植硅体分析与旱作农业史研究

葛利花 王振祥

(太原市文物考古研究所，山西 太原 030000；河北省文物保护中心，河北 石家庄 050000)

植硅体，是沉淀在高等植物细胞组织中的固体非晶质二氧化硅颗粒，具有产量大易获取、就地沉积分散程度低、抗风化耐腐蚀、种属对应关系较为明确等优势。粟、黍是东亚地区最早驯化的旱作物，也是中国北方旱作农业中的传统优势作物，栽培历史悠久，为中华文明起源与发展提供了坚实的物质基础[1]。距今4000年左右[2]，由西亚传播至中国的小麦逐渐取代粟、黍的优势地位，成为北方旱作农业主体作物，北方农业生产格局发生转变。

通过获取、鉴定和分析遗址内外地层、灰坑、房址等遗迹单位以及各式器物中提取的植硅体，参照现代植物植硅体形态，为研究以粟、黍等种属鉴定及驯化判别为主要内容的粟作农业起源与传播，以作物结构、栽培与管理、收割与加工为主的作物生产与加工，基于植硅体种类差异、敏感型与固定型植硅体比例关系来探究农田灌溉的农田管理技术，以及与粮食储存和消费等遗址内空间利用模式相关内容提供依据，进而为探索先民植物利用、生业经济模式等问题奠定基础。基于近几十年学界对植硅体分析在农业考古研究中的认识[3]，本文系统性地总结植硅体分析在旱作农业考古综合分析中的研究方向，进一步分析探讨了其研究现状和未来发展方向。

一、植硅体分析与旱作物判别

旱作农业考古研究以粟、黍、麦等为代表，通过其碳化种子、植硅体、淀粉粒等分析法对考古遗址出土植物遗存进行鉴定和研究，为探讨北方旱作农业起源及其形成过程提供了重要的资料与信息，并且取得初步成果[4]。近年来，学者在我国本土黍、粟及其亲缘野生植物等植硅体鉴定分析工作中取得显著成果，该方法在作物种属鉴定及其驯化等研究中发挥着越来越重要的作用。

(一)粟、黍的判别

长期以来，因粟、黍小穗不同组织、不同部位的植硅体有所差异，且连续变化，稃片细胞层间硅化，形成组合特征多样的细胞硅化结构，难以利用植硅体形态区分粟、黍种属[5]。基于此，吕厚远采集百余种现代粟、黍及其近缘草本植物，通过相差和微分干涉显微镜，对粟、黍的生物和硅质沉积结构进行解剖式分析，发现粟、黍植硅体形态差异明显，主要体现在以下几点：①颖片和下位外稃短细胞植硅体存在差异，粟为“十字型”，长宽比率接近1，尺寸由内向外呈递减趋势；黍为径向垂直叶脉的“双裂片型”(哑铃型)，比率为1∶2。②稃片植硅体形态不同，粟发育典型的“乳突型”植硅体，但也有一些乳突不明显，或无乳突；黍表面光滑，无乳突。因此，无法根据乳突存在与否鉴别粟黍。③粟、黍孕花外稃和内稃表皮长细胞壁明显不同，粟呈现“Ω” 型(顶部饱满呈弧形)，黍为“η”型(顶部平滑较窄)，二者均分三级，一至三级由外及内分布，第三级多位于稃片中部。需要说明的是，粟、黍稃片两端分布有“n”型未分化的表皮长细胞，不具备鉴定特征。④孕花外稃和内稃硅化表皮长细胞末端植硅体形态和参数存在差异，粟是“波状交叉纹饰”，宽度在4.37±0.89μm之间，宽度与两个长度平均数之比在0.33±0.11之间；黍为“指状交叉纹饰”，宽度为8.95±2.02μm，比值是0.79±0.12μm。⑤粟稃片表面角质层和外表皮层同时硅化往往形成脊线雕纹形态，黍则是表面平滑带有斑点状纹饰，当黍的外表皮层与皮下纤维层贴生硅化时，则会形成锯齿状纹饰[6]。简言之，粟、黍的内、外颖片和不孕花外稃分别生长短细胞十字型和哑铃型植硅体；由粟、黍孕花外稃和孕花内稃中表皮长细胞硅化而成的长细胞树枝状植硅体是二者鉴定的依据[7]。Welmoed A.Out指出双裂片型植硅体末端及长柄尺寸差异也可区分粟、黍，粟末端是平或凸出的，黍为凹陷；粟比黍的双裂片型植硅体尺寸更大、形状也更规则，三裂片与多裂片型植硅体在粟中并不常见[8]。由于黍亚科植物叶片存在大量哑铃型，在使用Out的鉴定标准时，为排除干扰需以样品中仅有粟、黍两种作物为前提。此外，姚政权早年发现谷子颖片表皮细胞群植硅体具有较薄、透明状、纹理规整、边缘呈刺形或齿形等形态特征[9]。

