии равна 4,033 АЕМ; однако масса ядра гелия несколько меньше, а именно 4.003 АЕМ. Оказалось, что масса ядра любого элемента несколько меньше суммы масс нуклонов, находящихся в свободном состоянии. Из этого можно заключить, что при об
* АЕМ — атомная единица массы, равная 1,66 • 10~24 г, или 716 массы атома наиболее распространенного в природе изотопа кислорода.
** Эрг — единица энергии, равная 2,39 • 10~8 кал.
разовании любого ядра из составляющих частиц происходит убыль массы. Величина убыли массы, отнесенная к массе ядра, называется дефектом массы. Но при потере массы выделяется определенное количество энергии. При образовании ядра гелия убыль массы составляет 5-10-26 г, значит, по закону Эйнштейна, количество выделяющейся при этом энергии будет равно 44,08-6 эргов.
Величина выделенной энергии, отнесенная к одному нуклону, называется энергией связи ядра. Чем больше энергия связи, тем прочнее ядро атома. Энергия связи ядер закономерно изменяется с ростом порядкового номера элемента в периодической системе. Для изотопа водорода — дейтерия, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона, она равна 1,1 мэв *, для другого изотопа водорода — трития (один протон и два нейтрона) — 2,78 мэв. Один из изотопов гелия (два протона и один нейтрон) имеет энергию связи 2,53 мэв, а следующий (два протона и два нейтрона) — 7,07 мэв; эта величина наибольшая по сравнению с предшествующим и последующим соседями гелия — литием (изотопы с тремя и четырьмя нейтронами) и бором (изотоп с пятью нейтронами). Далее значения энергии связи плавно повышаются, достигая для более прочных ядер элементов середины периодической системы почти 9 мэв. Затем величина энергии связи постепенно уменьшается до 7,5 мэв для самых тяжелых ядер элементов конца периодической системы.
Ядерная энергия может быть реализована двумя путями: расщеплением самых тяжелых ядер на ядра средней величины или синтезом более тяжелых ядер из самых легких. В настоящее время используют оба метода: первый — для производства атомных бомб и в мирных целях, второй — пока только для производства водородных бомб.
Из естественных атомов расщеплению может подвергаться только изотоп урана, ядро атома которого состо-» ит из 92 протонов и 143 нейтронов. При вхождении постороннего нейтрона в его ядро последнее делится на две части, образуя ядра изотопов элементов середины периодической системы. Освобождающаяся ядерная
Мэв=106 эв (электроновольт) = 176 • 10~6 эргов.
энергия проявляется в кинетической энергии образующихся осколков и возникающем излучении. При расщеплении 1 кг указанного изотопа урана выделяется 2-Ю10 ккал энергии, примерно то же, что при сгорании 2500 т угля.
При делении каждого ядра изотопа урана, кроме осколков, выделяются два-три нейтрона, которые в свою очередь могут расщепить два-три ядра, затем четыре-восемь и т. д. Процесс идет настолько быстро, что вся масса расщепляется за малые доли секунды и происходит взрыв. При этом развивается температура до нескольких сотен миллионов градусов и давление в несколько миллионов атмосфер. Этот процесс и лежит в основе действия атомной бомбы. Но если в рассматриваемом процессе часть выделяющихся нейтронов поглощать каким-нибудь веществом, то процесс можно регулировать так, чтобы вместо взрыва происходило спокойное выделение энергии. Этот принцип лежит в основе мирного использования атомной энергии.
Количество урана в земной коре значительно, но содержание в нем рассмотренного изотопа невелико — 0,7%. Основной же изотоп урана с ядром из 92 протонов и 146 нейтронов не расщепляется. Однако найдена возможность использовать для получения ядерной энергии и этот изотоп урана. При поглощении одного нейтрона его ядро превращается в ядро третьего изотопа урана (92 протона и 147 нейтронов), из которого при поглощении нейтрона образуется ядро нового элемента— нептуния (93 протона и 146 нейтронов). Это последнее, поглощая нейтрон, образует ядро плутония (94 протона и 145 нейтронов), который является расщепляющимся материалом. Несколько иным путем нерас-щепляющийся изотоп тория (90 протонов и 142 нейтрона) можно превратить в расщепляющийся изотоп урана (92 протона и 141 нейтрон).
Из сказанного следует, что в перспективе все запасы урана и тория можно рассматривать как источник расщепляющегося атомного горючего. Общие запасы урана и тория оцениваются в 16-106 т с возможной энергией 5,47- 10 17 квт-ч, т. е. величиной того же порядка, что и запасы энергии во всех залежах топлива. Возможно, конечно, что в дальнейшем запасы урана и тория окажутся большими.
Человечество уже вступило в век атомной энергии. Первая в мире атомная электростанция (АЭС) мощностью 5 тыс. квт была пущена в СССР в 1954 г.; пять лет спустя заработал первый агрегат (мощность 100 тыс. квт) Сибирской АЭС. В 1964 г. начал работать первый агрегат (мощность 100 тыс. квт) Белоярской (на Урале) и первый агрегат (мощность 210 тыс. квт) Нововоронежской АЭС. Программа дальнейшего развития ядер-ной энергетики СССР исходит из строительства крупных атомных электростанций прежде всего в районах, не располагающих большими запасами топлива. К таким районам относятся, например, северо-запад, центр и запад страны.
К концу 1964 г. во всем мире в эксплуатации находилось уже 35 АЭС и строилось 30. При этом общая мощность всех АЭС достигла 5,0 млн квт, из которой более 900 тыс. квт приходилось на долю советских АЭС. Ожидают, что к 1980 г. общая мощность АЭС в США, Японии, Англии, Канаде и европейских странах общего рынка достигнет 135 млн квт.
При современном техническом уровне себестоимость электроэнергии АЭС несколько выше себестоимости энергии электростанций, работающих на угле. Если в последнем случае капитальные затраты на 1 квт мощности составляют 100%, то для АЭС—125—160%. С увеличением мощности отдельных агрегатов АЭС и типизацией оборудования атомная электроэнергия будет не дороже электроэнергии топливных станций. На Женевской конференции (1964) по мирному использованию атомной энергии специалисты разных стран пришли к единодушному выводу, что энергия АЭС становится серьезным конкурентом энергии угольных электростанций при условии, что мощность отдельных блоков АЭС не менее 400—500 тыс. квт. Предполагают, что в следующем десятилетии такие АЭС станут экономически выгодными на половине территории нашей планеты. В США считают, что к 1970 г. стоимость электроэнергии АЭС и топливных станций будет одинаковой на большей части территории страны.
Атомная энергия получает широкое применение на судовых установках. Первый в мире атомный ледокол «Ленин» уже ряд лет работает в арктических условиях Дальнего Севера. Американское торгово-пассажирское
судно с ядерной энергетической установкой успешно совершило несколько рейсов в Европу. Атомное грузовое судно строится в ФРГ. Работают над созданием атомных судовых установок и в других странах, в частности в Японии.
В настоящее время энергию ядерного распада превращают в электрическую через тепловую и механическую энергию. Ведутся работы по превращению тепла, получаемого за счет ядерных реакций, непосредственно в электрическую энергию. В СССР на этом принципе создана опытная установка под названием «Ромашка» мощностью 500 в, в которой тепло ядерной реакции превращается в ток с помощью кремний-германиевых преобразователей. Но и это еще не все. Ученые изыскивают методы превращения ядерной энергии сразу в электрическую, так как при этом резко повысится коэффициент использования ядерной энергии. В основу опытов положен следующий принцип. При разложении, например, радиоактивного изотопа стронция, являющегося отходом при расщеплении урана и плутония, освобождаются электроны. При попадании каждого из них на полупроводник последний освобождает 200 электронов, создающих ток. Уже сконструирована электрическая батарейка, работающая по этому принципу, в батарейке создается ток силой в несколько миллиампер и напряжением 0,2 в. Батарейка, размером с наперсток, может непрерывно работать 20 лет. На этой же основе создаются «изотопные аккумуляторы», атомная энергия которых превращается непосредственно в электрическую. Установка Бета-1 с использованием изотопа церия-144 более года успешно работала на метеостанции в Подмосковье. Такие установки очень удобны для питания током отдаленных маяков, радиостанций, автоматических приборов. В Советском павильоне на Лейпцигской ярмарке 1965 г. работала метеостанция с подобной автоматической установкой, передающей на специальное табло сведения о погоде.
Несравнимо большие возможности сулит синтез ядер гелия из ядер изотопов водорода, а также взаимодействие ядер изотопов водорода и изотопов лития. При образовании гелия из дейтерия на 1 г последнего выделяется 100 тыс. квт-ч энергии. В гидросфере Земли (океаны, моря, реки), масса которой оценивается в
1,4-1018 т, содержится 2,5* 1019 г дейтерия. При превращении всего дейтерия в гелий могло бы выделиться 2,5-10 24 квт-ч энергии, что почти равно количеству солнечной энергии, приходящейся на поверхность всей Земл.и в течение 4 млн лет.
В настоящее время реакции ядерного синтеза используются только в водородных бомбах, при взрывах которых громадные количества энергии выделяются мгновенно. При опытном взрыве первой водородной бомбы выделилось энергии в 16 раз больше, чем ее требовалось для прорытия Панамского канала, где было вынуто 183 млн м3 грунта. Сейчас имеются водородные бомбы силой, считая на тротиловый эквивалент, 100 млн т. Энергия взрыва такой бомбы равна 9,7 • 10 13 ккал; это эквивалентно 13,8 млн т условного топлива.
Чтобы регулировать процессы ядерного синтеза, надо преодолеть силы электростатического отталкивания ядер дейтерия. Для этого необходима очень высокая температура. В начале реакции требуется температура порядка 1 млн градусов, а при осуществлении непрерывного процесса температуру надо поднять до 200 млн градусов. При таких температурах всякое вещество находится в состоянии плазмы, представляющей собой смесь положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов. Отсюда ясно, насколько трудна проблема овладения ядерным синтезом. Во-первых, не так просто нагреть плазму хотя бы до температуры начала реакции; во-вторых, нет материалов, которые могли бы выдерживать такие высокие температуры; в-третьих, надо предотвратить быстрое охлаждение реагирующей плазмы за счет теплопроводности и лучеиспускания и разлетание ионов дейтерия. Но, несмотря на все эти трудности, работы по ядерному синтезу ведутся во многих странах и особенно интенсивно в СССР и США.
На первой Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии индийский профессор Баба заявил, что для решения проблемы использования энергии ядерного синтеза потребуется 20 лет. Некоторые советские ученые считают, что освоение этого вида энергии можно ожидать примерно к 2000 г»
ИТАК, ХВАТИТ ЛИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ ЭНЕРГИИ
Мировой расход первичной энергии на 2050 г. мы приняли равным 5,12-10 14 квт-ч. Если расход энергии начиная с 1952 г. (2,9 «10 13 квт-ч) возрастет к 2050 г. до 5,12 • 10 14 квт-ч, то это значит, что потребление энергии каждые 23 года будет увеличиваться примерно в два раза, что соответствует среднему годовому повышению расхода на 3%.
Предположив, что население Земли будет непрерывно расти, пришлось бы согласиться с тем, что и потребление энергии (даже без увеличения расхода на одного человека) возросло бы неограниченно. Тот же результат, конечно, получится и при любом постоянном населении Земли, но при неограниченном росте потребления энергии на душу населения. Надо учесть и следующее. Потребление любой формы энергии (ядерной, химической, световой, электрической) в конце концов всегда завершается превращением исходной энергии в тепло низкого потенциала, которое уже не может быть использовано.
В отличие от элементов, которые входят в состав пищи, т. е. от тех, которые совершают естественный или искусственный круговорот, круговорота энергии нет. По крайней мере в природе такие процессы неизвестны *. Отсюда следует, что и при непрерывно растущем населении, и при постоянном населении, но увеличивающемся расходе энергии на каждого человека, через какое-то время все известные сейчас невозобновляемые источники энергии иссякнут, а всех возобновляемых источников станет недостаточно для обеспечения нужд человечества. Так, собственно, и получается по расчетам И. С. Шкловского **, который, исходя из предположения неограниченного роста потребления энергии, определяет сроки использования ядерной энергии всего водорода Земли и всего водорода планеты Юпитер и намечает «заимствование» водорода у солнца. Шкловский считает, что через 2500 лет человечество будет ежегодно производить не менее 2,58 -1023, а еще через 50 лет более
* Автор, правда, придерживается той точки зрения, что в масштабе вселенной такие процессы существуют.
