Текст книги "Занимательная агрономия"
Автор книги: Алексей Дояренко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 11 (всего у книги 13 страниц)
Получение пестрозерной кукурузы
Мы уже знаем, что в громадном большинстве случаев при скрещивании различных форм растений семена, полученные от опыленного чужой пыльцой, еще не имеют изменений внешних признаков, а формируются такими, какими они были у данного растения, и только в их потомстве уже обнаруживаются эти изменения. Так, например, если скрестить цветки белозерного гороха с темнозерным, то семена, полученные от скрещивания, будут все одноцветные, и только в их потомстве, то есть в урожае следующего года, обнаружатся одноцветные и промежуточные окраски семян.
Однако бывает, хотя и редко, когда семена скрещенного цветка уже в том же году резко изменяются, становятся пестрыми. Такие случаи носят название ксений и встречаются, например, у кукурузы.
Скрещивание кукурузы легко производить, ввиду того что это растение однодомное и раздельнополое, то есть такое, у которого мужские и женские цветки различны и располагаются хотя и на одном и том же растении, но на разных его частях. Женский цветок у кукурузы образуется в форме закутанного многими оболочками початка, из которого выходят многочисленные пестики в виде густого пучка нитей; початок располагается обычно в нижней части стебля. Мужской цветок, в виде раскидистой метелки, находится на верхушке стебля. Скрещивают кукурузу следующим образом: как только образуется початок, до появления из него зеленых нитей, следует на него надеть изолятор – пергаментный мешочек; когда созреют мужские метелки и начнут пылить, их срезают и помещают под изолятор к початку.
Если скрестить таким образом белозерный сорт кукурузы с сортом с окрашенным зерном, то в початке этого скрещенного экземпляра сразу получатся зерна разных цветов и початок будет пестрозерным. Вводя под изолятор несколько мужских метелок от растений, имеющих разного цвета зерна (желтые, коричневые, темные и пр.), можно получить початок, на котором будут семена разных окрасок, то есть он будет сильно пестрым.
Поиски новых растений и улучшение сортов отбором
Пути создания новых форм, которые были только что описаны – скрещивание и образование новых промежуточных форм, – природа использует непрерывно. Таким образом, в природе существует бесконечное разнообразие форм, – надо лишь найти и выделить из них интересные для нас. Разумеется, трудно ожидать, чтобы все интересующие нас формы сохранились в природе, поэтому часто продуктивнее произвести скрещивания, сознательно направляя эту работу, чем выискивать нужные формы в природе. Но тем не менее этот путь – отыскания в природе готовых форм растений, которые могут быть или полезными, или служить материалом для дальнейшего создания новых разновидностей растений, – заслуживает большого внимания. До того, как человек овладел техникой создания новых форм, все разнообразие культурных растений было получено путем отыскания полезных растений, уже существующих в природе, и постепенным улучшением их посредством отбора.
В настоящее время наряду с выведением сортов скрещиванием ведется огромная работа по отысканию среди природы новых растений и переводу их в разряд культурных для обогащения промышленности новыми видами сырья. Кто не знает о проведенных нами всемирных экспедициях, о широко развивающейся у нас пионерской работе туристов-исследователей, которая дала такие поразительные результаты!
Не следует думать, что за новыми растениями нужно обязательно отправляться в малоисследованные страны и что окружающая нас растительность окончательно изучена и использована. Можно привести много примеров отыскания полезных растений среди окружающей нас природы. Достаточно указать на новые каучуконосы, которые найдены среди известных нам молочаев и одуванчиков. По мере развития наших потребностей и использования все новых и новых видов сырья для промышленности, медицины и других нужд, все более и более расширяется область использования дикорастущих растений, которые или собирают, или вводят в культуру.
