豆类(8).doc

第十章 豆 类第一节 绪论豆类作物种类繁多，计有6070种。我国栽培的食用豆类有：大豆（黄豆）、蚕豆（大豆）、小豆、豌豆、绿豆、红小豆、虹豆、扁豆、鹰嘴豆等。我国豆类作物的栽培历史悠久。古代劳动人民早已从生产实践中认识到了豆类的营养价值和增加土壤肥力的意义。大豆原产于我国，是我国古老的栽培作物之一，至今已有五千多年的栽培历史。近年来，随着食品工业和轻工业的迅速发展，豆类作物已成为当今世界发展最快的作物。1豆类作物在国民经济中的意义1.1子实营养丰富豆类作物的种子含蛋白质均在20%以上，而水稻为7.5%、小麦1114、玉米10、花生30、大豆3345，高于所有作物。豆类蛋白质中人体必须的氨基酸种类齐全，属于完全蛋白，易被人体吸收，是人类植物性蛋白的主要来源。大豆的价值可与肉、鱼、蛋等食物相媲美，是能代替动物性食物的植物产品。同时还有丰富的钙、磷、铁等矿物盐。钙含量比小麦高12倍，磷比小麦高2倍，铁比小麦高2.6倍，这些矿物盐是保证人体正常神经和筋肉活动、骨胳形成以及碳水化合物代谢所不可缺少的。大豆除Vc含量较少外，其它维生素（Vat.）含量非常丰富。属于Vat.B族的胆醇、脂醇含量特别高，它们对防止脂肪肝和肝萎缩硬化有良好的治疗作用和效果。大豆所含碳水化合物与禾谷类不同，淀粉含量少，可作为宜食低淀粉食物的病人如糖尿病患者的良好食品。大豆作为我国人民主副食对增进身体健康起着重要作用。1.2大豆是主要的油料作物之一大豆、花生、油菜、芝麻为我国四大油料作物。在世界油料作物中大豆重要地位。长期以来是我国东北以及花北地区的主要食油。大豆含油率20%左右，油质较好，只含脂醇，不含胆固醇，可代替肉类，防止血管硬化。1.3豆类作物是养地作物，在轮作倒茬中占有重要的地位根与根瘤共生固氮，大豆每亩可固氮6-6.5。茎叶繁茂根系发达，翻刈后能增加土壤有机质及N、P、K等营养元素，是优质的绿肥作物。豆饼富含N、P、K等营养元素，是优质的肥料，果农、瓜农、菜农用豆饼来提高瓜果蔬菜的产量和质量。1.4豆类作物是良好的饲料。豆类作物茎叶蛋白质含量达810%，比禾谷类秸杆高24倍，大豆豆饼含蛋白质42.745.3%，脂肪2.17.2%，碳水化合物22.429%，纤维素4.85.8%，又富含Vat和Ca质，是牲畜的良好饲料。1.5豆类是重要的出口物资，是食品工业、轻化工业的重要原料。大豆、蚕豆、红小豆是我国重要的出口农产品。我国大豆曾是出口农产品中最多的一种。我省临夏甘南等地洲的蚕豆产量高。品质好，在国际上享有很高的声誉。在食品工业中可制豆腐、代乳粉、人造黄油，工业上用大豆油作油漆、油墨、甘油、人造纤维、人造羊毛、胶卷等。2豆类作物的分布或主产区（略）第二节 豆类作物的主要特征特性1豆类作物的主要特征特性食用豆类作物属于豆科、蝶形花亚科。1.1植物学特征（1）果实和种子果实为荚果，所含种子数因种类而异。如大豆1-4粒，多为2-3粒，扁豆2-3粒，豌豆4-8粒。种子有圆形、椭圆形和肾脏形（蚕豆）等。由种皮和胚组成。胚是由两片肥厚的子叶和胚芽、胚轴、胚根组成。子叶是贮存养料的器官，含有丰富的蛋白质、油脂等。是种子萌发和幼苗生长初期的养分来源。胚乳退化。种皮上有一个明显的脐，是种子脱离珠柄后留下的痕迹。种脐的大小、颜色（无色或浅色的最受市场的欢迎）、形状以及在种子上的位置依品种而不同。豆类作物的种皮较厚而硬，常有硬实现象（也叫铁子）。