中国古代稻的生物学知识——《中国稻作史》第二章

二、古代稻的植物生理学知识

　　（一）生殖生长的认识

　　中国古籍中的“秀”字是表示禾本科作物的生殖发育过程的。“秀而不实”是一句通行的成语，源本于《论语》的“苗而不秀者有矣夫，秀而不实者有矣夫”。朱熹注释：“谷之始生曰苗，吐华曰秀。”后世遂以秀为开花。古代称木本植物开花为“荣”，草本植物开花为“华”。所以朱熹说“吐华曰秀”。其实秀的原意要复杂得多。秀在古人的理解中，既非开花，又非结实，段玉裁注《说文》的秀字下说：“荣而实，谓之实，桃李是也，不荣而实；谓之秀，禾黍是也；荣而不实，谓之英，牡丹芍药是也。”段的这个注很有意思，“不荣”（不开花）怎么又能结实呢？好像矛盾，其实也容易理解，因为禾黍之类的花器太小，观察不到像木本植物的花朵那样明显的花瓣雌雄蕊。却又见它能结实形成谷粒，所以认为是“不荣而实”。可是秀又不等于结实，因为还有“荣而不实”的情况。水稻和禾黍等的“穗”是代表结实的，和秀又有什么区别呢？段玉裁说“穗，自其垂言之；秀，自其挺言之。”显然，这里的穗是指结了籽实，重量增加使得整个稻穗下垂了，而秀还是处于挺立状态的未结实的穗，也即朱熹所说的“吐华曰秀”。可是这一来，又同“不荣而实谓之秀”发生矛盾。秀这种既像开花又不像开花的矛盾解释，实在出于后人对汉以前秀的本意不了解所致。

　　汉代的《杂阴阳书》说：“稻生于柳或杨。八十日秀，秀后七十日成。”“小麦生于桃，二百一十日秀，秀后六十日成。”类似的讲法还有大麦，禾等。这里的秀如作开花理解，则从开花到成熟的天数太多了，一般只需三四十天，《杂阴阳书》不至错到如此地步，且它所说的水稻全生育期一百五十天和小麦二百七十天是符合实际的。这里，关键还是秀，秀不是“吐华”，而是指孕穗，俗称“做肚”。如作孕穗解，则从播种到孕穗和从孕穗到成熟的划分基本上正确。上已说过，古人对稻麦类的开花授粉结实过程不甚了了，他们那时的理解是，谷子之所以有实，是因为谷壳之中本来有一个“仁”（即果仁之仁），“仁”发育的结果，带壳的称“粟”，去壳的称“米”，（果仁之“仁”字在明以前多写作“人”）[1]，即所谓“出于稃谓之米，结于稃内谓之人”[2]。在古人的想象中以为颖壳里面（即稃内）老早有一个小小的“人”（仁），这个“人”渐渐发育了，充实了，脱去稃壳就是米，还未脱去稃壳正开始发育的状态就叫做秀，在水稻约在播种后80天左右，即外表上可以看出“做肚”的状态。秀字是禾下一个人，这个人又写成大肚的样子，和“孕”字的上部“乃”字相同，即有禾怀孕了的含义[3]。秀既然是含“人”的状态，它的发展结果可以秀而实，也可能发育中途受阻，成为秀而不实。所以朱熹把秀释为“吐华曰秀”，就不好解释《杂阴阳书》的“秀后七十日成”。同样，“粃”是指秀的过程中“人”夭折了，变成粃。

　　汉以后，人们对于稻的开花现象有所认识，结实的全过程则仍不清楚，所以朱熹用“吐华曰秀”来解释。明代马一龙在《农说》中说。“稻花必在日色中始放，雨久则闭其窍（即颖壳）而不花，风裂则损其花而不实，二者皆枇谷之患也。”徐光启也说：靠稻花见日吐出，阴雨则收。正吐之时，暴雨忽来，卒不能收，遂致白飒之患。若连朝雨，反不为灾，不免耽搁吐秀，有皮壳厚之病。”[4]说明到明代时对于水稻开花的时间以及与外界气候条件的关系都已有深入的认识，所缺的只是授粉结实的这一肉眼无法看到的过程。

　　（二）水分生理的认识

　　水稻生长在水田，它的一生需要消耗多少水分是一个重要的实际问题，可惜历代的农书讲水稻栽培的都没有涉及水稻的具体耗水量数字。只有宋代吴怿的《种艺必用》中提到一句：“老农言。稻苗立秋前一株每夜溉水三合，立秋后至一斗二升，所以尤畏秋旱。”这是讲的单季晚稻的需水量，对水稻耗水量讲得较详细的只见于《天工开物》：“凡苗自函活至颖栗，早者食水三斗，晚者食水五斗，失水即枯。”[5]《种艺必用》是以立秋季节为界，《天工开物》则进一步用水稻生殖生长期对水分最为需要的阶段进行说明，并分别早稻和晚稻的不同需水量。不仅如此，还指出如果水稻成熟期间供水不足，对籽粒灌浆和米质的影响是：“将刈之时，少水一斗，谷数虽存，米粒缩小，入碾臼中，亦多断碎。”这是非常深刻的观察。

