粒粒皆辛苦,你了解的水稻前世今生吗?

水稻的前世今生

长江中下游是中国水稻的起源地,水稻以这里为起点向外扩展,并在大约距今5000—4000年左右,推进到黄河流域和长江以南地区。夏商周时期(距今约4000年—2000年左右),栽培区域进一步扩大,向长江上游、云贵、黄河以北推进,基本上形成了中国古代水稻分布的大格局。

中国是水稻的故乡。中国有一半以上的人口以稻米为主要口粮。徐旺生、苏天旺以为:“大米决定了中华帝国后期的经济与文化的部分特质,越到后来尤其如此。”(徐旺生、苏天旺《水稻与中国传统社会晚期的政治、经济、技术与环境》)

在中国古老的神话传说中,包括水稻在内的“五谷”都是神农氏发现和驯化的。所谓神农“尝百草、辨五谷”,反映的是远古时期,我们的祖先将各类谷物从野生状态驯化成粮食的漫长而艰辛的过程。据传,神农氏生活在距今大约五千年前,而从考古发现来看,中国人对水稻的驯化,远远早于这个时期。

中国水稻的起源

河姆渡是长江下游浙江余姚的一个小镇,1973年开始,在这里发现了大面积的新石器文化遗存,总面积达4万多平方米,叠压着四个文化层。每个文化层代表着人类不同时期在同一个地方的活动痕迹,越是下层,年代就越久远。经测定,河姆渡遗址最下层的年代为距今7000年前。考古工作者在这一文化层中发现了大量的栽培稻的稻谷遗存。这些稻谷不仅保存状况极佳,而且,伴随这些稻谷出土的还有种植水稻的农具。这一考古发现,轰动了全世界。不过,河姆渡遗址发现的栽培稻,还不是中国最早的人工栽培的水稻。


稻作农业文化遗产——龙脊梯田。

随着近几十年考古工作的不断开展,考古工作者又相繼发现了距今8000年、9000年、10000年、12000年甚至更久远的栽培稻遗存,它们广泛分布在长江中下游、淮河流域、华南地区、西南地区等地。截至目前,单是距今1万年以上的栽培稻遗存至少就有6处,它们是:江西仙人洞和吊桶环遗址(距今12000—11000年)、湖南玉蟾岩遗址(距今12000—10000年)、浙江上山遗址(距今11000—9000年)、浙江荷花山遗址(距今10000—9000年)、广东牛栏洞遗址(距今约10000年)。这些遗址的发现,将中国的水稻栽培史上溯到10000多年前。也就是说,早在距今10000年前,中国就进入了原始农业文明。通常我们都说中华文明“上下五千年”,如果从水稻栽培的这个角度来说,也可以说是“上下一万年”。这些栽培稻遗存的发现,也充分地证明水稻的原产地就是中国。

这些早期的栽培稻遗存有不少相似的环境条件:第一,有足够大的洞穴,因为洞穴是早期人类的栖身之所,洞穴深广,既可以容纳比较大的族群居住,使栽培活动有比较充足的人力,同时又便于储存食物(包括栽培稻)。第二,洞穴附近有充足的水源,因为水是水稻生长的必备条件。第三,洞穴周边的野生食物比较丰富,但又不是特别丰富。这一点应该这样理解,采集、渔猎的食物不够吃,就会促使人们想办法驯化植物和动物,为己所用。如果自然生长的食物(包括动物和植物)唾手可得,就没人会去费那个力气了。第四,气候和雨量适宜,适合于水稻(野生稻和栽培稻都一样)生长。第五,洞穴周边的环境中分布着野生稻资源,但又不是很多,这一条和第三条的道理相似,因为野生稻不够,所以才需要人工培植。以江西仙人洞为例,该地是武夷山脉西麓的山陵冈地,远离大江大海,山冈前有一块小盆地。仙人洞在山麓台地上,洞口向阳。台地坡下有一条横流的小溪,潺潺流水注入鄱江,最后流向鄱阳湖。这里依山傍水、湿润多雨,地理条件和气候条件都十分优越,是优良的水稻栽培地。古稻谷是在仙人洞门道附近发掘的。离仙人洞不远的叫做吊桶环的小山梁,也发掘出古人类遗物,考古人员推测这里可能是个晒谷场(这里发现有植物果粒堆积物)。

