豆科(Leguminosae sp.)為雙子葉植物喬木、灌木、亞灌木或草本,直立或攀援,常有能固氮的根瘤植物。模式屬:Faba P. Miller 。約650屬,18000種,廣布于全世界。我國有172屬,1485種,13亞種,153變種,16變型;各省區(qū)均有分布。豆科具有重要的經(jīng)濟(jì)意義,它是人類食品中淀粉、蛋白質(zhì)、油和蔬菜的重要來源之一。 豆科最常見的三個(gè)亞科,一是蝶形花亞科,代表植物:國槐(豆科,國槐屬。羽狀復(fù)葉)。二是云實(shí)亞科,代表植物:紫荊(落葉灌木,有莢果,花紫色,先葉開放)。三是含羞草亞科,代表植物:含羞草與合歡(喬木)。 成分特征喬木、灌木、亞灌木或草本,直立或攀援,常有能固氮的根瘤;葉常綠或落葉,通?;ド?,稀對生,常為一回或二回羽狀復(fù)葉,少數(shù)為掌狀復(fù)葉或3小葉、單小葉,或單葉,罕可變?yōu)槿~狀柄,葉具葉柄或無;托葉有或無,有時(shí)葉狀或變?yōu)榧?花兩性,稀單性,輻射對稱或兩側(cè)對稱,通常排成總狀花序、聚傘花序、穗狀花序、頭狀花序或圓錐花序;花被2輪;萼片(3-)5(6),分離或連合成管,有時(shí)二唇形,稀退化或消失;花瓣(0-)5(6),常與萼片的數(shù)目相等,稀較少或無,分離或連合成具花冠裂片的管,大小有時(shí)可不等,或有時(shí)構(gòu)成蝶形花冠,近軸的(adaxil) 1片稱旗瓣,側(cè)生的2片稱翼瓣,遠(yuǎn)軸的(abaxil) 2片常合生,稱龍骨瓣,遮蓋住雄蕊和雌蕊;雄蕊通常10枚,有時(shí)5枚或多數(shù)(含羞草亞科),分離或連合成管,單體或二體雄蕊,花藥2室,縱裂或有時(shí)孔裂,花粉單粒或常聯(lián)成復(fù)合花粉;雌蕊通常由單心皮所組成,稀較多且離生,子房上位,1室,基部常有柄或無,沿腹縫線具側(cè)膜胎座,呸珠2至多顆,懸垂或上升,排成互生的2列,為橫生、倒生或彎生的胚珠;花柱和柱頭單一,頂生。果為莢果,形狀種種,成熟后沿縫線開裂或不裂,或斷裂成含單粒種子的莢節(jié);種子通常具革質(zhì)或有時(shí)膜質(zhì)的種皮,生于長短不等的珠柄上,有時(shí)由珠柄形成一多少肉質(zhì)的假種皮,胚大,內(nèi)胚乳無或極薄。[1] 豆科 豆科為被子植物中僅次于菊科及蘭科的三個(gè)最大的科之一,分布極為廣泛,生長環(huán)境各式各樣,無論平原、高山、荒漠、森林、草原直至水域,幾乎都可見到豆科植物的蹤跡。共約650屬,18000種①,廣布于全世界。我國有172屬,1485種,13亞種,153變種,16變型;各省區(qū)均有分。模式屬: Faba P. Miller 解剖學(xué)特征:節(jié)具3葉隙或極少具, 豆科植物一覽 化學(xué)成分:(proanthocyanin) 有時(shí)具生氰的 (cyanogenic) 化合物,但無鞣花酸(ellagic acid) 及硫蟻類 (iridoid) 化合物;常含生物堿,特別是吡啶 (pyridine) 、喹嗪 (quinolzdinl) 及吲哚 (indole) 類成分。