Е. Э. Боровский

Зеленые революции

Одна из главных проблем, порождаемых демографической ситуацией в мире, – обеспечение питанием быстрорастущего населения. В мире ежегодно появляется 90–100 млн новых едоков, а мировое сообщество со всей его технологической мощью пока не может накормить в надлежащей мере даже тех голодных, которые уже существуют. Ни одной стране мира пока еще не удалось повысить благосостояние и добиться развития экономики без предварительного резкого увеличения производства продуктов питания, главным источником которых всегда оставалось сельское хозяйство.

Продовольственная проблема – многоплановая, она имеет социальный, экономический и экологический аспекты. Вплоть до ХХ столетия большинство людей на планете не имели достаточного количества пищи для нормальной или хотя бы сносной жизни. От голода, крайнего проявления продовольственной проблемы, в 20-е гг. ХХ в. страдало 2/3 человечества. В конце столетия эта доля сократилась до 1/4 населения планеты, но с учетом демографического взрыва абсолютное число голодающих не уменьшилось. По данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), в настоящее время в мире недоедают и голодают более 1 млрд человек, ежегодно умирают от голода около 10 млн человек и 100 млн находятся под угрозой смерти. Численность людей, калорийность пищи которых меньше критической нормы (1400–1600 ккал/день) составляет около 700 млн человек. (Для сравнения – калорийность пищи узников Освенцима составляла примерно 1700 ккал.)

Отметим, однако, что для экономически развитых стран, в которых проживает менее 15% населения Земли, явление голода или недоедания не характерно. В США и Франции уровень продовольственного самообеспечения превышает 100%, в Германии составляет 93%, в Италии – 78%. Эти страны сейчас производят и потребляют более 3/4 мирового продовольствия. Для их жителей характерными становятся переедание и излишний вес. Общее число таких переедающих оценивается в 600 млн человек – около 10% населения Земли. В США в эту категорию попадает более половины жителей в возрасте от 20 лет и старше.

Основным источником продуктов питания для человека является сельское хозяйство. При этом главным ресурсом земледелия служат плодородные распахиваемые почвы. Но площадь пахотнопригодных земель постоянно сокращается. Особенно интенсивно этот процесс идет в настоящее время – огромные площади пашни отторгаются под строительство городов, промышленных предприятий, дорог, «съедаются» оврагами.

Большой урон сельскохозяйственным землям наносят процессы опустынивания: ускоренными темпами идут дефляция и эрозия, уничтожается растительный покров. В результате бессистемного использования за всю историю цивилизации около 2 млрд га продуктивных земель превратились в пустыни: на заре земледелия продуктивные земли составляли около 4,5 млрд га, а сейчас их осталось около 2,5 млрд га.

Площадь антропогенных пустынь равна примерно 10 млн км², или 6,7% всей поверхности суши. Процесс опустынивания идет со скоростью 6,9 млн га в год и уже выходит за пределы ландшафтов аридной зоны. Под угрозой опустынивания находятся порядка 30 млн км² (около 19%) суши.

Угрожающе расширяет свои границы Сахара – величайшая пустыня мира (9,1 млн км²). По официальным данным властей Сенегала, Мали, Нигера, Чада и Судана, темпы ежегодного продвижения края Сахары составляют от 1,5 до 10 м. За последние 50 лет ее площадь увеличилась на 700 тыс. км². А ведь относительно недавно, в III тысячелетии до н.э., территория Сахары представляла собой саванну с густой гидрографической сетью. Ныне там песчаный покров достигает полуметровой высоты.

Наряду с абсолютным сокращением площади сельскохозяйственных земель происходит относительное их уменьшение в связи с быстрым ростом населения планеты. В настоящее время на одного жителя планеты приходится около 0,3 га пахотных земель. (Для сравнения и подпитки патриотических чувств заметим, что в России эта величина составляет около 0,9 га!)

Считается, что если на 1 человека в год с 1 га собирать 1 т зерна, то проблемы голода не будет. Шестимиллиардному населению планеты требуется 6 млрд т зерна, а собирается всего около 2 млрд. Одна из причин этого – малая площадь пахотных земель в расчете на одного человека и низкая в целом их производительность. Земля сегодня не в состоянии прокормить всех своих жителей.

