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木豆

木豆

Cajanus cajan

木豆(Cajanus cajan)是豆科的一種多年生豆科灌木,廣泛種植於熱帶和亞熱帶地區,是重要的糧食作物。它是半乾旱熱帶農業系統中最重要的穀物豆類之一,以其耐旱性、固氮能力和營養多樣性而著稱。

• 常見名稱包括木豆、紅豆、arhar、tuvar 和 gandul
• 是南亞、東非和加勒比飲食中的主要主食
• 為全球超過 15 億人提供關鍵的植物性蛋白質來源
• 透過生物固氮在永續農業中發揮核心作用

木豆被認為起源於印度次大陸,其野生近緣種(特別是 Cajanus cajanifolia)至今仍分佈於印度半島。

• 起源中心:印度半島,特別是東高止山脈和德干高原地區
• 野生祖先:Cajanus cajanifolia,原生於印度的熱帶落葉林
• 印度半島的考古證據顯示,木豆的栽培歷史至少可追溯至 3,500 年前(約公元前 1500 年)
• 大約在 2,000 至 3,000 年前傳播到東非,可能是透過古老的印度洋貿易路線
• 隨後在殖民時期被引入加勒比海地區、中美洲和東南亞
• 目前在全球 50 多個國家種植,其中印度約佔全球產量的 65%
木豆是一種直立的短命多年生灌木,通常高 1 至 4 公尺,部分品種可達 5 公尺。

根系:
• 具有深入土壤 1.5 至 3 公尺的深主根系統,有助於極佳的耐旱性
• 擁有廣泛的側根網絡
• 根瘤 harbors 固氮根瘤菌,每年每公頃可固定 40 至 200 公斤的氮

莖:
• 基部木質化,頂端為草質
• 幼時呈綠色至微具柔毛,隨年齡增長變為棕色且木質化
• 枝條通常呈棱角狀或有肋

葉:
• 三出複葉(每片葉有三片小葉),互生
• 小葉呈披針形至橢圓形,長 5 至 10 公分,葉緣全緣
• 上表面深綠色且無毛;下表面密佈細絲狀毛(絨毛狀),呈現銀綠色外觀
• 托葉小且呈線形

花:
• 蝶形花冠(蝴蝶狀),為豆科典型特徵
• 花色從黃色到橙黃色不等,有時旗瓣帶有紅色或紫色斑紋
• 排列成頂生或腋生的總狀花序,長 5 至 15 公分
• 主要為自花授粉,但根據授粉者活動情況,異交率可達 5% 至 40%

果實與種子:
• 莢果直立或微彎,長 5 至 9 公分,內含 3 至 7 顆種子
• 莢果具柔毛,有時具腺毛,顏色可為綠色、紫色或斑駁色
• 種子呈圓形至橢圓形,直徑 4 至 8 毫米
• 種子顏色變化極大:奶油色、棕色、灰色、紫色或斑駁色,取決於品種
• 百粒重依品種而異,介於 5 至 16 公克之間
木豆 thriving 於熱帶和亞熱帶氣候,並能極佳地適應半乾旱條件。

氣候:
• 最適溫度範圍:18–35°C;可短暫耐受高達 40°C 的溫度
• 生長海拔範圍從海平面至 3,000 公尺
• 年降雨量需求為 600–1,000 毫米,但它是耐旱性最強的穀物豆類之一
• 因其深主根系統,能度過長期乾旱
• 對積水和霜害敏感

土壤:
• 能適應多種土壤類型,從砂質壤土到重黏土
• 偏好排水良好、pH 值 5.0–7.0 的土壤
• 比大多數穀物豆類更能耐受貧瘠、退化和低肥力土壤
• 不耐鹽鹼或積水條件

生態角色:
• 生物固氮可提升土壤肥力,使其成為理想的間作和輪作作物
• 在傳統農業系統中常與高粱、小米、玉米和花生間作
• 為蜜蜂和蝴蝶等授粉者提供棲息地和花蜜
• 用作覆蓋作物並應用於農林系統以保護土壤
木豆是一種營養極高的豆類,提供豐富的蛋白質、複合碳水化合物、膳食纖維和必需微量營養素。

每 100 公克成熟乾種子(近似值):
• 熱量:約 340–350 大卡
• 蛋白質:18–24 公克(常見食用豆類中含量最高者之一)
• 碳水化合物:57–63 公克
• 膳食纖維:10–15 公克
• 脂肪:1.5–2.5 公克
• 葉酸(B9):150–250 微克(極佳來源)
• 鐵:4–6 毫克
• 鎂:120–180 毫克
• 鉀:1,100–1,400 毫克
• 鋅:2–3 毫克

• 富含必需胺基酸,特別是離胺酸和色胺酸,但甲硫胺酸和半胱胺酸含量相對較低
• 綠色(未成熟)莢和種子富含維生素 C、維生素 A 和葉綠素
• 含有抗營養因子,如胰蛋白酶抑制劑、單寧和植酸,這些物質可透過烹煮大幅降低
• 升糖指數低,適合糖尿病患者食用
木豆在適當烹煮後供人類食用通常是安全的,但仍需注意以下事項。

