内黄三杨庄遗址汉代旋转磨功能的淀粉粒分析*

赵 昊 刘海旺

（1.郑州大学历史学院；2.河南省文物考古研究院）

小麦（Triticum aestivum）虽然至迟在距今4000 年前已进入中原地区，但中原地区的旱作农业在很长的一端时间内，稳定地维持了以粟作（Setaria italica）为核心的种植模式[1]。关于小麦从何时起成为支柱作物，农史研究者提出了汉代说、魏晋说、唐代说等多种看法[2]。值得注意的是，不论持何种观点，许多研究者都将石质旋转磨作为推定麦作扩张的重要标志之一[3]。旋转磨、麦作与粉食之间的关系常被概念化成了一个技术包裹，推定旋转磨是处理小麦的专属工具，而小麦粉食的推广也就代表了麦作成为主导作物。但是，这些研究中对旋转磨功能的预判，仅是出于纯粹经验性的推测，缺乏足够的考古证据支撑。基于上述原因，本研究尝试以通过直接获取实用器物上所残留的微植物信息，来重新评估旋转磨、粉食传统和麦作扩展这三者的关系。

一、材料与方法

位于河南省内黄县的三杨庄遗址，是一处由多组庭院构成的汉代村落遗址[4]。该村落大致建于西汉晚期，两汉之交或东汉初年由于黄河泛滥而遗弃。其中，在遗址的二号、三号和四号庭院中，出土了丰富的石质粮食加工工具，包括了旋转磨、臼、碓等多种类型。由于该遗址独特埋藏条件，使之具有理想的微植物残留物保存环境。同时清晰的遗址背景，也使各器物能够直接与特定农户家庭相对应，这就为通过微植物遗存讨论汉代基层农户的口粮消费习惯提供了有利条件。

此次测试共选取了9 件大型石质工具，包括4 件旋转磨，4 件石臼及1 件石碓（表一）。在4件旋转磨中，2 件（MP1、MP2）来自于二号庭院，另外2 件则分别来自于三号庭院（MP3）和四号庭院（MP4）。在4 件石臼中，3 件（SJ1、SJ2、SJ3）来自于二号庭院，1 件（SJ4）来自于三号庭院。唯一的1 件石碓（SD1）则来自于三号庭院。同时，采集了二号庭院所发现的汉代农田土壤作以及三号庭院的连续地层堆积为对比样本。

样品采集、处理和检测的过程大致为：（1）取蒸馏水滴于石器表面，使用超声波牙刷洗器物，吸取残留物溶液至离心管。（2）使用密度为2.35g/ml 重液对残留物进行分离。（3）装片，进行显微镜观察、测量和记录。观察设备为Carl Zeiss Axio Scope A1 型生物显微镜。在400倍放大倍数下，对淀粉粒分别以偏光模式、明场模式及微分干涉模式(DIC)拍照记录，之后与现代标本对比进行种类鉴定。

二、检测结果与鉴定

被检测的9 件工具上均发现了数量可观的淀粉粒残留物，总计966 颗。其中5 件器物上的淀粉粒数量超过100 颗(表一)。较高的淀粉粒密度与这些石器作为粮食加工工具的性质是相符的。而在来自于汉代农田土壤和连续地层的对比样本中，都未观察到明确的淀粉残留物。

淀粉粒以单粒形式为主，少量保持了复粒状态。在石碓上发现了呈团状的淀粉粒群。根据淀粉粒的形状、尺寸以及表面特征，对这些淀粉粒进行了分类和种属判断。其中733 颗尚保存有可鉴定特征，另有233 颗由于尺寸过小、破损等原因无法鉴定。根据与现代标本的对比，可鉴定的淀粉粒可分为粟黍类、薏苡类、小麦族、芋属、栎属、豆科、莲属、薯蓣科，共8 型。