Кроме отыскания интересных растений среди дикарей, не менее интересно вести отбор среди уже возделываемых сортов и их улучшение. При этом можно встретить или резко выделяющиеся среди посева единичные экземпляры, или большое количество экземпляров с одинаковыми признаками; среди них можно отобрать растения с наиболее резко выраженными признаками, нас интересующими. Резкая, скачковая изменчивость у растений встречается сравнительно редко, но представляет огромную ценность для выведения новых, устойчивых сортов. Такие экземпляры, обычно единичные, резко отличаются от всех остальных; часто их признаки оказываются наследственно устойчивыми. Следовательно, если признаки растения представляются полезными или интересными, то можно сразу получить новый сорт, собрав семена с такого экземпляра и размножив их. Однако сравнительная редкость их нахождения и не всегда полезное направление изменчивости у них не позволяют рассчитывать только на этот путь отыскания новых форм. В самое последнее время пытаются искусственно вызывать такие скачковые изменения под влиянием сильных воздействий на растения электричества, радия, рентгеновских лучей, химических веществ и т. п. Но пока это еще не дало практических результатов.
Легче и проще другой путь – использование пестроты всякого посева и отбор из этой пестроты выдающихся экземпляров растений по тому или иному признаку. Например, если из посева льна отобрать наиболее высокостебельные растения и их семена высеять отдельно, то в новом урожае в среднем растения будут более высокостебельными, чем первоначальный сорт. Отбирая высокостебельные растения в течение ряда лет, можно вывести новую форму – сорт, дающий более высокий и тонкий лен.
Таким путем выведены ценные старые сорта многих сельскохозяйственных культур, например сахарной свеклы. Путем многолетнего отбора на семена самых сахаристых корней было достигнуто содержание в свекле сахара до 20 процентов вместо 6 процентов в исходной дикой свекле.
Однако выведенный таким массовым отбором сорт всегда будет обладать одним недостатком – неустойчивостью своих признаков, то есть если прекратить ежегодный отбор выдающихся экземпляров, то постепенно этот усиленный признак начнет ослабевать и может упасть до исходного состояния. Поэтому все сорта, выведенные массовым отбором, требуют продолжения ежегодного отбора. У сахарной свеклы все время ведется отбор на семена самых сахаристых корней и только таким образом поддерживается ее высокая сахаристость. То же самое будет и с сортом высокостебельного льна или крупнозерной пшеницы, если этот сорт выведен массовым отбором.
Чтобы из смеси высокостебельного и низкостебельного льна выделить устойчивый высокостебельный сорт, надо найти среди них такие растения, урожай которых давал бы преобладающее число высоких и малое число низких стеблей. Для этого семена, собранные с высоких растений, надо высеять по одному зерну, затем с каждого растения собрать отдельно семена. Дальше урожай семян с каждого растения также надо высеять отдельно и отобрать то потомство с одного растения (индивидуальный отбор), у которого будут преобладать наиболее высокие стебли льна. Оно даст начало нового сорта, который и будет устойчивым по данному признаку.
Такой отбор и применяется теперь для выведения устойчивых сортов растений. Хотя он несколько кропотлив и длителен, зато дает верные результаты и устраняет необходимость дальнейшего постоянного ежегодного отбора.
Таким образом, при выведении сортов отбором он может идти двояким путем. Массовый отбор выдающихся экземпляров легко и быстро улучшает качество сорта. Эта работа доступна каждому и очень полезна во всяком хозяйстве, но сорта с устойчивыми признаками при таком методе нельзя получить. Для поддержания высоких качеств данной культуры надо постоянно вести этот отбор. Чтобы получить сорт с устойчивым признаком, нужно проделать более длительную и сложную работу по индивидуальному отбору.
Глава VIII
ПРОДУКТЫ РАСТЕНИЕВОДСТВА
Где образуется крахмал
озделывают растения для получения из них питательных веществ: углеводов, жиров и растительных белков, которые являются основными продуктами питания человека. Среди них одно из главных мест занимает крахмал. Растение производит его из воды и воздуха за счет энергии солнечного света.
В растении, как на фабрике, существуют пункты производства крахмала с подачей туда сырья – воды, воздуха и энергии; целая система транспорта полученного продукта в виде сосудов и, наконец, склады: плоды, клубни, корни, где накапливаются запасы произведенных продуктов для последующих поколений или для дальнейшего развития этого же растения.