[2] 豆科亦有不少植物學(xué)家將其分成3個(gè)獨(dú)立的科,即含羞草科(Mimosaceae) 、云實(shí)科(Caesalpiniaceae) 和蝶形花科(Papilionaceae=Fabaceae),并認(rèn)為和無患子科(Sapindaceae) 、牛栓藤科(Connaraceae) 或薔薇科(Rosaceae) 有較密切的親緣關(guān)系。據(jù)R. M. Polhill (1981) 等人的觀點(diǎn),豆科中云實(shí)亞科的Gleditsia類群比較原始,由此分化成2個(gè)基本類群:1. Dimorphandra類群, 2. Sclerolobium類群。前者向含羞草亞科演進(jìn),后者向蝶形花亞科演進(jìn)。《中國植物志》中將含羞草亞科排列在前,并不意味著云實(shí)亞科直接起源于含羞草亞科,只是考慮到云實(shí)亞科和蝶形花亞科有較緊密的聯(lián)系。豆科植物的化石在白堊紀(jì)已有記錄。 染色體基數(shù):x=5-16, 18, 20, 21。 豆科具有重要的經(jīng)濟(jì)意義,它是人類食品中淀粉、蛋白質(zhì)、油和蔬菜的重要來源之一。農(nóng)業(yè)上的豆類作物有大豆、花生、蠶豆、豌豆、赤豆、綠豆、豇豆、四季豆和扁豆等。豆科植物的根部常有固氮作用的根瘤,是優(yōu)良的綠肥和飼料作物,如苜蓿、紫云英、田菁、三葉草、黃花草木樨、苕子等。藥用植物中有兒茶、決明、甘草、黃芪、葛、苦參、雞血藤等。有些種類的枝干和樹皮常含有單寧、樹膠及染料,用于醫(yī)藥、印染及其他工業(yè)中,如黑荊、金合歡、阿拉伯樹膠、蘇木等。綠化造林樹種中有臺灣相思、楹樹、鐵刀木、鳳凰木、格木、刺槐、槐、黃檀等,木材可供建筑、家具、農(nóng)具等用。田菁和瓜爾豆的種子膠還可配制成水基壓裂液,可增加含油地層的滲透性,從而提高油井的產(chǎn)量。 節(jié)具3葉隙或極少具,葉隙;導(dǎo)管部分具單穿孔;無穿孔管狀分子通?;蛉烤咝〉膯渭y孔,有時(shí)具隔膜,篩管質(zhì)體含不規(guī)則蛋白質(zhì)擬晶體和淀粉粒,稀僅含淀粉粒?;ǚ?具2核,單粒或復(fù)合,通常具3構(gòu)孔或3孔。 形態(tài)特征葉常綠或落葉,通常互生,稀對生,常為一回或二回羽狀復(fù)葉,少數(shù)為掌狀復(fù)葉或3小葉、單小葉,或單葉,罕可變?yōu)槿~狀柄,葉具葉柄或無;托葉有或無,有時(shí)葉狀或變?yōu)榧獭;▋尚裕涡?,輻射對稱或兩側(cè)對稱,通常排成總狀花序、聚傘花序、穗狀花序、頭狀花序或圓錐花序;花被2輪;萼片(3-)5(6),分離或連合成管,有時(shí)二唇形,稀退化或消失;花瓣(0-)5(6),常與萼片的數(shù)目相等,稀較少或無,分離或連合成具花冠裂片的管,大小有時(shí)可不等,或有時(shí)構(gòu)成蝶形花冠,近軸的(adaxil) 1片稱旗瓣,側(cè)生的2片稱翼瓣,遠(yuǎn)軸的(abaxil) 2片常合生,稱龍骨瓣,遮蓋住雄蕊和雌蕊;雄蕊通常10枚,有時(shí)5枚或多數(shù)(含羞草亞科),分離或連合成管,單體或二體雄蕊,花藥2室,縱裂或有時(shí)孔裂,花粉單?;虺B?lián)成復(fù)合花粉;雌蕊通常由單心皮所組成,稀較多且離生,子房上位,1室,基部常有柄或無,沿腹縫線具側(cè)膜胎座,呸珠2至多顆,懸垂或上升,排成互生的2列,為橫生、倒生或彎生的胚珠;花柱和柱頭單一,頂生。