Цивилизация с нуля. Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

Земледелец не может управлять природой. Очевидно, что не в его власти регулировать солнечный свет, проливающийся на поля: нельзя поменять климат местности или вмешаться в смену сезонов. Невозможно задать уровень дождей, хотя влажность полей можно варьировать, налаживая дренаж и ирригацию. Самую большую власть аграрий имеет над почвой: ее химический состав обогащается удобрениями, о чем мы только что говорили, она механически преобразуется особыми орудиями типа плуга. Так что основной из компонентов сельскохозяйственного производства, на которые вы можете влиять, — это почва, и, значит, нужно понимать, что она собой представляет и как помогает жить растениям.

Все цивилизации в истории Земли своим существованием обязаны этому тонкому слою грунта. Охотники-собиратели кормились, добывая пищу в саванне, но города и культуры опираются на небывалую урожайность злаков — мелкокорневых трав, целиком зависящих от того, что дает верхний слой почвы. Основу любой почвы составляют измельченные породы, из которых состоит верхняя оболочка нашей планеты. Порода подвергается механическому воздействию водных потоков, ветра, ползущих ледников, химически разрушается слабокислой дождевой водой, которая, падая из туч, растворяет в себе некоторое количество углекислоты. В зависимости от размера частиц порода рассыпается в гравий, песок или глину. Вместе частицы скрепляет гумус — органическая масса, помогающая удерживать влагу и микроэлементы и придающая почве темный цвет. Обычно почвы содержат от 1 до 10 % гумуса, хотя в торфяниках содержание органики приближается к 100 %. Но самое важное, что в почве происходит активная и разнообразная жизнь микроорганизмов: это невидимая экосистема, которая преобразует разлагающиеся органические останки и возобновляет запас питательных веществ для растений.

Главный фактор, определяющий тип почвы и ее пригодность для тех или иных культур, — это соотношение размеров частиц: крупный песок, средний песок, мелкие частицы глины. Состав почвы легко определить на глаз. На треть наполните землей стеклянную банку (выбрав из нее твердые комки, сучки и листья) и долейте почти до краев водой. Завинтите крышку и энергично встряхните банку, пока все комки не растворятся и не образуется однородный грязный «сироп». Оставьте банку в покое примерно на сутки, чтобы взвесь осела на дно и вода стала почти прозрачной. Частицы почвы осядут слоями в зависимости от размера, и вы увидите структуру пластов и оцените удельный вес разных фракций. Нижний слой — это грубый, крупный песок, посередине мелкий песок, а сверху на них осядет самая тонкая фракция, глина.

Идеальной почвой для пашни считается суглинок: смесь, состоящая примерно на 40 % из грубого песка, на 40 % из мелкопесчаных частиц и на 20 % из глины. Песчаная почва (более чем на две трети состоящая из песка) хорошо пропускает воду и хорошо подходит для зимнего выпаса, потому что под копытами скота не превращается в жижу, но из нее быстро вымываются микроэлементы и удобрения, так что она требует усиленного унавоживания. В то же время глинистая почва (более чем на треть состоящая из глинистых частиц и меньше чем наполовину из песка) слишком вязкая для плугов и борон и для поддержания здоровой зернистой структуры требует дополнительного известкования.

На грамотно обработанных глинистых почвах отлично растет пшеница, бобы, картофель и рапс. Овес любит более тяжелую и влажную почву, чем та, на которой хорошо растут пшеница и ячмень, — например, почвы Шотландии, образовавшиеся в последний ледниковый период из пород, размолотых движением ледников. Когда-то овес и картофель позволили людям освоить те земли, где другие культуры не растут вообще, а эти отлично родят. Ячмень любит почву полегче, чем пшеница, а рожь хорошо растет на тощих песчаных полях, негодных для остальных злаковых культур. В песчаном грунте также хорошо растет сахарная свекла и морковь. Если рисовать картину размашистыми мазками, то юг Британии хорош для выращивания зерновых, на севере же почвы возделывать трудно, они больше подходят для выпаса скота.

Удачно найти хорошо дренированный участок с плодородным суглинком — это только первый шаг к восстановлению сельского хозяйства. Чтобы растения хорошо росли, почву нужно механически обрабатывать. Все действия, которые необходимо осуществить для взрыхления плотной почвы, устранения сорняков и подготовки пахотного слоя к севу, называются культивацией.

На относительно небольших площадях можно как-то обойтись примитивными ручными орудиями. Мотыга прекрасно справляется с разрыхлением верхнего слоя почвы и перемешиванием навоза или зеленого удобрения (гниющих растительных остатков) перед сезоном, а равно и с посевом, и с прополкой сорняков перед севом и во время роста культур. Простым колышком можно делать в грунте неглубокие равномерно распределенные ямки для семян, а зарывать семена просто ногой. Но это будет тяжелая и долгая работа, почти не оставляющая возможностей заниматься чем-то еще. Тысячелетия развития сельского хозяйства — это история постоянного усовершенствования орудий для наиболее эффективного выполнения основных операций, повышения производительности полей при уменьшении трудозатрат.

Плуг — инструмент, ставший символом земледелия, но на заре цивилизации его назначение было другим. В момент зарождения земледелия на плодородных и легко поддающихся обработке равнинах Месопотамии, Египта и Китая первые плуги, по сути, представляли собой под углом втыкаемый в почву заостренный кол, который волочили быки или люди. Так прокладывалась неглубокая борозда, в которую затем бросали семена и присыпали землей. Однако на большей части пахотных земель нашей планеты, чтобы сеять не впустую, почву приходится готовить немного серьезнее. В наше время назначение плуга — аккуратно подрезáть верхний слой почвы по всей площади поля и переворачивать, слегка раскрошив. Главная цель этой процедуры — уничтожение сорняков. Прежде чем в землю бросят семена, сорные растения отсекают от корней и бесцеремонно заваливают комьями грунта. Лишенные солнечного света, они вянут и гибнут, а их семена оказываются слишком глубоко в земле, чтобы они могли прорасти. Кроме того, вспашка помогает внести в почву органические материалы и питательные вещества — особенно если поле удобрено навозом, — улучшает дренаж и аэрацию, что благотворно для обитающих в почве микроорганизмов.

Сразу после конца света вы при некотором везении без труда отыщете брошенные трактора, запас топлива и прицепные многокорпусные плуги. Но когда топливо иссякнет или отсутствие запчастей остановит трактора, придется перейти к менее интенсивным методам обработки земли. И задача будет даже не в том, чтобы найти быков для запряжки, потому что современные плуги — это массивные агрегаты со множеством лезвий и, чтобы тянуть их по полю, нужна немалая мощь. Если не удастся раздобыть старинный плуг — его можно поискать, например, в музеях ближайшего крупного города, — придется соорудить его самим. Вероятно, вы сможете снять один лемех с современного многокорпусного плуга и укрепить его на деревянной раме, ну а если все стальные лемехи проржавеют, можно изготовить деревянный плуг, обитый железом, или перековать подобранные стальные полосы. В сущности, лемех — это острое лезвие, которое горизонтально подрезает слой земли и перекидывает ее через отвал, который устроен так, чтобы пласт дерна аккуратно перевернулся и упал рядом с бороздой срезом вверх.

