Эффективность пермакультуры или накормит ли пермакультура 7 млрд человек?
Друзья, здравия!
В группе https://vk.com/permaculturerc в обсуждении
"Эффективность пермакультуры или накормит ли пермакультура 7 млрд человек?"
появился следующий вопрос:
Интересный вопрос! Но у меня возникает масса встречных вопросов...
А почему именно 30 человек с 1 га? Денис, вы полагаете, что существующая сейчас
модель организации хозяйственной деятельности способна прокормить 30 условных
человек с 1 га по такой программе? И поэтому спрашиваете, способна ли на это
пермакультура? Или просто цифра и вопрос родился «с потолка»?
Где этот условный гектар находится? Экватор, полярный круг или где-то посередине? Близко к океану? Высоко в горах или ниже уровня моря? Там есть рядом тёплые океанические течения? А насколько крутой или плоский рельеф у этого гектара? Сколько там выпадает осадков в год и насколько равномерно они распределены по году? Вы ведь понимаете разницу между 500 мм, которые выпадают за 2 дождя, как в некоторых пустынных регионах мира,и 500 мм, выпадающих в течение всего года примерно равными порциями где-нибудь на Британских островах?! А какие почвы на этом гектаре? Это голый камень или плодородная почва с содержанием гумуса 15% и примерно равным содержанием песка, ила и глины, с корректно функционирующей почвенной биологией?
Один гектар–это единый цельный участок? Или это может быть набор из нескольких
участков, расположенных в разных частях в районе города Х или может быть на разных
континентах? Этот участок имеет хороший подъезд или нужно рисковать своей жизнью, чтобы до него добраться? К участку подходит электричество или этот участок в чистом поле далеко «от благ цивилизации»? А 30 человек – это городские упитанные американцы или это деревенские китайцы, работающие за еду, или кто-то между ними? Это 30 мясоедов или это 30 вегетарианцев?
А обеспечить – это что значит? В смысле накормить или ещё дать средства к существованию, включая одежду, лекарства и т.п.? Эти 30 человек будут участвовать в возделывании этого гектара или это горожане, которые будут покупать у фермера результаты его труда? Эти условные 30 человек будут питаться только тем, что вырастит фермер на этом
гектаре, или фермер может продать часть излишков и купить то, что не может вырастить
для них на этом гектаре? А какие технологии, инструменты и капитал доступны тем, кто будет возделывать этот гектар, и самое главное, кто эти люди, сколько их, каков их опыт и способности к физическому труду, к качественному планированию и т.д.?
Как видите, вопросов много ... А уж если начать на них отвечать, то у меня появится ещё больше вопросов, так что мы придём к необходимости разработки Целостного Проекта обустройства данного гектара с учётом КОНКРЕТНЫХ тонкостей и нюансов всех 9 форм богатства.
А поскольку в задаче не было конкретных данных по климату, топографии, почвам, команде и прочим ресурсам, то я не буду сейчас погружаться в эти моменты, разбирая безконечное количество вариаций, а просто дам цифры, исходя из общей предпосылки, что мы находимся в умеренной широкой климатической зоне, у нас есть способная команда и мы можем себе позволить приобрести базовые технологии, знания, инструменты и энергию для обустройства и последующего управления системой, созданной на этом гектаре. А дальше вы уже делайте с этими цифрами то, что вам угодно!
Я не встречал подобных расчётов в пермакультурной среде в мире, но давайте прикинем на основе тех данных, что уже подтверждены практикой. Я буду давать ссылки на первоисточники. Не везде я брал самые высокие цифры, так что не стоит придираться к ним, т.к. есть возможность их увеличить!Также в приведённой вами Гарвардской системе указаны только проценты, без абсолютных величин, поэтому я буду брать абсолютные величины из тех источников, что я нашёл в сети, и буду давать на них ссылки.
1.ЗЕРНОВЫЕ
Метод Фукуока-Бонфила по выращиванию озимых зерновых совместно с клевером даёт урожай в 150 ц/га, т.е. это 15т на 1 га ( https://ru.scribd.com/document/47064579/Fukoka-Bonfils-method ). Один человек потребляет в год примерно 173 кг зерна (это и хлеб, и макароны,и каши - источник по нормам потребления – https://yadi.sk/i/NF6f8lo638gZgi), а запас семян на посадку следующего урожая можно не учитывать, т.к. в отличие от традиционного метода сплошного сева, требующего до 200 кг зерна, данный метод предполагает посадку семян с шагом 60 см на 60 см, т.о. на засев одного гектара выйдет всего до 2 кг зерна. На 30 человек нам необходимо 5 190 кг зерна (30 человек * 173 кг зерна), округлим до 5 200 кг (возьмём запас на семена в размере 10 кг на несколько лет вперёд). Т.о. нам понадобится площадь в размере 5,2 т / 15 т = 0,346 га, т.е. если округлить, то это будет 35 соток.
