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芸豆(大白芸豆和芸豆)

来源:  |   作者:   |  发布日期: 2018-12-21   |  阅读次数:6356次

  


多花菜豆

多花菜豆(Phaseolus multiflorus Willd),豆科蝶形花亚科菜豆属,常异花授粉作物,因其植株开花较多,故称多花菜豆,我国习惯上称为芸豆或大白芸豆、大黑花芸豆。英文名scarlet runner bean。多花菜豆原产中南美州海拔2000m以上潮湿冷凉的高山地带,性喜冷凉湿润环境,是冷凉山区栽培的耐寒豆科作物。16-17世纪首先在欧洲、非洲栽种,并很快传入亚洲,以后再引入我国。

多花菜豆全身是宝。豆粒营养丰富,用途广泛,是深受国内外市场欢迎的农产品;地上部的茎、蔓、叶、荚壳等副产物,含有丰富的蛋白质与碳水化合物,以及多种营养成份,是家畜的好饲料;其花有香味,是很好的蜜源植物。

 

形态特征

多花菜豆根为圆锥根系,有主根与侧根,主根发达粗壮,入土深度可达150cm以上。侧根入土较浅,集中在10-30cm土层内,较耐旱。根上生有根瘤,根瘤菌能固定空气中的游离氮素。当土壤湿度大,根系生长不良时,表层土中的上胚轴,即地中茎也能长出新根。根瘤是豆科作物根系的重要组成部分,多花菜豆根瘤多集中于主根与侧根交接处。一般认为多花菜豆的根瘤菌氮能力较弱,菜豆族和豇豆属根瘤菌可与多花菜豆根系共生。根瘤菌在根瘤中固定空气中的氮素,需要从豆科植物体内获得能量进行生长发育,而根瘤菌所固定的氮素,又为豆类作物所利用。据研究豆类作物所摄取的氮素养分大约1/3是来自土壤,2/3是根瘤菌从空气中固定而来。豆类作物从空气中得到氮素养分数量相当于375kg/hm2左右的硫酸铵。由此可见,根瘤菌的活动对豆类作物的生长有重要的作用。

多花菜豆幼苗顶土能力与再生能力强。当幼苗主茎在第一对真叶下部被地下害虫咬断后能在子叶处的上胚轴上长出新苗。幼茎颜色有紫红与绿两种。幼茎颜色与花色有关,绿茎开白花,紫红茎开红花。幼茎色和花色是鉴别不同品种的标志之一。茎有矮生和蔓生类型,左旋性即逆时针向上攀缘生长。蔓生类型植株高大,约2-4m,具有无限生长特性,矮生类型植株矮小,约50-74cm。主蔓叶腋间抽生的侧蔓称为子蔓,侧蔓(子蔓)叶腋间抽生的侧蔓称为孙蔓。主茎蔓叶腋间抽生的侧蔓为一级侧蔓,只要环境条件能满足其生长需要一级侧蔓叶腋间又能抽生二级,以此类推继续无限生长。二级侧蔓也能现蕾开花,但结荚率极低,一般为无效蔓,应采取措施控制其生长,减少不必要的养分消耗并增加植株透光率。

多花菜豆叶片为三出复叶,互生。三出复叶的基部两片小叶对生小叶卵圆形或阔菱形,全缘,基部楔形或截形,顶部渐尖,叶片绿色或浅黄色,叶背灰绿色,叶长7.5-12.5cm,叶柄长10cm以上,有凹沟,疏生茸毛。幼苗子叶不出土,子叶发达,其中贮藏大量的营养,容易发芽,可适当深播。出苗时的第一对真叶为单叶,对生,以后长出的叶一般都为三出复叶,互生。

