走近谷子

在缺乏沟通的史前,人类文明在这个星球上各自独立生长着。在与饥饿的搏斗中,大致1万年前,散布地球各处的人类族群开始触碰文明,原本全凭狩猎、采集的古人,学会了种庄稼、养牲畜,进入最早的农耕文明。大约11000年前,浙江人不仅吃上了谷子,而且是人工栽种的,这是人类历史中最早的稻谷。在内蒙古赤峰市敖汉旗兴隆沟,考古专家发现1500多粒碳化谷粒,这些谷子距今约7700-8000年。在新石器时代文化遗址如西安半坡村、河北磁山、河南裴李岗等出土粟粒(谷子粒),经鉴定距今已有六七千年。在古老的中国,就将谷子南传印度、巴基斯坦;西传俄国、奥地利,以至整个欧洲;东传朝鲜、日本,以至全世界,中国是世界上种植谷子最大的起源中心。


古时,“五谷”一般是指:粟、豆 、麻、麦、稻,泛指各种农作物的统称,但说法不一。《黄帝内经》中认为五谷即“粳米、小豆、麦、大豆、黄黍”;《孟子滕文公》中称五谷为“稻、黍、稷、麦、菽”;还有一种说法认为五谷泛指五类作物,即“悬、藤、根、角、穗”。现代,人们通常认为,五谷是粮食作物的统称,习惯地将米和面粉以外的粮食称作杂粮,所以五谷杂粮也泛指粮食作物。

图:谷子种植的历史演变

谷子是中国古代的“五谷”之首,是中华民族的哺育作物。在我国两千年多年的封建社会各时期,谷子都是最主要的作物和战备饲草的来源作物,新中国也是靠“小米加步枪,打败日本和老将”建立起来的,直至解放前夕,河北、山东、河南、陕西、山西等省的谷子播种面积仍处于农作物播种面积的首要地位。

图:“南梁北运”—— 农业中国经千年形成的粮食分布格局

小米是北方人最喜爱的主要粮食之一,栽培面积约2100万亩,年产量270~450万吨,总产约占世界的80%。小米分为粳性小米、糯性小米和混合小米;按谷粒外观又分为黄小米、白小米、绿小米、黑小米及香小米等。小米营养丰富、易消化吸收。小米可以酿酒、酿醋,五粮液、汾酒以及南方人喜欢喝的小米黄酒、日本人爱喝的清酒,主要原料都是小米,山西陈醋的主要原料也是小米。

图:当前我国谷子生产概况

最后,谷子还充当一项关系社稷关系人类粮食问题的重要职责。谷子属抗旱作物,在我国,谷子主要分布在北方干旱、半干旱地区,其中三分之二分布在干旱最严重的华北地区。我国是缺水大国,人均水资源仅为世界平均水平的25%,水资源缺乏形势的日益加剧。农业耗水约占总耗水的60%,是最大的水消耗源,一些高耗水作物不得不退出或减少栽培,发展和利用抗旱节水作物已迫在眉睫。同样在气候灾难愈加频发,粮食安全形势依然严峻情况下,世界人们团结起来、战胜饥饿成为当前全世界最为迫切的任务。在亚非拉很多国家和地区,气候变化造成持续高温、降雨不规律、极端天气频发等现象,还会加剧水资源紧张,并导致病虫害的增加,都会导致粮食短缺。谷子不仅属抗旱作物,还耐瘠薄、水利用效率高、适应性广、肥地/瘦地上都能播种,稳产性强,化肥农药用量少,也是典型的环境友好型作物。从这一点上说,谷子还是重要的战略储备作物,在干旱形势日益严重的当今国情下,谷子完全有可能重新成为主栽作物和主要消费粮食。

图:“南梁北运”到“北梁南运”

最营养的谷物

《本草纲目》:小米治反胃热痢,煮粥食,益丹田,补虚损,开肠胃。小米熬成粥后黄香柔滑、回味悠长,喝之满口泛香,可滋阴补虚,民间有“养人”之说。小米汤养心,安神是老、幼、孕妇最适宜的补品。

图: 谷子的营养价值(图表分析)

小米 —— 低过敏的食物

一般的全谷类(如糙米、小麦)似乎都具有麸层(也就是“糠”的部分),唯独小米不含麸质。没有麸质的小米不会刺激到肠道壁,拥有比较温和的纤维质,容易被人体吸收消化。对胃肠比较弱的人和婴幼儿来说,食用小米是最适宜的养生选择!

