顏色豐富、形態(tài)各異的秘魯土豆。
土豆,學(xué)名“馬鈴薯”,是著名的茄科食用植物。它在全世界有無數(shù)忠實的愛好者,各國更是對它擔(dān)起主食重任抱以厚望。為了應(yīng)對隨時可能到來的糧食危機,許多國家都相繼增加了糧食作物的種植面積,其中以土豆的種植面積增長速度最快。土豆不僅有較高的營養(yǎng)價值和老少皆宜的口感,而且從產(chǎn)量和種植條件等多方面考慮,土豆可以說是最適合作為主糧的作物之一。鑒于土豆的種種優(yōu)點,聯(lián)合國將2008年命名為國際土豆年,并稱贊其將成為未來人類的主食之一。
土豆被安第斯山脈的原住民種植了數(shù)千年,但直到16世紀才被外界所知。1532年,西班牙殖民者們?yōu)榱藢ふ尹S金首次踏上秘魯。在和當(dāng)?shù)厝私佑|的過程中,他們注意到印加的礦工會食用芻努——將土豆置于寒冷雪地凍干后形成的食物。這種食物在室內(nèi)可保存十年不腐壞,因此幫助當(dāng)?shù)厝擞行У氐钟藶?zāi)荒年月被餓死的風(fēng)險。后來土豆被西班牙人帶回國進行小規(guī)模種植,但西班牙人只是用土豆喂牲口。17世紀初,秘魯人將土豆;東干,由此制作出的芻努可以長期保存土豆已經(jīng)進入英國、意大利、荷蘭等歐洲國家,可是這個時期的歐洲人依然不能接受土豆作為食物,只有在饑荒時期實在沒有口糧的情況下,無奈的歐洲人才不得不煮“野蠻人的塊莖”來吃。歐洲人厭惡土豆的另一個原因,是他們覺得土豆植株長得很像“女巫”們種植的茄科植物(這也是事實,馬鈴薯為茄科茄屬),害怕觸碰土豆會中毒,更別提吃土豆了。
秘魯人將土豆凍干,由此制作出的芻努可以長期保存。
其實,土豆有許多其他糧食不具備的優(yōu)點:土豆特別容易種植,生長速度快,占地面積也少;土豆的生長對環(huán)境也不挑剔,在任何環(huán)境下幾乎都能生長;土豆的營養(yǎng)價值也很高——它含有人體所需的所有9種必需氨基酸,其所含的維生素C是蘋果的10倍,B族維生素是蘋果的4倍,各種礦物質(zhì)是蘋果的幾倍至幾十倍不等。甚至就連土豆皮也有一定的保健功效,土豆皮富含綠原酸和硫辛酸等抗氧化劑。綠原酸有抗氧化和抗癌的功效,硫辛酸對糖尿病和飲酒造成的多發(fā)性神經(jīng)病變有療效。
但在當(dāng)時,整個歐洲社會并不了解土豆的好處。從農(nóng)民到城市工人,歐洲民眾對土豆非常抵觸,認為其既沒有味道,聞著也不香。歐洲第一本百科全書的作者德尼·狄德羅這樣形容土豆的滋味:“除了淀粉味,什么味道都沒有的塊莖?!比欢?,一場殖民戰(zhàn)爭卻讓不被待見的土豆成了英國人的主食。1775年,當(dāng)時還屬于英國殖民地的美國爆發(fā)了一場抵抗英國殖民統(tǒng)治、爭取民族獨立的戰(zhàn)爭。當(dāng)時英軍的所有口糧都來自英國本土,8年戰(zhàn)爭的驚人消耗讓英國本土陷入了大饑荒。迫于糧食壓力,英國政府不得不出臺政策,大力推廣種植土豆。在饑荒面前,英國人顧不得先前的偏見,丑陋的塊莖這才被正式擺上了英國人的餐桌。相似的歷史也在英吉利海峽對面的荷蘭、比利時和法國等國上演。從一開始的歧視和懷疑,到最后充分認識到土豆的優(yōu)點,歐洲用了幾百年時間。
