Koľko ľudí môžete nakŕmiť na kilometer štvorcový ornej pôdy Odpovede tu

Na tejto webovej stránke sa často vyskytujú otázky týkajúce sa stravovania veľkej populácie. Zjavnou možnosťou je poľnohospodárstvo. Koľko ľudí však môžete nakŕmiť na kilometer štvorcový ornej pôdy?

Porovnanie by bolo zaujímavé v závislosti od použitej kultivačnej metódy:

praveké metódy
stredoveké metódy (zavlažovanie a jednoduché nástroje)
moderné metódy (poháňané stroje, priemyselné hnojivá a pesticídy, ktoré využívajú poznatky z biológie a poľnohospodárstva ako veda)
High-tech metódy (hydropónia, geneticky modifikované plodiny a ďalšie high-tech metódy, ktoré v súčasnosti fungujú v laboratórnych podmienkach, ale zatiaľ sa na výrobu potravín veľmi nepoužívajú).

Myslím si, že by bolo tiež užitočné porovnať efektívnosť poľnohospodárstva v závislosti od podnebia, pretože si myslím, že to bude mať veľký vplyv, najmä na metódy s nízkou technológiou.

Skúšal som hľadať zdroje pre ňu pomocou vyhľadávacích nástrojov, ale nenašiel som spoľahlivý zdroj.

odpovedať

Konvenčné poľnohospodárstvo

Podľa tohto zdroja sú sladké zemiaky potravinami s najvyššou hustotou kalórií, ktoré poskytujú 70 000 kcal/ha/deň. (pri zemiakoch s výnosom 54 000, čo je zhruba to, čo počíta ArtOfCode.) Zahŕňa to dosť intenzívne poľnohospodárstvo, takže musíme nechať pôdu ladom asi tretinu času, čo náš dlhodobý priemer znižuje na asi 47 000 kcal/ha/Deň pre našu najhustejšiu potravinu (v kcal.ha/deň). To je možné dosiahnuť pomocou dosť primitívnej technológie. To zodpovedá 4 700 000 kcal/km 2/deň 2350 ľudí sa môže živiť stravou 2 000 kcal/deň vyrobenou z čistých sladkých zemiakov.

Teraz sa pozrime, ako môžeme tento výnos zvýšiť. Prvá vec, ktorú môžeme urobiť, je použitie hydropónie. Podľa tohto zdroja hydropónia zvýši náš hrubý zisk asi o 280%. Okrem toho nemusíme nechať svoje polia ležať ladom, pretože už nemáme žiadnu pôdu, na ktorej by sme mohli pestovať plodiny. Toto zvyšuje našu základňu zo 70 000 kcal/ha/deň na 266 000 kcal/ha/deň 13 300 ľudí krmivo na kilometer štvorcový.

V súčasnosti jednotlivci skúmajú ešte lepší spôsob pestovania plodín: aeropóniu. Na aeroponickej farme sa odparí voda bohatá na živiny, aby sa vytvorila hmla, ktorá sa potom nastrieka na korene rastlín. Tento zdroj zistil, že so správnymi výživovými roztokmi môžu zvýšiť výťažok o 50% až 270% v porovnaní s tradičnými hydropóniami. Za predpokladu, že pri ďalšom zdokonaľovaní, ktorého je horný koniec realizovateľný, by sme mali byť schopní zvýšiť naše sladké zemiaky na 98 420 000 kcal/km 2/deň, čo je celkom 49 210 ľudí s diétou z plechovky 2 000 kcal/deň sa môže živiť sladkými zemiakmi.

Čo viac by sme mohli urobiť, aby sme to zvýšili?

Zatiaľ je to všetko obmedzené slnečným žiarením: jednu vrstvu rastlín môžeme pestovať iba vtedy, ak naše rastliny dostávajú energiu zo slnka. Ak dokážeme spustiť fúzny generátor, ktorý osvetlí naše rastliny umelým svetlom, potom môžeme samozrejme naskladať vrstvy rastlín na seba. V takom prípade môže byť lepšia úroveň kcal/km 3/deň. Sladký zemiak je vysoký asi tri metre, takže ho môžeme pestovať v 1000 vrstvách v pevne zabalenom skleníku s fúziou na 1 km3. Vďaka aeropónii by naša kocka vyprodukovala 98 420 000 000 kcal/km 3/deň a mohla by mať populáciu 49 210 000 ľudí krmivo . Genetické inžinierstvo by to mohlo posunúť ešte ďalej, ale je to asi v poriadku.