Есть и другой расчет. В биосфере человечество занимает вершину экологической пирамиды и потому должно образовывать биомассу существенно меньшую, чем биомасса живого вещества биосферы в целом. По мнению ряда экологов, биосфера сохраняет устойчивость, если на душу населения приходится не менее 250 т/год живого вещества. С учетом суммарной биопродукции биосферы допустимая численность населения нашей планеты 3–4 млрд человек.

Поэтому не случайно, что глобальные экологические проблемы (в том числе и продовольственная) стали проявляться именно после того, как общее число людей на Земле превысило этот предел. Теперь с каждым годом, в условиях экспоненциального роста населения, острота этих проблем усиливается.

До середины XX в. мало кто задумывался над тем, что производство не может возрастать беспредельно и обязательно натолкнется на ограниченность природных ресурсов, в том числе почвенных, необходимых для сельского хозяйства.

Анализ ситуации показывает, что экстенсивный путь решения продовольственной проблемы за счет расширения площадей под сельхозпродукцию, освоения имеющихся еще резервных земель неперспективен. Темпы такого прироста отстают и будут отставать от темпов прироста населения. Прогнозируется, что мировой душевой показатель обеспеченностью пахотной землей к середине нынешнего столетия уменьшится втрое.

Эти обстоятельства имеют непосредственное отношение к попытке решить продовольственную проблему интенсивным путем, получившим название «зеленая революция». Так был назван прорыв, достигнутый в производстве продовольствия на планете в 1960-е гг. «Отцом» «зеленой революции» считается американский ученый-селекционер проф. Норман Э. Борлоуг, лауреат Нобелевской премии мира 1970 г. За счет механизации, химизации, ирригации, повышения энерговооруженности хозяйств, использования новых более высокоурожайных и более болезнеустойчивых сортов сельскохозяйственных культур, наиболее продуктивных пород скота удалось увеличить производство сельскохозяйственной продукции с тех же и даже меньших площадей.

«Зеленая революция» на время сняла проблему голода в тропических районах мира. За счет широкого распространения высокопродуктивных и низкорослых сортов пшеницы и риса в тропических районах Азии и Африки, в наибольшей степени страдавших от нехватки продовольствия, многие развивающиеся страны смогли на определенное время преодолеть угрозу голода.

На Всемирной продовольственной конференции в Риме в 1974 г. было заявлено о решении покончить с голодом в течение десятилетия. Основные надежды тогда возлагались на интенсификацию сельского хозяйства за счет выведения новых высокопродуктивных сортов растений и пород животных, химизации сельского хозяйства, использования мощной техники и новых технологий. Однако именно через 10 лет после конференции и через 14 лет после получения Борлоугом Нобелевской премии, в 1984 г., произошло резкое обострение продовольственного кризиса, вызванное в первую очередь жесточайшей засухой в Сахельском районе Африки, унесшей миллионы жизней.

Несмотря на достижения «зеленой революции», довольно сложная продовольственная ситуация сохраняется до сих пор. На земном шаре сейчас больше недоедающих и голодающих, чем когда-либо раньше, и число их растет. Зона голода охватывает огромную территорию по обеим сторонам экватора, включая Азию, прежде всего ее юго-восточную часть, страны Карибского бассейна и Южной Америки, почти всю Африку к югу от Сахары. В последнем регионе есть страны (Чад, Сомали, Уганда, Мозамбик и др.), где доля голодающих и недоедающих людей составляет 30–40% населения.

Ученые и специалисты-практики, политики и экономисты, занятые решением продовольственной проблемы, полагают, что «зеленая революция» захлебнулась, и усматривают несколько причин этого.

Современные новые сорта культурных растений сами по себе не могут обеспечить чудодейственные результаты. Они нуждаются в надлежащем уходе, в строгом выполнении агротехнических приемов в соответствии с календарем и стадией развития растений (нормирование удобрений, полив с контролем влажности, борьба с сорняками и насекомыми-вредителями и др.).

Новые сорта зерновых очень чувствительны к удобрениям, кроме того, им необходимо больше воды, чем старым, чтобы реализовать свои возможности; они более восприимчивы к болезням. Это означает, что фермер должен обладать специальными знаниями по выращиванию новых сортов, а также средствами на приобретение удобрений, механизмов для ирригации, пестицидов. Когда все это выполнялось под руководством специалистов и в рамках Международной сельскохозяйственной программы, положительный результат был налицо. Однако в отдаленных от цивилизации районах Азии, Африки и Южной Америки технологии «зеленой революции» были недоступны большинству крестьян. Сельское население стран третьего мира оказалось неподготовленным к технологической революции, которая характерна для сельского хозяйства экономически развитых стран.

