Вигна зонтичная: малоизвестный бобовый вид из Индокитая

Введение

Вид цветущего растения

Vigna umbellata, ранее известная как Phaseolus calcaratus, – однолетняя вьющаяся бобовая культура теплого сезона с жёлтыми цветками и небольшими съедобными бобами. Обычно её называют рисовым бобом. На сегодняшний день это малоизвестное, малоизученное и недостаточно используемое растение. Оно считается второстепенной продовольственной и кормовой культурой и часто выращивается как промежуточная или смешанная культура с кукурузой (Zea mays), сорго (Sorghum bicolor) или коровником (V. unguiculata), а также как монокультура в горных районах на ограниченных площадях. Как и другие азиатские виды Vigna, рисовый боб – относительно недолговечная однолетняя культура теплого сезона. В основном его выращивают для получения сухих бобовых, но он также важен как корм, зелёное удобрение и овощ. Рисовый боб наиболее широко выращивается как промежуточная культура, особенно с кукурузой, по всей Индокитайской области, распространяясь на южный Китай, Индию, Непал и Бангладеш. Ранее его широко выращивали как культуру на затопляемых полях, используя остаточную влагу в почве после сбора урожая длиннозерного риса, но в значительной степени он был вытеснен там, где выращиваются более скороспелые сорта риса. Рисовый боб хорошо растёт на различных типах почв. Он быстро развивается и обладает потенциалом для производства больших объёмов питательного корма для животных и высококачественного зерна.

Таксономия

Культивируемые азиатские виды вигны относятся к подроду Ceratotropis – довольно обособленной и однородной группе, распространение которой в основном ограничено Азией, и имеющей число хромосом 2n = 22 (за исключением V. glabrescens, 2n = 44). В подроде насчитывается семь культивируемых видов, включая маш или зеленый горох (V. radiata), черную маш или урад (V. mungo), адзуки (V. angularis) и бобы мотылька (V. aconitifolia), а также ряд дикорастущих видов. Искусственные скрещивания между V. mungo и V. umbellata использовались для выведения улучшенных сортов маша (например, Singh et al., 2006). Внутри этой группы выделяют три более или менее вторичных генофонда: рисовая фасоль генетически ближе к V. angularis, чем к другим видам, и входит в группу Angulares (Kaga et al., 1996, Tomooka et al., 2003).

Происхождение и распространение

Распространение рисового боба указывает на значительный адаптивный полиморфизм к разнообразным условиям окружающей среды, охватывая ареал от влажных тропиков до субтропиков и умеренно-теплых зон. Предполагаемым центром одомашнивания является Индокитай. Считается, что он произошел от дикой формы V. umbellata var. gracilis, с которой он способен к межвидовой гибридизации, и которая распространена от Южного Китая через север Вьетнама, Лаоса и Таиланда до Мьянмы и Индии (Tomooka et al., 1991). Исследования генетических и экогеографических взаимосвязей между дикими родственниками видов Vigna были проведены Saravanakumar et al. (2001).

