刀豆

豆科刀豆属植物

刀豆, 拉丁 学名( 刀豆属 gladiata (Jacq.) DC.),俗名 挟剑豆 、 尖萼刀豆 , 豆科 ( Fabaceae ) 刀豆属 一年生缠绕 草本植物 ,因 豆荚 形状如刀而得名刀豆 ,刀豆喜温、怕冷、不耐 霜冻 ,对土壤适应性较好,对光照要求较高,具有较强的抗逆性,在 亚洲 地区生长地区海拔最高可达900米 ,主要分布于 非洲 以及其他 热带 和亚热带地区,在中国主要分布于长江以南 。

刀豆植株可以长达数米,无毛或者稍被毛;羽状 复叶 具有三小叶,小叶呈卵形,先端渐尖;花为 总状花序 ,在总轴中部以上生有数朵花, 花冠 呈白色或者粉红色,长约3~3.5厘米, 龙骨瓣 和 翼瓣 弯曲, 旗瓣 呈宽椭圆形;刀豆的果实为 荚果 ,略弯曲,长约20~35厘米,内有8~16粒种子; 种子 为椭圆形或者长椭圆形,表面呈红色或 褐色 。

刀豆含有丰富的 植物蛋白 、 糖类 、 不饱和脂肪酸 、 纤维素 、 矿物质 以及 维生素 等营养元素 ,刀豆嫩荚质地脆嫩,可以烹 之后直接食用 。但是刀豆豆粒中含有 红细胞凝集素 以及 皂素 ,食用未熟透的刀豆可能会引起 食物中毒 ,轻则恶心、呕吐,重则 呼吸困难 、 昏迷 等,严重时可导致死亡 。刀豆是卫生部公布的第一批“药食兼用食品” 。

形态特征

根

刀豆具有发达的 主根 以及 侧根 。

株

长度可达数米,无毛或者稍被毛 。

叶

羽状 复叶 具有三小叶,小叶呈卵形,长约8~15厘米,小叶基部为宽楔形,先端渐尖或具有急尖的尖头,叶片两面被细小的 柔毛 或 近无毛 ,呈绿色,侧生小叶偏斜; 叶柄 较短,长约7毫米, 被毛 。

花

花为 总状花序 ,在总轴中部以上生有数朵花; 花序 轴隆起的节上生有极短的 花梗 ;小 苞片 呈卵形,长约1毫米; 花萼 长约1.5~1.6厘米,略被毛, 下唇 长约2~3毫米,3裂,有较小的 裂齿 ,急尖, 上唇 约为 萼筒 长的三分之一,有2枚宽而圆的裂齿; 花冠 呈白色或者粉红色,长约3~3.5厘米, 龙骨瓣 和翼瓣弯曲,具有向下的耳,旗瓣呈宽椭圆形,顶端凹入,基部具有不明显的耳以及宽瓣柄; 子房 为线形,被毛 ; 雄蕊 ,略弯曲, 花药 呈四叶形, 花粉 粒在盛开期呈三角形 。

果实

刀豆的果实为 荚果 ,略弯曲, 豆荚 长约20~35厘米,宽约4~5厘米,距离豆荚缝线处有 纵棱 ,呈绿色,内有种子 。

种子

每个豆荚约含有8~16粒种子 ,种子呈椭圆形或者长椭圆形,长约3.5厘米,厚约1.5厘米,种脐的长度约为种子 周长 的四分之三 ,颜色为白色或者红色 。

物种分布

世界分布

刀豆原产于 南美洲 ,3000年前在 墨西哥 便有种植 ,之后引种至 欧洲 栽培 。在世界上主要分布于 热带 和 亚热带 地区,例如 美国 西南部、 非洲 、 印度 西部等地区 。