基于粟黍植硅体判别标准，吕厚远对磁山遗址储存坑进行分层取样研究，发现黍颖壳植硅体占绝对优势，粟数量极少，表明该遗址最早种植黍，是主要的植物性食物资源；粟出现较晚，这应与黍较粟更能适应冷干气候环境有关[10]。据此鉴定标准，对关中地区泉护、杨官寨、浒西庄、案板、王家嘴、水沟等遗址进行植硅体分析，发现在仰韶中期至龙山时期，黍植硅体含量占据优势，后期虽有所下降，但黍相对含量仍然多于粟，为重新认识关中地区新石器时期农业生产提供参考资料[11]。由此可见，植硅体分析在考古样品保存或研究方法受限制的情况下，仍然可以准确鉴定出粟、黍作物种属，并且可以判断出相对含量，为深入研究旱作农业生产状况和社会经济形态奠定基础。

(二)粟、黍的驯化

粟、黍是人类最早驯化的作物之一。植硅体分析提升了获取粟、黍类遗存的空间，有望解决其起源的动力、时间、地点等问题，助于探索先民植物资源管理、旱作农业起源以及考古遗址生业经济组成等内容。

张健平[12]采集国内外16种现代谷子和青狗尾草，对二者的小穗颖片、内外稃片的不同部位、不同细胞层植硅体进行研究和分析，明确ΩⅢ仅发育于粟、青狗尾草稃片中部，二者尺寸差异显著，即粟ΩⅢ型植硅体比青狗尾草ΩⅢ型尺寸更大，稃片表皮长细胞W1、W2和H尺寸差异明显。粟的W1、W2和H值分别是64.2±5.9μm、11.9±1.9μm和26.1±2.2μm，青狗尾草是52.2±2.8μm、8.0±1.1μm、22.1±1.4μm，判别率高达75%。粟和青狗尾草的颖片和下位外稃“十字型”植硅体几乎无差异，尺寸重合区间较大，不具备鉴定特征。粟和青狗尾草的上位外稃和内稃中表皮长细胞突起的尺寸重合区间较大，但青狗尾草更大些；部位不同会导致尺寸差异；部分粟和青狗尾草不发育突起，因此难以根据突起的有无和尺寸来鉴别粟及其野生祖本青狗尾草。Lisa Kealhofer[13]对金色狗尾草、间序狗尾草、粽叶狗尾草、皱叶狗尾草、云南狗尾草和大狗尾草以及莩草、西南莩草、粟等12种狗尾草属的稃片、叶子和茎秆部位的植硅体进行提取、鉴定和研究工作，指出：①稃片中哑铃型尺寸小于叶子，哑铃型尺寸与其所属母源植物种属也具有一定相关性。②12种狗尾草属的哑铃型尺寸存在明显的重合区间，即使是同一种属，不同部位的哑铃型尺寸也有重合区间。③环境差异会影响哑铃型尺寸，但狗尾草相对而言因环境改变而产生的差异较小。④一年生与多年生植物的哑铃型尺寸存在差异，前者哑铃型小于后者。⑤一般来讲，粟叶子哑铃型尺寸最小，但与青狗尾草茎秆中的植硅体以及S.halica稃片哑铃型存在重合区间现象。目前根据哑铃型尺寸，只能判断最大和最小植硅体所属母源植物，介入二者之间的植硅体则难以判别其植物种属。⑥狗尾草属中至少有一个部位存在十字型植硅体，稃片部位的十字型尺寸多有重合现象。青狗尾草和粟稃片哑铃型尺寸最小，青狗尾草稃片十字型也有尺寸较大者。结合张健平等人的研究，Lisa Kealhofer认为ΩⅢ数量较少，仅在莩草、大狗尾草、粟和青狗尾草中有发现，因此通过ΩⅢ型鉴别粟和青狗尾草是可行的，即青狗尾草<粟<莩草<大狗尾草，后三者植硅体尺寸存在重合区间。另外，因为ΩⅠ型分布普遍，在考古遗址中发现概率较高，而且粟ΩⅠ型尺寸最小，通过此类植硅体区分粟、莩草和大狗尾草十分有效。至于其他植硅体类型差异，或与取样地点(经纬度、土壤、水、温度等因素)不同有关。

