我們每天的生活都與禾谷類食物密不可分,面包、饅頭、米飯、油條、水餃、稀飯等是我們一日三餐的美食,蛋糕、粽子、糍粑、年糕、甜玉米、糯玉米和爆米花等是老幼皆宜的佳肴,用來(lái)加工這些食品的原料幾乎都來(lái)自禾本科植物。目前,科學(xué)家們正在努力培育富含葉酸、蝦青素、類胡蘿卜素、花青素等特色營(yíng)養(yǎng)成分或保健成分的玉米、水稻、小麥和谷子等,提高人們的生活質(zhì)量,保證人類的健康水平。現(xiàn)在種植的禾本科作物品種如何而來(lái)、為什么能成為人類的主食呢?
1. 禾本科作物經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的進(jìn)化和選擇過(guò)程
禾本科(Poaceae Barnhart)是單子葉植物綱禾本目的一個(gè)科,又名早熟禾科,包括小麥屬、玉蜀黍?qū)佟⒌緦佟⒋篼湆佟⒑邴湆俚?00多個(gè)屬,至少涵蓋10000多種一年或多年生草本植物,它們的主要特征是植株直立、葉片狹長(zhǎng)、根狀莖發(fā)達(dá)、容易產(chǎn)生分蘗、多花多粒、生長(zhǎng)速度較快。我們熟知的小麥、玉米、水稻、大麥、谷子、糜子、燕麥、高粱等很多糧食作物就是禾本科植物,竹子、草坪草、主要牧草、蘆葦?shù)群芏嗑哂猩虡I(yè)價(jià)值的植物也是禾本科植物。
難以置信的是,當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛栽培的禾本科作物幾乎都源自路邊或荒野的雜草,小麥的祖先是野生一粒小麥、擬斯卑爾脫山羊草和粗山羊草,玉米的祖先是大芻草,水稻的祖先是普通野生稻或短舌野生稻,大麥的祖先是大齒大麥,谷子的祖先是狗尾草,等等。在長(zhǎng)期的物種進(jìn)化過(guò)程中,野生種經(jīng)過(guò)相互間的天然雜交、染色體加倍,以及異常氣候及環(huán)境脅迫的選擇,逐步形成了人類可以作為食物進(jìn)行種植的原始禾本科作物,小麥、水稻、玉米、大麥等禾本科植物分別在西亞、美洲、中東(新月沃地)、中國(guó)被馴化,谷子等禾本科作物也起源于我國(guó)。原始的禾本科作物對(duì)于人類的需要來(lái)說(shuō)存在很多缺點(diǎn),如籽粒小、易斷穗、易落粒、植株柔弱、不抗倒伏、生育期長(zhǎng)、產(chǎn)量低等,但對(duì)植物而言,這些都是他們生存和繁殖的有利性狀。人們根據(jù)對(duì)食物的需要,選擇大穗大粒、不易斷穗落粒、稈強(qiáng)抗倒的個(gè)體進(jìn)行種植,產(chǎn)生了眾多地方品種和農(nóng)家品種。近100多年來(lái),科學(xué)家先后采用雜交、回交、誘變、雜種優(yōu)勢(shì)利用和細(xì)胞工程等生物育種手段對(duì)禾本科作物進(jìn)行改良,以及栽培技術(shù)的改進(jìn),進(jìn)一步提高了他們的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性,更加適合人類的需要。
2. 禾本科作物營(yíng)養(yǎng)豐富,是人類文明發(fā)展的首選食物