После пахоты получившиеся борозды и гребни нужно разровнять, чтобы подготовить землю для внесения семян. Борона — столь же старое изобретение, как и плуг, ее разные виды отличаются глубиной погружения и тем, до какой степени дробятся комья. В современных боронах используются несколько рядов поставленных на ребро дисков, режущих почву, или металлические зубья в виде пружин: пока борону тянут по полю, эти зубья сжимаются и растягиваются, имитируя действие ручных грабель и измельчая почву. Вы можете изготовить простую борону в виде косо перекрещивающихся деревянных планок с торчащими вниз шипами или просто протащить по полю тяжелую суковатую корягу. Для разных зерновых культур нужна разная подготовка почвы: например, пшеница любит грубое рыхление, чтобы комья земли были размером почти с детский кулак, а вот ячменю нужна куда более мягкая пашня. После сева поле тоже слегка боронуют, чтобы присыпать семена, а потом можно бороновать междурядья для борьбы с сорняками.

Следующий шаг после вспашки и боронования — это внесение семян в почву. За сотни лет до изобретения радио и телевидения слово broadcast[12] в английском языке означало разбросной сев: когда сеятель, проходя по полю взад-вперед, как можно шире и дальше разбрасывает зерно рукой из торбы. Таким способом семена можно разбросать относительно быстро, но падают они, в общем, как придется, и потом такой посев трудно пропалывать. Однако при некоторой изобретательности и этот процесс можно значительно рационализировать. Рядовая сеялка — это механический разбрасыватель семян. В простейшем виде — тележка с кузовом для зерна и с системой шестерен, присоединенной к одному из колес и медленно вращающей высевающий валик в отверстии на дне кузова, чтобы семена падали через равные промежутки. Каждое зерно выбрасывается через узкую вертикальную трубку, чтобы оно ушло в почву на нужную глубину. Смонтировав параллельно несколько трубок и валиков, можно за один проход сеялки засеять несколько рядов, а настраивая шестерни, можно задавать нужную дистанцию между зернами в одном ряду (опытным путем вы подберете оптимальное расстояние для каждой из культур). Такая система позволяет гораздо экономнее тратить семена, потому что при верно заданном расстоянии и растениям не тесно, и лишнее место между ними не пропадает. Более того, если высевать культуру ровными рядами, а не вразброс, потом легче полоть сорняки. После небольшого усложнения конструкции рядовая сеялка сможет в каждую ямку с зерном забрасывать немного навоза или жидкого удобрения, чтобы зерна легче прорастали.

Растения, которые мы едим

В сущности, земледелие — это использование растений, которые человек выбрал для выращивания, на определенном этапе их жизненного цикла. У многих видов растений развился специальный орган, в котором запасается полученная солнечная энергия либо для дальнейшего использования этим же растением на следующий год, либо как наследство для следующего поколения — семян. Эти сочные и питательные части растений мы и находим на полках супермаркетов. Большинство корнеплодов и стеблевых овощей, которые мы едим, — двулетники, они цветут на второй год жизни. Их репродуктивная стратегия состоит в том, чтобы запасти в специально разрощенном отделе энергию на целый сезон, провести зиму в спячке, а ранней весной воспользоваться запасами, чтобы раньше других расцвести и дать семена. К примерам разрощенного стержневого корня относятся морковь, репа, брюква, редис и свекла. Выращивая эти культуры и собирая их гипертрофированные части, мы, в сущности, забираем их энергетические «вклады», сформированные в течение всего сезона роста. Картофель на самом деле не относится к корнеплодам: клубни, которые мы едим, — это фактически разбухший отдел стебля. Другие растения используют для хранения запасов специально приспособленные листья: лук, лук-порей, чеснок и лук-шалот — все это плотные пучки утолщенных листьев. У цветной капусты и брокколи мы едим недозрелые цветки, которые, если их вовремя не собрать, позже становятся несъедобными. Очевидно, хранилищем питательных веществ для семени служит и плод, например сочная мякоть, облекающая косточку сливы; зерна злаков типа пшеницы, с точки зрения ботаники, тоже суть разновидность плода.

Отказавшись от кочевья, основав постоянные поселения, привязанные к местности, и окружив их полями и садами, человечество стало полностью зависимо от урожаев культур, которые оно принялось выращивать. Но люди не удовлетворились тем объемом питательных запасов, которым обеспечил растения естественный отбор. Поколения за поколением растения подвергались искусственной селекции; отбирая для размножения особи с теми или иными полезными свойствами, человек изменил биологию культурных растений, усилив нужные ему качества и пригасив невыгодные.

Вмешиваясь в репродуктивные стратегии растений, чтобы приспособить их для своей пользы, мы настолько изменили природу этих видов, что теперь выживание культурных растений настолько же зависит от человека, насколько выживание человека зависит от них. Любая культура, которую мы сегодня возделываем, от карикатурно раздутого помидора до низкого, с тяжелыми метелками риса — это отдельная технология, продукт работы древних инженеров-генетиков[13].

На Земле огромное разнообразие съедобных растений, и, хотя за тысячелетия существования цивилизаций человек возделывал и селекционировал лишь ничтожную часть этого богатства, сейчас существует около 7000 сельскохозяйственных культур. Вместе с тем 80 % всей глобальной агропродукции дает лишь десяток основных культур, а великие цивилизации Америки, Азии и Европы стояли лишь на трех — кукурузе, рисе и пшенице. Для возрождения человечества после апокалипсиса эти виды будут столь же важны.

Кукуруза, рис и пшеница, так же как ячмень, сорго, просо, овес и рожь, — это злаки, то есть разновидности травы. Преобладание злаков в нашем рационе вкупе с тем обстоятельством, что мясо, которое мы едим, дает скот, пасущийся на пастбищах либо питающийся зерновыми кормами, означает, что большая часть человечества кормится в прямом и косвенном смысле травой. И пережившим планетарную катастрофу следует сосредоточить усилия на этой важнейшей категории пищевых растений.

Уборка многих культур — довольно простая и интуитивно понятная операция: картошку выкапывают, лук выдергивают, яблоки обрывают с ветвей. Однако вывезти с поля зерна злаков и доставить их к нашему столу — предприятие посложнее. Кукурузу можно убирать, просто шагая по борозде с мешком за плечами и обламывая початки со стеблей, но зерна других злаков так просто не снимешь. Удобный способ — просто срезать колосья целиком, а зерно из них извлекать уже не в поле.