硬实种难于吸水膨胀，很难发芽，播前碾压、摩擦来擦破种皮，以利吸水发芽。硬实现象在牧草种子中严重。豆类种子的大小常以百粒重表示，如大豆：百粒重14g为小粒种，14-20g为中粒种，20g以上为大粒种。颜色有黄、青、灰、褐、黑等。（2）根为直根系，由主根、侧根及根毛三部分组成。主根粗大入土深1m左右，侧根发达。根系主要集中在20-25cm的土层中。特点是有根瘤。根瘤内有根瘤菌与豆类作物共生，因根瘤菌是好气性微生物，故靠近地表的根瘤菌多，深层较少。其大小、形状因作物种类而不同，一般说来，发育良好，个体较大，呈粉红色的根瘤，其固氮能力较强。（红色是红色的豆血红蛋白的颜色，它在根瘤中起调节氧的缓冲剂作用，它向类菌体提供低浓度和高流量的O2，这是进行固氮作用的必要条件之一，固氮酶在氧压较高时失活）。为了促进根系和根瘤菌的生长发育，要求适当深耕，精细整地，勤中耕，以保土壤疏松，通气良好。（2）茎多数属于草质茎，较软，中空。只有大豆茎木质化程度较强。大多为圆形，但蚕豆为方形。按茎的生长习性不同，可分为直立型、蔓生型、攀缘型三种。直立不倒，分枝及结荚部位稍高、株型紧凑的品种，便于机械化作业。茎秆柔弱、枝叶繁茂的品种多用于饲料及绿肥种植。（3）叶由子叶和真叶组成。第一对真叶为单叶，第三及以后的叶为复叶，互生或对生，有叶柄和托叶。按复叶的形状可分为三类：1、）三出复叶：大豆、小豆、绿豆、菜豆等。（发芽时下胚轴有延伸，子叶出土，要浅播）2、）掌状复叶：羽扇豆。（发芽时下胚轴有延伸，子叶出土，要浅播）3、）羽状复叶：蚕豆、豌豆、箭舌豌豆等 。 （子叶不出土）有的叶轴末端的小叶变为卷须，有攀缘性，如豌豆。有的变为刺状，如蚕豆。（4）花花着生在叶腋间的花梗上，为总状花序。蝶形花。由两个苞片，小呈管状，5个萼片，下部联合成管状，上部裂开，一枚旗瓣，两枚翼瓣和两枚龙骨瓣组成。花冠有白、红、黄、紫等色，雄蕊10枚，9枚基部联合，一枚分离，称二体雄蕊。雌蕊一枚，子房上位。一般自花授粉，也有异花授粉的，如蚕豆。1.2生物学特性（1）生育时期的划分将全生育期划分为五个生育时期：种子萌发出苗、幼苗生长、花芽分化、开花结荚、鼓粒成熟。（2）对外界环境的要求需水特点豆类作物有两个需水高峰：种子萌发期和开花结荚期。因种子含有丰富的蛋白质，亲水性强，所以需水多。种子发芽吸水比禾谷类高出一倍。如蚕豆吸水占种子重量的88.3%，豌豆为98.5%，大豆为120-140%，扁豆为112.6%，因此，播前要注意整地保墒。开花结荚期是豆类作物的需水临界期。因为这时一方面进行旺盛的营养生长，另外开花授粉，形成荚粒，需大量水分。如此时受旱，则花荚脱落增加，产量下降。 豆类作物又是不耐涝的作物，土壤湿度太大或地面积水，影响根系及根瘤的发育，雨后或灌水后必须注意排水。不同的豆类作物需水也有差异。如扁豆耐旱力较强，而蚕豆、豌豆则喜湿润，不耐旱，因此其分布也不同。对温度的要求根据豆类作物对温度的不同要求，可分为春拨和秋播两种类型： 春播型：如蚕豆、豌豆，发芽最低温1-4，在较低温度下通过春化阶段，耐低温性较强，开花结荚以15-22为适宜，26以上对生长发育不利“蚕豆种在冰茬上，豆荚结在根根上”。秋播型：如大豆、小豆，发芽最低温8-10，在较高温度下通过春化阶段，耐低温性能较弱，开花结荚以18-25为宜，16以下对生长发育不利。