玉米:從糧食到能源

佟屏亞

人類文明的起源和發(fā)展,直接得益于幾種禾本科植物的馴化和栽培。孕育西亞、北非以及歐洲文明的是小麥,以長(zhǎng)江文明為代表的東亞、東南亞以及南亞文明的基礎(chǔ)是水稻,而玉米則是美洲印第安文明的根基。

1492年,哥倫布到達(dá)新大陸后,世人才有了關(guān)于玉米的文字記述。稍后玉米被引種到歐洲,并從那里傳播到非洲和亞洲以至世界各地,成為全世界重要的糧食、飼料、經(jīng)濟(jì)作物。

神賜之穗

玉米的祖先是一種名叫大芻草的野草,今天在美洲遼闊的原野還可以大片地看到。和今天植株高大、株型健壯、果穗碩大的玉米相比,大芻草顯得纖弱了許多。它莖稈細(xì)弱,叢生,植株頂端有一個(gè)很小的穗狀花序,籽粒在一個(gè)脆弱的花軸上排成對(duì)生的單行,很容易脫落。但種子被一層極硬的、發(fā)亮的外殼包裹著,保護(hù)種子免受鳥獸危害。大芻草的基部生長(zhǎng)著強(qiáng)大的、密集的側(cè)根,能從土壤深層和周邊吸收水分和養(yǎng)分。當(dāng)大芻草的種子落入土壤并遇到適宜的環(huán)境條件,它就出苗、生長(zhǎng)和繁衍后代。

根據(jù)語(yǔ)言學(xué)以及民間傳說(shuō),大芻草一詞來(lái)源于印第安阿茲特克語(yǔ),意思就是“神賜之穗”。在南美洲很多地方印第安人至今還把大芻草稱為“玉米之母”。從墨西哥古代地層中發(fā)現(xiàn)的大芻草種子化石推斷,至少在距今7000年前,大芻草就已經(jīng)開始向現(xiàn)代玉米演化了。

古代印第安人是如何對(duì)玉米進(jìn)行馴化、改良、栽培以及利用的,沒(méi)有留下任何文字記載?，F(xiàn)在人們獲得的關(guān)于古代印第安人種植玉米的資料,大部分是間接得來(lái)的。考古人員從墨西哥埃布拉州太和坎谷地400多處古代印第安人原始遺址中,發(fā)掘出了2500多件玉米的植株和果穗遺跡。考古學(xué)家根據(jù)出土的各種文物整理出相互補(bǔ)充的數(shù)千年的地層序列,可以窺見公元前9000年至公元1500年,古代印第安人對(duì)玉米的馴化和改良進(jìn)程。

遠(yuǎn)古時(shí)代,當(dāng)印第安人朦朧地意識(shí)到種子的作用時(shí),他們相信冥冥上蒼創(chuàng)造了自然萬(wàn)物,主宰著世間生靈,玉米則是神賜食品之一。墨西哥阿茲特克部族信奉的特拉洛克神就是印第安人崇敬的玉米神,廣義上稱為雨水之神、豐收之神、大地之神。玉米的豐歉和印第安人的生存息息相關(guān),他們認(rèn)為是神祗的喜怒降臨人間。因此,玉米選種和播種季節(jié)都要舉行儀式,特別是玉米收獲季節(jié),印第安人要舉行盛大祭典,虔誠(chéng)膜拜,放歌起舞,用碩大美觀的玉米果穗祭祀玉米神,祈求風(fēng)調(diào)雨順,玉米豐登。

慶豐收的祭典是相當(dāng)隆重的。早期到過(guò)新大陸的人曾記述了秘魯一個(gè)印第安部族舉行的慶豐收祭祀儀式:身穿節(jié)日盛裝的印第安人在部族首領(lǐng)的率領(lǐng)下列隊(duì)前行。走在最前面的幾排是手托碩大玉米果穗的男孩,后面緊跟的幾排是手捧金銀器皿的女孩,再后是一群身著美麗新裝的印第安人,有的手捧金黃色的玉米果穗,有的肩扛木制鋤頭和犁杖。他們圍著煙霧繚繞的祭壇,和著鑼鼓載歌載舞。在祭壇前面的巨大石柱上,拴著一頭肥壯的騾子,彩飾披掛,黃的是金,白的是銀,輝耀奪目。當(dāng)人們歌罷舞畢,部族首領(lǐng)用利刃捅向騾子的脖頸,幾個(gè)人擁上去把掙扎的騾子殺死,割下頭顱,部族首領(lǐng)把它供奉在祭壇的玉米神前。許多人把經(jīng)過(guò)認(rèn)真挑選的玉米果穗蘸上騾子的鮮血。這些果穗就被精心地保存起來(lái),供作來(lái)年播種之用。今天,這種祭祀儀式在美洲邊遠(yuǎn)偏僻地區(qū)仍然保留著。但和原始祭典有所不同的是,過(guò)去要?dú)⒁粚?duì)童男玉女祭祀玉米神,今天改為宰殺牲畜作玉米神的祭品了。

