大豆

大豆馴化於東亞，最有可能是在中國北方，由其野生祖先 Glycine soja 演變而來。考古學和遺傳學證據均指向黃河流域為主要的馴化中心。

• 估計馴化發生於 5,000 至 9,000 年前，即商朝時期或更早
• 野生祖先 Glycine soja 至今仍分佈於中國、韓國、日本及俄羅斯部分地區
• 於 18 世紀初引入歐洲，18 世紀中葉引入北美，最初作為飼料作物和土壤改良作物
• Samuel Bowen 被認為是於 1765 年在喬治亞州薩凡納種植出北美第一批大豆的人
• 当今主要生產國包括巴西、美國、阿根廷、中國和印度
• 巴西於 2020 年代初期超越美國，成為全球最大的大豆生產國

大豆是一種直立、叢生的一年生草本植物，通常高 30–130 公分，但某些品種可超過 2 公尺。

莖與生長習性：
• 莖直立至半直立，覆蓋細密的棕色或灰色茸毛
• 生長習性從有限生長型（莖長到一定高度後頂端形成花簇並停止生長）到無限生長型（開花同時繼續營養生長）不等
• 分枝從葉腋長出；分枝密度因品種而異

根系：
• 直根系，可深入土壤 1.5–2 公尺
• 側根在表土層廣泛分佈
• 具有固氮根瘤菌（Bradyrhizobium）共生的根瘤是其顯著特徵，通常呈球形，直徑 2–5 毫米
• 在有利條件下，單株植物可形成 50–200 多個根瘤

葉片：
• 三出複葉（每片葉有三片小葉），在莖上互生
• 小葉呈卵形至披針形，長 6–15 公分，葉緣全緣
• 葉片具有感夜運動（nyctinastic movement）——夜間向下摺疊，白天張開
• 葉片兩面均覆蓋細微的茸毛

花朵：
• 小型，蝶形花冠，生於腋生總狀花序，每序 3–15 朵花
• 花色從白色到淡紫色或紫羅蘭色不等
• 自花授粉（閉花授粉）——花朵通常在完全開放前即完成自花受精，導致自然雜交率低於 1%

果實與種子：
• 莢果彎曲或筆直，長 3–8 公分，表面覆蓋細茸毛
• 每莢含 2–4 粒種子（罕見可達 5 粒）
• 種子近球形至橢圓形，直徑 5–11 毫米
• 種皮顏色變化極大：黃色、綠色、褐色、黑色或斑紋，取決於品種
• 臍（種臍）顏色是重要的品種鑑定特徵，範圍從無色到黑色
• 單株植物可結 50–200 多個莢果

種子成分約為：
• 油脂：18–22%
• 蛋白質：35–42%
• 碳水化合物：15–20%
• 灰分/礦物質：5–6%

大豆是喜溫作物，適應溫帶和亞熱帶氣候，需要特定條件才能達到最佳生長。

氣候與溫度：
• 最佳生長溫度：20–30°C
• 發芽需要土壤溫度至少 10°C，最佳發芽溫度為 15–30°C
• 對霜凍敏感；低於 −2°C 會凍死
• 大多數商業品種需要 90–150 個無霜日才能成熟

光週期（日照長度）：
• 大豆是典型的短日照植物——當夜長超過臨界值時觸發開花
• 品種根據光週期敏感度和緯度適應性分為 13 個成熟度組別（000 至 X）
• 000 組：適應高緯度地區極短的生長期（約北緯 55°，例如加拿大南部）
• VIII–X 組：適應低緯度熱帶地區（約北緯 20°至南緯 20°）

土壤：
• 偏好排水良好、肥沃的壤土，pH 值為 6.0–6.8
• 能耐微酸至微鹼條件（pH 5.5–7.8）
• 不耐澇漬或鹽鹼土壤

固氮作用：
• 透過與慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）及相關根瘤菌物種共生，大豆每公頃每季可固定大氣中 50–300 公斤的氮
• 這種生物固氮作用減少或消除了大豆栽培中對合成氮肥的需求
• 殘留的固定氮有利於輪作系统中的後續作物（例如，大豆後的玉米可能每公頃減少 25–50 公斤的氮肥需求）

水分需求：
• 生長季需要 450–700 毫米的水分
• 最關鍵的需水期是開花和鼓粒期（R1–R6 生長階段）
• 鼓粒期的乾旱脅迫會嚴重降低產量

大豆作為行栽作物在全球大規模種植，現代農藝實踐最大限度地提高了產量和效率。

選地：
• 全日照——每天至少需要 6–8 小時直射陽光
• 排水良好、pH 值 6.0–6.8 的壤土
• 避免種植過有大豆胞囊線蟲（Heterodera glycines）或其他持久性土傳病原體歷史的田地

土壤準備：
• 免耕或少耕系統日益普及，可減少侵蝕並保持土壤水分
• 種植前進行土壤測試以確定養分需求——可能需要施用磷和鉀
• 對於近期未種過大豆的田地，建議用慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）進行種子接種

播種時間：
• 待土壤溫度達到並穩定維持在 10–15°C 後播種
• 在北半球，典型播種期從 4 月下旬到 7 月上旬不等，取決於緯度和成熟度組別
• 行距：15–76 公分（15–38 公分的窄行距可透過改善光截獲率來提高產量）
• 播種量：每公頃 250,000–400,000 粒種子，根據發芽率和行距進行調整
• 播種深度：2.5–5 公分

灌溉：
• 在關鍵生長階段（特別是開花期 R1–R2 和鼓粒期 R5–R6）補充灌溉有益
• 過度澆水或積水會促進根部病害，如疫黴根腐病

施肥：
• 由於生物固氮作用，通常不需要施用氮肥
• 磷（P₂O₅）：根據土壤測試，每公頃 40–80 公斤
• 鉀（K₂O）：根據土壤測試，每公頃 60–120 公斤
• 可能需要矯正微量元素缺乏（例如高 pH 土壤中的鐵失綠症）

常見問題：
• 大豆胞囊線蟲（Heterodera glycines）——最具破壞性的病原體/害蟲，僅在美國每年造成的估計損失就超過 10 億美元
• 猝死綜合症（由 Fusarium virguliforme 引起）
• 菌核病/白黴病（Sclerotinia sclerotiorum）
• 抗除草劑雜草（例如長芒莧、水蕪菁）
• 蚜蟲、豆葉甲和椿象

繁殖：
• 僅透過種子繁殖——商業繁殖使用認證種子以維持遺傳純度和無病狀態