** И С Шкловский. Вселенная, жизнь, разум. М., Изд-во АН СССР, 1962
8,55 *10 30 квт-ч энергии. Первая из этих цифр означает годовое потребление энергии 5-1014 (что равно годовой производительности 5-104 Волжских ГЭС), а вторая —1,67- 1023 квт-ч (годовая производительность 1,67 • 1013 электростанций) на 1 км2 поверхности земного шара. Нельзя, конечно, установить пределы научной фантазии, но вряд ли физически возможно, чтобы энергетическая насыщенность земной поверхности была столь высокой.
Свои расчеты Шкловский не связывает с перспективами роста населения, и нам кажется, что в этом его методологическая ошибка. Численность человечества не может бесконечно увеличиваться хотя бы по той простой причине, что и сама Земля конечна. Можно, разумеется, предполагать, что человечество выйдет за пределы Земли и освоит новые места обитания. Но это уже другой вопрос, так как мы рассматриваем жизненные ресурсы человечества только на Земле.
Шкловский считает, что без непрекращающегося роста потребления энергии не может быть прогресса. Нам же думается, что при какой-то достаточно высокой норме энергии на одного человека и какой-то постоянной численности населения прогресс вполне возможен. Представим себе, какая-то машина заменяется новой, отличающейся от старой тем, что она весит в три раза меньше и работает в три раза более производительно. Что это означает? Затраты материала на такую машину сократятся в девять раз. Возможно, в не меньшей степени снизится и расход энергии на производство машин, и освободившуюся энергию и материал можно будет использовать на другие цели. Разве это не прогресс? А ведь можно представить, что новая машина будет отличаться от своей предшественницы и большей долговечностью.
Конечной целью расхода энергии является удовлетворение все возрастающих потребностей людей. Но разве удовлетворение потребностей всегда будет связано с по* вышением расхода энергии? Растущие потребности могут удовлетворяться и за счет снижения расхода энергии на единицу общественного продукта. В период 1909— 1952 гг. в США расход энергии на единицу национальной продукции снизился на 23%, в Англии за 80 лет — на 50%, в Японии за 15 лет — на 30%. И это, конечно, не предел, здесь имеются еще очень большие возможности.
Представим себе далее, что при какой-то высокой
норме расхода энергии на одного человека определенная часть энергии будет расходоваться на все то, что относится к сфере потребления, а оставшаяся часть пойдет на новые открытия, на совершенствование промышленности, сельского хозяйства, транспорта, связи и т. д. При больших, хотя бы и постоянных, энергетических ресурсах такое распределение энергии, безусловно, будет способствовать прогрессу. В свою очередь совершенствование материального производства даст возможность полнее удовлетворять растущие потребности человека. К тому же нам думается, что в более или менее отдаленном будущем потребности общества будут направлены не столько на увеличение массы предметов потребления, сколько на разнообразие их ассортимента и на их качество.
Примем высокую годовую норму потребления первичной энергии на одного человека равной 250 тыс. квт-ч. Это в 4 раза больше, чем потребляется первичной энергии сейчас в США. Увеличение потребления полезной энергии несомненно будет еще большим, так как коэффициент использования первичной энергии к тому времени безусловно повысится. Коэффициент полезного действия при преобразовании топлива в электрическую энергию сейчас колеблется в пределах: для угля —3— 37%, для нефти—7—35%, для природного газа 14— 47%, для гидроэнергии 30—65%. В СССР использование энергии топлива сейчас составляет 31,3%. Считают, что его можно довести до 40—45%, т. е. увеличить в 1,2—1,5 раза.
Низкий коэффициент использования энергии топлива объясняется тем, что процесс получения электроэнергии является стадийным: химическая энергия топлива превращается в тепловую, затем в механическую и только потом в электрическую. При каждом переходе одного вида энергии в другой происходят потери энергии. Но в наше время широким фронтом ведутся работы по преобразованию химической, а также тепловой энергии непосредственно в электрическую. По-видимому, наиболее близким к внедрению в промышленном масштабе является магнитогидродинамический генератор, преобразующий тепловую энегию в электрическую. Принцип работы генератора заключается в следующем. Струя сильно нагретого ионизированного газа (плазма) про
пускается со сверхзвуковой скоростью через магнитное поле. Благодаря возникающей при этом электродвижущей силе появляется ток, и таким образом кинетическая энергия газа превращается в электрическую. Предполагается, что кпд такого генератора, работающего в сочетании с обычной тепловой установкой, будет равен 50—60%. Еще более перспективным представляется преобразование химической энергии дешевого топлива, например природного газа, непосредственно в электрическую с помощью топливно-электрических элементов. Считают, что кпд таких установок может быть равен 70 и даже 90—99%.
Возможность существования таких высоких коэффициентов использования энергии подтверждает сама при-* рода, где мы имеем примеры перехода одного вида энергии в другой вид с гораздо большими кпд, чем в современной технике. Приведем такой пример. В лампах накаливания электричество превращается в свет с кпд, равным 2,5%, люминесцентные лампы экономичнее в 3— 3,5 раза. А вот в ивановском червячке химическая энергия (окисление люцеферина) превращается в световую с кпд около 96%. При работе мышц животного или человека механическая энергия получается непосредственно из химической, и кпд этого превращения равен 50%.
Теперь вернемся к рассмотрению энергетических ресурсов человечества, но будем оценивать их в непосредственной связи с численностью населения. Предположим, что и после 2050 г. годовой прирост выработки энергии будет равен 3%, а население будет увеличиваться на 1% в год. При таком предположении к 2120 г. норма потребления на человека достигнет 250 тыс. квт-ч/год, численность населения—16 млрд человек и общее годовое потребление энергии—4,0-1015 квт-ч. Начиная с настоящего времени к этой дате будет израсходовано примерно 28% энергии всех запасов топлива при условии, что человечество будет пользоваться только этим источником энергии. Если далее норма потребления энергии и годовой прирост населения останутся без изменения, то еще через 65 лет (к 2185 г.) запасы топлива полностью исчерпаются. Значит, топлива хватит только на 200 лет даже в том случае, если оно будет расходоваться только на получение энергии. Но ведь его во все больших количествах потребляет и химическая
промышленность. Не приближаемся ли мы к полному исчерпанию энергетических ресурсов мира?
Нет, не приближаемся. Во-первых, в будущем выявятся новые большие запасы топлива. Во-вторых, в рассматриваемый период времени человечество расширит использование возобновляемых источников энергии, которые сейчас используются в очень малой степени. В-третьих, наряду с потреблением минерального топлива неуклонно будут возрастать потребление радиоактивных элементов. Укажем здесь, что количество урана, находящегося в рассеянном состоянии в горных породах, которые составляют двухкилометровую зону земной коры, составляет 2,7 *1011 т; это почти в 20 тыс. раз превышает его запасы в разведанных месторождениях*. Уран имеется и в более глубоких зонах Земли, и по мере освоения методов комплексного использования бедных горных пород количество извлекаемого рассеянного урана будет все увеличиваться. Подсчитано, что потенциальная энергия, заключенная в рассеянном уране, составляет 6,6- 1021 квт-ч и в 1,5 млн раз превышает предположенное нами потребление энергии в 2120 г. Выше указывалось также, что, кроме того, 2,05-109 т урана содержится в мировом океане и когда-то какая-то часть энергии этих запасов тоже будет использоваться. Получение же энергии из атомного горючего уже освоено, и энергия этого вида все активнее вторгается в материальное производство.
Учитывая все сказанное, можно смело утверждать, что энергетические ресурсы Земли не будут исчерпаны за многие тысячи лет даже без овладения новыми источниками энергии. Но это не значит, что поиски и освоение новых источников теряют свое важное значение. Первым новым могучим источником энергии является, конечно, синтез гелия из дейтерия. При годовом потреблении 250 тыс. квт-ч на одного человека полное использование энергии этого синтеза обеспечило бы 10 19 человеко-лет: например, 1000 млрд человек—10 млн лет. Понятно, что все эти расчеты условны, так как сейчас просто немыслимо представить все то, что свершится не только за десять миллионов, но даже за сотни лет. Но могут ли быть сомнения в том, что человечество
* А. А. Сауков Будущее глазами геохимика. «Природа», 1965, № 1.
найдет совершенно иные грандиозные источники энергии. Ведь так недавно, можно сказать вчера, мы не имели никакого представления о ядерной энергии. Может быть, ученые будущего сумеют освоить синтез ядра гелия из протонов — ядер основных изотопов водорода; на основе этого процесса в недрах солнца возникает вся излучаемая им энергия. Тогда из каждого грамма обычной воды будут выделять 75 тыс. квт-ч энергии и, следовательно, только из одной десятой части воды гидросферы можно будет получить 1028 квт-ч энергии. Этого количества энергии даже при годовой норме 2,5 млн квт-ч хватило бы на 4-10 21 человеко-лет, т. е. для 1 млрд человек на 4 триллиона лет. Но имеет ли смысл рассуждать о столь больших сроках, тем более что сейчас никто ведь не решится утверждать, что нам уже известны все природные источники энергии.
Энергия топлива получается в результате химических процессов, связанных с перестройкой электронных оболочек атомов, а ядерная энергия — в результате перестройки ядер атомов. Может быть, источниками энер-гии будут служить и процессы взаимопревращения элементарных частиц. В последние годы широко обсуждается вопрос о существовании фундаментальной элементарной частицы, названной кварком. Эта частица, правда, экспериментально еще не обнаружена, но ей уже приписаны совершенно реальные свойства. Например, показано, что из нее могут получаться все известные сейчас элементарные частицы. При этом должна выделяться энергия, соответствующая 97% первоначальной массы. Такой выход энергии по массе почти в 100 раз превышает выход энергии при термоядерных реакциях, поддерживающих излучение звезд.
В заключение всех наших рассуждений хочется привести слова французского физика Луи де Бройля: «Позавчера мы ничего не знали об электричестве, вчера мы ничего не знали об огромных резервах энергии, содержащихся в атомном ядре. О чем мы не знаем сегодня? Одно почти несомненно: может быть, мы «окружены» силами, о которых сегодня не имеем ни малейшего представления» *.
* Л у и де Бройль. По тропам науки. ИЛ, 1962, стр. 150.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ПРИЧИНЫ ГОЛОДА
И НИЩЕТЫ НА ЗЕМЛЕ
И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ УСТРАНЕНИЯ
ВИНОВНИК ГОЛОДА И НИЩЕТЫ
НАРОДНЫХ МАСС — КАПИТАЛИЗМ
Нам кажется, что любой человек, прочитавший два первые раздела этой книги, сделает вполне естественный вывод, что пищевые и энергетические ресурсы Земли очень велики и страдания широчайших народных масс от нищеты и голода на обширных пространствах ее континентов отнюдь не являются следствием исчерпанности природных ресурсов.
Тем не менее трудно представить себе все ужасы и последствия голода и нищеты. Дадим лишь два примера: в Китае в XIX в. умерло от голода 100 млн человек, в Индии за последние 30 лет XIX в. — 20 млн. Подобные трагические факты еще не стали достоянием истории: и в наше время голод или длительное недоедание держат в своих тисках сотни миллионов людей. Подсчеты ФАО ООН 1960 г., касающиеся 80% населения Земли, показали, что только 21% людей получает ежесуточно более 2700 ккал, 19%—2200—2700 и 59,4%—менее 2200 ккал. По отдельным же странам средняя суточная калорийность пищи еще ниже. В 1960/61 г. в Индии она составляла 1860, на Филиппинах— 1950, на Цейлоне — 2150, в Венесуэле — 2300, в Японии — 2240 ккал. Надо учесть, конечно, и то, что здесь указана средняя суточная калорийность пищи: беднейшая же часть населения имеет еще более низкие пищевые нормы.
