在人类历史的长河中,植物栽培扮演了至关重要的角色。它不仅标志着人类从游牧生活向定居生活的转变,而且为新石器时代革命提供了物质基础。
在新石器时代,人们根据植物采集活动中积累的经验,开始把一些可供食用的植物驯化成栽培植物。他们发现,散落在土壤中的野生植物种子,在适宜的条件下,适应着气候周期性变化,定期发芽、抽穗、开花、结实。经过无数次观察和尝试,原始人类开始试种这些可食用的野生植物,逐步积累了植物栽培的经验,开创了原始种植业的先河。
培育思想一旦形成,便迅速应用于多种类型的植物。在开始阶段,成熟期短的植物一定引起了人们的特别注意。这类植物有谷物、很多种普通蔬菜、豆类和少数根菜类,大多数在一年内能获得收成。灌木和乔木属于不同类别,栽培要晚些,因为它们首次获得收成一定要经过一些年头,其产品也会持续收获较长时间。
谷物和蔬菜作为最早被栽培的植物之一,对人类社会的发展起到了重要作用。例如,粟(谷子)是我国驯化的最古老的作物之一,1954年在西安半坡村新石器时代遗址中,发现陶罐中有大量的碳化谷子遗存,证明我国在六七千年前的新石器时代就开始栽培谷子。同时,黍也是我国最早驯化的作物之一,被称为先锋作物,其生长期更短、更耐旱耐瘠、更耐杂草。
食用植物的栽培历史和起源是农业发展的重要组成部分,它们不仅满足了人类的食物需求,还为人类提供了原材料,如纤维和建筑材料。
1、甘蓝
甘蓝作为一种非常古老的蔬菜,其栽培历史可追溯至四千多年前的古希腊罗马时代。当时,人们已经开始将甘蓝作为食材,制作成各种美味佳肴。现今的欧洲,在那些贫瘠寒冷的白垩岩的荒草滩上,依然能看到野生的甘蓝在生长。
甘蓝的祖先是野生甘蓝,起源于地中海沿岸和西北欧的海滨,这些野生甘蓝通常为非结球甘蓝,多年生,半灌木状,高达150厘米左右。甘蓝在前2500——前2000年就已经开始栽培,最初为野生不结球一年生植物。
相传最早栽培甘蓝的是居住在西班牙的古代伊比利亚人,后传到古代希腊、埃及、罗马,约在9世纪一些不结球甘蓝已成为欧洲国家广泛种植的蔬菜。经人工选择,13世纪出现结球松散的品种,普通结球甘蓝和紫甘蓝在德国出现,16世纪传入加拿大和中国,17世纪传入美国,18世纪传入日本,后传遍世界各地。
甘蓝传入中国有几条途径:一是明代通过缅甸传入中国云南,二是17~18世纪通过沙俄传入黑龙江,三是清代经欧洲、西亚通过丝绸之路经由新疆传入我国内地,四是清代在东南、东北沿海一带通过海路传入我国沿海地区。
由于引入的地域、方式各不相同,于是形成了各式各样的叫法。我国现在栽培的甘蓝基本上都是经由新疆传入后逐步发展的。大约18世纪时在西北地区略有发展;19世纪上半叶在山西省栽培已较普遍,并已传到四川省;19世纪下半叶传到湖北省西南地区;到民国初年传到了长江下游的上海一带栽培。
2、莴苣
莴苣的栽培历史可以追溯到公元前4500年左右,古埃及人已经开始种植莴苣。考古学家在古埃及的墓室中发现了莴苣的绘画,这是栽培莴苣存在的最早证据,显示莴苣作为一种蔬菜,其历史至少有六千多年。
(莴苣)
莴苣的原产地被广泛认为是地中海沿岸地区,尤其是在古埃及、古希腊和古罗马时期,莴苣是一种受欢迎的蔬菜。在这些文化中,莴苣不仅被用作食物,还因其药用价值而被重视。古埃及人将莴苣的种子榨油,用于烹饪、医药,甚至在制作木乃伊时也使用莴苣油。
莴苣在中国的传播莴苣传入中国的时间可能在汉朝或隋唐时期。据宋代陶谷所著《清异录》记载,莴苣是隋朝人从西域的呙国使者那里求得的,当时被称为“千金菜”。这表明莴苣是通过古丝绸之路传入中国的,最初是通过西域传入北方,随后普及到南方。