慶豐收祭典要認(rèn)真準(zhǔn)備。在玉米收獲季節(jié),印第安人對(duì)玉米的每個(gè)果穗仔細(xì)查看,在健壯無(wú)病的植株上選擇完美、碩大、籽粒飽滿、色澤鮮艷的果穗祭祀玉米神。這種嚴(yán)格的選擇無(wú)疑將果穗碩大、籽粒飽滿等優(yōu)良性狀逐漸積累并傳遞給后代。從這個(gè)意義上說(shuō),印第安人無(wú)意識(shí)地選擇創(chuàng)造了優(yōu)良的玉米品種。

農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)改變了印第安人的生活方式,新的神祗、新的宗教也隨之出現(xiàn)。最重要的神是與人類生存息息相關(guān)的土地神和生育神——孕育大地萬(wàn)物之神。它被視為所有植物和動(dòng)物的生長(zhǎng)源,也是女人的生育源。在南美洲許多印第安部族中流傳著關(guān)于玉米神(維生之神)曼柯·卡巴克和瑪姆·奧伊羅的動(dòng)人故事?？ò涂耸翘?yáng)神寵愛(ài)的驕子,奧伊羅是太陽(yáng)神美麗的女兒,他們因彼此相愛(ài)而受到太陽(yáng)神的懲罰?？ò涂撕蛫W伊羅雙雙逃亡人間,兩人既稱兄妹,又是夫妻,在安第斯山麓過(guò)著流浪生活。為了躲避太陽(yáng)神的追捕,他們的足跡踏遍南美大陸,每到一地就教會(huì)當(dāng)?shù)厝烁N玉米,給印第安人帶來(lái)賴以生存的食物。印第安人對(duì)這對(duì)患難夫妻充滿感恩之情,尊敬并保護(hù)他們,視其為部族愛(ài)情、幸福、祥和的征兆。后來(lái)印第安人把雌雄同株異花的玉米視為卡巴克和奧伊羅的化身,尊奉玉米為生命之神、愛(ài)情之神。

印第安人的創(chuàng)舉

早期印第安人對(duì)玉米的選擇和采集在很大程度上是隨意的,但他們的行為卻是人類文明進(jìn)化史上一項(xiàng)重大的創(chuàng)舉,這種采集客觀上是對(duì)野生玉米的馴化和品種改良。

印第安人注意到可采集的野生玉米在不斷減少,又發(fā)現(xiàn)在他們住地周圍偶爾散落下去的玉米籽粒長(zhǎng)出了新株,這些“自生”的玉米要比野生玉米的果穗大、籽粒多。這就啟發(fā)印第安人有意識(shí)地選擇大粒種子,除食用還作為來(lái)年播種之用。被逐步馴化、選優(yōu)的玉米果穗變粗,著生的籽粒增多,種子的堅(jiān)硬外殼變軟變脆,便于收獲和脫粒。另外,人們往往選擇更符合自己口味的籽粒,由于人們口味不同,就選擇產(chǎn)生了許多玉米變種。

玉米進(jìn)化的另一個(gè)重要因素可能是不同種間發(fā)生的雜交。比如長(zhǎng)期以來(lái)印第安人的遷徙、戰(zhàn)爭(zhēng)和商業(yè)往來(lái),把玉米從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方,種植后就會(huì)與當(dāng)?shù)赜衩装l(fā)生雜交。盡管是不自覺(jué)的、無(wú)意識(shí)的,但對(duì)玉米的進(jìn)化卻起了重要的作用。據(jù)一位75歲的印第安老嫗敘述,她的丈夫經(jīng)常在玉米行間種植野玉米,或者把普通玉米和甜玉米種在一起,有隔行種的,也有在行間混種的。無(wú)疑,印第安人通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)這樣的種植方式可以使玉米增產(chǎn)。這種種植方式和改良玉米的措施至今在美洲邊遠(yuǎn)部族中依然可見。在印第安部族中還流傳著“玉米結(jié)婚,多子多孫”的諺語(yǔ),推測(cè)這大概指的就是玉米雜交所產(chǎn)生的雜種優(yōu)勢(shì)吧。從采集發(fā)展到選擇,可以說(shuō)是農(nóng)業(yè)的萌芽,是向人工栽培邁出的第一步。而在耕作的土地中清除其他有競(jìng)爭(zhēng)性的灌木和野草,可以說(shuō)是產(chǎn)生和發(fā)展栽培技術(shù)的又一步,是玉米進(jìn)化的一個(gè)重要的里程碑。在玉米馴化和演變的歷史上,邁出這兩步是相當(dāng)艱難的。

