如果给世界上对人类最重要的植物进行排名的话，那么前三甲肯定是水稻、小麦和玉米。作为食物，这三种植物是我们种植最广、食用最多的农作物。
如果要问第一名是哪个的话，可能就见仁见智了。
水稻是世界上最具经济价值的农作物，在世界范围内，它是目前唯一一种全球年总产值超过3000亿美元的农作物。
Takeaway
和水稻种植需要大量水资源有所不同的是，小麦的适应性会更强许多，他可以生长在干燥寒冷的环境中，因此小麦是目前世界上种植面积最大的粮食作物，全世界种植面积达到220万平方公里左右，差不多有10个英国大小。
玉米则是全球产量最高的农作物，它的总种植面积比小麦略少一点，但是收获比小麦却好挺多，总产量达到11亿吨，是目前全世界唯一一种产量超过10亿吨的农作物。
我们今天就来聊聊玉米，它是如何变成今天的玉米，以及为什么它能成为产量最大的农作物？
Akshay
玉米缔造了美洲文明
很多人可能好奇过，为什么人类起源于非洲，但是非洲却从来没有发展出一个真正像样的文明，当欧洲人带着热兵器到处侵略的时候，非洲人还过着狩猎采集的生活？
其实，最重要的原因就在于那些能够让一个文明定居下来，并且足以养活一整个文明的、具有潜力的植物只生长在特定的地区，而非洲正好没有。
玛雅遗址 Daniel Schwen
众所周知，公元前两千多年，中美洲出现了一个璀璨的文明——玛雅文明。
说是文明，但其实和我们理解的强大帝国有很大的不同，唯一相同之处就是他们也发展出了发达的城市系统，以及庞大的人口基数。
玛雅文明在大约公元1000年左右覆灭，更准确地说是他们在这个时间点左右逐渐放弃了原有的城市（玛雅人从未消失），然后留下了一座座城市遗址。
巧的是，西班牙殖民者鬼使神差地把关于玛雅文明的一些记载都烧掉了，所以玛雅文明给后人留下了许多遐想空间。
其中人们最关心的一部分就是他们的神话，而在玛雅神话中最至关重要一部分就是玉米神，日和月可能都是这位玉米神的双胞胎儿子。
玉米神自然就是玛雅人对玉米的崇拜而塑造的，由此可见玉米在玛雅人心中的地位。
如果说亚欧大陆的古文明靠的是小麦和水稻，那么玛雅文明的出现靠的就是他们发现并驯化了玉米。
虽然现代玉米很特别，很难找到它驯化前的野外近亲，但随着基因分析的发展，人们发现了这种野外近亲正是中美洲的类蜀黍。
在大约9000年前——人类真正进入农业时代的黎明前夕，类蜀黍种子作为中美洲居民狩猎采集的一部分被收集，并逐渐被种植。
John Doebley
我们现在食用的玉米，其植株上面会长出多个穗，每个穗能长到25厘米左右，每个穗上都会结出600颗左右的玉米果实，但最早的玉米每株只能结一个穗，到了公元前4000年每个穗的大小还只有2.5厘米左右。
随着选择性育种和杂交的继续进行，玉米穗变得越来越大，每株能结出的穗也越来越多。
到了公元前2500年的时候，玉米也成为了一种能够养活一个文明的农作物，玛雅文明就此逐渐形成。
玛雅人建立了城市，在城市的周围种满了玉米，他们兴修了水利来灌溉玉米，并继续培育玉米。
经过几个世纪的努力，在公元前1000多年，玉米的尺寸已经和现代玉米差不多了，而且外面的果皮也被去除了，变得越来越适合食用，并且几乎传遍了整个美洲大陆。
但玉米也因此彻底变成了一种栽培种，它们无法在自然界中独立生存，因为它们的玉米粒彻底无法自然脱落来传播自己。
随着欧洲殖民者的到来，玉米和许多美洲神奇的农作物一起被带到了旧大陆，并在之后的几个世纪里传遍全世界。
为什么玉米的产量如此庞大？