多花菜豆为腋生总状花序。花枝细长,单生或对生,一般一个花序有10-20对小花。小基茎部有长椭圆形或三角形苞片,小花枝长0.5-1.5cm,时常扭曲、有茸毛、花萼钟状,由5个裂片构成,其中两片连为一体。裂片呈三角形。蝶形花冠,旗瓣罩状,有5片花瓣,花色一般为红或白色,二体雄蕊(9+1),上位子房,无子房柄、内含多个胚珠。花柱卷曲,柱头顶生,椭圆体状,下部有腺毛。多花菜豆开花由花序下部逐渐向上,一般一朵花由开至落至见幼荚约需4天,一个花枝花期约有20天左右。当植株在2-3片落叶时便开始花芽分化,营养生长与生殖生长同时进行,因此植株开花期约需70天。多花菜豆在遗传上虽无自交不亲和,但由于花的这种构造,花粉难以落在柱头上,为常异花授粉作物。花粉昆虫传播,异花授粉率高。据杨煊在丽江对多花菜豆红、白两种不同花色品种间自然异花传粉率测定:在相距10m范围内,其自然异花传粉率在0.72-7.35%之间,在相距10-50m之间,其自然异花传粉率在0.29-0.72%之间,超过50m以上,其自然异花传粉率小于0.29%。

果实

多花菜豆果实为荚果型,豆荚长形稍弯曲,肥厚,光滑或被毛、未成熟时为绿色,成熟时呈黄色或褐色。豆荚成熟不一致,而是按开花结荚顺序由下部向上部逐渐成熟。豆荚长10-30cm,每荚内含种子1-7粒,一般以2-4粒者居多。

多花菜豆种子无胚乳,蔓生类型种子较大,百粒重一般约150g左右,矮生类型种子较小,干籽粒百粒重75-100g左右。种皮多异色,但一般为白色或粉红底斑,紫黑花纹,种子生命力较强,当种子含水量为13%时,在一般贮藏条件下,可保持4-5年发芽力。

 

分布与生产

多花菜豆属小宗食用豆类,其生产和研究一般不受重视,无完整的统计资料。全世界种植多花菜豆的国家不少,但面积小,分布零散。目前种植面积较大的国家有阿根廷、墨西哥、英国、危地马拉、哥伦比亚、埃塞俄比亚等。另外,美国、毛里求斯、日本等国也有种植。其中种植面积最大的是阿根廷,估计播种面积约为4.5万hm2,总产量约40000t;英国是多花菜豆的生产和消费大国,二十世纪70年代播种面积和总产量与阿根廷差不多,但近年来下降幅度很大,主要是在加工青荚过程中,需人工去筋,无筋豆荚品种始终没有解决。瑞士对白粒多花菜豆的消费量也很大,每年都要从阿根廷进口。我国多花菜豆主要分布于云南、贵州、四川、陕西等省区,以鲜荚食用的分布在山东、河北。多花菜豆种植面积较小,多在房前屋后,田边地角零星种植,有时也与高秆作物玉米、高梁、向日葵等间作。

我国多花菜豆分布较广,面积相对较小,主产区比较集中。据中国绿色食品发展中心估计,全国种植面积约2万hm2。云南省是中国多花菜豆的主产区,盛产的多花菜豆籽粒大、粒色洁白、有光泽,是外贸出口的重要豆类产品。云南省种植面积约有1.35万hm2,其中丽江地区种植约9300hm2,产量约有26100t左右,95%作为出口;云南楚雄州和大理州种植有约2000-3000hm2,出口5000t以上。除云南外,贵州、四川、陕西南部等省地也有较大种植面积,山西、陕北、甘肃、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江等省区也有零星栽培。

云南省丽江市是中国多花菜豆生产主要区域之一。据调查,丽江多花菜豆种植起始于1924年,最初的品种引自四川甘孜藏族自治州雅鲁江、大渡河和长江上游的金沙江沿岸。二十世纪50年代多花菜豆仅作观赏植物或杂粮零星栽培。60-70年代多花菜豆所发展,80年代以后成了致富产业,特别是近年来由于多花菜豆成为当地主要出口产品种植面积、产量和产值上有较大的发展,如一年一熟的丽江太安乡,由于采用单作与马铃薯套作,1990年面积达约176hm21994年为612hm2,扩大3.48倍,产量371t,占作物播种面积18.4%的多花菜豆,占经济收入的36.2%。成为云南丽江地区发展多花菜豆的典型。2016年丽江市多花菜豆已经发展至9300hm2。国家有关部门多次组织专家对丽江多花菜豆的主产区进行考察,对其生态环境质量、如大气、水质、土壤等多项指标进行检测后,授予丽江县为多花菜豆AA级绿色食品生产基地。

 

