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粒米乾坤

时间:2024-03-23    来源:www.xinwenju.com    作者:沈希宏  阅读:

  稻草说

  “漠漠稻田,差差柳岸。”稻子是用其茎秆,支撑起了一片片绿野。

  茎秆,也就是水稻的身躯,有高低、强弱、粗细、软硬之分,形态与功能各异。水稻的茎秆,由节与节间组成,呈一种特异的管状结构,外直中空。茎秆的节间中存在为数众多的维管束,是水分、矿质元素、有机养分的运输通道,在“源——库——流”中发挥着“流”的功能,就好像是“生产”“流通”“消费”中的“流通”,流通畅,则全身皆畅。

  茎秆的主要化学成分包括纤维素、半纤维素、果胶、木质素和硅元素等。其构成基本决定了水稻茎秆的粗细和强硬程度,构成对外界环境的适应能力,比如一定的粗壮硬度可以拒绝倒伏。化学元素“硅”,可以增加纤维细胞的强度和硬度,所以生产上有时会适当施用硅肥,来提高抗倒性。然而肥料的施用总体不能过多,过多就会造成茎秆和叶片过度生长而疲软,反而更容易倒伏。吕氏春秋审时篇也早就有说,“得时之稻,大本而茎葆。”种得适宜的稻子,才能根部发达,茎秆丛生。

  水稻茎秆,有的纤细柔韧,有的粗壮强大。其软硬也有大不同。有的水稻茎秆软硬适中,你踩它一脚,它会顺利地弹回来。有的却是非常脆弱,轻轻一折就断了。不过这种脆秆稻,却是一种好饲料,在稻鱼共养的生产系统里,鱼儿容易咀嚼消化。

  长一片叶子,则长一节茎秆,所以水稻的茎秆大约有十几节。节的薄壁细胞生命力旺盛,是水稻叶片和腋芽的着生之处。节的存在也增强了稻秆的刚柔性,犹如复合材料的加固件。节与节之间称为节间。节间长度很有意思,基部的茎节密集,到幼穗形成时才急剧拔节生长。我读硕士研究生的时候,做一个转基因水稻的株高研究,曾细细测量了节间长度,发现一个有趣的事情,稻秆的每一节长度之比,基本符合斐波那契数列,也就是我们熟知的黄金分割比。想来水稻也爱臭美的,一直以来都很注意修身。

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  稻谷收获之后,剩下的茎叶是稻草。稻草有许多种气息:收割时茎秆切开新鲜奔放的气息;稻草人的守候气息;稻草垛的游戏气息;稻草枕头和稻草垫在床下的小时候温暖气息;制作饲料的气息;垫在猪圈的猪粪气息。还有,跟妈妈在稻草堆里筛捡掉落的稻谷粒,溢满周身的青草气息。

  稻秆在以前还是最重要的柴火来源,是农民最廉价的燃料。燃烧后形成的草木灰,又是极好的农家肥料。还有稻草绳,稻草鞋,都是农家的基本记忆。稻草富含纤维素,是很好的造纸原料。著名的宣纸,就是利用当地特有的沙田稻草,木质素含量低,灰分与杂质少,容易自然漂白。现在,科学家正在研究的多孔生物碳——一种被称为黑色黄金的高效燃料和环保产品,在这项重要研究中,稻秆成为了固定碳元素、良性实现碳循环的重要原料。

  至于茎秆高低,就如人类的身高一样,稻秆可以高到两米以上,也可以矮到你难以想象。历史上有水稻品种叫做“鸭望糯”,其茎修长而亭立,鸭望而不得啄。我国南方和东南亚地区有一种特殊的深水稻,在浙江又叫做池塘稻,其茎节会随水位高低而自我调节生长。

  从现代育种进程来看,大多数水稻并不需要长得那么高。我国矮秆水稻的发现与利用,与国际上矮秆小麦一道,掀起了第一次绿色革命。其茎秆高度显著降低,而分蘖增多,增加了抗倒能力,提高了产量收获。