果為莢果,形狀種種,成熟后沿縫線開裂或不裂,或斷裂成含單粒種子的莢節(jié);種子通常具革質(zhì)或有時(shí)膜質(zhì)的種皮,生于長短不等的珠柄上,有時(shí)由珠柄形成一多少肉質(zhì)的假種皮,胚大,內(nèi)胚乳無或極薄。 化學(xué)成分種子或營養(yǎng)體中通常含非蛋白質(zhì)氨基酸,具含單寧的細(xì)胞,以及其他分泌細(xì)胞或腔,通常具原花色素苷 有時(shí)具生氰的化合物,但無鞣花酸及硫蟻類化合物;常含生物堿,特別是吡啶、喹嗪及吲哚類成分。 主要營養(yǎng)素花冠與莢果花冠豆科植物,絕大多數(shù)植物開出的花是蝶形花冠,蝶形花亞科通常是,蘇木亞科則是假蝶形花冠,含羞草亞科通常不是。他們的果實(shí)都是莢果,其中含羞草亞科結(jié)出的莢果,扁平成熟時(shí)是棕色的,當(dāng)然也和往常一樣,扁平,如合歡、大合歡、含羞草等;蘇木亞科部分種類結(jié)出的莢果類似于蝶形花科中,紫藤屬植物所結(jié)出的莢果,大且扁平,有毛,尾部有尖,但成熟后不開裂,如鳳凰木、羊蹄甲等,有部分種類結(jié)出的莢果與含羞草亞科所結(jié)出的莢果相同,如紫荊等,也有部分種類所結(jié)出的莢果長且不扁平,如決明等; 莢果蝶形花亞科結(jié)出的莢果形狀較多: 1、與含羞草亞科所結(jié)出的莢果相同,如刺槐等; 2、成熟的莢果長在土里,不開裂,如落花生等; 3、莢果成熟后不開裂內(nèi)部含有毒汁,但是若下雨,種子會(huì)掉出來,如國槐、龍爪槐、苦豆子等; 4、莢果表面光滑,成熟后莢果,開裂種子迸出,如野豌豆; 5、莢果表面粗糙,成熟后莢果開裂,種子迸出,如豌豆等; 6、莢果表面光滑,內(nèi)部有棉絮狀物,如蠶豆等; 7、莢果長約30厘米等,如豇豆; 8、莢果長約10厘米,如四季豆等; 9、莢果大,類似于第8種,如紅刀豆等; 10、莢果小,只能容納一粒種子,如紫穗槐等; 11、莢果表面附毛,莢果小的,如大豆等; 12、莢果大且扁平,表面附毛,成熟后莢果開裂,種子迸出,如紫藤等; 13、莢果由青到紫,扁,如扁豆等; 14、莢果大且扁,如蕓豆等; 15、莢果表面光滑,且莢果小,如雞母珠等; 16、莢果類似于第7種,但莢果小,綠色,如赤豆、綠豆等。 物種亞科含羞草亞科花輻射對稱,雄蕊多數(shù)。合歡,小喬木,二回偶數(shù)羽狀復(fù)葉,小葉鐮刀狀,頭狀花序,雄蕊多數(shù)。行道樹,樹皮、花供藥用。含羞草,半灌木,具刺,偶數(shù)羽狀復(fù)葉,頭狀花序,雄蕊4。原產(chǎn)美洲,現(xiàn)已歸化于熱帶各地。為廣東常見雜草,全草藥用。 蘇木亞科花兩側(cè)對稱,假蝶形花冠,呈上升覆瓦狀排列。紫荊、羊蹄甲、鳳凰木為栽培觀賞樹。決明種子和皂莢的枝刺可供藥用;蘇木產(chǎn)于中國南部和西南部,心材紅色,可提取紅色染料,即制石蠟切片所用的蘇木精;格木又稱鐵木,產(chǎn)我國浙江、臺灣及華南、西南地區(qū)。木材褐黑色,堅(jiān)硬如鐵,耐水濕,為著名用材樹。 蝶形花亞科花兩側(cè)對稱,蝶形花冠,成下降覆瓦狀,旗瓣最大在最外方。大豆(黃豆)、落花生為著名油料作物。豌豆、蠶豆、豇豆、菜豆、赤豆、綠豆、扁豆等嫩莢供蔬菜食用,種子供糧食食用。紅花草(苕子),紅車軸草、紫苜蓿、草木樨、沙打旺、兵豆、百脈根、田菁等為優(yōu)良綠肥和牧草。