Адаптация и агрономия

Rachie & Roberts (1974) отнесли рисовый боб к культурам, адаптированным к субгумидным регионам с осадками 1000–1500 мм, хотя они отметили, что в адаптации также участвуют другие факторы, такие как режим осадков, распределение влаги, температура, облачность и относительная влажность, характеристики почвы, вредители и болезни. Они подчеркнули важность учета потребностей человека при оценке адаптации – например, вкусовых предпочтений, необходимости в конкретном использовании или рыночной цены. Средняя урожайность составляла от 200 до 300 кг/га, хотя потенциально она может достигать 1200 кг/га. Культура может расти на различных типах почв и устойчива к вредителям и болезням. Она созревает всего за 60 дней, хорошо растет во влажных условиях, но также толерантна к засухе (NAS 1979) и высоким температурам. Рисовый боб в определенной степени переносит переувлажнение, хотя молодые растения оказываются восприимчивыми к нему (de Carvalho & Veira, 1996). Известно, что он также толерантен к кислым почвам (Dwivedi, 1996). Осыпание стручков является проблемой по сравнению с другими зерновыми бобовыми и может быть особенно серьезным при частых периодах увлажнения и высыхания. Рисовый боб – это заброшенная культура, выращиваемая на небольших площадях крестьянами-земледельцами в горных районах Непала, северной и северо-восточной Индии, а также в некоторых частях Юго-Восточной Азии. Он может выращиваться в разнообразных условиях и хорошо известен фермерам своей широкой адаптивностью и продуктивностью даже на неплодородных землях, засушливых склонах и плоских дождевых террасах (неорошаемых древних аллювиальных веерах). В основном его выращивают на высоте от 700 до 1300 м над уровнем моря, хотя в приусадебных хозяйствах он встречается от 200 до 2000 м. Большая часть урожая, выращиваемого в настоящее время в Непале, используется в пищу, а меньшая часть – на корм скоту и в качестве зеленого удобрения. Обычно рисовый боб выращивают как смешанную культуру с кукурузой, на рисовых валах или на террасах, как монокультуру на возвышенностях или как смешанную культуру с кукурузой на полях, ограниченных валами (кхетах), где выращивают пересаженный рис. При смешанных посевах с кукурузой его обычно высевают в период между посевом кукурузы и ее первой и второй окучкой, поэтому посев рисового боба приходится на апрель-май – июнь. Рисовый боб ценен благодаря своей способности фиксировать азот в истощенных почвах и при смешанных посевах с местными сортами кукурузы, а также своей полезной роли в предотвращении эрозии почвы. Культура практически не требует внесения удобрений и выращивается на остаточной плодородности и влаге, на неплодородных и истощенных почвах. Имеющиеся данные свидетельствуют о сокращении площади посевов и производства рисового боба в Непале из-за внедрения высокоурожайных сортов кукурузы и увеличения использования химических удобрений, а потребление снижается из-за возросшей доступности более предпочтительных бобовых культур на местных рынках. Современная селекционная работа не проводится, выращиваются только местные сорта с низким потенциалом урожайности. Им приходится конкурировать с другими летними бобовыми, такими как соя (Glycine max), маш, коровячий горох, обыкновенная фасоль (Phaseolus vulgaris) и конский горох (Mactrotyloma uniflorum). Другие факторы, ограничивающие производство рисового боба, включают небольшие и фрагментированные земельные участки и снижение продуктивности.

Rachie & Roberts (1974) classed ricebean as adapted to subhumid regions with 1000–1500 mm precipitation, although they noted that other factors were also involved in adaptation, for example rainfall pattern, moisture distribution, temperature, cloud cover and relative humidity, soil characteristics, pests and diseases. They noted the importance of human needs in assessing adaptation – for example taste, the need for a particular use, or market price. Average yields were between 200 and 300 kg ha−1, although with the potential for 1200 kg ha−1, the crop would grow on a range of soils, and was resistant to pests and diseases. It would mature in as little as 60 days, and although performing well under humid conditions, was also tolerant to drought (NAS 1979) and high temperatures. It is tolerant to some degree of waterlogging, although the young plants appear to be susceptible (de Carvalho & Veira, 1996). Ricebean is also known to be tolerant to acid soils (Dwivedi, 1996). Shattering is a problem in comparison with other grain legumes, and can be particularly serious under conditions of frequent wetting and drying. Ricebean is a neglected crop, cultivated on small areas by subsistence farmers in hill areas of Nepal, northern and northeastern India, and parts of southeast Asia. It can be grown in diverse conditions and is well known among farmers for its wide adaptation and production even in marginal lands, drought prone sloping areas, and flat rainfed tars (unirrigated, ancient alluvial river fans). It is mainly grown between 700 and 1300 m asl, although in home gardens it is found from 200 up to 2000 m. Most of the crop currently grown in Nepal is used as food for humans, with a smaller proportion used for fodder and green manuring. Generally, ricebean is grown as an intercrop with maize, on rice bunds or on the terrace risers, as a sole crop on the uplands or as a mixed crop with maize in the khet (bunded parcels of lands where transplanted rice is grown) land. Under mixed cropping with maize it is usually broadcast some time between sowing maize and that crop's first and second earthing up, so ricebean sowing extends from April–May to June. Ricebean is valuable for its ability to fix nitrogen in depleted soils and in mixed cropping with local varieties of maize, as well as for its beneficial role in preventing soil erosion. The crop receives almost no inputs, and is grown on residual fertility and moisture and in marginal and exhausted soils. Anecdotal evidence indicates that the area and production of ricebean in Nepal is declining due to the introduction of high yielding maize varieties and increasing use of chemical fertilizers, while consumption is decreasing due to increased availability of more preferred pulses in the local markets. No modern plant breeding has been done and only landraces with low yield potential are grown. These have to compete with other summer legumes such as soybeans (Glycine max), black gram, cowpea, common beans (Phaseolus vulgaris) and horse gram (Mactrotyloma uniflorum). Other production constraints that limit the production of ricebean include small and fragmented land holdings and declining productivity.

