從來自中亞的一粒種子到支撐華夏文明的糧食骨架,從商周甲骨文中的文字印記到基因密碼里的共生智慧,小麥的四千年歷程早已超越了單純農作物的范疇,深深嵌入中華文明的發(fā)展脈絡。中國農業(yè)科學院作物科學研究所研究員張學勇認為,小麥的演化史不僅記錄著農業(yè)技術的進步,更與民族融合、國家統(tǒng)一緊密交織,需以科學視角解碼其與華夏大地“適應與創(chuàng)新”的深層智慧。
跨界而來:改寫農耕文明的“外來者”
小麥作為一種外來物種,起源于中亞地區(qū),傳入中國后,迅速取代了先民長期種植的谷子,成為北方地區(qū)的首要農作物。
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張學勇表示,小麥能夠快速在中國普及的原因主要有兩點:一是產量較高,能為人們提供更充足的糧食;二是具有越冬生長的特性,采取秋播夏收的種植模式后,收獲完畢的土地可繼續(xù)種植谷子、豆類等其他作物。這種輪作方式相當于在不增加實際耕地面積的情況下,提高了土地的利用效率,間接擴大了可耕種的有效面積,從而顯著增加了糧食總產量。糧食供給的提升增強了土地對人口的承載能力,進而推動了以陜西、山東、河南為核心的北方文化中心的形成,這些地區(qū)也成為中華傳統(tǒng)文化的重要發(fā)源地。
此外,小麥還具備易于管理、加工便捷的顯著優(yōu)勢。經研磨制成面粉后,可制作鍋盔、包子、餃子等多種食物。其中鍋盔作為干糧,便于攜帶和保存,在古代軍事行動中,士兵只需搭配飲水即可隨身攜帶食用,極大地滿足了行軍作戰(zhàn)的需求。正因如此,小麥在促進中國文化融合、推動大一統(tǒng)國家的形成過程中,發(fā)揮了不可替代的關鍵作用。
基因蛻變:與華夏土地的千年磨合
小麥傳入中國后,經歷了顯著的適應性演化。在它的起源地——兩河流域,冬季氣溫相對溫和。而傳入中國西北的甘肅、陜西及河南等地后,面對的第一大考驗就是冬季多風、氣溫常低至零下10至15攝氏度的嚴寒環(huán)境。
張學勇解釋說,這一適應性的關鍵在于小麥體內的抗寒基因VRN1。該基因的表達量與抗寒能力密切相關,且其表達受低溫刺激的調控——外界環(huán)境溫度越低,基因拷貝數(shù)越多。原始小麥品種更適應溫暖環(huán)境,而在傳入我國北方地區(qū)后,VRN1基因發(fā)生突變,使小麥逐漸演化出耐寒特性,從而在嚴寒中得以存活。
除抗寒機制外,感光基因是小麥另一重要的“生存策略”。它能感知環(huán)境變化并調整代謝活動以適應生存需求:當晝夜時長達到12小時平分時,小麥便會啟動生殖生長,精準“識別”春天的到來,為繁衍后代做好準備。
南北方小麥在形態(tài)上的差異,同樣與光照條件密切相關。南方小麥生長的早春時節(jié)多陰雨天氣,光照不足且易滋生病蟲害,因此植株形態(tài)相對松散;北方則因陽光充足,小麥植株更為緊湊。這種形態(tài)差異,正是小麥基因與地域環(huán)境長期相互作用、協(xié)同演化的結果。
產量飛躍:科技賦能的“糧食革命”
在四千年的栽培歷史中,小麥產量呈現(xiàn)出顯著增長的態(tài)勢,尤其在過去六七十年間,增長速度尤為迅猛。當前小麥的產量水平已達到五十年前的八倍左右。
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在張學勇看來,這一產量飛躍的關鍵驅動因素主要有三。其一,是以種質資源為基礎的育種技術革新,通過對小麥品種的持續(xù)改良與優(yōu)化,為產量提升奠定了核心基礎。其二,化肥工業(yè)的發(fā)展起到了重要支撐作用,盡管社會對化肥的使用存在諸多爭議,但不可否認的是,若缺乏化肥的助力,小麥產量難以達到現(xiàn)有水平,所以關鍵在于實現(xiàn)科學合理的施用化肥。其三,逐步完善的灌溉系統(tǒng)提供了保障。新中國成立后,我國推行的農業(yè)“八字憲法”中,“種、水、土”三者至關重要——“種”指的是優(yōu)良品種,“水”強調水利設施的修建,“土”注重土壤質量的改善,這些舉措對農業(yè)的發(fā)展產生了長遠而深刻的影響。
“當前,小麥在我國糧食總產構成中占比約20%至21%,分量舉足輕重。”張學勇表示,小麥具有較強的耐儲存性,存放兩三年后品質基本不受影響,而玉米或水稻儲存三四年后,不僅口感會明顯變差,甚至可能喪失食用價值。因此,持續(xù)提高小麥產量、不斷改善其品質,是保障國家糧食安全的首要任務。
“作為大國農業(yè)的根基所在,中國的小麥研究不僅關乎本國糧食自給自足,對全球糧價的穩(wěn)定以及世界糧食安全的維護,同樣具有重要意義。”張學勇說。
未來之問:平衡增產與可持續(xù)的新命題
在物質匱乏、糧食短缺的時期,保障生存是人類的首要目標;而當溫飽問題基本得到解決后,人們便開始追求更高品質、更健康的飲食,以及更宜居的生活環(huán)境。
也正因此,張學勇表示,未來小麥的研究應該是在保持小麥增產能力的前提下,借助基因編輯等技術手段,提升品種對肥料的利用效率以減少化肥施用量;通過抗旱性改良、提高水分利用效率以降低灌溉用水量等方面。
技術的革新不僅能有效提升小麥的單產水平,還能顯著降低農業(yè)生產對環(huán)境的負面影響,實現(xiàn)經濟效益與生態(tài)效益的雙贏。通過系統(tǒng)優(yōu)化小麥種植模式,有望在保障糧食安全的同時,推動農業(yè)可持續(xù)發(fā)展,為構建綠色生態(tài)農業(yè)體系奠定堅實基礎。
四千年風雨流轉,小麥早已從“外來客”變成“自家人”,融入華夏文明的血脈。它見證王朝更迭,滋養(yǎng)萬家燈火,更在基因中鐫刻著適應與創(chuàng)新的智慧。
科學審核:張學勇 中國農業(yè)科學院作物科學研究所研究員
編輯整理:宋雅娟 肖春芳 程麗華(實習)
來源: 大國糧策
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