2. БЕЛКОВАЯ ПИЩА
Предположим, что с этих 35 соток мы получим соломы в пропорции 1:1,2 (первоисточник http://www.activestudy.info/vyvedenie-vysokourozhajnyx-sortov-ozimoj-pshenicy/- на самом деле в методе Бонфила скорее всего эта пропорция будет 1:1,5), где единица – это урожай
зерна. Соответственно объём соломы будет равен 5,2 т зерна * 1,2 = 6,24 т соломы. Мы ведь пермакультуристы, у нас нет отходов в системе, всё идёт в пользу! Поэтому эту солому мы пустим на выращивание вёшенки. Солома озимой пшеницы обезпечивает выход 64,6% свежих плодовых тел. Т.о. из 6,24 т соломы мы получим 6,24т * 64,6% = 4 тонны грибов вёшенки. Вёшенка содержит примерно 3,3 г белка на 100 г свежих плодов. Т.о. 1 кг грибов содержит 33 грамма белка. И 4 тонны грибов будут содержать132 кг белка.
О пищевой ценности вешенки можно почитать тут http://www.growing-mushrooms.ru/nutritional-value-of-oyster-mushroom.html 132 кг белка в год представляют примерно 24% необходимого нам белка, если принять за норму 50 г белка на 1 человека в день (хотя Галина Шаталова убедительно доказала, что человек может жить полноценной жизнью, испытывая колоссальные нагрузки, и при этом потреблять до 30 г белка в день), т.е. в год нам необходимо 50г/1000г*30человек*365дней = 547,5 кг. Как мы покроем 415,5 кг дефицита белка (547,5 кг-132 кг)? Если наши 30 человек едят рыбу, то мы с лёгкостью можем закрыть данный дефицит, использовав при этом небольшую площадь! Создав систему аквапоники по схеме UVI (http://cals.arizona.edu/azaqua/ista/ista6/ista6web/pdf/676.pdf), занимающей примерно 5 соток земли, мы можем вырастить минимум 8 тонн тилапии(при умелом управлении можно получить более 10т).
Также данная система позволяет выращивать овощи и зелень, используя воду из рыбных резервуаров в качестве среды и удобрения для растений.
Предположим, средний выход съедобной части составляет 50% (http://fish-industry.ru/obrabotka-i-transportirovka/455-sootnoshenie-mass-otdelnyh-chastey-tela-ryby.html), мы получаем 4 тонны съедобной части с содержанием белка 20 г на 100 г порции жареной рыбы или 0,2 кг белка на 1 кг съедобной части рыбы. При потере веса на ужарке в размере 15% (https://elena87.net/cat6007.php) мы получим в итоге с 4-х тонн сырой съедобной части рыбы около 680 кг белка (4000 кг * 0,2 кг белка * (1-0,15 ужарка)= 680 кг)–это явно больше, чем нам необходимо. Т.е. у нас появляются излишки, которые мы можем реализовать на сторону.
Цена на тилапию в рознице от 250 р/кг в свежем виде и выше. При нашем излишке примерно 300 кг сырого белка ((680кг-415,5кг)/0,85 = 311 кг) или в виде съедобной части рыбы в 1555 кг (331кг/0,2) мы можем рассчитывать на выручку в размере примерно 389 тыс. рублей (1555 кг * 250 руб/кг). При этом хорошим бонусом к этому мы ещё получаем 5 тонн базилика, выращенного в данной системе. При цене реализации скажем в 500 руб за 1 кг, это даст выручку в 2,5 млн рублей !!! Это если продавать в розницу. Оптовую выручку посчитайте сами.
Вы спрашиваете, чем будем кормить эту рыбу? Я отвечу!
От выращивания вёшенки у нас останется грибной компост, общим весом примерно 2 тонны. Это только часть необходимого рациона рыбы . Коэффициент конверсии корма в живой вес рыбы для тилапии составляет примерно 1,6. Т.е. для того чтобы вырастить 8 тонн тилапии, нам нужно обезпечить 12,8 т корма, из которых 2 тонны у нас уже есть – это грибной компост. Остальные 10,8 тонны мы можем закрыть за счёт выращивания водных растений ряска и/или азола.
