河北小麦的进化之路

　　小麦，中国乃至世界范围内最重要的粮食作物之一。

　　在漫长的历史长河里，小麦也一直作为中国传统农耕社会中的“五谷”之一，占据着重要地位。河北也是全国重要的小麦优势产区之一。 

　　其实，在中国已经有几千年种植历史的小麦，原本是地地道道的“外来物种”。 

　　外来作物 历经两次进化传入中国 

　　面食，是中国人，尤其是中国北方人几乎每天都离不开的一种主食。面食的主要来源，则是在中国乃至全世界都占据重要地位的粮食作物——小麦。 

　　自古以来，“麦”就是我国“五谷”之一。虽然长期以来，人们对五谷到底指什么存在争议，但无论是“稻、黍、稷、麦、菽”的说法，还是“麻、黍、稷、麦、菽”的说法，抑或是《周礼·天官·疾医》中记载的“麻、黍、稷、麦、豆”的说法，“麦”都未缺席。 

　　很多人由此认为，我们今天生活中最常见的“麦子”——小麦，应该是原产于我国的一种主粮作物。然而，事实却并非如此。 

　　如今的考古学界已经公认，小麦是地道的西亚物种，它的故乡位于今天西亚的两河流域地区。在那里，考古工作者发现了世界上最早的小麦遗存，距今约1万年。 

　　但那时候的小麦，和现在人们普遍种植的小麦，并不完全一样。 

　　在长期演化的过程中，小麦发生过两次从量变到质变的重要进化。这种进化，还得从植物细胞里的染色体说起。 

　　“染色体是生物细胞核里的一种物质，是生物遗传的主要物质基础，每种生物的细胞核里都含有一定数量的染色体。细胞有两套相同染色体的植物，叫作二倍体植物。具有多于两套染色体的植物，就叫作多倍体植物。相对来说，多倍体植物具有生命力强、高产优质等特点。”河北省农林科学院粮油作物研究所副所长李辉告诉记者。 

　　和如今普遍种植的六倍体小麦不同，最早发现于西亚地区的小麦，是二倍体小麦，也叫一粒系小麦。 

　　研究表明，一粒系小麦的长期栽培过程中，与一种跟它生长在一起的禾本科野草——野生二倍体的拟山羊草，发生了天然传粉杂交，进化成为有28条染色体的四倍体二粒系小麦。二粒系小麦每小穗有两朵花结实，比一粒系小麦籽粒大一些，穗轴也变得较硬，产量也提高了。 

　　这，就是小麦演变史上的第一次进化。 

　　在二粒系小麦的种植过程中，一种叫节节草的野生植物又跟二粒系小麦发生了杂交，杂交后代经过染色体天然加倍后，表现出穗大籽粒多的特征，由此发展成为现代小麦的祖先——六倍体小麦，也叫普通小麦。 

　　这，则是小麦的第二次进化。 

　　“我们今天能看到的这些小麦品种，基本都是六倍体普通小麦。如今，世界上普通小麦的种植面积，占小麦种植总面积的90％以上。”李辉说。 

　　那么，普通小麦又是何时传入中国的呢？ 

　　关于小麦传入中国的时间，从历史文献中能够查到一些线索。例如，《左传·成公十八年》中记载：“周子有兄而無慧，不能辨菽麥（麦），故不可立”。从这个故事可以看出，早在春秋战国时期，中国北方地区已经开始广泛种植小麦了。 

　　不仅如此，在中国最古老的成熟文字即商代晚期甲骨文中也已经出现过关于小麦的记载，并为探讨小麦的传入提供了一些蛛丝马迹。例如，甲骨文中的“来”和“麦”这两个字都被诠释为麦类作物，前者一般被释为小麦，后者被释为大麦。 

　　“‘来’字是个象形文字，本意应该是专指小麦，但后来却被转义为‘来来去去’的来，因此有学者认为这就暗示了小麦外来的含义，但也有学者持不同的意见。不论如何，甲骨文中出现的‘来’字明确地证实，小麦至迟在距今3300年前后的殷商时期已经传入中国。”中国社会科学院考古研究所研究员赵志军分析。 