Для этого используются такие инструменты, как серп и коса. Серп — это короткий сильно изогнутый нож, иногда зазубренный; жнец держит его в одной руке, другой захватывая колосья в пучок. Коса — двуручный инструмент, состоящий из длинного древка с двумя рукоятками и слегка изогнутого лезвия длиной около метра, насаженного на древко под прямым углом. Работа косой требует навыка, но зато держат ее в выпрямленных руках, а ритмичный взмах лезвия горизонтально над землей косарь осуществляет плавным вращением всего корпуса. Срезанные стебли связывают в пучки, из них составляют в поле копны для просушки, а затем, до осенних дождей, вывозят в амбары.

После сбора урожая — когда вы буквально пожали, что посеяли, — следующим шагом будет отделение зерна от колосьев. Этот процесс называется молотьбой, и простейший ее способ таков, что колосья раскладывают на чистом полу и бьют цепами — длинными древками с билами на конце, соединенными с древком короткой цепью или ремнем. Небольшие механические молотилки действуют по этому же принципу: барабан, обсаженный снаружи лопастями-билами или проволочными петлями, плотно входит во внешний кожух, вращаясь в нем, выбивает из пропускаемых через молотильную камеру колосьев зерно, которое высыпается сквозь сито на дне камеры.

При таком обмолоте остается шелуха, и далее нужно отделить зерно от плевел (удивительно, какое множество образных выражений берет начало в крестьянской работе, это единственная нить, связывающая многих из нас с аграрным наследием человечества). Отделяют одно от другого путем веяния, примитивный способ заключается в бросании обмолота в воздух в ветреный день: легкую солому и мякину ветер отнесет в сторону, а плотное зерно упадет наземь тут же. Современные механические веялки с электрическими вентиляторами создают искусственный ветер, но используют тот же самый тысячелетний принцип.

С возрождением цивилизации и ростом постапокалиптического населения для повышения эффективности сельского хозяйства — чтобы минимумом работы производить максимум продовольствия и сделать возможным существование многолюдных городов — очень важно будет изобрести машину, выполняющую весь цикл описанных процессов. Современный зерноуборочный комбайн дает возможность одному человеку убирать 8 га пшеницы в час — это примерно в сто раз быстрее ручной жатвы серпом. Механическое зубчатое лезвие имитирует работу серпа, пилящими движениями фронтально срезая колосья, перегибаемые через передний край машины лопастями вращающегося мотовила. Устройство режущего аппарата остается в принципе неизменным почти 200 лет, и первые конные механические жатки удивительно схожи с нынешними. Без всякого сомнения, зерноуборочный комбайн — одно из самых важных изобретений недавней истории. Он многих из нас освободил от необходимости работать в поле, дав нам возможность исполнять иные функции в сложной общественной структуре.

Норфолкский четырехпольный сeвооборот

Пока вы можете выращивать злаки и какие-то фрукты и овощи для сбалансированной и нескучной диеты, с голоду вы не погибнете. Мясо, конечно, можно добывать и охотой, но следует помнить, что разведение скота и использование части пахотной земли под пастбища существенно помогает сохранять плодородность полей. Как мы видели, без химической подкормки пахотная земля утрачивает плодородие, однако навоз выпасаемых животных помогает вернуть в почву питательные вещества. Более того, есть такой класс пищевых растений, которые естественным путем повышают содержание азота в почве: их культивация стала важнейшим этапом начавшейся в XVII в. аграрной революции. После апокалипсиса животноводство и земледелие вновь станут неразделимыми, взаимозависимыми занятиями.

В Средние века европейские крестьяне регулярно оставляли часть земель под паром — явно неэффективный подход, при котором половина пашни всегда пустует. Люди видели, что земля утрачивает плодородность, если сеять на ней из года в год, но не понимали причин этого и не знали способа избежать истощения земли, иначе как давая ей отдых на год. Сегодня мы понимаем, что истощение происходит из-за высасывания растениями питательных элементов из почвы, и потому современная агротехника требует такого обильного внесения удобрений. Но в начальный период перезагрузки эта технология будет вам недоступна, так что придется прибегнуть к старинному способу.

Главный принцип в следующем: хотя большинство культур забирают азот из земли, есть и такие, которые в процессе жизнедеятельности, наоборот, отдают почве этот жизненно необходимый элемент. Это удивительное семейство — бобовые, оно включает в себя горох, бобы, клевер, люцерну, чечевицу, сою и арахис. Запахивая ботву бобовых в землю в конце сезона или скармливая ее скоту, чей навоз потом вносится на поля, люди сохраняют и возвращают в почву ценный азот. Поставленная на службу человеку способность бобовых обогащать почву преобразила земледелие и открыла перед Британией путь к промышленной революции.

Таким образом, если на одном участке земли чередовать бобовые культуры с небобовыми, земля не утратит плодородия. Но вместо того чтобы просто переходить с одного на другое и обратно — например, с пшеницы на клевер, лучше организовать оборот нескольких культур, потому что так нарушаются жизненные циклы болезней и вредителей растений. Часто эти болезни и вредители узко специализируются на определенных видах, и потому ежегодная смена культур и перерывы в несколько лет между появлениями одной и той же позволяют избавиться от паразитов без применения пестицидов.

Самая успешная из систем такого севооборота, норфолкское четырехполье, широко распространилась в XVIII в., положив начало британской аграрной революции. В норфолкской модели культуры на одном поле чередуются в следующем порядке: бобовые, пшеница, корнеплоды и ячмень.

Как мы видели, посевы бобовых восстанавливают плодородие земли на весь цикл. В британском климате хорошо растут клевер и люцерна, но в других местах лучше сеять сою или арахис. В конце сезона, если никакие части высеянной культуры не собираются для народного потребления, весь урожай можно пустить на корм скоту или просто запахать в землю как зеленое удобрение. На следующий год после бобовых, пока земля сильна, сейте злаки и снимайте урожай вашей главной зерновой культуры для прокорма людей.

На третий год сажайте корнеплоды: репу, брюкву, кормовую свеклу и пр. В Средние века чистые пары весной распахивали и бороновали, одной из главных целей было истребление сорняков перед следующим сезоном. Но корнеплоды могут расти и не мешать прополке сорняков в междурядьях. Таким образом снимают еще один урожай, в этот раз его можно не предназначать целиком для людей — если только это не картофель, — а отправить на корм скоту. Так ваши стада скорее будут тучнеть и произведут больше навоза, который вы разбросаете по полю для сохранения его плодородия. Откармливая скот специально выращенными продуктами, а не просто выпасая на подножном корму, вы также высвобождаете пастбища, которые можно распахать под новые посевы.

