棉花是当之无愧的“纤维作物之王”,早在工业时代之前就已久经驯化栽培。工业时代到来后,棉花更是大放光彩,主要在英国进行的第一次工业革命,相当一部分成果就出现在棉纺织工业中。如今,即使化学纤维已经被广泛使用,棉花仍然是无法被完全替代的重要纤维作物。

英国工业革命中的纺织厂。 图片:J. S. Fletcher / The Story of Leeds

在植物学上,棉花并非仅指一种植物。如今栽培的棉花中,最常见的是由棉属中陆地棉(Gossypium hirsutum)和海岛棉(G. barbadense)两个种培育的品系,它们都来自美洲。在亚洲和非洲,过去还有很多树棉(G. arboreum)和草棉(G. herbaceum)栽培,但现在已经比较少了。这几个种都属于锦葵科棉属(Gossypium)。

棉花的花色有很多,甚至在一天中的不同时间都会呈现出不同花色来。这样一来,四大栽培棉种的花是不是看起来没有太大区别?

图片:KENPEI & H. Zell & Mason Brock / wikimedia;Brian Gratwicke/flickr

漂洋过海的奥秘

棉属现在已知有50多种,广布于非洲(及邻近的阿拉伯半岛)、澳大利亚、夏威夷群岛和南、北美洲的热带地区。棉属植物经常出现在一些岛屿上,除了夏威夷群岛,还有大西洋中的佛得角群岛以及太平洋中的加拉帕戈斯群岛等——有一种“达尔文棉”(G. darwinii)就是加拉帕戈斯群岛的特产,以曾经到访过那里的达尔文命名。上面提到的海岛棉之所以叫“海岛”,也是因为它的产地之一是包括巴巴多斯岛在内的加勒比群岛。

这样广阔的分布范围曾经让植物学家怀疑棉属并非一个属,而是多个关系较远的属拼凑在一起的,但从形态、细胞到分子的各种证据都表明,棉属确实是“一家人”,是从一个共同祖先演化出来的。那么,为什么棉属会有这么广的分布范围呢?奥秘恰恰就在于我们利用它纺纱织布的部位——种子上的长毛。

去除大部分纤维后的陆地棉种子。图片:Victor M. Vicente Selvas / wikimedia

说到种子上的长毛,也许你会想到柳絮,想到成熟的柳树种子在春天的暖风中肆意飞舞,然后猜测棉花也是靠风力传播种子。这个想法自然不错,但还不够全面。事实上,大多数棉属植物(包括人类驯化栽培的4个种)的种子不仅可以靠风力传播,还能靠海水传播。

原来,棉花种子上的棉毛不仅又轻又柔,而且天生能耐受盐水的腐蚀。它们落到海上,或自己团成一大块随波逐流,或附着在一些飘木之类的“浮筏”上漂洋过海,借此扩散到遥远的另一块陆地。靠着这种借助大洋的远距离传播方式,棉属植物不仅到达了夏威夷群岛这种大洋深处的孤立岛屿,甚至还横跨大西洋,从非洲到达了美洲。难怪,即使是如今种植在远离海洋的大陆中心的棉花,种子也仍然具有忍受盐水浸泡的能力。

未熟与成熟的陆地棉。图片:ChriKo / wikimedia;Michael Bass-Deschenes / Flickr

“木绵”和“木棉”,傻傻分不清?

中国本没有棉花,也没有“棉”字(这个木字旁的“棉”字直到宋代才出现)。但在西汉时期,中国西南地区和两广地区“近水楼台先得月”,率先从印度引入了树棉(可能还有少量草棉)。只不过,当时树棉还不叫树棉,而是叫梧桐木、桐木、木绵等别的名字。比如《后汉书·西南夷传》就记载,东汉时在永昌郡(今云南西部)“有梧桐木华,绩以为布,幅广五尺”。

也许你会怀疑:这些记载里的植物,是否有可能不是棉花,而是同样属于锦葵科的木棉(Bombax ceiba,也叫“攀枝花”)? 的确,在宋代以前,中原人因为大多没见过棉花和木棉,容易把它们混为一谈。木棉的果实里面虽然也有很多长毛,却又硬又短,无法纺纱织布,它们只适合作为填充物,装填在垫子、枕头之类的用品里面。所以文献中凡是提到可以织布的“木绵”,必是树棉无疑。

与棉花同样属于锦葵科的木棉开花时非常美腻。图片:Hemant banswai / wikimedia

棉花家族,陆续走进中国

几乎与此同时,中国新疆地区最晚在东汉时期,也已经通过丝绸之路引种了草棉,织出的棉布被称为“白叠布”。不过,无论是南方的棉花还是西域的棉花,长期都没有继续向中原地区引种。这时候的大部分中国人穿的还是葛、麻、丝绸做的衣服。

直到元代,情况才终于有了变化。这时候,南方的棉花已经向北传播到长江流域,而西域的棉花也向东传播到了陕西一带。在众多传播棉纺织技术的工匠中,黄道婆是最有名的一位,她的家乡今属上海市徐汇区。黄道婆年轻时流落海南岛,在那里向黎族人学会了从轧棉(把棉纤维与种子分离)、弹棉到纺纱、织布的全套技术,晚年回归故里,便把这整套技术传授给乡人。从此,以松江府为中心的江南地区逐渐成为重要的棉纺织手工业区。

1989年中国人民银行发行的黄道婆纪念币,面值5元。 图片:coincompendium

明代,棉花的种植进一步向华北等地扩散,棉花也逐渐淘汰了葛和麻,成为人们衣着的主要原料。为了适于在气温比较寒冷的地方种植,人们从树棉中选育出了植株矮小、可以当作一年生作物栽培的品种。在明清的几百年间,这种类型的树棉就是中国种植最多的棉花。

清朝末年,中国发达的棉布生产业严重影响了英国向世界推销棉布的生意。英国悍然通过鸦片战争强行打开中国国门,才总算把用机器造的棉布强行输入中国。英国棉布用的原材料主要是陆地棉和海岛棉,这些美洲的棉花纤维更长更细,织出的棉布更细腻,确实比树棉更好用。于是从19世纪末期起,中国也开始引种美洲的棉花,很快就在全国推广,取代了树棉的地位。

棉花种子,左起分别为陆地棉、海岛棉、草棉。上面一排是栽培型,下面一排是野生型。图片:Ying Bao et al. / PNAS(2011)

1949年以后,中国的棉花种植有了很大发展,曾经长年是世界上产棉最多的国家,直到2015年才被印度超过。如今,中国棉花主要分布于华北地区和新疆地区,又以新疆种植棉花的条件最为优越。每年棉花成熟的时候,都会有一支大军乘着火车前往西域绿洲,从事摘棉花的辛苦工作。

收获季节的棉花田。 图片:Kimberly Vardeman / flickr

尽管棉花主要是一种纤维作物,但它还有其他用途,比如轧棉之后分离的棉籽可以榨油。而且,棉属植物的花也十分艳丽,50多个种合起来,几乎拥有彩虹的每一种颜色,是时候让它们在我们的花园里也占据一席之地了。

棉籽油被使用在沙拉油、沙拉酱、美乃滋或洋芋片等零食中,因为它不会掩盖食物原味,遇热不易起油烟。 图片:Cottonseed Oil / wikimedia

#物种日历# 2018年11月25日 陆地棉 Gossypium hirsutum​​​​