到20世纪末,中国发现的史前(指通常所说的“文明史”之前,即距今五千年前)稻作遗存有100多处,从中可以看出中国水稻的起源和推广路径:长江中下游是中国水稻的起源地,水稻以这里为起点向外扩展,并在大约距今5000—4000年左右,推进到黄河流域和长江以南地区。夏商周时期(距今约4000年—2000年左右),栽培区域进一步扩大,向长江上游、云贵、黄河以北推进,基本上形成了中国古代水稻分布的大格局。


南方山区常见的稻田。

当然,过去有一种论断,说从印度阿萨姆到中国云南的高山地带是稻作农业的起源地,其论据主要是,那里有多种野生稻,现代栽培稻的品系又特别发达,许多大江大河都从那里发源,具备将不同的稻种传播到印度、中国和东南亚各地的条件。但是,这一说法受到中国学者的普遍质疑。

考古研究中的一条重要的理论——“边缘起源论”,大体上是说,在自然条件过于优越,食物来源过于丰富的地方,一般不大容易产生文明;相反,在一些位置比较偏远、有一定的食物资源但又不是特别丰富的地方,人们需要通过劳动和智慧来驯化动物植物,在此过程中更容易产生文明。我国的学者们认为,稻作农业是一种文化现象,必须在人类文化发展到一定高度,产生了培植谷类作物的社会需要,才会变成社会的行动。而从印度阿萨姆到中国云南的高山地带,史前文化很不发达,食物资源又较丰富,不太会产生种植稻谷的迫切需要。即使偶尔种植也不会很快发展起来,更没有力量向距离很远的文化发展水平较高的地区传播。根据丰富的考古资料,中国学者认为:有相当大的把握可以说,长江流域特别是它的中下游是世界稻作农业的起源中心“之一”,而且是十分重要的中心。之所以谨慎地用“之一”两字,是考虑到印度和东南亚也可能有另外的起源中心。但是,就算中国以外的其他地方也有水稻的起源地,从稻作农业的影响深度和广度来说,任何地方也远远比不上长江流域。(严文明《我国稻作起源研究的新进展》)

中国水稻史上的一次“革命”

公元1012年秋天的一天,北宋第三位皇帝——宋真宗赵恒召集近臣到禁苑之内的玉宸殿前“观刈”,也就是观看一次特殊的水稻的收获活动。整个活动中皇上都兴致勃勃,活动结束后,他还命将收割下的稻穗给朝廷中的文武百官传看。

这种让宋真宗如此高兴的水稻,就是占城稻。

著名农史专家何炳棣教授认为:“近千年来,我国粮食生产史上曾经有过两个长期的‘革命’。第一个革命开始于北宋真宗一○一二年后,较耐旱、较早熟的占城稻在江淮以南逐步传播。”(第二次革命是地理大发现后美洲作物玉米、番薯等粮食的传入,见何炳棣《美洲作物的引进、传播及其对中国粮食的影响》)

唐宋时期,水稻栽培在我国南方已经相当普遍,我们所熟悉的大诗人杜甫的诗句“稻米流脂粟米白,公私仓廪俱丰实”(《忆昔》),从这首诗看,唐玄宗“开元盛世”时,南方的稻米已经是和北方的粟相提并论的主粮。唐宋时,已经出现了许多很有特色的水稻地方品种,这一点,我们在诗句中能找到很多证据。白居易有“禄米獐牙稻”(《官舍闲题》),李贺有“长枪江米熟”(《始为奉礼忆昌谷山居》),苏轼有“翠浪舞翻红罢亚,白云穿破碧玲珑”(《登玲珑山》),王琪有“蜀江雪浪来天际,一派泉舂宝钗碎”(《金陵饮酒》),张方平有“鲈脍饭紫芒,鹅脂酒清醥”(《昆山初秋观稼回县署与同寮及示姑苏幕府》),这其中的“獐牙”“长枪”“罢亚”“宝钗”“紫芒”“鹅脂”等等,都是水稻品种名。

这些品种名令人有目迷五色之感,不过另一方面,当时的水稻单产都不高,一些学者估计,在宋代以前,水稻单位面积产量(亩产)大约在数十斤到一二百斤的样子,而引起亩产飞跃式变化的,就是占城稻。