Морфология

Дикие формы обычно характеризуются тонким стеблем, свободным ветвлением и мелкими листьями, имеют вьющуюся форму роста, чувствительны к фотопериоду и обладают неопределенным типом роста (Lawn, 1995). Цветение происходит асинхронно, и семена склонны к образованию твердой оболочки. Во многих регионах сохранились местные сорта, которые сохраняют многие из этих характеристик, особенно в отношении чувствительности к длине светового дня, формы роста и твердости семян. Окраска семян варьируется, но чаще всего они красные или желтые. Красный тип обычно называют 赤小豆 (чи́ сяо доу) в китайском языке, что буквально означает «маленькая красная фасоль». В традиционной китайской медицине он считается лекарственной травой.

Сборки геммоплазмы

Всемирный центр овощей (ранее Азиатский центр исследований и разработки овощей), расположенный на Тайване, располагает 197 образцами рисового боба, включая 8 генотипов из Непала и 24 из Индии. Однако, паспортные данные для большинства образцов отсутствуют или ограничены (World Vegetable Center, 2007), за исключением непальского генотипа (под названием Mogimass), собранного на высоте 2000 м в районе Баджура. Индийские генотипы IC 7588, IC 8229, EC 18771 и IC 7506 характеризуются как менее чувствительные к фотопериоду, но дополнительная информация о них не представлена. В Индии Национальное бюро генетических ресурсов растений (NBPGR) содержит более 1700 образцов из различных азиатских стран (NBPGR, 2007). Помимо этого, коллекция хранится в Индийском институте исследований зернобобовых, а станция NBPGR в Бховали, штат Уттар-Прадеш, также поддерживает коллекцию, насчитывающую более 300 генотипов (Negi et al., 1996). В Непале подразделение генетических ресурсов растений НАРК хранит коллекцию, состоящую примерно из 300 образцов, собранных в различных регионах страны.

Пищевые аспекты

Бобы кориандра (или Вуальница) играют важную роль в улучшении здоровья человека, животных и плодородия почвы. Все сорта, по-видимому, являются хорошими источниками белка, незаменимых аминокислот, незаменимых жирных кислот и минеральных веществ (Mohan & Janardhanan, 1994), а высушенные семена – прекрасное дополнение к рациону, основанному на злаках.