A 型：粟黍类(Setariasp./Panicumsp.)。多数呈多边形，部分近似于圆形，但有直边（图一，a）。脐点居中或稍偏心，十字消光清晰，消光臂接近于直角。最大径在5.95 ～22.56µm之间。大部分淀粉粒表面存在V 形、Y 形或一字形裂隙。多种黍亚科植物都有此类形态的淀粉粒，包括粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)、薏苡(Coix lacryma-jobi)等。根据刘莉等的研究[5]，薏苡淀粉的十字消光尾部多曲折，A 型淀粉基本未观察到这种情况。而粟和黍淀粉的最大径范围上存在一定差异，根据对9 个不同产地现代样本的测量，黍淀粉的长度平均值集中在7.1 ～8.5µm 之间，最大值不超过13.5µm。而6 种不同产地的粟淀粉，平均长度在8.7 ～9.9µm 之间，最大值可到18µm左右。从粒径范围来看，A 型淀粉粒的最大径更多地集中在9 ～15µm 之间，因此来自于黍的可能性较小，多数应当来自于粟。不过，由于粟和黍淀粉形态差异较小，且尺寸范围存在一定重叠，因此本文不再进一步对粟黍比例进行定量分析，统一记作粟黍类淀粉粒。粟黍类淀粉粒共发现301 颗，占可鉴定标本数的41.1%。在器物间的发现概率为100%[6]，即在所有器物上都有发现。

图一

B 型：薏苡类（Coixsp.）。多边形或圆形，脐点位置居中或稍偏心，无明显层纹（图一，b）。表面有X、Y 或线形裂隙。此类淀粉最大径为10.21 ～25.82µm。且其十字消光臂尾部多有Z 形弯曲。参考刘莉等提出的判断标准，三杨庄石器上所观察到的B 型淀粉粒更可能来自于薏苡(Coix lacryma-jobi)。共发现有109 粒，占可鉴定总数的14.9%。器物间的发现概率为88.9%，仅在石碓上未发现此型淀粉。

C 型：小麦族(Triticeae)。多呈圆形，脐点位置居中（图一，c）。表面扁平，少起伏，无裂隙。十字消光臂多数接近于直角交叉，但消光臂边界较为模糊。在DIC 视野下多数可以明显观察到表面层纹。最大径范围为10.72 ～31.79µm，多数集中在18 ～20µm 左右。C 型淀粉粒具有典型的小麦族植物淀粉的形态特征。共发现223 颗，占可鉴定总数的30.4%。器物间的发现概率为88.9%，仅在石碓上未发现。

D 型：豆 科(Fabaceae)。多呈肾形或长圆形，外轮廓圆滑无直边，部分表面可观察到微弱层纹（图一，d）。表面存在多条裂隙，消光臂有多条分支，且相交角度多样，总体表现出豆科淀粉特征。另外，结合该型淀粉粒17.94 ～26.54µm 的最大径范围，我们认为D 型与绿豆(Vigna radiata)、豌豆(Vicia sativa)或豇豆(Vigna unguiculata)淀粉最为接近。共发现15 颗，占可鉴定总数的2%。共在3 件磨、2 件臼上观察到豆科淀粉粒，器物间的发现概率为55.6%。

E 型：芋属(Colocasiasp.)。仅发现于石碓上，全部集中在一个团状粒群中（图一，e），总数超过70 颗。多数呈多边形，少数为圆形，脐点居中。表面没有明显的裂隙和层纹，部分淀粉中部塌陷。尺寸很小，最大径范围在1.77 ～4.37µm 之间。此类淀粉粒最可能来自于芋头(Colocasia esculenta)的球茎。E 型淀粉占可鉴定总数的9.5%，仅在石碓上发现，器物间的发现概率为11.1%。

F 型：栎实类(Quercussp.)。长椭圆形或不规则椭圆形，少量梭形，脐点居中或略偏心（图一，f）。十字消光较为清晰，消光臂多呈弯曲状。表面无明显层纹，存在线形裂隙或长凹坑。长度范围在12.85 ～26.69µm 之间。这类淀粉与栎属中的白栎(Quercus fabri)及辽东栎(Quercus wutaishanica)的果实淀粉较为接近。共发现7颗，占可鉴定总数的1%。在3 件石臼上发现，器物间的发现概率为33.3%。

G 型：莲属块茎(Nelumbosp.)。仅在石臼13SJ1 上发现了1 颗。呈不规则椭圆形，脐点极度偏心（图一，g），远离脐点端似受损坍塌。十字消光较为清晰，层纹隐约可见。最大径达到52.58µm。鉴于其形态和尺寸，这颗淀粉很可能来自于莲属植物的地下茎，即莲藕。莲藕淀粉仅占可鉴定总数的0.1%，器物间的发现概率为11.1%。

