利马豆(Phaseolus lunatus)是一种豆科植物,隶属于地球上最具经济重要性的植物科之一——豆科(Fabaceae),因其可食用的种子和豆荚而广泛栽培。利马豆又称奶油豆、西瓦豆或马达加斯加豆,是全球热带和亚热带地区的主要粮食作物。
• 美洲最古老的驯化作物之一,栽培证据可追溯至 7,000 多年前
• 以秘鲁利马市命名,尽管其起源涵盖更广泛的中南美洲地区
• 透过与根瘤菌(Rhizobium spp.)的共生关系固定大气中的氮,在永续农业中扮演关键角色
• 是全球数十亿人口重要的植物性蛋白质来源
分类学
界
Plantae
门
Tracheophyta
纲
Magnoliopsida
目
Fabales
科
Fabaceae
属
Phaseolus
Species
Phaseolus lunatus
利马豆(Phaseolus lunatus)至少在美洲两个不同地区独立驯化,使其成为少数拥有多个驯化中心的作物之一。
中美洲驯化:
• 野生族群(var. silvestris)原生于墨西哥西部和南部
• 瓦哈卡谷(Oaxaca Valley)和特瓦坎谷(Tehuacán Valley)的考古证据显示,驯化时间约为公元前 2000 年至前 1000 年
• 产出小粒种子品种(西瓦型)
南美洲驯化:
• 在现今秘鲁和厄瓜多的安地斯山区独立驯化
• 产出大粒种子品种(利马型)
• 秘鲁北部ñanchoc 谷的证据显示,栽培时间可早至公元前 6000 年至前 5000 年
全球传播:
• 16 世纪时,西班牙和葡萄牙殖民者将利马豆引入非洲、亚洲和欧洲
• 在热带非洲归化,至今仍是当地主要粮食作物
• 目前除南极洲外,全球各大洲皆有栽培
中美洲驯化:
• 野生族群(var. silvestris)原生于墨西哥西部和南部
• 瓦哈卡谷(Oaxaca Valley)和特瓦坎谷(Tehuacán Valley)的考古证据显示,驯化时间约为公元前 2000 年至前 1000 年
• 产出小粒种子品种(西瓦型)
南美洲驯化:
• 在现今秘鲁和厄瓜多的安地斯山区独立驯化
• 产出大粒种子品种(利马型)
• 秘鲁北部ñanchoc 谷的证据显示,栽培时间可早至公元前 6000 年至前 5000 年
全球传播:
• 16 世纪时,西班牙和葡萄牙殖民者将利马豆引入非洲、亚洲和欧洲
• 在热带非洲归化,至今仍是当地主要粮食作物
• 目前除南极洲外,全球各大洲皆有栽培
利马豆(Phaseolus lunatus)为一年生或短命多年生草本植物,野生型与栽培型之间形态变异极大。
根系:
• 主根系统,深度可达 60–100 公分
• 具显着根瘤,内含固氮根瘤菌(Rhizobium)
• 根瘤通常呈球形,直径 2–5 毫米,活跃固氮时呈粉红色至红棕色
茎:
• 依品种不同,具缠绕、攀爬或灌木状生长习性
• 攀爬品种长度可达 2–4 公尺
• 灌木品种较为紧凑,通常高 30–60 公分
• 茎呈圆柱形,略具棱角,表面稀疏覆盖细毛
叶:
• 三出复叶(每叶三片小叶),互生于茎上
• 小叶卵形至菱形,长 5–12 公分,宽 3–8 公分
• 叶缘全缘,叶尖急尖至渐尖
• 叶色绿至深绿,因细小毛状体而略显粗糙
• 每片叶基部具小型披针形托叶
花:
• 蝶形花冠,为豆科植物特征
• 小型,长 1–1.5 公分,白色至淡绿色或淡紫色
• 排列成腋生总状花序,每序 4–15 朵花
• 主要自花授粉,偶有昆虫媒介之异花授粉
• 花期通常持续 2–3 周
果实与种子:
• 豆荚长圆形至微弯,长 5–15 公分,宽 1.5–2.5 公分