品种资源

1969年国际热带农业研究中心(CIAT)成立以来,多次对多花菜豆进行有计划地搜集。据国际遗传资源委员会1989年统计,13个国家保存有多花菜豆资源3628份,野生资源213份。保存较多的国家有哥伦比亚为1508份、墨西哥1335份、美国458份、德国150份、英国100份。哥伦比亚保存的资源主要是由CIAT搜集和保存的资源。中心对多花菜豆种质资源进行了农艺性状、抗逆性、抗病虫等项目的鉴定,尤其对抗病性的鉴定研究比较深入。CIAT还把多花菜豆分为两个亚种,即红花亚种和白花亚种。据有关资料、统计截至1990年底全国共搜集到多花菜豆种质资源179份,其中云南50份、湖北50份、山西17份、四川16份、陕西14份、内蒙古14份、贵州8份、黑龙江3份、北京3份、福建、广东、广西、甘肃、青海、宁夏、吉林各1份。国外资源9份(美国6份、日本3份)。目前已对其农艺性状时行了鉴定,并已编入《中国食用豆类品种资源目录》,繁殖入库保存。

多花菜豆百粒重在83.4-162g之间;多花菜豆粒形为宽肾形。多花菜豆花色和粒色,分为红花、粉红底斑、紫黑花纹种和白色、白粒种两大类。红、白两种不同花色的栽培品种(亚种、变种或类型),按皮色或形状有以下品种:种皮为白色的有大白芸豆(种子肾形)小白芸豆(种子肾形、粒小)扁形白芸豆和长形白芸豆。按种皮颜色有深色红芸豆红芸豆大黑花芸豆(粉红底斑,紫黑花纹)、褐花芸豆(白底斑、褐花纹)奶花芸豆和大花芸豆(白底斑、红花纹)大白芸豆和大紫黑花芸豆在形态上差异非常明显。大白芸豆的幼苗茎与叶子都呈绿色,花白色,籽粒大,籽粒子叶间空隙小,种皮薄不含色素。大紫黑花芸豆幼苗、茎与叶柄、叶脉呈紫红色,叶浓绿,花鲜红色、粒粒大,籽粒子叶间空隙大,比重小,种皮厚、含有色素。

 

普通菜豆(芸豆)

普通菜豆(Phaseolus vulgaris L),又名芸豆、四季豆、唐豆、饭豆等,英文名common bean,haricot bean,是豆科一年生草本植物。植株有直立、蔓生。夏季开花,花有白、红、紫等色,荚果长10-20cm,内有子粒5-8粒,圆形、椭圆、方形、肾脏形等,普通菜豆品种不同种皮的颜色及深浅也不同,常见的有红、黄、白、褐、黑、兰、紫色及各种花纹和花斑,青嫩荚为蔬菜食用。

普通菜豆原产美洲,野生种分布在墨西哥中部、危地马拉以及靠近太平洋一侧的洪都拉斯中央高原、墨西哥东部公元前28-16世纪的遗迹中已有菜豆出土,在美国西部公元前6-9世纪和公元前3世纪的古墓中均有发现。公元时期,北起美国西南部、南至美洲的安第斯山一带种植面积广泛。16世纪初普通菜豆由西班牙人传入欧洲,17世纪末才扩展出欧洲全境、非洲及世界其它地区。中国栽培菜豆是15世纪直接从美洲引进的。1654年归化僧隐元将菜豆从中国传到日本。中国是普通菜豆主产国之一,云南、贵州、陕西、甘肃、新疆、河北、山西、内蒙古、吉林、黑龙江是主产区。中国粒用普通菜豆多为直立型和半蔓型、栽培品种多以农家品种为主。

 

形态特征

普通菜豆的根系由主根、侧根、次生根、根毛和根瘤几个部分组成。主根明显呈圆锥状。当菜豆种子萌发下胚轴延伸,先长出1条胚根,胚根继续生长,形成主根,主根入土深15—20cm。主根上长出侧根,侧根向斜下方向生长,并迅速扩展伸长,在浅土层中形成发达的根群。侧根上长有次生根,主根和侧根的尖端生有根毛,根毛主要分布于地表耕作层。

