Câți oameni puteți hrăni pe kilometru pătrat de teren arabil Răspunsuri aici

Întrebări despre hrănirea unei populații numeroase apar frecvent pe acest site web. Agricultura este o opțiune evidentă. Dar câți oameni puteți hrăni pe kilometru pătrat de teren arabil?

O comparație ar fi interesantă în funcție de metoda de cultivare utilizată:

metode preistorice
metode medievale (irigații și instrumente simple)
metode moderne (mașini cu motor, îngrășăminte industriale și pesticide care aplică cunoștințele din biologie și agricultură ca știință)
Metode de înaltă tehnologie (hidroponie, culturi modificate genetic și alte metode de înaltă tehnologie care funcționează în prezent în condiții de laborator, dar care nu sunt încă utilizate pe scară largă pentru producția de alimente).

Cred că ar fi util și să comparăm eficiența agriculturii în funcție de climă, deoarece cred că va avea un impact mare, în special asupra metodelor cu tehnologie scăzută.

Am încercat să caut surse folosind motoarele de căutare, dar nu am găsit una de încredere.

răspuns

Agricultura convențională

Potrivit acestei surse, cartofii dulci sunt alimentele cu cea mai mare densitate calorică, oferind 70.000 kcal/ha/zi. (cu cartofi care produc 54.000, ceea ce calculează aproximativ ArtOfCode.) Aceasta implică o agricultură destul de intensă, așa că trebuie să lăsăm pământul în rezerve aproximativ o treime din timp, ceea ce duce media noastră pe termen lung la aproximativ 47.000 kcal/ha/Ziua pentru cea mai densă plantă alimentară (în kcal.ha/zi). Acest lucru este realizabil cu o tehnologie destul de primitivă. Aceasta corespunde cu 4,700,000 kcal/km 2/zi 2350 de oameni se poate hrăni cu o dietă de 2000 kcal/zi făcută din cartofi dulci puri.

Acum să vedem cum putem crește acest randament. Primul lucru pe care îl putem face este să folosim hidroponica. Potrivit acestei surse, hidroponia va crește profitul nostru brut cu aproximativ 280%. În plus, nu trebuie să ne lăsăm câmpii în barbă, deoarece nu mai avem niciun sol pe care să creștem plante. Aceasta crește baza noastră de la 70.000 kcal/ha/zi la 266.000 kcal/ha/zi 13.300 de persoane furaj pe kilometru pătrat.

În acest moment, indivizii cercetează o modalitate și mai bună de a cultiva culturi: aeroponica. Într-o fermă de aeroponie, apa bogată în nutrienți este evaporată pentru a forma o ceață care este apoi pulverizată pe rădăcinile plantelor. Această sursă a constatat că, cu soluțiile nutritive potrivite, ar putea crește randamentul cu 50% până la 270% față de hidroponica tradițională. Presupunând că, cu un rafinament suplimentar, capătul superior al acestuia poate fi realizat, ar trebui să putem crește cartofii dulci la 98.420.000 kcal/km 2/zi, ceea ce este total 49.210 persoane cu o dietă de 2000 kcal/zi, se poate hrăni cu cartofi dulci.

Ce am mai putea face pentru a crește acest lucru?

Până în prezent, toate acestea au fost constrânse de lumina soarelui: putem crește un singur strat de plante numai dacă plantele noastre primesc energie de la soare. Dacă putem începe un generator de fuziune care să ne lumineze plantele cu lumină artificială, atunci desigur că putem stiva straturi de plante una peste alta. În acest caz, un nivel mai bun ar putea fi kcal/km 3/zi. Un cartof dulce are o înălțime de aproximativ 3 picioare, astfel încât să putem cultiva 1000 de straturi într-o seră alimentată de fuziune, de 1 km3. Cu aeroponica, cubul nostru ar produce 98.420.000.000 kcal/km 3/zi și ar putea avea o populație de 49.210.000 de oameni a hrani . Ingineria genetică ar putea duce acest lucru mai departe, dar este vorba despre ordinea corectă de mărime.

