12.9. Зеленая революция

Первоначально этот термин употребляли тогда, когда речь шла об успешном введении в культуру высокопродуктивных сортов риса и пшеницы с целью повышения производства пищи в развивающихся странах.

В конце сороковых годов низкорослые сорта пшеницы из Японии были скрещены с полукарликовыми американскими сортами. Выведение низкорослых форм злаковых культур в значительной степени решало проблему полегания стеблей с тяжелыми колосьями, что в свою очередь открыло возможности гораздо более широкого использования азотных удобрений и искусственного орошения с целью повышения урожайности. В результате проведенных мер урожай зерновых удалось увеличить в два раза.

Успех, достигнутый при выращивании пшеницы, подтолкнул к организации Международного центра по изучению риса на Филиппинах. Удачное скрещивание высоких мощных сортов из Индонезии и карликовых форм с Тайваня дало очень хороший сорт 1R8, который при использовании азотных удобрений созревает очень рано, что позволяет собирать два урожая за один сезон.

Описанные нововведения принесли, однако, и некоторое разочарование, поскольку выяснилось, что использование их связано с внесением большого количества дорогостоящих удобрений. Поэтому крестьянам эти нововведения особого преимущества не давали. Кроме того, из-за необычного вкуса и консистенции рис новых сортов часто оказывался непопулярным среди местного населения.

На выбор основной сельскохозяйственной культуры, используемой для пропитания, могут влиять различные факторы, порой не связанные с производством пищи. В обычно возделываемых зерновых злаковых может не хватать некоторых незаменимых аминокислот; например, в кукурузе очень низко содержание лизина и триптофана. Жители развитых стран предпочитают обычно получать необходимые аминокислоты из белков животного, а не растительною происхождения (содержащихся, например, в бобовых и злаковых). Зерно при этом скармливается животным, что добавляет лишнее звено консументов в пищевую цепь и создает, таким образом, довольно неэффективную систему, превращающую растительный белок в высококлассные животные белки.

Решение названных проблем может заключаться в:

1) развитии программ, направленных на отбор мутантов и выведение новых сортов, лучше приспособленных к климатическим условиям, или способных противостоять временному ухудшению погоды, например засухе;

2) развитии генной инженерии, способной перенести благоприятные гены в организм растения-хозяина, для того чтобы придать ему определенные качества, например устойчивость к какому-то заболеванию. В настоящее время уже предпринята попытка перенести NIF-гены (гены азотфиксации), обусловливающие взаимодействие бобовых растений с бактерией Rhizobium, в сельскохозяйственные культуры, не относящиеся к бобовым. Если данная попытка окажется успешной, это значительно сократит затраты на дорогостоящие азотные удобрения.

Для аридных зон выводятся сорта, способные выносить высокое содержание солей в почве. Оказывается, что некоторые виды обладают генами, определяющими возможность накапливать ионы солей в вакуолях (в качестве механизма детоксикации). Другие виды растений, видимо, способны переносить высокие концентрации ионов натрия в листьях без какого-либо отрицательного воздействия на рост и развитие.

У ряда растений устойчивость к засухе определяется, по-видимому, наличием в цитоплазме специальных веществ, которые ограничивают вредные последствия высыхания и которые способны быстро реактивироваться при наличии воды. По мнению некоторых исследователей, способность растения переносить засуху зависит прежде всего от структуры клеточных стенок, а также от размеров и формы клеток (или вакуолей).

Выражение "зеленая революция" в настоящее время используется в более широком смысле и обозначает просто успешное применение научно обоснованных методов растениеводства в тропических условиях.

Сельскохозяйственные технологии, позволившие увеличить производство органических веществ, обусловили продолжающийся быстрый рост мирового народонаселения. Тем не менее в Европе возможности получения пищи на базе совершенных технологий пересматриваются (например, в рамках сельскохозяйственной политики ЕЭС) в связи с наблюдающимся перепроизводством, уже приведшим к образованию "гор продуктов". Однако в мире в целом проблема нехватки пищи остается по-прежнему актуальной, так же как и проблема зависимости урожая от погодных условий, особенно количества выпадающих осадков.

По скорости прироста населения все страны можно разделить на три основные группы:

Группа 1. Страны, где скорость прироста населения меньше, чем 1,5% в год. Сюда относятся вся Северная Америка, Западная Европа и СССР, на долю которых в сумме приходится примерно 26% всего мирового населения.

Группа 2. Страны, где скорость роста составляет 1,5-2,5% в год. Это Китай, Япония, Южная Африка, на долю которых приходится около 28% мирового населения.

Группа 3. Страны, где скорость ежегодного прироста более 2,5%. Сюда относятся Индия, Пакистан, Индонезия и большая часть государств Африки. В сумме на эту группу приходится примерно 46% мирового населения. Было подсчитано, например, что Индия должна ежегодно увеличивать производство зерна примерно на 3 млн. т просто для того, чтобы прокормить увеличивающееся население. К тому же именно эти районы наиболее подвержены внезапным стихийным бедствиям (наводнениям или засухам), и следовательно, именно здесь наиболее вероятны предпосылки для возникновения голода.

Все сельскохозяйственные технологии направлены на то, чтобы повысить эффективность фотосинтетических систем и в конечном итоге увеличить продукцию сухого органического вещества, используемого человеком. Эффективность эта базируется на превращении солнечного излучения в прирост растительной массы. Выбор основной сельскохо-зяйственной культуры определяется, однако, не только желанием получить наибольший выход полезного продукта и не только ограничениями, накладываемыми климатическими условиями (прежде всего температурой) и активностью вредителей, но и разными привходящими обстоятельствами, а именно вкусовыми предпочтениями, легкостью возделывания, религиозными и социальными моментами. С целью удовлетворения пищевых потребностей растущего народонаселения (особенно в развивающихся странах) отмечается стремление расширить географические (определяемые возможностями адаптации растений к тому или иному климату) пределы возделывания различных культур, для чего осваиваются новые районы и вместе с тем выводятся новые сорта, способные успешно произрастать в пограничных (маргинальных) районах основного ареала.

Сельское хозяйство, в той форме, в какой оно развивается на Западе, зависит от больших вкладов энергии (механизация) и от интенсивного использования азотных удобрений. Производство таких удобрений связано не только с потреблением атмосферного азота, но также требует большого количества энергии. Интенсивное земледелие возможно, таким образом, только на малой части сельскохозяйственных угодий. Поэтому в мировом масштабе основное внимание уделяется селекции новых сортов, способных дать больше высококачественной пищи, но вместе с тем требующих при культивировании меньшего вклада энергии и меньшего количества азотных удобрений. Подобная целевая установка сочетается с необходимостью использовать для выращивания сельскохозяйственной продукции новые местообитания и расширять сам круг возделываемых культур. Так, например, в Великобритании обычной культурой стал теперь рапс и изучены возможности выращивания подсолнечника (для производства масла).

Программы интенсивного земледелия, основывающиеся на искусственной оптимизации внешних условий, позволили добиться высоких урожаев. Использование теплиц и гидропоники дает возмож-ность особенно четко выявить основные принципы, связанные с такими программами.