人類把玉米作為栽培植物種植的時(shí)候,就開始有意識(shí)地選擇適口的果穗和籽粒。人們對(duì)有益的變異進(jìn)行選擇,把那些有益的變異通過(guò)栽培技術(shù)不斷累加起來(lái),在后代中常常又發(fā)生許多新的變異,如此經(jīng)過(guò)若干世代,有益的變異得到保存和積累,最后由微小的個(gè)體差異發(fā)展成為品種的顯著特征。值得注意的是,玉米祖先原來(lái)是雌雄同花,生長(zhǎng)在植株的頂端。后來(lái)出現(xiàn)了變異的植株,聰明的人們從變異的植株中選擇了一種雄花著生在頂端、雌花著生在植株中部的類型。這就是今天大面積種植的玉米。

玉米果穗有一個(gè)堅(jiān)硬的、不易腐爛的木質(zhì)穗軸?？脊艑W(xué)家把從古墓中發(fā)掘出的不同時(shí)期的玉米穗軸化石,按年代順序排列起來(lái),就看到了玉米比其他任何作物更加完整的進(jìn)化過(guò)程。最早的玉米果穗的穗軸只有2.4厘米長(zhǎng),經(jīng)人類種植以后,在不太長(zhǎng)的時(shí)間里,玉米穗軸的長(zhǎng)度就增至5.5厘米,到16世紀(jì)初期,玉米穗軸已增至13厘米。也就是說(shuō),在大約6000年左右的時(shí)間里,古代印第安人用勤勞智慧的雙手,把那些細(xì)微的、幾乎是用肉眼覺(jué)察不到的有利的變異逐漸選擇積累下來(lái),使玉米穗軸增大了4.4倍。今天種植的高大挺拔的玉米和纖細(xì)的野生玉米相比,它們的植株形態(tài)和籽粒大小相差甚遠(yuǎn),我們不得不驚嘆自然馴化和人工選擇的巨大威力。

在人工培育下,玉米發(fā)展成為一種完全按人類需要生產(chǎn)籽粒的莊稼。但對(duì)玉米自身來(lái)說(shuō),可能是不幸的。它完全喪失了對(duì)多變自然條件的適應(yīng)能力,是一種生物退化的畸變型。很難設(shè)想,如果沒(méi)有人的保護(hù)和幫助,這樣一個(gè)苞葉緊裹、籽粒密集的玉米果穗,怎么可能在自然條件下發(fā)芽生長(zhǎng)?暴風(fēng)驟雨、鳥獸或其他任何外力都會(huì)使它不能傳宗接代。玉米植株和果穗的形態(tài)完全是按照人類的需要和喜好被塑造出來(lái)的。

環(huán)球旅行

到達(dá)美洲大陸的哥倫布及其他接踵而至的航海家,紛紛報(bào)告在古巴、墨西哥、危地馬拉等地發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝朔N植玉米?？梢钥隙ㄔ谛麓箨懳幢粴W洲人知其存在以前,美洲大陸幾乎到處都有玉米種植。但遺憾的是,最初到達(dá)新大陸的歐洲人留下來(lái)的關(guān)于發(fā)現(xiàn)玉米的文獻(xiàn),差不多都是用西班牙文和葡萄牙文寫成的,而且大部分都已散失?，F(xiàn)在只能從片斷的英文資料中,了解美洲大陸印第安人早期種植玉米的梗概。

1492年11月,哥倫布向西班牙國(guó)王報(bào)告,在美洲大陸南端的海地島看到一種新谷物——玉米,以及當(dāng)?shù)厝耸秤糜衩椎姆椒?。哥倫布在?bào)告中說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)了一種神奇的谷物,它的名字叫麥茲,甘美可口,焙干,可以做粉?！?/p>

1494年,哥倫布第二次航海歸來(lái),把玉米果穗奉獻(xiàn)給西班牙國(guó)王。1496年,在西班牙和意大利的出版物中,首次描繪了哥倫布從美洲大陸帶回來(lái)的玉米果穗。1500年,《西班牙年鑒》中也有玉米的記載,稱它為“梅賽”。這個(gè)名字源于印第安語(yǔ)。

1502年,航海隊(duì)長(zhǎng)米爾斯·斯坦狄斯報(bào)告,在美洲大陸今美國(guó)馬薩諸塞州附近看到一塊大約500英畝的玉米地。1503年,西班牙航海船隊(duì)在巴拿馬東岸停泊,看到田野里種植“很多玉米和塊根作物”。1513年,西班牙人戈薩羅·費(fèi)爾那杰斯出使美洲大陸。后來(lái)他出版了《印第安人的歷史》,書中有許多關(guān)于玉米種植的章節(jié)。

