豆類

多くのマメ科植物は、根系の根粒内にリゾビウムと呼ばれる共生細菌を含んでいます（スティフノロビウム属の植物はこの規則の例外です）。これらの細菌は、大気中の分子状窒素（N₂）から_{アンモニア}（NH₃）に窒素を_固定する特別な能力を持っています。^{[ 8 ]}化学反応は次のとおりです。

N₂ ₊ 8H⁺ ⁺ 8e⁻ ^→ 2NH₃ ₊ H₂_​

アンモニアは、次の反応によって、（一部の）植物が利用できる別の形態であるアンモニウム（NH₄⁺）に変換されます。

NH₃ + ^H⁺ → NH₄⁺_​​

この構造により、根粒はマメ科植物にとって窒素源となり、窒素含有アミノ酸とタンパク質が比較的豊富になる。したがって、窒素はタンパク質の生成に不可欠な成分である。

例えば収穫後、畑でマメ科植物が枯死すると、残った植物体内のアミノ酸に組み込まれた窒素がすべて土壌に放出されます。土壌中では、アミノ酸は硝酸塩（ NO − 3）に変換され、窒素が他の植物に利用可能になり、将来の作物の肥料として機能します。^{[ 9 ] [ 10 ]}

多くの伝統的な農業や有機農業では、マメ科植物を含む輪作や混作が一般的です。マメ科植物と非マメ科植物を交互に栽培したり、生育期間の一部で両方を一緒に栽培したりすることで、窒素肥料を施用しなくても、畑に十分な量の窒素化合物を供給することができ、良好な収穫を得ることができます。マメ科植物は緑肥としてもよく利用されます。

スリランカでは、ココナッツと大豆の混作として知られる多毛作が発展しました。穀物豆類は、ココナッツ（Cocos nuficera）の果樹園で、混作または換金作物として2つの方法で栽培されています。これらは主にタンパク質、植物油、土壌肥沃度を維持する能力のために栽培されています。^{[ 11 ]}しかし、3～4年後の連続栽培は穀物収量を大幅に減少させます。^{[ 12 ]}

熱帯および亜熱帯のアジア、アフリカ、オーストラリア、オセアニアで見られる穀物豆類の一般的な害虫は、ハエ科に属する「豆バエ」と呼ばれる微小なハエです。これらは最も破壊的であると考えられています。これらのハエの宿主範囲は、栽培されている豆類の間で非常に広くなっています。植物への寄生は発芽から収穫まで始まり、初期段階で作物全体を破壊することができます。^{[ 13 ]}クロマメアブラムシは、ソラマメや他の豆類にとって深刻な害虫です。この害虫の一般的な宿主は、ヨモギ、アザミ、ギシギシです。エンドウゾウムシとマメゾウムシは、葉の縁を損傷し、特徴的な半円形の切れ込みを残します。茎線虫は非常に広く分布していますが、宿主植物が栽培されている地域でより頻繁に見られます。^{[ 14 ]}

一般的なマメ科植物の病気には、 Colletotrichum trifoliiによって引き起こされる炭疽病、Pseudomonas syringae pv. syringaeによって引き起こされる一般的な葉斑病、Physoderma alfalfaeによって引き起こされる冠疣贅病、Peronospora trifoliorumによって引き起こされるべと病、 Fusarium spp. によって引き起こされる根腐病、 Uromyces striatusによって引き起こされるさび病、Sclerotinia trifoliorumによって引き起こされる冠腐病と茎腐病、 Sclerotium rolfsiiによって引き起こされる南部枯病、 Pythium spp.によって引き起こされるピシウム（褐変）根腐病、 Fusarium oxysporumによって引き起こされるフザリウム萎凋病、 Meloidogyne haplaによって引き起こされる根こぶ病などがあります。これらはすべて生物的問題に分類されます。^{[ 15 ]}