При оценке возможностей интенсивного пути развития следует также иметь в виду, что потенциал механизации, ирригации, химизации в настоящее время в значительной мере исчерпан. Например, произошло резкое сокращение орошаемых площадей из-за ограниченности водных ресурсов.

Немецкий философ Ф.Энгельс в «Диалектике природы» предостерегал «... не слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают последствия первых».

Имела непредвиденные последствия и «зеленая революция». Прежде всего это засоление почв, вызванное плохо спроектированными и обслуживаемыми ирригационными системами, а также загрязнение почв и поверхностных водоемов, обусловленное в значительной мере неправильным использованием удобрений и химических средств защиты растений.

Используя химикаты по прямому назначению, как правило, невозможно предотвратить их попадание в воздух, почву или воду. Эти вещества могут нанести вред человеку, животным, растениям, микроорганизмам, а также зданиям и сооружениям, машинам и механизмам.

Вред, наносимый живым объектам окружающей среды, обусловлен, в частности, тем, что эти химикаты токсичны (ядовиты), канцерогенны (способны вызывать раковые заболевания), мутагенны (способны влиять на наследственность), тератогенны (способны вызывать уродства) и т.д. Последствия одновременного воздействия на среду нескольких веществ до сих пор мало изучены.

Некоторые вредные химические соединения, попав в природный круговорот, превращаются в безвредные, другие же годами и десятилетиями сохраняют свои свойства. Эти последние, даже при небольшой степени их концентрации в среде, поступив в живой организм (человека, животного или растения), почти не выводятся из него или выводятся очень медленно. Происходит кумуляция этих веществ, и их концентрация становится опасной.

Новые сорта зерновых очень чувствительны к удобрениям. Фактически, высокие урожаи можно получить только при внесении большого количества удобрений. Особенно широкое распространение получили недорогие азотные удобрения на основе синтетического аммиака, ставшие неотъемлемым атрибутом современных технологий растениеводства. Сегодня в мире ежегодно потребляется свыше 80 млн т азотных удобрений. По оценкам специалистов, изучающих азотные циклы в природе, не менее 40% из 6 млрд человек, населяющих ныне планету, живы лишь благодаря открытию синтеза аммиака. Внести такое количество азота в почву с помощью органических удобрений было бы совершенно невозможно.

Высокие дозы минеральных удобрений нередко ухудшают качество сельскохозяйственной продукции, особенно в засушливых районах, где подавлены механизмы микробиологической денитрификации. Потребление такой продукции животными и человеком приводит к расстройству пищеварения, острому отравлению.

Минеральные удобрения оказывают прямое и косвенное действие на свойства почв, на развитие биологических процессов в природных водах. Как показали исследования, длительное внесение таких удобрений без известкования вызывает повышение кислотности почв, накопление в них токсичных соединений алюминия и марганца, что снижает плодородие и приводит к деградации почв.

Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, неусвоенные растениями, вымываются из почвы обильными дождями и попадают в грунтовые воды и в поверхностные водоемы.

Присутствующие в удобрениях ионы нитратов, фосфатов, аммония, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фитопланктоном.

Для нормального функционирования водных экосистем они должны быть олиготрофными, т.е. бедны питательными веществами. В этом случае наблюдается динамическое равновесие всех групп организмов в экосистеме – продуцентов, консументов и редуцентов. При поступлении в водоемы нитратов и особенно фосфатов скорость продуцирования – фотосинтезирования органики фитопланктоном – начинает превышать скорость потребления фитопланктона зоопланктоном и другими организмами. Водоем «зацветает» – в фитопланктоне начинают преобладать синезеленые водоросли, некоторые из них придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные вещества. Формируются благоприятные условия для жизнедеятельности анаэробных организмов. При разложении водорослей в результате целого ряда взаимосвязанных процессов брожения в воде увеличивается концентрация свободной углекислоты, аммиака, сероводорода. Явление насыщения вод питательными веществами, способствующее усиленному росту водорослей и бактерий, потребляющих разлагающиеся водоросли и поглощающих кислород, и ведущее к гибели высшей водной биоты, называется эвтрофированием.