对日照的要求根据对日照长短不同的要求也可分为两类：春播：蚕豆、豌豆为长日照作物，延长光照可提前开花结实；秋播：大豆、小豆为短日照作物，缩短光照可提前开花结实。这对引种很重要，短日照由南向北引种时，生育期延长，一般应选早熟品种，长日照豆类由南向北引种时，生育期缩短，一般应选晚熟品种。2根瘤菌与根的共生特性和根瘤菌固氮2.1根瘤菌 根瘤菌是一种秆状细菌，随着根瘤的发育，逐渐变为粗秆状或球状，有时一端膨大或分叉，成为梨形、棒槌形、“T”、“Y”，这些形态称为类菌体-具有固氮酶、钼铁蛋白和铁蛋白，能吸收空气中的分子态N2并被固定转化-这种固氮特性叫有效性。根瘤菌的突出特点之一是能够进入豆科作物根内，在其中繁殖，并形成根瘤，即具有感染性。根瘤菌的各个菌株都只能感染一定的豆科植物，有的菌株只感染一种豆科植物，而有的可感染多种植物，这是它的专一性。2.2共生特性 根瘤菌侵入根后大量繁殖，形成根瘤，进行固氮，供给豆类作物，它可提供豆类作物一生所需氮的1/23/4，其中开花期固氮能力最强。豆类作物以其光合作用所形成的碳水化合物（酮类及其它物质）作为根瘤菌的营养（大豆12%的光合产物供根瘤生长），所以它们是共生关系。并且它们各自的生长发育或固氮能力受彼此发育的影响。2.3根瘤菌固氮 根在生长发育过程中分泌一些物质刺激根瘤菌繁殖，根瘤菌将根分泌的色氨酸转化为吲哚乙酸等，刺激根毛卷曲，在根瘤菌的作用下，根毛细胞壁变软，同时根瘤菌侵入根毛细胞（也有通过侧根穿过表皮的裂隙部位进入的）。侵入的部位细胞壁内陷，并开始分泌一种含纤维质的物质，将根瘤菌包围起来。随着根瘤菌向前推进，形成一条套状的侵入线感染和侵入线的形成。当侵入线达到皮层3-6层细胞时，处在其前方靠近内皮层的细胞受到影响，开始分裂成为根瘤的分生组织，于是在根外就出现根瘤。根瘤菌在细胞内大量繁殖后，转化为类菌体它有固氮酶。2.4固氮过程 铁钼蛋白和铁蛋白组成的固氮酶系统吸收分子态N2，N2被吸收后，N原子间的三价键被破坏，然后被氨化成NH3，NH3与酮戊二酸合成谷氨酸，以这种方式参与N代谢。2.5根瘤菌的生长繁殖及固氮最适的土壤环境条件 通气良好。土壤富含P、Ca、钼、硼等矿质元素。中性或微酸性土壤。土壤持水量保持在50-60%。土温25-28。3豆类作物在甘肃省的分布（略）第三节 大 豆（Soybean）1大豆的分布和生产概况大豆的主要生产国是美国、巴西和中国，三国占世界的94%。单产高的国家有哥伦比亚、加拿大、墨西哥等。2000年世界平均 /hm2，我国 /hm2。大豆原产于我国：栽培大豆由野生大豆进化而来，野生大豆遍及全国各地，且有进化程度不同的各种类型；我国是世界上最早有大豆文字记载的国家；我国发现最古老的大豆出土文物；国外所栽大豆全由我国引入。我国的大豆，主要集中在东北的松辽平原和华北的黄淮平原。我省的大豆，黄河以东地区多进行春播和麦茬复种夏大豆，有的与禾谷类作物间套作；河西常与玉米等间作，多以中早熟品种为主。常年播种面积50万亩左右，单产100上下/亩。近年来，随着商品率的提高，种植面积正在扩大。2大豆栽培的生物学基础2.1形态特征1、 茎大豆的茎包括主茎和分枝两部分，按主茎生长形态分为： 蔓生型-主茎细长，匍匐，野生大豆中较多。 直立型-主茎粗壮直立，株矮，节间短，多为有限结荚习性品种。 半直立型-主茎基部较粗壮，中上部细，有缠绕现象。多为无限结荚习性品种。 大豆的分枝由主茎基部节上腋芽发育而成，中上部的芽发育成花。