Эта модель может быть использована при обсуждении тенденций повышения эффективности затрат энергии и материалов в механизированном сельском хозяйстве США.
В прошлом эффективность сельскохозяйственного производства обычно рассматривали относительно стоимости ручного труда. Однако в настоящее время стало необходимым анализировать сельскохозяйственное производство в связи с другими видами производственных затрат.
С начала нашего столетия соотношение объема сельскохозяйственного производства к затратам энергии и материалов постоянно уменьшалось. Отклонения из этого правила наблюдали в периоды войн, когда денежная стоимость полученной продукции резко увеличивалась относительно стоимости затрат. Соотношение стоимости полученной продукции и стоимости израсходованных материалов и энергии за период с начала столетия до настоящего времени уменьшилось с 4 до 1,5. Это снижение коэффициента рентабельности компенсировалось главным образом за счет увеличения размера ферм с переходом на более высокий уровень механизации сельскохозяйственных работ. Это обеспечило увеличение абсолютной разницы между стоимостью полученной продукции и стоимостью затрат в расчете на одну ферму. В настоящее время для получения достаточно высоких прибылей при ведении сельского хозяйства общепринятыми методами необходимо организовывать производство в больших масштабах.
Начиная с 1910 г. эффективность прироста затрат материалов и энергии с целью увеличения выхода продукции изменялась в различные периоды в значительной степени. Однако с 1960 г. соотношение увеличения производства и прироста затрат материалов и энергии никогда не достигало таких высоких величин, которые отмечались ранее. Более того, в 1975—1979 гг., когда стоимость затрат увеличилась как никогда по сравнению с любым предыдущим периодом, это соотношение значительно уменьшилось относительно его величины в 1970—1975 гг.
Зависимость выхода продукции от затрат материалов и энергии, а также эффективность сельскохозяйственного производства, которая выражается отношением стоимости проданной продукции к стоимости производственных затрат, значительно варьируют с изменением размера ферм. С увеличением размера ферм наблюдается прогрессирующее снижение стоимости земель и абсолютной стоимости произведенной продукции в расчете на акр. В большинстве случаев (но не всегда) это отражает тот факт, что большие фермы обычно находятся в сухих, холодных или горных районах, т. е. там, где низкая продуктивность земель в расчете на единицу площади. Однако все чаще большие фермы — это результат объединения когда-то рентабельных небольших ферм. Использование удобрений, других химикатов, а также непосредственное поступление энергии (горючего, электричества) в расчете на 1 акр уменьшается с увеличением размера ферм (за исключением небольшого увеличения применения химикатов в расчете на единицу площади на фермах размером более 500 акров). Однако в том случае, когда стоимость этих 3 видов затрат определяется в расчете на 1 доллар проданной продукции, необходимость применения удобрений и химикатов постоянно возрастает с увеличением размера ферм. При этом, непосредственное использование энергии, вместо того чтобы уменьшаться, остается относительно постоянным. Другие категории затрат, включая стоимость ручного труда и организации сбыта продукции, подвергаются более сложным изменениям, но обычно их наименьшая стоимость наблюдается для ферм промежуточных размеров.
Вообще отношение стоимости проданной продукции к общей стоимости всех видов производственных затрат (включая стоимость ручного труда) растет с увеличением размера ферм до их оптимальной площади 220—499 акров, а для более крупных ферм снижается. Уменьшение этого отношения для таких крупных ферм связано с увеличением стоимости ряда категорий затрат, особенно на удобрения, химикаты, ручной труд и сбыт продукции. Несмотря на то, что только 15 % ферм в США относятся к крупным, они занимают 71,3 % общей площади сельскохозяйственных земель. Таким образом, разница в эффективности, с которой на таких фермах используют материалы и энергию, имеет большое значение.
Исходя из графической модели, использование затрат материалов и энергии в современном крупномасштабном сельскохозяйственном производстве значительно превысило точку, в которой эффективность их прироста была наибольшей. Дальнейшее увеличение этих затрат в настоящее время сопровождается только все меньшим приростом прибылей, которые еще можно получать по мере того, как сельскохозяйственное производство приближается к такому моменту, когда стоимость затрат и полученной продукции станут равными.
Эта тенденция имеет особенно важное значение для удобрений, на которые приходится значительная часть производственных затрат. Для периода с 1910 по 1949 г. наклон регрессионной прямой, описывающей зависимость между общим применением удобрений в США и общим уровнем сельскохозяйственного производства, равнялся 0,625. В этот период выход сельскохозяйственной продукции увеличивался с большей скоростью, чем использование удобрений. Однако наклон регрессионной прямой, относящейся к 1950—1978 гг., значительно увеличился и стал равным 2,456. Это означает, что для обеспечения такой же прибавки урожая сельскохозяйственных культур, как в первые годы нашего столетия, в настоящее время требуется почти в 4 раза больше удобрений.
Эффективность применения удобрений в значительной мере определяется свойствами почв и особенно тем, в какой степени поверхностный слой подвергся воздействию эрозии. В середине 1970-х гг. эрозия почв на сельскохозяйственных землях США оценивалась приблизительно 12 т/акр. Около 3т этого количества приходилось на водную эрозию и 1т — на ветровую эрозию.