Поскольку все биохимические реакции протекают в жидкой среде, чайное растение нуждается в воде. Она нужна ему для транспирации, а также для регулирования внутреннего температурного режима. За счет испарения влаги и изменения концентрации реагентов создается непрерывный восходящий поток. Он-то и переносит растворенные «строительные материалы» из корней в листья, а оттуда — во все остальные органы.
Наконец, растение не только накапливает, но и расходует вещества. Обмен веществ — существенный момент всей его жизни. Освобождающаяся в процессе газообмена энергия направляется на дальнейший рост и развитие организма, а побочный продукт жизнедеятельности — кислород — через «выхлопные трубы» выбрасывается в атмосферу.
От вегетативных органов, обеспечивающих рост и развитие чайного куста, перейдем к генеративным — к органам размножения, продолжения рода. Это — цветок, плод и семя. Но сначала сделаем одно предварительное замечание. Чайное растение не имеет отдельных плодовых ветвей. Бутоны — цветковые почки «квартируют» в пазухе листа вегетативного побега. Генеративная почка в отличие от вегетативной имеет округлую форму. Берущий от нее начало короткий пазушный побег в виде ложной кисти несет от одного до пяти цветков.
Чайные цветки — пазушные или конечные — по натуре своей больше одиночки, поскольку обычно обоеполые. Хотя бывает, что живут в пазухах вдвоем — вчетвером. В большинстве случаев они белые или розовые, реже — с желтоватым оттенком. Но все душисты, имеют тонкий приятный запах. Их размеры колеблются от двух до пяти сантиметров в диаметре.
Любой такой цветок состоит из околоцветника (чашечки и венчика), тычинок и пестика — то есть стандартного набора, известного каждому из школьного курса ботаники. Остается уточнить лишь кое-какие детали. Чайную чашечку образуют пять-семь кожистых овальных чашелистиков, которые держатся до полного созревания плода. Свободный венчик включает пять-девять лепестков, спаянных у основания с тычинками. Он защищает тычинки и пестик, но одновременно и привлекает насекомых. Тычиночных нитей с пыльниками на верхушке тут множество — от бледно-желтой до темно-коричневой окраски, числом от 100 до 400. Они располагаются в несколько рядов вокруг вместилища семенных зачатков — пестика и после оплодотворения часто опадают вместе с венчиком. Над тычинками возвышается тонкий голый столбик трехлопастного пестичного рыльца. Гинецей (пестик) состоит из двух-десяти плодолистиков. Количество пестиков строго соответствует числу завязей. Завязь у чая большей частью верхняя, трех-, четырех-, изредка — шестигнездная.
Чай принадлежит к группе перекрестноопыляющихся энтомофильных растений. Крупные, пахучие медоносные цветки, хорошо заметные на большом расстоянии благодаря сочетанию белорозовых лепестков с ярко-желтыми пыльниками служат сильной приманкой для насекомых, а обильная липкая пыльца способствует легкому опылению.
Ветроопыление (анемофилия) для чайного растения заметной роли не играет. Его пыльцу в воздухе не увидишь: тяжелая и влажная, она высыпается из пыльников и оседает на листьях, ветках и почве, где смывается первым же дождем. Но зато чай способен на самоопыление. В этом убедились, когда попробовали изолировать растение от всяческих контактов с чужой пыльцой. Очень жизнедеятельная собственная пыльца легко прорастает и на рыльце цветка, и в условиях искусственного проращивания — в капле дистиллированной воды или дождя, в воде, подкисленной лимонной кислотой, в растворе сахара и в желатине. Правда, потомство, получаемое от такого «кровосмешения», малопрогрессивно, и растениям-самородкам угрожает вырождение.
Чайные плоды разнообразны: сухие невскрывающиеся, костянковидные и ягодовидные. Однако более распространенный вид — кожистая голая коробочка. В ней содержится от одного до пяти семян. По мере созревания ее гладкая поверхность буреет и растрескивается, выпуская из раскрытых створок на волю зрелые семена.
Семя — орешек с твердой темно-коричневой кожурой, диаметром 10–20 миллиметров. В зависимости от того, жил ли он в коробочке один-одинешенек, вольготно, или, как говорится, ютился в тесноте «коммуналки», по форме он может оказаться округлым или сплюснутым. Несколько помятый вид имеют также гибриды. Под скорлупой скрывается тонкая желтовато-беловатая пленка. Само же семя состоит из двух крупных, симметрично расположенных семядолей молочнобелого цвета, между которыми расположен зародыш. Чайные семена богаты маслом. В китайских формах его содержится до 36 процентов.