普通菜豆根瘤可与菜豆族和豇豆族根瘤菌共生。通常情况下,菜豆出苗后10天便开始形成球形或不规则形根瘤。根瘤一般单生,有的簇生,直径2-6mm,集中生在主根和侧根上部的根瘤数量多,体形大,内部汁液为红色的固氮能力强;而生在主根和侧根下部的根瘤数量少,体形小,内部汁液为黄色或暗褐色的固氮能力弱。根瘤内的根瘤菌从皮层细胞吸收碳水化合物,矿物质和水分,进行生长繁殖,同时能固定空气中游离的氮素,供菜豆生长发育利用,每年可固氮45-90kg/hm2

普通菜豆茎为草质茎蔓,横切面近正方形或不规则形,多数品种幼茎为绿色,浅红色和紫红色较少,被有短茸毛。茎的高度随栽培品种而异,一般植株高度在20-400cm之间,分矮生直立,半蔓和蔓生三种类型。早熟品种的茎为矮生直立型,有限结荚习性,主茎高20-60cm,7-9节,节间较短,主茎分枝1-5个;晚熟品种多为蔓生类型,主茎高200-400cm,15-30节,节间较长,主茎分枝1-8个,具有无限生长习性,只要栽培条件适宜,主茎将不断生长。介于直立型和蔓生型之间的品种为半蔓类型,有的半蔓型品种随着栽培条件的变化向蔓生型和直立型转化。

普通菜豆叶有子叶、真叶和三出复叶3种。子叶两枚,乳白色,椭圆形,左右对称生长,富含营养物质,供种子发芽,出苗和幼苗期生长需要。子叶含有叶绿素,能进行光合作用。菜豆出苗时,子叶出土,待长出一对初生真叶时子叶逐渐枯萎。初生真叶左右对生,为一对心脏形单叶,有一叶轴,0-2片小托叶和2片叶枕。以后随着茎的伸长,每个节上长出一片三出复叶,复叶的叶柄较长,有一沟状凹槽,少量茸毛。复叶顶端小叶全缘,叶片稍小,卵圆形、菱卵形或心脏形。两侧小叶倾斜叶片稍大,叶片顶端渐尖或细尖,基部为楔形,圆形或截形,叶片两面沿叶脉处有毛,叶长8-15cm,宽5-10cm,有托叶和叶枕,托叶为卵圆状披针形。

普通菜豆花着生在叶腋间和茎的顶部,为总状花序。花梗比花柄短,花梗长5-8mm,每一花梗上着生2-8朵花。花由苞片、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊组成。每朵花有两个苞片和两个小苞片,位于花萼管基部,苞片卵形,有隆起的脉,小苞片卵形,比萼稍长,有几条隆起的脉。花冠蝶形,长10-15mm。花色有白、乳黄、浅紫(浅红)、紫或紫红色。龙骨瓣弯曲呈现左螺旋状,翼瓣倒生对称,旗瓣较大。雄蕊10枚,其中9枚合生,1枚单生,称为二体雄蕊。雌蕊一枚,位于雄蕊中间,子房上位,子房无柄,内含多个胚珠,花柱细长,顶端变曲,柱头珠形有尖缘,密生茸毛。

普通菜豆为自花授粉作物,花朵开放前,花粉已落到柱头上完成授粉。天然杂交率较低,一般小于1%。一般情况下,当能看到菜豆的花蕾后(长1.4-2mm)约5天左右开始开花。开花时间早晨2时开始,5-10时为开花盛时,午后开花较少,阴雨天开花时间推迟。同一枝梗上的基部花先开,开花顺序由下至上渐及顶端,每朵花开放1-2天。通常在开花前数小时自行授粉,在适宜的温度和湿度条件下授粉后4小时受精率可达80%,但成荚率仅有20-50%。

果实

普通菜豆果实为荚果,称豆荚、由荚柄、荚皮和种子组成。荚的形状有圆筒形或长扁圆形,直或变曲,呈镰刀形或弓形。荚皮光滑无茸毛,边缘圆或凸,顶端有明显的钻状长喙。荚长7-20cm,荚宽0.8-1.7cm,喙长0.7-1.5cm。未成熟的荚为绿色,浓绿色或黄色,有的品种荚皮上具有深紫红色花纹。成熟荚皮色分为黄白、浅褐、褐、花纹等,荚皮较厚不透明。每荚有种子3-10粒,荚内种子间有隔膜。

普通菜豆分为有限和无限两种结荚习性。有限结荚习性为直立型品种,结荚多集中在主茎的花梗上及分枝的顶部,且结荚较集中,多数荚果成熟一致。无限结荚习性多为半蔓和蔓生型品种,结荚较分散,多数结荚在主茎与分枝的中上部,主茎与分枝顶端花梗较长,在适宜生态条件下,开花结荚持续较长时间。

