Скільки людей можна годувати на квадратний кілометр ріллі Відповіді тут

На цьому веб-сайті часто виникають питання щодо годування великої кількості населення. Сільське господарство - очевидний варіант. Але скільки людей можна нагодувати на квадратний кілометр ріллі?

Порівняння було б цікавим залежно від використовуваного методу вирощування:

доісторичні методи
середньовічні методи (зрошення та прості інструменти)
сучасні методи (машини, промислові добрива та пестициди, що застосовують знання з біології та сільського господарства як науки)
Високотехнологічні методи (гідропоніка, генетично модифіковані культури та інші високотехнологічні методи, які в даний час працюють у лабораторних умовах, але поки що широко не використовуються для виробництва продуктів харчування).

Я думаю, було б також корисно порівняти ефективність сільського господарства залежно від клімату, оскільки, я думаю, це матиме великий вплив, особливо на низькотехнологічні методи.

Я намагався шукати джерела для цього за допомогою пошукових систем, але не міг знайти надійного.

відповісти

Звичайне землеробство

Згідно з цим джерелом, солодка картопля - це продукти з найвищою щільністю калорій, що забезпечують 70 000 ккал/га/день. (з картоплею, що дає 54000, що приблизно підраховує ArtOfCode.) Це передбачає досить інтенсивне землеробство, тому нам доведеться залишати землю перелогою приблизно на третину часу, що зводить наше середнє довгострокове значення до приблизно 47000 ккал/га/День для нашої найщільнішої харчової рослини (в ккал. Га/день). Цього можна досягти за досить примітивних технологій. Це відповідає 4 700 000 ккал/км 2/добу 2350 чоловік може харчуватися дієтою на 2000 ккал/день з чистої солодкої картоплі.

А тепер давайте подивимося, як ми можемо збільшити цей урожай. Перше, що ми можемо зробити, це скористатися гідропонікою. Згідно з цим джерелом, гідропоніка збільшить наш валовий прибуток приблизно на 280%. Крім того, нам не потрібно залишати поля на перелозі, оскільки у нас більше немає ґрунту, на якому можна вирощувати врожаї. Це збільшує нашу базу з 70 000 ккал/га/день до 266 000 ккал/га/день 13 300 чоловік корм на квадратний кілометр.

Зараз люди досліджують ще кращий спосіб вирощування сільськогосподарських культур: аеропоніку. На аеропонічній фермі вода, багата на поживні речовини, випаровується, утворюючи туман, який потім розпорошується на коріння рослин. Це джерело виявило, що за допомогою правильних розчинів поживних речовин вони можуть збільшити врожайність на 50-270% порівняно з традиційною гідропонікою. Припускаючи, що з подальшим вдосконаленням можна досягти верхнього кінця цього, ми повинні мати можливість збільшити солодку картоплю до 98 420 000 ккал/км 2/день, що є загальним 49 210 чоловік при дієті 2000 ккал/день можна харчуватися солодкою картоплею.

Що ще ми могли б зробити, щоб це збільшити?

Поки що все це було обмежене сонячним світлом: ми можемо вирощувати лише один шар рослин, якщо наші рослини отримують енергію від сонця. Якщо ми можемо запустити генератор термоядерного синтезу для освітлення наших рослин штучним світлом, тоді, звичайно, ми можемо складати шари рослин один на одного. У цьому випадку кращий рівень може становити ккал/км 3/добу. Батат має висоту близько трьох футів, тому ми можемо виростити його 1000 шарів у щільно упакованій теплиці, що працює на термоядерному синтезі, площею 1 км3. За допомогою аеропоніки наш куб виробляв би 98 420 000 000 ккал/км 3/день і міг мати населення 49 210 000 чоловік годувати . Генна інженерія може піти далі, але це приблизно правильний порядок.