Где же находится фабрика этого первого и главнейшего продукта растительного производства?
Если для создания крахмала, как и всякого органического вещества, из простых элементов – воды и воздуха – необходима энергия солнечного луча, то вполне естественно предположить, что те органы растения, которые в наибольшей степени подвергаются освещению, и являются местом образования крахмала. К этим органам принадлежат листья, которые как бы предназначены для улавливания света и рассеянной в воздухе угольной кислоты – основного материала для построения крахмала.
Крахмал состоит из углерода, извлекаемого из угольной кислоты, воздуха и элементов воды, притекающей к листьям по сосудам из почвы. Других элементов в составе крахмала нет – при сгорании он не дает золы. Листья являются местом образования крахмала – той фабрикой, где производится синтез (образование) крахмала из воды и воздуха за счет солнечной энергии.
В зеленых частях листьев происходит превращение солнечной энергии в органическое вещество, то есть из элементов, входящих в воду (водорода и кислорода), и угольной кислоты (углерода), находящейся в воздухе, при помощи солнечной энергии создается крахмал. Известный русский ученый К. А. Тимирязев посвятил много времени изучению жизни растений, и благодаря его трудам люди узнали, как появляется первое органическое вещество в растениях, из которого они строят свое тело и которое может служить пищей для всех остальных организмов, в том числе и человека.
В листьях совершается консервирование солнечной энергии в форму, доступную для использования остальными организмами. Листья – это звено, которое связывает нашу жизнь с солнцем и без которого она была бы невозможна.
Чтобы убедиться, что крахмал образуется именно в листьях, можно наблюдать появление его на освещенных местах листьев.
Образование крахмала на освещенной части листа.
Этого можно достигнуть простым и интересным опытом, заставив само растение «сказать» нам об этом.
Выберите большой неповрежденный лист какого-либо растения, например подсолнуха, оберните его на день какой-нибудь непроницаемой для света материей или бумагой. В течение дня весь крахмал, который был в листе, уйдет из него, а нового не образуется из-за отсутствия света (полезно обернуть несколько листьев, чтобы проверочным опытом убедиться, что в листьях нет больше крахмала). Если такой контрольный лист после обесцвечивания[18]18
Для этого следует погрузить лист в кипяток, чтобы убить его ткани, и потом положить в спирт; спирт извлечет из листа весь зеленый пигмент (зеленое красящее вещество – хлорофилл), и лист станет почти белым.
[Закрыть] даст с иодом фиолетовое окрашивание, нужно оставить опытные листья еще на один день закрытыми и вновь проверить, весь ли крахмал исчез из листа.
После исчезновения крахмала лист покрывают темной бумагой или металлической фольгой с вырезанным в ней словом «крахмал» (или каким-нибудь другим) и в таком виде оставляют на хорошем освещении. Через день обычно на освещенных местах, то есть под буквами вырезанного слова, образуется крахмал. Когда этот лист специально обработаете – погрузите его сначала в кипяток, потом в спирт до обесцвечивания, а затем в иодный раствор, то на белом листе ярко фиолетовыми буквами выступит ваша надпись «крахмал»[19]19
Таким образом можно получить на листе фотографию. Для этого на выдержанный в темноте лист накладывают негатив и лист выставляют на несколько часов на свет. После этого лист проявляют по вышеописанному способу, и на нем вырисовывается снимок.
[Закрыть].
Добывание крахмала из картофеля
Только что описанным способом можно обнаружить крахмал не только на месте его производства – в листьях, но и в «складах»: плодах и клубнях. Там благодаря отсутствию зеленой окраски и большим количествам крахмала он обнаруживается гораздо легче: достаточно смочить йодным раствором разрез картофеля или зерна, как тотчас появится темно-фиолетовое окрашивание, свидетельствующее о присутствии крахмала.