Зависимость роста фитопланктона от содержания фосфатов в воде

Растворимые соединения азота не только способствуют зарастанию водоемов (как фосфаты), но и повышают токсичность воды, делая ее опасной для здоровья людей, если такая вода используется как питьевая. Попадая вместе с пищей в слюну и тонкий кишечник, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате в крови образуются нитрозилионы, которые могут окислять железо Fe(II) в гемоглобине крови до железа Fe(III), что препятствует связыванию кислорода гемоглобином. В результате возникают симптомы кислородной недостаточности, приводящей к синюхе. При переходе 60–80% железа (II) гемоглобина в железо (III) наступает смерть.

Кроме того, нитриты образуют в кислой среде желудка азотистую кислоту и нитрозамины (вместе с органическими аминами из животной и растительной пищи), обладающие мутагенным действием. Отметим также, что вода эвтрофированных водоемов агрессивна относительно бетона, разрушает материалы, применяющиеся при гидростроительстве, засоряет фильтры и трубопроводы водоприемных устройств.

Составной частью программы повышения урожайности сельскохозяйственных культур в рамках «зеленой революции» было широкое использование пестицидов*.

Пестициды использовались и раньше, это были т.н. пестициды первого поколения – токсичные неорганические вещества, в состав которых входили мышьяк, цианид, некоторые тяжелые металлы, например ртуть или медь. Они обладали низкой эффективностью и не спасали от катастрофических потерь урожая, таких, как поражение фитофторой картофеля почти во всей Европе в середине XIX в., что стало причиной массового голода. Кроме того, эти пестициды так изменяли минеральный и биотический состав почвы, что в некоторых местах она до сих пор остается бесплодной.

На смену им пришли пестициды второго поколения на основе синтетических органических соединений. Особую роль среди них сыграл ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан). Изучением свойств этого вещества еще в 1930-е гг. занимался швейцарский химик Пауль Мюллер.

ДДТ оказался веществом, чрезвычайно токсичным для многих насекомых-вредителей, относительно безвредным, как казалось, для человека и других млекопитающих, стойким (с трудом разрушался и обеспечивал продолжительную защиту от насекомых-вредителей) и сравнительно дешевым в производстве. ДДТ оказался эффективен и в борьбе с насекомыми, переносящими инфекцию. Благодаря повсеместному применению ДДТ, организованному Всемирной организацией здравоохранения при ООН (ВОЗ), заметно сократилась смертность от малярии, были спасены миллионы жизней.

Достоинства ДДТ казались такими неоспоримыми, что Мюллер в 1948 г. получил за свое открытие Нобелевскую премию. Однако в течение двух последующих десятилетий обнаружились серьезные отрицательные последствия применения ДДТ. Аккумулируясь в трофических цепях, хлорпроизводные углеводороды (ДДТ и семейство подобных ему пестицидов) становились опасными токсикантами, снижающими сопротивляемость болезням, негативно влияющими на репродуктивные способности и терморегуляцию. Были отмечены многочисленные случаи гибели разнообразной водной биоты (речной и морской), птиц и других животных. Например, принесенный реками в океан ДДТ убивал хищников, питавшихся яйцами морских звезд «терновый венец». В результате эти, прежде достаточно редкие морские обитатели, размножились в таких количествах, что стали угрожать экологическому равновесию, уничтожая сотни квадратных километров коралловых рифов. В начале 1970-х гг. применение ДДТ запретили в большинстве развитых стран (в том числе и в СССР, где он широко использовался на хлопковых полях).

Широкое применение пестицидов в конечном итоге не обеспечивало стабильности урожая и нередко приводило к противоположному эффекту: насекомые-вредители быстро вырабатывали невосприимчивость к химикатам и начинали вновь активно размножаться, поскольку яд снижал численность и их естественных врагов – насекомых-хищников и паразитов. Ядохимикаты наносили серьезный урон биологическому разнообразию, ведь определенное количество сорняков среди культурных растений биологически необходимо.

Кроме того, пестициды пагубно влияют на здоровье в первую очередь сельского населения, людей, занятых на сельскохозяйственных работах. По оценкам ВОЗ, они до сих пор ежегодно уносят жизни 20 тыс. человек и вызывают отравление у миллионов людей, главным образом в развивающихся странах.