Întrebarea este mult prea largă, deoarece există multe culturi, tipuri de terenuri și niveluri de fertilitate a solului, climat, nivel tehnologic, forță de muncă și capital disponibil. Acestea vor avea un efect dramatic asupra a ceea ce obțineți dintr-o anumită zonă. În plus, există multe modalități de a transforma aceste calorii din culturi în alimente. De exemplu, mănânci boabele sau le hrănești vitelor și apoi mănânci vitele? Sau poate alegeți să vă distilați granola și să faceți bourbon. Acesta ar putea fi cu ușurință un eseu întreg.

În acest moment mă limitez la practici moderne, întrucât acestea variază de la tehnologia esențial medievală la cea mai modernă metodă. În acest caz, o secțiune transversală prin spațiu este, ca să spunem așa, și o secțiune transversală temporală.

Randamentul culturilor variază foarte mult în funcție de cultură și este definit în două moduri. Primul este un raport de semințe la recoltare, de exemplu 20: 1 ar însemna că pentru fiecare bob plantat veți obține 20 de boabe de cereale.

A doua definiție măsoară performanța pe zonă și există nenumărate definiții, dar cea mai obișnuită folosită astăzi este randamentul în kg pe hectar. Deoarece un kilometru pătrat este de 100 kilometri pătrați, răspunsurile trebuie pur și simplu înmulțite cu 100 pentru a obține răspunsul final. Există o multitudine de surse pentru aceasta în lumea modernă. Poate cea mai simplă este Banca Mondială. Am legat randamentul cerealelor. Desigur, puteți avea randament de ciuperci, producție de fructe la hectar de livadă etc.

Dacă vă uitați la tabelul legat mai sus, veți vedea o cantitate uimitoare de variație, în parte legată de variabilitatea climatică, dar mai ales cu gradul de mecanizare și cu dimensiunea fermelor (fermele mai mici tind să fie mai puțin eficiente și mai puțin mecanizate ). Țările cu puțină dezvoltare în prezent au randamente scăzute, uneori cu mult sub o tonă pe hectar (abia peste înlocuirea semințelor!), În timp ce țări precum Franța, SUA și Belgia au randamente cuprinse între 6 și 10 tone/hectar.

Și asta e doar cereale. Cartofii, pe de altă parte, nu cresc numai în zone deluroase și stâncoase, unde cerealele nu pot fi cultivate, dar cu o cultivare atentă și controlul dăunătorilor produc în prezent aproximativ 80 de tone/ha, în timp ce primele soiuri au fost introduse în Europa (acest lucru este după câteva mii de ani de selecție andină) erau doar 13 tone/ha.

În cele din urmă, hidroponia poate crește randamentele de 6 până la 30 de ori pentru o mare varietate de plante. Howard Resh are o carte numită Hydroponic Food Production .

Plantele de castravete identice au produs 7.000 de lire sterline pe acru în sol, dar 28.000 de lire sterline pe acru atunci când sunt cultivate hidroponic, iar producția de roșii a fost cuprinsă între 5 și 10 tone pe acru în sol, dar 60 până la 300 de tone pe hectar de hidroponie. Rezultatele raportate sunt tipice practic pentru orice plantă. Cu alte cuvinte, pentru a produce numărul total de roșii consumate anual în Canada (400 de milioane de lire sterline) ar necesita 25.000 de acri de teren. Hidroponic, ar dura doar 1.300 de acri.

Acum, un kilogram de grâu este în jur de 3400 de calorii. O persoană are nevoie de aproximativ un milion de calorii pe an (2700 cal/zi timp de 365 de zile), adică 294 kg (fără a lua în considerare nevoile nutriționale diferite pentru o secundă). Un grâu modern, să zicem belgian, cultivat (randament 9 t/ha) ar hrăni 30 de oameni. Prin urmare, un kilometru pătrat ar acoperi necesarul de calorii a aproximativ 3000 de persoane . Bineînțeles că doriți carne și alte fructe și legume, astfel încât să le puteți reduce până la aproximativ o treime (grâul -> carnea este relativ slab eficientă), astfel încât să puteți hrăni cu ușurință 1000 până la 1500 de persoane de la un kilometru pătrat. a terenurilor agricole fertile de tehnologie modernă. Cu ajutorul tehnologiei hidroponice sau a altor tehnologii de tip seră și oferind propria lumină, ați putea mult du-te mai sus. Dacă acoperiți pământul în arcologii și dedicați o parte semnificativă a serelor cu aer condiționat și controlate de lumină, ați putea sprijini miliarde de oameni pe pământ.

