Бобовые растения: плодовые и декоративные. Семейство бобовые — fabасеае, или leguminosae: описание Семейство бобовых деревья виды

Латинское название - fabaceae или papillionaceae.
Класс двудольные.

Описание. Название этого семейства определяется, как названием плода – боб, так и формой цветка, венчик которого внешне напоминает летящего мотылька. Бобовые растения представлены самыми разными жизненными формами - от крошечных пустынных растений до огромных деревьев и лиан, однако все они объединяются по одинаковым признакам. Их плодом является боб, цветки мотылькового типа, а на поверхности корней расположены клубеньки, образованные с помощью бактерий. Другая характерная особенность бобовых - это способность клубеньковых бактерий фиксировать газообразный азот из атмосферы в дополнение к азоту почвы.

Семейство бобовые объединяет более 17 тыс. видов ценных культурных и дикорастущих растений и подразделяется на три подсемейства: мимозовые, цезальпиниевые и мотыльковые. Его представители адаптированы к любым природным условиям и являются средообразователями внутри многих растительных сообществ, причем древесные и травянистые формы почти одинаково обильны. Наибольшим растением семейства является тропическое твердолиственное бобовое дерево компассия малаккская (koompassia moluccana) высотой 82,4 м. и диаметром ствола 1,49 м.

Бобовые культуры представляют собой растения, которые сильно различаются между собой, как хозяйственным значением , так и биологически, т.е. отношением к влаге, теплу и пище. У некоторых из них семена богаты белком – это пищевые продукты (соя, горох, фасоль, чечевица, арахис и др.). Многие бобовые - кормовые травы (люцерна, клевер, люпин, верблюжья колючка, донник и т.д.), которые являются ценным кормом для животных, как в зеленом, так и в сухом виде. Есть лекарственные бобовые растения (солодка, метельник прутьевидный, термопсис), медоносные (сараделла, пацелия) и даже технические (кроталярия, синегальская акация). Двадцать три виды бобовых занесены в Красную книгу России.

В тканях корней мотыльковых обитают очень подвижные клубеньковые бактерии величиной от 0,5 до 3 мкм. После проникновения внутрь корневого волоска они вызывают интенсивное деление его клеток, в результате чего появляется небольшое разрастание - клубенек. Растения получают от бактерий необходимое количество соединений азота, а те, в свою очередь, получают от растения жизненно важные органические вещества.

Все растения семейства бобовых, как правило, имеют сложные листья: у люпина они пальчатосложные, у фасоли, сои и клевера - тройчатосложные, у гороха – парноперистосложные, и у белой акации - непарноперистосложные. Расположение листьев очередное. У их основания находятся неплохо развитые парные прилистники в виде или зеленых листьев (горох), или колючек (белая акация).

Цветок бобовых неправильный и состоит из 5 неодинаковых лепестков, получивших определенные названия. Самый крупный, называется парус, пара соседних, более узких и расположенных симметрично - это весла или крылышки, а два последних, сросшиеся вдоль нижнего края, названы лодочкой, внутри которой в окружении 10 тычинок помещен пестик. Все цветки бывают одиночными или собранными в соцветия: кисть (люпин, горох), головку (клевер) или простой зонтик (лядвенец). Их количество в соцветии бывает разное, вплоть до одного, но тогда достаточно большого размера. Формула цветков мотыльковых: Ч (5) Л 1+2+(2) Т 1+(4+5) П 1 или Са (5) Сo 1+2+(2) А 1+(4+5) G 1

Плод бобовых , называемый боб, а в народе – стручок, обладает особым строением и развивается из единственного плодолистика. Он представляет собой некий одногнездный плод с двумя створками, к внутренней части которых прикреплены семена. У некоторых видов мотыльковых (односемянные) бобовое зернышко лишь одно, у большинства других (многосемянные) – их несколько. При созревании плоды раскрывается по одному (для представителей подсемейства цезальпиниевыех) или двум швам. Бобы бывают самой разнообразной формы и размеров. Самый крупный, достигающий в длину до 1,5 м, - у эптады лазящей (Enlacia scaridens). Он одновременно является и самым большим в мире.