При оптимальных условиях, в случае подкормки ряски сточными водами, например, из того же биогазового реактора (может быть наши 30 человек, а может просто другие люди живут на соседнем участке, или рядом фермер животновод и мы можем использовать их отходы, для того чтобы получить метан и удобрения) урожай ряски может достигать величин в 73 -180 т сухого веса на 1 га в год (http://www.fao.org/ag/againfo/resources/documents/DW/Dw2.htm). Если мы будем выращивать ряску в теплице при оптимальных температурах с указанной подпиткой (в т.ч. и СО2 от биогазовой установки), то нам понадобится теплица площадью примерно 15 соток (10,8 т нужного корма / 73 т ряски/га/в год = 14,79 % от 1 га, или грубо 15 соток).
Система сезонной аккумуляции тепла и закрываемые на ночь зимой светопрозразные поверхности (как у китайских теплиц) позволят существенным образом сократить объём необходимой энергии на поддержание нужной температуры в холодную часть года. Кому интересно посмотреть на рабочий проект безотопительной теплицы , то вот хороший пример –
По данному варианту у нас ушло примерно 20 соток на закрытие потребности в белках (5 соток аквапоника по схеме UVI и 15 соток на выращивание пищи для рыбы , хотя опять же, если мы просто можем купить корм для рыбы, то нам не нужно будет занимать 15 соток на его выращивание, доходы от выращивания зелени нам это позволяют). Итого мы израсходовали уже 55 соток из 100 в одном гектаре.
Накинем ещё 1 сотку на место для выращивания вёшенки, итого 56 соток. !!! Если наши 30 человек вегетарианцы и они не станут есть рыбу, то мы можем пойти по другому варианту.
В лаборатории возобновляемых источников энергии МГУ им. М.В. Ломоносова была разработана технология крупномасштабного выращивания микроводоросли спирулины. Опыты показали, что в умеренном климатическом поясе спирулину можно выращивать в теплицах в течение всего года при незначительных затратах низкопотенциального тепла (подогрев грунта) с продуктивностью 7-12 г сухой биомассы с 1 м2/сутки. На самом деле это средние урожаи. Есть более эффективные методы, дающие до 80-100г/м2/сутки, но требующие несколько больших энергозатрат. Но мы возьмём для примера урожайность спирулины всего в 10 г/м2/сутки. Соответственно в год мы получим с 1м2 около 3,65 кг (10г*365 дней = 3650 г) спирулины в сухом весе. Содержание белка в сухой спирулине достигает 55-70% на 100 г (http://dump.bitcheese.net/files/ebalixe/spirulina_ru.pdf). Для расчёта возьмём 60%. Итак с 1 м2 мы получаем до 2,2 кг белка в год(3,65 кг * 60%). Т.е. для покрытия дефицита в 415,5 кг белка нам понадобится примерно 188 м2. Хорошо, пусть будет 200 м2, сделаем запас на дорожки, т.е. всего 2 сотки.!!! Как мы видим, данный вариант предполагает куда более высокую эффективность, нежели невегетарианский путь получения белка, где нам понадобилось «аж 20 соток» на 30 человек!
Я думаю, вы понимаете, сколько бы нам понадобилось гектар земли, если бы мы выращивали коров на убой?! Кстати, спирулина закрывает извечную проблему витамина В12, о которой так любят говорить доктора мясоеды! Также спирулина имеет уникальный состав и по многим другим элементам питания (3,6 млрд. лет эволюции явно не прошли даром!)–читаем о пользе спирулины из документа сотрудников МГУ - http://bio.1september.ru/article.php?ID=200601304
Итак, по второму варианту на текущий момент мы израсходовали 35 соток + 2 сотки = 37 соток. Помним про ещё 1 сотку на место для выращивания вёшенки, итого 38 соток.
3.ОВОЩИ
Тут я приведу пример ребят из Канады, которые выращивают на 60 сотках 150 тонн овощей и зелени в год и получают выручку в 150 тыс. канадских долларов –http://www.themarketgardener.com/the-market-gardeners-toolkit/. Задействовав при этом труд
всего 4-х человек и не используя крупную технику. Самый большой используемый ими
агрегат–это мотоблок, которым они только формируют грядки и делают поверхностную
обработку самих грядок после внесения компоста. Это пример сверхэффективной организации и интенсивного использования земли органическими методами, без использования минеральных или синтетических удобрений. Примем экстра высокие нормы потребления овощей и зелени на человека в год в размере 500 кг (если грубо, то на самом деле нужно где -то 250 кг с учётом картофеля - http://venskayadacha.com/skolko-i-kakih-ovoshhej-vyrastit-na-dache/, кстати наши умельцы выращивают 1 тонну картофеля с 1 сотки - http://garden.hozvo.ru/how_to_collect_a_ton_of_potatoes_to_weave-23323). Соответственно на 30 человек нам понадобится 15 тонн овощей и зелени. Если брать продуктивность упомянутого
хозяйства, то нам понадобится примерно 1/10 их продуктивной площади, т.е. 6 соток, что кажется фантастически малой площадью. Давайте возьмём с запасом вдвое большую площадь– 12 соток. Таким образом, на текущий момент по первому сценарию для невегетарианцев мы задействовали 35 соток на зерновые, 1 сотку на выращивание вёшенки и ещё 20 соток на белки животного происхождения, плюс 12 соток на овощи и зелень.
