這類植物莖不同于一般形態(tài),在植物學上常稱為變態(tài)莖,有的如球形,如仙人球(Echinopsis multiplex);有的扁平如帶, 如令箭荷花(Epiphyllum ackermannii);有的呈紡鍵狀,如紡錘樹(Cavanillesia atborea)等。這類植物大多數(shù)是生長在美洲和非洲的仙入掌科植物,它們是不是屬于旱生植物有爭議。布?。˙rown, 1933)曾發(fā)現(xiàn)仙人掌類的Rhopalota aphyll 生長在南非巖石間的水坑里,并沉在25厘米的水下。 英國皇家植物園在栽培這種植物時,也必須把栽培的盆子浸沒在水中,說明這類植物雖有許多旱生植物的特征,但不限于生長在 干旱的地方。固然仙人掌類植物可以生長在其它環(huán)境,甚至在水分條件好的地方生長還好,但應(yīng)當看到它們大量分布的地方是美洲荒漠,稀樹干草原地帶,一生中要經(jīng)歷全部或一段時間的干旱生活時期,無疑是一種旱生植物。
仙人掌類的根系不很發(fā)達,根細而多分枝,橫向延伸,在有水時生長快,屬淺根系;這類植物的莖肉質(zhì)有多種形態(tài),有的植物長有棘刺或毛狀刺,顏色多為綠色,具同化能力;葉的情況多樣,有的不發(fā)育如蟹爪蘭(Zygocatus truncatus), 有的葉發(fā)育扁平或圓柱狀鱗片,瞬即脫落,如仙人掌屬(OPuntia),有的能長正常的葉,但在旱季來臨時,脫落,到雨季來到時再長新葉, 如紡錘樹。總之,這類植物是在空間或時間上減少蒸騰量,其效果是驚人的,如有的仙人掌類植物作為標本放置8 了年,重量僅從7.5公斤減少到 3.5公斤;有的放3年還澆水還能開花。
仙人掌類角質(zhì)膜厚,表皮細胞外切向壁加厚,氣孔器下陷;表皮下是厚角組織組成的下皮層;其內(nèi)是含葉綠體的同化組織;再向內(nèi)的皮層和中心的髄部都很發(fā)達,是一些大而圓形具紋孔的貯水細脃,常含粘液;維管組織和機械組織不發(fā)達,木質(zhì)部主要是含有環(huán)紋及螺紋的管胞,沒有生長輪。紡錘樹一類植物樹干粗達幾米,主要是莖內(nèi)有特別發(fā)達、疏松柔軟的木質(zhì)部,木質(zhì)部成了植物的貯水室,到雨季時,一株樹可貯幾噸水,到旱季時慢慢享用。
總結(jié)這類莖特征:①莖肉質(zhì)肥大多漿;②盡量縮小體表面積,有球形莖的形態(tài);③莖具有同化作用;④莖表皮及角質(zhì)膜加厚;⑤氣孔器多下陷;⑥有特別發(fā)達的貯水結(jié)構(gòu);⑦維管組織和機械組織不發(fā)達,⑧葉退化或早落;⑨多為淺根系。
這類植物沒有典型葉,或者葉基本不發(fā)育,也有的極度退化為鱗片,例如沙拐棗屬(Calligonum),梭梭屬(Haloxylon)、麻黃屬(Ephedra)等。
本類植物多為半灌木、灌木和小喬木,葉片退化為膜質(zhì)鱗片,減少了蒸騰面積,節(jié)約利用有限的水分;幼莖肉質(zhì)多漿,綠色,代葉行光合作用,故稱為“同化莖或枝”。節(jié)明顯,有的具關(guān)節(jié),部分在營養(yǎng)期末脫落,每年更新。根系發(fā)達,如沙拐棗的主根水平分布可達十幾米,經(jīng)風蝕暴露的根上能長出不定根和不定芽,進行營養(yǎng)繁殖。
根:一般有較厚的周皮,特別在暴露的根上,皮層薄,內(nèi)皮層較厚,凱氏帶寬,木質(zhì)部發(fā)育良好,有較強的輸導能力。
莖:具同化作用的莖或枝,表皮細胞外壁特別增厚;一般氣孔下陷,保衛(wèi)細胞壁增厚,特別木麻黃(Casuarina cquisetifolia)的氣孔器長在縱溝的表皮上邊,表皮毛充滿縱溝,使溝內(nèi)保持潮濕,減少植株的蒸騰置。角質(zhì)膜厚,具等徑薄壁的下皮層,下皮內(nèi)為二層柵欄狀的同化細胞,富含葉綠體。梭梭的外層細胞長,內(nèi)層的短,沙拐棗的正相反,外層的粗短,內(nèi)層的細長,這些細胞中常散生著含晶細胞。再內(nèi)是一層近乎方形的細胞,含有葉綠體和一些膠狀物質(zhì)。緊接著是幾層多邊形的薄壁細胞,內(nèi)有大的液泡,即貯水組織。在貯水組織中散布有小維管束,維管束中的木質(zhì)部較小,維管束周圍和外側(cè)有纖維,纖維細胞內(nèi)還能看到細胞核,可能是一種生活細胞。芳(Fahn, 1964)認為具活纖維是沙漠植物的普遍特征。中央有髄,但不發(fā)達,也有狹窄的髓射線。就整個莖來說,皮層所占比例大,可達50— 70%,保證了莖有足夠的同化和貯水能力。有的植物這種皮層在 夏季會從成熟莖上脫落,由韌皮部的薄壁組織誘導產(chǎn)生周皮。