H 型：薯蓣科块茎(Dioscoreaceae)。多为等腰圆角三角形，脐点偏心，远脐点一侧较为平直（图一，h）。多数可观察到层纹，少数表面有裂隙。最大径范围在14.32 ～28.20µm之间。H 型总体上具有薯蓣科植物块根淀粉的特征，特别类似于山药淀粉(Dioscorea polystachya)。共发现7 颗，占已发现淀粉粒总数的约1%。共在2 件石臼上观察到薯蓣科淀粉，器物间的发现概率为22.2%。

三、淀粉粒来源

三杨庄聚落的存续年代为西汉晚期至东汉初年，此时当地居民所依赖的基础食物资源应当早已主要来自于人工栽培作物。这一点从三杨庄各庭院附近所发现的大面积农田遗迹即有直接印证。A、B、C、D 四型淀粉粒应当分别来自于粟黍、小麦、薏苡、豆等汉代北方地区常见的人工栽培作物，总计占可鉴定淀粉粒数量的约88%（648/733）。

除了主要粮食作物外，栎实、莲藕、芋头、山药等其他类型淀粉可能来自于三杨庄居民对一些特殊植物资源的偶然性加工和消费。在三杨庄遗址的二号、三号庭院附近，都发现有同时期人工挖掘的水塘、水沟。以二号庭院西侧的水塘为例，其整体接近椭圆形，直径约15 ～25、深约1 米，是适于莲藕生长的水环境。因此，莲藕淀粉很可能就来源于农户从自家水塘中采集的莲藕。

关于芋头，虽然目前关于中国芋头的原产地以及何时开始人工栽培尚无定论，但在两汉时期芋头已成为较为常见的食品。《说文·艸部》中对“芋”字的解意为“大叶，实根骇人”[7]，正是描述了芋头可食用的根茎部分。《氾胜之书》就讲授了种植芋头的方法：“种芋…一区收三石…又种芋法…二月注雨，可种芋…治芋如此，其收常倍”[8]。芋头肥硕高产，是优质的补充性口粮。因此，不排除三杨庄农户也进行芋头种植的可能。

薯蓣科淀粉和栎实类淀粉的存在，则很可能与采集这两种非谷物类产品作为副食有关。三杨庄遗址连续地层剖面的孢粉分析显示，该地区始终存在着一定量的栎属等阔叶树植被[9]。目前虽然无法进一步判断薯蓣科淀粉来自于人工种植，或是采集野生资源，但山药等薯蓣科植物亦属于黄河下游地区较为普遍存在的植物类型，其获取难度也并不高。

总体而言，非谷物类淀粉在三杨庄居民日常消费中的比例是相对较低的，仅占可鉴定淀粉粒总数的约12%。另外，从器物背景来看，石臼的功能多样性甚至比旋转磨更高一些，人们还利用石臼加工了如栎实、莲藕、山药等副食。

四、旋转磨的功能与粟麦粉食的关系

旋转磨上粟麦淀粉的统计对比最为值得注意。来自于不同庭院的多组旋转磨上，粟黍淀粉的出现频率最高，麦类淀粉的出现频率略低，居于次席。在所检测4 件旋转磨上，粟黍类淀粉在旋转磨上的比例都在40%以上，最高达到50%。麦类淀粉粒则维持在30%～40%之间。这一数据也与石臼上的情况一致，表明粟、麦均是被三杨庄居民高频率粉食的谷物。该数据提示我们需要反思无差别地将旋转磨与小麦粉食、麦作扩张挂钩这一认知定式。

不少学者之所以将旋转磨与麦作绑定起来，主要是考虑旋转磨对于提高小麦适口性的意义。小麦种皮坚硬，麦饭也因此被认为是一种相对粗鄙的贱食[10]。粟的种皮容易脱去，不一定经过碾磨便可在炊器中蒸煮，口感亦佳。然而这种对适口性的考量，却无意间忽视了将粟以及其他粮食资源磨粉而食的可能性。无条件地将旋转磨的分布范围和大规模麦作农业绑定的看法，可能会忽视不同农业背景条件下，人们对工具使用方式进行适应性调整的可能。例如，在《齐民要术》引《食次》[11]，就记录了使用磨碎的稻米粉制作糕点的方法：“粲…用秫稻米末，绢罗之。蜜和水，水蜜中半，以和米屑”。事实上，旋转磨在汉代就已经开始拓展到以稻作为基础的长江流域[12]，类似的磨米而食的方式可能亦会在长江流域引入旋转磨之后出现。不可否认的是，旋转磨确实有利于改善小麦的适口性，可能成为促进麦作扩展的催化剂。但是，不能因此认为旋转磨或其模型明器在某地区的普遍出现，就代表了麦作在当地的农业结构中取得重要地位。事实上，目前所见年代较为确定的、最早的旋转磨实例来自于战国晚期秦国的临潼郑庄石料场[13]，而关中地区却恰被普遍认为是战国至西汉时期麦作生产较为 有限的地区。

