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木豆

木豆

Cajanus cajan

木豆(Cajanus cajan)是豆科的一种多年生豆科灌木,广泛种植于热带和亚热带地区,是重要的粮食作物。它是半干旱热带农业系统中最重要的谷物豆类之一,以其耐旱性、固氮能力和营养多样性而着称。

• 常见名称包括木豆、红豆、arhar、tuvar 和 gandul
• 是南亚、东非和加勒比饮食中的主要主食
• 为全球超过 15 亿人提供关键的植物性蛋白质来源
• 透过生物固氮在永续农业中发挥核心作用

木豆被认为起源于印度次大陆,其野生近缘种(特别是 Cajanus cajanifolia)至今仍分布于印度半岛。

• 起源中心:印度半岛,特别是东高止山脉和德干高原地区
• 野生祖先:Cajanus cajanifolia,原生于印度的热带落叶林
• 印度半岛的考古证据显示,木豆的栽培历史至少可追溯至 3,500 年前(约公元前 1500 年)
• 大约在 2,000 至 3,000 年前传播到东非,可能是透过古老的印度洋贸易路线
• 随后在殖民时期被引入加勒比海地区、中美洲和东南亚
• 目前在全球 50 多个国家种植,其中印度约占全球产量的 65%
木豆是一种直立的短命多年生灌木,通常高 1 至 4 公尺,部分品种可达 5 公尺。

根系:
• 具有深入土壤 1.5 至 3 公尺的深主根系统,有助于极佳的耐旱性
• 拥有广泛的侧根网络
• 根瘤 harbors 固氮根瘤菌,每年每公顷可固定 40 至 200 公斤的氮

茎:
• 基部木质化,顶端为草质
• 幼时呈绿色至微具柔毛,随年龄增长变为棕色且木质化
• 枝条通常呈棱角状或有肋

叶:
• 三出复叶(每片叶有三片小叶),互生
• 小叶呈披针形至椭圆形,长 5 至 10 公分,叶缘全缘
• 上表面深绿色且无毛;下表面密布细丝状毛(绒毛状),呈现银绿色外观
• 托叶小且呈线形

花:
• 蝶形花冠(蝴蝶状),为豆科典型特征
• 花色从黄色到橙黄色不等,有时旗瓣带有红色或紫色斑纹
• 排列成顶生或腋生的总状花序,长 5 至 15 公分
• 主要为自花授粉,但根据授粉者活动情况,异交率可达 5% 至 40%

果实与种子:
• 荚果直立或微弯,长 5 至 9 公分,内含 3 至 7 颗种子
• 荚果具柔毛,有时具腺毛,颜色可为绿色、紫色或斑驳色
• 种子呈圆形至椭圆形,直径 4 至 8 毫米
• 种子颜色变化极大:奶油色、棕色、灰色、紫色或斑驳色,取决于品种
• 百粒重依品种而异,介于 5 至 16 公克之间
木豆 thriving 于热带和亚热带气候,并能极佳地适应半干旱条件。

气候:
• 最适温度范围:18–35°C;可短暂耐受高达 40°C 的温度
• 生长海拔范围从海平面至 3,000 公尺
• 年降雨量需求为 600–1,000 毫米,但它是耐旱性最强的谷物豆类之一
• 因其深主根系统,能度过长期干旱
• 对积水和霜害敏感

土壤:
• 能适应多种土壤类型,从砂质壤土到重黏土
• 偏好排水良好、pH 值 5.0–7.0 的土壤
• 比大多数谷物豆类更能耐受贫瘠、退化和低肥力土壤
• 不耐盐碱或积水条件

生态角色:
• 生物固氮可提升土壤肥力,使其成为理想的间作和轮作作物
• 在传统农业系统中常与高粱、小米、玉米和花生间作
• 为蜜蜂和蝴蝶等授粉者提供栖息地和花蜜
• 用作覆盖作物并应用于农林系统以保护土壤
木豆是一种营养极高的豆类,提供丰富的蛋白质、复合碳水化合物、膳食纤维和必需微量营养素。

每 100 公克成熟干种子(近似值):
• 热量:约 340–350 大卡
• 蛋白质:18–24 公克(常见食用豆类中含量最高者之一)
• 碳水化合物:57–63 公克
• 膳食纤维:10–15 公克
• 脂肪:1.5–2.5 公克
• 叶酸(B9):150–250 微克(极佳来源)
• 铁:4–6 毫克
• 镁:120–180 毫克
• 钾:1,100–1,400 毫克
• 锌:2–3 毫克

• 富含必需胺基酸,特别是离胺酸和色胺酸,但甲硫胺酸和半胱胺酸含量相对较低
• 绿色(未成熟)荚和种子富含维生素 C、维生素 A 和叶绿素
• 含有抗营养因子,如胰蛋白酶抑制剂、单宁和植酸,这些物质可透过烹煮大幅降低
• 升糖指数低,适合糖尿病患者食用
木豆在适当烹煮后供人类食用通常是安全的,但仍需注意以下事项。

