А / Антропогенная энергия

Энергия, получаемая человеком, как правило, из исчерпаемых источников и затрачиваемая на поддержание состава и структуры агроэкосистемы. Антропогенная энергия поступает в агроэкосистему в форме связанной энергии, уже затраченной на производство сельскохозяйственной техники, удобрений, пестицидов, горючего и т. д.

Прямые затраты антропогенная энергия в сельском хозяйстве составляют не более 50% (в том числе на горючее — 35%), остальную часть составляют косвенные затраты (30% — на производство сельскохозяйственных машин). Однако при этом даже самые высокие вложения антропогенной энергии в агроэкосистему составляют не более 1% ее энергетического бюджета, основа которого — неисчерпаемая экологически чистая солнечная энергия. Основные статьи прямых затрат антропогенной энергии в агроэкосистеме следующие.

1. Растениеводство (получение первичной биологической продукции): селекция и семеноводство (энерготраты за пределами конкретной агроэкосистемы — на селекционных станциях, в научно-исследовательских институтах, на сортоучастках, в семеноводческих хозяйствах и т. д.); обеспечение условий для развития растений (вспашка, культивация, контроль засоренности посевов, насекомых-вредителей, болезней); улучшение условий почвенного питания растений (минеральные и органические удобрения, полив); сохранение семян культурных растений в зимнее время (энергия для зернохранилищ).
2. Животноводство (конверсия первичной биологической продукции во вторичную): производство и подготовка кормов к скармливанию (заготовка сена, выращивание корнеплодов и зерна на кормовые цели, силосование, приготовление сенажа и комбикорма, запаривание соломы и т. д.); поддержание оптимальной температуры среды обитания животных в зимний период (строительство и отапливание животноводческих помещений); обеспечение высокой продуктивности животных (удойность, привесы, настриг шерсти, яйценоскость и др.) за счет использования химических стимуляторов, витаминов, антибиотиков и т. д.
3. Транспорт (перенос вещества и энергии внутри агроэкосистемы, между агроэкосистемами и городскими экосистемами или между несколькими агроэкосистемами): перемещение вещества по пищевой цепи «продуцент — консумент» (подвоз кормов); перемещение вещества в обратном направлении (вывоз навоза на поля); отток вещества из агроэкосистемы (вывоз готовой продукции на элеватор, мясокомбинат и т. д.); приток вещества в агроэкосистему (завоз семян, удобрений, горючего, техники, строительных материалов и т. д.).

Не все эти статьи одинаково расточительны. Наибольшее количество антропогенной энергии затрачивается на горючее для работы сельскохозяйственной техники, на производство удобрений (в первую очередь азотных) и самой техники. История сельского хозяйства — это история последовательного наращивания вложения антропогенной энергии и энергетического удорожания производимой продукции. Если «с огорода папуасов» на 1 Кал мышечной энергии получается 15 Кал пищи, то в современном высокомеханизированном и химизированном хозяйстве это соотношение обратное (на 15 Кал антропогенной энергии получается 1 Кал пищи). Экономический эффект от наращивания величины антропогенной энергии подчиняется действию закона убывающей эффективности (например, чтобы поднять урожайность пшеницы с 10 до 15 ц/га, нужно гораздо меньше антропогенной энергии, чем для получения дополнительных 5 ц при исходном урожае 25 ц/га). Поэтому для удвоения урожайности сельскохозяйственных культур в США в первой половине нашего столетия потребовалось увеличить вложения антропогенной энергии в 10 раз. Общей тенденцией развития современного сельского хозяйства является энергосбережение.