普通菜豆种子由受精的胚珠发育而成。种子包括种皮,子叶和胚三部分组成,种皮有光泽,子叶是被种皮包裹的2片肥厚的豆辨,呈黄白色,占种子全重的80%左右,内含蛋白质,淀粉、脂肪和其它物质。胚在种子基部,位于两片子叶之间的一端,由胚根、胚轴和胚芽组成。籽粒有扁圆、卵圆、椭圆、肾形、长筒等形状。籽粒色泽因品种而异,按粒色分为白、绿、黄、灰、褐、红、紫红、蓝、黑和各种色泽斑纹豆,籽粒形状和颜色可作为鉴别种子的标准之一。种脐白色,有些品种具有各色脐环。种子可分为小粒、中粒、大粒三种类型。籽粒大小一般用百粒重来表示:百粒重小于30g为小粒类型,30-50g为中粒类型,50-80g为大粒类型。

 

分布与生产

普通菜豆是世界上栽培面积仅次于大豆的食用豆类作物,几乎遍及世界各大洲。据联合国粮农组织1990年生产年鉴报道,全世界有90多个国家和地区种植菜豆,主要分布在亚洲、南美洲、中、北美洲、非洲、欧洲、前苏联和大洋洲。菜豆在中国种植极为广泛,北起黑龙江及内蒙古,南至海南省,东起沿海一带及台湾省,西达云南、贵州及新疆等省区都有栽培。主要产区分布在云南、贵州、黑龙江、陕西、山西、湖北、河北、内蒙古及新疆等省区。全世界普通菜豆种植面积264.7万hm2,占整个食用豆类种植总面积的38.3%;总产量1629.4万t,占整个食用豆类总产量的27.4%。印度是世界上最大的菜豆生产国,1990年种植面积97.6kg/hm2,占世界总种植面积的37%,但总产量只有400万t,占世界总产量的24.5%,平均产量为410kg/hm2,比世界平均单产水平低33.5%。我国种植菜豆面积约60万hm2,居世界第3位,仅次于印度和巴西。总产量为82万t,平均单产1350-1500kg/hm2,比世界平均单产(617kg/hm2)水平高二倍以上。

品种资源

世界各国对菜豆品种资源收集、保存、鉴定研究工作都十分重视,国际农业研究中心(设在哥伦比亚)现保存菜豆属种质资源41061份,其中普通菜豆栽培种35516份,野生种434份,占菜豆属种质资源总数的88%。并对所有保存的菜豆资源进行了农艺性状鉴定。对大部分资源进行了抗病性、抗虫性、抗旱、涝性、耐盐性、耐酸性、耐低磷性及生物固氮能力的系统鉴定,从中筛选出一批抗性强的优异菜豆种质,为世界各国菜豆育种单位提供了新的抗源和基因源,也为生产利用创造了条件。

我国各地均有菜豆品种资源分布,截止1995年底,经农艺性状鉴定编入《中国食用豆类品种资源目录》目录的菜豆资源共有4029份。国内资源3848份,其中地方品种3845份,占资源总数的95.4%;育成品种仅有3份,约占总数的0.1%。国外引进资源181份,占资源总数的4.5%,分别来自美国、加拿大、日本、法国、墨西哥、土耳其、智利、哥化比亚、澳大利亚、英国和德国等国。我国的菜豆资源主要分布在贵州、山西、云南、黑龙江、陕西、四川、内蒙古、河北、吉林和湖北省区。据1995年底统计,这些省区的菜豆品种资源数依次为1005、594、479、383、381、336、244、151、137和101份,在农艺性状鉴定、编目的基础上,这批菜豆品种资源已由国家种质库长期保存。并在“八五、九五”期间对大部分菜豆种质进行营养品质分析,抗病虫性及抗逆性鉴定评价,初步鉴定筛选出一大批优异的菜豆种质资源,如矮秆、早熟、多荚、抗病虫、高蛋白(28%以上)等材料,这不但为作物育种提供了新的抗源和基因源,而且有的优异种质已直接应用生产,取得了显著的经济效益和社会效益。

 

 

 

 

 

 

 

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