中国分布

在16世纪末,刀豆由欧洲传入 中国 ,在中国主要分布于长江以南 ,例如 广西 、 四川省 、 云南 以及 湖南 等地 。

生长习性

生境状况

刀豆喜温暖的环境,怕冷,适宜生长温度约为15~30 摄氏度 ,在寒冷的条件下可能不会发芽,即使发芽,生长发育也不完全 ,不耐 霜冻 ,一般要求 无霜期 在105~120天。刀豆在生长周期内要求充足的水分,年降雨量需要在900~1500毫米;刀豆在苗期时比较耐旱,但是湿度不能低于45%。对土壤的适应性较好,最适宜于生长在 土层 深厚、富含 腐殖质 且排水良好的 沙壤土 ,适宜的土壤pH值在5.8~8.0 。生长地区海拔最高可达900米。喜光照,在刀豆开花以及结荚时期需要大量的光照,否则会造成落花落荚。刀豆生命力强,具有较强的抗逆性 。

物候期

自然情况下,刀豆 种群 在8月中旬开始开花,花期约为3个月,在每个 穗状花序 中,约有40%的芽可以形成花,从萌芽到盛开大约需要13天。若花朵未 受精卵 ,第二天便会掉落,在同一 花序 生长的20~30朵花中,只有约2~3朵可以长出 荚果 ,荚果在12月底成熟 。

繁殖方式

自然繁殖

刀豆可进行 自花传粉 和 异花传粉 , 花粉 通常在 花蕾期 释放,虽然 柱头 在开花前开始接受花粉,但是由于此时柱头表面仍然是完整的,花粉粒无法萌发。此时需要 传粉 昆虫破坏柱头表面,从而使得花粉进入 花柱 。刀豆常见的传粉昆虫包括 蜜蜂属 ( Apis mellifera )、 蚂蚁 ( Monomorium minimum )等。在花盛开时,柱头接受 花粉 的能力达到最佳。柱头在 授粉 前有一层厚而有光泽的表面渗出物,授粉后变成 棕色 。

人工繁殖

人工繁殖刀豆时选择种子直播或者 育苗 。选择质地优良的种子,从外观看肥壮、颜色粉红的种子比较好 。春季一般在 清明 前后播种,而秋季一般在7~8月播种,开沟穴播。若春季播种时气温较低或者雨水较多,可以采用薄膜或者 无纺布 覆盖于覆土之上 。若采用苗床育苗,则是在3月上旬进行,在营养钵内育苗,待 秧苗 有2~3片叶时可以进行移栽 。

栽培管理

整地

选择肥沃、 禾本科杂草 较少、保水保肥能力较强的土壤,对土地进行精整、深耕,保证 土层 疏松 。

田间管理

播种之后需完善田间管理,若播种时采用薄膜、无纺布等覆盖,基本不需要人工除草,若没有覆盖物,可以在苗期进行一次人工除草或者喷洒适量的 除草剂 。刀豆生长前期保持土壤湿润即可,不需浇水,后期对水量需求较大,需要保持充足的水分供应 。整地时可施用基肥,结荚之后追肥,之后可继续追肥以提高产量。由于刀豆为 蔓生 ,所以生长中后期需要搭棚架等供刀豆生长 。

采收

刀豆的种植周期短,3~5个月便可收获 青刀豆 ,6~10个月可收获成熟的种子 。刀豆嫩荚的采收一般在花后10~15天, 豆荚 长约10~15厘米且柔软未显籽粒时适合采收,采收之后需低温保存并及时送到市场;粮用刀豆采收种子,低温储存即可 。

病虫防治

刀豆的常见病害主要有 锈病 和 枯萎病 ,在低温或者高湿的情况下易发生锈病,而枯萎病主要由 真菌 或者 细菌 引起,这些疾病会危害植株,甚至导致植株死亡。防治上可选用相应的农药进行喷洒 。

刀豆常见虫害包括 蚜虫 、 潜叶蝇 以及 豆荚螟 等,蚜虫 幼虫 会吸取豆类植物的汁液,导致植株停止生长或者使得植株较 矮小 ,而潜叶蝇幼虫会啃食叶肉,豆荚 则会在开花结荚期出现,其幼虫会啃食豆粒,导致豆粒霉变,影响刀豆产量。虫害发生时,可选用合适的杀虫剂进行喷洒 。