Выращивание скромной репы и других корнеплодов на корм скоту произвело революцию в средневековом сельском хозяйстве. Скот не просто набирает за лето больше веса, чем на пастбище: так создается надежная и питательная кормовая база на зиму. До распространения корнеплодов в Европе каждый год поздней осенью массово забивали скот, просто потому что прокормить животных до весны было нечем. Репа, как и другие кормовые культуры вроде брюквы, кормовой капусты и кольраби, — двулетник, то есть ее можно на зиму оставлять в земле и выкапывать для прокорма животных по мере надобности. Даваемые в дополнение к грубым кормам — сену и силосу (заквашенной траве), эти питательные добавки помогут прокормить зимой больше голов скота, обеспечив людей постоянным запасом свежего мяса, а также молоком и молочными продуктами. И то и другое — ценный источник витамина D на темные зимние месяцы, когда человеческая кожа не может синтезировать его на солнечном свету.

Четвертый, конечный этап норфолкского севооборота — ячмень, которым тоже можно кормить скот, но не забудьте часть урожая отделить на пиво (об этом поговорим в следующей главе). После ячменного сезона возвращаются к бобовым: нужно восстановить плодородие почвы перед нуждающимися в азоте злаками. Таким образом, севооборот гармонично соединяет животную и растительную продукцию, удовлетворяет нужды животных и растений, естественным путем борется с вредителями и патогенами и позволяет возвращать питательные вещества в почву. Описанный набор культур не универсален, и вам придется определить свой, оптимальный для ваших почв и климата[14]. Вместе с тем два главных принципа такого севооборота — чередование бобовых со злаками и выращивание корнеплодов не для собственного потребления, а главным образом на корм скоту — обеспечат после апокалипсиса надежное пропитание и сохранят почву от истощения без внесения химических удобрений. При возврате к мелкому производству 2 га земли прокормят группу из десяти человек: пшеница даст хлеб, ячмень — пиво, будет свой набор овощей и фруктов и живность — коровы, свиньи, овцы, куры — для мяса, молока, яиц и других животных продуктов.

Вывозимый на поля навоз хорошо удобряет землю, но нельзя ли в постапокалиптическом хозяйстве применить для этой цели и человеческие отходы? В отсутствие современных искусственных удобрений аграрию нужно решить задачу, как превратить фекалии обратно в еду (дерьмо в добро) максимально эффективно: в идеале вы сможете замкнуть круговорот человеческого потребления, чтобы не пропадал драгоценный азот.

Навоз

Пока в европейских городах сточные канавы на улицах переполнялись нечистотами, китайские горожане рачительно собирали свои отходы — без помощи труб канализации, а вычерпывая выгребные ямы ведрами в телеги — и разбрасывали их на пригородных полях. Каждый из нас производит за год примерно 50 кг фекалий и вдесятеро больше урины — эти шлаки содержат достаточно азота, фосфора и калия, чтобы удобрить ниву, которая принесет около 200 кг зерна.

Беда в том, что взять и бодро разбросать необработанные человеческие экскременты на растения, которые вы позже собираетесь съесть, нельзя: так вы замкнете жизненный цикл многочисленных патогенных для человека организмов и вызовете вспышку разных заболеваний. Хотя доиндустриальный Китай и в самом деле имел весьма производительное сельское хозяйство, население там массово страдало болезнями желудочно-кишечного тракта. Надлежащая обработка человеческих отходов настолько важна для общественной санитарии, что вам придется задуматься о ней с самых первых шагов в возрождении цивилизации. (Самое малое, что должны выполнить жители постапокалиптических поселений, — это рыть выгребные ямы не ближе чем в 20 м от водоемов и источников, из которых берут воду для питья.)

Болезнетворные микробы и яйца паразитов погибают при температуре 65 °C (к этой теме мы вернемся в контексте консервирования и сохранности продуктов), так что, если вы намерены удобрять поля отходами жизнедеятельности человека, встает следующий вопрос: как пастеризовать большие объемы собственных экскрементов?

В небольших количествах фекалии можно обеззаразить, присыпав опилками, соломой или другими растительными материалами, кроме листвы (чтобы восстановить баланс углерода и азота, а заодно вытянуть влагу), и свалив в регулярно перемешиваемую компостную кучу на несколько месяцев или на целый год. Бактерии, разлагая до какой-то степени органический материал, выделяют тепло (как и наш организм в процессе обмена веществ), и температура в куче сама собой доходит до значения, при котором гибнут вредные микроорганизмы. Урину и твердые фекалии лучше собирать раздельно — например, устраивая стульчаки с отводной воронкой спереди, — чтобы не разводить слизи. Урина стерильна, и после разбавления водой ее можно просто выливать на поля.

Однако при небольшой доле изобретательности часть человеческих фекалий и навоза животных можно, загрузив в биореактор, превратить в кое-что гораздо более полезное. Если в компостной куче обеспечить хорошее проветривание перегнивающих материалов, их быстрее переработают аэробные бактерии и грибы. Если же, наоборот, фекалии собрать в закрытый сосуд без доступа воздуха, в нем размножатся анаэробные бактерии, которые частично переработают органику в горючий газ метан. Газ можно собрать в примитивное хранилище в виде неглубокого бетонного колодца с водой и плотно в него входящей перевернутой металлической емкости. Метан поступает в емкость, вода создает воздушный замок, и металлический резервуар все выше поднимается из колодца. Вес плавающего резервуара создает давление, так что газ можно отводить по трубопроводу и топить им плиты, газовые светильники и даже, как мы увидим дальше, заправлять моторный транспорт. Тонна органических отходов дает не меньше 50 куб. м горючего газа, что по энергии эквивалентно 40 с лишним литрам бензина. (Неудивительно, что во Вторую мировую войну такие биореакторы стали обычны в оккупированных нацистами странах, переживающих дефицит топлива.) Размножение бактерий существенно замедляется при низких температурах, поэтому биореактор нужно утеплять или даже обогревать, пуская на это часть откачиваемого газа.

Когда население постапокалиптической Земли вновь начнет расти, придется обрабатывать фекальные массы в промышленных масштабах. Кишечные бактерии, в том числе потенциально опасные для здоровья человека, хорошо плодятся в тепле внутри человеческого организма, но плохо приспособлены к росту во внешней среде. Так что главный принцип переработки канализационных стоков в том, чтобы заставить человеческие энтеробактерии в массе нечистот конкурировать с внешними микроорганизмами: эту борьбу за существование бактерии проиграют. На современных очистных сооружениях этот процесс ускоряют, закачивая в пульпу воздух, чтобы активизировать деятельность аэробных организмов.

Многим из нас удобрение полей человеческими экскрементами может показаться дикостью, но где-то оно отлично себя оправдывает. В Бангалоре, третьем по величине городе Индии с населением около 8,5 млн человек, автоцистерны, эвфемистично именуемые медососами, откачивают городские септики и вывозят их содержимое на окрестные поля. Прежде чем внести нечистоты в почву, их перерабатывают в специальных бассейнах. И даже существуют товары, содержащие переработанные человеческие отходы. Для удобрения Dillo Dirt, продаваемого властями Остина в Техасе, человеческие экскременты компостируют, чтобы они естественным путем разогревались до температуры, при которой гибнут патогенные организмы.