1520年,在樸利茅斯登岸的航海家發(fā)現(xiàn)印第安人種植玉米的新茬地:在一間比較破舊的房子附近,發(fā)現(xiàn)幾個(gè)剛用手培起的沙堆。扒開一看,里面并排放著許多精致的玉米果穗,還有些顏色各異的玉米籽粒。

1552年,西班牙出版的《印第安通史》一書,詳細(xì)記述了美洲印第安人種植玉米的史料。

1588年,湯姆士·哈里特在北美洲弗吉尼亞海岸看見不同顏色的玉米品種。他寫道:“我看到印第安人種植的一種谷物,有的地方管它叫‘巴加多,有地方管它叫‘梅賽,好象英國(guó)人種的菜豆一樣大,形狀也差不多。有各種各樣的顏色,白色的、黑色的、紅色的、黃色的,甚至還有藍(lán)色的、彩色的。”

1607年,英國(guó)的許多移民在詹姆斯城定居,他們遇到了亙古少有的災(zāi)荒,饑餓使他們頻臨死亡的邊緣,是當(dāng)?shù)赜〉诎踩讼蛩麄兩斐鲇颜x救援之手,幫助他們度過(guò)饑荒。史料追述印第安人教會(huì)他們墾荒殖稼、種植玉米的情景:他們砍去樹木,松平土地,每隔3英尺挖1穴,把玉米籽粒放在穴里。春天,成千上萬(wàn)條青魚和鯡魚游弋到河溪上游產(chǎn)卵,印第安人捕魚肥田,他們?cè)诿恳粋€(gè)種玉米的穴里放1條魚,每1英畝玉米大約要放1000多條魚。沒(méi)有魚就不能種玉米,即使種上玉米產(chǎn)量也很低。他們?cè)容^放魚和未放魚的玉米產(chǎn)量,前者要高出3倍多。印第安部族有一條紀(jì)律:在玉米播種季節(jié),每家都要把豢養(yǎng)的狗拴起來(lái),以防狗把玉米地里的魚翻騰出來(lái)。

自從1494年哥倫布把玉米果穗作為珍品奉獻(xiàn)給西班牙國(guó)王以后,玉米聲譽(yù)鵲起,隨著16世紀(jì)世界性航線的辟建,玉米沿著3條路線開始了它的環(huán)球旅行。

第一路:隨著地中海的航船,玉米被帶到南歐和北非一些地區(qū)。傳入東歐國(guó)家的時(shí)間要稍晚一些,17世紀(jì)末傳播到俄羅斯。玉米在很長(zhǎng)一段時(shí)間里只種植在宮廷花園里作為名貴的觀賞植物,或種植在菜園里供作宴賓的珍稀果蔬。由于接連不斷發(fā)生饑荒,玉米的食用價(jià)值逐漸被人們認(rèn)識(shí)并廣泛種植。玉米在歐洲各國(guó)有很多名稱:印第安谷、牛奶谷、希臘米、突厥谷、硬殼三棱麥、亞細(xì)亞麥、意大利玉米、威尼斯玉米等。

第二路:16世紀(jì)20年代,通過(guò)地中海沿岸國(guó)家相互間的商業(yè)往來(lái),玉米從非洲北部的突尼斯傳入埃及、蘇丹和埃塞俄比亞。16世紀(jì)50年代,葡萄牙殖民者把玉米帶至西非的象牙海岸,以后沿著殖民主義者販賣黑人奴隸的道路,玉米作為奴隸的食品被攜帶至非洲南部很多國(guó)家。

第三路:玉米向亞洲傳播。時(shí)間稍晚一些,大約在16世紀(jì)30年代,玉米通過(guò)陸路從土耳其經(jīng)伊朗、阿富汗傳入東亞。另一路通過(guò)16世紀(jì)中期葡萄牙人開辟的東方航線,經(jīng)非洲好望角至馬達(dá)加斯加,爾后傳播至印度和東南亞各國(guó)。在16世紀(jì)50年代,玉米先后從陸路和海路進(jìn)入中國(guó),人們管它叫番麥或西天麥,又因?yàn)樗欠瞰I(xiàn)給皇帝的珍品,又有御麥的美稱。1579年葡萄牙人最早把玉米帶至日本長(zhǎng)畸,19世紀(jì)中期,日本人又從美國(guó)引進(jìn)玉米在北海道種植。