菽麻(太陽麻、印度麻)、田菁和葛的莖皮纖維,可代黃麻和作人造棉的原料。藥用植物很多,達(dá)200種以上,著名藥材有黃芪、甘草、補(bǔ)骨脂(破故紙)、苦參、槐、雞血藤等。紫擅、花櫚木、黃檀為用材樹種。香豌豆、紫藤、龍牙花等可供觀賞。黃檀又是放養(yǎng)紫膠蟲的優(yōu)良寄主。田菁的胚乳所含膠質(zhì)。用于開采石油時(shí)的壓裂液中,可提高油井噴油量幾倍至十幾倍。 物種代表頂果木現(xiàn)狀 稀有種。 頂果木在我國廣西、云南分布范圍雖比較廣,但零星分散,因樹干通直,材質(zhì)好,常遭砍伐,破壞嚴(yán)重,成年植株已很少見。 形態(tài)特征 落葉大喬木,高達(dá)40米,胸徑40~80(~150)厘米;樹干通直,枝下高達(dá)20米以上;嫩枝黃綠色,老枝灰褐色。二回偶數(shù)羽狀復(fù)葉,星期30~60厘米,羽片3~8對,頂部一回羽狀復(fù)葉;小葉4~8對,對生或近對生,卵形,長5~9(~13)厘米,寬3~6厘米;嫩時(shí)總?cè)~柄、小葉柄和葉下面被黃褐色柔毛??偁罨ㄐ蛞干?,花大而密;萼管鐘形,5齒裂;花瓣5,淡紫紅色,長為萼齒的一倍;雄蕊5,與花瓣互生,花絲長為花瓣二倍,花藥丁字著生。莢果具長柄,扁平,長舌形,長8~16厘米,寬2~2.5厘米,沿腹縫線一側(cè)具狹翅;種子卵圓形,有光澤。 地理分布 分布于廣西西南部、西部,貴州西部(六盤水)和云南南部,西南部到西部,北達(dá)元江河谷。生于海撥200~1500米的林中。印度、斯里蘭卡、印度尼西亞也有分布。 生態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性 主要分布于季節(jié)性雨季,為喬木層上層的常見成分。分布區(qū)年平均溫 18~22℃,1月平均溫一為10~14℃,極端最低溫極值偶可下達(dá)-4.3℃,年降水量1200~2000毫米,相對溫度75~80%。對土壤的適應(yīng)幅較廣,在石灰?guī)r土或紅、黃壤上都能生長。多生長在 山谷、下坡疏林中或石山圓洼地里。在廣西的主要伴生樹種蝴蝶果、菜豆樹、蜆木等。在云南的主要伴生樹種為八寶樹、團(tuán)花、干果欖仁、茸毛番龍眼等。頂果木生長快,據(jù)廣西龍州石灰?guī)r山地22年生林木測定,高達(dá)25.6米,胸徑35.8厘米,材積1.1895立方米。花期3~4月,果期6~7月。沙冬青 保護(hù)價(jià)值 頂果木樹干高直,生長快,材質(zhì)堅(jiān)實(shí),為優(yōu)良速生用材樹種;木纖維細(xì)長而壁薄,是纖維工業(yè)的好原料。 保護(hù)措施 分布區(qū)內(nèi)已建立了一些自然保護(hù)區(qū),并應(yīng)明確列為保護(hù)對象,并應(yīng)選為造林樹種,在適宜地區(qū)大力發(fā)展。 載培要點(diǎn) 用種子或扦插繁殖。莢果于6~7月成熟,熟后可在母樹上宿存半年。一般保存二年的種子發(fā)芽率仍能達(dá)50%以上。一年四季都可播種,以春季為好。種皮堅(jiān)硬,應(yīng)用95%的濃 硫酸浸泡30~50分鐘后洗凈播種,發(fā)芽率在93~96%;也可用細(xì)砂磨傷種皮或用冷水浸種12小時(shí)再用熱水燙種,都能軟化種皮,促進(jìn)發(fā)芽。還可在春季用1年生枝條扦插繁殖。 