据侧枝的多少又分为：主茎型-分枝1-2个或无，荚果主长在主茎上，适合密植和机械作业。分枝型-分枝5个以上，荚果在主茎和分枝上，分布比较均匀。中间型-分枝3-4个，主茎较坚韧。2、 叶开花结荚期单株叶面积达最大，后期逐渐下降，各叶寿命不同，基层短，中层最长。基部叶柄短，中层最长。每个叶片养分输送曲线性大，本叶片输送给本叶片荚果的养分较多，因此成熟的荚果叶子脱落较快。3、 花序总状花序。着生在主茎及分枝叶的叶腋间，每节上呈簇生长。花序主轴称花轴，据花轴的长短分为：长花序-花轴长度在10以上；中长花序-花轴长度3-10；短花序-花轴长度小于3。4、 荚果荚果由子房发育而来。内有2-3粒种子，也有一些秕粒。秕粒率高达1540%，就其部位来说，每个荚果基部秕粒率高；每个花序顶端多，基部少；整株主茎少，分枝多。产生的原因：授粉后，营养供应不足，结荚期阴雨连绵或土壤干旱等。2.2生长发育（1）生长习性根据其生长方式分为：有限生长习性、无限生长习性和亚有限生长习性三类。后者生长习性介于前两者之间。前两者生长习性比较如下表。（2）各期生长发育特点种子发芽出苗 春播大豆在土温67时进行播种，种子发芽需吸收种子重量120140%的水分，要求土壤疏松，有充足的氧气。表10-1 两种生长习性大豆生长发育特性和对环境的要求主要性状无限生长习性类有限生长习性类生长习性不断生长开花后不再生长分枝序型尖顶平顶开花顺序自下而上自上而下开花时间早晚花期长短长，边开花边生长，3040天。短，花期集中，20d左右并进生长的关系矛盾较大小生态要求耐干旱、瘠薄，易倒，能利用一切可利用的条件耐水肥，不倒伏分布北方南方幼苗生长（从出苗分枝出现）根系生长比地上快。要培育壮苗，壮苗的标准是：根系发达；茎秆粗壮；节间短；叶片肥厚；叶色浓绿，生长敦实稳健。花芽分化（开始分化花开放） 一般2530d。早熟品种在第三片复叶出现，晚熟品种在第七复叶出现时开始分化。分为四个阶段：花芽原始体形成；花萼原始体形成；花瓣原始体形成；雌雄蕊原始体形成。开花前一个月环境条件的好坏决定花的多少。花萼原基出现，营养生长和生殖生长并进，根系发育旺盛，茎叶生长快，花芽分化迅速，此期是水肥临界期。 开花结荚 营养生长和生殖生长对光合产物竞争激烈；此期为一生中需水肥最多的时期，要尽量满足水肥，让其多开花、多结荚。鼓粒成熟期 （开花后收获），30d左右。 保证种子正常发育的条件是：充足的水肥供应；植物本身贮藏的物质要丰富，防止根系早衰，叶片同化作用要强。2.3花荚脱落每株大豆花、蕾、荚脱落数一般占总花熟的4570%。这与品种有关，有限生长习性品种脱落率较低为38%，无限生长习性品种脱落率高为52.5%；对一株来说，主茎上少。分枝上多；同一个花轴上顶部较多。脱落的比例：花蕾脱落占10%，主要在开花后花轴顶部脱落。花脱落占50%，主要在开花后35d以内脱落。荚果占40%，在开花后715d脱落。2.4花荚脱落的原因：生长发育失调：营养生长过旺，营养分配中心是长叶、长茎，花荚所得营养少而脱落；营养生长过弱，叶面积过小制造的营养少而脱落。养分局部分配特点：主要分配给同一节位的花荚上，当植株繁茂，株间郁蔽，被遮阴的叶形成的光合产物少，花荚所得养分少。外部因素：土壤水分过多或不足；土壤养分不足或N肥过多；光照条件恶化，过于密植而致；北方花期冷害。与品种特性有关。