隨著土豆出現(xiàn)在越來越多歐洲人的餐桌上,歐洲國家抵抗糧荒的能力明顯提高,周期性人口減少的發(fā)生率也大大降低。營養(yǎng)豐富的土豆還降低了歐洲人患壞血癥、結(jié)核病、麻疹和痢疾等疾病的風(fēng)險。從某種意義上來看,土豆可以說是西方世界崛起的重要支撐。歐洲種植土豆的區(qū)域出生率逐漸上升,死亡率逐漸降低,這讓歐洲的人口迅速增長,其中又以愛爾蘭最為明顯。
從1780年到1841年,愛爾蘭總?cè)丝趯崿F(xiàn)倍增,從400萬增長至800萬。如此夸張的人口增長數(shù)據(jù)背后的原因既不是工業(yè)擴張,也不是農(nóng)業(yè)技術(shù)革命。愛爾蘭的農(nóng)業(yè)技術(shù)相對于英國更加落后,即便如此,種植難度和種植成本都很低的土豆能讓最貧窮的農(nóng)民家庭生產(chǎn)出大量營養(yǎng)豐富的食物。和谷物相比,土豆的種植、收獲和烹飪難度低,連小孩都能完成。收獲上來的土豆也不像谷物需要脫殼、干燥和磨粉。又因為原產(chǎn)于南美的土豆非常適應(yīng)愛爾蘭的土壤和氣候,當(dāng)時1英畝(約合6畝)土地可以出產(chǎn)6噸土豆,而小麥和燕麥的產(chǎn)量不到1噸。當(dāng)大部分歐洲地區(qū)家庭還在拒絕食用土豆時,愛爾蘭人已經(jīng)將土豆作為重要的糧食對待。對于當(dāng)時的普通愛爾蘭家庭來說,土豆是唯一的食物,但太過單一的食物構(gòu)成給愛爾蘭埋下了災(zāi)難的種子。
這場災(zāi)難來得如此突然,在1845年至1852年的7年時間里,愛爾蘭人口驟減100多萬,200多萬愛爾蘭人背井離鄉(xiāng)。災(zāi)難背后的原因是晚疫病引發(fā)的土豆大減產(chǎn)。導(dǎo)致土豆晚疫病的元兇是一種卵菌,被晚疫病卵菌感染的土豆的塊莖和葉片都會腐爛。當(dāng)時爛在土中的塊莖對愛爾蘭家庭的打擊無疑是致命的。
矗立在都柏林街頭的饑民雕像,真實地反映了那段饑荒歲月。
感染晚疫病而腐爛的土豆塊莖。
秘魯至今依然保留著全世界最大的馬鈐薯品種庫。
發(fā)生在愛爾蘭的悲劇很大程度上是土豆種植品種過于單一釀成的,而在土豆的發(fā)源地秘魯,晚疫病的威脅并不是很大。這是因為秘魯人會在不同海拔種植不同品種的土豆,自然選擇和人類對土豆口味和抗病蟲害能力等方面的要求,共同造就了秘魯豐富的土豆品種。秘魯本土的土豆品種在5000種以上,數(shù)量龐大的土豆家族甚至讓植物分類學(xué)家們?yōu)榇祟^疼了好幾十年。多樣化的好處是染病風(fēng)險減小,使得晚疫病只能感染其中部分品種的土豆。當(dāng)時愛爾蘭人所種植的土豆品種非常單一,再加上以塊莖無性繁殖的土豆會將保留上一代塊莖中的病毒,造成病毒積累,才釀成了那次慘劇。
為了不讓悲劇重演,今天的科學(xué)家們對土豆晚疫病卵菌的基因進行了測序,同時在現(xiàn)代農(nóng)藥、基因工程和多樣性冗余方面加大研究和投入,使植物病帶來的危害大大降低,也為土豆成為主食掃去了大部分后顧之憂。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展,土豆在其中也扮演了重要角色。舊石器時代溫度變化十分劇烈,這個時期世界上大部分地區(qū)在寒冷的冰期和溫暖的間冰期間快速變換。不穩(wěn)定的氣候決定了人類不能靠某一種食物生存。距今約1萬年前,當(dāng)最后一個冰河期結(jié)束,氣候變得穩(wěn)定時,古人們開始從成千上萬種可食用植物中挑選他們各自偏愛的少數(shù)品種并嘗試栽培,農(nóng)耕的星星之火在全世界蔓延開來。