S-ar putea să fiți interesat de răspunsul meu la această întrebare, deoarece conține cerințele minime. În acest sens, fac calculele pentru a descoperi că aveți nevoie de 5110 cartofi și 460 de metri pătrați de spațiu pentru a hrăni un om mediu timp de un an.

Acest lucru durează un an, dar dacă plantați din nou cartofi anul viitor, va trebui să le plantați într-o altă locație anul viitor. Asta înseamnă că aveți nevoie de 920 de metri pătrați de persoană și doi ani. Puteți merge între două locuri diferite cu cartofi, de asta aveți nevoie. Asa de:

Există 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativă; "> 1000 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativă;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> 2 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> = 1.000.000 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;"> 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> 1000 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;"> 2 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativă; "> = 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativă;"> 1 1000 2 = 1, 000, 000 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; ">, 1000 2 = 1, 000, 000" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;"> 000 1000 2 = 1, 000, 000 "rol = "prezentare" stil = "poziție: relație ve; ">, 1000 2 = 1, 000, 000" role = "presentation" style = "position: relative;"> 000 de metri pătrați pe un kilometru pătrat.

Există 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> 1 000 000 1, 000, 000 920 = 1086.9565" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;" > 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "role =" presentation "style =" position: relative; "> 920 1, 000, 000 920 = 1086.9565" role = "presentation" style = "position: relative;"> 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "rol =" prezentare "style =" poziție: relativ; "> = 1086.9565 1, 000, 000 920 = 1086.9565" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;"> 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> 1 1, 000, 000 920 = 1086.9565" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;">, 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativ; "> 000 1, 000, 000 920 = 1086.9565" rol = "prezentare" stil = "poziție: relativ;">, 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "rol =" prezentare "stil =" poziție: relativă; "> 000 1, 000, 000 920 = 1086.9565" rol = "prezentare" stil = "po sition: relative; "> 920 1, 000, 000 920 = 1086.9565" role = "presentation" style = "position: relative;"> = 1, 000, 000 920 = 1086.9565 "role =" presentation "style =" position: relativ; "> 1086.9565 920 de metri pătrați de teren într-un kilometru pătrat, deci ați împinge aproape 1087.

Deci, puteți hrăni maximum 1087 de persoane pe kilometru pătrat (ppsk) dacă toată lumea nu trăiește decât cu cartofi. Desigur, ai avea nevoie și de spațiu de locuit pentru toată lumea.

Acest lucru oferă o estimare a ceea ce puteți face. Să comparăm acest lucru cu populația și să vedem care este raportul dintre spațiul locativ și terenul arabil.

O casă decentă pentru o persoană are o suprafață de aproximativ 50 de metri pătrați. Dacă aveți 1087 de persoane și un kilometru pătrat de teren agricol, înseamnă că aveți nevoie de:

Metri pătrați de spațiu de locuit. Adică 0,054 kilometri pătrați. Prin urmare, raportul este:

Aceasta este o cerință destul de mare de spațiu. Dacă aveți un oraș cu o rază de 5 km, acesta are nevoie de o zonă agricolă de 21 km pentru a sprijini pe deplin toți locuitorii. Acest lucru este posibil, dar ineficient - de aceea o mare parte din hrana noastră este importată din alte țări cu populații mai mici și cu mai mult teren agricol.

Cu tehnologia agricolă actuală, practicată efectiv în Statele Unite, aproximativ 40.000 de metri pătrați de teren sunt folosiți pentru a produce alimente pentru o persoană obișnuită.

Între 1950 și 2000, în timpul așa-numitei „A doua revoluții agricole moderne”, productivitatea agricolă în SUA a crescut rapid, în mare parte datorită dezvoltării de noi tehnologii. De exemplu, producția medie de lapte pe vacă a crescut de la 5.314 lire sterline la 18.201 lire sterline pe an (+ 242%), producția medie de porumb a crescut de la 39 buști la 153 buști pe acru (+ 292%), iar fiecare fermier din 2000 a produs în medie 12 ori mai mult multă producție agricolă pe oră a funcționat ca un fermier în 1950.