2.5防止花荚脱落的途径：1、 确定合理种植密度；2、 确定合理的水肥管理措施，使营养生长和生殖生长协调进行。 3对环境条件的要求3.1对光照的要求时间：要求短日照。即短白天长黑夜，是花芽分化的要求。缩短日照提前开花，延长日照，延迟或不开花。光强：要求很低，光饱和点较低，仅2.1万米烛光，玉米为10万米烛光。3.2对温度的要求 大豆为喜温作物，各期要求不同。不耐低温，尤其在花期最不耐低温。生育时期最低温（）最适温（）发芽期6-72022出苗期8102022花芽分化期16172123开花期17182225子粒形成期13142123成熟期8-919203.3对水分的要求大豆是喜水作物，蒸腾系数580744，有两个高峰期。农谚有：“干花湿荚，亩收石八。湿花干荚，有秆无瓜”3.4对矿质营养的要求对氮的要求有根瘤菌固氮，对氮的要求不高。根瘤菌固定的氮占总氮量的1/23/4。两头少，开花结荚期多，需要适量的氮。由此施氮的原则是： 根据土壤中N的含量施氮：有效氮3mg/100g土时，用氮肥作种肥增产显著；若5mg/100g土时，效果不明显。土壤中有过多的N反而会降低根瘤菌的固氮作用，植株内C/N比较低，供给根瘤菌的糖粉降低，固氮能力下降。 根据品种施氮，早熟，茎秆强壮的品种在肥力中等的土壤上可施氮肥。晚熟品种施用氮肥时要特别注意生长过旺，并进生长矛盾加剧。 开花期需N较多，追肥效果好。对磷的要求 豆科作物对磷要求多，特别是苗期开花期要求多。出苗前后的八周对磷要求更为迫切，这时磷足，即便是后期却磷也不要紧。若土壤的含磷量2-3mg/100g土，施磷效果显著。4大豆蛋白质及油脂的积累4.1蛋白质的积累 随种子的形成蛋白质逐渐增加。 幼嫩荚果成熟荚果氨基酸 12%2%蛋白质 28%38%4.2油分的积累 由脂肪酸和甘油合成油脂。先积累脂肪酸，后合成油脂。油脂主要是在开花后至第46d内积累的。在叶、子粒中以小油滴的形式存在。一般油脂和蛋白质的积累呈现负相关。土壤水分充足时，合成的油脂多。因脂肪酶需水分充足，相反，土壤干旱时不利脂肪酶而蛋白质合成多。不灌水含油17.36%含蛋白质48.0%灌水含油26.69% 含蛋白质30.0% 另外，施磷多利于油脂的积累。随纬度增高，含油增加。其它油料作物也是随海拔、随纬度而增加。大豆prot.含量的多少与地理纬度呈负相关。不同品种含油量不同，黄种皮的含油率高，饱满、呈圆形的含量高，长扁、褐色、茶色的含油率小。5大豆低产原因分析及增产途径5.1低产原因5.2增产途径6大豆的栽培技术6.1轮作1、 对前作的要求 不能连作，隔一年也不行。即不能重茬和迎茬。否则将减产，原因是：A、病虫害严重，线虫病很重；B、土壤养分失调，N增加，P减少；C、根分泌亚铁盐等有毒物质。也不能和其它豆类作物重茬和连作。对其它茬口要求不严，都可种植，但为了高产，应在前茬作物多施肥。2、 对后作的影响 大豆茬是富含N素和有机质的好茬口。土壤疏松、杂草少，但磷素缺乏。应注意补磷。6.2肥料管理1、 基肥 有机肥量少，一般1000-1500即可，加50过磷酸钙。2、 种肥 不管土壤肥力高低，施过磷酸钙10-15/亩，增产效果好。瘠薄时施硝铵5-7.5/亩，且N、P配合较好。3、 追肥 开花初期，土壤肥力低，不封行，生长弱时，亩追施硝铵5-7.5配合7.5-10过磷酸钙为宜。若土壤肥力高，基肥足则不必追N肥。6.3播种1、 播期 河西春大豆下/4，陇东、中部地区在