玉米的用途和价值(为什么玉米被称为“末日作物”？它究竟有何神奇之处？)

Posted 2023-06-02

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玉米是禾本科玉米黍属一年生草本植物，原产于中美洲和南美洲，在全世界热带和温带地区广泛种植，是优良的粮食作物。

作为我国高产粮食作物，玉米是畜牧业、养殖业、水产养殖业等的重要饲料来源，也是食品、医疗卫生、轻工业和化工业等不可或缺的原料之一。

玉米的种类很多，有的是作为粮食和饲料来用的，有的是当菜食用，还有加工型的，以及爆米花专用品种等。

除了玉米粒，玉米须、玉米杆和玉米皮等都具有一定的价值。比如玉米须含有粗纤维、粗蛋白、多糖和粗脂肪等，还具有一定药用价值。玉米秸秆可以粉碎还田，变成有机肥料被农作物吸收。

在电影《星际穿越》中，为什么把玉米设定为影片中的“末日作物”呢？玉米到底有何与众不同？

在环境崩塌的世界末日，人类一定会处于食物短缺的一种状态，那么种植一种产量较高的农作物至关重要。相比小麦和稻谷，玉米的亩产量是最高的，同样的种植面积，玉米可以养活更多人类。

玉米适应能力强，光合作用的效率高

在世界末日来临之际，地球环境大面积沙化，沙尘暴肆虐，气候干旱，这要求农作物具备很强的适应能力和生存能力，而玉米是耐旱和耐热的农作物之一。

另外，玉米的光合作用效率更高，这主要跟玉米是碳四植物有关，它与小麦、水稻这类碳三植物的光合作用的过程有所不同。

光合作用的核心就是利用光能把水和二氧化碳合成为有机物，这是身为植物的底层核心科技。植物细胞里大部分成分都是水，因此光合作用所需的水分不是问题，而二氧化碳则需要从空气中获取，光合作用的核心就是把二氧化碳固定下来。

碳三植物的解决方案是用一种含有5个碳原子的化合物来与二氧化碳反应，反应之后能生成两个含有3个碳原子的化合物。所以，我们管这类植物叫作碳三植物。

但是碳三植物有一个弱点，就是固碳过程中用到的催化酶，不仅能固定二氧化碳，还能固定氧气。可是光合作用根本就用不着氧气呀，催化酶帮助吸附氧气，就成了帮倒忙的行为，这就导致碳三植物的光合作用效率相对较低。

这还不是最糟糕的情况。如果植物所处的环境温度比较高，或者二氧化碳的浓度比较低，那碳三植物光合作用的效率还会进一步降低，甚至影响植物的正常生长。

碳四植物在固定二氧化碳这件事上，发明了一些新技术。它们采用苹果酸或者天门冬氨酸来固定二氧化碳，在固碳的过程中只会吸附二氧化碳，不会吸附氧气，这就大大提高了光合作用的效率。因为这两种酸都含有4个碳原子，所以它们被称作碳四植物。

碳四植物躲开了有缺陷的催化酶之后，得到了三个重要的优势：

第一，排除了氧气的干扰之后，碳四植物在二氧化碳浓度较低的环境里依然能高效地进行光合作用。这意味着玉米可以种植得更密集，密集当然就意味着更高的产量。

第二，在高温的环境里，碳三植物的效率迅速降低，而碳四植物几乎不受影响。

第三，碳四植物只需要更短时间开启气孔，就能收集到足够多的二氧化碳。这意味着，玉米可以通过减少气孔开放的时间来减少水分的蒸发。换句话说，玉米比小麦和水稻都更省水。

所以说，玉米更加耐旱、更耐热，光合作用的效率更高，能更好地适应世界末日的恶劣环境，这是玉米能成为“末日作物”的主要原因。

为什么玉米的适应能力更好？

小麦和水稻是自花授粉的农作物，它们特别不容易发生杂交，也不容易得到外部的基因。而玉米则恰恰相反，它们的花是典型的单性花，雄花高高在上，而雌花则长在叶片和茎杆的夹缝里。

你见到的玉米须，其实每一根都是都是一个雌蕊，当雄花的花粉落到这些雌蕊上时，就能完成授粉，而每一粒玉米种子，都是由一个受精卵发育而来的。

这种雄蕊与雌蕊距离较远的特性，使得玉米需要风来完成授粉，就很容易发生杂交。

玉米的花粉在有风的天气里才会散落下来，而随风飘荡的花粉，大概率就会落到其他玉米植株的雌蕊上面。这样，玉米就自然而然地完成了一次基因的交换。在这种模式下，玉米的植株越高，花粉自然就飞得越远。

玉米容易杂交的特性，导致玉米的各个品种之间总是在不停地进行基因交换。而基因交换频繁是有利于玉米保持优良基因的，这让玉米能够适应更加恶劣的环境，也就没小麦和水稻那么娇气了。

如果真的到了末日，玉米还真有可能拯救人类的命运。

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来源:大河报-博览