占城稻原产于东南亚半岛(今越南、柬埔寨一带),又称早禾或占禾,属于早籼稻品种。大约在五代十国时期,占城稻被商人引入了福建。何炳棣教授之所以把中国粮食生产史上第一个“革命”的时间节点定格于北宋真宗1012年(大中祥符五年),是因为史书明确记载,这一年,由朝廷出面,一次性从福建取占城稻种三万斛,推广到江南的广大地区,“分给江、淮、两浙转运使,并出种法,令择民田之高仰者,分给种之。”


(上)湖南澧县八十垱遗址出土的古稻谷和古稻米,距今约8300—9000年。
(下)河姆渡出土的稻穗纹陶器。

宋真宗在将稻种分发下去的时候,还附有详细的种植说明书:“南方地暖,二月中下旬至三月上旬,用好竹笼固以稻杆,置此稻于中,外及五斗以上,又以稻杆覆之,入池浸三日,出置宇下,伺其微熟如甲拆状,则布于净地,俟其萌于谷等,即用宽竹器贮之,于耕了平细田,停水深二寸许,布之,经三日决其水,至五日视苗长二寸许,即复引水浸之一日,及可种莳。如淮南地稍寒,则酌其节候下种,至八月熟”。

這份说明书,相当于今天农业技术推广中的“明白纸”,即使从专业推广的角度来说,也是相当精细的。比如种植前的一项重要工作——浸种,不但说到了器皿——“竹笼稻秆”,还讲了浸种的时间是三天。浸种之后将稻种放在屋檐下,等到种子外皮微微裂开(即“甲拆”),才开始播种。此外,对于不同地域的播种时间,也做了说明:南方地气暖和,可以在二月中下旬至三月上旬(农历)开始浸种播种,而对于位置比较偏北的淮南,“则酌其节候下种,至八月熟”。宋真宗在大面积推广占城稻的同时,还在自己的禁苑中进行试种,丰收之时,组织近臣观看收获,还把割下来的稻子传给朝中文武百官去看。

虽然历代帝王都会在春耕之时到“先农坛”一类的地方扶扶犁摆摆样子,不过如此认真地过问一个作物品种的推广,这在中国历史上是相当稀罕的。有学者通过对真宗在位前期(推广占城稻是真宗在位的第十五年)的气候特征分析,发现当时南方的水稻不够耐旱,一旦发生旱灾,就会歉收,而寻找比较抗旱的水稻品种,是解决这一问题的捷径之一。宋真宗很早就对当时已经在福建一带种植的占城稻有所关注,觉得这个品种恰好可以帮他解决这个难题。(严火其、陈超、夏如兵、殷小霞《宋代占城稻的引进与气候变化》)

根据中国古书记载,占城稻有很多优点:一是耐旱又耐涝,“旱不求水,涝不疏决”;二是适应性强,“不择地而生”,对土壤要求不高;三是生长期短。

1012年,江、淮、浙三地遭遇干旱,宋真宗发布命令,大范围推广占城稻。占城稻没有令他失望,在它开始推广之后,中国水稻的产量出现了第一个高峰。一些学者估计,那时的水稻亩产已经达到了300多斤。1127年,北宋灭亡,南宋建立,政治中心转移到南方,占城稻的推广范围进一步扩大,所显示出的高产特性也愈发突出。生活在南宋初年的著名诗人陆游,在自己的文章里首次用到一个民谚——“苏常熟,天下足”,说明最晚到这个时期,苏州、常州(大致相当于今江苏苏州市、常州市、无锡市和上海市西北一带)生产的稻米不仅能满足本地人口的需要,还有大量富余,可以保证朝廷的调拨并供应外地。那之后,又衍生出“苏湖熟,天下足”“湖广熟、天下足”等不同说法。

现代中国稻作科学的起源

现在,到北京动物园游览的人可能会注意到园中一些带着中西合璧特色的建筑,比如动物园大门、畅观楼、鬯春堂等等,这些就是北京动物园的前身——清农事试验场的遗迹。

我国古代虽然也有一些农书记载作物的栽培方法等内容,但基本是总结前人经验的“土科技”,与现代农业科技差距是很大的。一直到晚清时期,我国在现代农业科技方面的积累,仍然基本为零。1906年,清政府商部奏请在今北京动物园的位置设立农事试验场,以此为起点,各省纷纷设立农事试验场,开始进行近现代农业的一些试验。在这一时期上海的竹枝词中,就专门有一首说的是待开农事试验场:“频年农务失精祥,为少公开试验场。何料配田宜配合,改良土质小丰穰。”(颐安主人《沪江商业市景词》,大约创作于1906年前后)而实际上,在上海等开风气之先的地区,类似的农业试验,包括水稻的栽培早就开始了。