Обилие крахмала в плодах и клубнях позволяет легко добыть его оттуда в чистом виде, отделив от прочих частей ткани клубня или плода.
Легче всего крахмал добывать из сырых клубней картофеля. Этот опыт представляет самостоятельный интерес, позволяя убедиться в богатстве картофеля крахмалом, а также ознакомиться со свойствами крахмала. Кроме того, научиться получать крахмал вообще полезно, так как это часто нужно для разных целей в хозяйстве.
Выделение крахмала из картофеля делается так: хорошо отмытые от грязи клубни картофеля протирают на обыкновенной кухонной терке в миску или таз с водой. Крахмал быстро оседает на дно в виде очень плотного белого осадка, а все остатки плавают в воде и могут быть слиты. Осадок многократно промывают чистой водой, каждый раз взмучивая осевший крахмал, размешивая его с водой и давая ему вновь осесть. Промывают крахмал до тех пор, пока сливаемая вода не будет совершенно чистой. Затем крахмал отжимают от воды, перекладывают на тарелку и высушивают в теплом месте. Крахмал должен быть совершенно белым; желтый или серый его оттенок говорит или о плохой отмывке картофеля от грязи, или о недостаточной промывке крахмала, или о слишком горячей его сушке.
Приготовить крахмал так же можно из любых зерен: ржи, пшеницы, кукурузы, риса и пр. В этом случае следует взять муку и разболтать в большом количестве воды (чтобы не получилось тесто), а потом отмыть осевший крахмал от остальных примесей.
Хорошо высушенный картофельный крахмал может долго сохраняться в кусках или порошке.
Определение крахмалистости картофеля
Так как картофель возделывается главным образом для получения крахмала, то более интересно возделывать его сорта, богатые крахмалом, а также применять такие приемы культуры, которые повышают содержание крахмала в картофеле. Поэтому важно уметь определить содержание крахмала в картофеле, чтобы этим путем оценить сорта, предусмотреть агротехнику, а также суметь рассчитать количество крахмала, полученного при определенном урожае и требующегося для разных технических и хозяйственных целей.
Для точного определения содержания крахмала в картофеле необходимо довольно сложное оборудование, но существуют простые приемы определения крахмалистости картофеля, совершенно достаточные для практики, которые можно оборудовать простыми домашними средствами.
Определение содержания крахмала в картофеле основано на определении его удельного веса. Так как картофель содержит около 80 процентов воды, а остальные 20 процентов почти все состоят из крахмала, то удельный вес картофеля зависит главным образом от содержания в картофеле крахмала. Определив удельный вес картофеля, можно с довольно большой точностью определить и содержание крахмала в нем (по составленным для этого таблицам).
Так как удельный вес равен весу 1 кубического сантиметра в граммах, или отношению веса к объему, то для определения удельного веса картофеля надо узнать его вес и объем. Вес узнается обычным взвешиванием, а объем по потере веса – при взвешивании в воде.
Согласно закону Архимеда, всякое тело, погруженное в воду, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода. Взвесив предмет в воздухе и в воде, мы по разнице этих весов узнаем, сколько оно потеряло в весе при погружении в воду, то есть сколько весит вытесненная им вода, а следовательно, его объем. А зная вес и объем тела, легко узнать его удельный вес.
Чтобы проделать все эти операции с картофелем, следует для этого приспособить обыкновенные пружинные весы. К крючку таких весов подвешивают корзиночку из проволоки, а к ней снизу подвешивают другую такую же корзиночку (рис. 32).
Рис. 32. Весы для определения крахмала в картофеле.
Приспособленные таким образом весы пристраивают над ведром с водой так, чтобы нижняя корзиночка целиком могла погружаться в воду и из воды выходил только стержень крючка, соединяющий обе корзиночки.
