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幫助作者：崔凱
編輯：Yuki
一日三餐，我們每天都會與谷物見面；離開餐桌，谷物似乎離我們很遙遠。許多久居城市的朋友們，甚至漸漸變得“五谷不分”。誰知盤中餐，粒粒皆辛苦。谷物是如何從野草進化成今天的樣子？從一粒種子成長到一株谷物經過了哪些歷程？谷田里會有怎樣的動物世界？中國的耕地能養活14億人嗎？江南大學食品工程博士，《中國食品產業地圖》主編崔凱老師，將結合自然、科技、歷史、詩歌和野趣，將用生動幽默的語言談談“盤中餐”和4000年的華夏農耕文明，講述一段別開生面的《谷物的故事》。
谷物的一生
“從明天起，做一個幸福的人。喂馬，劈柴，周游世界。從明天起，關心糧食和蔬菜，我有一所房子，面朝大海，春暖花開。”
這是海子筆下的一段詩句，透著濃濃的鄉土田園情懷。谷物的一生是怎么度過的？一粒種子如何變成沉甸甸的谷穗？今天，我來和大家聊聊這個話題：
一年之計在于春
我們先來重溫這首始于秦代的 《二十四節氣歌》 ：
“春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。”
四季輪回，周而復始。農人根據節氣變化，安排農事。比如：谷雨開始播谷降雨，小滿代表籽粒開始灌漿，但尚未成熟，只是“小滿”。芒種則是“有芒的麥子快收，有芒的稻子可種”。大家看看，二十四節氣本身就是谷物的故事。
（拖拉機春耕 | pixabay）
俗話說：“春耕不肯忙，秋后臉餓黃。”大家想想農田為什么需要春耕？人坐久了，要站起來舒緩一下筋骨，所以學校里會安排學生在課間做廣播體操。同樣的道理，土壤經過一年四季的沉積，也會變得板結。 在播種之前，需要進行疏松，這將利于吸納水分，便于谷物根系伸展，還能夠抑制病、蟲、雜草的生長繁育，最終提高谷物的產量。 當然，翻耕也并非全是好處：土壤里水分是非常寶貴的，尤其在北方干旱的地區。翻耕相當于把土壤像衣服一樣晾曬，導致水分蒸發。今天，有些地方也在推廣免耕種植技術。
春耕之后，我們會在田野里播撒希望的種子——散文中經常使用這樣的語句。通常，小麥、玉米、大豆等旱田作物大都直接在田間播種，然后期待一場大雨，讓種子生根發芽—— 春雨貴如油 。然而水稻則享受一種“超國民待遇”，可以先在溫室大棚里育苗一個月，再移栽到大田里。這是為什么？
向天問冷暖
中國幅員遼闊，南北溫差很大。隆冬時節，北國風光，千里冰封，萬里雪飄。而海南島上依然艷陽高照，溫暖如夏。
（中國溫度帶劃分化農作物熟制 | 中學《地理》）
請大家先來看看這張中國溫度帶分布圖。在北方溫帶，很多地方一年只能種植1季谷物，而在南方亞熱帶，則可以種植2-3季谷物。 無論南北，每季作物都只有約100天的生長期。 農時不等人，讓水稻提前在大棚中育秧，相當于增加了1個月的生長期。另外，水稻的苗期相當于人的嬰幼兒階段 ，苗床相當于育嬰房， 這里可以控制光照、溫度和水分，減少病蟲害。精心配制的苗床土里包含了各種營養要素，讓根系發育強壯，這相當于給小朋友吃上配方奶粉，為以后的健康成長打下堅實的基礎。秧苗在溫室里長到三片半葉時，開始大田移栽。
曾有朋友問我：既然有這樣的好處，為何不讓小麥、玉米、大豆這些旱田作物也在溫室育苗后再移栽？從技術上，移栽的秧苗需要盡快澆水，然而旱田往往不具備這樣的灌溉條件。更為重要的是， 移栽要耗費大量的人力和成本，農民要考慮 投入和產出之間的經濟效益 。玉米產量高但價格低，大豆價格高但產量低，只有高產、高價的水稻育秧才是劃算的。
千百年來，農人精打細算，想方設法讓耕地打出更多的糧食。在中國南方，很多地方種植一年三熟的作物：麥子、早稻和晚稻，環環緊扣。農時不等人，一旦錯過時節，產量就會大減，甚至絕收。這個過程很像城市上班高峰期的地鐵換乘，下車的人剛剛沖出車門，上車的人馬上就會涌進來。從七月中到八月初， 一個月內要在炎炎夏日下搶收早稻和搶種晚稻，俗稱“雙搶” ——這是傳統農民的夢魘時分。
