玉米原产于南美,在被欧洲殖民者发现之后,很快就走向了全世界。原因很简单,因为玉米相对于其他水稻和小麦更耐旱。这其实有一个深层原因,因为水稻和小麦是三碳植物,而玉米是四碳植物。说到这,给大家补充一些与植物相关的信息。
所有地球上的植物,都是在做一件事情来养活自己,叫做“固碳”。也就是把空气中二氧化碳里的碳元素捕捉下来,长成自己的身体,然后把氧元素以气体的形式排放出去。在这个过程里,碳从气体变成固体了,所以叫固碳。为了固碳,植物们各显神通,水稻和小麦被称为三碳植物,是因为他们使用的固碳方法,在光合作用初期会产生一种三碳有机物。而像玉米、甘蔗这些植物使用了另外一种办法固碳,在光合作用初期会产生四碳化合物,所以叫四碳植物。
相比三碳植物,四碳植物的最大优势在于,对水的需求比较小。三碳植物每固定一分子二氧化碳,要消耗833分子的水,而四碳植物只消耗277分子的水。但是,一切优势皆有代价,四碳植物低水耗的代价就是高能耗,它需要更多的太阳光。所以这么一来,四碳植物玉米就适合生活在那些太阳充足、炎热、而相对水少的地方。
自从地理大发现给世界带来了玉米之后,玉米迅速填满了那些原来闲置荒废的、炎热的、相对水少的地区。不过,事情的发展总是有它自己的逻辑。在玉米被推向全球之后,一个问题出现了,就是产量过剩。说白了,就是玉米种得太多了。而之所以会出现这样的产能过剩的情况,是因为科学技术给人类带来了化学肥料——主要是氮肥的出现。
说到这,我们还得补充一些植物相关的科学信息。所有地球上的植物在生长的时候,都非常渴望一种元素,就是氮元素,因为植物需要氮来合成氨基酸、蛋白质和核酸。在地球上,氮虽然很多,空气里78%都是氮,不过在地壳里氮的含量只有0.0046%。这是因为空气里的氮,是一个非常稳定的,可以理解成没有被激活的状态,它和谁都不发生化学反应。而人类掌握了化学工业之后,就能把空气里的氮元素变成化合态,这就相当于把氮激活了。这个过程,叫“固氮”,刚才有固碳,现在是固氮。固氮就是人类把氮气,转化成可以使用的各种氮肥的过程。
我们刚才说到,人类有了新武器——氮肥,全世界的玉米长势良好,结果就是人类的玉米有点太多了。在20世纪70年代,美国玉米产量约为1亿吨,现在则高达3.7亿吨左右,玉米产量远大于需求量,价格也越来越低。所以人类必须找一种办法,把这些过剩的廉价玉米利用起来。最开始,也是最朴素的办法,就是给猪牛羊鸡吃,其实原来这些家畜和家禽是不吃玉米的,为了让它们吃,人类就把玉米做成各种饲料给它们。所以今天,大部分人类饲养的动物,都多多少少地在吃玉米。
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