Otázka je príliš široká, pretože existuje veľa plodín, typov pôdy a úrovní úrodnosti pôdy, podnebia, technologických úrovní, pracovnej sily a kapitálu. Tieto budú mať dramatický vplyv na to, čo získate z ktorejkoľvek danej oblasti. Okrem toho existuje veľa spôsobov, ako tieto plodinové kalórie premeniť na jedlo. Napríklad zjete zrno alebo ho nakŕmite dobytku a potom zjete dobytok? Alebo sa možno rozhodnete destilovať svoju granolu a pripraviť bourbon. Pokojne by to mohla byť celá esej.

Momentálne sa obmedzujem na moderných postupov, pretože siahajú od v podstate stredovekej technológie po najmodernejšie metódy. V tomto prípade je prierez priestorom takpovediac tiež časovým prierezom.

Výnos plodiny sa veľmi líši v závislosti od plodiny a je definovaný dvoma spôsobmi. Prvým je pomer úrody a úrody, napríklad 20: 1 by znamenalo, že za každé zasiate obilie získate 20 zŕn obilnín.

Druhá definícia meria produkciu na plochu a existuje nespočetné množstvo definícií, ale najbežnejšia používaná dnes je úroda v kg na hektár. Pretože jeden kilometer štvorcový je 100 kilometrov štvorcových, na získanie konečnej odpovede je potrebné odpovede vynásobiť číslom 100. V modernom svete je na to veľké množstvo zdrojov. Asi najjednoduchšia je Svetová banka. Prepojil som výnos obilia. Môžete samozrejme mať výnos z húb, produkciu ovocia na hektár ovocného sadu atď.

Ak sa pozriete na vyššie prepojenú tabuľku, uvidíte obrovské množstvo variácií, ktoré čiastočne súvisia s klimatickými zmenami, ale väčšinou s úrovňou mechanizácie a veľkosťou fariem (menšie farmy bývajú menej efektívne a menej mechanizované). ). Krajiny s malým rozvojom majú v dnešnej dobe nízke úrody, niekedy hlboko pod tonu na hektár (sotva nad výmenou osiva!), Zatiaľ čo krajiny ako Francúzsko, USA a Belgicko majú úrody v rozmedzí 6 až 10 ton/hektár.

A to je len obilie. Na druhej strane zemiaky nerastú iba v kopcovitých a skalnatých oblastiach, kde sa obilie nedá pestovať, ale pri starostlivom pestovaní a ochrane proti škodcom v súčasnosti produkujú okolo 80 ton/ha, zatiaľ čo prvé odrody sa zaviedli v Európe (to je po niekoľkých tisícročiach andského výberu). bolo len 13 ton/ha.

Nakoniec môže hydropónia zvýšiť úrody 6 až 30-krát pre širokú škálu rastlín. Howard Resh má knihu s názvom Hydroponická výroba potravín .

Rovnaké rastliny uhorky vyprodukovali 7 000 libier na aker v pôde, ale 28 000 libier na aker, keď sa pestovali hydroponicky, a výnosy rajčiakov boli medzi 5 a 10 tonami na aker v pôde, ale 60 až 300 ton na akropiu hydropónie. Uvádzané výsledky sú typické pre prakticky každú rastlinu. Inými slovami, vyprodukovať celkový počet paradajok spotrebovaných ročne v Kanade (400 miliónov libier) by vyžadovalo 25 000 akrov pôdy. Hydroponicky by to trvalo iba 1300 akrov.

Jeden kilogram pšenice sa dnes rovná asi 3 400 kalóriám. Človek potrebuje ročne asi milión kalórií (2700 kalórií/deň po dobu 365 dní), čo je 294 kg (bez zohľadnenia rozdielnych výživových potrieb na jednu sekundu). Moderná, povedzme belgická, pestovaná pšenica (výnos 9 t/ha) by uživila 30 ľudí. Jeden kilometer štvorcový by teda pokryl potrebu kalórií asi 3 000 ľudí . Samozrejme, že chcete mäso a iné ovocie a zeleninu, takže to môžete znížiť asi na tretinu (pšenica -> mäso je pomerne málo efektívne), aby ste mohli ľahko nakŕmiť 1 000 až 1 500 ľudí zo štvorcových míľ ďaleko. úrodnej modernej technológie. Vďaka hydropónii alebo iným skleníkovým technológiám a poskytovaniu vlastného svetla by ste mohli veľa choď vyššie. Ak pokryjete Zem v arkógiách a venujete značnú časť klimatizovaných a svetlom riadených skleníkov, mohli by ste podporiť miliardy ľudí na Zemi.