• 生的或未煮熟的種子含有抗營養因子,包括胰蛋白酶抑制劑、凝集素(血球凝集素)、單寧和植酸,這些物質可能妨礙蛋白質消化和礦物質吸收
• 這些化合物可透過浸泡和徹底烹煮(煮沸至少 30 分鐘)有效失活
• 某些人,特別是非洲後裔,可能攜帶葡萄糖 -6-磷酸脫氫酶(G6PD)遺傳缺陷;極少數情況下,食用生的或未煮熟的木豆可能引發溶血性蠶豆病,類似於蠶豆(Vicia faba)引起的反應
• 葉和莖含有生物鹼(例如 cajanine)和類黃酮,若大量食用可能產生輕微毒性,但它們被安全地用作動物飼料和傳統藥材
• 目前尚未有因食用妥善處理的木豆種子而導致顯著毒性的報告
木豆是一種暖季作物,主要在雨養和半乾旱熱帶農業系統中種植。

氣候與季節:
• 在熱帶地區,播種時間配合雨季來臨
• 在印度,主要作物(kharif)於 6 月至 7 月播種,12 月至次年 3 月收穫
• 部分地區可在 10 月至 11 月種植第二季作物(rabi)
• 生長季需 120 至 200 天,視品種而定(有短、中、長生育期類型)

光照:
• 需要充足陽光以達到最佳生長和產量
• 不耐陰

土壤:
• 理想土壤為排水良好的壤土至砂質壤土
• 避免積水或重黏土
• 最適土壤 pH 值為 5.0–7.0

灌溉:
• 主要依賴雨水;補充灌溉可顯著提高產量
• 一旦建立後具耐旱性,但開花和莢果充實期的水分脅迫會降低產量
• 積水極具危害性

間距與播種:
• 種子直接播種,深度 2–5 公分
• 行距:45–75 公分;株距:15–30 公分
• 播種量:依品種和間距而定,每公頃 15–25 公斤

繁殖:
• 僅限種子繁殖;商業栽培中極少使用營養繁殖法
• 在從未種植過木豆的土壤中,種子接種適當的根瘤菌菌株有益

常見問題:
• 莢螟(Helicoverpa armigera)— 最具破壞性的害蟲,可造成 20–60% 的產量損失
• 枯萎病(Fusarium udum)— 主要的土傳真菌病害
• 不育鑲嵌病(木豆不育鑲嵌病毒)— 由瘿蟎 Aceria cajani 傳播
• 疫病(Phytophthora blight)、Alternaria 葉斑病和白粉病
• 寄生雜草独脚金属(Striga spp.)在非洲種植中可造成嚴重產量損失
木豆是一種極具多樣性的作物,應用範圍涵蓋食品、飼料、醫藥和農業生態。

食品用途:
• 乾種子(dhal)是南亞地區的飲食主食,常作為分裂豆用於湯、燉菜和咖哩
• 綠色莢和未成熟種子作為蔬菜食用(例如在加勒比和東非飲食中)
• 乾種子磨成的粉用於製作麵包、粥和傳統點心
• 發芽種子因營養價值提升而被人食用
• 罐裝木豆作為便利食品廣泛供應

農業與農業生態用途:
• 與穀物(高粱、小米、玉米)間作以提高土壤氮含量
• 用作覆蓋作物和綠肥以防止土壤侵蝕並改善土壤有機質
• 應用於非洲和東南亞的巷作系統
• 葉、莢和種子餅可提供高品質牲畜飼料

傳統醫學:
• 在阿育吠陀醫學中,木豆葉用於治療糖尿病、傷口和發炎
• 實驗室研究顯示,葉提取物具有抗炎、抗氧化和護肝特性
• 在傳統非洲醫學中用於治療麻疹、肝炎和貧血

工業與其他用途:
• 農村社區將木質莖用作燃料木
• 部分地區用莖編織籃子和屋頂覆蓋材料
• 種子餅用作富含蛋白質的動物飼料補充劑
• 正被探索作為商業食品的植物性蛋白質來源

趣味知識

木豆在農業史和現代科學中均佔有非凡地位: • 2011 年,木豆成為第一種完成基因組測序的種子豆類,也是開發中國家中最早完成基因組測序的作物之一。此項工作由國際木豆基因組計劃(IIPG)主導,參與機構來自印度、中國、美國等國家。其基因組跨越 11 條染色體,約含 8.33 億個鹼基對。 • 木豆的深主根可穿透土壤超過 2 公尺,獲取大多數作物無法取得的水分和養分。這使其成為撒哈拉以南非洲和南亞乾旱地區小農的救命作物。 • 木豆有時被稱為「窮人的肉」,因其高蛋白含量和經濟實惠,為開發中國家數億人提供關鍵營養。 • 在夏威夷,木豆(稱為「pi pokoliko」或「pi nunu」)於 19 世紀初引入,並高度歸化,以至於許多夏威夷人將其視為傳統作物,儘管它並非該地原生。 • 該植物固定大氣氮的能力(每年每公頃高達 200 公斤)意味著它本質上能自我施肥並惠及伴生作物,從而減少或消除對合成氮肥的需求。 • 木豆花無香味但花蜜豐富,吸引多樣的授粉者。儘管主要為自花授粉,該植物卻保持驚人的遺傳多樣性,這個謎團數十年來一直令植物遺傳學家著迷。

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