Неудовлетворительно питание значительной части человечества и в отношении качества пищи. Согласно данным ФАО, в дневную пищевую норму человека должно входить не менее 30 г животного белка, однако их же обследования показали, что более 30 г животного белка
в сутки получает лишь 19,5% обследованных людей, 15— 30 г—19,8% и менее 15 г—60,7%. Там, где питание недостаточно, почти всегда свирепствуют болезни, а медицинская помощь в большинстве стран капитализма и особенно в странах, недавно ставших на путь промышленного развития, находится на низком уровне. Например, в Иране один врач приходится на 12 тысяч жителей, в Ньясаленде — на 33 тысячи, в Нигерии — на 96 тысяч. Подсчитано, что в развивающихся странах 150 млн человек не имеют жилья. Это относится не только к экономически отсталым странам мира, но и к странам Западной Европы. Например, в Испании число бездомных достигает 1,2 млн.
Далеко не удовлетворительно материальное положение значительной части трудящихся и в индустриально развитых капиталистических странах.
Чем же объяснить все это? Почему среди изобилия нашей планеты, при уже столь высоком уровне развития науки и техники, во многих даже самых богатых странах миллионы людей не имеют нужного количества пищи, не имеют работы, не имеют нормального жилища? Основной причиной всех этих бедствий является капитализм.
Законы и непримиримые противоречия этого способа производства и распределения материальных жизненных средств с предельной глубиной вскрыл Карл Маркс. Марксизм-ленинизм доказал, что в капиталистическом мире, в мире огромного скопления богатств, которые рабочий класс создает капиталу, сам их создатель служит лишь воплощением особого товара — рабочей силы, а присвоение классом капиталистов результатов неоплаченного труда этого особого товара и есть источник гигантского накопления капитала. Это положение с особой четкостью проявляется при современном капитализме, когда, как это показал В. И. Ленин, фактическим хозяином и распорядителем в экономике и политике стала горстка монополий-гигантов. Их цель и движущий мотив — неутолимая жажда обогащения за счет эксплуатации рабочего класса и других широчайших масс трудового народа не только в своей стране, но и в любой части света, куда дотягиваются щупальца империализма.
И как бы ни была богата та или иная капиталистическая страна, это не избавляет широкие трудящиеся массы от лишений и бедности. Возьмем для примера цитадель современного капитализма — США.
В 1962 г. там вышла книга с заглавием, говорящим само за себя — «Бедность и лишения в США. Тяжелое положение двух пятых нации»*. Издатель этой книги необычен: ее выпустило в свет общество, именующее себя «Конференцией экономического прогресса». Авторы книги— крупные юристы, экономисты, бизнесмены, профсоюзные лидеры; в числе последних и такие отъявленные сторонники «американского образа жизни», как Мини, Рейтер и др. Издание книги возглавил Кайзерлинг, бывший председатель Совета экономических консультантов при президенте Трумене. Рассмотрим отдельные положения указанной книги, написанной столь необычной плеядой авторов.
Министерство труда США определило среднегодовой доход в 6 тыс. долл, в род «скромным, но достаточным» для бюджета семьи. Кайзерлинг и его коллеги относят семьи, имеющие доход до 4 тыс. долл., к нищенствующим слоям населения США, а семьи с бюджетом от 4 до 6 тыс. долл. — к семьям, живущим в лишениях. Авторы книги считают, что для достижения средней обеспеченности семьи необходимо иметь годовой доход, равный примерно 7, а высокой обеспеченности — свыше 15 тыс. долл. Отсюда авторы устанавливают, что в 1960 г. 10,5 млн семей (в среднем 3,3 члена) и 4 млн одиноких мужчин и женщин (всего 38 млн чело-век) жили в нищете. Еще 10,3 млн семей (в среднем 3,6 члена) и более 2 млн одиноких,— а всего 39 млн человек — жили, испытывая нужду и лишения. Эти две группы населения составляют 77 млн, или 42,8%, американцев; к ним же относятся семьи, живущие в условиях крайней нищеты (годовой доход менее 2 тыс. долл.), и одинокие с доходом 1 тыс. долл. Число таких семей составляет 3,3 млн (7,3% всех семей США), число одиноких— 1,8 млн; последнее число равно числу американцев, живущих в условиях высокой обеспеченности.
Как утверждают авторы, с 1929 по 1960 г. число американцев, живущих в нищете, снизилось на 19%, т. е. в среднем оно снижалось примерно на 0,6% в год. Реальный доход на душу населения в США за эти же годы возрос на 76,6%, т. е. примерно на 2% в год. (Здесь мы уточним, что данные о снижении процента нищеты отно
* «Poverty and Deprivation in the USA. The Phligt of Two-Fifts of a Nation». Washington, 1962.
сятся главным образом к тем годам, когда развитие экономики США подстегивалось второй мировой войной и войной в Корее.) На основании вышесказанного авторы рассматриваемой книги приходят к такому весьма примечательному выводу: «Слишком незначительная часть наших экономических успехов приходится на долю тех, кто больше всех в этом нуждается».
К наиболее бедствующим слоям населения авторы относят рабочих низшей квалификации, безработных и сельскохозяйственных рабочих; например, среднегодовая заработная плата кочующих сельскохозяйственных рабочих в 1959 г. составила для мужчин 1025 долл., а для женщин —446 долл. В исключительно тяжелом положении находятся престарелые. В 1960 г. из 6,2 млн американских семей, в которых глава семьи имел возраст 65 лет и более, около 2,3 млн жили в условиях нужды, а 1,3 млн — в условиях крайней нищеты. Авторы прямо указывают, что такое положение объясняется скудностью правительственной системы социального обеспечения трудящихся, достигших возраста нетрудоспособности. Так, в ноябре 1961 г. ежегодный размер пособия уволенным по старости рабочим не превышал 900 долл.
Весьма показательна структура беднейшего населения США по расовому признаку: в 1960 г. 60% всех небелых семей пребывало в бедности (среди белых семей бедствовало 28,5%), причем 32% всего небелого населения (11% для белого населения) находилось в условиях крайней нищеты.
Полуголодное состояние весьма заметно сказывается на здоровье беднейшего населения США. Так, в 1958 г. число полностью и частично нетрудоспособных людей в семьях с годовым доходом до 2 тыс. долл, было в четыре раза большим, чем в семьях, имеющих доход свыше 7 тыс. долл. К этому следует добавить влияние жилищных условий. «Нищета и лишения являются причиной того, что миллионы людей все еще живут в городских и сельских трущобах, потому что они не зарабатывают достаточно, чтобы жить лучше»,— читаем мы в рассматриваемой книге. Данные, которые приводят авторы, показывают зловещую роль трущоб — рассадников различных заболеваний, преступности и социальной деградации — в жизни десятков миллионов американских бедняков. Так, в Нью-Орлеане 44% больных туберкулезом поставляют
трущобы, занимающие 25% жилой площади города. В трущобах Нью-Йорка заболеваемость туберкулезом и детская смертность на 2,7% выше, чем в других районах города, а случаи заболевания заразными болезнями среди детей — в 2,5 раза.
Книга, о которой мы здесь говорили, далеко не единственная. Той же теме посвящен и труд Колко — американского социолога, экономиста, преподавателя привилегированного Гарвардского университета. Эта книга также, как и предыдущая, носит недвусмысленное название: «Богатство и власть в Америке. Анализ социального класса, дохода и его распределения» *. Автор разоблачает мифы о создании в США «почти бесклассового общества в области потребления товаров», о достижении «изобилия для многих, а не для узкого круга лиц», о подрыве власти крупных монополий и установления такой «экономической демократии», при которой «интересы руководителей корпораций не находятся в противоречии с общественными интересами».
Колко доказывает, что «теория выравнивания доходов не соответствует фактам» и «распределение доходов и богатств в США в настоящее время не изменилось сколько-нибудь существенно по сравнению с 1939 г. или даже с 1910 г.». В современных Соединенных Штатах Америки, как и прежде, на долю 10% населения с высоким доходом приходится 73 общей суммы личных доходов. Сумма же доходов беднейших 10% населения в 1910 г. была в 10 раз меньше, а в 1959 г. — в 30 раз меньше суммы доходов такой же по численности богатейшей группы населения. Половина низко обеспеченного населения США получает суммарно меньший личный доход, чем богатейшие 10% населения.
Данные об акционерном капитале, приводимые и Колко и Кайзерлингом, развенчивают в прах миф о «народном капитализме», «народных акциях» и т. п. Они свидетельствуют, что в 1937—1939 гг. 4% владельцев держали 64,9% акций крупнейших корпораций, а в 1951 г уже в два раза меньшее число владельцев сосредоточило в своих руках 58% акций
К исследованиям, показывающим поляризацию богатства и нищеты в США, относится и книга Харрингто
* G. К о 1 к о Welth and Power in America. An Analysis of Social Klass and Distribution. N. Y., 1962.
на — «Другая Америка. Нищета в Соединенных Штатах»*. Харрингтон — буржуазно-либеральный журналист, многие годы проработавший в католических благотворительных учреждениях и организациях социального обеспечения. Он подолгу жил в трущобах Нью-Йорка и других городов США, среди рабочих, безработных, престарелых пенсионеров и других категорий трудового люда, из которого капиталистическое производство, как во времена Маркса и Энгельса, так и теперь, высасывает все жизненные соки и силы, а затем отбрасывает их на дно нищеты.
Книга Харрингтона при всех имеющихся в ней противоречиях, при всей ее непоследовательности полностью это подтверждает. На основе своих личных наблюдений и большого фактического материала — данных официальной и профсоюзной статистики, свидетельств и заключений видных американских буржуазных исследователей — Харрингтон показывает потрясающую картину прозябания миллионов граждан США, обитателей «Другой Америки», показывает мир пауперов — жертв капиталистической цивилизации, тщательно маскируемый атрибутами «государства всеобщего благоденствия» и внешними прикрасами «американского образа жизни».
Харрингтон не без основания говорит о «культуре нищеты». Как правильно замечает И. Ю. Иванов в своем предисловии к русскому переводу этой книги, Харрингтон вкладывает в это понятие большое содержание: культура нищеты — это «совокупность условий, порождающих нищету, тот образ жизни, который ведут бедняки, их психологию и окружающую обстановку и т. п.» Именно наличие «культуры, нищеты» заранее определяет тот заколдованный круг, из которого не могут вырваться бедняки. «Они не могут обеспечить себе прожиточный минимум, так как они заняты лишь на низкооплачиваемых видах работы; они не могут получить иную работу, потому что не имеют образования; но они не могут получить образования, потому что они слишком бедны для этого».
Исходя из этого, Харрингтон относит к обитателям «Другой Америки» 40—50 млн своих сограждан. Он описывает весьма характерные особенности их положения,
* М. Харрингтон. Другая Америка. Нищета в Соединенных Штатах. ИЛ, М., 1963. (М Harington. The Other America. Poverty in the United States. N. Y.x 1962).
что свидетельствует об интеллектуальной честности автора. Он пишет: «Они бедствовали. Они бедствуют и по сей день. Разумеется, эта «Другая Америка» бедна не в том смысле, в каком мы говорим об отсталых странах, где миллионы людей рады сухой корке как спасению от голодной смерти. Наша страна избежала таких крайностей. Но это не меняет того факта, что десятки миллионов американцев в наши дни искалечены физически и духовно, живя в условиях, не отвечающих требованиям человеческого достоинства. Если эти люди не голодают в буквальном смысле слова, то питаются они все же впроголодь, причем могут быть даже тучными от грубой пищи. Они живут в плохих жилищных условиях, лишены образования и медицинской помощи».
Харрингтон разоблачает миф, «с помощью которого пытаются преуменьшить размеры нищеты в американском обществе». Он, в частности, отвергает распространенную «довольно странную теорию, согласно которой бедняками являются лишь представители сельскохозяйственного и цветного населения». Точно так же Харрингтон отвергает версию о том, что нищета существует где-то на «окраинах» нации, что она связана лишь с районами отсталости и что технический прогресс сам по себе уничтожит эту нищету.
