普通野豌豆(Vicia sativa)是豆科野豌豆属的一年生或偶尔二年生草本植物,广泛种植于全球温带及亚热带地区,用作饲料作物、覆盖作物及绿肥。
本植物为攀援或匍匐性草本,具复合卷须与羽状复叶,开出迷人的紫色至粉红色蝶形花,结出含圆形种子的小型荚果。它是农业上最重要且分布最广的野豌豆物种之一。
• 隶属于野豌豆属(Vicia),该属约含 140 至 200 个物种
• 最古老的栽培豆科植物之一,考古证据显示其使用历史可追溯至新石器时代(约公元前 7000 年)
• 透过生物固氮作用,在永续农业中扮演关键角色
• 作为牲畜高蛋白饲料及改良土壤之覆盖作物,极具价值
分类学
• 起源中心被认为是肥沃月湾及其周边的地中海—西亚地区
• 在中东与欧洲的新石器时代及青铜时代遗址中均发现其考古遗存
• 旧世界农业八大「创始作物」之一,与小麦、大麦、扁豆、豌豆、鹰嘴豆、苦野豌豆及亚麻并列
• 透过古代贸易路线与人为栽培传播至全球;现已于美洲、澳洲及东亚等地自然归化
• 中国栽培历史悠久,尤以长江流域及西南高地为盛,常作为冬季覆盖作物与饲料种植
野豌豆属在豆科中具有古老的演化谱系:
• 豆科为开花植物中最大的科之一,物种超过 19,000 种
• 分子系统发生学研究将野豌豆属归于蚕豆族(Fabeae),与豌豆属(Pisum)、扁豆属(Lens)及山黧豆属(Lathyrus)关系密切
• 该属主要于中新世与上新世期间多样化发展
茎:
• 细弱、有棱角或略具翼,常自基部开始分枝
• 通常长 30 至 80 公分(有利条件下可达 120 公分)
• 绿色,无毛至稀疏被毛
叶:
• 互生,羽状复叶,具 3 至 8 对小叶(通常为 4 至 8 对)
• 小叶呈长圆形至线状披针形,长 10 至 30 公厘,宽 3 至 10 公厘,叶缘全缘
• 顶端小叶特化为分枝卷须(2 至 3 叉),用于攀爬
• 托叶呈半戟形至齿状,长 5 至 15 公厘,常具深色蜜腺斑点
花:
• 蝶形花冠,为豆科典型特征
• 花色由深紫至粉红或红色,偶见淡粉或白色
• 单生或成对生于叶腋,具短花梗(1 至 3 公分)
• 花冠长 15 至 25 公厘;旗瓣宽大而显着
• 花期:春至初夏(北半球为 4 月至 6 月)
果实与种子:
• 荚果(豆荚)呈长圆形至线形,长 25 至 60 公厘,宽 6 至 12 公厘,无毛至微被毛
• 成熟时由绿色转为褐色或黑褐色
• 每荚含种子 4 至 12 粒
• 种子近球形或略扁,直径 3 至 6 公厘,表面光滑,颜色由灰褐至黑色或具斑纹
• 千粒重约 25 至 60 公克,视品种而异
根系:
• 具主根,侧根发达且广泛分枝
• 着生众多固氮根瘤(不规则球形,直径 2 至 5 公厘)
• 根瘤内含共生细菌:豌豆根瘤菌野豌豆生物变种(Rhizobium leguminosarum bv. viciae)
栖地:
• 农耕地、休耕地、路旁、田埂、草地及受干扰之开阔地
• 在地中海型与亚热带气候区常作为冬季一年生作物种植;在较冷地区则作为春播作物
• 分布范围从低地至海拔约 2,500 公尺之山区
气候需求:
• 偏好凉爽湿润环境;最适生长温度为 10 至 20°C
• 具中度耐寒性(可耐受约 −8°C 之轻微霜冻)
• 需中等降水量(年降雨量 400 至 800 公厘);不耐长期干旱或积水
土壤:
• 适应性强,可生长于砂质壤土至黏质壤土等多种土壤
• 偏好排水良好、肥沃且 pH 值介于 6.0 至 7.5 之土壤