Питание человека

Рис чаще всего подается в виде дала – либо замоченного на ночь и варенного с небольшим количеством специй, либо приготовленного в скороварке. Помимо различных рецептов супов и соусов из бобовых, их используют и другими способами: целиком, вареными или жареными, в виде муки или измельченными для приготовления жареных блюд или закусок. Некоторые рецепты специфичны для определенных бобовых, но многие допускают замену. Употребление зеленых стручков в качестве овоща зафиксировано, но не получило широкого распространения, хотя неопределенный характер роста многих сортов благоприятен для обеспечения стабильного снабжения зелеными стручками в течение длительного периода года. Содержание сырого белка в рисовом бобе ниже, чем в большинстве бобовых, хотя наблюдается значительная вариабельность. Гопинатан и др. (1987) отмечают, что содержание белка у родственных диких видов (например, Vigna minima) обычно выше, чем у культивируемых сортов, поэтому существует потенциал для селекции с целью повышения содержания белка. Однако, по данным нескольких авторов, аминокислотный состав хорошо сбалансирован для потребления человеком (например, Chandel et al., 1978; Mohan & Janardhan, 1994; de Carvalho & Vieira, 1996). Как и в случае с другими бобовыми, важной проблемой является содержание в рисовом бобе различных антинутриентов, в частности фитиновой кислоты (фитата), полифенолов и клетчатки, которые снижают усвоение микроэлементов, особенно железа и цинка. Селекция семян с низким содержанием фитата возможна, но существуют противоречивые мнения о ее целесообразности, поскольку фитат также является питательным веществом для человека и играет различные роли в жизненном цикле растения. Особое внимание следует уделять веществам, вызывающим метеоризм, при продвижении бобовых для потребления человеком (Smil, 1997). Ревиллеза и др. (1990) протестировали содержание известных олигосахаридов, вызывающих вздутие живота, в распространенных бобовых из Филиппин и оценили их потенциал вызывать вздутие: Sam samping (Clitoria ternatea) > гиацинт бобовый (Lablab purpureus, syn. Dolichos lablab L) > фасоль лимская (Phaseolus lunatus) > меч-боб (Canavalia gladiata) > рисовый боб > боб якорный (Canavalia ensiformis). В двух различных сортах рисового боба содержание олигосахаридов составило 2,25 и 2,55% соответственно. Kaur & Kawatra (2000) измерили влияние замачивания, варки в открытой посуде, приготовления в скороварке, проращивания и их комбинаций. Все эти методы привели к значительному снижению содержания сахаров, вызывающих газообразование, хотя наиболее эффективной оказалась комбинация проращивания и приготовления в скороварке. В то время как большинство бобовых содержат один или несколько ингибиторов ферментов и подобные антинутритивные или токсичные факторы (Smil, 1997), содержание таких веществ в рисовом бобе, по-видимому, невелико.

Ricebean is most often served as a dal, either soaked overnight and boiled with a few spices, or cooked in a pressure cooker. Apart from various recipes for dal soups and sauces, pulses are also used in a number of other ways, either whole, cooked or roasted, as flour, or ground to make various deep fried dishes or snacks. Some recipes are specific to particular pulses, but many are open to substitution. The consumption of green pods as a vegetable has been recorded but is not widespread, although the indeterminate growth habit of many varieties is beneficial in providing a steady supply of green pods over long periods of the year. The raw protein content of ricebean is lower than that of most pulses, although there is considerable variation. Gopinathan et al. (1987) note that the protein content of related wild species (e. g. Vigna minima) tends to be higher than of cultivated lines, so there may be potential to breed for improved protein content. However, the amino acid composition is reported by several authors to be well balanced for human consumption (e. g. Chandel et al., 1978; Mohan & Janardhan, 1994; de Carvalho & Vieira, 1996). As in other pulses, an important problem is that ricebean contains various antinutrients, notably phytic acid or phytate, polyphenols and fibres that reduce micronutrient uptake, in particular iron and zinc. Breeding for low phytate seeds is possible, but there are conflicting opinions about its desirability because phytate is also a human nutrient, and also plays various roles in the life cycle of the plant. Special concern for flatulence producing substances is important when a pulse is promoted for human consumption (Smil, 1997). Revilleza et al. (1990) tested the content of known flatulence producing oligosaccharides in common legumes from the Philippines and ranked them on their flatulence producing potential: Sam samping (Clitoria ternatea) > hyacinth bean (Lablab purpureus, syn. Dolichos lablab L) > Lima bean (Phaseolus lunatus) > swordbean (Canavalia gladiata) > ricebean > jack bean (Canavalia ensiformis). Two different varieties of ricebean contained 2.25 and 2.55% oligosaccharides. Kaur & Kawatra (2000) measured the effect of soaking, open pan cooking, pressure cooking, sprouting and combinations of these. All led to a significant reduction of the content of flatus producing sugars, although the most effective was a combination of sprouting and pressure cooking. While most legumes contain one or several enzyme inhibitors and similar antinutritive or toxic factors (Smil, 1997), the content of such substances appears to be low in ricebean.