　　除文献记载外，近年来不断推进的考古发掘，为小麦传入中国时间的确定提供了更精确的参考。 

　　“据不完全统计，21世纪以来，正式发表或报道的有关早期小麦遗存的发现已经多达数十例。这些遗址多分布在甘肃、河南、山东、陕西、新疆、青海等地。综合这些考古遗址出土早期小麦遗存的年代信息，我们可以确定，最晚在距今4000年以前，小麦已经传入到中国境内，并广泛分布在中国北方地区以及西部地区。”赵志军认为，“其中，距今年代最早的是山东胶州赵家庄遗址出土小麦遗存，距今约4500年。” 

　　专家认为，虽然这些考古遗址中，目前没有位于河北的遗址。但考虑到当时的河北南部地区也属于新石器时代以及青铜时代华夏文明的核心区域，加之河北正好处于小麦自西向东的传播路线上，同一时期的河北地区，也应开始了小麦种植。 

　　产量飞跃 亩产几十斤到亩产千斤 

　　“如今，在河北大平原的大部分区域，小麦亩产千斤已经司空见惯，部分地块亩产最高纪录甚至超过700公斤。如此高的产量，让小麦作为我国北方地区主要粮食作物的地位更加稳固。”李辉介绍。 

　　然而，小麦产量如此之高，不过是近几十年甚至近十几年的事情。在很长一段历史时间里，小麦的亩产一直处于较低水平。 

　　李辉告诉记者，早期小麦传入中国后能够逐步得到推广，并不是因为其产量有多高，而是因为其加工特性好。 

　　“在小麦传入中国以前，我国先民在距今9000年到8000年的这段时间里，已经成功地种出了粟（小米）、黍（黄米）、水稻等谷物。小麦虽然在4000年前传入中国，但当时人们只能像吃稻米一样食用小麦，称‘麦饭’，因其颗粒坚硬、口味较差、不便消化，产量比起粟和黍也无优势，因此种植并不广泛。”李辉介绍。 

　　“战国晚期，我国出现石磨，至西汉时，石磨应用已较普遍。有了石磨后，麦由粒食变为‘面食’，小麦加工性能好、口感细腻的特点得到凸显。随着汉代以后石磨的推广，小麦的种植面积才日渐扩大。”李辉说。 

　　中唐以后，粟麦轮作推广，小麦逐渐取得了与粟并驾齐驱的地位，唐德宗建中元年(公元780年)实行的“两税法”已明确将麦作为赋税征收的对象。到了宋代，虽然粟、麦、稻为中国主粮，但相对地位发生了重大变化，北方小麦生产消费已远超小米。 

　　此后的数百年中，小麦一直是中国北方主要粮食作物之一。但由于受品种以及种植水平的限制，其单位产量一直处于较低水平，亩产100多斤甚至几十斤都属正常。 

　　根据河北多地方志资料记载，民国时期，河北小麦亩产一般为一百多斤。例如，《平乡县志料》记载，河北平乡“小麦产旧漳河沿岸者最佳，产量每亩一百五六十斤，或一百七八十斤不等”。 

　　“除科技水平、种植条件相对较差之外，当时小麦亩产低的一个重要原因，是品种落后。在古代社会，人们没有育种的概念。直到20世纪初，育种概念才逐渐产生。当时，人们采用系统选育的土方法，即从现有品种的自然变异中，选出优良变异个体进行种植，经连续选优去劣，育成新品种。当时，河北农民种的都是自己选育的农家种，名字也很接地气，如红秃头、和尚头等。但这种育种方式，对产量增加的贡献率比较有限。”李辉说。 