總結(jié)這類植物的結(jié)構(gòu)特征,①角質(zhì)膜厚;②氣孔器下陷;③ 具柵欄狀的同化組織;④普遍具含晶細胞,有的還含粘液細胞I;⑤有發(fā)達的貯水組織;⑥有生活的纖維細胞;⑦在莖中皮層占比例最大,維管組織占比例小。
肉莖植物能在它們的莖中保留大量的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。例如生長在澳大利亞昆士蘭州的山地和草原上的瓶干樹(也稱寶瓶樹),每逢雨季時就能在樹干中存儲大量水分。仙人掌的貯水能力同樣很強,如北美的仙人掌高15-20米,可以貯水兩噸。亞利桑那荒漠中的仙人掌一株含水可達1000升。非洲的大戟屬植物以及一些景天科,百合科,龍舌蘭科的植物等這些都是常見的肉莖植物。2100433B
變態(tài)莖(modificationofstem)由于功能改變引起的形態(tài)和結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化的莖。莖變態(tài)是一種可以穩(wěn)定遺傳的變異。變態(tài)莖仍保留著莖所特有的特征:如有節(jié)和節(jié)間的區(qū)別,節(jié)上生葉和芽,或節(jié)上能開花結(jié)...
根據(jù)莖的生長方向分為:直立莖、平臥莖、匍匐莖、攀援莖、纏繞莖、斜升莖地下莖的類型:根狀莖、塊莖、球莖、鱗莖。
紫鴨趾草,紫葉酢漿草,芍藥,羽衣甘藍(紫葉),紫辣椒,紫莧菜,紫葉李
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對羅漢松屬(Podocarpus)竹柏(P.nagi)、長葉竹柏(P.fleuryi)、羅漢松(P.macrophyllus)和大理羅漢松(P.forrestii)4種植物莖水力結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進行了測定。結(jié)果顯示,4種植物平均葉面積和莖端總?cè)~面積均差異明顯;4種植物的胡伯爾值(Hv)、邊材密度、導水率(Kh)、比導率(Ks)、葉比導率(LSC)沒有顯著差異,與其平均葉面積也沒有顯著的相關(guān)性,可能是由于4種植物的莖端總?cè)~面積沒有顯著差異引起的。
鱗莖是一種構(gòu)造很特別的莖,它通常長在地面下,不過有些百合類植物會在莖上的葉腋處長出珠芽,珠芽雖小,卻也呈多片鱗葉合抱的形狀,所以也算是一種鱗莖。
具有鱗莖的植物相當多,除了百合花,大家比較熟悉的還有朱頂紅、石蒜、水仙花、風信子、蔥、蒜、韭、洋蔥、蔥蘭等。這類植物都很可愛,成排或成片種植時,景致都相當迷人。
怒濤是番杏科肉黃菊屬多肉植物。
小型多肉植物,植株叢生,綠色肉質(zhì)葉交互對生。葉長約3 厘米,寬1.6厘米,先端菱形并有龍骨狀突起,葉背圓凸,表面平展,有形狀不規(guī)則的線狀、塊狀疣狀凸起。葉色深綠,葉緣有肉質(zhì)齒8對至 11對,附有倒須。花黃色,秋冬季節(jié)開放,直徑約4厘米。 分布及應(yīng)用:原產(chǎn)南非。其葉形奇特,花色絢麗,適合做小型盆栽點綴幾架、桌案、窗臺等處,精巧別致,富有情趣。 養(yǎng)護:喜溫暖干燥和陽光充足的環(huán)境,耐干旱和半陰,怕水澇,不耐寒冷,也怕酷熱。適宜在排水透氣性良好的沙質(zhì)土壤中生長。分株或播種繁殖。
比較典型的是竹子,竹子的地下莖又叫竹鞭,有節(jié),在地下延伸,沿著地下莖長出筍,筍發(fā)育為竹子,多年后便會形成一片沿竹鞭分布的竹林。
此外,還有蓮通過藕繁殖、土豆通過塊莖繁殖等;要注意的是花生是植株的根,不是莖。
許多的水生植物也有地下莖繁殖的特性。