中國(guó)小麥的起源、傳播及進(jìn)化

魏益民

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

小麥?zhǔn)侵袊?guó)的第三大糧食作物，排在玉米、水稻之后。2019年，中國(guó)年產(chǎn)小麥13 359萬(wàn)t，占糧食總產(chǎn)量的20.12%[1]。小麥還是中國(guó)居民的主要食品原料，可制作成多種面制品，在居民日常食品結(jié)構(gòu)中占有重要地位。然而，小麥并非本地起源的農(nóng)作物。那么，小麥?zhǔn)窃诤螘r(shí)，通過何種渠道引入中國(guó)，然后擴(kuò)展到黃淮和長(zhǎng)江流域，一直是作物遺傳學(xué)家、考古學(xué)家和食品科學(xué)家普遍感興趣的話題。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外作物遺傳學(xué)、農(nóng)藝學(xué)和考古學(xué)最新研究成果，特別是筆者在河西走廊新石器時(shí)代晚期以來(lái)的遺跡中發(fā)現(xiàn)的炭化小麥籽粒，以及對(duì)其所做的同位素14C年代鑒定結(jié)果，系統(tǒng)分析了中國(guó)小麥的引進(jìn)、傳播和進(jìn)化，進(jìn)而得出小麥在中國(guó)河西走廊、關(guān)中、中原地區(qū)引進(jìn)、傳播的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和路徑軌跡。筆者認(rèn)為，挖掘和梳理小麥經(jīng)古絲綢之路引進(jìn)中國(guó)后傳播和進(jìn)化的過程，對(duì)認(rèn)識(shí)小麥成為中國(guó)主要糧食作物的原因，以及對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、飲食結(jié)構(gòu)和飲食文化的影響具有重要的歷史和現(xiàn)實(shí)意義。

1 小麥的起源

250萬(wàn)年前,小麥屬(Triticum)與近緣山羊草屬(Aegilops)分開形成了2個(gè)獨(dú)立的屬，但小麥屬只有一個(gè)種。大約100萬(wàn)年前，這個(gè)種又分化成2個(gè)彼此出現(xiàn)生殖隔離的種:一粒小麥(T.monococcum)和烏拉爾圖小麥(T.urartu)。大約50萬(wàn)前，烏拉爾圖小麥和山羊草屬植物擬山羊草(Aegilopsspeltoides)發(fā)生天然雜交，幸運(yùn)地克服了生殖隔離，形成了野生二粒小麥(T.turgidum)。烏拉爾圖小麥還和另一種尚未確定的山羊草屬植物(有學(xué)者認(rèn)為也是擬山羊草)發(fā)生天然雜交，形成了野生的提莫非維小麥(T.timopheevii)[2]。到1.4萬(wàn)年前人類進(jìn)入新石器時(shí)代，小麥屬有4個(gè)野生種，其中分布最廣的野生一粒小麥主要生長(zhǎng)在今土耳其安納托利亞高原的石質(zhì)山坡上，最西到歐洲巴爾干半島東部(今屬希臘、保加利亞、羅馬尼亞和塞爾維亞)，最東到外高加索地區(qū)(今屬亞美尼亞和阿塞拜疆)[3]。

小麥屬的成員適于作為糧食作物，是因?yàn)槠浯T大的谷粒非常適合人類采集食用。最早生活在“新月沃地”(Fertile Crescent)地區(qū)的古人類過的是狩獵—采集生活，野生小麥很早就成了采集者青睞的對(duì)象。

1.45萬(wàn)年前，新月沃地的降水量明顯增加，環(huán)境的改善讓一部分人過上了定居生活。為了收割居住地附近的野生谷物，他們把石頭磨成鐮刀；為了把谷物磨成粉，他們又把石頭磨成杵臼。 1.28萬(wàn)年前，整個(gè)地球突然經(jīng)歷了一場(chǎng)地質(zhì)學(xué)上叫做“新仙女木事件(Younger Dryas)”的氣候劇變，新月沃地重新變得干冷，野生動(dòng)植物資源都大為減少，已經(jīng)無(wú)法滿足膨脹的人口需求。絕望中的西亞先民們被迫學(xué)著種植植物，主動(dòng)生產(chǎn)糧食,于是出現(xiàn)了人類最早的農(nóng)業(yè)。