在土豆和玉米還沒有在歐洲大面積種植,強效肥料尚未得到普遍使用之前,歐洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低下,當(dāng)時的歐洲人每天能獲取的食物還不如同時期非洲或亞馬孫地區(qū)某些靠采集和捕獵維生的原始部落。吃不飽的窘境最后被規(guī)?;瘑我黄贩N種植農(nóng)業(yè)改變了,這場最先興起于歐洲的農(nóng)業(yè)革命讓數(shù)億歐洲人擺脫了貧困,而最早進行規(guī)?;N植的糧食品種就包括土豆。
單臺聯(lián)合收割機每小時可收獲100~400噸土豆。
馬鈴薯甲蟲是土豆的天敵。
近現(xiàn)代歐洲和北美地區(qū)土豆的大規(guī)模種植為農(nóng)業(yè)工業(yè)化樹立了模板,也改變了世界農(nóng)業(yè)的大格局。大航海時代在為歐洲帶來土豆的同時,還將全世界第一種強效肥料——秘魯鳥糞引入了歐洲。鳥糞中含有豐富的氮、磷和鉀等元素,出口鳥糞讓當(dāng)年的秘魯賺了不少錢。但遺憾的是,商船同時還引入了土豆的天敵——馬鈴薯甲蟲。馬鈴薯甲蟲最喜愛土豆植物,同時也會危害番茄、煙草、辣椒和茄子等茄科植物。雖然馬鈴薯甲蟲讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)者傷透了腦筋,但也給殺蟲劑的發(fā)展帶來了很大的動力。19世紀60年代,美國為扼制馬鈴薯甲蟲疫情,在全國范圍內(nèi)大面積推廣砷制劑殺蟲劑。在砷制劑的基礎(chǔ)上,科學(xué)家又不斷研究出雙對氯苯基三氯乙烷(俗稱滴滴涕,現(xiàn)已禁用)等殺蟲劑。在規(guī)模種植、強效肥料和殺蟲劑的共同作用下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了巨大變革,單位面積產(chǎn)量大大提高。
土豆之所以能成為全世界人民喜愛的主食,產(chǎn)量高是重要原因。作為谷物的小麥或水稻的谷穗如果太重,會造成植物倒伏,這對植株是致命的。而生長在地下的土豆塊莖則基本不受植物其他部分的限制。土豆的繁殖策略也和水稻等植物有很大不同。禾本科的水稻、玉米和大麥等作物的壽命都很短,野生種壽命一般不超過兩年,因此它們選擇將光合作用合成的能量全部留給下一代,也就是種子。
土豆原產(chǎn)于安第斯山區(qū),惡劣的環(huán)境讓土豆具備了多種應(yīng)對惡劣環(huán)境的策略。安第斯山脈遍布活火山,是地震、洪水和山體滑坡的高發(fā)地。就算不考慮地質(zhì)災(zāi)害的影響,安第斯山區(qū)的氣候也不適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn):山區(qū)的溫度變化幅度劇烈,幾個小時內(nèi)溫差可達20多攝氏度。在艱難的生存環(huán)境面前,土豆演化出了兩大求生本領(lǐng):其一,塊狀的變態(tài)莖。土豆演化出了塊莖,并將豐富的營養(yǎng)儲存在其中。因為土地是良好的保溫層,深埋地下能在一定程度上抵御山區(qū)劇烈的溫度變化,同時也避免了被動物啃食。塊莖營養(yǎng)儲備豐富,自帶“水箱”,和作為植物種子的谷物相比,土豆抗干旱等惡劣環(huán)境的能力更強。其二,土豆有兩條繁殖途徑。除了開花授粉進行有性繁殖外,土豆還可以通過塊莖上的芽進行無性繁殖。相比有性繁殖,無性繁殖無需將能量消耗在不能生育后代的雄性身上,同時能保證后代基因的穩(wěn)定。
