菜豆

豆科菜豆属作物

菜豆(学名 Phaseolus vulgaris  L.),别名四季豆、芸豆等,是 豆科 (Fabaceae) 菜豆属 一年生缠绕或近直立草本植物 。菜豆原产于美洲,现已分布在世界各地,广泛种植在 温带 和 热带 地区,主产国有 中国 、美国、 墨西哥 等。

菜豆主根发达,具根瘤。茎为 草质茎 蔓。叶为羽状复叶具3小叶。花为 总状花序 ,蝶形花, 花萼 杯状, 花冠 有多种颜色,旗瓣近方形,翼瓣倒卵形, 龙骨瓣 伸长成一小尖喙,呈卷曲状。 雄蕊 10枚,子房上位,密被茸毛。 荚果 呈圆筒形或长扁圆形,顶端延伸成一尖喙。种子呈肾形或卵形,具多种颜色,种脐白色。

菜豆主要分布于半干旱地区、半湿润地区和湿润地区,其为短日照植物,喜光、喜湿润,可耐一定程度的干旱,对光照要求较为严格,适宜生长在 腐殖质含量 高、 土层 深厚、排水良好且pH值6-7的壤土上。菜豆主要采用人工授粉等人工繁殖方式。

菜豆功用价值主要有营养与食用价值、药用价值和生态价值。菜豆营养丰富,具有较高的食用价值,可制作多种美食 。中医学认为菜豆的 荚果 可入药,其性甘、淡、平,有滋养、利尿消肿等功效,可治疗水肿、 脚气病 等症状 。菜豆可生物积累锌、锰和铁等元素,并对其毒性具有一定的耐受性,适合被用来修复重金属污染土壤,还可通过 共生固氮 作用改善土壤和环境。

起源与传播

菜豆起源于美洲,这一观点得到了考古资料、 植物学 资料、历史资料、语言学资料和现代分子生物学研究等多种途径的证实。考古学家在 南美洲 的 安第斯山脉 发掘到最古老的菜豆残存物,距今约10000-8000年前;植物学资料表明从 墨西哥 北部到 阿根廷 北部均有大量的野生种存在,且普通菜豆野生种与栽培种属于同一生物种,说明栽培种是由野生种进化而来; 历史学 资料表明,16世纪的 西班牙 教科书 中就有美洲普通菜豆的描述; 印地语 中有一词汇,即普通菜豆,并解释原产地为美洲,为语言学资料;现代分子生物学手段通过 线粒体 脱氧核糖核酸 标记、 核酸 标记、蛋白标记等也证明菜豆起源于美洲。 菜豆驯化发生在美洲,被驯化成栽培菜豆后传入世界各地。 克里斯托弗·哥伦布 发现美洲前,仅在美洲进行传播,1492年哥伦布发现美洲新大陆后,陆续从美洲向外传播,于16世纪初由西班牙人传入 欧洲 ,此后菜豆的栽培迅速扩大到全欧洲,同世纪由西班牙人把菜豆带到非洲、 印度 及 印度尼西亚 。据推断,中国普通菜豆是15世纪直接从美洲引入,可能首先在 贵州省 、 云南省 的 云贵高原 引种驯化,然后向 东北地区 传播。中国直到16世纪末的《 本草纲目 》中才有菜豆的记载,以后迅速在中国各地传播栽培,并选育成适合于各地栽培的菜用品种。1654年,经归化僧隐元将菜豆由中国传至 日本 。

形态特征

根与根瘤

菜豆根系为圆锥根系,主根较发达,入土深度可达80厘米以上,存在侧根。其根系木栓化程度较高,易发生老化现象,再生能力较弱。主根和侧根上丛生着许多根瘤,肉红色,固氮能力强。

茎

菜豆茎为 草质茎 蔓,纤细,光滑或被有软柔毛,有棱,有矮生和蔓生类型。矮生类型多为有限生长型,茎直立,株高20-60厘米,节间较短;蔓生类型茎缠绕,2-4米,主茎生长强势,具无限生长习性。

叶

菜豆叶为羽状复叶具3小叶,叶柄较长,具沟状凹槽,少毛。小叶宽卵形或卵状菱形,侧生的偏斜,长4-16厘米,宽2.5-11厘米,先端长渐尖,有细尖,基部圆形或宽楔形,全缘,被短柔毛[7]。 幼苗期是从初生真叶展开到长出4~5片三出复叶, 小叶长度9.6cm。