禾本科作物籽粒不但是人類喜歡的主食,也是各種家畜和鳥類的最愛,主要是禾本科籽實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富。其中,小麥籽粒含13.0-16.0%蛋白質(zhì),60.0%左右淀粉,以及多種微量元素和膳食纖維等,尤其具有獨(dú)特的麥谷蛋白亞基,賦予了面團(tuán)極好的彈性和延展性,用來(lái)制作面條、饅頭、面包、油條等豐富多彩的面制品,是我國(guó)北方地區(qū)和部分南方地區(qū)的主要糧食;水稻籽粒(大米)含7.0-12.0%蛋白質(zhì),75.0-80.0%碳水化合物,2.5-4.0%脂肪,微量元素中鋅的含量最高,酚類、醛類、醇類等物質(zhì)賦予了米飯的香味,是我國(guó)南方地區(qū)和部分北方地區(qū)的主要口糧;玉米籽粒含10.0%左右蛋白質(zhì),70.0%左右淀粉,6.9%膳食纖維,1.0-2.0%可溶性糖,4.0-6.0%脂肪酸,以及多種礦物質(zhì)、氨基酸和維生素等,在我國(guó)所有地區(qū)都有種植,不但用來(lái)提供糧食,也是食用油的重要來(lái)源;谷子籽粒(小米)含10.0-13.0%蛋白質(zhì),75.0-85.0%碳水化合物,7.6-14.5%膳食纖維,2.0-5.0%脂肪酸,維生素E含量較高,維生素B1含量位居糧食作物之首,含有其他糧食作物欠缺的胡蘿卜素,是我國(guó)北方干旱地區(qū)的特色食物之一。大麥籽粒含10.0%左右蛋白質(zhì),65.0%左右碳水化合物,1.5%左右脂肪酸,以及多種微量元素,膳食纖維含量豐富,裸大麥(青稞)是我國(guó)西藏地區(qū)的重要糧食;大麥和高粱還是生產(chǎn)白酒等人類飲品的重要原料。
3. 禾本科植物適應(yīng)性強(qiáng),儲(chǔ)藏和運(yùn)輸方便
由于禾本科植物具有雜草的特質(zhì),分布范圍廣,長(zhǎng)期在并不友好的氣候和環(huán)境條件下生長(zhǎng),抗逆性比較強(qiáng),遺傳多樣性豐富,在不同類型的土壤和生態(tài)環(huán)境中都能種植并獲得較為理想的產(chǎn)量。如:小麥抗旱、耐冷、抗倒伏,玉米耐熱、耐瘠薄、抗旱、光能利用率高,水稻耐澇、耐熱、耐移栽,谷子、高粱和燕麥耐鹽堿、耐瘠薄、抗旱、光合作用能力強(qiáng),這為禾本科作物優(yōu)良品種的大面積推廣種植奠定了基礎(chǔ)。另外,禾本科作物為一年生植物,管理簡(jiǎn)單,播種、施肥和收獲均可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作,勞動(dòng)成本較低,經(jīng)濟(jì)效益較高。運(yùn)輸和加工方便,在長(zhǎng)期儲(chǔ)藏的情況下能保持較好的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì),可調(diào)劑不同地區(qū)間食物短缺的矛盾,保障人民生活和社會(huì)有序發(fā)展。尤其,禾谷類籽粒容易制作為干糧,是古代人們出門遠(yuǎn)行和士兵戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)的主要食品。
作為人類的食物僅僅是禾本科植物的一個(gè)方面,大多數(shù)牧草來(lái)自禾本科,草坪草幾乎是清一色的禾本科植物,禾本科同樣為畜牧業(yè)發(fā)展和環(huán)境美化做出了重要貢獻(xiàn)。另外,來(lái)自廖科的蕎麥和來(lái)自藜科的藜麥雖然不是禾本科植物,其籽粒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值高,越來(lái)越受到人們的青睞,也是重要的禾谷類作物。從廣義上來(lái)說(shuō),谷物中還包括了大家喜愛的、來(lái)自豆科的豆菽類作物,是人類植物蛋白和食用油的重要來(lái)源。如此眾多的谷物,豐富了人類的餐桌,保障了人類的營(yíng)養(yǎng)。隨著科學(xué)家對(duì)禾谷類作物的深入改良,將不斷滿足人們對(duì)健康食品的需要。
來(lái)源: 公眾號(hào):葉茂家院