　　20世纪40年代，更为先进的杂交选育开始出现。新中国成立后，我国小麦开始了大规模杂交育种和种植推广。 

　　“新中国成立后，河北历代小麦育种人针对当时的需求和问题，培育了一系列优良小麦品种，在河北先后经历的6次较大规模的小麦品种更换中发挥了重大作用。”李辉表示。 

　　河北小麦第一次品种更新，是新中国成立之初到20世纪50年代中期。当时，为了解决传统农家种产量低、易感锈病等问题，河北农科院原农作物研究所培育了石家庄407、辛石麦等小麦品种。这些品种具有抗寒、抗锈病、高产稳产等特点，品种产量可达100—150公斤/亩，全省小麦平均亩产也由36公斤提高到50公斤。 

　　此后，在20世纪50年代末至60年代中后期，20世纪60年代末至70年代末，20世纪70年代末至80年代末，20世纪80年代末至90年代中期，河北先后进行了4次较大规模的小麦品种更新。其间，河北农科院原农作物研究所、河北农业大学、石家庄农科院等科研单位培育的多个小麦品种，在小麦品种更新过程中发挥了重要作用。 

　　“这些新品种主要解决的，是抗病、抗倒伏、早熟、高产等问题，全省小麦的亩产也由20世纪50年代末的60公斤，逐步提高到300公斤以上。”李辉说。 

　　20世纪90年代中后期，针对增产和提高加工品质等需求，河北小麦完成了第六次品种更新。其中，由河北农科院原农作物研究所培育的冀麦30号，品种产量达到550公斤/亩，在黄淮麦区和新疆等8个省、自治区累计推广面积超一亿亩。全省小麦平均亩产也由300公斤提高到380公斤。 

　　“到本世纪初，在河北小麦种植条件较好的太行山、燕山山前平原地区，小麦亩产1000斤已经比较普遍。加之上世纪70年代以后，河北大部分平原区已经实行冬小麦和玉米轮作，在21世纪初的山前平原地区，吨粮田的目标（即周年亩总产超过1000公斤）已经实现。”李辉说。 

　　新的方向 从节水抗旱到优质专用 

　　2020年4月17日，谷雨前夕。 

　　衡水市深州前营村节水小麦示范区，绿油油的麦田一望无际、长势喜人。麦田里，村民曹建斌正忙着给进入拔节期的小麦浇水。 

　　“去年我家种的衡9966节水麦只在拔节期浇了一次水，每亩用水60立方米左右，亩产也有1000多斤。今年还只是浇一水，希望有个好收成。”曹建斌告诉记者。 

　　“头水早、二水赶、三水四水紧相连，一直浇到麦开镰。”这句世代相传的民谚，曾被农民们一直遵循。而衡9966节水麦，是由河北省农林科学院旱作农业研究所选育的、只需要浇一水的节水小麦新品种。 

　　“过去的很多小麦品种不耐旱，整个生育期得浇三四遍水。”李辉介绍，“像衡9966这种只浇一水的小麦，以前老百姓想都不敢想。” 

　　只浇一水，平均亩产1000多斤、最高亩产一千三四百斤。这个听起来有些不可思议的成绩，如今在河北种植节水小麦的区域，已经十分常见。 

　　是什么带给小麦如此神奇的变化？人们又为什么非得在小麦节水灌溉上下这么大力气？ 

　　这还要从小麦巨大的需水量说起。 

　　深厚肥沃的平原，赐予了河北得天独厚的农业生产条件。近年来，河北小麦总产量一直稳定在1350万吨以上。 

　　然而，广大的小麦种植面积，也带来了巨大的用水压力。据统计，近年来，河北全年的总用水量约200亿立方米。其中，“用水大户”农业就占了总用水量的60%以上，在农业中，小麦灌溉又占农业用水总量的50%。 

　　数据显示，河北人均水资源量为307立方米，仅为全国人均水资源占有量的七分之一。长期以来，由于水资源缺乏，河北地下水超采严重。因此，小麦节水，是河北地下水压采工作的关键所在。 

　　“如果说21世纪以前，我们小麦育种的方向是单纯追求高产的话，进入21世纪以后的育种方向就是由单纯高产转到了节水高产小麦新品种的培育上，寻找最‘耐渴’的种子。”李辉表示。 

