古代对微生物认识与利用

微生物是指那些微小的、靠肉眼难以看到或看清的生物。从人类开始出现，就在许多方面和它们打交道，在利用有益微生物和防除有害微生物方面，不断地积累经验。

几千年来，我国劳动人民在认识和利用微生物方面，有过许多重大发明创造，在中华民族的文明宝库中，它们像一颗颗晶莹的明珠，放射着古人聪明才智的光辉。

岐伯是黄帝之臣，也是黄帝的太医，奉黄帝之命尝味各种草木，典主医病。

相传岐伯曾经乘坐由12只白鹿拉的绛云车，遨游于东海中的蓬莱仙山，奉黄帝之命向仙人求不死之药，十分浪漫。

有一次，黄帝问岐伯：“上古时代有学问的医生，制成汤液，但虽然制好，却备在那里不用，这是什么道理？”

岐伯说：“古代有学问的医生，他做好的汤液，是以备万一的。因为上古太和之世，人们身心康泰，很少疾病，所以虽制成了汤液，还是放在那里不用的。后来，当外界邪气乘虚伤人时，只要服些汤液酒，病就可以好了。”

接着，黄帝和岐伯又讨论了汤液在治疗中的作用，以及用药物内服和砭石、针灸外治的方法。

故事中的汤液就是酒。酒是《黄帝内经》中黄帝与岐伯讨论的内容之一，表明当时酒不仅用来饮用，也用于治疗疾病。

我国古代文献中有许多关于造酒的记载，如“上天造酒”、“尧帝造酒”、“猿猴造酒”、“仪狄造酒”、“杜康造酒”。这些关于酒的传说，其实是古人利用菌类的技术。

用谷物酿酒，必须经过把淀粉分解成葡萄糖、再把葡萄糖转化成酒精和二氧化碳两个主要过程。其实这就是制曲过程，即培养有益微生物来进行食品发酵的过程。

记叙殷商历史的《尚书·说命下》中，有“若作酒醛，尔惟曲蘖”的字句，说明当时酿酒已经用了长微生物的谷物，即曲和发芽的谷物，即蘖。

随着制曲技术的发展，人们对微生物活动的认识越来越深入，观察也越加仔细了。

古代已经有不少观察微生物活动的记录，有些方法和近代微生物学所采用的方法相接近。因此，曲的质量不断提高，种类增多，用途也日趋专一。比如周代王后穿的黄色礼服叫“曲衣”，这说明当时的曲中黄曲霉已经占显著优势，使曲呈现美丽的黄色。

东汉时期，有些酿酒方法中，用曲量已经由原来的百分之几十降低至百分之几，这表明曲的用途已经由糖化发酵剂变成使所需微生物繁殖的菌种了。如果曲中的微生物不是相当纯，就难以保证酿酒的成功。

北魏时期，曲的形式已经几乎全部是成块的“饼曲”了。这种曲，外面有利于曲霉生长，内部却有利于根霉和酵母的繁殖。

北魏贾思勰著的《齐民要术》一书，是完整地保存下来的一部杰出的古代农业科学著作。在微生物学方面，这部书也有丰富的内容，它记录了我国当时农业和农村手工业中应用微生物知识的许多重要史实，有些还上升为比较系统的规律性认识。

在微生物学发展史上，《齐民要术》是一部重要经典。例如，在书中提出，曲成熟的标准，应该是曲中长满了各种菌，所谓“五色衣成”；把醋酸的形成和酷酸菌形成的膜联系起来，并且意识到了“衣”是有生命的物质。

贾思勰用“鱼眼汤沸”这样生动的语言，描述了酒精发酵的时候二氧化碳释放的现象。

还应当指出，书中把制酱用的以麦粒制成的曲、面粉制成的曲和发芽的谷物放在一起列作为一章来论述，表明当时已经意识到这三者之间的内在联系。

现在看来，这些都是和水解蛋白质、淀粉的水解酶类有关的。可以说，作者已经有了类似今天“酶制剂”的朦胧意识。

至宋代，已经知道制曲的时候把优良的老曲涂在培养前的生曲表面，即所谓“传酷”的方法。这类似于今天的接种操作，曲的质量就更加容易保证了。

正是通过千百年来的选育，我国的曲有许多生产能力极强的菌种。例如小曲中的根霉，它的糖化力之强是罕见的。

我国劳动人民还创造了利用微生物提高地力的方法。

早在春秋战国时期，人们已经知道腐烂在田里的杂草可以使庄稼长得茂盛，已经懂得用腐烂的野草和粪作为肥料了。腐烂是微生物活动的结果，所以，事实上当时已经开始利用微生物来提高地力了。