Нижнюю корзиночку таких весов погружают в воду и замечают положение стрелки при пустых корзиночках. Это число принимают за нулевое. Для определения крахмалистости картофеля кладут несколько клубней на верхнюю корзиночку и взвешивают их (нижняя корзиночка должна быть пустая и погружена в воду). Отметив вес картофеля в воздухе (с поправкой на изменение нулевого положения стрелки), перекладывают взвешенные клубни в нижнюю корзиночку и отмечают вес картофеля в воде; разделив первое показание веса на разницу между первым и вторым, определяют удельный вес картофеля. Зная его, в нижепомещенной таблице находят содержание крахмала в процентах.
Содержание крахмала в картофеле в зависимости от удельного веса клубней
Например, если вес клубней картофеля в воздухе 500 граммов, а вес в воде 45,5 грамма, то разница этих весов будет равна 500-45,5=454,5 грамма, то есть столько весит вытесненная картофелем вода или таков объем картофеля. Если вес картофеля разделим на его объем, то получим удельный вес картофеля. В данном случае это будет: 500:454,5=1,100.
По таблице этому удельному весу соответствует содержание крахмала в картофеле, равное 18,2 процента.
По содержанию крахмала можно определить, для каких целей пригоден картофель: для еды, для переработки на спирт, патоку, крахмал или для корма скоту. Самая высокая крахмалистость требуется для технического картофеля – выше 20 процентов; примерно такая же крахмалистость требуется и для столового картофеля (такой картофель после варки бывает рассыпчатым и вкусным). Для кормовых целей лучше картофель, более богатый белком, а следовательно, более бедный крахмалом – ниже 20 процентов.
Богатство картофеля крахмалом и высокие урожаи его с единицы площади делают картофель более продуктивной культурой, чем зерновые растения.
Урожай картофеля с гектара получается обычно в десять раз больше, чем урожай зерна хлебов, независимо от уровня агротехники: так, при урожае зерна 10 центнеров урожай картофеля бывает около 100 центнеров; при урожае зерна 20 центнеров урожай картофеля около 200 центнеров. При содержании в картофеле сухого вещества (главным образом крахмала) 20 процентов, а в зерне 80 процентов мы получим (при указанных урожаях) в картофеле крахмала с гектара 20 и 40 центнеров, а в зерне 8 и 16 центнеров, то есть зерно дает в 2 1/2 раза меньше крахмала, чем картофель.
Это обстоятельство выдвигает культуру картофеля на первое место по урожаю крахмала. Однако это не может оправдать широкую замену зерновых продуктов картофелем, так как ввиду сильной водянистости его нужно потреблять в большом количестве, трудно перерабатываемом нашим организмом. Так, например, для замены суточной порции хлеба в 1 килограмм нужно потребить 3 3/4 килограмма картофеля, что почти невозможно.
Таким образом, картофель, давая большую продукцию сухой массы и крахмала с гектара, представляет очень ценную культуру среди полевых растений, особенно возделываемых для технических целей; в пищевом отношении он может лишь частично заменить зерновые хлеба.
Как превратить крахмал в сахар
Если крахмал в растении легко превращается в сахар, то нельзя ли и нам сделать то же самое и получить сладкий кисель, сироп или выделить сахар в чистом виде? Разумеется, можно.
Обычный сахар (полученный из сахарной свеклы) при нагревании с кислотами превращается в виноградный. Во всех вареньях и изделиях из сахара, в которых находятся кислые ягодные и фруктовые соки, он превращается в виноградный. Поэтому в большинстве кондитерских изделий и вареньях (даже приготовленных на сахаре) содержится виноградный сахар, или патока[20]20
Превращение сахара в патоку при варке варенья и является одной из целей долгого кипячения варенья, чтобы под действием кислоты сахар, взятый для приготовления варенья, превратился в патоку, которая не кристаллизуется и не засахаривается. Вот почему если в варенье недостаточно кислоты или оно недостаточно долго уваривалось (сахар не превратился в патоку), варенье засахаривается. Во избежание этого требуется при малокислых ягодах прибавлять кислоты (лимон) и варить варенье долго на слабом огне.
[Закрыть]. Вследствие этого часто и употребляют патоку как более дешевый продукт для изготовления кондитерских изделий.