黍亲缘野生植物有糖稷、细柄稷、心叶稷和铺地黍等，全国均有分布[14]。其野生祖本尚不清楚，有学者认为可能是铺地黍[15]，还有学者提出野生黍或野糜子实质上是栽培黍退化的品种，并非其野生祖本[16]。一般认为，退化的驯化作物与其野生祖本具有相似的生物学性状[17]。基于此，张健平[18]统计10万个野黍子与驯化黍子稃片长细胞植硅体ηⅢ个体数，发现ηⅢ含量随着驯化程度的加深而增加，在缺失野生祖本的条件下，一定程度上探索了黍的驯化进程。总而言之，目前关于黍的起源时间与地点、发展过程及背景探索等仍不清楚，未来还有很多工作要做。

(三)其他旱作农业

除粟、黍外，稗也是亚洲史前重要的食物资源之一。在日本由稗草驯化而来的紫穗稗，以及由印度的光头稗驯化而成的湖南稗，至今仍有栽培并作为食物资源食用，其他稗草多视为农田杂草[19]。由于稗草结实率很高，部分地区会将野生稗草作为野生食物资源和饥荒食物[20]。葛勇等采集国内长芒稗、光头稗、稗、额头稗、小旱稗、无芒稗、细叶旱稗和硬稃稗，对其颖片、不孕小花和可孕小花的内稃与外稃以及种子进行分析和研究，建立了稗草植硅体形态鉴定标准，即稗草表层硅化细胞为β型，具体表现为顶端略压缩，沿垂直轴对称分布；β型共分四级，由外及里等级和尺寸依次递增；W、R和H是确定稗草形态结构特征的三个参数，平均值分别为4.86±1.82、0.19±0.09、27.42±9.84μm，以R、H和Lv(β等级)为变量的统计分析可以区分黍、粟和稗，尽管后两者仍有重叠[21]。上山遗址沉积物和石器上存在的稗草植硅体和淀粉粒以及稻植硅体，揭示当时先民加工并利用稗草类野生食物资源，为进一步探索早期农业发展提供线索[22]。一般认为大豆起源于中国[23]，主要依据碳化物及淀粉粒判断遗址是否存在大豆遗存，不具有种属鉴定特征的植硅体[24]，本文不再赘述。