被西亞先民首先利用的小麥，自然成為人類首批馴化的農(nóng)作物之一。第一種馴化的野生小麥?zhǔn)且涣Ｐ←湥?.06 萬(wàn)年前已經(jīng)在今土耳其東南部山區(qū)馴化。緊隨其后的是二粒小麥。大約8 000年前，在外高加索到伊朗北部的里海沿岸，栽培二粒小麥偶然與另一種野生山羊草屬植物粗山羊草(Aegilopstauschii，也叫節(jié)節(jié)麥)發(fā)生天然雜交，最終形成了普通小麥(T.aestivum)。由于普通小麥對(duì)環(huán)境有更強(qiáng)的忍耐性(特別是更耐寒)，它很快就取代了早先栽培的一粒小麥和二粒小麥，成為今天栽培最廣的小麥[4]。后來(lái)，野生提莫非維小麥也得到了馴化，今天僅在格魯吉亞西部有少量栽培。1960年，前蘇聯(lián)植物學(xué)家在格魯吉亞西部的麥田中意外地發(fā)現(xiàn)了另一種小麥—由提莫非維小麥和野生一粒小麥天然雜交形成的茹氏小麥(T.zhukovskyi)。截止目前，小麥屬共有6個(gè)種。

中國(guó)沒有發(fā)現(xiàn)野生一粒小麥群落和野生二粒小麥群落。但在中國(guó)新疆的伊犁河谷發(fā)現(xiàn)有粗山羊草(Aegilopstauschii，小麥D組染色體的供體)的自然群落，在黃河流域(如河南)發(fā)現(xiàn)有散生的粗山羊草雜草[5]。普通小麥引入中國(guó)后，在中國(guó)這個(gè)獨(dú)特的環(huán)境中，產(chǎn)生了3個(gè)新的亞種，如云南小麥(T.aestivumssp. yunnanense King)、西藏半野生小麥(T.aestivumssp.tibetanumShao)、新疆小麥(T.aestivumssp.petropavlovskyi)。因此，學(xué)者認(rèn)為中國(guó)是小麥的次生起源中心[5]。

2 中國(guó)小麥的起源

中國(guó)不是小麥的起源地，那么，小麥?zhǔn)窃诤螘r(shí)，通過何種渠道引入中國(guó)的，一直是作物遺傳學(xué)家、考古學(xué)家和食品學(xué)科家感興趣的話題[6-7]。

趙志軍[8]考古證據(jù)初步揭示，小麥傳入中國(guó)至少有兩個(gè)途徑，即綠洲通道和草原通道，綠洲通道的傳播路線是:西亞-中亞-帕米爾高原-塔里木盆地南北兩側(cè)的綠洲-河西走廊-黃土高原地區(qū)；草原通道的傳播路線是:西亞-中亞-歐亞草原諸青銅文化-中國(guó)北方文化區(qū)-黃河中下游地區(qū)。目前，在綠洲通道的傳播路線上，特別是河西走廊和新疆沙漠綠洲，有多個(gè)遺址發(fā)現(xiàn)了炭化小麥籽粒以及大批量小麥秸稈和小麥制作的食物(馕、面條等)，小麥從西向東傳播的路徑日漸清晰[9-13]。國(guó)內(nèi)外早期對(duì)河西走廊發(fā)現(xiàn)的大量炭化小麥籽粒的14C測(cè)年結(jié)果顯示，小麥在當(dāng)?shù)胤N植的最遠(yuǎn)年代距今不超過4 000年，即中國(guó)的商代早期。河西走廊的火石梁遺址、西灰山遺址和東灰山遺址均發(fā)現(xiàn)了大量的小麥炭化籽粒，該遺址是綠洲通道傳播路線上的重要地點(diǎn)。近年來(lái)，對(duì)這三個(gè)遺址的大量炭化小麥籽粒14C測(cè)年結(jié)果顯示，火石梁遺址(西城驛文化)炭化小麥距今年代為3 828～3 722 BP(樹木年輪校正后95%分布區(qū)間，下同)，西灰山遺址(西城驛文化)炭化小麥距今年代為3 828～3 697 BP[14]，東灰山遺址(四壩文化)炭化小麥距今年代為3 463～3 361 BP[10]。早期的測(cè)定結(jié)果可能由于儀器精度和校正的原因，一般要比當(dāng)今測(cè)定結(jié)果早200～300年。在草原通道的傳播路線上，只在膠東半島和遼東半島的點(diǎn)狀遺址發(fā)現(xiàn)了炭化小麥籽粒，但數(shù)量很少。關(guān)鍵遺址的考古發(fā)掘報(bào)告也沒有公開發(fā)表，在國(guó)內(nèi)公開發(fā)表的實(shí)驗(yàn)性研究論文或考古資料也較少。目前，所能看到的的結(jié)果是中國(guó)學(xué)者與外國(guó)合作機(jī)構(gòu)共同發(fā)表的論文，而對(duì)于14C測(cè)年所需的籽粒數(shù)量和詳細(xì)來(lái)源也沒有具體交代。此傳播路線上的發(fā)現(xiàn)和研究結(jié)果還無(wú)法連接成清晰的路線，學(xué)者也對(duì)有關(guān)結(jié)果或提法存在疑問[6,15]。