В настоящее время все большее внимание уделяется экологическим способам борьбы с сельскохозяйственными вредителями, основанными на том, чтобы найти естественных врагов и «натравить» их на вредителя, не затрагивая другие виды. По оценкам энтомологов, лишь сотая часть из тысяч известных видов растительноядных насекомых является серьезными вредителями, популяции остальных удерживаются одним или несколькими естественными врагами на таком низком уровне, что не могут причинить значительного ущерба. Таким образом, на первое место выходит не борьба с вредителями, а охрана их естественных врагов.

Однако следует помнить и о непредсказуемости искусственного вмешательства в устойчивые биоценозы. Вот ставший хрестоматийным пример: сразу после Второй мировой войны по рекомендации ВОЗ для борьбы с малярией на острове Калимантан (Индонезия) производилось опрыскивание местности ДДТ. Погибших от инсектицида комаров поедали тараканы. Сами они не гибли, но становились медлительными и в большом количестве поедались ящерицами. У самих ящериц ДДТ вызывал нервные расстройства, ослабление реакций, и они становились жертвами кошек.

Истребление ящериц кошками привело к размножению гусениц, которые стали поедать тростниковые крыши аборигенов. Гибель кошек, в итоге также отравившихся ДДТ, привела к тому, что поселки наводнили крысы, живущие в симбиозе с блохами, несущими в себе чумные палочки. Вместо малярии жители острова получили другую, более страшную болезнь, – чуму.

ВОЗ прекратила свой эксперимент и завезла на остров кошек, которые и восстановили на нем экологическое равновесие в экосистемах. Кошачьи десанты для борьбы с крысами высаживались на небольших островах Японии в 1961 г. и на островах Малайзии в 1984 и 1989 г.

Неудачи стран третьего мира и международных организаций, содействующих их развитию, пытающихся в рамках реализации «зеленой революции» добиться адекватной отдачи от вложений в сельское хозяйство, свидетельствуют, по мнению многих специалистов, о необходимости второй «зеленой революции». Теперь ставка делается на новые биотехнологии, в том числе на генную (генетическую) инженерию.

За последние 30 лет биотехнология превратилась в научный метод исследования и производства сельскохозяйственной продукции. Однако отношение к генной инженерии до сих пор неоднозначное как среди производителей, так и среди потребителей сельскохозяйственной продукции.

Сторонники генетической модификации растений утверждают, что селекция на молекулярном уровне позволяет создавать сорта, устойчивые к насекомым-вредителям, к болезням и гербицидам, к недостатку или избытку влаги в почве, к жаре или холоду. Также она дает возможность широко использовать местные сорта растений, наиболее приспособленные к определенным климатическим условиям региона, что способствует сохранению биологического разнообразия как важнейшего фактора устойчивого развития. Утверждается, что новым сортам можно придать высокие питательные характеристики и другие свойства, благоприятно влияющие на здоровье. Это последнее утверждение противники создания генетически модифицированных растений и генетически модифицированных пищевых продуктов, принадлежащие главным образом к «зеленым» организациям, считают наиболее спорным и опасным, угрозой человеку и природе, поскольку последствия подобных модификаций непредсказуемы. На масштабном Всемирном форуме производителей в Турине (Италия) 5 тыс. участников из 180 стран пришли к однозначному выводу: ГМО (генетически модифицированные организмы) никуда не годятся, они вредны для экологии, для здоровья людей и животных. В США, где полтора десятка лет назад поступил в продажу первый в мире генетически модифицированный продукт (помидоры), сейчас уже 20% посевных площадей отведено под производство экологически чистой продукции.

По мнению А.Баранова, президента Общенациональной ассоциации генетической безопасности, неприятие трансгенных продуктов, происходящее во всем мире, это «революция снизу», потребители своим кошельком голосуют против них, за экологически чистую продукцию не только без пестицидов, но и без ГМО. Но тем не менее вот уже 10 лет во всех вареных колбасах, которые мы в России покупаем и едим, наполнителем, определяющим и цвет и вкус, являются ГМ-кукуруза и ГМ-соя.

Споры о генетически модифицированных организмах продолжаются, они имеют не только прикладной – научный и экономический, но и философский и даже политический характер.

---

* Пестициды – вещества, используемые для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и сорняками. Подразделяются на группы в зависимости от организмов, для борьбы с которыми они предназначены. Например, гербициды уничтожают растения, инсектициды – насекомых.