小麦作为重要的粮食作物之一，自传入中国就逐步代替粟、黍成为北方旱作农业主体，形成“南稻北麦”之势。目前麦类植硅体分析可鉴定到种属级别，对于碳化麦遗存保存不好的遗址来说，可弥补一些缺憾。Ball详细研究大小麦花序植硅体，认为硅化细胞、毛基细胞、乳突型和树枝型植硅体是种属鉴定的关键。单粒小麦硅化细胞植硅体宽度平均值>11μm，内切半径平均值>5.7μm；普通小麦毛基细胞植硅体当量直径平均值>22.5μm；野生与栽培二粒小麦毛基细胞植硅体形状因子均>0.8μm；野生二棱大麦硅化细胞顶部周长平均值>44μm，六棱大麦则<44μm，置信度高[25]。此外，详细列举了小麦类植硅体图谱，指出长梯形和长-短细胞植硅体是普通小麦较典型的植硅体类型，栽培二粒小麦为长刺状、乳突状和毛发状植硅体，野生二粒小麦是毛基植硅体、不规则边缘薄板型和树枝状植硅体。通过测量SiO2细胞、毛基和乳突状植硅体的长、宽、厚、周长、面积以及纵横比和形状因子，也可鉴别小麦性质[26]。小麦属与燕麦属中的植硅体树突存在差异，即使是同一种属，包括颖片、外稃和内稃在内的花序苞片及其所处位置不同也会导致树突形态不同[27]。形态较尺寸参数测量所需样本量少，置信度更高。总之，根据表皮细胞纹理结构差异，便可判断遗址出土麦类作物性质。吴妍也曾做过现代小麦(Triticum monococcum和Triticum aestivu)样本的植硅体分析，发现小麦颖片中树型、硅化程度高且边缘特征明显的长细胞植硅体以及带有一圈乳突的毛基细胞植硅体最为丰富，三种形态结合可作为小麦鉴定标准；据此判断何郢遗址出土小麦颖片硅化表皮和树形植硅体，或表明该遗址存在小麦种植[28]。此外，陈辉依照已有的分类方法对济南周边小麦植株植硅体进行分类，主要包括椭圆型、帽型、圆型、长圆型、矩型、多刺棒型、三角型、圆盘型八种常见类型[29]，对鉴定考古遗址小麦遗存具有借鉴意义。

玉米起源于美洲，自明朝时期传入中国，一经种植便成为中国重要的粮食作物和饲料作物，在中国农业生产中占有较大比例。参照墨西哥、秘鲁等地早期遗址中玉米淀粉粒和植硅体遗存[30]，以及我国现代玉米作物植硅体形态、组合及数量，发现玉米植硅体基本组合特征为帽型、哑铃型、棒型和尖型，十字型是玉米最典型的植硅体类型，分形维数变幅在3.22-3.60间，具有独特性，一定程度上可揭示遗址是否存在玉米[31]。不同部位玉米植硅体总浓度差别显著，穗中>叶中>整株；不同部位各类植硅体百分比和十字型植硅体尺寸差异较大[32]。另外，玉米在其生长期内植硅体组合及含量会发生变化，就玉米变种亚航0919而言，在其生长周期内多铃型、尖型、棒型植硅体降低，哑铃型数量和尺寸均有增加，叶脉和叶片中的植硅体组合与尺寸差异明显[33]。

除了以五谷为代表的农作物以外，全新世中后期先民应陆续利用或驯化很多诸如果树、蔬菜、甚至是观赏植物等植物种类。因此，在利用植硅体分析法研究先民植物利用时，应扩展研究思路，丰富农业考古研究内容。

二、农业生产与加工

农业生产与加工是先民维持生存与发展的重要物质基础。相较农具、灌溉、储存、加工等工具和设施而言，植物遗存能更直接客观地反映当时农业生产及加工状况。

(一)农作物结构分析

植硅体类型多数可鉴定到科、属级别，部分禾本科植物可鉴定到种[34]。粟、黍、稻、麦、稗、玉米等植物植硅体种间形态差异显著。即使是同一作物，部位不同，其植硅体种类、大小与数量存在差异。据此可判断植硅体所属作物的具体位置，对应关系明确。当然，并不是所有出现在遗址中的农作物均为本地生产，需要结合某作物不同部位植硅体种类，才可确认当时有某种农作物种植而非直接输入粮食。

农作物植硅体提取的数量、比重和组合，一定程度上可反映农作物种植、生产与加工等情况。研究表明，采用相同的实验方法处理考古遗址植硅体样品，粟、黍稃片植硅体产量在误差范围内基本相等，即得出的粟、黍植硅体百分比值可反映其相对产量，稻双峰型植硅体百分含量比稻实际含量相对偏低[35]。作物植硅体出土概率和相对数量可反映遗址农业生产格局。

(二)作物栽培与管理

灌溉、除草、施肥等技术是农业生产进步的体现。植硅体分析能够更为细致、直接地研究田间农事生产管理，为史前农作生产方式和生产力水平研究提供了珍贵资料，同时促进对其社会组织形态的深入思考。