Питання занадто широке, оскільки є багато сільськогосподарських культур, типів земель та рівні родючості ґрунту, клімату, технологічного рівня, робочої сили та капіталу. Вони матимуть значний вплив на те, що ви отримуєте з будь-якої даної області. Крім того, існує багато способів перетворити ці калорії в їжу. Наприклад, ви їсте зерно або годуєте його худобі, а потім їсте худобу? Або, можливо, ви вирішили перегнати свою гранолу і приготувати бурбон. Це легко може бути цілим нарисом.

На даний момент я обмежуюся сучасні практики, оскільки вони варіюються від по суті середньовічних технологій до найсучасніших методів. У цьому випадку переріз у просторі є, так би мовити, також тимчасовим перерізом.

Урожайність культури сильно варіюється залежно від культури і визначається двома способами. Перший - співвідношення насіння до урожаю, наприклад 20: 1 означало б, що на кожне зерно, яке ви посадите, ви отримуєте 20 зерен злаків.

Друге визначення вимірює вихід на площу, і існує незліченна кількість визначень, але найпоширенішим, що використовується сьогодні, є врожайність у кг з гектара. Оскільки один квадратний кілометр - це 100 квадратних кілометрів, відповіді просто потрібно помножити на 100, щоб отримати остаточну відповідь. Існує безліч джерел для цього в сучасному світі. Мабуть, найпростішим є Світовий банк. Я пов’язав урожайність зерна. Звичайно, ви можете мати урожай грибів, виробництво плодів з гектара саду тощо.

Якщо ви подивитесь на таблицю, зв’язану вище, ви побачите вражаючу кількість варіацій, частково пов’язаних із кліматичною мінливістю, але головним чином з рівнем механізації та розміром ферм (менші ферми, як правило, менш ефективні та менш механізовані ). Нині країни з низьким розвитком мають низькі врожаї, іноді значно нижчі за тонну з гектара (ледве вище заміщення насіння!), Тоді як у таких країнах, як Франція, США та Бельгія, урожайність становить від 6 до 10 тонн/га.

І це лише зерно. Натомість картопля росте не тільки в горбистих і кам’янистих районах, де зерно не можна вирощувати, але при ретельному вирощуванні та боротьбі з шкідниками в даний час урожай становить близько 80 тонн/га, тоді як перші сорти були впроваджені в Європі (це після кількох тисячолітньої селекції в Андах) було лише 13 т/га.

Нарешті, гідропоніка може збільшити врожайність у 6–30 разів для найрізноманітніших рослин. Говард Реш має книгу під назвою "Гідропонічне виробництво їжі" .

Ідентичні огіркові рослини давали 7000 фунтів з гектара в грунті, але 28000 фунтів з гектара при гідропонічному вирощуванні, і врожайність томатів становила від 5 до 10 тонн з гектара в грунті, але від 60 до 300 тонн з гектара на гідропоніці. Наведені результати характерні практично для будь-якої рослини. Іншими словами, для виробництва загальної кількості споживаних помідорів щорічно в Канаді (400 мільйонів фунтів) потрібно 25000 акрів грунту. Гідропонічно це зайняло б лише 1300 акрів.

Зараз один кг пшениці дорівнює приблизно 3400 калоріям. Людині потрібно близько одного мільйона калорій на рік (2700 кал/день протягом 365 днів), тобто 294 кг (без урахування різних харчових потреб на одну секунду). Сучасна, скажімо бельгійська, культивована пшениця (урожайність 9 т/га) могла б нагодувати 30 людей. Таким чином, один квадратний кілометр покривав би потреби у калоріях близько 3000 людей . Звичайно, ви хочете м’яса та інших фруктів та овочів, тому ви можете скоротити це приблизно на третину (пшениця -> м’ясо відносно неефективно), щоб ви могли легко прогодувати від 1000 до 1500 людей з квадратної милі. родючих сучасних сільськогосподарських угідь. З гідропонікою або іншими технологіями в тепличному стилі та забезпечуючи власне світло, ви могли б багато йти вище. Якщо ви покриєте землю аркологіями та виділите значну частину теплиць з кондиціонером та світлом, ви можете підтримати мільярди людей на землі.