  最近中国水稻研究所发掘的超矮秆水稻,其茎秆高度甚至不到10厘米,就一支钢笔那么长,实在是稻子的一种极简缩微版。而且,它的名字,就叫小薇。2016年,小薇还搭乘天宫2号进行了了天空遨游,科学家是打算在太空状态下探索它的生长发育机理。

  我自稻高一尺。小薇,已经不由自主成为一种理想的私人或者公共绿植。某日伏案抬头,眼前一株小薇。想想也是挺有意思的。

  根

  根是隐藏的另一半。根在土里,是我们看不见的另一个世界。

  与地上部不同,根是向下生长的,正所谓扎根。一粒稻种播下去,总有一脉先出的,叫做命根。虽然我们平常看到的文字描述经常是:“布谷,布谷,稻子发芽了。”可是水稻总是根先生长,而后才会长芽。其他植物种子也是。

  水稻的根,由主根、不定根、侧根和根毛组成,多达数百条。根系与土壤交融为一体。水稻根系不仅是吸收水分、养分、必需元素的重要器官,也是植物激素、有机酸和氨基酸等合成与分泌的重要场所。水稻根系还具有吸收同化二氧化碳的功能。水稻根系,与地上部分的生长发育、产量和品质都息息相关。水稻生命体,所有与外界发生能量转换的第一步,都是通过根。

  可以说,根是植物触摸土地的使者,一旦根系遭到什么变故,失去的将是与生命的联系。

  我的师兄和博士导师比较早的注意到了根的重要。通过研究根数、根体积、根重、根系活力等发现,根系的各项指标,都与产量密切相关,比如根重与谷重、根数与穗重关系密切,由此提出了水稻根系育种的理论和概念,希望通过改良根系来改良水稻。后来还克隆了控制根长度的基因。

  根深才能叶茂,才能有好的收成。许多精耕细作的农事操作,比如深耕、耘田、烤田,哪怕施肥,都是为了壮根护根,目的在于固本。

  生长正常的根,呈白色或淡褐色。新长的根,呈白色。成熟的根,呈淡褐色,是可溶性的褐色三价铁沉淀后,在根的表面形成的一层铁膜。白根或淡褐色的根,都具有健强的生理功能,有时裸露在土表,如青筋暴出,遒劲十足。其吞吐呼吸,能与周围的土壤成一个根际微小的生态平衡,促进地上植株的健康生长。

  而有些黑根,灰暗的根,那是烂了,几乎没什么功能。一旦出现,那么地上的植株也就差不多要完了。有一次参加江西的科技下乡,到一位老乡的田里。他说他的稻苗怎么也长不起来。我大概一看,也没看到什么病虫害。就跟老乡说,拔几株出来看看。老乡便下田里连根拔起几株秧苗来,水田中的气泡跟着冒出一股臭鸡蛋味。我想肯定是根烂了。拿近来一看,果然根系已经黑得腐烂了。灰根要命,哪里有什么力气再长苗。我说老乡,可能是长期淹水、透气不好,加上施肥过重,有机酸变质,产生硫化氢等一系列有毒物质了,你赶紧把水排干了,狠狠晒几天太阳试试看能不能挽救。

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  根儿深,秆儿壮。反过来,其实也是。如果地上植株的叶子挺拔,谷粒金黄,那它的根,也一定是倍儿壮实。

  水稻的根是须根,胡须一样很多很多根。有时去理发,信手拈须地想,把胡子理成一个稻根的模样。

  紫叶水稻

  烟花三月下扬州的时候,稻花来了海南。

  在海南的试验田里,长出了一些紫叶子的水稻。紫叶子水稻在阳光下散发着锐意的光芒,在一大片普通绿叶的试验田里,这几片夹杂着的深紫色让人眼前一亮。有意思的是,一些紫叶水稻的稻穗,刚抽上来时是白色的,帮我管田的老吴,惊讶地说这稻子病得厉害,从没见过,连忙要去背喷壶来打药。

