Описание семейства бобовых. Бобовые растения: плодовые и декоративные Бобовые кратко

бобовые дикорастущий красный книга

Бобовые распространены очень широко -- от Арктики до антарктических островов. По широте распространения представители подсемейства бобовых в целом уступают только злакам. В большинстве стран тропического, умеренно теплого и бореального климатов бобовые составляют значительную часть местной флоры. Лишь в холодном климате доля их участия сравнительно невелика.

Способность адаптироваться к самым разнообразным природным условиям поразительна у бобовых. Они легко проникают во многие растительные сообщества и часто являются их эдификаторами. Считается, что в травостоях лесной и лесостепной зон бобовые составляют 10-20% всей массы. Многие бобовые великолепно приспособились к дефициту влаги на тяжелых и неплодородных глинистых почвах или на подвижных песках. Во влажных тропиках и субтропиках бобовые часто входят в состав леса как основные породы.

Говоря об огромной распространенности бобовых, следует, однако, указать и те сообщества и местообитания, куда представители этого семейства никогда не входят. Так, бобовые почти отсутствуют в пресноводных сообществах.

Бобовые -- деревья (часто очень крупные, высотой иногда до 80 м), кустарники, кустарнички, полукустарники и травы (последние главным образом в подсемействе бобовых).

Весьма обычны вьющиеся формы, как травянистые, так и древесные. На корнях большинства бобовых (около 70% видов), части мимозовых (10-15%), некоторых цезальпиниевых имеются клубеньки. Они весьма различной формы и возникают как разрастания паренхимной ткани корня.

В Красную книгу Липецкой области занесены девять видов бобовых. К ним относят: АСТРАГАЛ БЕЛОСТЕБЕЛЬНЫЙ Astragalus albicaulis DC. ; АСТРАГАЛ ШЕРСТИСТОЦВЕТКОВЫЙ Astragalus dasyanthus Pall. ; Астрагал изменчивый (Astragalus varius S. G. Gmel.) ; Карагана кустарниковая (Caragana frutex) ; Ракитник австрийский (Cytisus austriacus L); Чина черная Lathyrus niger ; ГОРОШЕК КАШУБСКИЙ Кашуб борчагы Vicia cassubica L. ; Клевер Литвинова.

Листья бобовых разнообразны, но всегда сложные. Прилистники всегда имеются, однако часто рано опадают, либо иногда сильно разрастаются (горох). Листья и отдельные листочки способны совершать разного рода круговые движения или складываться на ночь.

Цветки обоеполые, нередко довольно крупные яркие. У мотыльковых и цезальпиниевых они зигоморфные, а у мимозовых актиноморфные. Околоцветник всегда двойной. Чашечка состоит из 5, реже из 4 срастающихся чашелистиков, правильная или неправильная. Лепестков 5 (всё подсемейство мотыльковых, часть цезальпиниевых и мимозовых) или 4 (остальные цезальпиниевые и мимозовые). Венчик мотыльковых устроен характерно. Верхний, наружный по своему положению в почке и обычно самый крупный лепесток получил название флага (паруса). Он способствует привлечению насекомых опылителей. (РИС 1)

1 - Флаг (парус)

2 - Крылья (весла)

3 - Лодочка

Боковые лепестки называются крыльями (веслами) и используются насекомыми в качестве посадочной площадки. Самые внутренние по положению в почке лепестки обычно срастаются вдоль нижнего края, образуя лодочку (киль). Лодочка подобно защитному футляру, предохраняет тычинки и пестик и препятствует посещению цветков мелкими насекомыми, которые поедают пыльцу или нектар, но не являются эффективными опылителями. Венчик цезальпиниевых также более или менее неправильный, но верхний лепесток, гомологичный флагу, занимает в почке внутреннее положение. У мимозовых все лепестки одинаковые -- свободные или сросшиеся (рис.2).