• 可耐受微酸性至微碱性环境
固氮作用:
• 与豌豆根瘤菌野豌豆生物变种(Rhizobium leguminosarum bv. viciae)形成共生关系
• 每公顷每季可固定大气中氮素 50 至 200 公斤
• 因此成为极具价值的绿肥与覆盖作物,有助于提升土壤肥力
授粉与繁殖:
• 主要为自花授粉(自交),但亦可由蜜蜂等昆虫进行异花授粉
• 花朵分泌花蜜,吸引蜜蜂、熊蜂等多种授粉者
• 种子透过荚果开裂(爆炸性开裂)、重力及人类农事活动传播
生态角色:
• 提供早春饲料与花蜜予授粉昆虫
• 用于轮作以中断病虫害循环并改善土壤结构
• 作为覆盖作物时可抑制杂草生长
• 作为某些鳞翅目幼虫及其他昆虫的寄主植物
营养成分(种子,每 100 公克干重,近似值):
• 蛋白质:22 至 30 公克(谷物豆类中含量最高者之一)
• 碳水化合物:45 至 55 公克(主要为淀粉)
• 膳食纤维:10 至 15 公克
• 脂肪:1 至 2 公克
• 富含必需胺基酸,特别是离胺酸与色胺酸
• 为 B 群维生素(尤其是叶酸、硫胺素与核黄素)之良好来源
• 含丰富铁、磷、镁、锌及钾等矿物质
饲用营养价值(全株青绿物质):
• 粗蛋白含量占干物质之 16% 至 24%
• 对牛、羊、马及山羊具高度适口性
• 干物质消化率达 65% 至 75%
抗营养因子:
• 种子含胰蛋白酶抑制剂、单宁及氰醣苷(特别是 β-氰基丙氨酸与 γ-谷醯基-β-氰基丙氨酸)
• 此等化合物会降低蛋白质消化率,大量摄取时可能对单胃动物产生神经毒性
• 经浸泡、烹煮或烘烤可显着降低抗营养因子
• 现代低毒素品种(如澳洲育成品系)已大幅降低此等化合物含量
主要毒性/抗营养化合物:
• β-氰基丙氨酸与 γ-谷醯基-β-氰基丙氨酸 — 具神经毒性之非蛋白质胺基酸,长期大量摄取可能导致单胃动物(家禽、猪、人类)出现类似神经性豆中毒(neurolathyrism)之症状
• 胰蛋白酶抑制剂 — 干扰蛋白质消化与胰脏功能
• 单宁 — 降低适口性与蛋白质消化率
• 凝集素(植物血球凝集素)— 大量生食可能导致红血球凝集
• 蚕豆嘧啶(convicine)与蚕豆嘧啶苷(vicine)— 嘧啶类醣苷,可能诱发葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症患者产生蚕豆症
风险管理:
• 反刍动物(牛、羊)因瘤胃微生物具解毒能力,耐受性较高
• 未经处理之种子占单胃动物饲料比例不应超过 20% 至 30%
• 烹煮、浸泡或高压灭菌可有效破坏大多数热不稳定毒素
• 建议使用现代育种计划开发之低毒素品种(如澳洲与欧洲所育成者)作为饲料
• 不建议人类生食或未妥善处理之种子
光照:
• 偏好全日照至半遮荫环境
• 每日至少需 6 小时直射阳光以达最佳生长与固氮效果
土壤:
• 适应性强,可生长于砂质壤土至黏质壤土等多种土壤
• 偏好排水良好、肥沃且 pH 值介于 6.0 至 7.5 之土壤
• 不耐积水或高盐分土壤
• 若土壤未曾种植过野豌豆,建议播种前以豌豆根瘤菌野豌豆生物变种(Rhizobium leguminosarum bv. viciae)进行种子接种
播种:
• 温带地区:早春(3 月至 4 月)或夏末至初秋(8 月至 9 月)播种,作为冬季一年生作物
• 地中海型气候区:通常于秋季(10 月至 11 月)播种