Итого 68 соток. У нас в запасе ещё 32 сотки, которые мы можем отвести под сад!
4.ФРУКТЫ
Примем за норму урожайности сада величину 1,5 кг/м2/год (тут, например, на яблони норма 2 кг/м2 год - http://usadba2012.com/planirovka-sada/planirovka-plodovogo-sada , я уже не говорю про урожайность сортов адыгской народной селекции, высокорослые деревья яблони в почтенном 50-80 летнем возрасте дают урожай до 1000-1500 кг с дерева – (см стр.70 данного источника - https://yadi.sk/i/8Smaz5PprqiVL). В итоге мы получим примерно 4,8 тонн фруктов (32 сотки *1,5 кг/м2 * 100 м2/сот = 4800кг). Или по 160 кг на 1 человека, из тех 30-ти, которых мы хотим прокормить с этого гектара. Если мы пойдём по второму сценарию с вегетарианцами, то вместо 20 соток на белки животного происхождения у нас уйдёт всего 2 сотки на пруд для спирулины и соответственно мы израсходуем на 18 соток земли меньше, т.е. всего 50 соток (32 сотки зерновые, 1 сотка грибы, 2 сотки спирулины и 12 соток огород). Т.о. у нас остаётся ещё 50 соток. При той же урожайности в 1,5 кг/м2/год мы получим 7,5 тонн фруктов. Или по 250 кг на 1 человека, из тех 30-ти, которых мы хотим прокормить с этого гектара.
5.САХАР
Давайте поговорим о более качественных подсластителях, На нашем гектаре в саду мы с лёгкостью можем разместить несколько ульев, не создав сложностей с перемещением по саду.
Источник фотографии - http://pudmeda.com/news/Medved-i-ulej
Представим, что пчёлы не летают на 4-5 км от своего дома! Количество ульеву нас будет определяться количеством медоносной базы, которую мы можем обезпечить с этого одного гектара (потому не суть важно, сколько их будет). На что наши пчёлы смогут рассчитывать на нашем гектаре?
Мы помним, что у нас есть 35 соток, занятых системой Фукуока-Бонфила с почвопокровником в виде клевера (предположим, что белого).Мёдопродуктивность клевера белого составляет примерно 100 кг на 1 га. В нашем случае, это значит 35 кг мёда. Что нам может дать наш сад в 32 и 50 соток соответственно для двух возможных групп из 30 человек? Условно представим,что в саду у нас только яблони, яблоня не особо эффективный медонос, с 1 га можно получить 20-30 кг мёда. Не густо, правда? Какие у нас ещё есть варианты? Про огород мы можем в данном разделе не вспоминать. Какие у нас ещё есть резервы? Возможно, нам стоит более детально присмотреться к нашему саду? Ведь мы учли только ярус деревьев, как насчёт почвопокровников? Ведь в ПК саду у нас почва покрыта живым ковром растений, а что это будут за растения– во многом зависит от нашего выбора.
И среди хороших почвопокровников есть весьма неплохие медоносы, например, люцерна посевная (мёдопродуктивность 270-300 кг/га) или фацелия пижмолистная (200-700 кг/га-http://dekatop.com/archives/562). Я остановлюсь на фацелии пижмолистной (очень качественный почвопокровник - https://sad6sotok.ru/%D1%84%D0%B0%D1%86%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%8F.html), и возьму её среднюю мёдопродуктивность в 450 кг/га (т.е. (200+700)/2). При площади сада в 32 сотки мы получаем потенциальную мёдопродуктивность 144 кг, а с 50 соток до 225 кг.Итак, что мы в итоге имеем по мёду?
1.Клевер белый с 35 соток 35 кг мёда.
