从古栽培稻到杂交水稻,身边的植物如何科学地造福全人类?

“百谷自生,冬夏播琴”是《山海经》中对“稻”的最早记载,从野生稻到古栽培稻、乃至如今的杂交水稻,在我们身边随处可见的这种植物,已养活了当下世界人口的二分之一左右。众所周知,我们日常食用的大米,便是稻谷在经过一系列加工之后的成品,它是南方许多地区的主要食物之一。而我们所生活的这个国度,正是已知的世界栽培稻起源地,以稻谷为代表的禾本科谷类作物,成为了我国最主要的粮食作物。那么,关于水稻你可能还有哪些认知上的空白?水稻这种我们身边普遍存在的植物,又是如何随着科学的进步而更好地造福全人类?

水稻这种身边的植物具有怎样的特性

从植物学的角度而言,稻谷隶属于禾本科稻属中的普通稻亚种,毋庸置疑,中国就是一个水稻种植时间早、且水稻种植经验丰富的国家。而考古队在湖南道县玉蟾岩所发现的稻谷,更是世界公认的已知最早的古栽培稻,其时间可以追溯到公元前12000到16000年前。见证过水稻成熟过程的人一定知道,处于幼年的稻叶其实和许多杂草比较相似,它们的叶子外观看上去都是长扁形。在生产的早期时候,人们主要是通过耳状物和薄膜这两种生长于稻叶“叶环”的特殊部分,以准确区分杂草和稻谷之间的不同。

水稻在全世界的分布非常广泛,主要由稻壳(颖)和糙米(颖果)两部分构成,除了像南极洲这样具有极端气候环境的特殊地区以外,这种生命顽强的植物几乎遍布于世界的各个角落。而就其在我国的分布而言,水稻主要是生长的气候相对温暖的南方,而黑龙江则是其生长区域的最北限。但整体而言,水稻更适合在日照时间较短、相对湿度较大、温度较高的区域生长,纵然水稻土具有更友好的栽培环境,但它们对土壤的要求并不是特别严格。

当我们在进行稻谷的储藏时,由于其本身较为容易发芽,它们在不耐高温的同时,还比较容易陈化。因而,我们会将水稻首先进行干燥,也就是日常处理中晾干水分的过程,然后将其密闭在一个合适的容器里,并将此容器放置在温度较低的环境里,目的自然是为了保证稻谷不发生变质、并在较长的时间里安全储藏。当我们将稻谷进行各种加热烹制的时候,所获取到的营养补充是有所不同的,比如,其皮内层中像维生素这样的水溶性营养物,会因为“水热过程”而扩散到胚乳内部增加营养价值。

我们如何对不同品种的水稻进行区分

事实上,在自然环境中,各种水稻的生存适应能力存在较大差异,某些品种可以在一年的各个季节中完成整个生命过程,而部分水稻品种则对光照有更高要求。因此,我们可以首先来了解如何来区分所谓的早/中/晚稻,而就该分类的本质而言,其实就是这三种水稻对光照的反应程度有所不同。相对而言,由野生稻演变而来的晚稻对日照更为敏感,其抽穗过程需要具备日照时长较短的基本要求。

而在不同温度和光照条件下演化而来的变异性水稻:早稻和中稻,则呈现出了对光照反应不敏感的特征,通常情况下,北方稻区的主要水稻品种就是这两种。当清晨的第一缕阳光洒在田埂上,成片已经抽穗的稻谷映入眼帘,空气中弥散着稻谷的清香和强烈生命的气息。对于像我一样自小在乡村长大的人而言,连绵不断的群山、弯曲的河流,以及成片的稻田是我们再熟悉不过的生活环境。

或许那时的我们并不明白为什么稻谷不同于别的植物,它为何能够成为我们的日常主食,但依然知道水稻和旱稻这种简单的水稻种类划分形式。因为,旱稻总是被种植在那些原本没有水的田里,虽然在种植的最开始也需要进行适当补充一些水源,但它们却具有超强的抗旱性。而水稻则被种植在长期蓄水的田里,不需要不定期地进行灌溉,且在相同种植面积条件下,往往具有比旱稻产量更高的特点。

通过杂交技术培育的水稻品种有何不同

随着科学技术的进步和人类社会文明的发展,水稻的种类越来越多,而其种植的环境也更具有包容性。杂交水稻品种的推广和种植,实现了在相同面积的条件下提高产量,更省去了许多传统水稻种植过程中繁杂的育秧过程。杂交水稻品种的出现,完美地实现了成秧、分蘖,乃至成熟之间的简化,并已成为一种可以通过合理管理被广泛应用的栽培方法,我们可以通过最简单的方式,将常规水稻和杂交水稻进行对比。

杂交水稻主要是选择在遗传上具有差异,但又能够实现互补的优良性状进行杂交,从而产生一种新的具有先天优势、可用于广泛生产的杂交水稻类型。不同于杂交水稻“不孕率”高的特性,上代和子代性状分离的它们需要每年都进行制种,而常规的栽培稻则经历了上万年时间的演化过程,可以完成自花授粉的它们,早已适应了自交繁衍而不会衰退。对于栽培水稻而言,只要做好保纯和防杂工作,便可以在不需要年年制种而实现连年种植的条件下,加速该品种的生长和繁殖。

在水稻的种植过程中,杂交水稻品类在产量这个纬度上具有明显优势,根系发达的它们生长旺盛,不仅具有很强的抗逆性,而且还穗大粒多。事实上,正是杂交水稻品种的出现,实现了粮食产量的增长,解决了全世界范围内的饥饿问题,所以,人们生活质量的提升自然也与此密切相关。早在1964年的时候,中国就开始着力于杂交水稻的研究,并在1976年推广杂交水稻时大面积种植,更成为了全世界内第一个将杂交水稻成功研发、并实现大范围推广的国家。从亩产700公斤到某产1000公斤,这些杂交水稻不仅种植在了我们自己的这片土地上,更在越南、美国等其他国家的土地上被大面积种植,其显著的增产效果为生活在这些国度的人们提供了更多的粮食。

作者:石兰(抄袭必究)