Убедительными фактами Харрингтон доказывает, что все эти версии ничего общего не имеют с действительностью. По подсчетам американского буржуазного профессора Лэмпмэна, в категорию низко оплачиваемых входят по крайней мере 32 млн американцев. Харрингтон соглашается с этим, но подчеркивает, что, как это признает и сам Лэмпмэн, в это число надо включить и множество многодетных семей, «находящихся буквально на грани нищеты». Среди указанных 32 млн бедняков людей старше 65 лет имеется 8 млн. К цветному населению из этих 32 млн относится 6,4 млн, или 20%, всех обитателей «Другой Америки».
Что касается престарелых, к которым статистика относит лиц, достигших 65 лет, то их бедствия начинаются значительно раньше этого возраста. Харрингтон категорически утверждает, что «с точки зрения возможности получить работу в промышленности старость начинается где-то между 40 и 50 годами». Не оставляет он иллюзий и о положении молодежи. По данным того же
Лэмпмэна, молодежь по сравнению со стариками состав* ляет еще большую прослойку «мира нищеты». К этой группе Лэмпмэн относит 11 млн человек; иначе говоря, более 1/3 населения этого мира. «Значение этих фактов трудно переоценить,— пишет с горечью Харрингтон.— Среди престарелых много людей, ставших бедняками после того, как они всю жизнь работали и имели вполне приличный достаток. Это особая трагедия... Что касается детей бедняков, все идет к тому, что они станут родителями следующего поколения мира нищеты».
Таков удел поколений широчайших трудящихся масс, тяжелым трудом которых за последнее столетие национальное богатство Соединенных Штатов возросло в несколько десятков раз. Некоторое представление о том, как росло это богатство, дают подсчеты советского экономиста С. Л. Выгодского*, который на основе данных американской статистики установил, что за период 1879—1959 гг. общая стоимость продукции ведущего сектора экономики США — обрабатывающей промыпь ленности — возросла в 36 раз (с 9,4 до 339,3 млрд долл.), а сумма прибавочной стоимости — в 56,8 раза (с 2,2 до 125 млрд долл.).
Противоречия современного капитализма приняли столь кричащий характер, что даже буржуазные исследователи не могут их игнорировать. Более того, вопиющие факты массовой нищеты в самой богатой капиталистической стране — США — официально признали ее капитаны. Покойный президент Дж. Кеннеди в одном из своих выступлений перед конгрессменами заявил, что 32 млн американцев живут на грани нищеты, что в США крайне плохо поставлено медицинское обслуживание населения, скудна помощь по безработице, мало средств отпускается на народное образование. Не лучше характеризовал положение в стране и президент Джонсон: по его словам, 33—35 млн американцев зачастую живут хуже, чем того требует человеческое достоинство, и главное — без надежды на изменение такого положения; это — мир, в котором людям приходится бороться за каждый день своего существования в поисках пищи и крова, это — мир, в котором даже легкое заболевание трудящегося — настоящая трагедия для него и его семьи.
* С. Л. Выгодский. Очерки теории современного капитализма. М., 1961, стр. 149, 150.
Это признание Джонсона не требует комментариев, И пусть цифры, приведенные им и Дж. Кеннеди, не сходятся полностью с цифрами буржуазных исследователей, о которых мы говорили выше, — факты массовой нищеты в самой индустриальной и самой богатой стране ка* питализма неопровержимо доказывают то, что капита* лизм и благополучие масс несовместимы друг с другом.
Не лучше обстоит дело и в других развитых капиталистических странах. Так, в 1951 г. в промышленности ФРГ норма прибавочной стоимости была равна 320%, а во Франции в 1952 г. — 315%. Эти цифры говорят о том, что большая и все возрастающая часть труда рабочих присваивается капиталистами. Степень эксплуатации еще никогда не была столь высокой, как теперь.
Прибавочная стоимость — источник капиталистических прибылей, капиталистического накопления. Повышение нормы прибавочной стоимости ускоряет темпы капиталистического обогащения и одновременно ведет к относительному, а иногда и к абсолютному ухудшению положения рабочего класса. Под относительным ухудшением понимается снижение доли рабочего класса в национальном доходе, под абсолютным ухудшением— снижение жизненного уровня рабочих. В США, например, доля трудящихся в национальном доходе в 1923 г. составляла 54%, а к 1959 г. снизилась до 50%, в Англии (1924—1957) она упала с 45 до 33,5%, во Франции (1938—1952) с 50 до 39%, в Японии (1950— 1957) с 46 до 32% *. Относительное ухудшение положения рабочего класса и всех трудящихся в капиталиста* ческих странах не менее ярко характеризуется и распределением национальных богатств между общественными классами. Уже в 20-х годах текущего столетия в США на 1% населения приходилось 59%, а на 87% населения — 8% всех национальных богатств. В Англии на 7% налогоплательщиков приходится 84% всех доходов страны, 2% населения присваивает 55% доходов, 1% владеет 38% национальных богатств**. В США насчитывается 217 лиц, у каждого из которых ежегодные доходы превышают 1 млн долл, в год. По оценке американской печати, доходы пяти братьев
* М. Д Панов. Расточительство и роскошь среди нищеты. М., «Знание», 1962.
** «Правда», № 119, 19.IV 1966.
Рокфеллеров равны 5 млн долл, в год. Личное состояние семейства Рокфеллеров оценивается в 3,5, а семейства Меллонов — в 3,8 млрд долл. Годовой доход магната тяжелой промышленности Франции Шнейдера составляет 123,2 млн франков, что почти в 2500 раз превышает доход среднего налогоплательщика.
Обогащение капиталистов идет за счет эксплуатации не только рабочих, но и крестьян. Мелкие сельские производители арендуют землю у крупных землевладельцев, и стоимость значительной части получаемой продукции присваивается землевладельцами в виде арендной платы. В США прожиточный минимум фермерской семьи из пяти человек в 1945 г. был равен 1700 долл. Этот минимум мог быть обеспечен при валовом доходе фермы 2800 долл, в год. Валовой же доход 2900 ферм не превышал 670 долл, на ферму. В результате неравной конкурентной борьбы с крупными хозяйствами происходит разорение более мелких ферм. В США 20 лет назад было 6 млн фермеров, а сейчас осталось 3,4 млн; в ФРГ с 1949 по 1964 г. количество мелких крестьянских хозяйств сократилось на 500 тысяч.
Намного хуже материальное положение трудящихся в странах, недавно освободившихся от колониального гнета, и в колониальных странах; там национальный доход на душу населения в 10—15 раз ниже, чем в промышленно развитых капиталистических странах.
Известно, что империализм в течение долгих десятилетий не только грабил народы колониальных >и иных зависимых стран, но и искусственно поддерживал их вековую отсталость. Несметные природные богатства этих стран хищнически использовались иностранными захватчиками и служили источником усиления экономической и политической мощи хозяев метрополий. Сами же зависимые страны оставались поставщиками одного-двух видов первичного сырья, добываемого крайне рутинными техническими средствами при очень низкой производительности труда.
Таким образом, империализм грабил народы своей колониальной периферии и по праву хищника-завоевателя, и по праву экономически могущественного эксплуататора, получавшего баснословные прибыли от использования дешевых рабочих рук и дешевого сырья. Трудно представить себе действительные размеры того богатства, которое империалисты награбили тем или иным
путем в зависимых от них странах. Напомним только о том, что в начале нашего века объектом этого грабежа долгое время была колониальная периферия, общая территория которой (без зависимых стран, формально считавшихся самостоятельными) составляла 73 млн км2 (около 50% площади мира) с населением 1,05 млрд человек (35% населения Земли) *.
С тех пор многое изменилось. Великая Октябрьская социалистическая революция расколола мир на две системы — социалистическую и капиталистическую.
Империализм оказался не в состоянии предотвратить крушение своей колониальной империи, и ее пора* бощенные веками народы обрели национальную независимость. Но, став суверенными, эти молодые национальные государства расплачиваются и сегодня за последствия прошлого господства колонизаторов.
Здесь нет возможности останавливаться на этом подробно **. Поэтому, несмотря на всю важность этой проблемы, мы ограничимся лишь некоторыми краткими характерными данными.
В конце 40-х годов нашего века на долю группы жо-номически слабо развитых стран приходилось около 8% мирового капиталистического производства обрабатывающей промышленности и производства металлов, менее 4% продукции металлообрабатывающей промышленности. Эти страны поставляют капиталистическому Западу многие основные виды сырья, но тем не менее продукция горнодобывающей промышленности в них самих едва достигает в стоимостном выражении 25% по отношению ко всему производству минерального сырья в капиталистическом мире.
До второй мировой войны на долю США, Англии, Германии и Франции (население которых составляет всего 14,9% населения капиталистического мира) приходилось 72% промышленной продукции всех капиталистических стран. В то же время доля Индии и Китая (43,6% всего населения капиталистического мира) не превышала 2%. В Азии, Африке и Латинской Америке тогда проживало более 70% населения капиталистиче
* А. Г. Шигер. Политическая карта мира М., 1961, стр. 11.
** Этот вопрос обстоятельно рассмотрен в книге- В. Рым алов, В Тягуненко. Слаборазвитые страны в мировом капиталистическом хозяйстве. М, 1961.
ского мира, а на их долю приходилось всего 8% промышленной продукции *.
Советские ученые показали, как используют отсталость этих районов мира империалистические монополии, каков тот огромный ущерб, который они наносят экономике молодых национальных государств, в частности «тихим» путем неэквивалентного обмена. Как видно из данных специальных комиссий ООН, цены на экспортируемую империалистическими державами промышленную продукцию выросли с 70-х годов прошлого века до конца второй мировой войны на 30—40% по сравнению с ценами на сырье и продовольствие, составляющими основу экспорта экономически слабо развитых стран. Это несоответствие усиливается не только за счет роста производительности труда в империалистических странах (по сравнению с 1870-ми годами в США и Западной Германии наблюдается увеличение производительности труда в 2,5—3 раза), но и за счет непрекращающего-ся увеличения цен на экспортируемые промышленные товары капиталистических держав при постоянном снижении цен на сырье, вырабатываемое в слаборазвитых странах. В 1949 г. за одно и то же количество экспортируемого сырья слаборазвитые страны получили в обмен текстильные товары в количестве гораздо меньшем, чем до войны: бывшая Французская Экваториальная Африка— на 68%, Иран — на 64%, Британская Гвиана — на 60%, Индия — на 49%, Чили — на 42%. В том же году США продавали в слаборазвитых странах свои грузовики и химикалии по цене в 6,25 и 7,7 раза более высокой, чем в 1938 г.; сырье же из этих стран США вывозили по очень'низким ценам.
Надо ли говорить о том, что освобожденные страны несут на такой торговле огромные убытки. Советский экономист А. А. Санталов неопровержимо доказал, что, используя рычаг неэквивалентного обмена, империалистические страны в 1948—1952 гг. грабили 70 слаборазвитых стран на 16 млрд долл, в год**. Другой советский экономист, В. М. Коллонтай, пользуясь данными ООН, проделал обстоятельные расчеты и установил, что потери слаборазвитых стран из-за неэквивалентного об
* «Industrialisation and Foreign Trade». Leage of Nations, Geneve, 1945, p. 22.
** А. А. Санталов. Империалистическая борьба за источники сырья. М., 1954, стр. 56.
мена составпяют 40—45% их товарооборота *. Так же как и Санталов, Коллонтай показал, что в стоимостном выражении эти потери составляют 14—16 млрд долл, в год.
Такова огромная сумма, которую империалисты из года в год в форме неэквивалентного обмена товаров на протяжении долгого времени изымают из экономики слаборазвитых стран, обрекая их народы на голод и нищету.
Другим средством ограбления народов этих стран являются капиталовложения в их промышленность «добрых дядей» из капиталистического Запада. Возьмем для примера США. Несмотря на все трудности выяснения этого вопроса, который хозяева капитала окружают тайной, все же и здесь открывается неприглядная картина грабежа. Платежный баланс США показывает, что за 1950—1957 гг. прибыли американских нефтяных компаний в слаборазвитых странах Азии, Африки и Латинской Америки составили 12,2 млрд долл.; и это при общем размере новых капиталовложений всего лишь 6 млрд долл. Общая сумма инвестиций, вложенная в эти экономически отсталые районы, за 5—6 лет за счет «самовозрастания» прибыли «породила» себя самую в размере первоначальной величины.