  姹紫嫣红,自然界本来就丰富多彩。有普通的绿油油水稻,也有多种其他叶片色彩的水稻,比如就有紫叶水稻。紫叶水稻近年来有点火,因其独特的视觉观感,主要被用于农业观光,比如在稻田画画。大地作画是一件诗意的事。我去过云和梯田、沈阳的稻梦空间,还有很多地方的稻田,都通过精巧的设计在稻田里种出了美丽的图案。爬上周围的山头,或者建一个观景台,就可以看见稻田画作,栩栩如生。有小动物的图案,有祝福的词句,有网络热图,有仕女图,有构造复杂的殿宇等等,画得非常有层次,甚至有立体感,参观者络绎不绝。中国水稻研究所的同事,在浙江江山、庆元等地,用紫叶水稻画出“江山如此多娇”“美丽畲乡”等大地之字,也是非常惊艳。

  一般我们说绿色植物。紫叶水稻也是绿色植物,就像一个花坛里种了很多颜色的花花草草,也还是叫做绿化。紫花常有,而紫叶的植物在自然界并不多见,这也是长期自然选择的结果,看来紫叶并不占优势。然而紫叶的光合作用原理是与普通绿叶植物一样的,只不过是紫叶植物的花青素含量,高过了叶绿素。

  遗传学上认为,紫叶稻由3对基础基因C、A、P控制花色素苷,还有一些修饰因子也起了作用,比一般的性状遗传要复杂得多。一个普通绿叶的水稻与一个紫叶水稻杂交,杂交后代出现紫叶的比例不是典型的三比一,而是还会出现一些其他的叶片颜色。

  长粳之余,我也少量做点紫叶水稻的育种。这个很好玩,犹如调色板。原有的紫叶稻子,它的穗子是正常颜色的。有一年,我从云南农大陈丽娟老师那里要到一个抽粉红穗子的紫叶水稻材料,如获至宝。我用这个珍贵的稻种,与其他水稻做了杂交,就做出了让老吴惊讶的新水稻。紫叶子,白穗子,观感更是与众不同。有几个朋友路过我的稻田,非要搬几株紫叶水稻栽在盆子里,摆在办公室,意为紫气东来,或者说澹然朱紫。

  陈老师也是个稻痴,誓将一生付水稻,要“美到谷子里”。有时难得与陈老师聊几句,发现水稻人身上有着许多感同身受的植物性情。这样认真做一件事真好。云南的植物资源丰富,稻种也多样,泸沽湖畔就种植着我国海拔最高的高山水稻,值得好好利用。

  当然,我做紫叶水稻不止为了好看。我也想把紫叶水稻的稻米做得非常好吃,观赏与食用两不误。

  从稻到米

  “山前有熟稻,紫穗袭人香;细获又精舂,粒粒如玉珰。”(唐·皮日休《正乐府诗篇·橡媪叹》)“秋菰成黑米,精凿传白粲。”(唐·杜甫《行官张望补稻畦水归》)人们在收获稻谷之后,还要进行舂米,或者说碾米,才加工成日常食用的大米。

  “稻”字象形而会意,本身犹如一幅“上古谷场图”。稻从禾本,右边的“舀”部,是用石臼舂碓谷子,再用手从臼中掏出带糠的米扬在风中,让风吹走糠,留下米粒。

  “谩言嘉谷可登盘,穅秕还忧欲去难。”(《康熙御制耕织图·诗十九<筛>》)从稻谷变成米,也不是一件简单的事,里面集聚了无数先人的智慧。据考古研究,约一万年前的浦江上山人,就懂得把稻谷放到石磨盘上,用石磨棒来回磨出大米。汉代以来,逐渐发明出土砻、水碓、机碓、石碾等半机械,借助力学杠杆原理,节省了不少打米力气。后来索性,让牛啊马啊来牵引磨米,人在旁边吆喝。南宋范成大《腊月村田乐府十首·冬舂行》诗云:“腊中储蓄百事利,第一先舂年计米……齐头圆洁箭子长,隔箩耀日雪生光。”舂米在古代,或者说我们的小时候,都是一件大事,往往围观者众多。