确认史前农田遗迹是研究作物栽培与管理的关键。结合灌溉水渠、田埂等遗迹以及土壤质地和生态特点等因素，根据遗址附近农作物植硅体密度可基本判断农田遗迹[36]。当然，不同时期、地区农田植硅体密度存在差异，要因时因地而异。在此基础上，对连续文化层中农田提取的旱作物植硅体进行系统性定性定量分析，可了解旱作农业活动起止时间及旱田扩展速度；定量分析同一文化层内的旱田植硅体组合、数量等，可探讨旱作物灌溉、生态环境、作物规模、粮食产量等问题，深化旱田研究[37]。

农田灌溉目前主要集中于麦类研究，主要依据固定型与敏感型植硅体的比例关系进行分析。固定型植硅体，主要受基因控制，基本不受环境干扰，包括圆台型、鞍型、哑铃型、十字型、多铃型和齿型；敏感型植硅体则易形成于富含硅的土壤中或水源充足的环境中，包含光滑棒型、波状棒型、刺棒型、long polyhedral(长型多面体)、方型、扇型和气孔[38]。Rosen在实验考古中发现二粒小麦多细胞植硅体(SiO2骨架)在灌溉区的比例要高于干旱地区[39]。M.Madella通过控制因素变量法，在伊拉克中部生长室内以及剑桥试验田中种植普通小麦、栽培二粒小麦、斯佩尔特小麦、六棱大麦和二棱大麦，生长室内的作物种植在盆栽中，土壤与试验田保持一致，避免因矿物资源不同导致植硅体差异；作物发芽后分为“干”、“湿”两种灌溉模式，待植株成熟后，在茎秆和叶子采集植硅体样品。结果表明，不同灌溉条件会直接影响普通小麦、栽培二粒小麦和二棱大麦的敏感型植硅体产量，普通小麦X射线分析显示敏感型水分子化学边界与其母源植株生长期间获取的水资源量有关。因此，M.Madella提出植硅体组合可用来探究干旱地区冬季作物生长期环境，尤其是为农田灌溉研究提供直接证据[40]。在此基础上，Emma Jenkins提出灌溉区的小麦植硅体含量高，conjoined cell(连体细胞)数量也有所增加，但后者因不易保存难以在遗址中发现；逻辑回归分析结果显示灌溉程度是影响固定型与敏感型比例的主要因素，约占15.7%[41]。值得注意的是，农田灌溉研究必须排除大气降水因素的影响，而这需要利用小麦非蒸腾组织中植硅体氧同位素组成来判断，因其能够反映干旱环境下因蒸腾作用而加强土壤中富集水的氧同位素[42]。

植硅体组合、数量分析为农田生态环境研究提供依据。作物有较稳定的伴生杂草，粟、黍、大豆的伴生杂草分别是莠、稂、菟丝草，麦田中的常见杂草则是早熟禾、看麦娘、麦瓶草、麦蓝菜、小飞蓬、蛇床子等，与稻共生的杂草多为稻穇、稗草、千金子、野慈菇等[43]。杂草对作物具有较好的拟态性，二者生存环境相同，从杂草植硅体分析结果可透视共生作物相关信息，进而反映作物种植情况。即使未发现作物植硅体，共生杂草植硅体的发现也可作为农田遗迹存在的判断证据。Weisskopf系统分析了八里岗遗址植硅体，发现屈家岭和石家河文化时期莎草减少而硅藻与海绵骨针增多，表明灌溉条件得到改善，同时人为限制杂草以改善农田生存环境，农田生态环境发生改变；龙山文化晚期，植硅体组合显示莎草等农田杂草比例增加，暗示农田集约化程度降低[44]。

时空范围内亩产增幅变化，对探讨农耕技术和管理水平，甚至是深入探讨社会分工及社会复杂化进程、探索文明社会形成等奠定了坚实基础。利用植硅体密度计算作物相对产量具有可行性。王才林提出根据植硅体大小、种类及丰度等情况，可知母源植物种类和产量[45]。张健平综合分析粟、黍植硅体，认为等重量的粟、黍稃片植硅体产量基本相等，采用相同的实验方法处理考古遗址植硅体样品，得出的粟、黍植硅体百分比值可反映其相对产量[46]。旱作物亩产量不如稻研究深入，可参照Fujiwara[47]提出的依据植硅体与稻谷重量相关性、水稻硅酸体系数，估测单位面积内水稻产量做法，尝试估测粟、黍、麦类等旱作物的亩产量。