Эти далеко не полные данные свидетельствуют о тех громадных богатствах, которые перекачиваются из слаборазвитых стран в сейфы монополий индустриальных держав Запада. Этих богатств с лихвой хватило бы на развитие экономики молодых национальных государств, на ликвидацию голода и систематического' недоедания населения, на подъем его материального и культурно-бытового положения. Если к этому прибавить те богатства, которые ныне поглощает милитаризация в империалистических странах (и в первую очередь в США), станет ясным, каковы те мощные резервы, которые человечество, не будь капитализма, могло бы использовать для создания благополучной жизни всем людям Земли.
Массовая безработица — постоянный спутник капитализма. Даже теперь, в фазе циклического подъема производства, хроническая безработица в промышлецно
* В. Коллонтай. Прибыли империалистов от эксплуатации слаборазвитых стран. Мировая экономика и международные отношения, 1959, № 6.
развитых капиталистических странах растет изо дня в день. В начале 1967 г. число безработных в США равнялось 3,2 млн человек, в Италии около 1 млн. Еще недавно в ФРГ вещали об «экономическом чуде» — отсутствии безработицы; с октября 1966 г. по февраль 1967 г. число безработных там возросло с 145 до 700 тыс. Еще большая безработица имеет место в экономически слабо развитых странах: в 1958—1962 гг. число безработных в Пуэрто-Рико достигало 9—15% рабочей силы, на Филиппинах—7%, в Чили — 6—8%, в Британской Гвиане, на Тринидаде и Ямайке—10—20%.
По миру в целом армия безработных состоит из 9—11 млн человек. Работая, эти люди могли бы создавать жизненные средства не только для себя, но и еще для 35—45 млн человек. А они вынуждены кое-как существовать за счет работающих, ухудшая тем самым Положение последних. В борьбе за улучшение своего экономического положения рабочие прибегают к стачкам и забастовкам. В США в 1958 г. зарегистрировано 5025 забастовок, в которых приняло участие 2,2 млн человек. При этом потеряно 23,5 млн человеко-дней, т. е. более 78 тыс. человеко-лет. По подсчетам Кайзерлинга, за 1953—1960 гг. в результате сокращения времени занятости в производстве потеряно более чем на 200 млрд долл, валовой продукции и около 18,5 млн человеко-лет *. За последнее десятилетие число участников забастовок увеличилось вдвое, достигнув 55—57 млн человек в год.
В середине текущего века наука ввела в строй небывало мощное средство повышения производительности человеческого труда — автоматизацию. Но в странах ка-витализма автоматизация используется только в интересах собственников средств производства, увеличивая их прибыли. В результате автоматизации производства норма прибавочной стоимости настолько увеличивается, что прибыли капиталистов растут даже при резком сокращении числа работающих. Таким образом, в странах капитализма автоматизация производства увеличивает армию безработных. В США за 6 лет (1957— 1964) вследствие автоматизации уволено 1,5 млн чело-век ** Председатель профсоюзов КПП-АФТ Дж. Мини,
* В. Любимова, С. Пронин, О. Сальковский. Эксплуатация трудящихся — закономерность капитализма М., 1965, tip. 24.
** И. П. Айзенберг. Для блага человека. М., 1964, стр. 8.
будучи сторонником капитализма, все же был вынуждеа заявить на съезде американских профсоюзов, что автоматизация «быстро становится истинным проклятием нашего общества» *.
Ярким обвинительным свидетельством против капиталистического строя являются многочисленные случаи уничтожения товаров, в том числе и продовольствен-ных продуктов, а также сознательное сокращение производства средств питания. И это происходит в то время, когда большая часть населения плохо питается или просто голодает. В 1947 г. правительство США сознательно сократило посевы пшеницы, хлопка и картофеля, так как из-за безработицы уменьшилась поку* пательная способность населения. В 1950 г. министр сельского хозяйства Бреннен предложил уничтожить 1360 тыс. т картофеля, чтобы поддержать цену на него, и распорядился сократить посевы пшеницы на 17%, кукурузы на 20%, хлопка на 23%. Летом 1964 г. американский конгресс принял решение сократить посев* ные площади пшеницы на 20%. По мнению помощника министра земледелия США Маклейна, весьма важным мероприятием является уничтожение уже накопленных излишков сельскохозяйственной продукции и уменьшение ее производства, так как это предотвратит бесконечное образование излишков продуктов в будущем. В 1949 г. в США было уничтожено 140 млн яиц.
Во Франции в 30-х годах текущего столетия с целью снижения урожайности было запрещено орошение виноградников; за повышенный урожай винограда был установлен штраф. Виноградарям, согласившимся уничтожить виноградники и не возобновлять посевов в течение 30 лет, была предложена компенсация в размере 1120 франков за 1 га; в результате погибло 30 тыс. га виноградников. В Дании было зарезано 483 тыс. голов крупного рогатого скота. Мясо отнюдь не пошло на удовлетворение потребностей нуждающихся в нем: его использовали в качестве удобрений и корма для живот* ных.
Старшее поколение наших современников наверно помнит, что когда в период экономического кризиса (1929—1932) в Бразилии накопился большой запас кофе, было принято решение уничтожить все деревья
* «Правда», № 327, 22.11 1964.
семилетнего возраста и снизить заработную плату рабочих. Это не помогло, и тогда кофе стали сжигать в топках пароходов и паровозов. Горело плохо. Стали сжигать кофе на полях, обливая его керосином, который покупали в США, затрачивая 1 млн. долл, в год. Но и это мероприятие оказалось недостаточным. Стали затапливать мешки с кофейным зерном в море, но бедняки вылавливали их и продавали на рынках. После этого плантаторы начали топить кофе подальше от побережья. Так было варварски уничтожено 78 млн мешков кофейных зерен.
Может быть, не стоило бы приводить эти примеры прошлых лет? Может быть, теперь этого нет и никогда не будет? На эти вопросы в наше время можно ответить словами председателя ФАО Бинай Сена «В Соединенных Штатах Америки,— пишет он,— производство продовольствия даже искусственно тормозится, и, несмотря на это, уже накопились огромные излишки продуктов питания» *. «Излишки» потому, что их не покупают по подходящей капиталистам цене. Но какие же это излишки при наличии сотен миллионов голодающих во многих странах, в том числе и в США.
* * *
Войны подрывают благосостояние человечества, тормозят развитие науки и производства, уносят миллионы жертв. Во время франко-прусской войны 1871 г. сражалось 1500 тыс. человек, в русско-японской войне участвовало 2 млн солдат, в 1914—1918 гг. под ружье было поставлено 66,2 млн человек. В первой мировой войне приняли участие 28 государств с населением в 1,5 млрд человек. Население стран, участвовавших во второй мировой войне, составило 80% всех жителей Земли; только в вооруженные силы было втянуто 110 млн человек. Понятно, что под ружье ставятся только работоспособные люди, и каждый из них может создавать материальные ценности не только для себя, но и еще для 3—5 человек.
В первую мировую войну погибло 10 млн. солдат, искалечено 20 млн; примерно столько же погибло гражданского населения. За годы второй мировой войны уби
* Бинай Ранджан Сен Избавление от голода — величайшая задача человечества. Сб. «Наука и человечество». М., 1964. стр. 171.
то свыше 22 млн человек, ранено и искалечено 34 млн. В результате двух мировых войн, происшедших в первой половине XX в., погибло 150 млн человек — в 10 раз больше, чем унесли все войны в XIX в. Среди убитых — люди самого производительного возраста, а раненые и искалеченные превратились в инвалидов, которых необходимо содержать за счет общества.
Люди, поставленные под ружье, не только не создают материальных ценностей, но, наоборот, безвозвратно разрушают все созданное человеческим трудом. Материальные ценности, уничтоженные в результате артиллерийских обстрелов, взрывов, воздушных налетов, пожаров и других военных действий за 1900— 1950 гг., оцениваются в 4 триллиона долларов. Это в 10 раз превышает суммарную стоимость всех национальных богатств США и национального годового дохода всех стран капиталистического мира. Этими средствами можно обеспечить высокий прожиточный минимум 50 млн человек в течение 50 лет.
На покрытие военных издержек в XIX в. расходовалось 8—13% национального дохода, в 1914—1918 гг.— 40%, в годы последней мировой войны — 60%. На подготовку к первой мировой войне израсходовано 52 млрд долл., а вместе с причиненным ущербом она обошлась в 260 млрд долларов. Этих денег хватило бы на покупку домов с большими участками для 87 млн демобилизованных солдат. Накануне второй мировой войны ежегодно на вооружение затрачивалось 13 млрд долларов, а каждый год войны обходился человечеству в 730 млрд долларов. На средства, затраченные на эту войну, детям всего мира можно было бы дать среднее образование, построить пятикомнатные дома для всех семей мира и на каждые 5 тыс. населения Земли оборудовать прекрасные больницы.
В отчетном докладе Центрального Комитета КПСС XXIII съезду Коммунистической партии Советского Союза Л. И. Брежнев обратил внимание народов мира «на наиболее уродливое явление в буржуазном мире сегодня — на милитаризацию экономики. Национальные богатства, создаваемые людьми труда, все больше идут не на улучшение жизни людей, а на производство орудий смерти. Уже накоплены целые горы оружия, и, несмотря на это, гонка вооружений продолжается не
бывалыми темпами, поглощая огромную часть нацио* нального дохода буржуазных государств» *.
Милитаризация, ставшая неотъемлемой и характерной чертой современного государственно-монополистического капитализма, не только во много крат ускоряет процесс дальнейшей централизации капитала в руках горстки монополий, но и накладывает отпечаток на все области экономической и политической жизни в развитых странах капиталистического Запада. «Хозяйство» НАТО может служить здесь наглядной иллюстрацией.
Вооруженные силы США и их союзников по этому агрессивному блоку составляют 8 млн готового к военным действиям личного состава. Для стран Запада, входящих в НАТО, характерными стали рост военных расходов, бюджетный дефицит, увеличение государственного долга, инфляция и т. п. И все это тяжким грузом ложится на плечи трудовых масс.
Необычайно растут военные расходы в Западной Германии. Так, по бюджету на 1962 г. прямые военные расходы составили там 16,5 млрд марок. В 1958 г. они равнялись 6,9 млрд марок и по сравнению с 1955 г. увеличились в 170 раз; начиная с 1963/64 г., военные расходы повысились до 18 млрд, в год **.
В Англии ю бюджету на 1963/64 г. военные расходы были равны 5144 млн, на 1964/65 г.,— 5596 млн и на 1965/66—5937 млн долл. Само собой разумеется, что львиная доля этих средств распределяется среди монополий, изготовляющих новые виды вооружений — ракеты, военную авиацию, военно-морской флот и т. д.
Растущие военные расходы занимают видное место и в экономике малых стран Западной Европы. Об этом свидетельствуют следующие данные ***.
	1964 г	1965 г.	1966 г.
Бельгия ^млод белы Франков)	24631	24188	26300
Голландия (млн гул д нов) . •	2635	2664	2715
Дания (млн датских крон) . . •	1625	1710	1766
орвегия (млн норвежек, крон)	1491	1722	1872
* «Материалы XXIII съезда КПСС» М., 1966, стр. 11.