Андроцей у всех бобовых состоит из 10 тычинок и может быть одно- и двубратственным. Для определения родов в рамках рассматриваемого семейства важное значение имеет строение андроцея. У одних родов андроцей многобратственный, когда все 10 тычинок свободные (роды: софора, термопсис). У других -- однобратственный, когда все 10 тычинок срастаются, между собой тычиночными нитями, образуя так называемую тычиночную трубку внутри которой располагается пестик (роды люпин и др.). Наконец, большинство родов семейства имеет двубратственный андроцей: 9 тычинок срастаются тычиночными нитями в трубку, а одна тычинка свободная (роды: горох, люцерна, вика, чина). Форма тычиночной трубки также бывает разнообразной. В одних случаях она срезана прямо и свободные концы тычиночных нитей одинаковой длины (чина), в других случаях она срезана косо. У мимозовых тычинки нередко расщепляются, и тогда андроцей кажется полимерным. Мотыльковые очень часто имеют гипантий (специфичная деталь цветка, возникшая в результате срастания оснований чашелистиков, лепестков и тычинок с тканями цветоложа) . Гинецей почти всегда монокарпный, с верхней одногнездной, редко двугнездной завязью.

Цветки собраны в простые соцветия - кисть, зонтик, головку.

Формула цветка: Ч5Л5П1Т10

Диаграммы цветков (рис 2)

Мimisoideae Caesalpinioideae Faboideae

Плод -- монокарпий: одно-, дву- или многосемянный боб, вскрывающийся, невскрывающийся или членистый. Может быть опушенным или нет. Семена относительно крупные, с эндоспермом или без него, зародыш с хорошо развитыми семядолями, прямой (у цезальпиниевых и мимозовых) или согнутый (у мотыльковых).

Опыление перекрестное, у большинства мотыльковых осуществляется крупными насекомыми -- шмелями и пчелами, которых привлекают обильные запасы нектара или пыльцы. Встречаются самоопыляющиеся виды, например горох. Плоды распространяются под действием собственной тяжести, ветром, водой. Семена вскрывающихся бобов разбрасываются силой раскручивающихся створок.

В семенах бобовые содержат в качестве запасного вещества белок, а также крахмал и жирное масло, что определяет их большую пищевую и кормовую ценность. У значительного числа видов най­дены алкалоиды, тритерпеновые гликозиды, антраценпроизводные и т. д. В качестве пищевых продуктов широко используются семена сои (Glycine max), фасоли (Phaseolus vulgaris), гороха (Pisum sativum), чечевицы (Lens culinaris), арахиса, или земляного ореха (arachis hypogaea), и др. Лучшими кормовыми травами считаются люцерна посевная (Medicato sativa), люцерна серповидная, или желтая (M/ falcata), и разные виды клеверов. Одновременно бобовые заметно улучшают плодородие почвы. Ежегодно виды бобовых, живущих в симбиозе с бактериями, возвращают в почву не менее 100--140 кг/га азота.

Примеры плодов бобовых:

1 - типичный плод вики

2 - разламывающийся боб копеечника

3 - спирально закрученный боб люцерны

4 - односемянной боб эспарцета

5 - крылатый одно-двусемянной боб красного сандалового дерева.

Многие бобовые -- ценные лекарственные растения, например солодки голая и уральская (С1усуrrhiza glabra и С. uralensis), корни и корневища которых содержат тритерпеновые сапонины и флавоноиды. Кассии остролистная и узко­листная (Cassia acutifolia и С. angustifolia) дают так называемый «александрийский лист» -- классическое слабительное средство. Многие акации и астрагалы выделяют камеди (полисахариды), используемые в технике и медицине. Софора японская (Styphnolobium japonicum) -- промышленный источник получения флавоноида рутина, обладающего Р-витаминной активностью. Многие бобовые высоко декоративны и культивируются как в тропиках, так и в странах умеренного климата.

Все взрослые и даже дети знают фасоль и горох, бобы и чечевицу, ароматные акации и клевер, арахис и мимозу, а между тем, все это - растения семейства бобовых (или мотыльковых). Обширная группа, переоценить пользу которой для человека сложно. Мы едим эти растения, сажаем для красоты, улучшаем почву с их помощью, используем древесину, красим одежду и даже лечимся.

Семейство Бобовые: общая характеристика

Знакомое всем еще со школы семейство объединяет огромное количество видов, по приблизительным подсчетам около 17-18 тысяч. Ботаники делят его на три подсемейства (на основе строения цветка): цезальпиниевые, мимозовые, мотыльковые. Интересно отметить, что бобовые растения включают род Астрагал, самый большой по количеству видов среди представителей цветковых (около 2400). Растения данного семейства имеют достаточно большой ареал произрастания как в жарких тропиках (в основном цезальпиневые и мимозовые), так и в районах Крайнего Севера, в пустынях и саваннах.