當(dāng)小麥從西域傳播到河西走廊后，由于祁連山的阻隔和當(dāng)?shù)夭焕臍夂驐l件(冬春寒冷、干旱等)，小麥在當(dāng)?shù)刂荒芾闷钸B山北坡春末凍土融化的底墑春播，生長(zhǎng)季節(jié)利用夏秋的雨季，到夏末秋初收獲，即為春麥。由于祁連山的阻隔，小麥在當(dāng)?shù)胤N植和適應(yīng)了一段時(shí)間后，才通過祁連山的扁都山口，傳入青海海東和甘肅臨夏地區(qū)(齊家文化區(qū))，再進(jìn)入隴東和關(guān)中平原[16]。楊 穎[17]也報(bào)道，小麥可能是通過河西走廊-扁都口-大通河谷地傳入河湟地區(qū)?？脊虐l(fā)現(xiàn)，小麥傳入中國(guó)的時(shí)間，早于西漢張騫出使西域的時(shí)間，說明在西漢之前，就已經(jīng)有漢人和西亞諸民族物質(zhì)和文化的交流。

3 小麥在中國(guó)的傳播

有關(guān)小麥的最早文字見于甲骨文中，為“麥”和“麳 ”字?！对?shī)經(jīng)》(公元前6世紀(jì))里已有“麥”字，也有“麳”、“麰”兩字。據(jù)《廣雅》(公元三世紀(jì)上)所載，“大麥，麰也，小麥，麳也”。依此記載認(rèn)為，中國(guó)在殷商時(shí)代就有小麥和大麥種植[5]。

《詩(shī)經(jīng)》農(nóng)事詩(shī)中有7處提到了麥類作物生產(chǎn)活動(dòng)。如《鄘風(fēng)》(甘肅)中的“愛采麥矣”；《王風(fēng)》(河南)中的“丘中有麥”；《風(fēng)》(陜西)中的“禾麻菽麥”；《大雅民生》(山西)中的“麻麥幪幪”；《周頌》中的“貽我來(lái)牟”；《魯頌》(山東)中的“稙穉菽麥”；《魏風(fēng)》(河北)中的“碩鼠碩鼠，無(wú)食我麥”。從這些詩(shī)歌所涉及的區(qū)域來(lái)看，在公元前6世紀(jì)前，在黃河中下游地區(qū)已有小麥種植。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《周禮·職方氏》(約公元3世紀(jì))記載:“東南曰揚(yáng)州，其谷宜稻麥；河南曰豫州，其谷宜五種(黍、稷、菽、麥、稻)，正東曰青州，其谷宜稻麥；河?xùn)|曰兗州，其谷宜四種(黍、稷、麥、稻)；正北曰并州，其谷宜五種。”說明戰(zhàn)國(guó)時(shí)期小麥的種植范圍包括了黃淮流域、內(nèi)蒙古南部和華北北部地區(qū)。

西漢時(shí)代，把秋播夏收的冬小麥稱為“宿麥”(《淮南子》，《漢書·食貨志》)；春種秋收的春小麥稱為“旋麥”(《氾勝之書》)。在諫官進(jìn)諫后，漢武帝曾兩次下詔勸種“宿麥”，“秋冬種，經(jīng)歲乃熟故云宿麥”；元狩三年(公元前120年)，“勸有水災(zāi)郡種宿麥”(《漢書·武帝紀(jì)》)。這一時(shí)期，冬小麥向長(zhǎng)江中游的荊州(張衡《南都賦》)和淮北地區(qū)(王粲《英雄記》)發(fā)展；而春小麥則向河北北部發(fā)展(《后漢書張堪傳》)。說明西漢時(shí)期，為適應(yīng)關(guān)中地區(qū)的氣候條件，春小麥已被馴化成了冬小麥。冬小麥由于成熟早，又可和谷糜輪作，有利于救荒防災(zāi)，在西漢后期得到了普遍推廣。

魏晉南北朝時(shí)代，冬小麥隨著北人南下而逐步向南發(fā)展，首先在江淮地區(qū)推廣。《晉書·食貨志》載:“東晉元帝太興元年(公元318年)詔:徐、揚(yáng)二州土宜三麥，可督令熯地(曬垡)，秋投夏種，至夏而熟。繼新故之交，于以周濟(jì)，所以甚大?！敝?，小麥種植逐漸向浙贛地區(qū)擴(kuò)展。《補(bǔ)宋書·食貨志》(文帝本記)載:“南朝宋文帝元嘉二十一年(公元444年)秋”，七月乙巳詔:南徐、兗、豫及揚(yáng)州、浙江、江西郡，自今悉督種麥，以助闕之，速運(yùn)彭城，下邳郡見種，委刺史貸給。