** «The Military Balance 1965—1966». The Institut for Strategic Studies. London, 1965, p. 18.
*** Там же.
Но среди стран НАТО в милитаризации экономики стра-Н’ы особо отличается американский империализм (табл. 14). Даже эти официальные дан-	чИ г—1 си		1966 (смета)		1 56,6	106,4
	а S ч ю		2?		50,2	96,5
ные говорят о непрерывной «эскалации» военных расходов США. За двадцать послевоенных лет военные расходы почти в 50 раз превысили сумму этих же расходов за двадцать довоенных лет. В настоящее время безудержная гонка во-	G3 н		СО CD		54,2	97,7
			со 2		52,8	92,6
			сч со ст>		51,1	00 СО
оружений в США поглощает прямо или косвенно 3Л федерального бюджета страны. Только на военные цели НАТО Соединенные Штаты из-			со СР		§	81,5
			СР ю 2		46,5	80,3
расходовали 725 млрд долл.; общая сумма расходов НАТО за время его существования (с			to		43,4	69,0
1949 г.) составляет 1050 млрд долл. Чтобы дать более ясное представление о колоссальности этой суммы, скажем, что она более чем в пять раз превышает стоимость земли США (исключая участки под жилыми постройками) и более чем в три раза годовой национальный доход этой самой богатой капиталистической страны. Одной тысячной доли этих денег хватило бы на то, чтобы построить на реке Меконг, проходящей через весь Индокитайский полуостров, серию электростанций, создать современную систему ирригационных сооружений и превратить долины этой могучей реки в цветущие, полные изобилия районы Земли.			ю СР		40,7	64,4
		Военные расходы США *	£	Прямые военные расходы (без расходов по освое-	нию космоса) 		США*1 СУМШ Расходов на так называемУю оборону
* По данным ежегодных отчетов Министерства финансов; в млрд долл, на текущие цены.
Но такие цели чужды природе капитализма, его капитанам и идеологам. Их занимает другое: они рыщут по Земле в поисках большого бизнеса. История капитализма вполне убедительно показала, что нет такого преступления, которое могло бы остановить хищников наживы. Ради нее американские цивилизованные варвары используют достижения современной науки и техники, чтобы ядохимикатами, напалмом, авиабомбами и ракетными снарядами истреблять вьетнамцев, превращать в выжженную пустыню их поля, сады и леса, разрушать селения, предприятия, культурно-бытовые учреждения, дамбы,— все то, что этот трудолюбивый народ тяжелым трудом многих поколений создавал на своей многострадальной родине. И вот это бедствие народов Индокитая превращается для хозяев американских концернов — торговцев современным оружием смерти — в богатейший источник барышей. Об этом же свидетельствуют страдания народов арабских стран, ставших жертвой агрессии со стороны правителей Израиля— исполнителей воли американского империализма.
Разбойничья война во Вьетнаме используется американскими правящими кругами для подстегивания хозяйственного «бума» в США. Вот как этот бизнес выглядит в долларах: в 1966/67 г. расходы на войну во Вьетнаме составили примерно 20 млрд долл.*—в четыре раза больше чем в 1965/66 г. Военные ассигнования в виде казенных контрактов передаются крупнейшим монополиям и служат для них источником баснословного бизнеса. Даже по данным буржуазной печати можно судить об огромных прибылях, которые война во Вьетнаме при* носит монополиям, производящим оружие смерти и разрушения. Так, в 1964 г. сумма военных заказов равнялась 24,5, а в 1965 г.— 25,2 млрд долл.; за одно первое полугодие 1966 г. она достигла 19,9 млрд долл. А вот сведения о росте прибылей, которые после уплаты налогов составили: в 1963 г.— 32,6 в 1964 — 37,2, в 1965— 44,5 млрд долл **. Это в четыре раза больше, чем сумма среднегодовой прибыли, полученной корпорациями США в период второй мировой войны, и на 70% выше прибылей в последнем квартале 1962 г., когда прибыли достигли рекордного для послевоенных лет уровня.
* «U. S. News World Report», 28.1 1966.
** «Survey of Current Business», March 1966, p. 4.
Однако бум, связанный с военно-экономической конъюнктурой, усиливает неустойчивость экономики и поли-тики США, обостряет существующие в них противоречия. Инфляция вызывает рост цен, что задевает насущные нужды широких трудовых слоев населения страны. Так, индекс оптовых цен на важнейшие товары в феврале 1966 г. был на 11% выше, чем за год до этого, а индекс розничных цен на потребительские товары — на 14% *. В связи с расходами на войну во Вьетнаме и инфляцией правительство США должно было увеличить налоги с населения в 1967 г. по сравнению с предыдущим годом.
Одновременно урезается бюджет на гражданские нужды. Правительством США была помпезно объявлена программа «великого общества»—строительство школ, больниц, городское благоустройство и т. п.,— на осуществление которой предполагалось затратить 3,9 млрд долл/, фактически же на эти цели отпущено не более 2,3 млрд долл. На «борьбу с бедностью» в 1965/66 г. было обещано 1,7 млрд долл.** (израсходовано гораздо меньше); эта сумма меньше годовой прибыли одной только корпорации «Дженерал Моторе», меньше, чем тратится за один месяц на войну с Вьетнамом.
Война разрушает богатства человечества не только тогда, когда она уже идет: милитаризм постоянно тормозит использование жизненных ресурсов в интересах трудящихся. Готовясь к войне, империалистические государства создают огромные армии, раздувают военную промышленность. Угроза населению со стороны этих государств вынуждает миролюбивые народы нести тяжелое бремя военных расходов для усиления обороны от опасностей агрессии милитаристов. В армиях современного мира числится не менее 20 млн человек. Кроме того, около 100 млн человек работает в военной промышленности и в организациях, обслуживающих вооруженные силы; 70% всего научного персонала мира так или иначе используется в военной области. Все эти люди существуют на средства, создаваемые другими людьми, работающими в мирных отраслях народного хозяйства, тогда как они могли бы производить средства существования не только для себя, но и еще для 350—600 млн человек.
* «Survey of Current Business», March 1966, p. 7—8.
** «Worker», 24.IV 1966.
Военная техника не создает средств жизни, а стоит очень дорого. Часть ее разрушается на полях сражений, другая лежит на складах, устаревает и заменяется новой. Фунт американского бомбардировщика Б-85 стоит 568 долл, при цене фунта золота 560 долл. Ракета «Атлас» стоит 35 млн долл., а атомная подводная лодка 65—НО млн. На деньги, затрачиваемые на строительство одной атомной подводной лодки, можно построить не менее 50 стоквартирных домов, а одного бомбардировщика «Валькирия» — 30 школ или две электростанции средней мощности. Устройство площадки для межконтинентальных ракет обходится в 250 млн долл., что равно стоимости электростанции мощностью 1,7 млн квт. Вложения в строительство атомных и водородных бомб в США уже в 1952 г. достигли 2,17, а общие расходы на производство атомного оружия (1943—1957) 18—20 млрд долл.
Как уже было сказано, после второй мировой войны все страны мира расходуют на военные цели 120 млрд долл, в год. На эти средства можно было бы обеспечить безбедную жизнь более 60 млн человек.
На XVII сессии Генеральной Ассамблеи ООН Советский Союз внес проект «Экономической программы разоружения». В проекте убедительно доказывается, насколько выиграли бы все народы, если бы средства, расходуемые сейчас на военные цели, были направлены на благо человечества. Во всех странах можно было бы широко развернуть жилищное строительство, расширить сеть школ, высших учебных заведений и больниц, улучшить социальное обеспечение и т. д. Огромный выигрыш получили бы экономически слабо развитые страны. В этих странах можно было бы ускорить темпы индустриализации и за сравнительно короткое время поднять обеспечение населения материальными и культурными благами. Все эти меры резко снизили бы безработицу. Если из общей суммы 120 млрд долл, ежегодно только 8—10% выделять на помощь молодым государствам, то за 20 лет можно было бы ликвидировать в этих бедствующих районах Земли голод и нищету. Пятая часть средств, расходуемых сейчас на войну, помогла бы за 20—25 лет преодолеть там экономическую отсталость и приблизить молодые страны к уровню промышленного производства таких развитых стран, как Англия илц
Франция. В странах Азии, Африки и Латинской Америки можно было бы создать 30—40 новых энергетических центров мирового значения.
И вот вместо вполне реальных перспектив такого «мира без войны» враги человечества и прогресса, выразители интересов реакционной империалистической буржуазии ратуют за ядерную войну.
В мире накоплено сейчас много атомных и водородных бомб; общая мощность их, считая на тротиловый эквивалент, достигает 250 млрд т. Это значит, что на каждого человека земного шара заготовлено 80 т взрывчатки. По американским данным, одна 20-мегатонная бомба (20 млн т по тротилу), взорвавшись в воздухе, может сровнять с землей все кирпичные и каркасные жилые дома в радиусе 24 км от места взрыва. Ее огонь сжег бы все, что может гореть, и в том числе все живое, в районе протяженностью от Нью-Йорка до Филадельфии. А теперь есть бомбы в 50, 100 и даже больше мегатонн. По ориентировочным подсчетам, мировые запасы ядерного оружия по своей силе в 12,5 млн раз превышают силу бомбы, сброшенной на Хиросиму. Американский ученый Лайнус Полинг в книге «Не должно быть больше войны» определяет число возможных жертв ядерной войны в 800 млн человек. Имея в виду две перспективы: мир без войны или истребительная ядерная война, знаменитый физик Макс Борн пишет: «В течение нескольких ближайших лет появится нечто новое, что перестроит наше бытие. Это новое включает в себя одновременно страшную угрозу и блестящую надежду: угрозу самоубийства человека и надежду на рай на Земле *.
Возникает вполне естественный вопрос, какими же мотивами руководствуются правящие классы и государственные руководители империалистических стран, допуская такой рост военных расходов. Ответ ясен: монополистические круги руководствуются не интересами благосостояния человечества, а ростом своих прибылей. В результате увеличения военных расходов национальные доходы стран перераспределяются таким образом, что доля трудящихся из-за роста налогов все время уменьшается. В связи с войной во Вьетнаме налоги в США уже увеличены на 6 млрд долл, и намечается
* «Bulletin of the atomic scientist», N 6, I960, p. 194.
повысить их еще на 5 млрд. Увеличивающиеся налоги перекрывают военные расходы, и прибыли монополий, работающих на производство вооружения, растут как на дрожжах. По данным американского бюллетеня «Лей-бор Рисерч», норма прибыли военных концернов на 50— 100% выше, чем гражданских.
Работать по военным заказам монополиям очень выгодно, так как они не зависят от колебаний спроса и обеспечивают баснословные прибыли. По выражению американского чиновника Крэпса, народ, ведущий войну, является идеальным потребителем. Он предъявляет массовый спрос на сталь, железо и другие дорогие материалы, а на полях сражения разбивает их вдребезги. Исчезает проблема неиспользования избыточных мощностей, исчезает проблема реализации товаров.
СССР и другие страны социалистического лагеря тоже несут весомые военные расходы, в определенной степени сдерживающие темпы мирного строительства. Однако все военные мероприятия в социалистических странах вытекают не из характера их внутреннего строя, а вынуждаются агрессией капиталистических государств, стремящихся развязать новую мировую войну.
* * *
Наука по своей сущности призвана увеличивать власть человека над силами природы и облегчать труд и жизнь людей. Ее развитие связано со всеми сторонами общественной жизни и прежде всего с производством. Производственная деятельность ставит перед наукой задачи, создает материально-техническую базу для ее развития, оснащает ее оборудованием для исследования. Но прогресс науки имеет и свои внутренние закономерности, в силу которых она часто опережает запросы практики производства, освещая пути дальнейшего развития производительных сил.
Особенно ускорилось развитие науки после второй мировой войны. Число научных работников удваивается почти каждые десять лет. По приблизительным оценкам, за последние десятилетия накоплено две трети научных знаний, добытых человечеством за всю его историю.
Но в условиях современного капитализма достижения науки и ее безграничные возможности не могут быть полностью использован^ в интересах человечества. Однд-
кс было бы неправильным считать, что капитализм против использования науки, против ее развития. Современный государственно-монополистический аппарат широко использует науку, тратит на научные исследования громадные средства. Но в империалистических государствах научные достижения прежде всего используются в военных целях, так как правительственные ассигнования направлены главным образом на совершенствование военной техники. В США 80% научного бюджета (12 млрд долл.) идет на исследования в области военной тематики. Кроме огромных средств, затрачиваемых на разработку все более мощного ядерного оружия, много денег идет на работы по созданию химического и бактериологического оружия. Например, в исследовательском центре компании «Детрик» в этой области работает 138 докторов естественных наук, 20 докторов медицины, 47 докторов-микробиологов.