Фиксация азота - это отличительная черта всего семейства. Корни бобовых растений имеют клубеньки, которые образуются в результате разрастания паренхимной ткани. А это, в свою очередь, объясняется внедрением и расселением внутри растения азотфиксирующих бактерий, принадлежащих роду Ризобиум. Они обладают удивительной способностью поглощать и накапливать атмосферный азот, который в дальнейшем использует само растение для своего роста. Такие большие запасы жизненно важного элемента хорошо влияют и на окружающую обстановку. Бобовые растения отлично улучшают плодородие почвы. Это широко используется как в промышленных масштабах, так и грамотными и осведомленными огородниками, не забывающими чередовать посадку различных культур у себя на участке. Ежегодно они возвращают обратно в почву примерно 100-140 килограммов азота в расчете на территорию в один гектар.

Строение листьев бобовых растений

Бобовые растения могут иметь различную форму листьев. Их условно можно разделить на несколько групп:

• парные перистосложные и дважды перистосложные (горох, желтая акация) листья, они располагаются по обе стороны стебля;
• упрощенные (редуцированы до одного верхушечного листа);
• ложно простые, образованы в результате срастания двух верхушечных листьев;
• филлодии (у африканских видов акаций) - уплощенные черешки листьев.

Для бобовых растений характерно удивительное свойство - парноперистые листья могут складываться на ночь. Это обусловлено тем, что у основания черешков есть утолщения, которые из-за изменения тургора приводят листовую пластинку или только листочки в движение. Например, мимоза стыдливая способна это делать мгновенно, так как даже легкое касание ее листьев вызывает моментальную потерю осмотического давления в них. Это свойство было замечено очень давно и послужило поводом для того, чтобы так назвать растение.

Цветок и соцветие

Бобовые растения могут иметь различные соцветия, но чаще всего это метелка или кисть, иногда головчатые кисти (клевер), гораздо реже они редуцированы до одного цветка. Для представителей семейства свойственно перекрестное опыление, при котором пыльца от одного цветка переносится на другой гораздо реже насекомыми (пчелами, шмелями) или летучими мышами и птицами у тропических видов.

Цветки бобовых растений могут быть зигоморфными или актиноморфными (например, у мимозовых). Чашечка состоит обычно из четырех, реже из пяти чашелистиков, которые срастаются между собой. Лепестков бывает 5 (у всех мотыльковых и некоторых представителей двух других подсемейств) или 4. Очень интересны их название и разделение, в зависимости от выполняемой функции. Так, самый верхний и крупный получил название "флаг", он привлекает насекомых, опыляющих растение. Лепестки, расположенные с боков, принято называть крыльями, и это своеобразная "посадочная площадка". Самые внутренние, как правило, срастаются между собой вдоль нижнего края и образуют лодочку, которая защищает тычинки и пестик от насекомых, не являющихся опылителями. А вот, к примеру, у мимозовых все лепестки одинаковой формы - свободные или сросшиеся.

Плоды бобовых растений

В данном случае наблюдается абсолютное единство всех видов семейства. Плод называется боб (одно- или многосемянной), вскрывающийся по спинному или брюшному шву. Семена внутри плода достаточно крупные, с эндоспермом или без него, хорошо развиты семядоли. Внешний вид боба может быть абсолютно любой, так же как и размер. У некоторых видов его длина достигает полутора метров. Распространение семян иногда происходит самостоятельно, когда створки плода при раскрытии скручиваются по спирали, и они разлетаются в разные стороны, например, у акации. У некоторых тропических видов разносятся животными или птицами. Завязь всем знакомого земляного ореха (арахиса) из-за отрицательного геотропизма, то есть способности расти и развиваться в определенном направлении, когда формируется, уходит в почву на 8-10 см, где затем развивается плод.

Значение бобовых в хозяйстве

Растения семейства бобовых занимают по практической значимости для человека второе место после злаковых. Среди них огромное количество пищевых культур, имеющих мировое значение: соя, горох, фасоль, арахис, нут, чечевица и многие другие. Некоторые из них люди культивируют уже не первое тысячелетие.