土豆將幾乎全部營養(yǎng)保存在塊莖中
不過,土豆作為食物也存在一些缺點,比如含水量高。土豆的含水量高達60%~70%,干物質(zhì)比例大大低于谷物。更大的體積和重量帶來的是更高的運輸成本。土豆的另一大缺點是不耐儲存。生土豆對儲存環(huán)境的要求很高,一旦腐爛、變綠或是發(fā)芽,都會導(dǎo)致土豆無法食用,國際糧食市場上鮮有土豆交易也是這個原因。無法長期保存就意味著生土豆無法作為存儲糧,這也是限制土豆成為主糧的重要原因。世界各國的土豆平均畝產(chǎn)也相差巨大。非洲一些國家因為缺少肥料和灌溉水,平均畝產(chǎn)僅為0.5噸左右,而歐盟國家的土豆平均畝產(chǎn)可達2.5噸左右。另外,土豆多以種薯繁育,一般每次收獲要留下20%作為種薯,大大超過水稻和玉米等谷物所需留下的種子量。最后,土豆的無性繁殖無法淘汰缺陷基因,還會帶來適應(yīng)新環(huán)境能力變?nèi)?、積累病毒等問題。只有解決了這些問題,土豆才能真正成為安全的主糧。
土豆作為全球熱銷食品,正在經(jīng)歷由新鮮土豆轉(zhuǎn)向增值加工食品的轉(zhuǎn)變。土豆淀粉中含有天然的磷酸基團,因此含水性超過玉米淀粉和紅薯淀粉,被用來為食物增稠。人們平時購買的面食制品、蛋糕和冰淇淋中大多添加了土豆淀粉。餐館和快餐連鎖店所用的預(yù)制薯條和薯塊每年的產(chǎn)量超過700萬噸。土豆可以作為釀酒的原料,東歐地區(qū)人民喜歡飲用的伏特加的發(fā)酵原料中就有被碾碎的土豆泥。1937年,美國梅爾食品公司首次生產(chǎn)的富含土豆全粉的罐頭午餐肉順利成為二戰(zhàn)盟軍食品中的主要蛋白質(zhì)來源,而土豆全粉解決了生土豆不耐儲存的問題。
土豆淀粉在制藥、紡織和造紙工業(yè)中也有重要作用,主要用于加工黏合劑和作為填充物,還能改善食物紋理。土豆淀粉具有抗高溫和耐高壓的特性,因此在石油工業(yè)中被用于稠度穩(wěn)定劑,以保持泥漿的水分。土豆淀粉可以用于替代目前使用的聚苯乙烯等塑料,由土豆淀粉制成的一次性餐具具有100%生物可降解的優(yōu)點。土豆的皮和含淀粉廢料可用于生產(chǎn)生物質(zhì)乙醇。據(jù)加拿大研究機構(gòu)的估算,4.4萬噸土豆加工廢料可生產(chǎn)400萬~500萬升乙醇。
能否更集約、高效地使用資源是判斷科技先進與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。如果達到相同的生產(chǎn)水平,使用的資源比以前更少,這就是科技進步。過去的經(jīng)驗和教訓(xùn)告訴我們,在有限的耕地資源、水資源和能源前提下,高效、清潔和可持續(xù)是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,而高產(chǎn)、適應(yīng)性強的土豆恰好能滿足這些要求。要讓全世界大多數(shù)國家接受土豆作為主糧還需要很長時間,但為應(yīng)對隨時可能爆發(fā)的食物危機,至少人類已經(jīng)有了土豆這個對策。
美國宇航局非常看好土豆作為未來人類在火星上的食物(效果圖)。