如果給世界上對人類最重要的植物進(jìn)行排名的話，那么前三甲肯定是水稻、小麥和玉米，作為食物，這三種植物是我們種植最廣、食用最多的農(nóng)作物。
如果要問第一名是哪個的話，可能就見仁見智了。
水稻是世界上最具經(jīng)濟(jì)價值的農(nóng)作物，在世界范圍內(nèi)，它是目前唯一一種全球年總產(chǎn)值超過3000億美元的農(nóng)作物。
?Takeaway
和水稻種植需要大量水資源有所不同的是，小麥的適應(yīng)性會更強(qiáng)許多，他可以生長在干燥寒冷的環(huán)境中，因此小麥?zhǔn)悄壳笆澜缟戏N植面積最大的糧食作物，全世界種植面積達(dá)到220萬平方公里左右，差不多有10個英國大小。
玉米則是全球產(chǎn)量最高的農(nóng)作物，它的總種植面積比小麥略少一點，但是收獲比小麥卻好挺多，總產(chǎn)量達(dá)到11億噸，是目前全世界唯一一種產(chǎn)量超過10億噸的農(nóng)作物。
我們今天就來聊聊玉米，它是如何變成今天的玉米，以及為什么它能成為產(chǎn)量最大的農(nóng)作物？
?Akshay
玉米締造了美洲文明
很多人可能好奇過，為什么人類起源于非洲，但是非洲卻從來沒有發(fā)展出一個真正像樣的文明，當(dāng)歐洲人帶著熱兵器到處侵略的時候，非洲人還過著狩獵采集的生活？
其實，最重要的原因就在于那些能夠讓一個文明定居下來，并且足以養(yǎng)活一整個文明的、具有潛力的植物只生長在特定的地區(qū)，而非洲正好沒有。
瑪雅遺址?Daniel Schwen
眾所周知，公元前兩千多年，中美洲出現(xiàn)了一個璀璨的文明——瑪雅文明，說是文明，但其實和我們理解的強(qiáng)大帝國有很大的不同，唯一相同之處就是他們也發(fā)展出了發(fā)達(dá)的城市系統(tǒng)，以及龐大的人口基數(shù)。
瑪雅文明在大約公元1000年左右覆滅，更準(zhǔn)確地說是他們在這個時間點左右逐漸放棄了原有的城市（瑪雅人從未消失），然后留下了一座座城市遺址，巧的是西班牙殖民者鬼使神差地把關(guān)于瑪雅文明的一些記載都燒掉了，所以瑪雅文明給后人留下了許多遐想空間。
其中人們最關(guān)心的一部分就是他們的神話，而在瑪雅神話中最至關(guān)重要一部分就是玉米神，日和月可能都是這位玉米神的雙胞胎兒子。
玉米神自然就是瑪雅人對玉米的崇拜而塑造的，由此可見玉米在瑪雅人心中的地位。
如果說亞歐大陸的古文明靠的是小麥和水稻，那么瑪雅文明的出現(xiàn)靠的就是他們發(fā)現(xiàn)并馴化了玉米。
雖然現(xiàn)代玉米很特別，很難找到它馴化前的野外近親，但隨著基因分析的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了這種野外近親正是中美洲的類蜀黍。
在大約9000年前——人類真正進(jìn)入農(nóng)業(yè)時代的黎明前夕，類蜀黍種子作為中美洲居民狩獵采集的一部分被收集，并逐漸被種植。
?John Doebley
我們現(xiàn)在食用的玉米，其植株上面會長出多個穗，每個穗能長到25厘米左右，每個穗上都會結(jié)出600顆左右的玉米果實，但最早的玉米每株只能結(jié)一個穗，到了公元前4000年每個穗的大小還只有2.5厘米左右。
隨著選擇性育種和雜交的繼續(xù)進(jìn)行，玉米穗變得越來越大，每株能結(jié)出的穗也越來越多，到了公元前2500年的時候，玉米也成為了一種能夠養(yǎng)活一個文明的農(nóng)作物，瑪雅文明就此逐漸形成。
瑪雅人建立了城市，在城市的周圍種滿了玉米，他們興修了水利來灌溉玉米，并繼續(xù)培育玉米。
經(jīng)過幾個世紀(jì)的努力，在公元前1000多年，玉米的尺寸已經(jīng)和現(xiàn)代玉米差不多了，而且外面的果皮也被去除了，變得越來越適合食用，并且?guī)缀鮽鞅榱苏麄€美洲大陸。
但玉米也因此徹底變成了一種栽培種，它們無法在自然界中獨立生存，因為它們的玉米粒徹底無法自然脫落來傳播自己。
隨著歐洲殖民者的到來，玉米和許多美洲神奇的農(nóng)作物一起被帶到了舊大陸，并在之后的幾個世紀(jì)里傳遍全世界。
為什么玉米的產(chǎn)量如此龐大？