花

菜豆花为总状 花序 ,腋生或顶生,总状花序比叶短,有数朵生于花序顶部的花, 花梗 较短,花梗长5-8毫米, 每一花梗着生2-8朵花。花为蝶形花,其小苞片卵形,有数条隆起的脉,约与 花萼 等长或稍较其为长,宿存; 花萼 杯状,长3-4毫米,上方的2枚裂片连合成一微凹的裂片; 花冠 白色、黄色、紫堇色或红色;旗瓣近方形,旗瓣宽9-12毫米,翼瓣倒卵形, 龙骨瓣 长约1厘米,先端旋卷; 雄蕊 10枚;上位子房,子房被短柔毛,内含多个胚珠;花柱卷曲,花柱压扁,柱头顶生,密被茸毛。

果实与种子

菜豆果实为 荚果 ,荚呈圆筒形或长扁圆形,长10-20厘米,直或略弯曲,光滑无毛,边缘圆或凸,顶端延伸成一尖喙。嫩荚多为绿色或黄色,成熟荚有黄、褐、 墨绿色 、花纹等。每荚有种子4-15粒,粒间有隔膜。种子呈肾形或椭圆形, 种皮硬,光滑,有红、白、黄、褐、黑、 白额雁 等色,种脐白色,有些品种具各色 脐环 。

物种分布

菜豆原产于美洲,现已分布在世界各地,广泛种植在 温带 和 热带 地区 。世界主产国有中国、美国、 墨西哥 、 哥伦比亚 、 巴西 、 智利 、 坦桑尼亚 、 罗马尼亚 、 俄罗斯 、 印度 等。中国各地均有栽培,主产区在 黑龙江省 、 内蒙古自治区 、 山西省 、 陕西省 、 贵州省 、 云南省 等地。

生长习性

光照

菜豆对光照强度要求较高,光照充足则生长健壮。不同品种对 光照长度 的反应存在差异,但多数品种对日照的长度要求不严格,短日照型较多,在短日照条件下,花芽分化早。

温度

菜豆喜温暖,不耐 霜冻 ,对温度的反应敏感,温度高,生长发育快,但也不耐高温。菜豆发芽最适温度为20-25℃,生长最适温度为18-20℃,在10℃以下则生长不良。

水分

菜豆喜湿,整个生长期需要较多的水分,适宜的 土壤 相对湿度 为60-70%。菜豆幼苗期需水较少;开花结荚期对水分要求较为严格,水分过多会引起沤根和落花,干旱则会引起 花粉 发芽率低,也会造成落花或者发生畸形。菜豆耐涝性差,田间长期积水,会造成植株萎蔫,落花落荚,甚至花荚腐烂。

土壤

菜豆对土壤要求比其他 豆类 高,以 土层 深厚、土壤疏松、富含有机质( 腐殖质含量 高)、排水良好的砂壤土或壤土为宜,适宜的土壤pH值为6-7,同时在砂质壤土、粉质壤土和黏土上都能生长,但重黏土和低温地因排水和通气不良,会影响根的吸收机能,造成落叶减产。菜豆耐盐碱性较差,尤其不耐含 氯化物 的盐碱土,土壤中含盐量达到1000毫克/ 千克 时,则会生长发育不良。

繁殖方式

自然繁殖

菜豆为自花授粉作物,自然杂交率小于1%,在开花前数天自行闭花授粉。花在 现蕾 后经5天左右开始开花,一般自凌晨开始开花,早晨5-7点为开花最盛时段,10点以后少有开放。阴雨天开花时间推迟。开花顺序由下而上,同一花序内的基部花先开,直至顶端。花粉发芽的最适温度为20-25℃, 雌蕊 在15-40℃的范围内均可以正常 受精卵 ,但以17-23℃为宜,经2小时即可完成受精过程,授粉后4小时受精率达80%左右。但菜豆的成荚率一般只有20%-30%,多者不超过40%-50%。