　　农民对于水分和稻作的关系当然认识最深刻，农民不识字，这种经验往往保存在世代相传的农谚里，徐光启很注意收集农谚，他举喜雨谚云：“麦秀风摇，稻秀雨浇。”指出：“此言将秀得雨，则堂肚大，谷穗长，秀实之后雨，则米粒圆，见收数。”畏旱谚云：“田怕秋旱，人怕老穷。”水稻在关键时期需要的水分不可能全靠人工灌溉，如果此时老天降雨，对生育十分有利，所以农谚说：“夏末初秋一剂雨，赛过唐朝一囤珠。”这是“言及时雨绝胜无价宝也”[6]。徐光启所引农谚来自元末明初的《田家五行》，世代相传，其起源无可考。

　　（三）温度生理的认识

　　水稻起源于南方，除了喜水，也更需要一定的温度，现代用生育期的积温来表示，在古代只知道生育的关键时期需要高温天气，如果该热的时候天气不热，就会影响未来的产量（即积温不能满足）。所以农谚中充满了说法类似的句子：“六月不热，五谷不结”，“六月盖了被，田里不生米”（《田家五行》），“六月盖夹被，田里不生米”，“六月盖夹被，田里无张屁”；“老农云：三伏中稿稻天气，又当下壅时最要晴，晴则热故也。”[7]这些明代的农谚，至今在江浙一带仍在流传，说法大同小异，如“五月热，有米吃”，“五月热，稻过节”，“端午不把扇，早稻去一半”，“六月盖被，有谷无米”，“六月勿热，稻谷勿结”，“六月凉，稻不长；六月热，稻头结”[8]（以上农谚的月份皆为阴历）。

　　（四）营养生理的认识

　　有关水稻的营养生理知识可以从基础理论和实践经验两方面申述。在基础理论的认识方面，古代没有如现代的氮磷钾等大量元素和许多微量元素的知识，因而对于水稻的营养知识都是一种高度抽象的概括。其原本出自“三才”的理论，即所谓“夫稼，为之者人也，生之者地也，养之者天也”[9]。这天、地、人构成农业生产的整体观念。历代的农书从《吕氏春秋》上农等四篇到汉《氾胜之书》，北魏《齐民要术》，元·王祯《农书》等对于如何培肥土壤，如何种植、如何管理等都讲得很周详，但没有涉及到具体作物如水稻的营养生理的理论阐述。直至明代的马一龙在其《农说》的论文中对主要指水稻的营养方面提出他的理论观点。他认为自然界存在着阳和阴两种“气”或力量，“阳主发生，阴主敛息”，“凡日为阳，雨为阴；和畅为阳，冱结为阴，伸展为阳，冱结为阴；动为阳，静为阴；浅为阳，深为阴；昼为阳，夜为阴。”可见他所说的阳和阴是两种对立又相互统一相互消长的力量。种植作物的要点即所谓“繁殖之道，唯欲阳含土中，运而不息”即调动一切促进生长的力量，运行不停，而把不利的因素，使之“阴乘其外，谨毖而不出”。作物就能生育良好。至于三才中天地人的关系是“知时为上”（即了解气候条件最重要），“知土次之”，人的作用要“知其所宜，用其不可弃；知其所宜，避其不可为，力足以胜天矣”。对于田土来说，“常治者气必衰”（连年种植的，土壤肥力必衰退），“再易者功必倍”（经过轮种休闲的，肥力便会倍增）。所以对于“将衰而沃之，助其力也”（眼看肥力要衰退的就赶快施肥，以帮助其恢复肥力）。他又指出人所能出力的是“灌溉耘锄涂荡也”，人所能施加的物质是“泥粪、灰籸，稿卉也”。因为稻苗是“资土以生，土力乏则衰”。马一龙把为什么对土壤要施肥作了理论上的阐释，道前人所未道，又属继承阐说了三才的思想体系。

