大豆

大豆驯化于东亚，最有可能是在中国北方，由其野生祖先 Glycine soja 演变而来。考古学和遗传学证据均指向黄河流域为主要的驯化中心。

• 估计驯化发生于 5,000 至 9,000 年前，即商朝时期或更早
• 野生祖先 Glycine soja 至今仍分布于中国、韩国、日本及俄罗斯部分地区
• 于 18 世纪初引入欧洲，18 世纪中叶引入北美，最初作为饲料作物和土壤改良作物
• Samuel Bowen 被认为是于 1765 年在乔治亚州萨凡纳种植出北美第一批大豆的人
• 当今主要生产国包括巴西、美国、阿根廷、中国和印度
• 巴西于 2020 年代初期超越美国，成为全球最大的大豆生产国

大豆是一种直立、丛生的一年生草本植物，通常高 30–130 公分，但某些品种可超过 2 公尺。

茎与生长习性：
• 茎直立至半直立，覆盖细密的棕色或灰色茸毛
• 生长习性从有限生长型（茎长到一定高度后顶端形成花簇并停止生长）到无限生长型（开花同时继续营养生长）不等
• 分枝从叶腋长出；分枝密度因品种而异

根系：
• 直根系，可深入土壤 1.5–2 公尺
• 侧根在表土层广泛分布
• 具有固氮根瘤菌（Bradyrhizobium）共生的根瘤是其显着特征，通常呈球形，直径 2–5 毫米
• 在有利条件下，单株植物可形成 50–200 多个根瘤

叶片：
• 三出复叶（每片叶有三片小叶），在茎上互生
• 小叶呈卵形至披针形，长 6–15 公分，叶缘全缘
• 叶片具有感夜运动（nyctinastic movement）——夜间向下折叠，白天张开
• 叶片两面均覆盖细微的茸毛

花朵：
• 小型，蝶形花冠，生于腋生总状花序，每序 3–15 朵花
• 花色从白色到淡紫色或紫罗兰色不等
• 自花授粉（闭花授粉）——花朵通常在完全开放前即完成自花受精，导致自然杂交率低于 1%

果实与种子：
• 荚果弯曲或笔直，长 3–8 公分，表面覆盖细茸毛
• 每荚含 2–4 粒种子（罕见可达 5 粒）
• 种子近球形至椭圆形，直径 5–11 毫米
• 种皮颜色变化极大：黄色、绿色、褐色、黑色或斑纹，取决于品种
• 脐（种脐）颜色是重要的品种鉴定特征，范围从无色到黑色
• 单株植物可结 50–200 多个荚果

种子成分约为：
• 油脂：18–22%
• 蛋白质：35–42%
• 碳水化合物：15–20%
• 灰分/矿物质：5–6%

大豆是喜温作物，适应温带和亚热带气候，需要特定条件才能达到最佳生长。

气候与温度：
• 最佳生长温度：20–30°C
• 发芽需要土壤温度至少 10°C，最佳发芽温度为 15–30°C
• 对霜冻敏感；低于 −2°C 会冻死
• 大多数商业品种需要 90–150 个无霜日才能成熟

光周期（日照长度）：
• 大豆是典型的短日照植物——当夜长超过临界值时触发开花
• 品种根据光周期敏感度和纬度适应性分为 13 个成熟度组别（000 至 X）
• 000 组：适应高纬度地区极短的生长期（约北纬 55°，例如加拿大南部）
• VIII–X 组：适应低纬度热带地区（约北纬 20°至南纬 20°）

土壤：
• 偏好排水良好、肥沃的壤土，pH 值为 6.0–6.8
• 能耐微酸至微碱条件（pH 5.5–7.8）
• 不耐涝渍或盐碱土壤

固氮作用：
• 透过与慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）及相关根瘤菌物种共生，大豆每公顷每季可固定大气中 50–300 公斤的氮
• 这种生物固氮作用减少或消除了大豆栽培中对合成氮肥的需求
• 残留的固定氮有利于轮作系统中的后续作物（例如，大豆后的玉米可能每公顷减少 25–50 公斤的氮肥需求）

水分需求：
• 生长季需要 450–700 毫米的水分
• 最关键的需水期是开花和鼓粒期（R1–R6 生长阶段）
• 鼓粒期的干旱胁迫会严重降低产量

大豆作为行栽作物在全球大规模种植，现代农艺实践最大限度地提高了产量和效率。

选地：
• 全日照——每天至少需要 6–8 小时直射阳光
• 排水良好、pH 值 6.0–6.8 的壤土
• 避免种植过有大豆胞囊线虫（Heterodera glycines）或其他持久性土传病原体历史的田地

土壤准备：
• 免耕或少耕系统日益普及，可减少侵蚀并保持土壤水分
• 种植前进行土壤测试以确定养分需求——可能需要施用磷和钾
• 对于近期未种过大豆的田地，建议用慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）进行种子接种

播种时间：
• 待土壤温度达到并稳定维持在 10–15°C 后播种
• 在北半球，典型播种期从 4 月下旬到 7 月上旬不等，取决于纬度和成熟度组别
• 行距：15–76 公分（15–38 公分的窄行距可透过改善光截获率来提高产量）
• 播种量：每公顷 250,000–400,000 粒种子，根据发芽率和行距进行调整
• 播种深度：2.5–5 公分

灌溉：
• 在关键生长阶段（特别是开花期 R1–R2 和鼓粒期 R5–R6）补充灌溉有益
• 过度浇水或积水会促进根部病害，如疫霉根腐病

施肥：
• 由于生物固氮作用，通常不需要施用氮肥
• 磷（P₂O₅）：根据土壤测试，每公顷 40–80 公斤
• 钾（K₂O）：根据土壤测试，每公顷 60–120 公斤
• 可能需要矫正微量元素缺乏（例如高 pH 土壤中的铁失绿症）

常见问题：
• 大豆胞囊线虫（Heterodera glycines）——最具破坏性的病原体/害虫，仅在美国每年造成的估计损失就超过 10 亿美元
• 猝死综合症（由 Fusarium virguliforme 引起）
• 菌核病/白霉病（Sclerotinia sclerotiorum）
• 抗除草剂杂草（例如长芒苋、水芜菁）
• 蚜虫、豆叶甲和椿象

繁殖：
• 仅透过种子繁殖——商业繁殖使用认证种子以维持遗传纯度和无病状态