非生物的問題には、栄養素の欠乏（窒素、リン、カリウム、銅、マグネシウム、マンガン、ホウ素、亜鉛）、汚染物質（大気、水、土壌、農薬による損傷、肥料焼け）、有毒なミネラル濃度、および生育に適さない条件が含まれます。^{[ 16 ]}

穀物豆類は、人間や動物の食用となる種子、または工業用途の油を目的として栽培されています。 ^{[ 18 ]}穀物豆類には、豆、レンズ豆、ルピナス、エンドウ豆、ピーナッツなどがあります。^{[ 19 ]}

豆類は、ビーガンの肉や乳製品の代替品の重要な材料です。世界市場では、植物性タンパク質源として利用が拡大しています。^{[ 20 ] [ 21 ]}豆類を含む製品は、2013年から2017年の間にヨーロッパで39%増加しました。^{[ 22 ]}

調理前に塩を加えると、豆が十分に火が通らないという誤解がよくあります。豆が柔らかくならないのは、豆が古い場合や、鍋の水が硬かったり酸性の材料が入っていたりする場合があり、調理前に塩を加えることで味付けが良くなります。^{[ 23 ] [ 24 ]}

飼料用マメ科植物は大きく2種類に分けられます。アルファルファ、クローバー、ソラマメ（Vicia）、スタイロ（Stylosanthes）、またはArachisなどのものは、牧草地に播種され、家畜に放牧されます。LeucaenaやAlbiziaなどのものは、家畜によって分解されるか、人間によって定期的に伐採されて飼料となる木質の低木または樹木です。マメ科植物をベースとした飼料は、多年生牧草をベースとした飼料よりも動物のパフォーマンスを向上させます。その要因としては、摂取量の増加、消化速度の速さ、飼料変換率の高さなどが挙げられます。^{[ 27 ]}

畜産用に栽培される作物の種類は、農業システムによって異なります。牛の飼育では、グリリシディア・セピウムなどのマメ科の木を畑の端に植えて牛に日陰を提供することができ、その葉や樹皮は牛に食べられることが多いです。緑肥は、主作物の収穫と次の作物の植え付けの間に栽培することができます。^{[ 28 ]}

花を目的として栽培されるマメ科植物には、ルピナスなどがあり、ルピナスは花を目的として商業的に栽培されているほか、世界中の庭園でも人気があります。工業的に栽培されるマメ科植物には、インディゴフェラ属やアカシア属などがあり、それぞれ染料や天然ゴムの生産のために栽培されています。休耕地や緑肥として栽培されるマメ科植物は、ほとんどのマメ科植物の根に蓄積された高濃度の大気中窒素を利用するために、土壌に鋤き込まれるように栽培されます。この目的で栽培されるマメ科植物には、リュウゼツラン属、シアモプシス属、セスバニア属などがあります。世界中で、アカシア属やカスタノスペルマム・アウストラレなど、さまざまなマメ科植物が木材生産のために栽培されています。

ハニーロカスト（Gleditsia ）のようなマメ科の樹木は、アグロフォレストリーに利用できます。^{[ 29 ]}一方、ニセアカシア（Robinia pseudoacacia）^{[ 30 ]} 、ケンタッキーコーヒーノキ（Gymnocladus dioicus）^{[ 31 ]} 、キンギョソウ^{[ 32 ]}、木質のつる性植物であるフジなどには、有毒な成分が含まれています。

2016年国際豆類年は、国連総会第68回会期で宣言されました。^{[ 40 ]}国連食糧農業機関は、各国政府、関連機関、非政府組織、その他の関係者と協力して、この年の実施を促進するよう指名されました。その目的は、食料安全保障と栄養を目指した持続可能な食料生産の一環として、豆類の栄養上の利点に対する一般の認識を高めることでした。この年は、豆類由来のタンパク質をより良く利用し、豆類の世界的な生産をさらに進め、輪作をより良く利用し、豆類の世界貿易における課題に対処するために、食品サプライチェーン全体でつながりを促進する機会を生み出しました。^{[ 40 ] [ 41 ]}