隋唐時(shí)代，在西南則南詔從曲靖州以南，天池以西，小麥與大麥同時(shí)收刈(樊綽《蠻書》)；在南方，“兩廣”也有小麥種植，但并不適宜(劉恂《嶺表錄異》)。唐朝后期，小麥向東南沿海山地?cái)U(kuò)展。

宋元時(shí)代，在10世紀(jì)末北宋時(shí)期，曾有詔令江南專種粳稻者參植諸谷，江北近水諸州雜植諸谷者參植粳稻，以防水旱為害(《宋史·食貨志》)。南宋時(shí)期，江南地區(qū)不僅稻田種麥有很大發(fā)展，還盡量利用山地種麥。由于二麥的救災(zāi)作用、朝廷的推動(dòng)，以及“種麥之利，獨(dú)歸客戶”政策(南宋·莊季裕《雞肋編》)，稻麥兩熟制的耕作方式在江南出現(xiàn)，小麥在長(zhǎng)江中下游普遍推廣。

明清時(shí)代，據(jù)明代《天工開物》(公元1637)記載:“燕、秦、晉、豫、齊、魯諸道，烝民粒食，小麥居半……。西極川、云，東至閩、浙、吳、楚腹焉，方長(zhǎng)六千里中，種小麥者二十分而一?！笨梢?，至明代，小麥已在全國(guó)各地種植。

小麥在中國(guó)的普遍種植得益于:第一，小麥?zhǔn)谴合淖钤缡斋@的糧食，可以救濟(jì)災(zāi)荒；第二，小麥可在秋末冬初播種，補(bǔ)償洪澇災(zāi)害使秋糧顆粒無(wú)收的損失；第三，人口遷徙，需求增加，小麥價(jià)格較高；第四，諫官進(jìn)諫，朝廷重視。

4 中國(guó)小麥的進(jìn)化

小麥在引入關(guān)中后，最大的變化是將春播改為冬播，形成了中國(guó)黃淮地區(qū)的冬小麥。冬小麥秋天播種，夏初收獲，產(chǎn)量高，錯(cuò)開農(nóng)時(shí)，也可以解救饑荒；再種谷糜菽菜，增加糧食的保障能力，從而受到朝廷的重視，加大了推廣的力度。由于中國(guó)河西走廊和黃淮流域、長(zhǎng)江流域氣候的不同以及作物種植結(jié)構(gòu)的差異，給小麥品種的適應(yīng)性提出了更高的要求，同時(shí)，也促進(jìn)了中國(guó)小麥品種和類型的多樣性。

據(jù)資料記載，中國(guó)開展小麥雜交育種的時(shí)間不足100年。在傳入中國(guó)后近4 000年的小麥栽培歷史中，小麥品種改良和進(jìn)化主要是靠自然選擇，其次是人為的群體選擇。

分析近代小麥改良進(jìn)展及其產(chǎn)量構(gòu)成三要素的資料可以看出，單位面積穗數(shù)顯著增加，千粒重顯著提高，穗粒數(shù)有所改進(jìn)。而千粒重的顯著提高，發(fā)生在農(nóng)家品種系統(tǒng)選育和雜交育種技術(shù)使用之后。隨著生產(chǎn)水平的提高，單位面積穗數(shù)增加，小穗可育籽粒數(shù)增加，但生存空間有限，而較長(zhǎng)的籽粒更有利于個(gè)體生長(zhǎng)和單穗重量的提高。可見，近百年來(lái)的小麥品種遺傳改良和產(chǎn)量提高主要是在群體適應(yīng)性方面取得了重要進(jìn)展，其次是粒重[5，18-19]。粒重在近4 000年的歷史過程中約提高了100%，而在近70年以來(lái)提高了25%以上，在最近30年提高了15%[20]。

小麥在中國(guó)各地的普遍推廣，也同時(shí)帶來(lái)了糧食加工方式、食品制作工具和食物結(jié)構(gòu)的變化，極大地豐富了先民的食物種類和選擇，馕、胡餅、燒餅、油餅、馓子、餑饦、拉條子等一系列新食品出現(xiàn)在食肆。中國(guó)傳統(tǒng)和改良后的加工方法加工的小麥?zhǔn)称?，迅速地改變了中華民族的的食物結(jié)構(gòu)和生活方式，也使手搟面、饅頭、包子、鍋盔、煎餅的質(zhì)量和種類得到了極大地發(fā)展[21]。