Можливо, вас зацікавить моя відповідь на це запитання, оскільки там перелічено мінімальні вимоги. Тому я підраховую, щоб з’ясувати, що вам потрібно 5110 картоплі та 460 квадратних метрів площі, щоб годувати середньостатистичного людини протягом року.

Це займає рік, але якщо наступного року ви знову посадите картоплю, то наступного року вам доведеться садити її в іншому місці. Це означає, що вам потрібно 920 квадратних метрів на людину та два роки. Ви можете їздити на велосипеді між двома різними місцями з картоплею, це все, що вам потрібно. Так:

Існує 1000 2 = 1 000 000 "role =" Презентація "style =" position: relative; "> 1000 1000 2 = 1 000 000" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1 000 000 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 2 1000 2 = 1 000 000" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" презентація "style =" position: relative; "> = 1,000,000 1000 2 = 1 000 000" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 1000 1000 2 = 1 000, 000" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 2 1000 2 = 1 000, 000 "role =" презентація "style =" position: relative; "> = 1000 2 = 1, 000, 000" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1 1000 2 = 1 000, 000 "role =" презентація "style =" position: relative; ">, 1000 2 = 1, 000, 000" role = "presentation" style = "position: relative;"> 000 1000 2 = 1, 000, 000 "role = "презентація" стиль = "позиція: relati ve; ">, 1000 2 = 1 000 000" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 000 квадратних метрів на один квадратний кілометр.

Існує 1 000 000 920 = 1086,9565 "role =" Презентація "style =" position: relative; "> 1 000 000 1 000 000 920 = 1086,9565" role = "Презентація" style = "position: relative;" > 1 000 000 000 920 = 1086,9565 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 920 1 000 000 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентація "style =" position: relative; "> = 1086,9565 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "Презентація" style = "position: relative;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 1 1 000, 000 920 = 1086,9565" role = "Презентація" style = "position: relative;">, 1 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 000 1, 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentacija" style = "position: relative;">, 1 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" презентація "style =" position: relative; "> 000 1 000 000 000 920 = 1086,9565" role = "Презентація" style = "po sition: relative; "> 920 1, 000, 000 920 = 1086.9565" role = "Презентація" style = "position: relative;"> = 1 000, 000 920 = 1086.9565 "role =" Презентація "style =" position: відносна; "> 1086,9565 920 квадратних футів землі на одному квадратному кілометрі, тож ви просунули б майже 1087.

Тож ви можете прогодувати максимум 1087 людей на квадратний кілометр (ppsk), якщо всі живуть нічим, крім картоплі. Звичайно, вам також знадобиться житлова площа для всіх.

Це дає деяку оцінку того, що ви можете зробити. Давайте порівняємо це з населенням і подивимося, яке співвідношення житлової площі до ріллі.

Пристойний одноосібний будинок має площу близько 50 квадратних метрів. Якщо у вас 1087 людей і один квадратний кілометр сільськогосподарських угідь, це означає, що вам потрібно:

Квадратні метри житлової площі. Це 0,054 квадратних кілометри. Звідси співвідношення:

Це досить велика вимога до простору. Якщо у вас місто з радіусом 5 км, йому потрібно 21 км сільськогосподарської зони, щоб повністю підтримувати всіх жителів. Це можливо, але неефективно - саме тому значна частина нашої їжі імпортується з інших країн з меншим населенням та більшою кількістю сільськогосподарських угідь.

За сучасних технологій ведення сільського господарства, як це насправді практикується в США, близько 40 000 квадратних футів землі використовується для виробництва їжі для пересічної людини.

У період з 1950 по 2000 роки, під час так званої "Другої сучасної сільськогосподарської революції", продуктивність сільського господарства в США швидко зростала, значною мірою завдяки розвитку нових технологій. Наприклад, середній надой на корову збільшився з 5314 фунтів до 18 201 фунтів на рік (+ 242%), середній урожай кукурудзи з 39 бушелів збільшився до 153 бушелів з гектара (+ 292%), і кожен фермер у 2000 році давав у середньому в 12 разів більше велика кількість сільськогосподарського виробництва за годину працювала як фермер у 1950 році.