  直到蒸汽机的发明,碾米的事才逐渐开始机械化。1897年,近代商界翘楚章维藩在芜湖兴建“益新米面机器公司”,算是我国较早拥有先进设备的粮食加工企业了。因为机器效率大大提高,当地的官方民间都曾颇有怨言,说章维藩“用机器碾米磨粉,影响本地砻坊生计”。据考证,在1900年前后,我国制造出了第一台碾米机。安徽芜湖、江西九江、江苏无锡、湖南长沙四大米市,也是那时兴起的。

  从稻谷变成米,由金黄化为洁白,其实需要两步。第一步是先脱壳,稻谷去壳又叫砻谷,是米从谷里脱颖而出,是为糙米。糙米已经可以食用,只不过口感粗粝些。现在也有人建议适当食用糙米,毕竟种皮和种胚里,还是含有不少活性物质,比如红米黑米,吃的就是保留了有色种皮的糙米。第二步是糙米继续碾磨,再去掉一层种皮,方成白米。种皮一旦去掉,小小的胚自然也系不住了,所以精白米的营养会有所流失。米与米糠的混合物,经过风清扬,则“细糠随风扇播扬分去,膜尘净尽而粹精见矣”(《天工开物·上篇·粹精》)。是不是有点像吹尽狂沙始见金的感觉。

  一斤稻谷,出糙米约八两,出白米再打小一折,约七两。这里面还会有很多断米碎米,最终出商品米大概就在六折左右。我国年产稻谷2亿吨,全部加工成白米大概就1.3亿吨左右。按人均计,将近人均拥有白米量为100公斤。当然,也有相当部分作饲料用或其他用。

  白米之外的谷壳与碎米,统称为米糠。算算也是个大数字,因为很多是家家户户的小加工,少量的米糠就碾落成泥。大型加工企业的米糠副产品,数量大的可以烧白酒,可以产米糠油,也可以制生物炭等等。

  稻谷新收载满车,先舂一石酿口腹。不管怎么说,新舂的米是够新鲜的,记得先尝为快。

  粒米乾坤

  一粒稻米,包括胚乳和胚两个部分。人们日常食用的稻米,主要是米的胚乳部分。不知大家有没有注意到,米粒的一端有个凹痕,那里就是胚着生的地方。在碾米过程中,小小的胚一般都是脱落了,只留下了一点痕迹。

  “米粒如霜,性尤宜水。”(《爾雅翼》)一粒米里,除了14%左右的含水量,最主要的成分就是淀粉,大概占70%~80%,其次是蛋白质,约占7%,还有不到1%的脂肪。一些少量的维生素、微量元素、活性物质等,主要存在胚和种皮里,所以我们吃饭,其实就是吃淀粉。

  什么样的米是一粒好米呢?人们制定了一系列指标标准来评价一粒稻米的优劣,包括外观品质、碾磨品质、蒸煮品质、营养品质、卫生品质。

  外观就是长相,是指米粒的长与宽,有没有垩白,颜值几何。垩白是稻米好坏的一个直观因素。垩白的产生,一方面是品种的遗传,另一方面是因为灌浆不饱满导致。未完全成熟的水稻,淀粉粒还未结晶,碾成米就会有这样松散的白。碾磨指标是指出米率,特别是整精米率,是稻米贸易的重要商品属性,它好,那一切都好。蒸煮品质是指生米煮成熟饭过程中的一些特性,包括米饭的延展、淀粉颗粒糊化的温度条件等,与直链淀粉含量有直接关系。营养品质主要说淀粉、蛋白质、脂肪、B族维生素、矿物质等的含量,以及它们能够产生的热量,一般稻米里都差异不大,除非一些特定育成的品种。卫生品质,则是检测稻米里面农药及重金属元素等有害成分的残留,这决定着食用是否安全。

  因为各地的口感差异,指标好了,并不代表米饭一定就好吃。有些指标相近的品种,其口感差异却很大。近年来,向日本学习,渐渐开始增加了食味评价。一方面,通过设置一系列参数,研发食味仪进行食味测定。另一方面,由稻米品评员进行现场品尝打分。从近年的实践来看,效果不错。好吃的米,大家会普遍叫好,毕竟,吃货的心是相通的。

