Современное сельское хозяйство достигло такой производительности, о которой крестьяне прошлого не могли и мечтать. Один фермер способен прокормить сотни людей, занятых другим трудом, — но растущим аппетитам человечества мало и этого. Все меньше остается неосвоенных пространств, все бережнее нужно расходовать чистую воду. Но есть и другой путь: вооружиться новыми технологиями сельского хозяйства и выйти в море, где нет ни пресной влаги, ни земли.
Минус земля
Земли на всех не хватит. На сушу приходится около 29% поверхности планеты, и 29% этой площади составляют ледники, горы, пустыни и прочие непригодные для нормальной жизни территории. Из оставшегося пространства около половины уже занимают сельскохозяйственные угодья. Современные технологии позволили резко увеличить урожайность, однако поля и пастбища продолжают требовать все новых и новых площадей. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, еще тысячу лет назад они покрывали не 50%, а лишь 4% пригодной суши. Рост населения и, соответственно, потребления вынуждает производителей постоянно расширять сельскохозяйственные территории.
Но есть у этого тренда и одно примечательное исключение. В Средиземном море на северо-западе Италии в сотне метров от берега в воде колышутся несколько прозрачных капсул, заякоренных ко дну. Экспериментальный «сад» Nemo’s Garden был запущен в 2012 году местным производителем оборудования для дайвинга Ocean Reef Group при поддержке Инженерного университета Генуи. За это время удалось отработать несколько конструкций «биосфер», и сегодня они достигли объема 2000 л, и в каждой развернута опытная теплица с 8−10 грядками или парой десятков горшочков поменьше. Герметичные капсулы подвешены на 5−8 м ниже поверхности воды, куда доходит достаточно длинноволнового солнечного излучения. При этом условия внутри остаются стабильными и комфортными для растений.
Вода для полива появляется тут же: нижняя часть каждой капсулы открыта, и влага испаряется из моря, наполняя внутренний объем. Она интенсивно конденсируется на холодных стенках, собирается специальной системой, обогащается необходимыми минералами и автоматически подается растениям. В летние месяцы (из-за штормов Nemo’s Garden работает в море лишь с мая по октябрь) здесь культивируются томаты и бобы, зеленый горошек и цукини, алоэ, разные виды салата. Дополнительное давление лишь стимулирует их рост. «Многое выглядит чрезвычайно привлекательным, — отозвался о проекте основатель The Wasabi Company, занятой культивированием весьма капризных японских растений. — Изолированное окружение, в котором можно почти не беспокоиться о вредителях и сорняках, об инфекциях, которые приносятся с воздухом, и о слизняках… Это как работать с большим аквариумом».
Минус вода
Запасы пресной воды тоже не бесконечны. За последнее столетие ее глобальное потребление выросло с 0,5 трлн до 4 трлн кубометров в год, и около 70% этого количества поглощает сельское хозяйство. Многие густонаселенные страны вынуждены тратить огромные объемы чистой воды на ирригацию. Например, в Пакистане интенсивно увлажнять приходится больше половины общей площади полей, в Индии — около 35%. Между тем легко доступной для нас остается лишь крошечная часть громадных запасов, сохраняемых планетой, — около 1,2% всей пресной воды. Остальная залегает слишком глубоко или заперта в ледниках. А больше 97% всей воды на Земле составляет морская, слишком соленая для выращивания обычных растений.
В отсутствие чистой воды засолению подвергаются почвы, и решением этой проблемы заняты работники экспериментальной фермы, расположенной на нидерландском острове Тексел. Здесь на 56 опытных грядках площадью по 160 м2 высаживают растения, отличающиеся повышенной устойчивостью к соли. Поливая их разведенной до разных концентраций морской водой, в Salt Farm Texel ищут наиболее перспективные сорта, для которых не требуется так много пресной влаги. На освоение океанских просторов здесь не претендуют, однако эти растения и соответствующие технологии, методы полива и внесения удобрений когда-нибудь сделают плодородными территории, сегодня почти безжизненные и совершенно бесполезные.
Разумеется, и Китай, где засоленные почвы покрывают около миллиона квадратных километров, реализует собственные проекты по выведению устойчивых сортов. По оценкам известного селекционера Юаня Лунпина, их эксплуатация могла бы увеличить производство риса на 20% и прокормить еще 200 млн человек. Пока что сорта, способные переносить соленую воду, дают далеко не впечатляющий урожай, хотя в 2017 году китайским ученым удалось собрать уже вполне приличные 4,5 т с гектара, поливая растения разбавленной примерно впятеро соленой водой. По словам попробовавших, этот рис обладает особенным приятным вкусом. Впрочем, рис — это совершенно отдельная история.
Некоторые технологии выращивания риса в морской воде пока что отрабатываются в лаборатории, в воде пресной.
Минус земля, минус вода
Хотя сегодня вполне доступно невиданное разнообразие продуктов питания, большую часть калорий человечество по‑прежнему получает из злаков. От риса напрямую зависит около половины населения планеты, и рисовые поля занимают примерно 12% всех возделываемых земель. Несмотря на то что урожайность в пересчете на литр израсходованной воды за последние 40 лет удвоилась, на эту исключительно влаголюбивую культуру до сих пор приходится от четверти до трети всей потребляемой сельским хозяйством воды. Вдобавок затопленные поля стимулируют деятельность метаногенных микробов. Производство риса приводит к выбросу в атмосферу 20−30 млн т метана в год — больше, чем вся угольная энергетика.
С этих пугающих цифр начинается совсем свежая история британского стартапа Agrisea, основанного парой выпускников Даремского университета. Их проект получил от инкубатора IndieBio начальное финансирование в 250 тыс. долл. Стартап обещает, что уже в 2021-м в океане появятся первые плавучие фермы, на которых зазеленеют листья риса, способного расти непосредственно в морской воде. Сообщается, что для получения таких сортов не требуется даже серьезных генетических манипуляций: у риса уже имеются метаболические пути, обеспечивающие устойчивость к солевому шоку, — остается лишь дополнительно их активировать. Такие растения смогут расти на плавучих островах, получая прямо из морской воды не только влагу, но и необходимые минералы — если, конечно, подобные сорта появятся.