Кроме азота растениям нужны фосфор и калий. Фосфором весьма богаты кости — наряду с зубами они служат хранилищем фосфата кальция, — и поэтому для восстановления плодородия почву хорошо посыпать костной мукой, которая представляет собой вываренные и размолотые скелеты животных. Соединение костной муки с серной кислотой (о том, как ее получают, — в главе 5) серьезно облегчает усвоение растениями фосфата, то есть такое удобрение намного эффективнее. На первой в мире фабрике удобрений, основанной в 1841 г., смешивали серную кислоту с лондонских газовых станций и костную муку с городских боен, получая гранулированный «суперфосфат». Калий для удобрения полей содержится в поташе, который, как мы увидим в главе 5, легко получить из древесной золы, и в 1870 г. обширные леса Канады служили главным источником удобрения для европейских фермеров. Сегодня калий и фосфор для удобрений добывают из особой породы и минеральных отложений: их поиск и разработка в постапокалиптическом мире потребуют возрождения геологии и геодезии.

В современных удобрениях эти три питательных вещества оптимально сбалансированы (что немного напоминает тщательно просчитанную диету спортсменов). Применяя только старые методы ведения сельского хозяйства, описанные в этой главе, вы не добьетесь таких обильных урожаев, как те, что снимаются сегодня, но сможете в значительной степени сохранить плодородие почв на время перезапуска цивилизации.

Один кормит десятерых

Чтобы постапокалиптическое общество могло развиваться, ему абсолютно необходима надежная аграрная база. Если страшный катаклизм унесет бóльшую часть людей с их знаниями и умениями, это может отбросить оставшихся на уровень простого выживания, поставить человечество на грань исчезновения. Неважно, какой объем технологических знаний или научной активности люди сохранят после апокалипсиса, если все их заботы будут о том, как остаться в живых. Без избытка продовольствия общество не может усложняться и прогрессировать. Производство продовольствия жизненно важно, а там, где ошибка может стоить жизни, человек не склонен менять проверенные и оправдавшие себя подходы.

Так общество попадает в продовольственную ловушку, из которой сегодня не могут выбраться многие бедные страны. Возможно, не одному поколению постапокалиптического человечества предстоит жить в условиях стагнации, пока производительность сельского хозяйства будет расти и наконец перевалит тот порог, после которого люди начнут мало-помалу выкарабкиваться из дикости.

Рост населения означает большее число думающих людей, которые помогают обществу быстрее решать проблемы. Но эффективное сельское хозяйство открывает перед людьми еще более широкие возможности. Когда оно обеспечивает базовый уровень продовольственной безопасности, общество может освободить часть индивидов от работы в поле. Производительное сельское хозяйство позволяет одному человеку, занятому крестьянским трудом, кормить еще несколько ртов, давая другим людям возможность специализироваться в других видах деятельности[15]. Если твоя физическая сила не нужна в полях, ты можешь применить руки и голову для других целей. Развиваться экономически, усложняться и расширять возможности общество в состоянии лишь тогда, когда выполнено это базовое требование: обеспечен запас сельхозпродукции. Это главный двигатель цивилизации.

Однако преимущества продуктивного сельского хозяйства помогут быстрому возрождению цивилизации только в том случае, если вы сможете надолго сберегать излишки продовольствия и они не сгниют попусту. Поговорим о сохранении продуктов.

Глава 4

Пища и одежда

Каменная диковина — великанов работа. Рок разрушил. Ограда кирпичная. Пали стропила; башни осыпаются; украдены врат забрала; мороз на известке; щели в дощатых — в щепки изгрызены крыши временем.

Неизвестный саксонский автор VIII в., сожалеющий о римских развалинах[16]. Руины

Приготовление пищи — первая химия в истории человечества, преднамеренная и управляемая перестройка химической структуры материи. Бурая корочка на боку зажаренного стейка и золотистая корка хлебной краюхи — результат молекулярной трансформации, известной как реакция Майяра. Белки и сахара в еде создают огромное множество новых, обладающих выраженным вкусом и ароматом веществ. Но кулинария служит гораздо более фундаментальным целям, чем придание пище приятного вкуса, и от нее будет зависеть здоровье и полноценное питание людей, выживших после апокалипсиса.

Термическая обработка продуктов убивает любые болезнетворные микробы и паразитов, предотвращая отравление пищи микробными токсинами или заражение человека ленточными червями, например через свинину. Также она помогает размягчить жесткую или волокнистую пищу и расщепить структуру сложных молекул, чтобы разложить их на простые составляющие, легче перевариваемые и усваиваемые человеком. Так повышается питательность многих продуктов, что дает нашему организму возможность получить больше энергии от того же количества съестного. У некоторых растений, например таро, маниока и дикого картофеля, длительная термическая обработка обезвреживает яды: без нее, в случае с самым ядовитым из перечисленных — маниоком, первая же трапеза стоила бы едоку жизни.

Приготовление на огне — не единственный вид обработки, которой мы подвергаем продукты перед употреблением. Умение сохранять продукты годными на длительный срок после их заготовки — фундаментальная предпосылка для существования цивилизации. Так мы можем доставлять продовольствие с полей и боен в города, снабжая едой их многочисленных обитателей, и создавать запасы на голодные времена. Еда портится от деятельности микроорганизмов — бактерий и плесневых грибов, разрушающих ее структуру и меняющих химические свойства или загрязняющих ее продуктами своей жизнедеятельности, неприятными, а иногда и вовсе ядовитыми для человека. Сохранение продуктов состоит в том, чтобы не допустить попадания таких микроорганизмов или хотя бы насколько возможно отсрочить его. Для этого состояние продуктов специально изменяют, чтобы они не были удобной средой для размножения микробов. В сущности, это вмешательство в микробиологию еды: мы не допускаем размножения микроорганизмов или даже используем одни организмы для подавления других, вредных. В некоторых случаях мы поощряем брожение, вызванное деятельностью микробов, чтобы расщепить сложные молекулы в пище и высвободить питательные вещества для более удобного потребления. Таким образом, биотехнологии — далеко не новшество, это одно из древнейших ноу-хау человечества.

Все эти возможности — тщательно готовить пищу путем варки или жарки, обрабатывать ее сквашиванием и надолго сохранять — человек получил, научившись обжигать глину и делать керамическую посуду. Появление посуды имело для нас как для биологического вида поистине великие последствия. Например, пищеварительная система человека, в отличие от многокамерных желудков таких жвачных животных, как коровы, не способна успешно переваривать многие виды пищи, и технологии помогают нам достичь того, чего не может наш организм. Глиняные сосуды, используемые как вместилище для пищи на время ее брожения или термической обработки ради высвобождения питательных веществ, служат как бы дополнительными внешними желудками — технической пищеварительной предсистемой.