La nivel global, folosim aproximativ o treime din suprafața terenului pentru a produce aceeași cantitate de alimente ca acum cincizeci de ani, iar productivitatea agricolă pe suprafață a crescut constant, an de an.

Cele mai mari producții de cereale pe acru din lume în Kuweit și în unele insule din Caraibe (în ambele cazuri în care terenurile arabile sunt prioritare) sunt de aproximativ trei ori mai mari decât cele din Statele Unite

Cu toate acestea, agricultura din SUA este organizată pentru a optimiza producția de alimente în dolari SUA pe cost de producție în dolari SUA, și nu producția de calorii pe metru pătrat de teren (așa cum ați dori într-o colonie spațială, navă spațială sau biosferă) deoarece SUA are cantități imense de terenuri agricole.

Cel mai simplu mod de a maximiza caloriile pe metru pătrat pe an în raport cu status quo-ul este de a înlocui multă carne cu multe plante în dieta medie a persoanei.

De exemplu, soia folosește aproximativ 5% mai mult teren pentru a produce același număr de calorii proteice ca vacile.

Soia produce cel puțin de două ori mai multe proteine utilizabile pe unitate de suprafață decât orice altă cultură majoră de legume sau cereale, cu excepția cânepei, care poate produce până la 33 g/m2 (290 lb/acre). Acestea produc de 5 până la 10 ori mai multe proteine pe unitatea de suprafață decât terenurile rezervate pentru pășunatul animalelor pentru a produce lapte și de până la 15 ori mai multe proteine pe unitate de suprafață decât terenurile rezervate pentru producția de carne.

Și câtă carne mănâncă americanul mediu?

În 2012, americanul mediu a consumat 71,2 kilograme de carne roșie (carne de vită, vițel, carne de porc și miel) și 54,1 kilograme de carne de pasăre (pui și curcan), potrivit Departamentului Agriculturii din SUA. Suma medie este probabil puțin mai mare. USDA nu ia în considerare vegetarienii, care reprezintă în mod constant aproximativ 5% din populație, potrivit sondajelor Gallup.

Și carnea, produsele lactate și grăsimile, care sunt de obicei toate surse animale, reprezintă aproape exact jumătate din dieta medie americană .

Acum, nu toate plantele sunt la fel de eficiente surse de proteine în special sau calorii în general ca boabele de soia, iar consumul de boabe de soia îmbătrânește (și nu oferă toți aminoacizii necesari pentru a trăi singuri). Cu toate acestea, este corect să spunem că ați putea reduce amprenta terestră a alimentelor pe care le consumă o persoană medie cu aproximativ 45% (90% față de jumătate din cea a animalelor) trecând la o dietă aproape în întregime vegană.

Aceasta este încă o mulțime de terenuri agricole de persoană, aproximativ 5,5 acri de persoană (aproximativ 22.000 de metri pătrați). Și exact cât de multe îmbunătățiri puteți obține cu abordări de înaltă tehnologie, cum ar fi hidroponia, luminile de creștere 24 de ore etc. nu este tocmai clar.

Presupunând că un mediu închis ar putea fi cel puțin egal cu productivitatea maximă a culturilor de cereale pe suprafață de teren comparativ cu SUA, cantitatea de teren arabil pe persoană ar putea fi redusă la puțin mai puțin de 2 acri pe persoană, care este de 125 Oameni pe kilometru pătrat când răspund la întrebarea din titlu).

Se presupune că agricultura hidroponică ar putea chiar îmbunătăți semnificativ reducerea cu 80% a status quo-ului alimentelor produse pe acru, după cum se menționează în posturile de mai sus. Estimările de 500 până la 1000 de metri pătrați per persoană, totuși, par nerealiste având în vedere tehnologia actuală.

Fostul meu este grădinar și am citit un articol care spune că puteți hrăni o persoană (doar vegană, fără carne) în doar 800m2 într-un climat temperat (în acest caz Suedia) fără metode de înaltă tehnologie poate, dacă plantați numai lucruri în apropiere și cu mai multe recolte pe sezon. Plantele folosite sunt cartofi, fasole, morcovi, păstârnac, varză, ceapă și mere.

Amintiți-vă că un hobbyist poate planta mult mai dens decât agricultura industrială, deoarece aceasta din urmă se concentrează pe o singură recoltă și necesită mai mult spațiu pentru mașini.