(三)作物收割与加工

植硅体类型与其所属农作物及其部位对应关系明确，通过对农作工具上的植硅体残留、遗存中出土的植硅体组合以及残缺的植硅体切割形态等分析，可对农作物收割与加工方式问题进行研究。

石刀等收割工具的植硅体分析，可直接反映收割的植物种类及部位。喇家遗址[48]4件石刀表面提取出376粒植硅体，可鉴定者有361粒，其中哑铃型180粒，其余为刺棒型、平滑棒型、方型、尖型、帽型和塔型等，均是植物茎叶常见类型；结合8粒黍子稃片η型以及5粒粟稃片Ω型，可推测该石刀在收割粟黍农作物以及黍亚科等野生植物时，主要接触植物茎叶部位。花地嘴遗址[49]10件石刀表面残留物中提取92粒植硅体，以单个哑铃型和竖排哑铃型为主，另有少量十字型、突起棒型和未知类型。其中，十字型与突起棒型植硅体应为薏苡属茎秆植硅体，结合黍亚科叶片哑铃型植硅体的大量发现，可判定该遗址石刀收割过包括薏苡属在内的黍亚科植物。

土壤样品中植硅体组合、密度及相应比例分析，也可反映农作物收割方式变化。目前作物收获方式有三，手捋穗、割穗、割茎秆，这不仅是收割高度的变化，还是先民对利用谷物满足生存需求依赖程度的变化。以粟为例，当收割高度较高，只收割谷穗时，进入考古遗址中的植硅体多为稃片植硅体，“Ω”型和“波状交叉纹饰”等数量居绝对优势地位，少量茎叶植硅体会一同带回遗址；田地残存的粟茎叶、共生杂草植株中的植硅体就地沉积于农田土壤中，分散程度低，加上常年耕作的影响，农田土壤中植硅体积累通量更是丰富，其种类与数量均高于遗址中提取的植硅体。当粟收割高度降低时，其穗、茎叶以及共生杂草的部分茎叶会被同时带入遗址中，遗址内植硅体种类较之前更加丰富。在粟稃片植硅体数量不变的基础上，遗址内杂草叶茎植硅体增多，植硅体基数增大，稃片植硅体所占比重降低；农田中残存的粟茎杆和共生杂草叶片植硅体沉积于土壤中，较谷穗收割法而言，杂草植硅体数量减少，其他变化不大。

通过分析遗址出土的脱壳和扬场副产品，即农作物和共生杂草植硅体分布范围、密度、比例、形态，可探索加工场所、方式与规模，甚至可探讨社会分化现象。在考古遗址中，若发现大空间范围内分布高度密集的脱壳残留植硅体，亦或是扬场副产品——谷壳与小尺寸杂草植硅体、小粒谷物等，基本可判断该遗址作物经历了大规模、集体性的加工过程；反之，就表明以核心家庭为单位对作物进行脱壳与扬场工作，存在社会分化。

三、粮食储存与食用

通过对比分析遗址，尤其是房址、储藏及炊煮遗存中的植硅体分布、种类、组合、数量等，结合数理统计分析，有助于揭示先民粮食储存与食用等特定文化行为，一定程度上可恢复遗址内部布局结构及其功能。

当然，作物有可能并未进行脱壳与扬场等加工步骤，便被先民存储于房址或专门储藏设施中。Tell Seker al-Aheimar遗址[50]植硅体分析表明，北区房址白灰面附近发现谷壳植硅体，应与储藏有关，不排除以家庭为单位进行的小规模脱壳行为；另在谷物储存区发现较多禾草类植硅体，应是作为间隔物分开谷物与地面，防止谷物受潮。河北磁山遗址[51]储藏坑植硅体组合变化同样揭示了黍颖片和芦苇茎叶混合作为间隔物，隔层堆放谷物的储存形式。新疆阿敦乔鲁遗址[52]羊粪化石与疑似储物间地层的植硅体组合相近，且后者粮食作物植硅体并无显著提高，推测当时该遗址储物间功能主要是以囤积羊粪供防潮和燃料之需，而非储藏食物。