Семена чая отличаются высокой чистотой, так как не имеют примеси семян сорной растительности. Но, брошенные в землю, они могут сразу и не взойти. Плотная скорлупа, предохраняющая семя от пробуждения в неблагоприятное время года, удерживает его от преждевременного и «неосмотрительного» прорастания. Поэтому перед посевом ему необходим период покоя — для послеуборочного дозревания. В процессе лежки устраняется разрыв между физиологической и технической зрелостью снятых с куста семян. Обычно это происходит при зимнем хранении. Оставленные же на лето семена катастрофически снижают всхожесть, доводя ее до нулевой. При правильном сбережении всхожесть удается сохранить в течение семи месяцев после сбора.
Для посева отбирают семена последнего урожая, имеющие в диаметре не менее 12 миллиметров, то есть таких семян в одном килограмме должно быть примерно 800. Жизнеспособность посевного материала можно определить уже по внешнему виду и запаху. Семена, потерявшие всхожесть, хрупки и от удара рассыпаются, превращаясь в мелкие крошки или в желтую пыль. Больные, подверженные гниению, покрываются плесенью, обретают затхлый запах. Омертвевшая клеточная плазма легко и быстро выявляется при пробном окрашивании с помощью анилиновых красителей.
Для разработки технологии возделывания чайного куста знания одной морфологии растения недостаточно. Необходимо знать его биологические особенности, его требования к окружающей среде. К примеру, набухание и прорастание семян зависят от температуры воздуха и почвы, от степени их влажности. Семена осеннего посева у нас начинают «проклевываться» лишь весной. На конец апреля — начало мая приходится первая волна роста, при благоприятных условиях длящаяся до середины июля.
От белого нитевидного корешка начинается быстрый рост побега. Еще под землей на нем образуются первые чешуйки, в пазухах которых развиваются почки. С развертыванием листьев и построением ассимиляционного аппарата семядоли отмирают и растение переходит на самостоятельное питание.
Вегетативная деятельность (продуктивное побегообразование) обычно начинается с роста побегов из верхушечных почек и продолжается до конца октября (вторая волна). В конце первой вегетации сеянец достигает высоты 15–20, а к двум годам — 40–50 сантиметров и более. Но под влиянием подрезки и сборов листа все большее число побегов исходит из пазушных и спящих почек, стимулируется развитие ветвей 14–16 порядков, искусственно расширяется крона, увеличивается листосборная поверхность. В этих условиях может образоваться дисбаланс между корневой системой и надземной частью.
В отличие от других субтропических растений чай — растение короткого дня и цветет в основном осенью: с конца сентября до наступления заморозков. Цветение обильное — иногда до 800 и более цветков на одно растение. Наибольшее число раскрывающихся венчиков приходится на утренние и полуденные часы. Распускание и опыление длится всего три дня, за это время успевают завязаться только два-четыре процента цветков. Нередко в этом повинны дожди. После зимнего покоя завязь трогается в рост, и к июню образуется коробочка. Плод созревает лишь через год после цветения.
«Земледелие, — писал К.А. Тимирязев, — стало тем, что оно есть, благодаря достижениям физиологии растений и агрохимии». Знакомство с анатомией чая помогло глубже проникнуть в его химическую природу.
Созревший чайный лист весьма сложен по своему химическому составу. Биохимики, изучающие эту ведущую культуру нашего субтропического хозяйства, насчитывали в ней около 130 различных веществ. Но среди них есть «три кита», определяющие основные качества сырья, — кофеин, танин и эфирные масла. Собственно, от этих трех слагаемых и идут главные достоинства чайного напитка — бодрость, вкус и аромат.
В 1827 году Д. Оудрим впервые обнаружил в чайном листе теин (триметидиоксипурин). Однако десять лет спустя химики установили, что по своему составу новое вещество идентично кофеину, открытому еще в 1820 году. Более того, выяснилось, что если в семенах кофе содержится не более 2,4 процента чистого кофеина, то в чайных листьях тот же компонент занимает 4–5 процентов сухой массы. В этом отношении с чаем может сравниться только бразильский кустарник гуарана, у которого содержание кофеина в плодах также доходит до пяти процентов. Все иные растения значительно уступают чаю. Что же касается камелии, то в ее листьях кофеина нет совсем. Так что с точки зрения биохимии чай можно рассматривать как «камелию с кофеином».