　　在实践经验方面，对于稻苗是否营养正常或失调，就从观察稻苗的叶色入手，可说是最初步的看苗诊断。叶色落黄是缺肥的标志，叶色深绿则为不缺肥甚至肥料已过多的标志。这种经验很类似中医看病的“望诊”。因为稻苗的根系在地下，它的肥水供应是否充足，肉眼无法直接看出，只能通过叶色作间接的判断，这种判断的依据是长期的反复施肥不足或过多或正好的实践试探中归纳出来的，符合控制论的黑箱理论。对叶色的望诊在明以前的文献中不见记述，南宋的陈旉虽然在《农书》中提到用粪如用药，却没有同叶色联系起来。一般认为明末《沈氏农书》中的单季晚稻看苗施肥是最早的记载，其实《沈氏农书》也是依据较他为早的《乌青志》[10]中的叙述加以转录补充，而《乌青志》的编纂者并非从事农业的生产者，他们也只是记录当时农民的经验而已，其中最精彩的一段话是：“下接力都在处暑后做胎及苗色正黄之时，倘苗茂密，度其力短，俟抽穗之后，每亩下饼三斗，以接其力。亦有未黄先下者，每致有好苗而无好稻。”而且警告“到底不黄，到底不可下。”明代这种看苗色决定追肥（下接力）的经验，一直流传到现在，如浙江现代农谚就有：“秀稻黄，吃块糖；秀稻黑，没得吃。”（黑指叶色浓绿）。“稻叶黄恹恹，主人欠它豆饼钱。”“有钱难买大肚黄”等[11]。农民经验之所以强调一个“黄”字，是因为稻株内的碳水化合物，在幼穗分化以前，主要贮积在叶片中，从幼穗形成开始，就从叶片较多地转移到叶鞘。到孕穗前，养料的积贮中心是叶鞘，后期则从叶片和叶鞘向茎秆输送，以满足抽穗开花（秀稻）和灌浆的需要。抽穗前叶片落黄说明养料运转顺利，如果秀稻时该黄而不黄，叶色乌黑，表明叶片中氮素含量仍很高，碳水化合物都被消耗于蛋白质和叶绿素的合成方面，向茎、穗输送的物质减少，碳氮的代谢被扰乱，使稻穗养料不足，“致有好苗而无好稻”。秕谷增多，如不落黄还再施肥，还可能引起徒长倒伏。这种落黄的观察要凭长期的经验积累，施肥的技术、分量很有讲究，所以农谚形容为“有钱难买”。

　　（五）经济系数和容重的认识

　　经济系数又称收获指数（harvest index）是一个现代作物学的术语。作物生长在田间的全部收获量（茎、叶、籽粒等）称生物产量，但是人们所需要的经济产量是在籽粒（纤维作物在纤维），籽粒的产量占生物产量之百分率即是收获指数。这个概念和术语是前苏联研究作物高产理论的学者A.A.尼启波罗维奇及澳大利亚的L.T.Evans等提出使用的[12]。可是中国早在《吕氏春秋》和迟至明代的徐光启都具有类似乎收获指数的概念。《吕氏春秋》审时篇讲了禾、黍、麻、稻、菽、麦6种作物的得时和失时的利弊比较之后，总结说：“是故得时之稼兴，失时之稼约。茎相若（而）称之，得时者重，粟之多。”它指出拿地上部相同的株数，（茎相若也包括茎上的穗在内）称一下重量，则以得时的植株较重，加以脱粒，也以得时的籽粒为多。这种在相同的株数下比较其籽粒重量，即含有收获指数的初步概念。徐光启比《吕氏春秋》又进了一步，他在讲到稗的产量虽然很低，比不上稻谷的产量时，同时也指出：“且稗秆一亩，可当稻秆二亩，其价亦当米一石。”徐光启显然从生物产量的角度将稗和稻作比较，稗子的产量及食用价值虽然低于水稻，但稗的茎秆产量是稻秆的两倍，即生物产量高于水稻，稗秆可作燃料出卖，其价值也与一石米相当。这是很合理的算帐法，因为茎秆和籽实都是太阳能的贮存方式，将茎秆作燃料其释放的能量，是稗高于水稻。在自然界，稗的太阳能利用率是高于水稻的，只是从人类利用籽实的角度看，稗就远不及水稻了。徐光启讲到油菜时已经直接使用了收获指数的概念：“中农之入，亩籽二石，薪十石。” [13]也就等于说当时油菜的收获指数约为0.2。这个指数偏低是对的，因为中国的白菜型油菜籽的产量是偏低的，但生物产量并不低。

    上引《吕氏春秋》审时篇的“茎相若而称之……粟之多”之后紧接着说：“量粟相若而舂之，得时者米多。”这是说量相同容积的籽粒，经过舂捣脱粒以后，得时的米多。这就包含了“容重”的概念。容重是指单位容积所含的种子重量。同一品种的稻子，得时的稻谷其淀粉含量必充足，蛋白质也较高，因而在相同的容积下，称其重量当然以得时的稻谷为高。在2000多年前即有容重的概念和应用，实在难能可贵。

注释：

[1]《尔雅》，“桃李丑核”，注：“子中有核人。”

[2]段玉裁：《说文解字注》，米部。

[3]游修龄，《释秀》，《农史研究》，1983年第一辑。

[4]徐光启：《农政全书》，卷十一，农事，占候，八月。

[5]宋应星：《天工开物》（1637年），卷上，乃粒。

[6][7]徐光启：《农政全书》，卷十一，农事，占候。

[8]游修龄等主编；《浙江农谚解说》，1965，《浙江农业科学》丛刊。

[9]《吕氏春秋》审时篇。

[10]游修龄：《<沈氏农书>与<乌青志>》，《中国科技史料》，1989年，l0卷第l期。

[11]游修龄等主编：《浙江农谚解说》，《浙江农业科学丛书》，1965。

[12]A.A.尼启波罗维奇等：《作物产量变异的生理基础》译文集，奚元龄等译，科学出版社，1960年版。

[13]徐光启：《农政全书》卷二十五，树艺，谷部上，及卷二十八，树艺，蔬部。