玉米經(jīng)歷了幾百年的環(huán)球旅行,終于在適宜生長(zhǎng)的世界各地安家落戶。

落戶五洲

玉米在不同的環(huán)境條件下被塑造出不同的類型。例如,種植在北緯55°地區(qū)(如俄羅斯)的玉米品種,生育期只有68~70天,而在赤道附近(如哥倫比亞)的玉米品種,生育期長(zhǎng)達(dá)16個(gè)月。早熟品種只有8片葉子,而晚熟品種多達(dá)42片葉子。植株最高的達(dá)700厘米,最矮的僅40厘米。果穗最小的長(zhǎng)4厘米,最大的長(zhǎng)40厘米。每個(gè)果穗行數(shù)從8行至26行。千粒重從50克至1200克。籽粒的顏色也是絢麗多彩,最常見的有黃色、白色、紫色,還有紅色、黑色以至藍(lán)色。科學(xué)家把現(xiàn)今玉米豐富多彩的變異類型,依據(jù)籽粒胚乳淀粉的結(jié)構(gòu)和分布,以及籽粒外稃的有無(wú)分為9種類型:即硬粒型、馬齒型、中間型、爆裂型、粉質(zhì)型、甜質(zhì)型、甜粉型、糯質(zhì)型、有稃型等。

玉米豐富的變異性和廣泛的適應(yīng)性,是它能夠在世界很多地方生存和發(fā)展的重要原因。現(xiàn)今玉米的種植北界已達(dá)北緯48°,南界已達(dá)南緯40°。而青飼玉米則可以延伸到北緯58°~60°的地區(qū)。無(wú)論是低于海平面的里海盆地,還是海拔超過(guò)4000米的秘魯安第斯高原,從夏季時(shí)間短暫的加拿大北緣,直至終年炎熱的厄瓜多爾和哥倫比亞赤道地區(qū),玉米都可以作為栽培作物在那里種植。

現(xiàn)今,除南極洲外,世界其余大洲都有玉米種植,其中以北美洲種植面積最大,其次為亞洲和非洲,再次為拉丁美洲和歐洲。但從地理位置和氣候條件劃分,世界玉米集中種植區(qū)主要分布在北半球溫暖地區(qū),即7月份等溫線在20℃~27℃,無(wú)霜期在140~180天的范圍內(nèi)。其中最適宜種植玉米的地區(qū)有美國(guó)中北部的玉米帶,中南美洲的墨西哥、秘魯,歐洲的多瑙河流域,亞洲的中國(guó)華北平原和東北平原。

玉米選秀

長(zhǎng)期以來(lái),人們是以碩大美觀的果穗作為選擇優(yōu)良玉米的標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為播種這樣的玉米種子能獲得高產(chǎn)。20世紀(jì)初期,在美國(guó)玉米帶曾興起盛大的玉米展覽會(huì),有志趣參展的農(nóng)民要認(rèn)真選擇種子,精心管理,最后從收獲的大約5000~1萬(wàn)株玉米中挑選出10個(gè)外觀美麗的果穗,送到縣、州玉米展覽會(huì)上展出。參展的玉米果穗必須是勻稱的、美觀的,完全符合人們感觀上的需要。最理想的果穗穗長(zhǎng)18~20厘米,周長(zhǎng)12~15厘米,果穗基部呈圓形,著生20~2行筆直的直達(dá)頂端的籽粒。種子必須有適宜的深度,其外形似拱心石,頂部肥大,沒(méi)有任何皺縮的痕跡。

在盛大的玉米展覽會(huì)上,參展的果穗一旦榮登榜首,就被系上藍(lán)色飄帶陳列在優(yōu)勝臺(tái)上,果穗的主人會(huì)獲得很高的榮譽(yù),通常一個(gè)獲獎(jiǎng)果穗售價(jià)高達(dá)150美元。一次在芝加哥舉行的玉米展覽會(huì)上,獲獎(jiǎng)果穗售價(jià)高達(dá)250美元。參加玉米展覽會(huì)的農(nóng)民如醉如癡,虔誠(chéng)地認(rèn)為那些系著藍(lán)色飄帶的果穗種下去一定會(huì)獲得很高的產(chǎn)量。玉米展覽會(huì)掀起的狂熱可以和17世紀(jì)荷蘭的郁金香狂熱相比擬。

經(jīng)不住利欲誘惑,有些農(nóng)民開始投機(jī)取巧以騙取高額獎(jiǎng)償。例如,有人把玉米果穗在水中浸泡一晝夜可因體積膨大而獲獎(jiǎng);有人在玉米穗軸里嵌入金屬棒以增加重量;為了得到穗行為奇數(shù)的玉米,有人在玉米幼穗發(fā)育初期就給它動(dòng)“手術(shù)”——?jiǎng)冮_苞葉,摳去1行嫩粒;還有的在挑選好的玉米果穗上嵌入光澤鮮艷的籽粒以顯示美觀而招人青睞。精明的騙術(shù)一旦瞞過(guò)評(píng)審官的眼睛,給果穗系上了藍(lán)色飄帶,他們就可以漫天要價(jià)了。