Распространение. Растения семейства мотыльковых произрастают на всех континентах от тропиков до полярных островов и в разных природных зонах от пустынь до влажных лесов и болот. В большинстве стран умеренно теплого, тропического и бореального климатов они составляют основную часть местной флоры. Лишь в местах с холодным климатом доля их участия сравнительно не велика. Представители бобовых великолепно приспособились к дефициту влаги на неплодородных глинистых почвах, подвижных песках и даже способны подниматься в горы на высоту до 5 тыс. метров. Во влажных тропиках и субтропиках они нередко входят в состав лесов, как основные породы.

Размножение мотыльковых характеризуется типом опыления и большим разнообразием способов распространения семян. Многие зерновые бобовые культуры (горох, соя, фасоль, некоторые виды люпина и др.) относятся к самоопылителям. У них опыление происходит цветами одного растения. При полном созревании пыльцы пыльник тычинки лопается, и она разносится насекомыми или ветром.

Важнейшую роль в процессе перемещения бобовых зерен играют ветер и вода. Крыловидные выросты позволяют иногда плодам свободно планировать на десятки метров, как у тропического дерева компассии малаккской. Разнообразные выросты или крохотные шипы, выполняющие роль зацепок, способствуют расселению растений животными. Также известны факты, когда зрелый плод растрескивается, вскрываясь двумя створками. В этот момент створки одновременно с силой закручиваются, разбрасывая семена на метр от родительскою растения. При благоприятных условиях хранения семена бобов даже спустя десятилетие способны дать отличную всхожесть.

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.

В семействе Бобовых насчитывается около 12 тыс. видов растений. Среди бобовых много однолетних и многолетних травянистых растений, есть деревья и кустарники. Большинство травянистых видов семейства сосредоточено в странах с умеренным и даже холодным климатом, деревья и кустарники в основном представлены в тропиках и субтропиках.

Из возделываемых пищевых бобовых растений в России особенно распространены горох, фасоль, соя, чечевица, бобы, нут и некоторые другие. Клевер, люцерна, кормовые бобы и вика дают высококалорийный корм для сельскохозяйственных животных.

Широко распространены и декоративные бобовые растения: желтая акация, душистый горошек, на юге - белая акация и глициния.

Много растений из семейства Бобовых растет на лугах (клевер, донник, чина), в лесах (вика), в степях и полупустынях (астрагал, верблюжья колючка, солодка).

Рис. 44. Бобовые. А - горох; Б - клевер красный: 1 - цветок, 2 - парус, 3 - весла, 4 - лодочка, 5 - плод боб, 6 - клубеньки

Плод у растений этого семейства - боб (. 44). Цветок имеет своеобразный пятилепестковый, двусторонне симметричный венчик. Каждый из лепестков имеет свое название: верхний-парус , 2 боковых - весла , а 2 нижних сросшихся - лодочка : головку (у клевера) или (у люпина, донника и др.).

Горох

Фасоль . Этот

Соя

Вика

Клевер луговой

Люпин

Парус, 2 боковых - весла , а 2 нижних сросшихся - лодочка . Лепестки лодочки прикрывают собой пестик, окруженный 9 сросшимися и одной свободной тычинками. Цветки бобовых собраны в : головку (у клевера) или (у люпина, донника и др.).

Листья и соцветия бобовых у разных видов растений неодинаковы. У одних бобовых листья тройчатые (как у клевера), у других (например, сои, фасоли, гороха, акации и вики) - перистосложные, у третьих - пальчатосложные (как у люпина).

На корнях бобовых растений образуются клубеньки, в которых поселяются , связывающие молекулярный азот воздуха и обогащающие почву азотными соединениями.