Mohla by vás zaujímať moja odpoveď na túto otázku, pretože uvádza minimálne požiadavky. Pri tom robím matematiku, aby som zistil, že potrebujete 5110 zemiakov a 460 štvorcových stôp priestoru na to, aby ste uživili priemerného človeka po dobu jedného roka.

Trvá to rok, ale ak budete sadiť zemiaky budúci rok, budete ich musieť budúci rok sadiť na iné miesto. To znamená, že potrebujete 920 metrov štvorcových na osobu a dva roky. So zemiakmi môžete bicyklovať medzi dvoma rôznymi miestami, to je všetko, čo potrebujete. Takže:

K dispozícii je 1 000 2 = 1 000 000 „role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 1 000 1 000 2 = 1 000 000" role = "prezentácia" štýl = "pozícia: relatívna;"> 1 000 2 = 1 000 000 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 2 1 000 2 = 1 000 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1 000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> = 1 000 000 1 000 2 = 1 000, 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1 000 2 = 1, 000, 000 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 1000 1000 2 = 1 000, 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 2 1 000 2 = 1 000, 000 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> = 1 000 2 = 1 000 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1 1 000 2 = 1 000 000 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 1000 1 = 1 000 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 000 1 000 2 = 1 000 000 "rola = "prezentácia" štýl = "pozícia: relati ve; "> 1 000 2 = 1 000 000" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 000 metrov štvorcových na jeden kilometer štvorcový.

Existuje 1 000 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 1 000 000 1 000 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;" > 1 000 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 920 1 000 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> = 1086,9565 1 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1, 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 1 1 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;">, 1 000, 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 000 1 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> 1 000 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relatívna; "> 000 1 000, 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "po oddiel: relatívny; "> 920 1 000 000 920 = 1086,9565" role = "prezentácia" style = "pozícia: relatívna;"> = 1 000 000 920 = 1086,9565 "role =" prezentácia "style =" pozícia: relative; "> 1086,9565 920 štvorcových stôp pôdy na jednom kilometri štvorcovom, takže by ste tlačili takmer 1087.

Môžete teda nakŕmiť najviac 1087 ľudí na kilometer štvorcový (ppsk), ak všetci žijú iba z zemiakov. Potrebovali by ste samozrejme tiež životný priestor pre všetkých.

To poskytuje určitý odhad toho, čo môžete urobiť. Porovnajme to s populáciou a pozrime sa, aký je pomer životného priestoru k ornej pôde.

Slušný dom pre jednu osobu má podlahovú plochu okolo 50 metrov štvorcových. Ak máte 1087 ľudí a jeden kilometer štvorcový poľnohospodárskej pôdy, znamená to, že potrebujete:

Metre štvorcové obytného priestoru. To je 0,054 štvorcových kilometrov. Preto je pomer:

To je dosť veľká požiadavka na priestor. Ak máte mesto s polomerom 5 míľ, potrebujete poľnohospodársku zónu 13 míľ, aby ste mohli plne podporovať všetkých obyvateľov. To je možné, ale neefektívne - preto sa veľká časť našich potravín dováža z iných krajín s menším počtom obyvateľov a väčším počtom poľnohospodárskej pôdy.

Pri súčasnej poľnohospodárskej technológii, ktorá sa v skutočnosti praktizuje v USA, sa na produkciu potravín pre priemerného človeka používa asi 40 000 štvorcových stôp pôdy.

V rokoch 1950 až 2000, počas takzvanej „druhej modernej poľnohospodárskej revolúcie“, produktivita poľnohospodárstva v USA rýchlo stúpla, hlavne vďaka vývoju nových technológií. Napríklad priemerný výnos mlieka na kravu sa zvýšil z 5 314 libier na 18 201 libier ročne (+ 242%), priemerný výnos kukurice sa zvýšil z 39 bušlov na 153 bušlov na aker (+ 292%) a každý poľnohospodár v roku 2000 vyprodukoval v priemere 12-krát viac veľa poľnohospodárskej výroby za hodinu fungovalo ako farmár v roku 1950.

Celosvetovo využívame asi tretinu toľko pôdy na produkciu rovnakého množstva potravín ako pred päťdesiatimi rokmi a produktivita poľnohospodárstva na plochu sa rok čo rok neustále zvyšuje.