• 豆荚扁平至微膨胀,表面光滑至略粗糙
• 颜色从未成熟时的绿色,到成熟干燥后的乳白、棕色或斑驳色
• 每荚含 2–4 粒种子
• 种子肾形至椭圆形,长 1–3 公分
• 种皮颜色多变:白色、乳白、红色、棕色、黑色或斑驳色——是栽培豆类中种皮视觉多样性最高的物种之一
• 种脐(种子疤痕)特征为明显的白色
根系:
• 主根系统,深度可达 60–100 公分
• 具显着根瘤,内含固氮根瘤菌(Rhizobium)
• 根瘤通常呈球形,直径 2–5 毫米,活跃固氮时呈粉红色至红棕色
茎:
• 依品种不同,具缠绕、攀爬或灌木状生长习性
• 攀爬品种长度可达 2–4 公尺
• 灌木品种较为紧凑,通常高 30–60 公分
• 茎呈圆柱形,略具棱角,表面稀疏覆盖细毛
叶:
• 三出复叶(每叶三片小叶),互生于茎上
• 小叶卵形至菱形,长 5–12 公分,宽 3–8 公分
• 叶缘全缘,叶尖急尖至渐尖
• 叶色绿至深绿,因细小毛状体而略显粗糙
• 每片叶基部具小型披针形托叶
花:
• 蝶形花冠,为豆科植物特征
• 小型,长 1–1.5 公分,白色至淡绿色或淡紫色
• 排列成腋生总状花序,每序 4–15 朵花
• 主要自花授粉,偶有昆虫媒介之异花授粉
• 花期通常持续 2–3 周
果实与种子:
• 豆荚长圆形至微弯,长 5–15 公分,宽 1.5–2.5 公分
• 豆荚扁平至微膨胀,表面光滑至略粗糙
• 颜色从未成熟时的绿色,到成熟干燥后的乳白、棕色或斑驳色
• 每荚含 2–4 粒种子
• 种子肾形至椭圆形,长 1–3 公分
• 种皮颜色多变:白色、乳白、红色、棕色、黑色或斑驳色——是栽培豆类中种皮视觉多样性最高的物种之一
• 种脐(种子疤痕)特征为明显的白色
利马豆适宜生长于温暖的热带与亚热带气候,并能适应多样的生态条件。
气候需求:
• 最适生长温度:18–30°C
• 不耐霜害;需至少 90–120 天无霜期
• 最适生长海拔为海平面至 2,000 公尺
• 需中等降雨量(年降雨 600–1,500 毫米),但相较于普通豆(Phaseolus vulgaris),一旦建立后具较佳耐旱性
土壤偏好:
• 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、pH 值 6.0–7.5 的土壤
• 相较于其他豆科作物,较能耐受轻微酸性土壤
• 因具固氮能力,可在相对贫瘠的土壤中生长
生态角色:
• 透过共生固氮 enrich 土壤氮含量,有利轮作系统中的后续作物
• 花期为授粉昆虫提供栖息地与食物来源
• 野生族群是作物改良的重要遗传资源库
• 在原产地以外的热带生态系中可能归化,偶具入侵性
气候需求:
• 最适生长温度:18–30°C
• 不耐霜害;需至少 90–120 天无霜期
• 最适生长海拔为海平面至 2,000 公尺
• 需中等降雨量(年降雨 600–1,500 毫米),但相较于普通豆(Phaseolus vulgaris),一旦建立后具较佳耐旱性
土壤偏好:
• 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、pH 值 6.0–7.5 的土壤
• 相较于其他豆科作物,较能耐受轻微酸性土壤
• 因具固氮能力,可在相对贫瘠的土壤中生长
生态角色:
• 透过共生固氮 enrich 土壤氮含量,有利轮作系统中的后续作物
• 花期为授粉昆虫提供栖息地与食物来源
• 野生族群是作物改良的重要遗传资源库
• 在原产地以外的热带生态系中可能归化,偶具入侵性