莴苣的栽培类型多样,包括叶用莴苣(如生菜)、茎用莴苣(如莴笋)和油用莴苣。古埃及人从野生莴苣中选择一些叶子苦味降低、品质得到改良的变异材料,逐渐驯化成现代的莴苣。在驯化过程中,除了风味的改变,莴苣的许多性状也得到了改良,例如,野莴苣在叶背和茎上均有刺,这些刺在驯化过程中因基因突变而消失,使得现代的生菜和莴笋都没有扎手的刺。
3、胡萝卜
最早的胡萝卜起源于西亚一带,最早的起源地是在阿富汗,其祖先是一种来自阿富汗的紫色胡萝卜,公元前2000年左右,埃及人开始对胡萝卜进行人工培育,并将其作为食物。埃及王宫壁画中就有像紫色胡萝卜的紫色植物,这可能是关于胡萝卜最早的历史记录。
在古希腊和罗马时期,胡萝卜逐渐成为一种普遍的蔬菜,并被大量种植和利用。当时人们把胡萝卜当做蜜饯、调味品和作为菜肴的主要原料。胡萝卜因其种子有香气,人们只是将其的种子磨碎,当做香辛料来使用。
胡萝卜的种子从新石器时代的地层中已被发现,表明胡萝卜到达北欧很早。在德国和瑞士发现了用胡萝卜种子磨成粉的遗址,据推算,距今已有3000-5000年左右。这表明胡萝卜在新石器时代就已经被引入北欧地区。
胡萝卜传入中国的时间可能在汉朝或隋唐时期。据宋代陶谷所著《清异录》记载,莴苣是隋朝人从西域的呙国使者那里求得的,当时被称为“千金菜”。明代李时珍在《本草纲目》中提到“元时始自胡地来,气味微似萝卜”,胡萝卜因此得名。然而,有证据表明胡萝卜可能在南宋时期就已经传入中国,因为《绍兴本草》在《大观本草》的基础上,新增了胡萝卜等六种药材。
山东农业大学陈学森教授带领的研究团队与美国康奈尔大学费章君合作,在苹果种质资源研究方面取得重大突破,在分子水平上揭示了苹果起源、演化和驯化的规律,并证明世界栽培苹果起源于我国新疆。这项研究通过高通量测序及生物信息学技术,对亚洲、欧洲和美洲等世界范围的苹果属24个种、117份种质资源进行了全基因组重测序,共检测到720万个高质量的最小基因单位(SNPs),为苹果资源研究和分子育种提供了海量有价值的基础数据。
据研究,新疆野苹果被认为是现代栽培苹果的主要祖先之一。苹果可能是在4000至10000年前的天山地区驯化的,随后通过丝绸之路传播到欧洲,并与其他苹果属植物杂交。塞威氏苹果是世界最古老的苹果品种之一,其在伊犁地区的种植历史久远,塞威氏苹果向西演化形成西洋苹果,向东演化形成中国早期的绵苹果。这一演化路径揭示了苹果种类的传播和驯化过程,显示了新疆在苹果传播历史上的关键地位。
在中国,苹果的栽培记录可以追溯至西汉时期。汉武帝时期,上林苑中曾栽培林檎和柰,这些早期的苹果品种多用于熏香衣裳等,较少食用。真正意义上的苹果是元朝时期从中亚地区传入中国的,当时只有在宫廷才可享用。中国古代的林檎、柰、花红等水果被认为是中国土生苹果品种或与苹果相似的水果。
现代汉语所说的“苹果”一词源于梵语,为古印度佛经中所说的一种水果,最早被称为“频婆”,后被汉语借用,并有“平波”、“苹(蘋)婆”等写法。明朝万历年间的农书《群芳谱·果谱》中首次出现了“苹果”这一名称。
元朝后期,中国绵苹果的一个新品种由西域输入内地,时人开始借用佛经中的“频婆果”一名来称呼它”。到了清朝末年,美国人在山东烟台等地引进西洋品种苹果,日本在日俄战争之后也在熊岳满铁附属地设立农业试验基地,引进西洋苹果并进行杂交改良。