У всьому світі ми використовуємо приблизно на третину більше землі, щоб виробляти таку ж кількість їжі, як це було п'ятдесят років тому, а продуктивність сільського господарства на одну землю стабільно зростала рік від року.

Найвища в світі врожайність зерна на акрі в Кувейті та на деяких Карибських островах (в обох випадках, коли рілля є пріоритетною) приблизно втричі перевищує показник врожаю США

Тим не менше, сільське господарство США організоване з метою оптимізації виробництва продуктів харчування в доларах США за виробничу вартість у доларах США, а не виробництва калорій на квадратний метр землі (як ви хотіли б у космічній колонії, космічному кораблі чи біосфері), оскільки в США мають величезні обсяги сільськогосподарських угідь.

Найпростіший спосіб максимізувати калорії на квадратний метр на рік відносно існуючого стану - замінити велику кількість м’яса великою кількістю рослин у раціоні середньої людини.

Наприклад, соя використовує приблизно на 5% більше землі, щоб виробляти таку ж кількість калорій білка, як корова.

Соя виробляє принаймні в два рази більше корисного білка на одиницю площі, ніж будь-яка інша основна овочева або зернова культура, за винятком коноплі, яка може давати до 33 г/м2 (290 фунтів/акр). Вони виробляють в 5-10 разів більше білка на одиницю площі, ніж земля, зарезервована для випасу тварин для виробництва молока, і до 15 разів більше білка на одиницю площі, ніж земля, зарезервована для виробництва м'яса.

А скільки м’яса з’їдає пересічний американець?

У 2012 році середній американець споживав 71,2 фунта червоного м'яса (яловичини, телятини, свинини та баранини) та 54,1 фунта птиці (курки та індички), згідно з даними Міністерства сільського господарства США. Середня сума, ймовірно, трохи вища. USDA не враховує вегетаріанців, які постійно складають близько 5% населення, згідно опитувань Gallup.

А м’ясо, молочні продукти та жири, які зазвичай є тваринами, складають майже рівно половину середньої американської дієти .

Зараз не всі рослини є настільки ефективними джерелами білка зокрема або калорій в цілому, як соя, і вживання сої в їжу старіє (і не забезпечує всіх амінокислот, необхідних для життя самостійно). Однак справедливо сказати, що ви можете зменшити наземний слід їжі, яку вживає пересічна людина, приблизно на 45% (90% від кількості тварин), перейшовши на майже повністю веганську дієту.

Це все ще багато сільськогосподарських угідь на людину, приблизно 5,5 гектара на людину (близько 22000 квадратних метрів). І саме те, скільки покращень ви можете отримати за допомогою таких високотехнологічних підходів, як гідропоніка, цілодобове освітлення тощо, не зовсім зрозуміло.

Якщо припустити, що закрите середовище може принаймні дорівнювати піковій продуктивності зернових культур на одну земельну площу порівняно з США, кількість ріллі на одну людину може бути зменшено до трохи менше 2 акрів на людину, що становить 125 Люди на квадратний кілометр під час відповіді на головне запитання).

Нібито, гідропонне землеробство могло б навіть значно покращити це 80% зниження статус-кво продовольства, виробленого на акрі, як згадувалось у публікаціях вище. Оцінки від 500 до 1000 квадратних футів на людину, однак, здаються нереальними з огляду на сучасні технології.

Мій колишній садівник, і я прочитав статтю, в якій сказано, що ви можете нагодувати людину (лише для веганів, без м’яса) всього за 800 м2 в помірному кліматі (в даному випадку Швеція) без високотехнологічних методів можна, якщо ви тільки садите речі поблизу і з кількома врожаями за сезон. Використовувані рослини - це картопля, квасоля, морква, пастернак, капуста, цибуля та яблука.

Пам’ятайте, що любитель може садити набагато щільніше, ніж промислове сільське господарство, оскільки остання орієнтується на один урожай і вимагає більше місця для машин.