  稻米的这么多指标,它们之间也有着相互的联系和影响。正常来说,蛋白质含量高会影响口感。日本的一位水稻育种家,小林麻子,她对淀粉与蛋白质的关系做了有趣的研究,她的结论也很可爱:蛋白质太低了不好吃,蛋白质太低了也不好看。

  前面我们说整精米率好,就什么都好了,是因为稻米淀粉的含量、结构、分布等,都直接影响整精米率。目前国内的品质育种还只注重在直链淀粉上,而日本的科学家已经开始侧重支链淀粉的研究。小林麻子认为,支链淀粉中链的长短、多少,对食味的影响很大。她育成的一个新品种“一誉”,与闻名的“越光”相比,食味分值更高。这两个品种的直链淀粉含量相同,蛋白质含量相同,差异就在“一誉”富有短链淀粉。它的口感,出现了少有的Q弹。

  再比如说,稻米的粒长。这是我在长粒粳稻的育种中发现的一个现象,或者说是假想。米粒变长,品质普遍会变好。一个简单的原理是,米粒变得欣长苗条了,灌浆会顺畅和均匀。虽然现在还不太有人相信。

  粒米乾坤大。一粒稻米,不但要外表好看。还要由表及里。还要想想,它是经历了多少阴晴风雨,浇灌了多少辛勤汗水。除了所有看得见的物质成分,一粒米,也灌满了一肚子阳光。

  生米煮成熟饭

  如何把生米煮成熟饭,也是一门小小学问。

  煮的时间,水量,大概是什么类型的米,都有所不同。比如软米比硬米,或者说是粳米比籼米更容易与水结合,淀粉颗粒膨胀得少,所以稻米与水的比例,1比1.1-1.2就够了。煮籼米饭则适当可以多放点水。如果煮的是糙米、红米、黑米等,那煮的时间要长些,因为外面还包裹有一层种皮要煮破。

  “舂谷持作饭,采葵持作羹。”(《十五从军征》)为什么生米要煮成熟饭呢。最初人类都是吃生的,遥远的祖上是在一场山火过后,发现熟食比生吃香,从此人类的饮食发生了革命。稻米在煮熟加热的过程中,一部分淀粉水解为糊精,蛋白质失活变性,脂肪游离,少量的芳香物质会挥发出来,所以煮熟的米饭表面会有一层油光。煮熟的食物,也更容易消化吸收。

  真的,我经常在稻田中央吃生米。吃得很费劲,也从没有吃饱过。

  细微点说,一粒稻米中,米粒中心部分的淀粉是先形成的,生理年龄比外层的老一些。稻米外层的直链淀粉比米心的少20%,颗粒也小些,结合蛋白质又多些。所以很多人无法理解,日本人做最高档的清酒、寿司,只用米心,要把胚乳的外层都磨去。毕竟是,什么材料打造什么铁。

  煮一碗好饭并不简单。大家可能知道,日本有位“煮饭仙人”,叫村嵨孟,一辈子只想做一碗好吃的银饭。他的饭堂成为大阪一景,很多游客慕名而来排队,只为尝尝他们家的小饭团。听老人说,煮好饭人是根本,米是基础,水是灵魂,淘是关键。用老人的话来说淘米,是用手指间那恰到好处的力道,让每粒大米在水中互相碰撞,让它们在碰撞中欢快地吸收水分。加热的过程也很讲究,不让火直接加热,而是通过火烧热砖瓦,让砖瓦再将热量均匀地传递给锅子里的米。

  煮饭仙人甚至会将煮饭的水提前一天放入瓦罐,放置在自己卧室。他说这样做是可以把自来水中看不见的杂质去掉,培养人跟水的感情。老人说:“我每天都很早起床,锻炼一个半小时身体。因为一个健壮的人和一个病歪歪的人煮出的饭,一定是不一样的。”这份健达与执着,做到了物人合一,煮的饭怎么可能不好吃。