沙冬青豆科-植物種植種子豆類現(xiàn)狀 漸危種。 沙冬青是古老的第三紀(jì)殘遺種,為阿拉善荒漠區(qū)所特有的建群植物。由于過度樵采,沙冬青群落遭到嚴(yán)重破壞,分布面積日趨縮小,若不加強(qiáng)保護(hù),將面臨著逐 漸滅絕的危險(xiǎn)。 形態(tài)特征 常綠灌木,高1~2米,多分枝,樹皮黃色;枝黃綠色或灰黃色,幼枝密被灰白色平伏絹毛。葉為掌狀三出復(fù)葉,少為單葉,或三角狀披針形,葉柄密被銀白色絹毛;托葉小,與葉柄連合而抱莖;小葉菱狀橢圓形或卵形,先端銳尖、鈍或微凹,兩面密被銀灰色氈毛。總狀花序頂生,具8~10花,苞片卵形,被白色絹毛;總梗近無毛;花萼鐘狀,密被短柔毛,萼齒邊緣具睫毛;花冠黃色,長約2厘米,旗瓣寬倒卵形,邊緣反折,先端微凹,基部漸狹成短爪,翼瓣及龍骨瓣比旗瓣短,翼瓣近卵形,上部一側(cè)稍內(nèi)彎,龍骨瓣長圓形;子房披 針形,有柄,無毛。莢果扁平,線狀長圓形,無毛,先端有短尖,含種子2~5;種子球狀腎形,直徑約7毫米。 地理分布 沙冬青分布于內(nèi)蒙古潮格旗、磴口、烏海、賀蘭山、鄂托克旗、吉蘭太、阿拉善 左旗、阿拉善右旗,寧夏陶樂、吳忠、中衛(wèi)和甘肅民勤、蘭州等地。生于海拔1000~1200米低山帶。蒙古阿拉善戈壁也有分布。 生態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性 分豆科植物一覽4 布區(qū)為大陸性氣候,春季干燥,多大風(fēng),夏季炎熱,冬季寒冷,7 月平均溫22~25℃,1月平均溫-10~14℃,年降水量50~200毫米或更低,多集中于夏季。沙冬青為常綠超旱生植物,這與當(dāng)代氣候條件顯然是不協(xié)調(diào)的,反映其殘遺種的特征。喜沙礫質(zhì)土壤,或具薄層覆沙的礫石質(zhì)土壤,不見于沙漠或石質(zhì)戈壁。多生于山前沖積、洪積平原,山間盆地,石質(zhì)殘丘間的干谷,成條帶狀或團(tuán)塊狀分布。4月中旬至5月中旬開花,7月下旬 果實(shí)成熟。種子成熟較好,發(fā)芽率85~90%,發(fā)芽勢為3天,在室溫22~26℃條件下,種子吸水力強(qiáng),發(fā)芽迅速,出土整齊。種子耐貯藏,發(fā)芽力可保持5~6年。沙冬青幼苗能抗-20.9℃低溫不受凍害。沙冬青體內(nèi)含有黃花木素、擬黃花木素等強(qiáng)生物廈,綿羊、山羊偶爾采食其花后則呈醉狀,采食過多可致死。 保護(hù)價(jià)值 沙冬青對于研究豆科植物的系統(tǒng)發(fā)育、古植物區(qū)系、古地理及第三紀(jì)氣候特征,特別是研究亞洲中部荒漠植被的起源和形成具有較重要科學(xué)價(jià)值。 保護(hù)措施 應(yīng)在分布較集中的地區(qū)建立自然保護(hù)區(qū),嚴(yán)禁樵采。此外還應(yīng)擴(kuò)大栽培范圍。 栽培要點(diǎn) 用種子繁殖。苗圃地應(yīng)選擇疏松的砂壤土。春播前將種子浸于30℃溫水中冷卻--晝夜后,在20~25℃的室內(nèi)催芽1~2天,播種后6天發(fā)芽出土。幼苗期間要防治卷葉蟲危害及雨點(diǎn)的沖擊,苗床不能長期積水。 物種列表
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