Современная кулинария — высшая степень утонченности и сложности, со всеми ее маринадами, конфи, соусами и спрыскиваниями, — это не более чем легкомысленный аккомпанемент базовой миссии, которая формулируется так: не допустить превращения еды в отраву и получить из нее как можно больше питательных веществ. Эта книга не поваренная, поэтому мы не будем здесь разбирать рецепты и давать пошаговые руководства, но, чтобы осуществить постапокалиптическую перезагрузку, вы должны понимать базовые принципы хранения и обработки продуктов.

Сохранение продуктов

При сохранении продуктов нужно учитывать условия, необходимые микроорганизмам, а в сущности, и любым формам жизни, для существования. Однако традиционные технологии, которые мы рассмотрим, формировались постепенно, методом проб и ошибок, задолго до открытия невидимых микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов (современный способ консервирования в жестяных банках появился до того, как утвердилась микробная теория). Практика показала, что эти технологии работают, но теории, объясняющей их действенность, не было. Если удастся сохранить это базовое понимание после апокалипсиса вы прочтете, как изготовить микроскоп, позволяющий увидеть микробы), вы значительно выиграете в надежности снабжения продовольствием и предотвращении заразных болезней — то и другое жизненно необходимо для роста населения после катастрофы.

Все живое на нашей планете нуждается в жидкой воде, и, кроме того, жизнь возможна только в границах определенного спектра физических и химических параметров среды. Если точнее, то ферменты в клетке — эта молекулярная машинерия, осуществляющая биохимические реакции и координирующая процессы жизни, — активны только в определенном диапазоне температуры, солености и кислотности. Сохранить продукты можно, выведя любой из трех этих параметров за пределы оптимальной для микроорганизмов среды.

Простейший метод сохранения — сушка. Если влаги недостает, микробы с трудом размножаются (поэтому зерно перед засыпкой в амбары категорически необходимо высушить). Традиционный способ засушивания на воздухе и под солнцем хорошо подходит для плодов типа помидоров или для мяса, которое, завяливая, превращают в билтонг и бастурму. Но это медленный метод, и он не годится для больших объемов продовольствия.

Многие продукты, обычно не считающиеся собственно сушеными, сохраняются и при незначительном количестве влаги. Большой объем растворенного сахара дает насыщенный раствор: этот раствор вытягивает влагу из микробных клеток, отчего они, за исключением самых устойчивых видов, не могут размножаться. Эта механика используется в джемах — вкусно намазать утром на тост густую фруктовую сладость, но причина, по которой в первую очередь готовят фруктовые консервы, — это защита плодов от микробов с помощью концентрированного сахарного раствора. Сахар можно получить из сахарного тростника, а в умеренном климате из корней сахарной свеклы, процеживая сквозь молотую растительную массу воду и затем выпаривая из воды кристаллы. Мед удивительно долго хранится по той же причине, что и плоды в джеме.

Соль в небольших количествах необходима для нормального функционирования человеческого организма — потому-то наши вкусовые рецепторы ее и жаждут. А в больших объемах она используется для консервации. Засоленные продукты сохраняются по тому же принципу, что и засахаренные: концентрированные рассолы вытягивают влагу из живых клеток, останавливая рост. Свежее мясо можно успешно сохранить, на несколько дней запаковав с сухой солью или погрузив в крепкий рассол — около 180 г соли на литр воды дают раствор, примерно впятеро более концентрированный, чем морская вода. Засолка — важнейший метод консервации, давно известный в истории, и сейчас мы разберем эту технологию в деталях.

Производство соли, в сущности, совсем несложная задача, если вы живете на побережье. Морская вода содержит приблизительно 3,5 % растворенных твердых веществ, среди которых абсолютно преобладает поваренная соль (хлорид натрия), и ее можно добыть, выпарив воду из раствора. В солнечных странах можно просто набирать морскую воду в широкие мелкие сосуды и оставлять на горячем дневном солнце, а позже собрать корку выпарившейся соли. В очень холодном климате морскую воду в мелких сосудах можно заморозить: тогда у дна останется насыщенный раствор соли. Но в климатических условиях большей части Европы и Северной Америки, чтобы выпарить воду и получить соль, нужно разжечь под варочными котлами огонь. Доступность такого нужного ценного продукта, как соль, будет зависеть не от того, насколько широко он распространен в природе, — три четверти поверхности нашей планеты покрыты соляным раствором, — а от наличия энергоресурсов на выпаривание и от того, есть ли поблизости соляные шахты[17].

Засолку нередко сочетают с другим методом консервации, при котором в продукты, чаще всего в мясо и рыбу, вводятся специально произведенные природные антимикробные токсины, — с копчением. Как мы увидим в следующей главе, путем неполного сожжения древесины можно получить широкий набор веществ, одно из которых, креозот, придает копченым продуктам характерный вкус и замедляет их порчу. Домашнюю коптильню легко соорудить из подручных материалов. Выройте яму для небольшого костра, накройте ее металлическим листом, проройте от нее неглубокую траншею длиной 1–2 м для отвода дыма, также накройте ее доской и сверху присыпьте землей. На открытом конце траншеи, где выходит дым, поставьте сломанный холодильник с прорезанной в днище дырой. На решетчатые полки выложите потрошеную рыбу, ломти мяса, сыра и прочее. И несколько часов коптите.

Кислотность — еще один великий союзник человека, помогающий отбиться от нашествия микробов. Уксус, слабый раствор уксусной кислоты (о которой мы в этой главе еще поговорим), весьма эффективно консервирует маринованные овощи. Противоположная технология, сохранение продуктов с помощью щелочей, распространена гораздо меньше, потому что щелочь омыляет жиры (см. в главе 5 об изготовлении мыла) и тем самым серьезно меняет и вкус, и фактуру пищи[18].

Для маринования можно не брать готовую кислоту, а стимулировать размножение бактерий, которые в процессе жизнедеятельности выделяют кислотные соединения, так что пища как бы сама себя консервирует. В квашеную капусту, японский мисо и корейскую ким-чи из овощей сначала добавляют соль и вытягивают влагу, а затем ждут, пока устойчивые к соли бактерии ферментируют пищу, естественным образом повысив кислотность и создав условия, непригодные для жизни других микробов, способных испортить или отравить еду человека.

Похожим способом получают йогурт: помещают в молоко колонии бактерий, выделяющих молочную кислоту, и далее регулируют процесс сквашивания. (Обычно кислый вкус на языке и говорит о присутствии в еде кислоты.) В молоке создается среда с высокой кислотностью, которую не могут колонизировать другие организмы, и это на несколько дней продляет возможность потребить его питательные вещества. Молоко — удобный источник важнейших питательных веществ, и потому уметь его сохранять чрезвычайно важно для переживших апокалипсис.