在戊戌变法前夕(1897年),上海率先成立了农务会,从日本引进水稻新品种在浙江瑞安试种。在戊戌变法时期的各种思潮中,有不少维新人士提出兴办农会、农事试验场、农业学校和翻译出版外国农书的建议。戊戌变法虽然失败了,但这些提议在随后几年开展的清末新政中为清政府所采纳,农事试验场就是其中之一,另一项重要的举措就是派遣留学生到国外学习农学。1905年,清政府选派了第一批共30人赴日本学习农学。1908年后,清政府又利用美国归还的“庚子赔款”选派了一批农科学生前往美国学习。这些留学生,是中国最早的接受过正规农业教育的人才,后来成为中国水稻育种科学的开创者,并培养了一批又一批后续人才。

1914年,北洋政府农商部行文各省,要求在新谷登場时将各县稻种检齐送部。此后,农商部则将送来的稻种检定分为四等,将最优的稻种开列清单分发各省,以便来年试种。这是中国近代最早的一次由政府组织的全国性水稻品种检定。1918-1920年,农商部中央农事试验场先后从江苏、浙江、安徽、河南、河北、吉林、湖北、福建、广东等省和日本、意大利等国引进了47个水稻品种进行比较试验,并从中选育出了3个单产在5石(600斤)以上和3个单产在4石(480斤)以上的水稻品种。这在当时算很高的了。

从1919年开始,中国稻作育种开始运用近代作物育种技术,初步走上有计划、有目的、有程序的轨道。随着外国育种家来华指导和中国留学生的学成归国,国外先进的育种理论和技术系统也传入我国,包括杂交育种技术在内的水稻育种新技术也开始应用于实践中。

1919年,南京高等师范农科在南京成贤街设农场,由原颂周(1911年毕业于美国爱荷华农业大学)主持,周拾禄、金善宝(当时还是学农的学生,后来成为大名鼎鼎的农业专家)分别司理田间实际工作,置稻田十余亩,用从各省征集而来的水稻数十个良种进行品种比较试验。经五年试验,培育出“改良江宁洋籼”与“改良东莞白”两个优良水稻品种,这是中国用现代育种方法育成的第一代水稻良种。

在中国近代农业史上,为早稻育种做出贡献的农业专家还有邓植仪(在美国加利福尼亚州立大学获硕士学位)、丁颖(日本东京帝国大学毕业)、赵连芳(在美国威斯康星大学获得博士学位)、沈宗瀚(在美国康奈尔大学获哲学博士)等。其中,丁颖在广州附近的犀牛尾泽地等处发现野生稻,与当地栽培的水稻自然杂交,育成了“中山一号”,开创了我国水稻杂交育种之先,被称为“中国稻作之父”。

20世纪30年代,我国水稻育种工作进入了一个新阶段。这期间,专业育种机构纷纷设立,中国育种专家普遍掌握了现代育种理论和方法,具备了独立的研发能力。他们根据中国的实际情况,对纯系育种等方法进行本土化改进,并将杂交育种等先进的育种方法运用于育种实践中。从此,中国水稻育种科技走上了独立发展道路。

抗战期间,就如工厂大迁移、文物大迁移一样,农业科研机构也进行过稻种大迁移。在抗战艰苦的环境中,农业科学家们培育出了“胜利籼”“抗战籼”等具有时代特色的水稻新品种。

中华人民共和国成立后,政府对水稻育种工作给予高度重视,水稻育种工作取得了突出成就。其中最为人所熟悉的就是袁隆平等人研究成功并大面积推广的“三系”(雄性不育系、恢复系和保持系)杂交水稻。杂交水稻被誉为中国的“第五大发明”,大大地解决了中国十几亿人口的吃饭问题,并为减少世界贫困人口做出了应有的贡献。

作者:苏生文

来源:《看历史》