Большое значение бобовые растения имеют как кормовые травы, к этой категории относятся: клевер, люцерна, люпина, эспарцета и др. Некоторые тропические представители семейства (например, кампешевое дерево, перикопсис, дальбергия) являются источником ценной и высоко декоративной древесины, окрашенной в розовые, почти красные, темно-коричневые или практически черные цвета.

Декоративное и лекарственное значение

Есть и декоративные виды среди бобовых, например глициния. Это древесный вид родом из Китая с крупными кистевыми ароматными соцветиями. Очень популярное садовое и парковое растение. Еще один представитель - это акация подбеленная, широко распространена на побережье Черного моря. Из травянистых в садах выращивают, например, душистый горошек, люпины. Всем знаком цвет индиго, но мало кто знает, что аналогичного названия краситель получают из растения индигоферы красильной, небольшого кустарника из семейства бобовых.

Некоторые виды издавна используются в медицине: пажитник, астрагал, донник и т. д. Всем знакома лакрица, или солодка голая. Это травянистое бобовое растение, которое широко применяется по всему миру как лекарственное средство от кашля (целительные свойства известны еще со времен Древнего Египта). Используются для этого ее корни и корневища. В некоторых европейских странах очень популярны конфеты из лакрицы, которые любят даже дети. Они имеют характерный черный глянцевый цвет.

Горох, соя, душистый горошек, чечевица, арахис, соя... Названия этих растений известны всем. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения вегетативных органов и формулы цветка бобовых.

Общая характеристика семейства

Бобовые или мотыльковые растения относятся к классу двудольные. Систематики насчитывают их в природе более 20 тысяч видов. Большинство из них - ценные пищевые и кормовые культуры. Особое значение имеет способность некоторых видов фиксировать атмосферный азот. Бобовые представлены всеми жизненными формами: травами, кустарниками и деревьями. Как правило, с на стебле. Цветок бобовых является систематическим признаком.

Условные обозначения

В ботанике существует такое понятие как формула цветка. Она представляет собой условные обозначения частей этого генеративного органа. Цифры в этом ряду обозначают количественные показатели элементов генеративного органа.

Расшифровывается они следующим образом:

• Ч - чашечка. Она представляет собой совокупность чашелистиков, окружающих цветоложе.
• В - венчик. Это все лепестки цветка.
• О - околоцветник. В его состав входят чашечка и венчик.
• Т - количество тычинок.
• П - число пестиков.

Формула цветка бобовых растений

Теперь расшифруем это сочетание символов на конкретном примере. Формула цветка мотыльковых или бобовых растений имеет следующий вид: Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура визуально напоминает кораблик или бабочку. Это и обусловливает название мотыльковые.

Итак, околоцветник представителей этого семейства состоит из пяти чашелистиков и лепестков. Строение последних дифференцировано. Самый верхний лепесток имеет большие размеры по сравнению с остальными. Его называют "парус". По обе стороны находятся боковые лепестки - "весла". Оставшаяся пара срастается по нижнему краю. Так формируется "лодочка". У бобовых один пестик. Тычинок в одном случае может быть десять, в другом - девять из них срастаются между собой, а одна остается свободной. Лепестки иногда еще называют бабочкой с крыльями.

Тип цветка

Формула цветка бобовых несет и дополнительную информацию. Такие структуры являются обоеполыми. Это значит, что цветки имеют пестик и тычинки. Они могут быть одиночными - крупными с яркими и широкими лепестками.

Еще одна из характерных черт - это симметрия. По данному признаку цветки бобовых являются неправильными или зигоморфными. Это означает, что через них можно провести единственную вертикальную плоскость.

В ряду случаев у представителей этого семейства происходит формирование соцветий. Иногда формула цветка которых была приведена выше, формирует соцветия. Это может быть кисть, головка или метелка.

Опыление и формирование семян

Формула цветка бобовых свидетельствует о некоторых его различиях у разных видов семейства. Эти особенности определяют и способ опыления. К примеру, у клевера каждый лепесток закручен в длинную трубочку. Поэтому его могут опылять только шмели, имеющие специальный хоботок. Бобовые привлекают также пчел и бабочек. У гороха, люпина, астрагала, вики происхо-дит самоопыление.