在咱們國家，應(yīng)該沒有一個地區(qū)是以玉米為主食的，大部分普通農(nóng)戶家里也很少會種植玉米，所以我們可能比較難理解為什么產(chǎn)量最大的農(nóng)作物是玉米，而不是其它糧食。
上面這張圖片是2021年是全球有價值的農(nóng)作物和畜產(chǎn)品的部分清單，真的不看不知道咱們國家的厲害，這份清單中大部分農(nóng)產(chǎn)品的最大生產(chǎn)國都是中國。
實際上中國的耕地面積只占全世界總耕地面積的10%左右，而我們生產(chǎn)了全世界超過25%的糧食，真是厲害了我的國。
從這份清單中你會發(fā)現(xiàn)，玉米總產(chǎn)值最大的國家也是中國，我們玉米吃的少卻生產(chǎn)得多，原因就在于玉米的用途很多，并不是只用于人類食用。
它的典型作用還包括生產(chǎn)乙醇——用玉米可以生產(chǎn)純度達(dá)到99.5%的無水乙醇，另外它還用于動物飼料和生物燃料。
圖：玉米乙醇工廠
美國以前一直都是玉米第一大國，但是近幾年被中國取代，在他們國家，玉米38.7%用于飼料，34%用于乙醇，17.5%用于出口，9.8%用于食品。
其實，除了非洲和美洲的大部分地區(qū)以玉米為主食之外，其它地區(qū)玉米用于食品的比例都不算太高，工業(yè)和農(nóng)業(yè)才是玉米消耗的大頭。
雖然玉米的用途很多，但就像我們前面提到的，玉米并不是種植面積最大的農(nóng)作物，所以它在產(chǎn)出方面還是比其它農(nóng)作物要強(qiáng)一些的。
非洲現(xiàn)在大部分地區(qū)都種植玉米，這和玉米是為數(shù)不多的碳4農(nóng)作物有關(guān)系。
我們的主食小麥和水稻都是碳3植物——世界上95%的植物都屬于這類，這類植物在固碳的時候會產(chǎn)生光呼吸的浪費(fèi)過程，因為它們光合作用中的主要羧化酶——RuBisCO會同時催化氧氣和二氧化碳。
當(dāng)植物吸入的氧氣濃度過高的時候，它們對存儲能量的浪費(fèi)就會變得非常明顯，因此碳3植物要想有更高的種植回報的話，那就不可避免地要提高環(huán)境的二氧化碳濃度，稍一不留意就減產(chǎn)。
碳4植物同樣是RuBisCO來催化二氧化碳，但這類植物的做法明顯更加高明，它們的葉子有兩種分開工作的細(xì)胞——葉肉細(xì)胞和束鞘細(xì)胞，從而讓RuBisCO周圍充滿二氧化碳，避免氧化作用的競爭，從而減少光呼吸浪費(fèi)。
直接的好處就是，相同情況下它們比我們熟悉的小麥、水稻等會更高產(chǎn)，而間接的好處就是它們可以生長在非洲這樣缺水且炎熱的地區(qū)。
碳3植物在固碳的時候，它們需要更多地打開氣孔來獲取更多的二氧化碳，而氣孔的打開隨之而來的就是水分的大量流失，碳4植物在這方面有著絕對的優(yōu)勢。
據(jù)信，碳3植物每固定1個二氧化碳分子會流失833個水分子，而碳4植物只有277個水分子。
可以說玉米就是非洲最福音，它們非常適合非洲又熱又干旱的地方種植，所以它現(xiàn)在成功成為非洲人的主食。
除了產(chǎn)量有優(yōu)勢之外，在所有糧食中，玉米也是種子比最高的作物之一。
種子比是農(nóng)作物另外一種產(chǎn)能指標(biāo)，它指的是種下一顆種子能夠回報多少顆，許多糧食作物我們吃的就是它們的種子，所以這個指標(biāo)至關(guān)重要。
有農(nóng)學(xué)家認(rèn)為，人類種植一種作物的最低種子比是1:3，也就是投入一顆種子最少要回收到3顆才可以，不然就是白白浪費(fèi)勞動力，但其實古代農(nóng)業(yè)很少能超過這個比例。
而玉米的種子比在1:100的樣子，可以說是回報非常好的農(nóng)作物了，怎能不讓人喜歡呢。
最后
有一個有趣的事實，我們現(xiàn)在種植的這三種（小麥、水稻、玉米）最主要農(nóng)作物都是在人類在農(nóng)業(yè)革命的時候發(fā)現(xiàn)并逐漸馴化的。
更有趣的是，世界各地馴化這些主要農(nóng)作的時間點就像是“共振”一樣幾乎同時期發(fā)生，而在那之后人類做的只是不斷改進(jìn)這些作物。
如果你仔細(xì)觀察人類歷史，你會發(fā)現(xiàn)這種“共振現(xiàn)象”非常多，那些從不通聯(lián)的地區(qū)經(jīng)常會幾乎同時出現(xiàn)最重大的事件，這確實很有趣。
