Заглянем на кухню

Кукурузное растение по праву можно назвать химкомбинатом в миниатюре: здесь избирательно накапливается и перерабатывается четверть элементов периодической таблицы Менделеева. Достаточно сделать анализ составляющих одного только зерна, чтобы убедиться, как разнообразен и богат химический состав кукурузы. Здесь есть калий и фтор, магний и кальций, сера и натрий, железо и алюминий, медь и мышьяк, никель, кобальт и бром. В тканях присутствуют бериллий, ванадий и другие редкие элементы. Все это жизненно важные, физиологически необходимые компоненты питания, оказывающие большое влияние на повышение урожайности и улучшение его качества.

Весь рацион кукурузы можно условно разделить на три группы. В первую входят шесть макроэлементов: азот, фосфор, сера, калий, кальций и магний. Вторую представляют шесть микроэлементов, потребляемых в небольшом количестве, но имеющих важное значение для нормального питания, - железо, марганец, бор, медь, цинк и молибден. Третью группу составляют так называемые дополнительные элементы. Их тринадцать: алюминий, кремний, никель, кобальт, хром, олово, свинец, серебро, барий, стронций, хлор, йод и натрий.

Подсчитано, что для создания 100 центнеров спелого зерна на орошении один гектар кукурузы "съедает" до 340 килограммов азота, 150 фосфора, 360 хлористого калия, 170 магния (в переводе на сернокислый), 90 марганца, 80 серы, столько же кальция (в переводе на известняк), 2 килограмма железа, 90 граммов йодного раствора. Если это количество пересчитать на обычные ми-неральные удобрения, получится не один десяток центнеров. Для того, чтобы "переварить" все это и доставить на место, требуется свыше 5 тонн воды, 7 кислорода и 21 тонна углекислоты.

Каждый из элементов минерального питания по-своему влияет на химический состав зерна и зеленой массы. Так, азот, необходимый для построения протоплазмы, находится в каждой растительной клетке. В сочетании с другими питательными веществами он делает более производительным процесс фотосинтеза. Будучи составной частью хлорофилла, где, как в лаборатории, образуются белковые и другие вещества, этот элемент в виде аминокислот и их производных - амидов поступает в корни растений. В семена он проникает из разных вегетативных органов, каждый из которых отпускает свою дозу: листья - около 60 процентов, стебель - 26 и стержень - 12. Наибольшее количество азота кукуруза потребляет в период цветения и образования семян. Задача генной инженерии - создать такие виды кукурузы, которые смогли бы сами снабжать себя азотом уже не из почвы, а непо-средственно из атмосферы. Это даст возможность сократить внесение дорогостоящего азотного удобрения и повысить содержание белка в кукурузе.

Калий нужен главным образом для роста стебля и формирования зерна. По количеству его кукурузе нужно столько же, сколько и азота. Калий вызывает интенсивное образование аминокислот, в том числе и таких, которых в кукурузе мало (например, лизина), повышает устойчивость растений к грибным заболеваниям. Особенно необходим он в первые 30-40 дней роста и развития.

Фосфор способствует образованию жиров, повышает содержание каротина в листьях. Кукуруза больше всего нуждается в нем в первый месяц роста, когда с максимальной быстротой делятся и размножаются клетки, закладываются початки.

Кальций, который академик А. Е. Ферсман назвал символом прочности, как и азот, повышает содержание белка в листьях и зерне, улучшает поглощение зольных веществ. На одном гектаре кукурузы к концу вегетации его накапливается в листьях и стеблях свыше 13 килограммов.

Заглянем на кухню

В отличие от кальция магний откладывается главным образом в зерне. В среднем на гектаре посева за период вегетации его содержание составляет около 14 килограммов. Благодаря магнию улучшается холодостойкость кукурузы. Недостаток его снижает содержание в растениях хлорофилла, каротина, ксантофилла, белков, растения блекнут и увядают. Даже небольшие дозы этого вещества, внесенные в виде комбинированного удобрения (калий - магний или лучше калий - магнезия), благоприятно сказываются на растении, поскольку магний действует как активизатор, улучшающий условия роста корневой системы.

Доля железа в тканях кукурузы микроскопическая. Но без него растение жить не может, оно потеряет свои краски и запах, листья станут бесцветными, мертвыми. Хлорофилл, создающий всю силу клеток, тоже не может существовать без этого элемента.