利马豆无论对商业农业或家庭园艺皆是极具价值的作物,因其营养丰富且具固氮特性而备受重视。
光照:
• 需全日照(每日至少 6–8 小时直射阳光)
• 光照不足会导致开花不良与结荚减少
土壤:
• 需排水良好、疏松、富含有机质的肥沃土壤
• 种植前应混入堆肥改良
• 避免积水或过度压实的土壤
浇水:
• 需适量且规律浇水,尤其在开花与豆荚发育期
• 每周约需 2.5–4 公分水量
• 豆荚成熟开始干燥时应减少浇水
• 避免喷洒式浇水,以降低真菌病害风险
温度:
• 土壤温度需至少 15°C 以利发芽
• 最适发芽温度:20–30°C
• 须待霜害风险完全过后方可种植
种植方法:
• 直接播种,深度 2–5 公分,株距 10–15 公分
• 攀爬品种行距 60–90 公分
• 灌木品种可较密集种植
• 播种时可接种根瘤菌剂以提升固氮效率,尤其于未曾种植豆科之土壤
繁殖方式:
• 仅能由种子繁殖
• 适当储存条件下,种子活力可维持 2–3 年
常见问题:
• 炭疽病(Colletotrichum lindemuthianum)——导致豆荚与种子出现深色凹陷病斑
• 豆类普通嵌纹病毒(BCMV)——由蚜虫传播
• 根结线虫(Meloidogyne spp.)
• 蚜虫、叶螨与粉虱
• 低温或积水土壤导致发芽不良
光照:
• 需全日照(每日至少 6–8 小时直射阳光)
• 光照不足会导致开花不良与结荚减少
土壤:
• 需排水良好、疏松、富含有机质的肥沃土壤
• 种植前应混入堆肥改良
• 避免积水或过度压实的土壤
浇水:
• 需适量且规律浇水,尤其在开花与豆荚发育期
• 每周约需 2.5–4 公分水量
• 豆荚成熟开始干燥时应减少浇水
• 避免喷洒式浇水,以降低真菌病害风险
温度:
• 土壤温度需至少 15°C 以利发芽
• 最适发芽温度:20–30°C
• 须待霜害风险完全过后方可种植
种植方法:
• 直接播种,深度 2–5 公分,株距 10–15 公分
• 攀爬品种行距 60–90 公分
• 灌木品种可较密集种植
• 播种时可接种根瘤菌剂以提升固氮效率,尤其于未曾种植豆科之土壤
繁殖方式:
• 仅能由种子繁殖
• 适当储存条件下,种子活力可维持 2–3 年
常见问题:
• 炭疽病(Colletotrichum lindemuthianum)——导致豆荚与种子出现深色凹陷病斑
• 豆类普通嵌纹病毒(BCMV)——由蚜虫传播
• 根结线虫(Meloidogyne spp.)
• 蚜虫、叶螨与粉虱
• 低温或积水土壤导致发芽不良
趣味知识
利马豆在人类历史与植物生物学中皆占有非凡地位: • 它是极少数在两个不同大陆(中美洲与南美洲)独立驯化的作物之一,足见其对早期农业社会的价值。 • 利马豆与许多豆类一样,含有氰醣苷(主要为亚麻苦苷与 lotaustralin),当植物组织受损时会释放氢氰酸。美洲原住民在尚未了解其化学机制前,已发展出精密的处理方法——包括长时间浸泡、煮沸与冲洗——以去除毒性。 • 利马豆与根瘤菌之间的固氮共生效率极高:每公顷利马豆在一个生长季可固定 50–150 公斤大气氮,显着 enrich 土壤肥力。 • 第二次世界大战期间,利马豆因高蛋白含量与易于干燥储存的特性,成为美国与欧洲的重要食物来源,因而被纳入战时配给制度与胜利园艺计划。 • 利马豆(Phaseolus lunatus)拥有极高的遗传多样性,包含其中美洲与安地斯山的野生基因库,使其成为未来育种计划中开发抗病与耐气候变迁豆类品种的珍贵资源。
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