综上所述，此次淀粉粒分析结果表明，旋转磨应该更多地被视为一种多用途的粮食加工平台，所能直接对应的是粉食这一加工方式，而非某种特定的作物。三杨庄居民普遍利用旋转磨粉食粟，正反映了工具传播过程中人们对于其使用方式进行适应性调整的情况。因此，对于不同地区的遗址所出土旋转磨的具体功能考察，需要综合历史文献、农业背景残留物、同位素等多方面信息进行具体分析。

[1] a.赵志军.小麦传入中国的研究—植物考古资料[J].南方文物,2015(3):44-52.b.靳桂云.中国早期小麦的考古发现与研究[J].农业考古,2007(4):11-20.

[2] a.梁家勉.中国农业科学技术史稿[M].北京:农业出版社,1989:166-196.b.卫斯.我国汉代大面积种植小麦的历史考证[J].中国农史,1988(2):22-30.c.赵淑玲,昌森.论两汉时代冬小麦在我国北方的推广普及[J].中国历史地理论丛,1999(2):37-46.d.曾雄生.论小麦在古代中国之扩张[J].中国饮食文化,2005,(1):99-133.e.西嵨定生.碾硙寻踪—华北农业两年三作制的产生[C]//日本学者研究中国史论著选译:第四卷.北京:中华书局,1992:22-30.

[3] a.李发林.古代旋转磨试探[J].农业考古,1986(2):146-167.b.韩茂莉.中国历史农业地理[M].北京:北京大学出版社,2012:315-342.c.王仁湘.饮食考古初集[M].北京:中国商业出版社,1994:1-15.d.陈绍军,吴兆苏.从我国小麦、面食及其加工工具的发展历史试谈馒头的起源问题[J].农业考古,1994(1):219-225.e.刘兴林.汉代农业考古的发现和研究[J].兰州大学学报,2005(2):11-19.f.张凤.古代圆形石磨相关问题研究[J].华夏考古,2016(2):61-66.g.李成.试论中国北方龙山时代至两汉的小麦栽培[J].考古与文物,2016(5):100-109.h.刘欣,朱宏斌.汉唐时期关中小麦种植的发展及其影响[J].农业考古,2019(3):26-31.

[4] a.刘海旺,朱汝生,宋贵生,等.河南内黄县三杨庄汉代庭院遗址[J].考古,2004(7):34-37.b.祝贺,刘海旺,朱汝生,等.河南内黄三杨庄汉代聚落遗址第二处庭院发掘简报[J].华夏考古,2010(3):19-31.c.刘海旺.汉代农耕聚落考古学研究[D].郑州：郑州大学,2017:56-66.

[5] Liu Li, Ma Sai, Cui Jianxin. Identification of starch granules using a two-step identification method. Journal of Archaeological Science[J].2014(52):421-427.

[6] 本文中对器物间发现概率的定义类似于大植物分析中的出土概率，即发现存在某种淀粉的器物数量占总器物数量的比例。

[7] 许慎.说文解字[M].北京:中华书局,1998.

[8] 万国鼎.氾胜之书辑释[M].北京:中国农业出版社,1957.

[9] 刘耀亮,许清海,李曼月,等.河南省内黄县三杨庄全新世以来的孢粉学记录[J].第四纪研究,2013,33(3):536-544.

[10] a.篠田统.中国食物史研究[M].高桂林等译.北京:中国商业出版社,1987:20-23.b.陈绍军.馒头及酵面食品起源问题的再认识[J].农业考古,1995(3):218-220.c.同[2]b.d.同[3]b.

[11]缪启愉.齐民要术校释[M].北京:中国农业出版社,1982.

[12]同[3]b.

[13] a.秦俑坑考古队.临潼郑庄秦石料加工场遗址调查简报[J].考古与文物,1981(1):42.b.《汉书·食货志》董仲舒上书武帝：“今关中俗不好种麦”.班固.汉书[M].北京:中华书局,1962.