Витамин D помогает усваивать из пищи кальций, его дефицит может обернуться рахитом, болезнью, разрушающей кости. Этот витамин наш организм вырабатывает, когда кожа подвергается воздействию солнечного ультрафиолета, но в северных широтах, где долгими темными зимами приходится кутаться от холода, люди в прошлом часто страдали от рахита. Молоко — это удивительный источник сразу и кальция, и витамина D, так что умение надежно сберегать содержащиеся в нем питательные вещества будет критически важно для здоровья обитателей Севера[19].

Масло — хорошая технология сохранения энергонасыщенных жиров молока путем удаления влаги. В сущности, приготовление масла сводится к тому, чтобы сепарировать насыщенные жиром сливки. Вы даете им подняться наверх естественным путем, оставив посудину с молоком примерно на день в холоде, либо для ускорения процесса применяете центрифугу (можно использовать просто вращающееся ведро). Сбивание же нужно, чтобы капельки жира слиплись, отторгнув оставшуюся жидкость, так называемую пахту. Сбить масло можно, катая сосуд со сливками по полу или непрерывно встряхивая, но возможен более рациональный способ с применением подручных средств: электродрели с мешалкой для краски. Отцедив пахту, добавьте соли для консервации, а затем месите, пока не размешаете соль и не отделите всю воду.

Йогурт не портится несколько дней, масло — около месяца, а сыр успешно сохраняет питательные вещества молока много месяцев, это идеальная противорахитная бомба. Приготовление сыра — более сложный процесс, но главный принцип тот же: сберечь питательные вещества, убрав из молока влагу. Реннин, фермент телячьего сычуга, добавляется для расщепления молочных белков и свертывания молока. Свернувшееся молоко отцеживается и спрессовывается в твердый ком, который затем оставляют дозревать. Характерный вид и вкус разным сырам придает деятельность различных грибков.

Подготовка зерна

Теперь перейдем к работе с урожаем зерновых. Доисторическое одомашнивание пшеницы, риса, кукурузы, ячменя, проса и ржи — одно из самых славных деяний человечества. Репродуктивные стратегии этих видов путем искусственного отбора перепрограммированы так, чтобы они приносили легко собираемое зерно: это решение, которое человек нашел, чтобы питаться травянистыми растениями, не будучи к этому приспособленным биологически, как приспособлены жвачные — коровы и овцы, которых мы разводим.

Кукурузу можно готовить и есть прямо в початках[20], а рис — очистить и сварить в воде или на пару и сразу съесть. Но — не в пример многим культурным овощам и фруктам — мелкие твердые зерна большинства злаковых растений нельзя есть в природном виде: для потребления их нужно особым образом подготовить.

Зерно следует растереть в мелкий порошок — муку. Простейший способ: высыпать горсть зерен на гладкий плоский камень, уложенный на землю, и, наваливаясь всей тяжестью тела, растереть их другим камнем. Но это трудный и недопустимо долгий метод; гораздо рациональнее перетирать зерно между двумя толстыми каменными или стальными дисками, подсыпая его («попасть в жернова» — еще одно выражение, имеющее аграрную родословную) через дыру в середине. Тяжесть верхнего жернова давит зерно, а вращение выгоняет готовую муку наружу, где ее собирают. Мельничные жернова представляют собой техническое продолжение наших коренных зубов: они крошат и перетирают твердые продукты, делая их более удобоваримыми. Облегчить себе труд вы можете, заставив тягловое животное вращать жернов или, что еще лучше, направив на эту работу энергию ветра или воды (как это сделать, поговорим в главе 8). Но даже в этом случае помол всего обмолоченного зерна потребует от возрождающегося общества колоссальных затрат энергии.

Простейший, но не самый аппетитный способ употребления муки: добавить воды и вымешать густую или жидкую кашу. Однако существует более вкусная, удобная и питательная форма, требующая более тщательного приготовления. Хлеб — это, в сущности, запеченная каша, на этой эффективной технологии питания человеческая цивилизация зиждется с самого своего рождения. Основной рецепт до смешного прост: растереть в порошок пригоршню-другую семян, развести водой до состояния вязкой пасты, раскатать и печь на медленном огне, например просто на горячем камне возле очага. Так делают бездрожжевые лепешки, до сих пор повсеместно распространенные в мире: чапати, наан, тортильи, лаваш, питу и т. п.

На Западе лучше всего знакомы с квасным хлебом, а для него нужен еще один ингредиент. Дрожжи — это микроорганизм, одноклеточные грибы, недалеко отстоящие от поганок, вырастающих на гниющем валежнике. Добавленные в тесто, дрожжи выдыхают углекислый газ, от которого образуются пузырьки, и готовый хлеб становится легким и пышным. Почти весь дрожжевой хлеб в мире сегодня заквашивают на дрожжах одного вида Saccharomyces cerevisiae. Хорошо, если у вас хватит предусмотрительности сохранить на развод колонию этих организмов, столь важных и на свой манер работающих на нас столь же упорно, как быки или лошади, прежде чем в хаосе апокалипсиса они сгинут навсегда. Найти сухие пакетики дрожжей можно в супермаркете, однако они не будут храниться бессрочно. А вот как, если придется, подступиться к задаче заново выделить культуру хлебопекарных дрожжей?

Дрожжи, необходимые для выпекания хлеба, как и другие бактерии брожения, в природе живут на зернах злаков, а значит, и в муке. Фокус в том, чтобы распознать этих полезных козявок среди многих других, потенциально вредных. Для этого вам придется стать немного микробиологом и запустить процесс селекции, благоприятный для нужных вам организмов. Ниже дается руководство, как изолировать микроорганизмы, нужные для выпекания квасного хлеба, появившегося около 3500 лет назад в Древнем Египте и поныне популярного в небольших домашних пекарнях.

Смешайте стакан муки (лучше всего взять цельнозерновую) и полстакана или чуть больше воды, накройте емкость и поставьте в теплое место. Через 12 часов проверьте, не появились ли признаки роста бактерий и брожения, например пузырьки газа. Если таких признаков нет, перемешайте и оставьте еще на полдня. Когда брожение начнется, выплесните половину культуры и добавьте вместо нее свежую питательную смесь, приготовленную в той же пропорции, далее таким же образом доливайте ее по два раза в день. Вы дадите культуре достаточно питательных веществ для размножения и с каждым разом будете удваивать территорию для расселения микроорганизмов. Примерно через неделю у вас в чашке образуется приятно пахнущая культура, стабильно растущая и пенящаяся после каждого доливания, словно радующееся кормежке домашнее животное. Тогда можно будет взять часть этого теста на закваску для хлеба.