Никак не обойтись кукурузе и без других микроэлементов. Марганец благотворно влияет на образование витамина С и Сахаров. Бор улучшает озерненность початка. Медь способствует обмену кальция и азота.

Цинк не только повышает урожайность, но и улучшает пищевые качества кукурузы, укрепляет организм растений, повышает их сопротивляемость заморозкам и засухам, увеличивает всхожесть. При этом расход микроэлемента незначителен - на гектар достаточно всего 800 граммов цинкового порошка, или, как его принято называть, микрополиудобрения (МПУ). А добыть его можно из отходов химической промышленности. Например, на Ростовском лакокрасочном заводе цинковый шлак, который прежде шел в отвалы, стали перемалывать в порошок. Эксперименты, проведенные на кукурузных посевах, порадовали и химиков, и земледельцев: на каждом гектаре, опудренном цинковым порошком, было собрано дополнительно до 50 центнеров зеленой массы.

Отнесенные к третьей группе элементы хоть и названы дополнительными, но это не означает, что они второстепенные.

Растение обладает способностью находить себе элементы питания самостоятельно, причем как из очень слабых, так и из сильных растворов. Например, в почвенном растворе на 1 литр воды приходится примерно 1 миллиграмм фосфора. Для создания 45-центнерного урожая растения выносят с каждого гектара почвы не менее 80 килограммов фосфора. Следовательно, им приходится перекачивать 80 тысяч кубометров воды, то есть в 25-35 раз больше, чем испаряется ее за вегетационный период.

Однако, даже обладая этим замечательным свойством, умея жить на самозаготовках, кукуруза порой попадает в критические ситуации, выйти из которых она без помощи человека не может. Ей нужно помочь составить наиболее рациональное меню, организовать" питание, сбалансированное по всем необходимым веществам. Лучшим соотношением основных элементов пищи для кукурузы является такое, при котором потребление азота втрое превышает потребление фосфора и калия.

Недостаток или избыток одного из важнейших элементов вызывает нарушение в работе листьев, о чем можно судить по изменению их внешнего вида. Например, остатки зеленых столбиков пестиков в период созревания говорят о том, что в почве содержится избыточное количество азота. Пожелтение верхушек листьев свидетельствует об азотном голодании. При недостатке фосфора растения отстают в росте, листья приобретают густую красновато-фиолетовую окраску, початки мелкие, укороченные, а то и вовсе не образуются. При нехватке калия кромка и верхушки листьев высыхают и кажутся обожженными, края отмирают, верхушки початков не заполняются зерном. Об отсутствии магния свидетельствуют светло-желтые и желтоватые полосы вдоль жилок листьев и их покраснение с нижней стороны. Череззерница початков указывает на недостаток бора в почве. О тех или иных изменениях в питании можно узнать и по другим признакам. Например, умеренный недостаток азота в ранних фазах развития может вызвать образование большого количества женских соцветий. А при недостатке калия возрастает число мужских цветков.

И все же проблема питания у кукурузы стоит не так остро, как у других сельскохозяйственных культур. Ее норма питания наиболее рациональна. Жажду и голод она утоляет весьма умеренно, затрачивая на единицу сухого вещества значительно меньше минеральных веществ и воды, чем, например, сахарная свекла, картофель, люцерна, рожь, гречиха, овес и пшеница. Естественно, что игнорирование этих скромных запросов может пагубно отразиться на судьбе урожая. Не следует забывать, что потребление питательных веществ у кукурузы не одинаково на разных стадиях ее развития. В течение первого месяца оно минимально, но увеличивается вместе с ростом и достигает максимума в период образования початков. Здесь и следует проявить особое внимание к ее рациону.

Содержание сухих веществ в растении можно регулировать с помощью органических и минеральных удобрений. Например, от одного центнера суперфосфата на несколько центнеров увеличивается урожай зерна и содержание в нем сырого белка и жира. Тот же эффект дает навоз. Ведь незря органические удобрения - навоз и компосты - называют соками плодородия. С давних времен у землепашцев было заведено правило: "Клади навоз густо - в амбаре не будет пусто". Обработка семян микроэлементами повышает урожайность зеленой массы. Удобрения содействуют более экономному расходованию воды растением. Большой эффект дает подкормка, особенно аммиачной водой и навозной жижей.