小米没有麸质但含有高纤维素和维生素,保证了小米具有降低血中胆固醇、吸附致癌物、增强大肠排除废物等功效。


小米 —— 五谷中的碱性谷物

所谓酸性食物,大多属于油脂类,肉类,海鲜类,蛋乳类和五谷类等。五谷类中的一个例外,这个奇葩就是小米!

我们人体血液的酸碱值,大约为微碱性PH=7.4的时候,才有利于体内废物的排出。若我们总是吃下很多酸性食物,体质偏酸,就会影响器官功能的运作,体内废物代谢不良也会损伤人体对疾病的防御能力。(最理想的情况是每天饮食3/4为碱性物质,酸性占1/4就好了)


小米 —— 最营养的谷物

小米内含蛋白质、B族维生素,矿物元素等,平均都高于其他谷物。

图: 小米的营养价值(图表分析)

维生素B1

小米中维生素B1(B1维生素是强化神经系统功能、稳定精神的良品,并能保持心脏的正常活动)。B1含量可达稻米的几倍,并位居所有粮食之首!其次,维生素B2(它是帮助口腔、消化道粘膜健康,维持视力,也是脂肪代谢的好帮手)100g中就含有0.12mg。

胡萝卜素

胡萝卜素(它可以帮助预防某些癌症,具有强力抗癌活性,并能转成维生素A),小米中每100g却含有0.19mg,这也是它令人赞叹的强项。


营养搭配

小米 —— 低过敏的食物

小米补脾胃

小米具有防止反胃、呕吐的功效。甘味入脾,黄色入脾,因此中医说小米能“和胃温中”。

小米补肾

所谓“人食五谷而化精”,就是说,五谷都具有养精气,补肾气的作用,五谷当中,数小米的补肾功效最强。小米还具有益肾气、补元气的功效。

小米汤养心安神

小米汤有养心安神之效。可作为镇静安眠的食疗保健品来食用,对于那些因胃肠不好导致的失眠,其疗效非安眠药可比。

小米助于孕妇恢复

小米中含铁量比大米高一倍,因其含铁量高,所以对于滋阴养血大有功效。对于产妇来说,小米是最理想的滋补品,不仅使产妇虚寒的体质得到调养,还可以帮助她们恢复体力,强壮筋骨。