Повторяя раз за разом эту процедуру, вы, в сущности, создаете простейший микробиологический селекционный регламент — допускаете только те дикие культуры, которые могут питаться углеводами муки и быстрое деление клеток которых происходит при температуре около 20–30 °C. Получившаяся закваска — это не чистая культура одного вида, а сбалансированное сообщество молочнокислых бактерий, способных расщеплять сложные молекулы-хранилища в клетках зерна, и дрожжей, которые питаются отходами жизнедеятельности этих бактерий и выделяют углекислый газ, поднимающий опару. Такая взаимная поддержка двух разных видов называется симбиозом, она довольно обычна в биологии: от азотофиксирующих бактерий, живущих в корневой системе бобовых, до бактерий-помощников, населяющих наш пищеварительный тракт и облегчающих нам усвоение пищи. Молочнокислые бактерии выделяют еще и молочную кислоту (так же как это происходит при сбраживании йогурта) — она придает квасному хлебу приятный кисловатый привкус и заодно не позволяет проникать в культуру посторонним микробам, делая симбиотическое сообщество закваски идеально устойчивым и непроницаемым для чужаков.

Учтите, для квасного хлеба годится не любая мука: чтобы получить вязкое тесто, способное удерживать пузырьки углекислого газа, выдохнутого растущими дрожжами, нужен глютен. В пшеничном зерне глютена много, и потому из пшеничной муки получается восхитительно мелкоячеистый хлеб. А вот в ячменной муке глютена почти нет. Впрочем, для ячменя есть куда более заманчивое применение.

Дрожжи, размножающиеся в насыщенной кислородом среде — например, в тесте, — умеют расщеплять молекулы питательных веществ до углекислого газа (так же, как при метаболизме в организме человека). Но если дрожжи размножать при ограниченном поступлении кислорода, они лишь частично разлагают сахара, а вместо углекислого газа выделяют этанол (алкоголь), на этом и основано пивоварение. Бражники радуются алкоголю со дня его изобретения, но помимо этого у него есть еще море применений, и в интересах возрождения цивилизации вам стоит озаботиться его дистилляцией. Концентрированный этанол — отличное полностью сгорающее топливо (для спиртовой горелки или автомобилей на биотопливе), консервант и антисептик. А еще это прекрасный растворитель, в том числе для многих веществ, нерастворимых в воде, который помогает, например, экстрагировать химические соединения из растений для парфюмерии или фармакопеи. Если алкоголь некоторое время подержать на воздухе, он превратится в уксус, в чем убеждается каждый любитель вина, когда бутылка несколько дней простоит открытой. В жидкости поселяются новые бактерии, перерабатывающие этанол в уксусную кислоту: всем известный столовый уксус — это ее 5–10-процентный водный раствор, более крепкие растворы применяются для маринования.

В отличие от смешанного сообщества микроорганизмов в хлебной закваске чистая культура дрожжей, используемая в пивоварении, не может расщеплять молекулы сложных углеводов зерна, поэтому их сначала нужно превратить в поддающиеся сбраживанию сахара. Биологическая функция этих сложных углеводов — служить источником энергии для прорастающего растения, пока оно не зазеленеет. В какой-то момент в зерне активируются собственные механизмы их расщепления. Зерна ячменя (строго говоря, любого злака) погружают в воду и на неделю оставляют в теплом влажном месте прорастать, чтобы углеводы разложились до доступных сахаров (углеводная молекула — это длинная цепь сахарных блоков, связанных воедино). Потом зерна высушивают и немного поджаривают в сушильне, задавая цвет и вкус будущего сусла. Затем солод размельчают, разводят горячей водой, чтобы растворились все сахара, и процеживают, получая сладковатое сусло. Сусло кипятят, чтобы выпарить воду, повысить концентрацию сахаров и стерилизовать состав, расчистив территорию для бродильных микроорганизмов, которые добавляют после кипячения. На последнем этапе сусло остужают, заквасив дрожжами из прежнего завода, и оставляют бродить примерно на неделю.

Как можно скорее вам нужно добыть где-нибудь в супермаркете такой чрезвычайно полезный предмет, как бутылка пива: на ее дне вы найдете осадок живых дрожжей — ценную фауну, которую необходимо сохранить для потомства. Впрочем, дрожжи, пригодные для пивоварения, легко найти в окружающей среде, их культуру можно изолировать методом вроде описанного выше. Строго говоря, чистая дрожжевая культура, используемая сегодня в хлебопекарной промышленности, происходит от клеток, взятых когда-то из пены пивной закваски, и ее изолировали, применив такие микробиологические инструменты, как чашка Петри и микроскоп, с которыми вы познакомитесь в главе 7. В следующий раз, когда будете навеселе, помните, что ваш мозг слегка отравлен и ослаблен экскрементами одноклеточных грибов. Ваше здоровье!

Практически любой источник сахара (или углеводов, разобранных на сахара) можно сбродить в алкогольный напиток: мед, виноград, зерно, яблоки и рис превращаются соответственно в медовуху, вино, пиво, сидр и саке. Но вне зависимости от сырья брожение дает концентрацию алкоголя примерно в 12 %, после чего клетки дрожжей, по сути, отравляются собственными этаноловыми отходами. Процесс очистки алкоголя до высокой концентрации путем сепарации этанола от воды и других составляющих мутной браги называется дистилляцией и тоже известен с поистине древних времен.

Как и экстрагирование соли из морской воды, сепарация алкоголя из водянистой браги основана на разнице в свойствах двух компонентов: в данном случае на том, что температура кипения этанола ниже, чем у воды. Дистиллировать спирт вы можете с помощью аппарата не сложнее того, на котором выкуривают свой самогон монгольские кочевники. Котел с брагой ставится на огонь, сверху на рейке устанавливается емкость для сбора, а над ними обоими — конический сосуд с холодной водой, и все это сверху покрывается общим кожухом. Брага кипит, этанол испаряется первым, его пар конденсируется на коническом днище сосуда с водой и стекает по нему в среднюю посудину. В современных лабораториях этот прототип воссоздают в виде системы специальных стеклянных емкостей, термометра — следить, чтобы температура пара не превысила 78 °C (точка кипения этанола), — и газовой горелки с регулируемой подачей воздуха. Производительность процесса можно повысить, применив ректификационную колонну — вертикальный цилиндр, начиненный стеклянными шариками. Проходя через него, испаряющаяся брага конденсируется и заново испаряется раз за разом, с каждым шагом повышая концентрацию алкоголя, затем готовый спирт собирают посредством охладителя с водной рубашкой.

Используем жару и холод

Давайте посмотрим, каким ценным при сохранении съестных продуктов может быть умение использовать температуру внешней среды, жар и холод.

Появившиеся очень давно технологии консервации продуктов — вяление, засолка, маринование, копчение — довольно эффективны, но часто меняют вкус пищи и не безупречны в плане сохранения всех питательных веществ. В начале XIX в. один французский кондитер предложил новый метод консервации: закупоривать продукты в стеклянные банки с притертой пробкой, запечатывать ее воском и ставить на несколько часов в горячую воду.

Вскоре вошли в обиход герметичные оловянные жестянки. Оловянные или покрытые оловом изнутри консервные банки мы используем и сейчас, поскольку олово — один из немногих металлов, который не разрушается под воздействием содержащихся в продуктах кислот[21].