Горох . Типичное растение семейства Бобовых - горох посевной-одно из древнейших культурных растений (рис. 44, А). Он происходит от дикорастущих видов гороха, встречающихся на субальпийских лугах гор Кавказа, Афганистана, Индии. Горох- однолетнее травянистое растение. Листья сложные, оканчивающиеся ветвистыми усиками, которые цепляются за подпорки или соседние растения и таким образом поддерживают тонкий слабый стебель. Цветок и плод имеют характерное для семейства строение. В бобе гороха около 10 семян, содержащих большое количество белков, что обусловливает их высокую пище­вую ценность. Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактерия­ми горох, как и другие бобовые растения, отличается высоким содержанием азота, а следовательно, белков. Корни его, сгни­вая, обогащают почву азотом. Культуры, следующие за горо­хом и другими бобовыми, получают таким образом азотные удобрения.

Фасоль . Этот объединяет около 200 разных видов бобо­вых, распространенных главным образом в тропиках. В куль­туру введено около 20 видов. Это растение с тройчатыми круп­ными листьями и вьющимися стеблями. и плода фасоли сходно со строением цветка и плода гороха. Семена фасоли содержат большое количество белков. Возделывают ее преимущественно в южных районах.

Соя . Это культурное однолетнее растение, похожее на фа­соль, но с толстым грубым прямостоячим стеблем. Достигает высоты 1 м. Родина сои - Китай. Распространена она в Япо­нии, в СНГ, США. В СНГ это ценнейшее растение возделывается преимущественно на Дальнем Востоке, в Средней Азии, на Северном Кавказе, Украине и в Молдавии. В 100 г семян сои содержится до 45 г белка, до 27 г растительного масла и до 20 г крахмала. Соевый белок хорошо усваивается и по питательности не уступает мясу. Соевое масло использу­ется в кулинарии, в производстве маргарина, применяется в мы­ловарении. Из соевой муки приготовляют пищевые продукты: хлеб, конфеты, , сливки, соусы. В соевом масле содер­жатся ценные витамины. Соевая ботва используется на корм скоту.

Вика . Однолетняя вика посевная возделывается как ценная кормовая трава для получения сена или зеленой массы. Листья сложные, парноперистые, заканчиваются усиком. Цветок с бе­лым, розовым или лиловым венчиком. Плод - боб. Так как сте­бель у вики слабый, полегающий, ее выращивают в смеси с ов­сом. Стебли овса служат опорой для вики: листовые усикн вики закручиваются вокруг стеблей овса и поддерживают расте­ние в вертикальном положении.

Клевер луговой , или красный (рис. 44, Б). Возделывается преимущественно в нечерноземной полосе. Многолетнее травя­нистое растение с тройчатыми листьями и красными шаровид­ными соцветиями - головками. Цветки мелкие. Перекрестное опыление осуществляется насекомыми. Трубка венчика у кле­вера длинная, поэтому доставать нектар и производить опыле­ние могут только насекомые с длинным хоботком - шмели, иногда пчелы. Плод у клевера - односеменной боб. После по­сева клевера, как и других бобовых растений, почва обогаща­ется солями азота.

Кроме клевера красного, в СНГ встречается свыше 60 видов клеверов. Все клевера - ценные кормовые расте­ния.

Люпин . Большое значение в сельском хозяйстве имеет лю­пин-бобовое растение с пальчатосложными листьями. Его выращивают на зеленое удобрение, особенно для улучшения песчаных почв. Для этого выращенный люпин запахивают в почву. Такое зеленое удобрение обогащает почву азотными солями и повышает ее плодородие.

Семейство Бобовые имеет еще одно название – Мотыльковые. Это семейство относится к классу Двудольных растений. Оно включает огромное количество растений.