2.Яблоневый сад:
a.С 32 соток – 8 кг
b.С 50 соток – 12,5 кг
3.Фацелия пижмолистная:
a.С 32 соток –144 кг
b.С 50 соток –225 кг
Итого:
a.У не вегетарианцев кормовая база пчёл составляет 187 кг.
b.У вегетарианцев 272,5 кг.
Предположим, что мы поставим 1 улик в обоих вариантах. На свои нужды пчелосемья израсходует около 100 кг мёда, соответственно, по варианту а) людям останется 87 кг или почти по 3 кг на человека в год, а по варианту б) 172,5 кг мёда или по 5,75 кг мёда на человека в год.
6. МАСЛА
Если представить, что все прежние продукты не содержат жира (что сложно сделать, особенно учитывая совокупный объём полученной пищи за год, как вы увидите в следующем разделе, например, вариант с употреблением рыбы явно закрывает потребность по жиру), то нам понадобится какой-то дополнительный источник жиров.
Тут я предлагаю не ломать голову и обменять часть избытков нашей системы, с тем кто
выращивает масличные культуры, на нужное количество сырья (того же под
солнечника) или просто приобрести нужное количество масла. Доходы от невегетарианского варианта по базилику у нас составляют 2,5 млн. руб. в год. По вегетарианскому варианту мы можем выделить 1 сотку из территории сада для производства дополнительного объёма спирулины для генерации дохода. Одна сотка при урожайности 10г/м2/год даст нам 365 кг спирулины в сухом весе, цена которой колеблется от 2000 руб/кг до 5000 руб/кг и выше, если продавать в таблетированном виде. Т.е. 365 кг–это выручка в размере от 730 тыс. до 1,8 млн. руб в год. Полагаю, на масло на 30 человек хватит, хоть на растительное, хоть на сливочное, хоть на топленое (Гхи).
7.ИТОГИ
На одного человека из группы в 30 человек с 1 данного гектара мы обезпечили:
1.Зерновые культуры 173 кг
2.Белки:
a.Не вегетарианцы–133,3 кг вёшенки + 266,6 кг рыбы тилапия
b.Вегетарианцы–133,3 кг вёшенки + 23 кг спирулины
3.Овощи, зелень–500 кг
4.Фрукты:
a.Не вегетарианцы–160 кг
b.Вегетарианцы–250 кг
5.Мёд:
a.Не вегетарианцы–3 кг
b.Вегетарианцы–5,75 кг
6.Масла–столько, сколько нужно.
7.Итого:
a.Не вегетарианцы получают 1236 кг пищи, явно больше, чем следует есть в год
b.Вегетарианцы получают 1085 кг пищи. Это уже ближе к нормам, т.к. вегетарианцам в данном примере не нужно есть 266,6 кг рыбы, чтобы закрыть потребность по белкам, а достаточно съесть 23 кг спирулины за целый год. Как видим, вегетарианцам достаётся более качественная еда, дающая меньшую нагрузку на систему пищеварения(это я про спирулину и фрукты), и мёда почти в два раза больше.
С этим простым примером можно играть, добавлять в него всё большее количество циклов, совмещать системы, например, полеводство и сад в виде лесополевой системы, в итоге получая чуть меньшую урожайность в рамках каждой компоненты, но при этом большую совокупную продуктивность. Для простоты понимания, если у нас есть 1 га полеводства и 1 га сада, то они дадут урожай Х ц/га зерна и Y ц/га фруктов, занимая каждый по 1 га площади, т.е. итого 2 га земли. Но если мы их совместим на одном и том же гектаре, то мы получим 0,7 Х ц/га зерна и 0,7 ц/га фруктов, но при этом используя всего 1 га земли.
Цифры условные, важно понять суть. В этом заключается одно из преимуществ агролесоводческих систем! Итак, как видим, прокормить 30 человек с 1 га по пирамиде питания возможно! Если подойти к задаче с умом. К большому сожалению, современное полеводство, животноводство и садоводство подобным подходом не пользуется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Если мы не будем замыкаться в рамках 1 га, а рассмотрим участок скажем в 60 га (для продуктивного использования, без учёта места для жилья), то там можно будет реализовать гораздо более интересные и при этом более комплексные системы и в
итоге, возможно, прокормить больше, чем 30 человек с 1 га. На нашем курсе мы как раз даём знания, необходимые для проектирования подобных систем. А в ходе выполнения выпускного задания вы закрепляете полученные знания и приобретаете навыки, которые в ближайшем будущем будут крайне востребованы!
С уважением, Андрей Владимирович Собкалов, ПИЦ «РАЙАР»
Материал взят в группе https://vk.com/permaculturerc