Превращение крахмала в сахар – патоку – можно проводить двумя путями, и оба легко могут быть осуществлены домашними средствами.
Один путь – это превращение под действием фермента на крахмал. Такой фермент легко получить из прорастающих семян. Другой путь – нагревание с кислотой – применяется в фабричном производстве патоки из крахмала.
Тем и другим способом из крахмала можно приготовить сладкий кисель без прибавления в него сахара.
Всякий кисель есть крахмальный клейстер, сдобренный сахаром и каким-нибудь ягодным соком. Если же из крахмала можно получить сахар, значит можно часть этого клейстера превратить в патоку и получить сладкий кисель без прибавления сахара.
Для приготовления сладкого киселя по первому способу надо предварительно заготовить фермент, который называют диастазом.
Диастаз в растениях является действующим началом при превращении крахмала в сахар. Он образуется в прорастающих семенах, где накопленный крахмал превращается в сахар, который затем передвигается по тканям молодого растения, питая их. Диастаз можно выделить в чистом виде из прорастающих семян. Однако сложность такого выделения делает его очень дорогим, а для практических целей нет надобности иметь его в чистом виде. Достаточно прорастающие семена, в которых образовался диастаз, подсушить и смолоть в муку, она и будет действовать на крахмал. Такая мука называется солодом.
Для приготовления солода (его часто можно приобрести готовым в продуктовых лавках) нужно прорастить семена, потом высушить и размолоть в муку. Для проращивания берут семена ячменя или ржи, смачивают их водой в миске (примерно 1/3 воды по весу семян), покрывают теплым платком и оставляют стоять 1–2 суток.
Когда семена наклюнутся или появятся признаки ростков, эти проросшие семена рассыпают тонким слоем на противень или железный лист и высушивают в теплой, но не горячей печке (так как при температуре выше 65° диастаз погибает). Проросшие, высушенные и смолотые в муку семена дадут солод, содержащий фермент – диастаз.
Небольшое количество солода при благоприятных условиях может превратить большие количества крахмала в сахар-патоку.
Для получения этим путем сладкого киселя надо из крахмала заварить густой клейстер[21]21
Для заварки клейстера крахмал смачивают небольшим количеством холодной воды, чтобы получилась жидкая болтушка; после этого в нее вливают кипящую воду, помешивая содержимое стакана или чашки. Крахмал заваривается и дает полупрозрачную массу клейстера любой густоты.
[Закрыть], дать ему немного остыть (до 50°, то есть примерно до такой температуры, какую имеет горячий чай или суп), прибавить в него разболтанные в воде 1–2 чайные ложки солода, все хорошенько перемешать и поставить в теплое, но не горячее (около 50°) место. Через 6-10 часов клейстер станет очень жидким, так как крахмал превратится в растворимый сахар; когда клейстер станет достаточно сладким, его вновь заваривают новой порцией крахмала до желаемой густоты, прибавляют какого-нибудь сока или молока и получают сладкий кисель.
Другой способ превращения крахмала в сахар – нагреванием с кислотой – также может быть применен в домашнем обиходе для приготовления сиропа, сладкого киселя и даже постного сахара. Для этого крахмал (лучше в виде заваренного клейстера) нужно долго кипятить с кислотой. В фабричном производстве для этого берут минеральные кислоты (серную кислоту), которые потом так или иначе удаляют из раствора. В домашнем обиходе берут безвредную лимонную кислоту, которую можно и не удалять из полученного кисло-сладкого раствора. Прокипятив около 1 1/2 часов крахмал с кислотой, мы получим почти полное превращение крахмала в сахар в виде сиропа, который можно уварить до любой крепости и даже совсем выпарить для получения твердого постного сахара.
Вместо лимонной кислоты можно взять клюквенный сок или просто клюкву, которая содержит лимонную кислоту. Долгим кипячением простого клюквенного киселя можно превратить весь крахмал в сахар и получить сладкий клюквенный сироп, который употребляют для разных целей (например, уварить до твердой карамели или заварить новую порцию крахмала в кисель).