Даже проблему освоения космоса империалисты рассматривают в разрезе военных интересов. Известно, что США значительную часть запускаемых спутников Земли использует в шпионских целях. В одном из номеров «Вестника Нью-Йоркской академии наук» в 1958 г. была напечатана статья «Человек в космосе». Проблема осво-ения космоса рассматривается в этой статье как проблема империалистического дележа новых «земель». В докладе социолога Лэссуэлла, напечатанном в том же сборнике, обсуждаются вопросы раздела сфер влияния в космосе и порабощения населения других планет земными завоевателями. В Американском обществе по астронавтике обсуждался следующий проект. Ядерный заряд помещается на одном из астероидов, движущихся между Землей и Марсом. Группа космонавтов, добравшись на ракетном корабле до астероида, производит на нем взрыв и сталкивает астероид е орбиты так, чтобы он упал в заданном районе Земли. При этом должен произойти взрыв, эквивалентный по мощности взрыву миллионов водородных бомб. То, что этот фантастический проект встретил серьезное внимание Пентагона, подтверждается тем, что уже рассчитывается стоимость его осуществления, способы размещения ядерных зарядов на астероиде и т. д.
Находятся естествоиспытатели, открыто отстаивающие использование науки в империалистических целях.
Например, известный физик Иордан (ФРГ) заявил, что современное оружие массового уничтожения людей ничуть не аморальнее средневекового арбалета. Американский физик Кан издал книгу «О термоядерной войне», посвященную вопросу, как осуществить массовое уничтожение людей; с удивительным цинизмом автор определяет при этом предполагаемое огромное количество жертв. Продолжает яростно выступать за распространение ядерного оружия создатель американской водородной бомбы физик Теллер.
Поскольку капитализм отнюдь не стремится к удовлетворению потребностей человека, в капиталистических странах не в полной мере используются средства, отпускаемые на «мирную» науку. Конкуренция монополий ведет к засекречиванию открытий и изобретений, препятствует свободному обмену научным опытом. Отсутствие общемирового (да и внутригосударственного) планирования науки приводит к параллелизму в работе, к многократному повторению работ, к нерациональной затрате сил, средств и времени. Часто в погоне за максимальной прибылью и сверхприбылью в лабораториях монополий ведутся работы по ухудшению продукции с целью ограничения ее применения. Например, в США к пластическим массам, применяемым в авиационной промышленности, были специально подобраны ядовитые добавки для того, чтобы из этих пластмасс не изготавливали зубных протезов. Американским химическим концерном-гигантом Дюпона разработана рецептура краски «монострал» для лаков и тканей. Однако цена не устраивала хозяев концерна и они не были заинтересованы в применении этой краски в текстильной промышленности. Поэтому были разработаны добавки к краске, вызывающие порчу тканей и кожные заболевания при их ношении.
Из всего сказанного ясно, насколько выиграло бы все население Земли, если бы вместо проблем войны, если бы вместо поисков путей к уничтожению жизненных средств и благ решались бы проблемы наилучшего использования возможностей, которые предоставляет наша планета, для улучшения жизни людей, освоения недр Земли, синтеза пищи, овладения новыми видами энергии и т. д., если бы, благотоворное влияние науки, все средства, расходуемые на нее, были направлены на увеличение жизненных благ.
Разве все сказанное не показывает, как закономерно связана неизбежность голода и нищеты на Земле с самой сущностью капиталистического строя? «Если XX век — век колоссального роста производительных сил и науки,— говорится в Программе КПСС,— еще не покончил с нищетой сотен миллионов людей, не принес изобилия материальных и духовных благ всем людям на Земле, то в этом повинен только капитализм» *.
ЧЕЛОВЕЧЕСТВО ОБРЕТЕТ ИЗОБИЛИЕ
Капиталистический строй противоречит интересам не только современного, но и будущего человеческого общества. Пагубность влияния этого общественного строя на прогресс человечества в целом начинает понимать и ряд буржуазных ученых. Например, английский физик Томсон, прямо признавая, что капиталистическое общественное устройство встало в противоречие с коренными интересами человечества, пишет: «Любой план сколько-нибудь существенного изменения поверхности земного шара, такой, например, как хотя бы частичная мелиорация Сахары, может натолкнуться на трудности не только математического, технического и биологического, но и политического характера» **. Трудность политического характера — это противоречивые интересы отдельных капиталистических государств, отдельных монополий. Профессор политической экономии Стокгольмского университета Мюрдаль называет капиталистическое общество «миром, плывущим по воле волн». В поисках преодоления противоречий этого общества Мюрдаль предлагает, например, «мировую экономическую интеграцию», т. е. согласованную экономическую политику всех капиталистических государств в целях благоденствия всего мира. Достигнуть мировой экономической интеграции Мюрдаль считает возможным путем убеждения руководителей ведущих империалистических государств в ее необходимости. Однако им же данная характеристика империалистических государств раскрывает иллюзорность этих надежд. Да и сам он понимает, что для планирования мирового хозяйства в интересах благоденствия людей необходима организация, заинтересованная в судьбах все
* Материалы XXII съезда КПСС. Госполитиздат, 1961, стр. 323.
** Д. Томсон. Предвидимое будущее. ИЛ, 1958, стр. 119,
го человечества. Но «по существу,— пишет Мюрдаль,—* я не знаю во всем мире ни одного правительства, ни одетой политической партии, которые были бы действительно на высоте этих задач» *.
Многие буржуазные философы, экономисты и публицисты еще не осознали, а зачастую и не хотят осознать, что общественную систему, отвечающую коренным интересам человечества, не требуется выдумывать. В силу объективных закономерностей развития человеческого общества такая система возникла полвека назад и теперь успешно развивается не только на территории Европы и Азии, но и на континенте Америки — на Кубе. В СССР и других странах социализма ликвидированы эксплуататорские классы. Цель социалистических стран — достижение благосостояния всего народа, а не обогащение отдельных групп за счет его большинства — трудового населения, как это свойственно капитализму.
Планы хозяйственного развития социалистических стран заранее согласовываются, строятся на научной основе. При этом предусматривается широкая взаимопомощь, кооперирование, взаимовыгодная специализация производства, совместное строительство предприятий. Таков Браильский комбинат по переработке камыша, который совместно строят Румыния, Польша, Чехословакия и ГДР. Нефтепровод «Дружба» протяженностью 4500 км, по которому волжская нефть идет в ГДР, Польшу, Чехословакию и Венгрию, строился всеми этими странами и СССР. Завершен первый этап объединения энергетических систем семи европейских стран лагеря социализма. В начале 1966 г. Советом экономической взаимопомощи приняты рекомендации по специализации 1600 видов продукции машиностроения. На основе специализации и кооперирования в странах, входящих в Совет, уже производится 85% прокатного, 75% нефтеперерабатывающего оборудования и многие виды другой продукции **. Все эти мероприятия в равной мере направлены на благо народов всех стран социализма, на подтягивание экономического уровня отставших в этом отношении стран к уровню более развитых стран, на
* Г. Мюрдаль. Мировая экономика. Проблемы и перспективы, ИЛ, 1958.
** «Известия», № 100, 27.IV 1966.
укрепление всей системы социализма, на ускорение прихода к коммунизму всех социалистических стран.
Государства социалистической системы оказывают экономическую и техническую помощь развивающимся странам, не преследуя при этом никаких корыстных экономических или политических целей. При техническом содействии Советского Союза в молодых государствах Азии и Африки уже построены и строятся 480 промышленных предприятий и других объектов. В число первых входят 34 завода черной и цветной металлургии, 50 машиностроительных и металлообрабатывающих предприя-тий, 20 химических и нефтеперерабатывающих заводов, 20 электростанций и т. д. Большую помощь молодым государствам оказывают и другие страны социалистической системы: с помощью Чехословакии, ГДР, Польши, Болгарии, Венгрии и Румынии там построено и строится 400 промышленных предприятий; среди них — крупные машиностроительные, металлообрабатывающие, химические заводы, электростанции. Страны СЭВ принимают большое участие в деле подготовки национальных кадров для молодых государств. Тысячи юношей и девушек из Африки и Азии получают образование в высших учебных заведениях социалистических стран. Важную роль играет помощь социалистических стран в реализации самой возможности освобождения молодых государств от колониального рабства, в борьбе против попыток империалистических государств вновь закабалить развивающиеся страны.
Благодаря возникновению мировой системы социализма и освобождению от империалистического гнета многих колоний и полуколоний политическая карта мира резко изменилась и резко сузилась сфера влияния капиталистического мира. Не может быть сомнения в том, что в силу неотвратимых законов развития человеческого общества придет время, когда трудящиеся всего мира заменят капиталистическое общественное устройство социалистическим. Братское содружество социалистических стран всего мира впервые в истории человечества позволит осуществить мировое плановое хозяйство. Разумеется, установление социалистического строя не сра* зу влечет за собой благоденствие и полное изобилие. Потребуется время для изменения самого сознания людей, для устранения хозяйственных диспропорций, остав
ленных капитализмом, для овладения методами плано* вого управления хозяйством мира на основе самой передовой науки.
В результате грандиозных изменений, происшедших в мире, войны перестали быть фатально неизбежными, как это было при безраздельном господстве экономической системы империализма. Уже теперь, как говорится в Программе КПСС, на земном шаре сложилась обширная зона мира. «Наряду с социалистическими странами в нее входит большая группа несоциалистических государств, не заинтересованных по тем или иным причинам в развязывании войны... Растет число стран, придерживающихся политики нейтралитета, стремящихся оградить себя от опасности, которую таит участие в агрессивных военных блоках... Народы все активней берут решение вопроса о мире и войне в свои руки... Великой организующей силой этой всенародной борьбы выступает международный рабочий класс — самый непримиримый, самый последовательный борец против империалистических войн» *.
С расширением и укреплением мощи социалистического лагеря опасность войны будет уменьшаться, а с победой социализма во всем мире войны отойдут в область истории. Сложившаяся в мире новая ситуация требует единственно правильного взаимоотношения между государствами — политики мирного сосуществования всех государств независимо от их социального строя. «Мирное сосуществование социалистических и капиталистических государств — объективная необходимость развития человеческого общества. Война не может и не должна служить способом решения международных споров. Мирное сосуществование или катастрофическая война — только так поставлен вопрос историей» **.
Из принципа мирного сосуществования всех стран, независимо от их общественного строя, в свою очередь вытекает возможность всеобщего и полного разоружения. Предложения Советского Правительства о всеобщем и полном разоружении принципиально одобрены генеральной Ассамблеей ООН и встретили горячую поддержку передовых людей всего мира.
В условиях мирного сосуществования все страны мц-
* Материалы XXII съезда КПСС, стр. 363.
** Там же.
ра уже в настоящем могли бы совместно решать многие проблемы общечеловеческого значения. К таким проблемам относятся, например, использование гидроэнергии, освоение глубин Земли, планирование мирового рыбного хозяйства, изучение и завоевание космоса, овладение энергией атомного ядра, синтез белка и других компонентов пищи.
Заключение Московского договора о запрещении ядерных испытаний в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, отказ от вывода на орбиту ядерного оружия, сокращение производства расщепляющихся материалов для военных целей — это хотя еще и не разоружение, но это первые шаги к нему. Московский договор уже дал положительные результаты: по данным исследований, проведенных научно-исследовательским судном «Михаил Ломоносов», только за один 1965 г. плотность радиоактивных осадков на поверхности океана уменьшилась в 2,2 раза. К сожалению, остается угроза радиоактивного заражения океана и атмосферы в связи с продолжающимися полетами американских самолетов с водородными бомбами на борту. Эта опасность особенно остро выявилась при крушении в 1966 г. такого самолета в Испании. Но такие полеты таят в себе опасность и несравнимо больших катастроф.
Империалистические государства — в первую очередь США, ведущие преступную войну против Вьетнама и опутавшие многие районы земного шара своими военными базами, и ФРГ, стремящаяся перекроить карту мира,— упорно сопротивляются разоружению; борьба за него является самой актуальной задачей всех сторонников мира, всех прогрессивных сил на Земле.