• 生的或未煮熟的种子含有抗营养因子,包括胰蛋白酶抑制剂、凝集素(血球凝集素)、单宁和植酸,这些物质可能妨碍蛋白质消化和矿物质吸收
• 这些化合物可透过浸泡和彻底烹煮(煮沸至少 30 分钟)有效失活
• 某些人,特别是非洲后裔,可能携带葡萄糖 -6-磷酸脱氢酶(G6PD)遗传缺陷;极少数情况下,食用生的或未煮熟的木豆可能引发溶血性蚕豆病,类似于蚕豆(Vicia faba)引起的反应
• 叶和茎含有生物碱(例如 cajanine)和类黄酮,若大量食用可能产生轻微毒性,但它们被安全地用作动物饲料和传统药材
• 目前尚未有因食用妥善处理的木豆种子而导致显着毒性的报告
木豆是一种暖季作物,主要在雨养和半干旱热带农业系统中种植。

气候与季节:
• 在热带地区,播种时间配合雨季来临
• 在印度,主要作物(kharif)于 6 月至 7 月播种,12 月至次年 3 月收获
• 部分地区可在 10 月至 11 月种植第二季作物(rabi)
• 生长季需 120 至 200 天,视品种而定(有短、中、长生育期类型)

光照:
• 需要充足阳光以达到最佳生长和产量
• 不耐阴

土壤:
• 理想土壤为排水良好的壤土至砂质壤土
• 避免积水或重黏土
• 最适土壤 pH 值为 5.0–7.0

灌溉:
• 主要依赖雨水;补充灌溉可显着提高产量
• 一旦建立后具耐旱性,但开花和荚果充实期的水分胁迫会降低产量
• 积水极具危害性

间距与播种:
• 种子直接播种,深度 2–5 公分
• 行距:45–75 公分;株距:15–30 公分
• 播种量:依品种和间距而定,每公顷 15–25 公斤

繁殖:
• 仅限种子繁殖;商业栽培中极少使用营养繁殖法
• 在从未种植过木豆的土壤中,种子接种适当的根瘤菌菌株有益

常见问题:
• 荚螟(Helicoverpa armigera)— 最具破坏性的害虫,可造成 20–60% 的产量损失
• 枯萎病(Fusarium udum)— 主要的土传真菌病害
• 不育镶嵌病(木豆不育镶嵌病毒)— 由瘿螨 Aceria cajani 传播
• 疫病(Phytophthora blight)、Alternaria 叶斑病和白粉病
• 寄生杂草独脚金属(Striga spp.)在非洲种植中可造成严重产量损失
木豆是一种极具多样性的作物,应用范围涵盖食品、饲料、医药和农业生态。

食品用途:
• 干种子(dhal)是南亚地区的饮食主食,常作为分裂豆用于汤、炖菜和咖哩
• 绿色荚和未成熟种子作为蔬菜食用(例如在加勒比和东非饮食中)
• 干种子磨成的粉用于制作面包、粥和传统点心
• 发芽种子因营养价值提升而被人食用
• 罐装木豆作为便利食品广泛供应

农业与农业生态用途:
• 与谷物(高粱、小米、玉米)间作以提高土壤氮含量
• 用作覆盖作物和绿肥以防止土壤侵蚀并改善土壤有机质
• 应用于非洲和东南亚的巷作系统
• 叶、荚和种子饼可提供高品质牲畜饲料

传统医学:
• 在阿育吠陀医学中,木豆叶用于治疗糖尿病、伤口和发炎
• 实验室研究显示,叶提取物具有抗炎、抗氧化和护肝特性
• 在传统非洲医学中用于治疗麻疹、肝炎和贫血

工业与其他用途:
• 农村社区将木质茎用作燃料木
• 部分地区用茎编织篮子和屋顶覆盖材料
• 种子饼用作富含蛋白质的动物饲料补充剂
• 正被探索作为商业食品的植物性蛋白质来源

趣味知识

木豆在农业史和现代科学中均占有非凡地位: • 2011 年,木豆成为第一种完成基因组测序的种子豆类,也是开发中国家中最早完成基因组测序的作物之一。此项工作由国际木豆基因组计划(IIPG)主导,参与机构来自印度、中国、美国等国家。其基因组跨越 11 条染色体,约含 8.33 亿个碱基对。 • 木豆的深主根可穿透土壤超过 2 公尺,获取大多数作物无法取得的水分和养分。这使其成为撒哈拉以南非洲和南亚干旱地区小农的救命作物。 • 木豆有时被称为「穷人的肉」,因其高蛋白含量和经济实惠,为开发中国家数亿人提供关键营养。 • 在夏威夷,木豆(称为「pi pokoliko」或「pi nunu」)于 19 世纪初引入,并高度归化,以至于许多夏威夷人将其视为传统作物,尽管它并非该地原生。 • 该植物固定大气氮的能力(每年每公顷高达 200 公斤)意味着它本质上能自我施肥并惠及伴生作物,从而减少或消除对合成氮肥的需求。 • 木豆花无香味但花蜜丰富,吸引多样的授粉者。尽管主要为自花授粉,该植物却保持惊人的遗传多样性,这个谜团数十年来一直令植物遗传学家着迷。

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