科學(xué)家華萊士對(duì)美觀的果穗種下去就能獲取高產(chǎn)持懷疑態(tài)度。他開辟了一塊試驗(yàn)地,把獲獎(jiǎng)的40個(gè)外觀優(yōu)美的果穗和農(nóng)家品種進(jìn)行產(chǎn)量比較。結(jié)果表明玉米果穗的外觀和產(chǎn)量沒(méi)有任何直接關(guān)系,碩大飽滿的玉米籽粒種下去也可能比皺縮籽粒的產(chǎn)量還要低,外觀丑陋的玉米果穗不見得比色澤鮮艷的果穗產(chǎn)量差。僅僅根據(jù)果穗外觀進(jìn)行選擇,對(duì)獲取玉米高產(chǎn)毫無(wú)裨益。這一結(jié)論震驚玉米帶。

華萊士及其他科學(xué)家的產(chǎn)量試驗(yàn)徹底否定了玉米展覽會(huì)評(píng)選優(yōu)異玉米的做法,倡導(dǎo)開展科學(xué)的玉米高產(chǎn)競(jìng)賽。1920年依阿華州第一次開展了全州玉米高產(chǎn)競(jìng)賽。稍后,類似的高產(chǎn)競(jìng)賽在玉米帶其他各州也迅速開展起來(lái),雖然競(jìng)賽規(guī)則由于采用了雜交玉米而有很大的改變,但對(duì)玉米帶所栽培的各種玉米卻有很大的改良作用。華萊士等人倡導(dǎo)的高產(chǎn)競(jìng)賽使農(nóng)民相信獲取玉米高產(chǎn)必須采取綜合措施,除選用優(yōu)良雜交玉米品種外,還要適時(shí)播種、精細(xì)管理、防治病蟲害等等。玉米高產(chǎn)競(jìng)賽為后來(lái)培育和推廣雜交玉米鋪平了道路。

種子革命

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,20世紀(jì)以來(lái),科學(xué)家們?yōu)槠平庥衩赘弋a(chǎn)之謎開展了玉米雜交育種工作。1908年1月28日,科學(xué)家伊斯特和沙爾在美國(guó)遺傳育種學(xué)術(shù)會(huì)議上,分別作了幾乎結(jié)果完全相同的試驗(yàn)報(bào)告。他們根據(jù)進(jìn)化論和遺傳學(xué)理論,把兩個(gè)玉米品種嚴(yán)格隔離種植并進(jìn)行自交,從植株上收獲了一些其貌不揚(yáng)、籽粒干癟的小穗,自交后代的生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量都明顯地下降了。把兩個(gè)自交的種子種下去,在抽穗開花時(shí)進(jìn)行雜交,再把雜交的種子種下去,雜交后代產(chǎn)生了極為強(qiáng)大的、幾乎是爆發(fā)式的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),玉米的產(chǎn)量顯著地提高了。后人把這種雜交種子取得高產(chǎn)的現(xiàn)象稱為“雜種優(yōu)勢(shì)”。與此同時(shí),還有許多遺傳學(xué)家和育種學(xué)家也為培育雜交玉米做出了貢獻(xiàn),后人尊稱這一科學(xué)家群體為“雜交玉米之父”。

雜交玉米受到農(nóng)民歡迎,種植面積迅速擴(kuò)大。1933年,美國(guó)玉米帶雜交玉米種植面積只占總面積的0.4%,1943年后擴(kuò)大到59%。1945年美國(guó)玉米帶都種上了雜交玉米,增產(chǎn)幅度從50%到90%。1945年10月,美國(guó)科學(xué)家在政府聽證會(huì)議上指出:聯(lián)邦農(nóng)業(yè)部1920～1945年為玉米育種研究的總支出接近500萬(wàn)美元,而這一投入的報(bào)酬達(dá)到20億美元,也就是說(shuō)產(chǎn)出是投入的400倍。

隨著雜交玉米新品種的培育,以及化肥、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用和栽培技術(shù)的創(chuàng)新,使雜交玉米產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)。1900年時(shí),全世界玉米種植面積約10億畝,每畝平均產(chǎn)量100公斤上下。現(xiàn)在,世界玉米種植面積超過(guò)20億畝,每畝平均產(chǎn)量300公斤,高產(chǎn)紀(jì)錄畝產(chǎn)1548公斤。

黃金作物

放眼全球,今天的玉米已經(jīng)成為糧食、飼料、經(jīng)濟(jì)兼用作物,尤其是發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)極其重要的飼料來(lái)源,許多發(fā)達(dá)國(guó)家大約2/3以上的玉米用于生產(chǎn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的配合飼料。要吃肉奶蛋,全靠玉米換。由此人們把人均占有玉米數(shù)量視為衡量畜禽業(yè)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志之一。