Особенностью семян бобовых является отсутствие эндосперма - запасного питательного вещества. Это растения класса двудольные. Поэтому их зародыш состоит из двух семядолей, зачаточного стебелька, корешка и почечки, которая содержит зачатки первых листьев. Снаружи находится защитная кожура. Семядоли повернуты друг к другу плоскими сторонами. Они соединены в одной из частей. В этом месте и расположены зачаточные органы.

Запас веществ заключен непосредственно в семядолях. Ученые доказали, что люпин можно вырастить даже из семян, которые долгое время пролежали в мерзлоте. А для фасоли характерно подземное прорастание. В биологическом смысле это очень выгодно, поскольку обеспечивает защиту от животных, перепадов температуры.

Плоды и семена

Плод этого семейства называется боб. Развивается он из плодолистика. Боб является сухим многосемянным. После созревания он раскрывается по шву между двумя створками. На них находятся семена. В отличие от стручка, внутри боба нет вертикальной перегородки.

Семена бобов издавна употребляются в пищу. Горох и фасоль содержат большое количество белков, а соя и арахис - растительных масел. Клевер и люцерна являются незаменимыми поскольку отличаются большой питательной ценностью. Большое значение эти растения имеют и в качестве медоносов. Белая и желтая карагана, а также мимоза - известные декоративные виды.

Значение

Побеги бобовых - ценное зеленое удобрение. Их припахивают и оставляют на поверхности почвы, что способствует ее обогащению органикой и улучшает структуру. В фармацевтической промышленности в качестве сырья используется солодка, донник, белая акация. Среди древесины самым ценным является сандаловое дерево.

Только на корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии. Это особый вид, который способен усваивать атмосферный азот. В чем польза таких организмов? Азот является необходимым элементом для формирования стебля и листьев. И в воздухе этого вещества достаточно - до 78 %. Но растения не могут поглощать атмосферный азот. Клубеньковые бактерии переводят его в форму, которая растворяется в воде и может всасываться из почвы корнями. Существование этих организмов взаимовыгодное: бактерии обеспечивают растения азотом, а взамен получают минеральные питательные вещества.

Итак, формула цветка бобовых имеет вид Ч5 Л1+2+(2) Т (9+1) П1. Такая структура состоит из пяти плодолистиков и такого же количества лепестков. Последние отличаются размерами и формой. В результате цветок бобовых имеет неправильную форму и является зигоморфным. Это значит, что через него можно провести только одну ось симметрии. Такой тип симметрии называется зигоморфным. Визуально цветок бобовых растений напоминает лодочку с веслами и парусом или бабочку. Это обусловливает второе название этого семейства - мотыльковые. Все цветки бобовых обоеполые. Они имеют один пестик. А количество тычинок равно десяти. У некоторых из них девять из них срастаются, а одна остается свободной.

Бобовые - это одно из самых больших семейств двудольных. Они распространены на всей доступной цветочным растениям суше земного шара и представлены самыми разнообразными формами, начиная с огромных деревьев и заканчивая лианами и крохотными видами, растущими в пустыне. Представители бобовых могут жить как на высоте 5 тысяч метров, так и на Крайнем Севере или в жарких безводных песках.

Общая характеристика

Бобовые культуры, список которых насчитывает около 18 тысяч видов, широко используются в пищу животными и людьми.

Их корневая система состоит из маленьких клубней, которые образованы из ткани, появляющейся при попадании в корень азотофиксирующих бактерий. Они способны фиксировать азот, благодаря которому питание получает не только само растение, но и почва.

Плоды бобовых растений, как и сами они, очень разнообразны. Они могут достигать порядка полутора метров в длину. Эти растения являются важным пластом флоры, представляя порядка 10% цветковых видов. Самыми популярными и распространенными бобовыми являются соя, вика, фасоль, чечевица, эспарцет, нут, кормовой люпин, кормовые бобы и арахис обыкновенный.

Соя

Этот продукт следует включить в список бобовых в первую очередь, поскольку он один из самых распространенных и выращивается в большинстве регионов мира. Соевые бобы - популярный продовольственный продукт, который ценится за высокое содержание белка растительного происхождения и жира. Благодаря этому соя является также ценной составляющей кормов для животных.