  中国也有位煮饭达人苏伯伯,长期致力于煮一口好饭。苏伯伯认为内胆是电饭煲的关键,好胆才能煮出好饭。苏伯伯模仿传统柴火饭的灶口,制造出了球形的电饭煲锅底。为什么是球型,为的是让米饭受热更均匀,为了让每一粒米饭都有同等火候,苏伯伯最近把球釜又努力扩大了一番。

  我家老沈,明代沈受先在《三元记》中写道:“小姐,如今生米做成熟饭了,又何必如此推阻。”后来人们用来形容事情已经发生,不能再改变。事实上熟饭冷却后,淀粉粒还是会变,不容易消化的抗性淀粉会增加,而且放两天就会变馊。热带地区的人们会把吃不完的剩饭重新晒成米干。这个不变,只是暂且一时。

  迟迟朝日上,炊烟出林梢。煮饭仙人坚持用柴火灶,苏伯伯也一直在模仿柴火灶的模样。这不由得让人想念小时候炊烟袅袅的米饭香。小时候妈妈很早起床煮饭,放学回家也喜欢围着妈妈看她煮饭,铁锅周围热气腾腾,有一场暗香浮动。锅盖一开,似有千军万马来相见。米饭上泛起一层薄薄的油光发亮,如固体的阳光,固体的氤氲。

  水稻几个亲戚

  门、纲、目、科、属、种。在植物分类上,水稻隶属颖花目、禾本科、稻属。稻、麦、玉米、高粱等,许多重要的粮食作物都是禾本科。南方很多地方称稻为禾,所以我以为稻是禾本科科长。

  禾本科植物都是草本。大家想不到吧,高高大大的竹子,也是同属禾本科,是一种特别高大的草,而且与水稻颇有相似之处:单子叶,须根,有分蘖,茎秆是一节一节的,中空,开的花都是圆锥花序。花儿成串,叫做小穗,由颖片、小花和小穗轴组成,是禾本科植物的典型特征。虽然竹子不怎么开花,几十年才开一次,可是竹子会开出跟稻穗一样的花朵,结的种子也称为竹米。竹子一旦开花,也意味着很快将完成一个生命轮回,衰老死去。稻米是人吃的,传说竹米是凤凰吃的,古代有凤凰“非梧桐不栖,非竹实不食”之说。

  茭白,又名曰菰,也是水稻的一门亲戚,走得非常近。同样喜欢生长在有水环境,小时候更是长得一个模样,一个分蘖又一个分蘖地生长,散发般叶子在风中飘扬。只是茭白长得比水稻大几号,外人不容易分辨。平常菜市上的茭白,其实是它的茎秆,一节一节的。这个时期相当于水稻拔节,茭白的使命就完成了,所以我们也不太会注意到茭白开花。

  有回朋友发我一图片,好长的一粒一粒棕色的“米”。他问我怎么有这么长粒的米,是不是很好吃。我恰好见过。我们研究所也有陈列展示。这个“米”其实是一种野米,美国人叫wild rice,是茭白结的种子。我在田里见到过茭白开花,也是跟稻穗似的,颖花很长一粒一粒,不过没有吃过。

  更不容易分辨的是稗草。稗草最喜欢与水稻相伴而生。小的时候几乎与稻苗长得一模一样,哪怕专业人员也很难区分出来。长大了才露出峥嵘面目,要与水稻争抢生长空间,争抢阳光、水分、肥料。稗草结的种子很细小,随风飘落在地里,静等来年,誓与水稻不离不弃。

  植物杂交,是现代育种的一种常见技术手段。如果水稻,与这几个远房亲戚杂交,会产生什么样的新奇物种呢。育种学上,这个叫做远缘杂交。距离是远了点,但仍属有缘。理论上来说遗传距离远的品种杂交,会发生更大的可能。

  看到过文献,看到过相关社会新闻,还真的有好多人在做远缘杂交的探索,水稻与高粱、水稻与玉米,水稻与上面这几个亲戚。不过目前还没有很成功的例子。想想也是,谈何容易。人家分开了成千上万年,不是想捏就能捏回去的。

  我也试想过,至少模仿过,把水稻的株叶形态,培育出菰、竹子的几个特征来,那么茂盛的植株,长长的米粒,会不会开出更大一穗稻花。

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