玉米籽粒中含有豐富的碳水化合物,還含有8%~10%的蛋白質(zhì),4%~5%的脂肪,以及各種礦物質(zhì)和維生素等。在玉米飼料中添加魚粉、骨粉、豆餅等蛋白質(zhì)原料,按適宜的氮碳比例加工成各類畜禽所需的全價(jià)飼料,顯著地提高飼料利用率,縮短飼養(yǎng)周期,節(jié)約飼料用量,對(duì)提高肉奶蛋產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著效果。

玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較全面?，F(xiàn)代玉米工業(yè)產(chǎn)品豐富多樣,其中最受矚目的,要算是玉米淀粉、玉米糖、玉米油以及其他深加工產(chǎn)品了。

玉米籽粒中的淀粉被認(rèn)為是化學(xué)成分最佳的淀粉之一,純度達(dá)99.5%,廣泛用于食品、醫(yī)藥、化工和其他工業(yè)部門。例如在食品工業(yè)中淀粉作為增粘劑、穩(wěn)定劑、凝固劑、上光劑、粘結(jié)劑,等等。玉米高果糖漿是以玉米淀粉為原料的第二次加工品,甜度高,品質(zhì)好,風(fēng)味適口,被譽(yù)為“人造蜂蜜”,用來(lái)制作各種冷凍食品和飲料,在光澤、調(diào)色、風(fēng)味方面均達(dá)到極好指標(biāo)。

玉米油是淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品,被稱為“油中之寶”,主要從玉米胚芽中提取,含量一般在4%~5%。精制玉米油含有80%的不飽和脂肪酸,其中58%是人體必需的亞油酸,吸收率可達(dá)97%以上。玉米油中還含有豐富的維生素A、D、E以及輔酶、植物甾醇、磷脂等有益物質(zhì),營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,很容易被人體吸收利用。玉米油中所含的維生素E可以促進(jìn)人體排出多余的膽固醇,增進(jìn)肌肉和心血管機(jī)能,提高抗病力,長(zhǎng)期食用可防止老年動(dòng)脈硬化和冠心病。玉米油色澤淡黃透明,有芳香氣味,一般用于冷餐油、涼拌菜或烹調(diào)用油,工業(yè)上用于制造肥皂、油漆、涂料、人造黃油、潤(rùn)滑劑等。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織報(bào)道,新世紀(jì)以來(lái)世界玉米油年產(chǎn)量約240萬(wàn)噸,以美國(guó)產(chǎn)量最多,年產(chǎn)量約140萬(wàn)噸左右。

在玉米家族中還有豐富多樣的蔬果玉米,系指供作蔬菜、干鮮果品以及加工罐藏食品的玉米,包括糯質(zhì)玉米、甜質(zhì)玉米、爆裂玉米,或稱特種玉米。蔬果玉米營(yíng)養(yǎng)豐富,適口性好,鮮食、速凍、膨爆,加工品類多樣,色、香、形、味俱佳,是一種容易消化、老少咸宜的食品,特別是受到中高檔賓館飯店的青睞,成為餐桌上一道新型美味佳肴。

現(xiàn)代玉米工業(yè)產(chǎn)品琳瑯滿目,豐富多彩,以玉米為原料生產(chǎn)的工業(yè)制品達(dá)500多種,尤其值得一提的是最新開發(fā)的玉米塑料。玉米塑料以玉米為原料,經(jīng)過(guò)生物技術(shù)生產(chǎn)出乳酸產(chǎn)物,再經(jīng)過(guò)特殊的聚合反應(yīng)過(guò)程生成高分子材料。玉米塑料是一種能完全降解的生物環(huán)保材料,被視為繼金屬材料、無(wú)機(jī)材料、高分子材料之后的“第四類新材料”。玉米塑料主要應(yīng)用于農(nóng)用地膜、包裝材料、紡織面料等方面。聚乳酸材料的“生命流程”是,從乳酸到聚乳酸,再到各種塑料制品,最后進(jìn)入土壤降解成為有機(jī)肥料。玉米塑料直接入土需要6個(gè)月的時(shí)間降解,而在高溫堆肥情況下只需要一周時(shí)間就能快速降解。可以說(shuō)是從土地中來(lái)、又到土地中去的可持續(xù)使用的材料。玉米塑料如此神奇,又有可降解、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn),將會(huì)成為農(nóng)用塑料產(chǎn)業(yè)的主力軍。

隨著科學(xué)技術(shù)這把金鑰匙打開玉米資源“寶藏”,一個(gè)嶄新的命題——玉米“黃金產(chǎn)業(yè)”在世界應(yīng)運(yùn)興起,世人都親昵地把玉米稱為“皇冠上的珍珠?！?/p>