Марксистско-ленинская наука исходит из неограниченных возможностей исторически развивающегося процесса познания природы человеком и использования ее законов в своих целях. Это положение диалектического материализма неизменно подтверждалось и подтверждается историей человечества. Ряд представителей буржуазной философии, а также ученые-естествоиспытатели, находящиеся в ее плену, утверждают обратное. При этом они исходят из теории ограниченности познавательной способности человека. В своем бессмертном труде «Материализм и эмпириокритицизм», написанном полвека назад, В. И. Ленин с предельной ясностью показал оши
бочность таких представлений, и современное развитие науки — яркое тому доказательство. Приведем несколько примеров.
Французский философ XIX в. Огюст Конт заявлял, что для человеческого разума навсегда останется неизвестным состав небесных тел. Теперь с помощью спектрального анализа подробно изучен состав атмосферы Солнца, многих звезд, планет, состав межзвездного вещества. Современные телескопы просматривают Вселенную на расстояние 5 млрд световых лет; это приблизительно половина радиуса метагалактики. За последние 20 лет осваиваются новые методы изучения космоса с помощью радиоволн, космических лучей, гамма-излучения. Разрабатываются методы нейтринной астрономии. Установлено, что элементарные частицы нейтрино, образующиеся при ядерных реакциях в недрах Солнца, свободно проходят через весь космос и всю толщу Земли. Если удастся обнаружить нейтрино, поступающие из недр Солнца, то можно будет «увидеть» происходящие там ядерные реакции.
Выдающийся химик своего времени Берцелиус считал невозможным искусственный синтез органических веществ из неорганических. Теперь искусственных органических соединений получено больше, чем их известно в природе. Немецкий физико-химик Оствальд яро отрицал реальность атомов и молекул. Теперь не только доказана реальность атома, но и в значительной степени раскрыто его строение. В конце прошлого столетия круп* ные немецкие физики Аббе и Гельмгольц доказывали, что наука дошла до предела микроскопической видимости и никогда не удастся увеличить объект более, чем в две тысячи раз. Теперь электронный микроскоп дает увеличение в сотни тысяч раз и позволяет видеть некоторые отдельные молекулы и мельчайшие живые организмы — вирусы. Наш современник физик Иордан утверждал, что, дойдя до атома и электрона, человек достиг предела проникновения в микромир. Теперь открыты и более мелкие элементарные частицы и быстро продвигается изучение их структуры. Нильс Бор, много сделавший в области изучения строения ядра атома и ядерных реакций, считал практическое использование ядерной энергии маловероятным. Теперь работают атомные станции, плавают атомные корабли. Жизнь опровергла утвержде
ния тех буржуазных ученых, мировоззрение которых не-мецкий физиолог Дюбуа-Реймон в речи «О границах естествознания» (1870) выразил так- «не знаем и не будем знать». Многие из задач, которые он хотел охватить своим тезисом, уже нашли свое решение, а другие близки к этому.
Производительные силы, так же как и количество открытий и научных достижений, увеличиваются резко нарастающими темпами по типу цепной разветвляющейся реакции. Достаточно сказать, что за последние сто лет человек добился в деле покорения природы больших результатов, чем за всю свою предшествующую историю. Только в XX в. созданы авиация, электроника, атомная энергетика, автоматика, полимеры, полупроводники, начато освоение космоса.
В невиданных масштабах ведутся работы по изменению органического мира и переделке лика Земли.
До открытия телеграфа люди могли обмениваться информацией в лучшем случае со скоростью полета почтового голубя (60—70 км/час), в худшем — со скоростью своих собственных ног. Сейчас обмен информацией происходит со скоростью света, т. е. в земных условиях практически мгновенно. Недалеко то время, когда каждый человек в любой момент времени сможет установить непосредственную связь с любым другим человеком. Еще в XVIII в. люди могли передвигаться по суше только пешком или же конным транспортом, а по воде—• на гребных и парусных судах. Максимальная скорость передвижения людей даже конным транспортом не превышала 10 км!час. Первое паровое судно спущено на воду в 1807 г., первый паровоз пошел в 1825 г. Сейчас воздушные корабли — сверхзвуковые реактивные само* леты — переносят людей и грузы со скоростью, превышающей 2000 км/час. Мощные межконтинентальные ракеты имеют еще большую скорость. Искусственные спутники Земли достигли первой космической скорости [(8 км/сек), а межпланетные станции, посланные к Венере и Марсу, преодолели вторую космическую скорость (11,2 км/сек) и вышли из поля тяготения Земли.
Только в СССР число искусственных спутников Земли типа «Космос» превысило 150. Часть из них возвращена на Землю, часть, выполнив программу, сгорела в атмосфере, часть будет находиться в полете до 10, до 100 И
даже до 1000 лет. Кроме серии «Космос», запускаются и другие спутники. Так, в СССР на орбиту выведены спутники связи «Молния—1» с высотой апогея почти 40 тыс. км. Запущены космические станции в направлении Венеры. Продолжает действовать межпланетная станция «Зонд-З», с помощью которой сфотографирована обратная сторона Луны. К началу 1966 г. эта станция находилась на расстоянии 95 млн км от Земли. Много спутников Земли и космических станций запущено также в США.
12 апреля 1961 г. мир узнал о первом проникновении человека в космос, узнал о советском гражданине Юрии Гагарине. Советские космонавты совершили полеты в двух- и трехместных кораблях, участвовали в групповых космических полетах. А 18 марта 1965 г. советский космонавт А. А. Леонов вышел из космического корабля в космос. Подобные полеты повторяли затем американские космонавты. И в СССР и в США ведутся практические работы по подготовке полетов людей на управляемых кораблях на Луну. 3 февраля 1966 г. советская автоматическая станция «Луна-9» осуществила мягкую посадку на поверхности Луны, такая же посадка произведена станцией «Луна-13» 24 декабря 1966 г. 3 апреля 1966 г. начал вращаться первый в мире советский искусственный спутник Луны. Автоматической станцией «Венера-3» вымпел СССР доставлен на Венеру.
В самое последнее время созданы лазеры — квантовые генераторы света. Принцип их действия заключается в следующем: в кристаллах некоторых тел накапливается световая энергия, которая затем испускается в виде строго направленных, почти не расходящихся, необычайно интенсивных пучков света; такие пучки создают на малой площади чрезвычайно высокую температуру и колоссальное давление световых волн. Уже работают лазеры, генерирующие световые волны длиной от 0,3 до 3000 микрон, т. е. излучающие свет от ультрафиолетового до инфракрасного. Лазеры режут и плавят самые прочные и твердые вещества, такие, как алмаз и рубин. С помощью квантовых генераторов произведена локация Луны и измерено расстояние от нее до Земли. Это открывает возможность использовать лазеры для сверхдальней космической связи и как сверхточные дальномеры на Земле Начинают применять лазеры в
медицине, а также для систем передачи энергии. Выясняется возможность превращения лазерного излучения в электрический ток с высоким коэффициентом полезного действия. Есть предположение, что особо интересные результаты лазерное излучение может дать в химии, как универсальный катализатор, позволяющий создавать или разрушать в соединениях строго определенные связи. Полагают также, что с помощью лазеров удастся расширить связь и увеличить дальность передачи информации. По линиям связи, основанным на квантовых генераторах, по-видимому, можно будет одновременно передавать до 100 тысяч телевизионных программ или многие миллионы телефонных разговоров.
С расширением сфер человеческой деятельности (космическое пространство, глубины Земли) возникают новые отрасли промышленности, а следовательно, и потребность в совершенно новых материалах, обладающих порой необычными «экзотическими» свойствами. И такие материалы создают физики, химики, технологи. Уже есть вещества, не изменяющие своей прочности в условиях космической стужи и при тысячах градусов жары. Есть вещества, обладающие сверхпроводимостью не только при абсолютном нуле, но и при десятках, а может быть и сотнях градусов тепла. Есть кристаллические вещества, прочность которых приближается к теоретической —1000—2000 кг/мм 2. Правда, пока еще не научились получать кристаллы больших размеров, из которых можно было бы изготавливать какие-либо крупные детали, но чрезвычайно важен сам принцип получения сверхпрочных веществ. Сейчас такие кристаллы используются в порошковой металлургии в качестве наполнителей, во много раз повышающих прочность обычных металлов.
Величие открытий, которые будут совершены даже в ближайшие десятилетия, предугадать трудно. Как выразился некогда Ньютон, перед нами всегда расстилается и будет расстилаться неисследованный океан истины. «Ум человеческий открыл много диковинного в природе,— писал Ленин,— и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней» *.
* В. И, Ленин. Поли. собр. соч.ш т. 18, стр 298.
В социалистическом обществе наука не может сознательно использоваться одними группами людей против других, так как при социализме нет антагонистических классов. В условиях социалистической системы хозяйства наука используется в интересах всего народа. Сама наука становится производительной силой.
Считая возможность разрешения жизненных задач человечества доказанной, надо, конечно, еще иметь уверенность в том, что они будут разрешены своевременно, так как запоздалое решение той или иной жизненной задачи тормозит развитие человечества. Но как говорил К. Маркс: «Человечество ставит себе всегда только такие задачи, которые оно может разрешить, так как при ближайшем рассмотрении всегда оказывается, что сама задача возникает лишь тогда, когда материальные условия ее решения уже существуют или, по крайней мере, находятся в процессе становления» *.
Разумеется, при разрешении задач, с которыми человечество может встретиться, было бы неправильным не учитывать многих трудностей. Преодоление их является основной задачей современного человека, ответственного за судьбы будущих поколений.
А природные ресурсы Земли не только не исчерпаны, но и выявлены они еще далеко не полностью. Их хватит для того, чтобы обеспечить всем необходимым не только современное население Земли, но и гораздо более многочисленное. Но для этого необходимо, чтобы умственная и материальная деятельность всего человеческого общества служила целям благоденствия всех людей Земли.
* К. Маркс. К критике политической экономии. 1952, стр. 8.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора..........................................3
Часть I. Пищевые ресурсы .	  5
Солнце и фотосинтез............................. 5
Запасы химических элементов, входящих в	состав	пищи	9
Полезная площадь Земли .........	24
Расширение возделываемых площадей...............30
Посевы без почвы............................ _43
Урожайность сельскохозяйственных культур	....	46
Удобрения..........................................  33
Защита растений.................................39
Регуляторы роста и развития растений............68
Продуктивность домашних животных................71
Механизация сельского хозяйства.................76
Пищевые богатства морей и океанов .	80
Преобразования органического мира...............85
Элементы стихийности в воздействии на природу	.	•	96
На пути к полному покорению природы .	.	.	.	.	Ю1
Синтетические продукты питания .......	109
Часть II. Ресурсы энергии .............................118
Потребление энергии в прошлом, настоящем и будущем 118
Энергия солнца ...................................120
Гидроэнергия......................................  125
Работа ветра .	.	.	< .......	130
Тепло морской воды....................... 132
Тепло недр Земли .	  133
Энергия приливов .................................. 136
Энергия атомного ядра ............................  139
Итак, хватит ли человечеству энергии	.	145
Часть III. Действительные причины голода и нищеты на
Земле и возможности их устранения	.	151
Виновник голода и нищеты народных масс — капитализм 151
Человечество обретет изобилие ......	177
Константин Михайлович Малин
Жизненные ресурсы человечества
Издание второе, переработанное и дополненное
Утверждено к печати редколлегией научно-популярной
литературы Академии наук СССР
Редактор В М. Тарасенко
Художник Е. В. Крылов
Технический редактор В. В Волкова
Сдано в набор 27/IV-1967 г. Подписано к печати 18/VII 1967 г. Формат 84X108l/aj Усл. печ л 9,87 Уч.-изд. л. 9,8 Тираж 90 000 (1—30 000). 1 завод Т-10240. Тип. зак. 6713.
Цена 29 коп.
Издательство «Наука». Москва, К-62, Подсосенский пер., д. 21
2-я типография издательства «Наука». Москва, Г-99, Шубинский пер.» 10
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА
Сканирование - A AW
Dj Vu-кодирование - Беспалов