小米助于婴幼儿肠胃发育

小米富含B族维生素和铁,其中所含膳食纤维性质柔软,容易烹熟,口感好,易消化,适合肠胃功能较弱的婴幼儿食用,利用肠道健康发育。


你不知道的小米营养搭配

婴幼儿辅食

小米+膳食纤维: 促进胃肠蠕动,改善肠道功能,解决婴幼儿便秘的问题。

小米+黑芝麻+核桃: 不仅营养好,有益儿童大脑发育。

孕妇营养

小米+红枣+枸杞: 有益孕妇贫血补血。

小米+荞麦+燕麦+黑芝麻: 有益于体质虚弱略肥胖孕妇使用。

小米+燕麦+荞麦+黑芝麻+核桃: 补充营养,滋润肠道。

小米+南瓜子+核桃+黑芝麻+红枣: 补充丰富的叶酸,怀孕早期使用最佳。

小米辅食适用于普通人群

小米+桑葚: 保护心血管

小米+红糖: 红糖益气补血,谷子健脾胃、补虚损,两者搭配可补益气血。

小米+肉类、黄豆: 所含的氨基酸种类不同,互相搭配可提高蛋白质的吸收利用率。

小米+大米: 营养互补,搭配食用可提高营养价值。

小米不宜搭配的食物

小米+杏子: 小米中的磷等矿物质于杏所含的果酸结合,会产生不易消化的物质,易导致呕吐、腹泻。

小米+虾皮: 小米和虾皮性味不和,同食会致人恶心、呕吐。

小米+醋: 醋中含有机酸,会破坏谷子中的类胡萝卜素降低营养价值。


民以食为天

谷子是重要的战略储备作物

小米营养丰富、易消化吸收,以主食和辅食食用均可,是最营养的谷物,也是北方人最喜爱的主要粮食之一。未脱壳小米称为谷子,在我国已有7300多年的栽培史,主要分布在北方干旱、半干旱地区,其中三分之二分布在干旱最严重的华北地区。

从谷子的种植地域分布可以看出,该作物基本都种植在干旱少雨的土地上,这源于谷子抗干旱、水利用率高的特性。在适宜温度下,谷子吸收本身重量26%的水分即可发芽,而同为禾本科作物高粱需要40%、玉米48%、小麦45%。此外,每生产1克干物质,谷子需水257克,玉米需水369克、小麦510克,而水稻需水更高。


表: 4种主要粮食作物需水量比较
谷子 玉米 小麦 水稻
生产1g干物质需水量(单位:g) 257 370 510 650
每100mL水产生干物质量(单位:g) 0.3 0.27 0.2 0.15

谷子是重要的战略储备作物:其一、谷子属抗旱作物,我国是缺水大国,人均水资源仅为世界平均水平的25%,水资源缺乏形势的日益加剧。其二、谷子除抗旱外,还耐瘠薄、水利用效率高、适应性广、肥地/瘦地都能种,稳产性强,化肥农药用量少,也是典型的环境友好型作物。其三、建国60年来,我国已采用多种手段育成谷子品种300多个,亩产突破600公斤,完全可以作为保持农业可持续发展的支柱作物。所以,谷子完全有可能重新成为主栽作物和主要消费粮食。


粮食危机

世界粮农组织最新估计数字显示,2011-13年间,全球共有8.42亿人口(约占世界人口12%)长期遭受饥饿,超过20亿人患有微量营养素缺乏症,意味着世界人口中约有八分之一可能长期遭受饥饿。饥饿人口中的绝大部分(8.27亿)居住在发展中地区,非洲撒哈拉以南地区仍是食物不足发生率最高的区域,涉及约四分之一的非洲人口。面对人口迅猛增长,土地资源匮乏和水资源短缺等诸多挑战,世界粮食安全形势依然非常严峻。

从谷子的种植地域分布可以看出,该作物基本都种植在干旱少雨的土地上,这源于谷子抗干旱、水利用率高的特性。在适宜温度下,谷子吸收本身重量26%的水分即可发芽,而同为禾本科作物高粱需要40%、玉米48%、小麦45%。此外,每生产1克干物质,谷子需水257克,玉米需水369克、小麦510克,而水稻需水更高。

图:2011-13年间世界粮食分布情况

在我国,尽管粮食生产实现了“十年增”,产量超过6亿吨,但是,中国的粮食自给率扔持续下降。官方将95%的粮食自给率作为目标,但到2012年底,这一数字已跌破90%。

图:2003-2013年中国粮食自给率变化情况

中国耕地保护形势十分严峻,“18亿亩红线”难守。而且相当数量受污染不宜耕种,还有一定数量耕地污染加剧、水资源短缺,直接危及粮食安全。同时,中国粮食分布极不平衡,,经千年形成的粮食分布格局,从“南粮北运”变成了“北粮南运”。有预测:2030年中国人口达到16亿峰值,按人均占有400公斤粮食计算,总需求量达到64000万吨左右。而按照中国的粮食生产能力计算,届时国内粮食(不含大豆)的供给缺口将在4000万吨-5000万吨,面对如此大的缺口,未来,谁来养活中国这只雄鸡?