綠色能源

進(jìn)入新世紀(jì),玉米又被派上了新用場(chǎng)——汽車“喝”上了玉米油。這里說(shuō)的“玉米油”,指的是用玉米作原料生產(chǎn)的乙醇燃料,這是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新興議題。以玉米之名,重新給農(nóng)產(chǎn)品定義的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

乙醇燃料是用玉米(或甘蔗、木薯等)作原料,通過(guò)生物發(fā)酵脫水等技術(shù)生產(chǎn)的純度99.5%以上的無(wú)水酒精(亦稱無(wú)水乙醇),可與汽油以任意比例混配用作燃料,故稱作乙醇燃料。乙醇燃料燃燒完全、無(wú)鉛、無(wú)懸浮顆粒產(chǎn)生,能顯著降低汽車尾氣中的有害物質(zhì),減少環(huán)境污染,被譽(yù)為“綠色能源”。

人類目前面臨著一個(gè)無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí),那就是化石能源在一天天地減少。據(jù)專家估計(jì),全球石油資源大約還可開采40~50年。新世紀(jì)以來(lái)國(guó)際原油價(jià)格猛漲,2004年每桶40美元,2006年每桶60美元,2008年短時(shí)曾一度飆升到140美元。無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是新興經(jīng)濟(jì)體,其經(jīng)濟(jì)發(fā)展無(wú)一例外地受到持續(xù)高漲的油價(jià)的影響,石油緊缺促進(jìn)玉米乙醇燃料業(yè)的發(fā)展。

美國(guó)和巴西是世界上最早生產(chǎn)和應(yīng)用乙醇燃料的國(guó)家,也是世界上該行業(yè)發(fā)展最為成熟的國(guó)家,其產(chǎn)量占全球乙醇燃料總產(chǎn)量的的87%。美國(guó)主要是以玉米為原料,巴西主要是以甘蔗為原料。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織報(bào)告說(shuō),2008年全球用于生產(chǎn)生物燃料的9800萬(wàn)噸谷物中,玉米就占去了9200萬(wàn)噸,其中美國(guó)消耗量達(dá)到7900萬(wàn)噸。中國(guó)以玉米為原料生產(chǎn)乙醇燃料僅次于美國(guó),很多汽車正在“喝”玉米油在公路上奔馳。

美國(guó)是世界上最大的玉米生產(chǎn)國(guó),總產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的40%,玉米出口占世界總出口量的60%以上。美國(guó)政府提出一個(gè)雄心勃勃的設(shè)想,通過(guò)擴(kuò)大玉米面積發(fā)展乙醇燃料業(yè),逐步減少以至擺脫對(duì)石油能源的依賴,到2020年,生物燃油將取代全國(guó)燃油消費(fèi)量的25%,屆時(shí)將有1/3的玉米用于生產(chǎn)乙醇燃料。美國(guó)人試圖以其玉米資源優(yōu)勢(shì)推動(dòng)建立一個(gè)類似歐佩克組織,壟斷國(guó)際乙醇燃料市場(chǎng)。

既要保障糧食安全,又要保障能源供給,是任何國(guó)家都必須面對(duì)的課題。從現(xiàn)在看來(lái),用玉米生產(chǎn)乙醇燃料仍是理想的生物能源之一,和其他生物能源相比,技術(shù)成熟,效益最高,這就拉動(dòng)了全球玉米價(jià)格的走高,進(jìn)而推動(dòng)畜禽產(chǎn)品肉蛋奶價(jià)格的上揚(yáng),連帶影響其他的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的波動(dòng)。擴(kuò)大玉米種植面積必然減少大豆及其他農(nóng)作物的種植面積,最終形成一個(gè)相互牽制的循環(huán)鏈條。乙醇燃料政策已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的根源之一,未來(lái)農(nóng)產(chǎn)品的輪番漲價(jià)將是一個(gè)無(wú)法回避的基本格局。

用生物能源替代石油必然帶來(lái)一次世界性能源革命。種玉米亦或是種石油?似乎成為一場(chǎng)荒誕的故事和科學(xué)愿望的博弈,玉米產(chǎn)品最基本的概念受到挑戰(zhàn)。中國(guó)是世界第二大玉米生產(chǎn)國(guó),也是世界第二大石油消費(fèi)國(guó),人口會(huì)越來(lái)越多,汽車也會(huì)不斷增加,飯還是要吃,車還是要開,不管你是承認(rèn)還是拒絕,發(fā)展玉米生產(chǎn)和乙醇燃料業(yè),適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)和新型能源發(fā)展的形勢(shì),是必須要面對(duì)的。