豆科植物根部的根瘤菌，有固定大气中氮素的能力，因此豆科植物在提高土壤肥力上具有重要的作用。前汉后期的氾胜之的《氾胜之书》中，曾经提到瓜类和小豆间作的种植方法。

西晋郭义恭著的《广志》一书中，已经有稻田栽培紫云英作绿肥的记载。书中说道：

茗，草色青黄，紫华，十二月稻下种之，蔓延殷盛，可以美田，叶可食。

这里所说的“苕”，就是紫云英，又叫“红花草”。

在贾思勰的《齐民要术》一书中，已经对不同轮作方式进行了比较，特别强调了以豆保谷、养地和用地相结合的豆类谷类作物轮作制。

书中说道：“凡谷田，绿豆、小豆底为上”，“凡黍田，新开荒为上，大豆底为次，豆底为下。”这说明当时已经有了和豆类作物轮作或间作的谷物耕作制度。

长期以来，古代农民就知道把多年种过豆科植物的土壤移到新种植豆类的田里去，以保证新种植豆类的良好生长。人们称这种方法叫“客土法”。现在看来，这实际上是接种根瘤菌。

这是近代使用细菌肥料的萌芽。

古代成都平原的农民，很早就采用了一种接种根瘤菌的方法。就是在收获大豆以后，把大豆根连同根瘤和泥土捣碎，掺入少量草木灰揉成小团，用稻草包扎好，以备来年大豆拌种用。

这是“客土法”的进一步发展，实际上是原始的细菌肥料。

总之，我国古代认识和利用微生物的成就是巨大的，在制曲造酒和利用微生物肥地等方面都有很有价值的创造和发明，为人们的生产和生活提供了极大益处。

[旁注]

岐伯　我国传说时期最富有声望的医学家。今传《黄帝内经·素问》基本上乃黄帝问，岐伯答，以阐述医学理论，显示了岐伯氏高深的医学修养。我国医学素称“岐黄”，或谓“岐黄之术”，岐伯当属首要地位。

菌种　用于发酵过程作为活细胞催化剂的微生物，包括细菌、放线菌、酵母菌和真菌四大类。来源于自然界大量的微生物，从中经分离并筛选出有用菌种，再加以改良，贮存待用于生产。菌种分为母种、原种和栽培种三级。

根瘤菌　与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。根瘤菌属和慢性根瘤菌属都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤，并在根瘤内成为分枝的多态细胞，称为“类菌体”。还有土壤杆菌属，能使植物细胞转化为异常增生的肿瘤细胞，产生根癌等。

绿肥　是用作肥料的绿色植物体。绿肥是一种养分完全的生物肥源。种绿肥不仅是开辟肥源的有效方法，对改良土壤也有很大作用。绿肥的种类很多，如按利用方式分为稻田绿肥、麦田绿肥、棉田绿肥、覆盖绿肥、肥菜兼用绿肥、肥饲兼用绿肥、肥粮兼用绿肥等。

轮作　在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。长期以来我国旱地多采用以禾谷类为主或禾谷类作物、经济作物与豆类作物的轮换，或与绿肥作物的轮换，有的水稻田实行与旱作物轮换种植的水旱轮作。

[阅读链接]

夏王朝大禹王治理天下时，朝廷中有一个青年叫杜康，掌管着全国的粮食。

有一年大丰收，国库里放不下了，杜康就把部分粮食堆放在森林中一些朽树洞里。没想到时间一长，这些粮食在树洞里发酵后，顺着缝隙流出汁液。杜康在检查存粮时闻到这些液体散发的芳香，亲口尝后，又用尖底罐装了一些给大禹尝。

禹王一尝，甚为嘉许，就命杜康终年造酒，遂使酒的质量越来越好。杜康是利用酵母菌造酒的高手，以致使他成为了后世的酿酒祖师。