谷子——有助于解决中国甚至世界的粮食危机

面对世界粮食问题日趋严峻和中国粮食危机不断加深,谷子有望成为解决这一危机的生力军。重要的是,我国是世界上唯一对谷子进行系统研究的国家,研究领域包括起源、进化、资源、育种、细胞遗传、分子遗传、生物技术、栽培生理、病理等各个方面,我国的育种和栽培技术水平也最高。近年来,我国谷子科研工作者产量高的优质品种,正在进行市场开发。如山西的晋谷21、河北金谷米和冀谷19、黑龙江的龙谷25等,并涌现了“汾洲香”、“金谷米”等优质谷子品牌。建国以来,我国共育出了320多个通过各级审定或鉴定品种,谷子平均单产迅速提高,可达2,500公斤/公顷左右,小面积单产突破9000公斤/公顷,“张杂谷8号”更创造了12900公斤/公顷的新纪录。

图:我国发展谷子种植的优势

中国可利用耕地不断减少,我们急需要将占国土面积的三分之一的干旱区面积利用起来,如塔克拉玛干沙漠地区约5.1亿亩的绿洲山地等,通过播种新型杂交谷子,每年可产2.6-3亿吨小米,可以解决我国50%的粮食需求。在非洲,干旱半干旱的确面积有1320×104km2,占非洲陆地面积43.7%;在澳大利亚,干旱半干旱的确面积有500×104km2,约占65.7%;南北美洲,干旱半干旱也非常之大,分别占18.9%和16.6%。中国杂交谷子在世界范围内的旱地推广与种植,有助于解决中国乃至世界粮食问题。如果谷子种植推广到世界上干旱半干旱区域,无疑是世界粮食危机的重大突破。


现代育种

以全球领先的高通量基因组测序能力和信息分析能力为基础搭建的全基因组分子育种技术平台,通过高密度遗传图谱快速构建和性状相关基因定位,利用常规育种的杂交和回交手段,借助全基因组高密度分子标记进行优良单株精准选择育种。该技术突破了传统育种周期长、可预见性差、选择效率低等瓶颈,使快速、高效、可控的精准育种方式成为可能。

图:现代育种的新思路

河北省张家口市农科院与深圳华大基因研究院就谷子育种等签订战略合作框架协议,带领一批核心科研人员,联合组建国际一流的分子育种研发中心,将张家口打造成全球谷子研究中心、培训中心和中国现代生物育种技术的“领头羊”;将张家口打造成中国谷业制种基地、示范种植基地和深加工基地。

图:培养更加高产、耐旱、耐瘠、口感好的谷子

张家口市农科院从1969年开始研究杂交谷子,40多年共取得17项科研成果,其中6项国际领先。目前,该农科院杂交谷子课题有2项国家科技支撑计划、6项省部级课题、2项市级课题。2008年,杂交谷子主研人赵治海入选农业部产业技术体系谷子岗位科学家;国家发改委项目“光(温)敏两系抗除草剂杂交谷子新品种繁育产业化示范工程”和农业部项目“杂交谷子原原种繁育基地建设”立项。

进入21世纪以来,杂交谷子终于研究成功并大面积应用于生产。该农科院共育成杂交谷子品种8个,其中,国鉴品种4个;6个品种被评为国家级优质米,“张杂谷”3号、5号、8号已申请国家农作物新品种保护。

“张杂谷”具有耐旱节水、抗病耐瘠、抗逆能力强、生产成本低、高产稳产、米质优良、营养保健等优良特点,不仅适宜有灌溉条件的水地种植,而且适宜在丘陵山区的旱地种植。推广杂交谷种植,做大做强杂交谷子产业,对促进农业增效、农民增收特别是贫困地区脱贫致富具有重大意义,已得到国家领导人和联合国粮农组织的高度重视。今年,“张杂谷”再次创造奇迹。根据严格测算,山西省静乐县推广种植的“张杂谷”,今年最高单产达到843公斤,打破了2007年“张杂谷5号”单产810公斤的纪录,创下目前我国谷子单产最高纪录。

目前,已通过大规模挖掘谷子基因资源,批量获取和保护谷子的核心知识产权,完成谷子基因组图谱的绘制,揭示谷子抗旱节水、丰产、耐瘠等生理机制,同时培育出更高产优质、抗逆的谷子新品种。

图:谷子改变中国粮食未来