Среди общих признаков всех растений семейства бобовых следует отметить следующие. Цветки у представителей семейства неправильные. Они имеют пять лепестков, отличающихся по форме и размерам, и десять тычинок. Плоды бобовых имеют характерное строение. Название их соответствует названию семейства – боб. К общим признакам относится и тот факт, что завязь всегда одночленная, не разделенная на доли. Плод всегда двустворчатый, в большинстве случаев многосемянный. Односемянный встречается только у растений рода Клевер. Когда семена созревают, плод лопается вдоль шва. Семена крепятся непосредственно на створках.
Семейство бобовых очень большое. Оно включает более двухсот родов и более шести тысяч видов. Растут бобовые по всему миру, во всех широтах и климатических условиях. Они встречаются на альпийских лугах и Крайнем Севере, а также в пустынях и тропических лесах.
В семействе практически в равных количествах представлены травянистые формы и деревья с кустарниками.
Большое семейство разделяется на три подсемейства: собственно Бобовые, которые включают наибольшее количество представителей, Мимозовые и Цезальпиниевые, произрастающие исключительно в теплом климате.
Представители подсемейства бобовые имеют двусимметричный цветок. Он состоит из неопадающей чашечки, включающей пять чашелистников, венчика из пяти лепестков, десяти тычинок и пестика. Лепестки раскрывшегося цветка напоминают мотылька с распахнутыми крылышками. От этого и появилось название мотыльковые. Также нередко цветок сравнивают с лодочкой. Самый крупный лепесток называется парус, боковые небольшие симметричные лепестки – веслами, а нижние сросшиеся – лодочкой. Именно в лодочке и находятся пестик и десять тычинок, из которых девять сросшихся, а одна свободная (у большинства видов подсемейства). Сросшиеся тычинки образуют пластинку, облегающую пестик.
Листовая пластинка бобовых обычно сложные. Они могут быть перистыми, лапчатыми с большим количеством листочков. Нередки у этих растений и прилистники, которые могут достигать значительных размеров, в некоторых случаях больше самих листьев. Частыми элементами являются усики. Они развиваются на вершине сложных листьев. Усики бывают как простые, так и разветвляющиеся.

К подсемейству бобовых относится множество родов повсеместно известных растений: , Бобы, Люпин, Чечевица, Соя, Вика и многие другие.

К подсемейству Цезальпиниевые относится значительно меньше родов. Данная группа отличается меньшей неправльностью цветков. У них несросшиеся все десять тычинок и несрастающиеся нижние лепестки, которые у растений подсемейства бобовых образуют лодочку. Плоды у цезальпиниевых раскрываются по одному шву или же не раскрываются совсем. К данному подсемейству относятся роды , Цезальпиния, Тамаринд, Рожковое дерево и некоторые другие.

Еще меньше родов входит в подсемейство Мимозовых. Они произрастают только в теплом климате. Цветы мелкие, почти правильные, собраны в плотные соцветия головки, а иногда и в кисти. Число чашелистников и лепестков колеблется от четырех до шести. Число тычинок колеблется от четырех до неопределенного множества. Листья мимозовых обычно двоякоперистые и имеют мелкие доли. Плоды – стандартный боб, не имеющий особых отличий. Наиболее яркими представителями мимозовых являются мимоза стыдливая, акация настоящая и некоторые другие.

Семейство бобовые обширная группа, включающая в себя разнообразных представителей. Встречаются в ней и лекарственные растения. К таким относятся Галега лекарственная, Язвенник целебный, Клевер красный и многие другие.

Если рассматривать экономическую значимость бобовых растений, то стоит отметить, что уступают они только злаковым. Издавна плоды бобовых растений использовались в пищу и сейчас они являются важнейшим пищевым продуктом. Возделывают фасоль, горох, бобы, соя и арахис, маш. Существуют тропические бобовые рода Пахизирус, образующие клубни, которые также употребляются в пищу.
Помимо пищевых существуют кормовые виды бобовых, такие как клевер, люцерна, люпин, вика.
Бобовые дают и ценную древесину. Прежде всего, это деревья, относящиеся к родам Акация и Прозопис. Ценную древесину дают афрормозия золотистая, дальбергии, птерокарпусы и многие другие тропические деревья, относящиеся к семейству бобовых.