人工繁殖

菜豆人工繁殖包括人工授粉和播种繁殖。人工授粉时,通常选择盛花期植株上当天开放的新鲜花朵作为父本,选择生长盛期植株上的花序作为母本,应提前将镊子进行消毒处理;授粉时,温度尽量保持在18-25℃,22℃为荚用菜豆成功授粉的最适温度,当温度超过22℃,随着温度升高,授粉成功率会下降。播种繁殖主要以种子播种为主,直播是播种最常用的方式,也可用温床或塑料薄膜覆盖催芽育苗移栽 。在中国, 东北地区 、西北和华北北部蔓生种为春夏播,矮生种生育期短可分为春、秋两季,其他地区不论是矮生种还是蔓生种都分春、秋两季栽培,但以春季栽培为主。

栽培技术

菜豆主要栽培技术如下:

首先,选择适宜的品种,并对种子进行前期处理,如晒种、浸种和药剂拌种等,提高种子发芽率和防治一些病虫害。然后选择 土层 深厚、疏松肥沃、通透性良好的土壤,进行整地和施基肥,基肥要与土壤充分拌匀,以免烂种烧苗。整地结束后,进行起垄、播种或移栽。

其次,做好田间管理工作,适时中耕除草、浇水、合理追肥。追肥时应掌握“花前少施,花后多施,结荚盛期重施”的原则,在氮肥使用上苗期应少量,抽蔓期至初花期要适量,生长旺期应控制施用;开花结荚后要增施磷、钾肥和进行根外追肥。在进行追肥的同时,封行前要结合除草进行中耕,以保持土壤疏松,利于 根瘤菌 生长;靠近植株根部处中耕要浅,穴间和行间中耕可以深一些,中耕时需打碎土块,以免损伤根系。铲蹚2次结束后,先进行间苗,每穴留苗数量需适宜,特别注意若留苗过多会引发养分竞争,导致植株 茎秆 细弱、落花落荚严重、产量下降;随后及时插架,可选用“人字架”、篱架或花架等类型,其中以“人字架”较为常用;插架后需进行1-2次人工引蔓,引导茎蔓缠绕到架上。引蔓后要进行基部打芽、蔓腰打杈、主蔓“打顶”等方式整枝。另外,还要做好病虫害防治工作,菜豆常见的病害有 枯萎病 、炭疽病、菌核病、 根腐病 、灰霉病、 猝倒病 、白粉病、病毒病等,常见的主要虫害有 花生蚜 (Aphis craccivora)、 豆荚螟 (Etiella zinckenella)、 小地老虎 (Agrotis ypsilon)等,可通过一些 化学农药 如 多菌灵 可湿性 粉剂 、托布津可湿性 粉剂 等,或者是物理方法如黄板等进行有效防治。

最后,适时收获。菜豆一般取嫩荚食用,应在果荚充分伸长、荚壁未变粗硬时及时采收,采收过迟则纤维增加,荚变粗硬,品质变劣,影响口感。

功用价值

营养与食用价值

菜豆营养丰富,鲜嫩菜豆富含 蛋白质 、 脂肪 和 糖类 ,以及钙、磷、铁、 胡萝卜素 、 维生素 B1、 维生素B2 、 维生素c ,以及人体所需的氨基酸等,同时菜豆也是典型的高钾低钠蔬菜。

菜豆具有较高的食用价值,可经过多种烹 方法制作美食,也可制作菜豆罐头、菜 干生粉 等其他食品。但是菜豆也含有一些抗营养物质。如 凝血素 、 皂苷 、胰蛋白酶抑制剂等,若食用未煮熟的菜豆,会引起 食物中毒 。应引起足够重视。但是这些抗营养物质都具有不稳定性,菜豆烹饪时建议最好用沸水煮过,这些有毒因子就会分解释放,从而不会对人体造成伤害。

药用价值

中医学认为菜豆的 荚果 性甘、淡、平,滋养、解热、利尿、消肿,可以治疗水肿、 小便不利 、 脚气病 。

生态价值

菜豆作为 豆科 作物,能够固定大气中游离氮,通过转化存储在植株体内,植株含氮量较高,同时其根系发达,生长时能够改善土壤孔隙、容重等物理 性状 。

参考资料

  1. 菜豆 中国植物志 2022-10-24
  2. 菜豆种质资源描述规范 国家农作物种质资源平台 国家作物科学数据中心 2024-01-04
  3. 普通菜豆种质资源数据标准 国家农作物种质资源平台 国家作物科学数据中心 2024-01-04
  4. 菜豆 河北省林业和草原局 2023-12-25
  5. 菜豆花的外部特征有哪些? 种植问答网 2023-12-23
  6. Phaseolus vulgaris L. 植物智 2026-08-12