Кукуруза очень отзывчива на удобрения.' Как установлено опытами, проведенными в лаборатории физиологии Всесоюзного НИИ кормов под Москвой, это растение само способствует равномерному распределению удобрений по полю. С помощью меченых радиоактивных веществ, введенных в питательный раствор, было замечено, как одно растение, поглотив пучком корней фосфорные соединения из почвы и пропустив их через весь организм, выделило избыток через второй пучок в сторону соседа. Тот в свою очередь передал свои излишки третьему, стоящему рядом. Кукурузные растения по-братски делятся "куском хлеба". Неслышно и невидимо под слоем почвы передается эта своеобразная корневая эстафета, несколько замедляющаяся днем и убыстряющаяся ночью.

Сейчас известно и о внекорневом питании кукурузы. Опрыскивание растений водным раствором мочевины повышает содержание в зерне белка и жира, а раствор суперфосфата и калийной соли увеличивает урожай зерна с одного початка. Листья хорошо поглощают из раствора железо.

Вещества, определяющие ценность этой культуры - белок, жир, крахмал и сахар,- хранятся в главной кладовой - зерне. В нем содержится 65-70 процентов углеводов, 9-12 - белка, 4-8 процентов жира, а также минеральные соли и витамины. Все это богатство сконцентрировано в основном в зародыше, который составляет в зерне до 22 процентов от его общей массы. Ценность зародыша определяется высоким содержанием в нем масла - 40 и даже до 54 процентов (по этому показателю кукуруза превосходит почти все другие зерновые культуры). В зародыше заложено до 26 процентов белка.

Кукурузное зерно содержит значительное количество спирторастворимого белка - зеина, образующегося в эндосперме. Там же, в эндосперме, а также в зародыше образуются наиболее ценные аминокислоты - триптофан и лизин. Всего же в зерне насчитали более 18 различных аминокислот (а в химическом составе пыльцы и того больше - 21, в том числе аланин, цистин и другие). Кроме того, найдены глицериды, фосфатиды и другие вещества.

Все это - усредненные показатели. Конечно, процент содержания того или иного вещества зависит от многих факторов. Так, сорта лопающейся кукурузы богаты белком, в крахмалистой больше жира и крахмала. При продвижении культуры к юго-востоку она больше накапливает белка и меньше крахмала. Наибольшее количество белка в растениях южных, знойных районов, а в увлажненных местах в зерне больше крахмала. Замечено, что чем влажнее год и чем гуще посев, тем меньше образуется белка. Но даже на одном и том же поле в течение суток количество сухого вещества, сахара и крахмала в ассимилирующих органах растений значительно колеблется. И все же к заходу солнца все "цехи" этого "микрохимкомбината" обязательно имеют прирост продукции.

Каждый кукурузовод должен уметь оказать заболевшему зеленому другу первую помощь, чтобы предотвратить развитие серьезного недуга. Так, недостаток питательных веществ в почве, образовавшийся на ранней фазе развития растения, нередко удается устранить правильно подобранной диетой, целебной подкормкой. А для этого надо уметь вовремя распознать симптомы заболевания. Зная их, нетрудно и самому поставить точный диагноз, составить историю болезни и назначить эффективное лечение.

Растение - очень чуткий организм, остро реагирующий на малейшие перебои в питании. Оно само сигнализирует о дефиците или избытке того или иного минерального вещества. Так, кукурузный лист с пожелтевшим верхом дает знать о том, что он страдает от магниевого голодания. Листья и початки меняют вид в зависимости от переедания или недостатка фосфора, калия и азота.

Кукуруза подает тревожные знаки не только при нарушении питания. Лишенная иной возможности звать на помощь, она молчаливым, мучительным изменением окраски выражает боль после полученных ею тяжелых ран и травм, ожогов от неумеренной дозы химических препаратов. Свои особые сигналы бедствия подают растения, испытывающие чувство жажды. Мучается, судорожно скручивается изнывающий от засухи лист. Череззерница в початке появляется в результате ранее перенесенного недомогания и свидетельствует об осложнении, вызванном сухой погодой еще в пору цветения.

Свойство кукурузы менять свой цвет под воздействием токсичных веществ открывает заманчивые перспективы для использования ее в качестве "живого индикатора", сигнализирующего об опасных изменениях в окружающей среде.