物种危害

刀豆豆粒中含有 红细胞凝集素 ,毒性大且比较稳定, 豆荚 外皮中存在 皂素 , 皂素 会破坏人体细胞引起 溶血 ,这两种毒素在刀豆被加热至100 摄氏度 以上10~30分钟才能够被破坏。若食用未熟透的刀豆,可能会引起 食物中毒 ,轻度中毒表现为恶心、呕吐、眩晕、腹痛等,严重中毒表现为剧烈腹痛、 血尿 、 呼吸困难 、 昏迷 等,甚至可导致呼吸中枢麻痹而死亡,刀豆引起的食物中毒常发生于集体食堂 。

功用价值

食用价值

刀豆含有植物蛋白,干重占比为21~28%,高于 豆科 作物的平均水平 ,同时包含 糖类 、不饱和脂肪酸、 纤维素 、矿物质及 维生素 等营养元素 。具体而言,每100克鲜刀豆的营养成分主要包括:水分89.0克,能量167千焦,蛋白质3.1克,脂肪0.3克,碳水化合物7.0克,灰分0.6克;其可食用部分占比为92%。刀豆嫩荚质地脆嫩,可以烹饪之后直接食用,也可以用于腌制 酱菜 或者 酸菜 ,刀豆的种子煮熟之后也可以食用 。

因为刀豆中的氨基酸和碳水化合物在 烘焙 过程中可以形成其他挥发性风味化合物,例如呋喃、吡嗪和吡咯的衍生物,所以经过烘焙和研磨之后的刀豆豆子可以作为咖啡豆的替代品,并且与咖啡豆相比,烘烤和低温研磨之后的刀豆在一些 自由基 清除方面发挥更高的活性 。

应用价值

刀豆可以作为绿肥,覆盖作物及饲料 ,种子可以作为动物饲料 。刀豆也可以用于制作成刀豆超微粉,营养丰富且具有一定的医疗保健价值,可与面粉混合互补营养 。

药用价值

刀豆是卫生部公布的第一批“ 药食同源 食品” ,在《 中华人民共和国药典临床用药须知·中药饮片卷 》记载“性甘,温。归胃、 肾经 。温中,下气,止呃。用于 体寒 呃逆 ,呕吐。”,可以除去杂质,用时捣碎,制作饮片 。在本草纲目中也有所记载:“温中下气,利肠胃,止 呃逆 ,益肾补元”,对 风湿 、 疝气 有一定的治疗作用 。

生态价值

因为刀豆生命力强并且具有发达的根系,所以刀豆可以作为一种护坡植物,防止 水土流失 ,比较适合用于山地的 生态恢复 。

种间对比

刀豆属 主要有两个种用于栽培,刀豆( Canavalia gladiata )以及直生刀豆( Canavalia ensiformis ) ,为两个不同的种,一些研究中会误以为是刀豆的两个品种。刀豆又叫蔓生刀豆 ,直生刀豆又叫直立刀豆、洋刀豆 。蔓生刀豆在生长前期匍匐于地面,茎和枝比较细长,需要及时搭架供蔓生刀豆生长,生长后期缠绕搭架而强势生长,种子比较大,是目前比较普遍的 栽培种 。而直生刀豆植株比较 矮小 ,无需搭架即可生长, 豆荚 和种子较小,菜用较少,一般作为绿肥作物和饲料作物等 。

相关研究

刀豆中含有许多活性成分,如 脲酶 、 血凝素 、 刀豆氨酸 和 赤霉素 I和赤霉素II,具有一定的 药理学 作用 ,在这些成分中,刀豆氨酸是 刀豆球蛋白A (ConA)的一种亚型,已知对T 细胞增殖 和免疫增强有影响 。在研究中确定了刀豆具有 抗氧化 、 酪氨酸酶 抑制以及抗菌活性,这表明刀豆提取物未来可能有助于皮肤美白以及抗菌剂相关的研究和开发 。

参考资料

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