Питание животных

Бобы риса ценны как высококачественный фураж, который, как известно, повышает молочную продуктивность скота.

Травянистые

Красный вид фасоли риса используется в традиционной китайской медицине, иногда в сочетании с Angelica sinensis (當歸). Информации о применении в народной медицине Непала или Индии нет.

Культурное значение

В Южной Азии широко распространена идея разделения продуктов питания на горячие, холодные и нейтральные. Это имеет важное значение для выбора рациона, поскольку такое восприятие не только способствует балансу между горячими и холодными продуктами в ежедневном питании, но и поощряет или препятствует употреблению различных продуктов в зависимости от сезона и при болезни. Gittelsohn et al. (1997) опубликовали данные об этом восприятии ряда продуктов питания в Непале. Их данные показывают, что разделение на горячие и холодные продукты не имеет серьезного "научного" обоснования. Например, йогурт считается холодным, а козье молоко – горячим, мясо буйвола – холодным, а рыба и курица – горячими, черный горох – холодным, а красный горох (бобы-лима) – горячим. Такое восприятие часто зависит от конкретной местности, поэтому эти выводы нельзя обобщать на весь Непал (или Южную Азию!). В исследовании не приводились комментарии относительно классификации фасоли-вигны. В Непале фасоль-вигна обычно относят к холодной пище (например, в округах Гулми, Кайлали, Сьянджа, Данг, Горкха), и считается, что она охлаждает людей летом. Однако также говорят, что она согревает зимой. В округе Илам, на востоке Непала, фасоль-вигна считается горячей, и там пожилым и больным людям не рекомендуется есть ее в жаркую погоду, так как она плохо переваривается и может вызвать расстройство желудка у ослабленных людей. Другой источник из Илама сообщает, что фасоль-вигна, хотя и может вызывать дискомфорт в желудке, мягче и легче усваивается, чем другие бобовые, и поэтому часто подается людям, страдающим от несварения. Независимо от того, считается ли она горячей или холодной, основная часть фасоли-вигны потребляется вскоре после сбора урожая, поэтому урожай лишь косвенно влияет на продовольственную безопасность в период нехватки продовольствия перед и в начале сезона муссонов. Некоторые устные свидетельства из Непала указывают на то, что фасоль-вигна не играет особой церемониальной роли. Это контрастирует с черным горохом, который используется в церемониальных целях среди индусов высших каст, а также, например, среди народа рай в долине Арун. Кроме того, черный горох считается более вкусным и имеет более высокую рыночную цену, поэтому фермеры, если им приходится выбирать, склонны заменить им фасоль-вигну. Квати (или кувати на языке невари) – это суп из смешанных пророщенных бобов, который подается на фестивалях Джанай Пурнима или Ракша Бандхан. Фасоль-вигна – одна из девяти бобовых, используемых в этом рецепте. Фестиваль знаменует собой окончание сезона муссонов, когда люди, по традиционным представлениям (и, вероятно, в реальности), были ослаблены, недоедали и подвержены болезням. В связи с этим считается, что квати "придает силы" и очищает желудок, поскольку смешанные пророщенные бобы трудно перевариваются и тем самым очищают желудок. Кроме того, считается, что употребление квати убивает определенный вид комаров (Löwdin, 1998). Хотя в Непале фасоль-вигна в определенной степени воспринимается как "пища для бедных", она не вызывает особого порицания, поэтому ни одна этническая или кастовая группа не имеет против нее правил. В Данге фасоль-вигна особенно популярна среди народа тхару (коренных жителей Терая), у которых есть вариант квати, для приготовления которого требуется десять различных бобов. В одном источнике упоминается, что, поскольку считается, что фасоль-вигна придает силу, ее часто подают рабочим, а также иногда употребляют сами при выполнении тяжелой работы.