喇家遗址[53]出土陶碗中的面条残余物植硅体分析结果显示，面条中存在粟稃壳表皮长细胞硅化的Ω型、粟稃壳表皮长细胞和角质层联合硅化的表面呈线状雕纹的π形以及黍稃壳表皮长细胞硅化的η型植硅体，粟植硅体含量占绝对优势，表明喇家先民以粟、黍为主要原料制作面条。杨官寨[54]、米家崖[55]和新街遗址[56]陶器残留物植硅体分析研究表明，以黍和麦类为基本原料的谷芽酒多是在漏斗和尖底瓶中酿造，是渭水流域仰韶文化社会饮食文化中的一个重要组成部分。辛章遗址[57]人牙提取粟、小麦颖片植硅体，以及刺棒型、光滑棒型、方型、长方型、竹节型等植硅体，明确龙山时期该遗址先民食用了包括粟、小麦在内的旱作粮食。拉乙亥遗址[58]磨盘、磨棒提取粟Ω型、黍亚科竖排哑铃型、哑铃型、平滑棒型和方型，揭示青藏高原东北缘全新世早中期植物资源利用种类及方式。要之，房址内部遗存中农作物植硅体密集处多与粮食储存与食用活动有关。

四、问题与展望

植硅体分析是研究农业考古的有效方法之一。在探索农业起源与传播、生产与加工、粮食储存与食用等方面取得了重要成果，有助于更深入地探讨生业经济、考古学文化发展与交流、文明形成与发展等问题。就目前而言，植硅体分析仍然存在一些问题制约其发展，影响其在农业考古乃至考古研究中的应用。

(一)基础工作仍需完善。先民利用植物种类及数量繁多，不仅仅是粟、黍、稻几种早期农作物。我们应在三维成像和测量的基础上，系统完善现代植物植硅体数据库建设，开展包括农作物在内的多种植物植硅体描述、类型比较工作，明确植硅体类型与植物对应关系，加强野生亲缘植物驯化系统研究，进而确定不同驯化阶段、不同品种间农作物的鉴定特征，揭示先民驯化行为与植硅体形态、产量的关系，丰富先秦时期先民植物利用研究内容。

(二)产量估测存在难题。农田生态系统中植硅体产生和积累通量研究表明，植硅体在土壤中的归还量少于植硅体产生量，长时间埋藏亦会影响植硅体数量及种类[59]。因此，遗址内残留的植硅体类型、含量与其所属植物产量的关系仍需进一步研究。若我们能够明确不同植物种类和各部位产生的植硅体数量、不同埋藏环境下可保存的植硅体数量以及农作物植硅体统计数量与农作物产量的关系，或可为解决该问题提供一些思路。

(三)埋藏中的再搬运问题。植硅体处在生物地球化学循环系统中，不同环境、植被、土壤条件下的植硅体运移存在差异[60]。在风力、火灾、剧烈地表径流、动物排便以及人类生产活动作用下，植硅体会发生水平移动[61]；生物扰动和水下渗会使颗粒较小及细长形植硅体下移或受到细小孔洞的机械俘获作用[62]。这会破坏植硅体形态组合的原始性和代表性，对相关时空阶段植物利用认定、古气候环境重构等研究有较大影响。因此应注意样品采集地点的环境特征及埋藏状况，同时评估植硅体所反映的古植物存在范围，合理选择取样地点。

(四)保存状况受多种因素影响。植硅体保存类型与沉积环境有关，在其保存过程中会受到一些物理、化学、土壤PH值、微生物影响，丢失部分信息[63]。温度、湿度、海拔、采样点上覆盖植被等具体环境以及提取方法对保存的植硅体大小、组合、种类、数量也有影响。通过探讨各类植硅体硅化机制及影响因素，明确植硅体形态变化和生态因子间的关系及作用机制，把握不同种类植硅体形态和组合对于同一环境因子变化的响应差异以及不同环境因子对同一植硅体的影响程度，为解释环境因子对植硅体影响程度提供基础依据。