在咱们国家，应该没有一个地区是以玉米为主食的，大部分普通农户家里也很少会种植玉米，所以我们可能比较难理解为什么产量最大的农作物是玉米，而不是其它粮食。
上面这张图片是2021年是全球有价值的农作物和畜产品的部分清单，真的不看不知道咱们国家的厉害，这份清单中大部分农产品的最大生产国都是中国。
实际上中国的耕地面积只占全世界总耕地面积的10%左右，而我们生产了全世界超过25%的粮食，真是厉害了我的国。
从这份清单中你会发现，玉米总产值最大的国家也是中国，我们玉米吃的少却生产得多，原因就在于玉米的用途很多，并不是只用于人类食用。
它的典型作用还包括生产乙醇——用玉米可以生产纯度达到99.5%的无水乙醇，另外它还用于动物饲料和生物燃料。
图：玉米乙醇工厂
美国以前一直都是玉米第一大国，但是近几年被中国取代，在他们国家，玉米38.7%用于饲料，34%用于乙醇，17.5%用于出口，9.8%用于食品。
其实，除了非洲和美洲的大部分地区以玉米为主食之外，其它地区玉米用于食品的比例都不算太高，工业和农业才是玉米消耗的大头。
虽然玉米的用途很多，但就像我们前面提到的，玉米并不是种植面积最大的农作物，所以它在产出方面还是比其它农作物要强一些的。
非洲现在大部分地区都种植玉米，这和玉米是为数不多的碳4农作物有关系。
我们的主食小麦和水稻都是碳3植物。
世界上95%的植物都属于这类，这类植物在固碳的时候会产生光呼吸的浪费过程，因为它们光合作用中的主要羧化酶——RuBisCO会同时催化氧气和二氧化碳。
当植物吸入的氧气浓度过高的时候，它们对存储能量的浪费就会变得非常明显，因此碳3植物要想有更高的种植回报的话，那就不可避免地要提高环境的二氧化碳浓度，稍一不留意就减产。
碳4植物同样是RuBisCO来催化二氧化碳，但这类植物的做法明显更加高明，它们的叶子有两种分开工作的细胞——叶肉细胞和束鞘细胞，从而让RuBisCO周围充满二氧化碳，避免氧化作用的竞争，从而减少光呼吸浪费。
直接的好处就是，相同情况下它们比我们熟悉的小麦、水稻等会更高产，而间接的好处就是它们可以生长在非洲这样缺水且炎热的地区。
碳3植物在固碳的时候，它们需要更多地打开气孔来获取更多的二氧化碳，而气孔的打开随之而来的就是水分的大量流失，碳4植物在这方面有着绝对的优势。
据信，碳3植物每固定1个二氧化碳分子会流失833个水分子，而碳4植物只有277个水分子。
可以说玉米就是非洲最福音，它们非常适合非洲又热又干旱的地方种植，所以它现在成功成为非洲人的主食。
除了产量有优势之外，在所有粮食中，玉米也是种子比最高的作物之一。
种子比是农作物另外一种产能指标，它指的是种下一颗种子能够回报多少颗，许多粮食作物我们吃的就是它们的种子，所以这个指标至关重要。
有农学家认为，人类种植一种作物的最低种子比是1:3，也就是投入一颗种子最少要回收到3颗才可以，不然就是白白浪费劳动力，但其实古代农业很少能超过这个比例。
而玉米的种子比在1:100的样子，可以说是回报非常好的农作物了，怎能不让人喜欢呢。
最后
有一个有趣的事实，我们现在种植的这三种（小麦、水稻、玉米）最主要农作物都是在人类在农业革命的时候发现并逐渐驯化的。
更有趣的是，世界各地驯化这些主要农作的时间点就像是“共振”一样几乎同时期发生，而在那之后人类做的只是不断改进这些作物。
如果你仔细观察人类历史，你会发现这种“共振现象”非常多，那些从不通联的地区经常会几乎同时出现最重大的事件，这确实很有趣。
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