In South Asia, the idea of a division of foods into hot, cold and neutral is very common. This has an important bearing on dietary choices, as this perception not only promotes a balance between hot and cold food stuffs in daily nutrition, but also encourages or discourages the consumption of various items according to season, and during sickness. An account of the perception of a number of food items in Nepal has been published by Gittelsohn et al. (1997). Their data shows that there is hardly any “scientific” basis for the division into hot and cold foods. For instance, yogurt is cold while goat milk is hot, buffalo meat is cold while fish and chicken is hot, and black gram is cold while red gram (cowpea) is hot. This perception tends to be location specific, so these findings cannot be generalised all over Nepal (or South Asia!). Their study did not comment on the hot cold rating of ricebean. In Nepal, ricebean tends to be categorised as a cold food (e. g. in Gulmi, Kailali, Syangja, Dang, Gorkha districts) and it is said to cool people in the summer. However, it is also said to make people warm during the winter. In Ilam District in Eastern Nepal, ricebean is considered hot, and there it is advised that old and sick people should not eat it during the hot season, as it is not easily digested and weak people would get stomach problems from eating it. Another account from Ilam stated that ricebean, although creating some stomach unrest, was milder and more digestible than other pulses, and therefore often served to people who suffer from indigestion. Whether hot or cold, the major share of ricebean is consumed soon after harvest, so the crop will only indirectly impact on food security during the lean season in the pre and early monsoon period. Some oral evidence from Nepal says that ricebean does not have a particular ceremonial role. This is in contrast to black gram which is used for ceremonial purposes among high caste Hindus, and also for instance among Rai people in the Arun Valley. In addition, black gram is considered tastier and fetches a higher market price, so will tend to replace ricebean if the farmer has to make a choice. Quantee (or kwati in Newari) is a mixed bean sprout soup served at the Janai Purnima or Raksha Bhandan festival. Ricebean is one of nine beans prescribed for this recipe. The festival marks the end of the monsoon where people by traditional perception (and probably also in reality) have been weak, undernourished and subject to diseases. In this respect, quantee is said “to make one strong” and to purify the stomach as the mixed bean sprouts are hard to digest and so cleans the stomach. In addition, eating quantee is said to kill a certain type of mosquito (Löwdin, 1998). While ricebean in Nepal is to some extent perceived as a "poor man's food", it is not particularly stigmatised, so no ethnic or caste group actually has a rule against it. In Dang, ricebean is particularly enjoyed by Tharu (indigenous Terai) people, who have a version of quantee which requires ten different beans. One source mentioned that since ricebean is supposed to make you strong, people will often serve it to labourers, while also occasionally consuming it themselves in connection with tasks requiring hard work.

Потенциал

До сих пор мало что было сделано для реализации потенциала рисового боба: есть несколько характеристик, требующих внимания селекционеров, прежде чем он сможет получить широкое распространение. Большинство сортов очень чувствительны к фотопериоду, поэтому при выращивании в субтропиках они зацветают поздно и демонстрируют сильный вегетативный рост. Их вьющаяся форма делает их очень подходящими для использования в качестве промежуточной культуры с такими видами, как кукуруза, сорго и, возможно, некоторые менее распространенные виды проса, которые могут служить опорой, но также затрудняют сбор урожая. Многие существующие сорта подвержены растрескиванию и имеют высокий процент твердых семян. В Индии проводились работы по улучшению урожайности рисового боба, но не в Непале. Однако использование рисового боба в качестве зеленого удобрения изучалось в серии полевых экспериментов в Непале, и это показало, что он является одной из лучших бобовых культур для этой цели благодаря высокой биомассе, производимой за короткий период времени, легкому включению в почву и быстрому разложению.

Химия

Глюкозид катехина 7-O можно обнаружить в семенах V. umbellata. В условиях in vitro это соединение проявляет антиоксидантную активность, что приводит к цитопротекторному эффекту.