胡桃树的栽培历史非常悠久,其驯化历史及扩散路线一直存有争议。目前,可靠的考古发现和文字记录表明,胡桃最初是在伊朗-安纳托利亚地区完成驯化,该地区由伊朗、土耳其、南高加索和土库曼斯坦的部分地区组成。驯化后,胡桃被人们分别向西传播至欧洲,向东传播至西亚、中亚和中国北方地区。
北京师范大学生物多样性与生态工程教育部重点实验室的研究团队对胡桃的种群历史动态和杂交渐渗方面进行了研究,以揭示栽培胡桃的驯化起源过程和扩散时间。通过对87个分布在欧洲、伊朗、哈萨克斯坦、巴基斯坦和中国的胡桃以及26个分布在中国西南地区的铁核桃进行种群基因组分析,结果支持了东、西部胡桃最初在伊朗-安纳托利亚地区驯化的假说。
在亚美尼亚(西亚)的坟墓的陶瓷容器中发现的核桃坚果遗骸可以追溯到大约6200年前,克什米尔(南亚)的坚果壳可以追溯到大约4700-4000年前,由此推测胡桃开始向东扩散的时间可能在新石器晚期或青铜器早期(距今5300-3100年)。
栽培胡桃的东部扩散也可能是通过从公元90-130年(距今1892-1932年)开始的丝绸之路进行的,当汉朝正式开放与西方的贸易时,丝绸之路完全连接了罗马帝国和中国。
谷物栽培是新石器时代革命的标志,它使人类的定居生活成为可能。
1、小麦
小麦起源于亚洲西部的新月沃地,最早的小麦遗存出土于距今约10500至9500年间的考古遗址中,最初被驯化的栽培小麦有两个品种,即一粒小麦和二粒小麦。
大约在距今8000年前后,二粒小麦向东传播到伊朗高原北部与里海东南部之间的河谷地区,与当地自然生长的粗山羊草杂交,形成了现今广泛种植和食用的六倍体小麦,也被称为普通小麦或面包小麦”。
考古证据显示,至迟在距今4000年以前小麦已经传入到中国境内,而且很有可能早至距今4500年。小麦传入中国至少有两个途径,即草原通道和绿洲通道。草原通道的传播路线是:西亚-中亚-欧亚草原诸青铜文化-中国北方文化区-黄河中下游地区;绿洲通道的传播路线是:西亚-中亚-帕米尔高原-塔里木盆地南北两侧的绿洲-河西走廊-黄土高原地区。
汉代以前,麦的主产区在山东一带,春秋时期鲁国的情况反映了这一点。自战国开始,主产区开始由黄河下游向中游扩展,小麦成为当地唯一的粮食作物。汉代小麦种植进一步向西、向南扩展,汉武帝末年,董仲舒建议在关中地区推广冬小麦种植。
小麦的成功在于自身的可塑性,它在淘汰和冲击本土作物的同时,也在不断地接受本土的改造。首先是栽培季节的改变,小麦传入中国北方之初可能和原有的粟、黍等作物的栽培季节一样,即春种秋收。但在长期的实践中,人们发现小麦的抗寒能力强于粟而耐旱却不如,因此有了秋种夏收的冬小麦的出现。
2、大麦
大麦是禾本科大麦属的一种禾谷类作物,起源于中东的新月沃地。大麦被认为是该地区最早驯化的谷物之一。考古和遗传证据表明,大麦的驯化可能涉及至少五个地区的几个种群发展而来,包括美索不达米亚、黎凡特北部和南部、叙利亚沙漠以及东部。
东灰山遗址位于甘肃省民乐县六坝镇东北约2.5千米处,是一处重要的新石器时代遗址。在1975年的调查中,考古人员在水渠两侧断面上发现了少量炭化小麦籽粒。后续的考古工作中,东灰山遗址出土了包括石器、陶器、骨器、铜器和少量金器以及炭化小麦等遗物。
(东灰山遗址炭化小麦籽粒,图片来源见水印)
东灰山遗址出土的大麦遗存经过碳14测年,得出的树轮校正年代距今约4230年,这一数据由北京大学考古文博学院李水城等通过加速器质谱测年方法获得,为大麦遗存的年代提供了直接证据。这些数据证实了东灰山遗址的文化堆积及其包含的小麦遗存属于四坝文化时期,绝对年代在距今3600年前后。