Вика

Это одна из основных бобовых культур. Вика используется как в рационе людей, так и на корм животным. В качестве корма ее применяют в виде сена, силоса, или дробленых зерен.

Фасоль

Плоды бобовых растений, в особенности фасоль, содержат множество аминокислот, углеводов, витамины, минералы, белок и каротин. Уже это является весомой причиной для регулярного потребления этого растения. Фасоль используется как отдельный продукт и для изготовления Исследования свойств бобовых показали, что этот их вид - это чудесное природное лекарство, стимулирующее избавление от многих заболеваний.

Чечевица

Этот подвид объединяет в себе все преимущества семьи бобовых, в первую очередь благодаря большому количеству белка, минералов и жизненно важных аминокислот. Кроме этого, чечевица - чемпион в своем классе по количеству фолиевой кислоты. Используется для переработки в крупу и в качестве корма для животных.

Эспарцет

Это трава семейства бобовых. Используется в качестве корма для животных как в виде семян, так и зеленой массы, которая по питательности не уступает люцерне. Эспарцет отличается высокой ценностью как медоносная культура.

Нут

Нут является одним из самых распространённых во всем мире представителей рода бобовые. Список продуктов питания, которые производят на его основе, достаточно обширен. Издревле этот вид распространен в странах западной и средней Азии, Африки, Северной Америки и Средиземноморья.

В частности, этот продукт используется для продовольственных и кормовых целей.

Бобы нута используют в пищу в жареном или вареном виде, а также применяют их для приготовления консервов, супов, гарниров, пирожков, десертов и многих национальных блюд. Здесь можно составить обширный список. Бобовые растения, благодаря высокому содержанию протеина и клетчатки, но низкому уровню жира, часто используются в вегетарианском и диетическом рационе.

Кормовой горох

Уже из названия культуры понятно, как используется этот подвид. Он применяется в качестве или для приготовления силоса. Бобы кормового гороха - очень ценный продукт для кормления животных.

Горох

Это зерновая бобовая культура, известная во всей Европе с незапамятных времен. Среди овощных культур бобы гороха - это самый богатый природный подобного мясному, благодаря содержанию большого количества аминокислот, сахара, витаминов, крахмала и клетчатки. Зеленый и желтый горох используется для непосредственного употребления в пищу, консервирования и приготовления круп.

Люпин

Это растение занимает почетное место среди кормовых культур и также входит в список бобовых. Люпин называют северной соей, учитывая высокое содержание белка, которое равно порядка 30-48%, и жира с долей до 14%. Бобы люпина издавна используют в еду и для прикормки животных. Применение этого продукта в качестве зеленого удобрения помогает не ухудшать состояние окружающей среды и выращивать экологически чистую продукцию. Люпин также используется для нужд фармакологии и лесничества.

Кормовые бобы

Это одна из самых мирового земледелия. В Европе она выращивается в основном как кормовая культура. Для корма используют зерно, зеленую массу, силос и солому. Белок бобов отлично усваивается, поэтому они являются высокопитательной едой и ценным компонентом при производстве комбикорма.

Арахис обыкновенный

Составляя список бобовых, которые пользуются особой популярностью, нельзя не упомянуть арахис.

Очень полезными считаются семена этого растения, которые содержат жирное масло, используемое в самых различных отраслях промышленности. Именно благодаря ему арахис находится на втором месте среди бобовых по питательности. В его плодах содержится порядка 42% масла, 22% белка, 13% углеводов. Чаще всего они употребляются в поджаренном виде, а вегетативная масса идет на корм животным.

Вывод

Эти овощные культуры являются очень ценными и питательными. Многие считают, что употребление бобовых в пищу может привести к быстрому увеличению веса, но это не совсем верно. Несмотря на то, что они достаточно калорийны, все элементы, которые содержатся в этих продуктах, - растительного происхождения, поэтому они не несут никакого вреда, если не совмещать их с потреблением другой калорийной еды. Выше представлен далеко не весь список бобовых, пригодных к употреблению в пищу, на самом деле их намного больше. А это значит, что даже самый изысканный гурман найдет тот вид, который придется ему по вкусу.