今天，有些朋友厭倦了城市里的霧霾和喧囂，說到田園生活，就想起天然氧吧、青山綠水和高天流云，青翠欲滴，賞心悅目。然而，這只是旅行者的心態，農事勞作遠非那么浪漫。
（水稻育苗和插秧）
2000年以前，很多地方都是人工插秧。1992年，我曾經在內蒙古扎賚特旗擔任農業技術員，指導5000畝水稻的育苗工作。至今回想，彎腰插秧是最為艱苦的農事勞作。水中有水蛭，俗稱螞蟥，叮咬在身上后，會鉆到肉里吸血。今天越來越多的稻田都是機械插秧，甚至有了GPS定位的無人駕駛插秧機。一臺插秧機的功效相當于20個人。
當然，機械化也不是完美無缺。舉個例子：秧苗如同嬰兒，人手會加以呵護。但機器卻不懂這些，對水稻秧苗抓取簡單粗暴，容易傷根傷苗。遇到不平整的土地，也不掌握深淺，插秧質量不好，甚至會漂苗。簡言之，機械插秧的水稻產量比人工插秧要少5-10%。所以仍有些精打細算的農民堅持人工插秧。
田間管理：鋤禾日當午
（田間管理）
為了孩子長大成人，太多的父母起早貪黑、早接晚送，傾注時間精力——不養兒不知父母恩。谷物和人一樣，也需要農人精耕細作。上面這種圖片就是施肥、噴藥、除草和灌溉等田間管理。大家想想：如果讓你頂著炎炎烈日，穿著厚外衣在田野中勞作，你能堅持多久？農民是用不起防曬霜的，臉頰被曬得黑紅。請大家特別注意噴灑農藥這張圖片：農民為什么都戴著口罩？不少農藥對人體是有毒害的，有些甚至是劇毒。中國有1/3的農民在噴灑農藥過程中曾經不同程度地遭受過農藥中毒。
糧食真的來之不易，希望大家能夠珍惜。
（大豆根瘤菌 | Wikimedia Commons）
小麥、玉米、水稻、高粱等谷物等多數谷物都是禾本科植物，而大豆、蠶豆、豌豆、綠豆、花生等則屬于豆科植物。“莊稼一枝花，全憑肥當家”，谷物在生長過程中離不開氮、磷、鉀等肥料。如果缺少了這些肥料，尤其是缺少了氮肥，谷物就會長得又矮又小。空氣中含有大量的氮素，禾本科谷物卻不能直接利用，而豆科植物卻有一個特殊的本領，它們的根部都有小小的“ 地下氮肥廠 ”——根瘤。
固氮的過程很像是一場戀愛：豆科植物在幼苗期，其根毛就會分泌有機物，土壤中的根瘤菌便被吸引過來，逐漸聚集在根毛的周圍。很快，根瘤菌通過分泌物侵入到植物根部的皮層細胞中，迅速安營扎寨、分裂繁殖。眼看著根瘤菌主動投懷送抱，根部皮層細胞也心領神會，快速擴建住宅，進行細胞分裂，體積膨大形成瘤狀凸起，就形成了根瘤。此后，根瘤菌將空氣中的氮轉化為植物能吸收的含氮物質，而植物為根瘤菌提供碳源和能源，二人相親相愛，日子越過越紅火——這種關系在生物學上被稱之為 共生現象 。有些土壤中缺少根瘤菌，在播種豆科植物時，同時施用人工培養的根瘤菌制劑，為形成根瘤創造條件，可使大豆、花生增產10%以上。種植豆科作物后的土地，因為殘留了大量的固氮根瘤，土壤肥力大大提高。第二年輪作玉米或小麥時，也會有明顯的增產效果。
谷物的花樣年華
（谷物的花朵）
人到了青春期會談戀愛，種子植物則會揚花授粉。人生有百年，但谷物的一生只有100天。為了盡快生娃，就得縮短談戀愛的時間，揚花期只有三五天時間，是典型的“閃婚”。花粉的存活期也很短，水稻花粉可存活10～15分鐘，小麥花粉可存活30分鐘，玉米花粉可存活5～6小時。若在揚花期遇到暴雨、狂風、低溫等異常天氣，影響授粉，谷物產量將會大幅度降低。
植物要結出果實必須經過授粉，即把雄蕊的花粉傳給雌蕊，讓雌蕊受精。水稻、小麥、大豆都屬于 自花授粉 ，而玉米屬于異花授粉。谷物的花粉只能飄幾百米遠，甚至只有幾十米遠。大家想想看：如果這輩子只能和出生地方圓1公里范圍內的人結婚，你會做何感想？所以，人比谷物要幸福得多！