东灰山遗址四坝时期的农业经济,是经营以粟为主黍为次的小米类农业,小麦、大麦和裸大麦被普遍使用,以大麦和裸大麦为主的麦类作物,是当地旱作农业的补充”。大量炭化裸大麦遗存的发现,为认识麦类作物种子的分类提供了很好的实物材料。
研究表明,大麦可能通过不同的路径传入中国,包括北方草原路线、中纬度的丝绸之路以及南方海洋路径。尽管基因组学证据显示大麦是从上约旦河谷传入中国,但具体的传入路线至今仍存在争议。不同的路径假设都有其支持者,但缺乏决定性的证据来确定哪一条路径是主要的传入途径。
在中国青藏高原发现的野生二棱大麦与中东的野生二棱大麦有区别,而与中国栽培大麦很近似,表明它是中国栽培大麦的祖先。此外,大麦的演变过程中,中国现代栽培大麦是由野生二棱大麦经若干过渡类型进化而来的。
3、水稻
水稻的起源可以追溯到约10万年前,当时野生水稻已在长江下游地区广泛分布。研究表明,早在约2.4万年前,人类就开始采集并利用野生稻。到了大约1.3万年前,即博林暖期结束前,水稻植硅体驯化比例逐渐增加,开始了野生稻驯化前栽培的过程。在大约1.1万年前,随着新仙女木冷期的结束,水稻植硅体驯化比例迅速积累达到显著标准,这标志着稻作农业起源的开始。
河姆渡遗址位于浙江省余姚市,是距今约7000至5300年前的新石器时代遗址。遗址中发现的稻米残物和上百件骨耜,纠正了中国栽培水稻的粳稻从印度传入、籼稻从日本传入的传统说法,把中国稻作文化历史推进到7000年前。
(河姆渡遗址炭化稻米)
罗家角遗址位于浙江省桐乡市石门镇罗家角村,是新石器时代马家浜文化早期的古文化遗址。根据炭化芦苇的碳14测定,其最早年代距今约7000年左右。罗家角遗址出土的稻谷,是世界上迄今发现的栽培水稻最早的年限之一,这表明长江流域的长江流域同样是稻作文明的重要发源地。从遗址中出土的骨耜、稻谷和石臼分析,其早期阶段已确立了以栽培水稻为大宗的农业生产经济。
水稻从中国原产地在公元前25世纪传至南亚次大陆的印度,随后传播至东南亚、朝鲜、大洋洲等地。大约在公元前4世纪,水稻传入日本。水稻的传播不仅包括了稻作技术,还有稻作精神文化,对全球多个文明产生了影响。
早期水稻的种植技术主要采用“火耕水耨”的方法。所谓“火耕”,是指先通过放火烧荒来清理田地,再用水淹的方式抑制杂草生长,这种方法简单但效率低下。到了东汉时期,水稻种植技术得到了显著的发展,南方地区开始出现了更为先进的耕地、插秧、收割等操作技术。
唐代以后,南方稻田的耕作技术因为曲辕犁的使用而得到了进一步的提升。曲辕犁最早出现于唐代后期的江东地区,它的出现是古代中国耕作农具成熟的标志。曲辕犁相较于之前的长直辕犁,具有操作灵活、深耕浅耕可调节等优点,极大提高了劳动效率和耕田质量。
同时,在北方旱地耕-耙-耱整地技术的影响下,南方水田也逐渐形成了一套适用于水田的耕-耙-耖整地技术。耕-耙-耱技术创立于魏晋南北朝时期,包括耕地、耙地和耱地三个环节。这一技术体系较好地缓解了北方地区气候干燥、降水少的矛盾,对于保持土壤湿度、减少水分蒸发起到了重要作用”
到了南宋时期,《陈旉农书》中对于早稻田、晚稻田、山区低湿寒冷田和平原稻田等都已提出整地的具体标准和操作方法,整地技术更臻完善。早期的水稻种植都行直播,而稻的移栽大约始自汉代,主要是为了减轻草害。随着南方稻作的发展,移栽技术逐渐以增加复种、克服季节矛盾为主要目的,并发展出一套成熟的育秧技术。