　　“你看，相比一般小麦，节水小麦根系比较发达，对土壤水有极强的吸收能力。同时，它叶片失水慢，保水能力强，水分利用率高，因此可以少浇水。”指着办公室墙上的一张节水小麦和普通小麦对比照片，李辉说。 

　　21世纪以来，河北省农科院共培育出衡麦系列节水小麦品种20多个，累计推广面积近2亿亩，累计社会经济效益近百亿元、节水30亿立方米。其中，衡观35在冀、鲁、豫、皖、苏、陕、晋、津、鄂等九省（市）推广应用，2018年新审定的两个节水品种衡9966和衡H1401，也开始逐步推广。 

　　此外，以石家庄市农科院、沧州市农科院等单位为代表的小麦科研团队，也大力开展抗旱节水小麦品种选育、试验、审定与推广工作，取得了丰硕成果。 

　　如今，河北节水小麦种植面积已超过2700万亩，占全省小麦播种面积的80%。 

　　除节水抗旱之外，小麦育种的另一个新方向，是优质专用麦。 

　　“当吃饱不再成为问题之后，吃好自然成了新的市场需求。近年来，农民增产不增收现象时有发生，种植优质专用麦逐渐成为新趋势。”李辉介绍。 

　　李辉告诉记者，所谓优质专用麦，是指适合加工和制作某种特定食品和专用粉的小麦新品种。例如，和普通的中筋小麦相比，根据小麦粉的面筋数值和筋力强弱，可以分化出强筋小麦和弱筋小麦。其中，筋力弱的弱筋小麦，适合制作蛋糕和酥性饼干等食品；面筋数值较高、筋力较强的强筋小麦，适合制作面包、拉面和饺子等食品。 

　　受气温、降水等条件影响，河北大部分地区并不适合种植弱筋小麦。但河北广大的冀中南山前平原，却是业内公认的最适宜强筋麦生长的区域。 

　　“这一区域土层深厚肥沃，温度适宜，常年降水500—600毫米，其中小麦生育期间降水150—200毫米，抽穗至成熟期降水50毫米左右。尤其是小麦生育后期干旱少雨，有利于籽粒蛋白质积累和面筋的形成。”河北省小麦首席专家曹刚介绍。 

　　和同为我国重要小麦产区的河南、山东相比，冀中南地区纬度更高，平均气温更低。正是这一点普通人看来微不足道的温差，却可以让河北的强筋麦积累更多蛋白质，品质更好。 

　　此外，河北降水略少，也减少了病虫害的发生概率。而同等条件下，若从冀中平原再往北，则气温过低，产量又会受到影响。 

　　因此，可以毫不夸张地说，在强筋小麦生产方面，位于北纬36°至38°之间的河北山前平原，优势得天独厚。 

　　独特的自然优势，给河北强筋麦的育种工作创造了先天条件。 

　　由石家庄藁城农科所培育、于1998年审定的藁优8901，是国内第一个完全替代进口、第一个生产上大面积推广并被国内面粉企业广泛使用的强筋麦品种。 

　　如今，培育出藁优8901的藁城农科所原所长李振桥已经去世，由藁城农科所培育的各种强筋小麦却早已“遍地开花”：在藁优8901之后，藁城农科所又陆续育出了藁优9415、藁优2018、藁优5766等优良强筋麦品种，在全国小麦主产区大面积推广。 

　　截至2019年，藁城已经实现了强筋小麦种植面积43万亩，占小麦种植总面积的87%。在这一区域种植的各种优质强筋小麦，也获得了国家地理标志商标——“藁城藁优麦”。 

　　藁城强筋麦产区的成功，是河北小麦产业转型的一个缩影。根据《河北省强筋小麦产业提质增效实施方案（2018—2020年）》要求，到2020年，建成以冀中南为核心的强筋小麦生产核心区，种植面积达到400万亩，产量达到160万吨，良种良法覆盖率达到95%。 

　　身为“外来作物”的小麦，正在燕赵大地焕发新生。