Najvyššie výnosy obilia na svete v akvare v Kuvajte a na niektorých karibských ostrovoch (v oboch prípadoch, kde je prioritou orná pôda) sú zhruba trikrát vyššie ako v Spojených štátoch.

Napriek tomu je poľnohospodárstvo v USA organizované tak, aby optimalizovalo produkciu potravín v amerických dolároch na výrobné náklady v amerických dolároch, a nie na výrobu kalórií na meter štvorcový pôdy (ako by ste chceli vo vesmírnej kolónii, vesmírnej lodi alebo biosfére), pretože v USA majú obrovské množstvo poľnohospodárskej pôdy.

Najjednoduchší spôsob, ako maximalizovať kalórie na meter štvorcový za rok v porovnaní so súčasným stavom, je nahradiť v strave priemerného človeka veľa mäsa mäsom rastlín.

Napríklad sója využíva asi 5% toľko pôdy na produkciu rovnakého počtu bielkovinových kalórií ako kravy.

Sójové bôby produkujú najmenej dvakrát viac využiteľného proteínu na jednotku plochy ako akákoľvek iná významná rastlinná alebo obilná plodina, s výnimkou konope, ktoré produkuje až 33 g/m2 (290 lb/aker). Produkujú 5 až 10-krát viac bielkovín na jednotku plochy ako pôda vyhradená pre pasúce sa zvieratá na produkciu mlieka a až 15-krát viac bielkovín na jednotku plochy ako pôda vyhradená na výrobu mäsa.

A koľko mäsa zje priemerný Američan?

V roku 2012 priemerný Američan podľa amerického ministerstva poľnohospodárstva skonzumoval 71,2 libry červeného mäsa (hovädzie, teľacie, bravčové a jahňacie) a 54,1 libry hydiny (kuracie a morčacie mäso). Priemerná suma je pravdepodobne o niečo vyššia. USDA nezohľadňuje vegetariánov, ktorí podľa prieskumov spoločnosti Gallup neustále tvoria okolo 5% populácie.

A mäso, mliečne výrobky a tuky, ktoré sú zvyčajne živočíšnymi zdrojmi, tvoria takmer presne polovicu priemernej americkej stravy .

Teraz nie všetky rastliny sú obzvlášť účinnými zdrojmi bielkovín alebo kalórií všeobecne ako sójové bôby a konzumácia sójových bôbov starne (a neposkytuje všetky aminokyseliny potrebné na samotný život). Je však potrebné povedať, že prechodom na takmer výlučne vegánsku stravu by ste mohli znížiť pôdnu stopu potravín, ktoré priemerný človek konzumuje, asi o 45% (90% zvierat).

To je stále veľa poľnohospodárskej pôdy na osobu, asi 5,5 akrov na osobu (asi 22 000 metrov štvorcových). A presne to, koľko vylepšenia môžete dosiahnuť pomocou technologických prístupov, ako je hydropónia, 24-hodinové pestovateľské žiarovky atď., Nie je úplne jasné.

Za predpokladu, že uzavreté prostredie by sa mohlo aspoň rovnať špičkovej produktivite obilných plodín na plochu pôdy v porovnaní s USA, mohlo by sa množstvo ornej pôdy na osobu znížiť na niečo menej ako 2 akre na osobu, čo je 125 Ľudia na kilometer štvorcový pri odpovedi na otázku o názve).

Hydroponické poľnohospodárstvo by údajne mohlo dokonca výrazne zlepšiť toto 80% zníženie súčasného stavu potravín vyrábaných na aker, ako sa uvádza v príspevkoch vyššie. Odhady od 500 do 1 000 štvorcových stôp na osobu sa však vzhľadom na súčasnú technológiu zdajú nereálne.

Môj bývalý je záhradník a prečítal som si článok, v ktorom sa píše, že človeka (iba pre vegánov, bez mäsa) môžete v miernom podnebí (v tomto prípade vo Švédsku) kŕmiť iba 800 m2 bez použitia špičkových technológií. môžete, ak sadíte iba veci nablízku a s niekoľkými úrodami za sezónu. Ako rastliny sa používajú zemiaky, fazuľa, mrkva, paštrnák, kapusta, cibuľa a jablká.

Pamätajte, že fanda môže pestovať oveľa hustejšie ako priemyselné poľnohospodárstvo, pretože posledné sa zameriava na jednu úrodu a vyžaduje viac priestoru pre stroje.