• 播种量:纯播时每公顷 40 至 80 公斤;与谷类(如燕麦、大麦)混播时为每公顷 20 至 40 公斤
• 播种深度:2 至 5 公分
• 行距:纯播时为 15 至 30 公分
水分管理:
• 需水量中等;生长季需降雨或灌溉量 400 至 800 公厘
• 对干旱与积水皆敏感
• 关键需水期:开花期与结荚充实期
温度:
• 最适生长温度:10 至 20°C
• 发芽最低温度:约 2 至 3°C
• 耐轻微霜冻(可耐受约 −8°C),但长期严寒霜冻会导致植株死亡
施肥:
• 因具生物固氮能力,通常无需施用氮肥
• 若土壤检测显示缺乏,可补充磷肥与钾肥(一般为每公顷 20 至 40 公斤 P₂O₅ 及 30 至 50 公斤 K₂O)
• 钼与铁为固氮作用所需之重要微量元素
田间管理:
• 可与谷类(燕麦、大麦、小麦黑麦杂交种)混作,以提升饲料品质与提供结构支撑
• 作为绿肥:于初花期翻入土壤,以最大化氮素贡献
• 采收种子:待荚果成熟转褐后采收,避免过度开裂造成损失
• 易受蚜虫、豌豆象(Bruchus pisorum)及真菌病害(白粉病、锈病、Ascochyta 叶斑病)危害
繁殖方式:
• 种子繁殖;因属自花授粉,种子可留供下季播种
• 种子寿命:于凉爽干燥储存条件下可维持 3 至 5 年活力
农业用途:
• 饲料与刍草:全球最重要之饲料豆科植物之一,可新鲜喂饲、制成干草或青贮饲料,供应牛、羊、马及山羊
• 绿肥:翻耕入土以增加有机质与固定氮素(每公顷 50 至 200 公斤氮),惠及后续作物
• 覆盖作物:于休耕期种植以防止土壤侵蚀、抑制杂草并改善土壤结构与肥力
• 轮作作物:在以谷类为主的轮作系统中中断病虫害循环
• 蜜源植物:花朵分泌花蜜与花粉,吸引蜜蜂与野生授粉者
烹饪用途:
• 嫩茎叶可食,在某些传统饮食文化中作为野菜食用
• 种子经充分烹煮降低毒性后,曾在欧洲、中东及南亚部分地区作为饥荒食物
• 因含抗营养因子,并非主要粮食作物;食用有限且需妥善处理
工业与其他用途:
• 种子粕经适当处理后可用作动物饲料之蛋白质补充品
• 正研究其于生质燃料生产及植物性蛋白质来源之潜力
• 应用于重金属污染土壤之植物修复研究
• 部分地区因其迷人花朵而具观赏价值
趣味知识
普通野豌豆在农业史与人类文明史上占有非凡地位: • 它是约一万年前于肥沃月湾催生农业的八大「创始作物」之一,为人类最早刻意栽培的植物之一 • 古希腊名医盖伦(公元 2 世纪)据传曾将野豌豆汤开给角斗士,认为能使其强壮勇猛;然而现代分析指出,其中的抗营养化合物可能产生相反效果 • 中世纪时期,野豌豆是欧洲农村的贫民主食,常在粮荒时与燕麦混合制成面包;但长期食用有时会导致神经性豆中毒,此为 β-氰基丙氨酸引起之神经系统疾病 • 野豌豆的固氮根瘤效率极高,管理得当的野豌豆作物所贡献之氮素,足以满足后续谷类作物之需求,有效取代化学肥料 • 在澳洲,20 世纪后期成功开发出低毒素普通野豌豆品种(如『Morava』品种),使其从边缘作物转变为主要饲料豆科植物,目前年种植面积已超过 50 万公顷 • 属名 Vicia 源自拉丁文「vincire」,意为「绑缚」或「缠绕」,指其卷须的缠绕攀爬特性;此名称由罗马博物学家老普林尼所命名 • 一公顷的普通野豌豆根系根瘤中可容纳数十亿颗根瘤菌,共同将大气中的氮转化为植物可利用的氨;此一生化壮举,直到 20 世纪初人类才透过哈柏 - 博施法(Haber-Bosch process)得以在工业上复制
了解更多