按照授粉方式，植物主要分為 蟲媒花和風媒花 。果園里經常看到蜜蜂飛舞，但在谷田里卻不一定，這是為什么？玉米、小麥、水稻、高粱等多數谷物都是風媒花，向日葵、油菜、蕎麥和瓜果類則是蟲媒花。蟲媒花是喜歡打扮的漂亮女孩，花形大、顏色鮮艷，有芳香的氣味和甜美的花蜜，從而招蜂引蝶將自己的花粉帶到另一朵花上去。而風媒花在昆蟲眼中則是低調內斂的灰姑娘，不屬于白富美：花形小且不鮮艷，氣味淡，缺少花蜜。但它們花粉粒小干燥，容易隨風吹散——既然不能吸引昆蟲，只能請風來做“媒人”了。這里有件事想告訴大家：大豆有一種很特別的授粉方式，既不算風媒花，也不算蟲媒花：花未開時，里面的雄蕊和雌蕊就進行受粉，授粉完成后才開花，生物學上稱之為“ 閉花授粉 ”。 相當于兩人從小青梅竹馬，父母老早就給孩子定了娃娃親，根本就不用風和蟲來做媒，外人（異花）也甭惦記，人家是先入洞房（授粉），后擺婚宴（開花）。
我們在進行房屋裝修的時候，不僅要考慮桌椅板凳的擺放，也要設計好衣柜、壁櫥和吊柜，優化利用空間資源。田野也一樣，種植布局時需要考慮通風和透光事宜。在千百年的農耕實踐中，我們的祖先摸索出一套合理的耕作制：讓玉米與大豆或小麥穿插種植（ 間作 ），即有利于土壤養分的平衡，也通過“高矮搭配”，提高通風和光合效率，同時物種多樣可以減少病害。
土壤和人一樣，也需要修生養息。如果在一片耕地上連年重復種植同一種谷物（ 連作 ），作物種類和營養結構單一，容易爆發病害，土壤也會積勞成疾。為了可持續種植，美國、歐盟和日本等國家建立了休耕制度，選擇合適的年份，讓地像人一樣也歇息一下，身心放松地過個假期。
（玉米/大豆間作和玉米/小麥間作）
剛才說到“高矮搭配”，請大家看看上面的圖片：小麥和大豆的身高只有1米，而玉米的身高則是2米多，是谷物中的“姚明”。而且在產量上，玉米也是谷物中的冠軍。為什么會這樣？玉米和高粱、甘蔗起源于熱帶，是很特別的 C4植物 ，有獨特的光合作用機理，光合效率明顯高于小麥、水稻、大豆等 C3植物 。然而這些谷物屬于不同的物種，存在生殖隔離，不能實現雜交育種。袁隆平院士正在通過轉基因技術，嘗試把玉米的高光合基因轉到水稻中，從而進一步增加水稻產量。
（割草用的竹筐 | 攝于浙江海寧殳家堰村農家）
農田里不僅有谷物，還有茂盛的野草。回想少年時代，放學后同學們嬉笑打鬧，沿著鄉間小路走回村里。家里當時養了幾十只雞、鴨、鵝和兔子，我要先拿起扁擔、鐮刀和籃筐去田里割草。谷物因為有人類的精心呵護，才得以茁壯成長。 野草是沒人愛的野孩子，卻有著頑強的生命力 —— 野火燒不盡，春風吹又生 。最不喜歡一種名為“剌剌秧”的野草，它在田野里連片匍匐纏繞。一根藤能有幾米長，藤上密布著細刺，一不小心刮在皮膚上，就是一道血痕。想知道它長什么樣嗎？看看下面的視頻：
剌剌秧視頻
人有旦夕禍福，天有不測風云，災害會不期而至。谷物不能像人一樣四散奔逃，只能聽天由命。一場臺風，谷物會大面積倒伏；一場冰雹，會把植株砸得支離破碎；立枯病可以讓水稻在苗期都成片枯萎；蟲害可以造成玉米10-20%的損失；一場突如其來的凍害，甚至可以讓谷物絕收。
（臺風過后，稻田成片倒伏 | 攝于吉林市孤店子鎮）
曾有朋友問我： 為什么冬小麥冬天凍不死？ 進入越冬期，小麥細胞液中的含糖量增加，使結冰點降低，提高了抗寒能力。 冬天里，環衛工人向冰雪覆蓋的道路上撒鹽融雪就是這個道理。另外，一場大雪后，積雪覆蓋在小麥上，隔絕了寒冷的空氣, 相當于給小麥蓋了一床御寒的棉被，起到了保溫的作用。所以有這樣一句農諺：今冬麥蓋三層被，來年枕著饅頭睡。
春季播種，谷物根植沃土，源源不斷地從泥土中汲取營養，莖葉挺出地面進行光合作用，合成有機物，最后將大量養分輸送到秋天的谷粒之中，完成了一個生長季的使命。春播一粒種，秋收萬擔糧，這是谷物世界的生命輪回。一粒種子到下一代能夠繁育出多少粒種子？大豆大約是50粒，而小麥、水稻和玉米則可以達到150粒、250粒和500粒。怎么樣，谷物的繁殖能力比人類強大得多吧！這種差異也導致了谷物的單位面積產量排序：大豆
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