土豆：未來超級食物

顏色豐富、形態各異的秘魯土豆。

土豆，學名“馬鈴薯”，是著名的茄科食用植物。它在全世界有無數忠實的愛好者，各國更是對它擔起主食重任抱以厚望。為了應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價值和老少皆宜的口感，而且從產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。鑒于土豆的種種優點，聯合國將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。

不被待見的土疙瘩被擺上了餐桌

土豆被安第斯山脈的原住民種植了數千年，但直到16世紀才被外界所知。1532年，西班牙殖民者們為了尋找黃金首次踏上秘魯。在和當地人接觸的過程中，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。這種食物在室內可保存十年不腐壞，因此幫助當地人有效地抵御了災荒年月被餓死的風險。后來土豆被西班牙人帶回國進行小規模種植，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;土豆的生長對環境也不挑剔，在任何環境下幾乎都能生長;土豆的營養價值也很高——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性神經病變有療效。

但在當時，整個歐洲社會并不了解土豆的好處。從農民到城市工人，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。”然而，一場殖民戰爭卻讓不被待見的土豆成了英國人的主食。1775年，當時還屬于英國殖民地的美國爆發了一場抵抗英國殖民統治、爭取民族獨立的戰爭。當時英軍的所有口糧都來自英國本土，8年戰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點，歐洲用了幾百年時間。

成也土豆，敗也土豆

隨著土豆出現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生率也大大降低。營養豐富的土豆還降低了歐洲人患壞血癥、結核病、麻疹和痢疾等疾病的風險。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，愛爾蘭總人口實現倍增，從400萬增長至800萬。如此夸張的人口增長數據背后的原因既不是工業擴張，也不是農業技術革命。愛爾蘭的農業技術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民家庭生產出大量營養豐富的食物。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。又因為原產于南美的土豆非常適應愛爾蘭的土壤和氣候，當時1英畝（約合6畝）土地可以出產6噸土豆，而小麥和燕麥的產量不到1噸。當大部分歐洲地區家庭還在拒絕食用土豆時，愛爾蘭人已經將土豆作為重要的糧食對待。對于當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成給愛爾蘭埋下了災難的種子。

這場災難來得如此突然，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。災難背后的原因是晚疫病引發的土豆大減產。導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，數量龐大的土豆家族甚至讓植物分類學家們為此頭疼了好幾十年。多樣化的好處是染病風險減小，使得晚疫病只能感染其中部分品種的土豆。當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，今天的科學家們對土豆晚疫病卵菌的基因進行了測序，同時在現代農藥、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。

土豆的規模化種植助推了現代農業發展

現代農業的蓬勃發展，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在寒冷的冰期和溫暖的間冰期間快速變換。不穩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，當最后一個冰河期結束，氣候變得穩定時，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品種并嘗試栽培，農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，歐洲農業生產效率低下，當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模化單一品種種植農業改變了，這場最先興起于歐洲的農業革命讓數億歐洲人擺脫了貧困，而最早進行規模化種植的糧食品種就包括土豆。

單臺聯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。

近現代歐洲和北美地區土豆的大規模種植為農業工業化樹立了模板，也改變了世界農業的大格局。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代農業產業者傷透了腦筋，但也給殺蟲劑的發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，在全國范圍內大面積推廣砷制劑殺蟲劑。在砷制劑的基礎上，科學家又不斷研究出雙對氯苯基三氯乙烷（俗稱滴滴涕，現已禁用）等殺蟲劑。在規模種植、強效肥料和殺蟲劑的共同作用下，農業生產技術發生了巨大變革，單位面積產量大大提高。

高產又頑強的塊莖

土豆之所以能成為全世界人民喜愛的主食，產量高是重要原因。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。

土豆原產于安第斯山區，惡劣的環境讓土豆具備了多種應對惡劣環境的策略。安第斯山脈遍布活火山，是地震、洪水和山體滑坡的高發地。就算不考慮地質災害的影響，安第斯山區的氣候也不適合農業生產：山區的溫度變化幅度劇烈，幾個小時內溫差可達20多攝氏度。在艱難的生存環境面前，土豆演化出了兩大求生本領：其一，塊狀的變態莖。土豆演化出了塊莖，并將豐富的營養儲存在其中。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劇烈的溫度變化，同時也避免了被動物啃食。塊莖營養儲備豐富，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定。

土豆將幾乎全部營養保存在塊莖中

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。生土豆對儲存環境的要求很高，一旦腐爛、變綠或是發芽，都會導致土豆無法食用，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，平均畝產僅為0.5噸左右，而歐盟國家的土豆平均畝產可達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，還會帶來適應新環境能力變弱、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。

土豆時代的序幕

土豆作為全球熱銷食品，正在經歷由新鮮土豆轉向增值加工食品的轉變。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制薯條和薯塊每年的產量超過700萬噸。土豆可以作為釀酒的原料，東歐地區人民喜歡飲用的伏特加的發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的富含土豆全粉的罐頭午餐肉順利成為二戰盟軍食品中的主要蛋白質來源，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，因此在石油工業中被用于稠度穩定劑，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%生物可降解的優點。土豆的皮和含淀粉廢料可用于生產生物質乙醇。據加拿大研究機構的估算，4.4萬噸土豆加工廢料可生產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準。如果達到相同的生產水平，使用的資源比以前更少，這就是科技進步。過去的經驗和教訓告訴我們，在有限的耕地資源、水資源和能源前提下，高效、清潔和可持續是未來農業的發展方向，而高產、適應性強的土豆恰好能滿足這些要求。要讓全世界大多數國家接受土豆作為主糧還需要很長時間，但為應對隨時可能爆發的食物危機，至少人類已經有了土豆這個對策。

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）。