茎的形态特征.docx

第一节 茎的形态特征一、茎的发生茎是植物进化过程中早于根发展起来的营养器官，是植物适应陆生生活、向空中发展的标志性结构之一。在植物（尤其是种子植物）的个体发育中，茎由胚芽和胚轴发育而来。在漫长的系统演化进程中，植物的茎沿着从草本到木本、从木本到草木本共荣的方向发展。最初植物的茎是多细胞束状聚集的、无组织分化、由外而内不能分清结构层次的“假茎”；随着生存质量的改善和环境的选择作用，组织进化和发展起来；于是，不同组织间的分工协作，使真正意义上的茎得以进化形成，植物便能更好地利用环境、适应环境、保护和繁衍自身。苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物相应地应运而生、进化出现。由于木本植物的茎可塑性小，适应力差，生活周期长，结实率相对较低，所以，古生代的鳞木(Lepidodendron)、封印木(Sigillaria)等高大的乔木，到二叠纪全部灭亡。现存的木本植物的数量远少于草本植物的数量。草本植物的进化，从多年生到一年生。因为，草本植物的茎生活周期短，生殖阶段发生早，仅用极少限量的物质消耗在营养器官的构建上，而种子的繁殖却达到了最大限度。种子繁衍代数多，变异几率大，在地质年代的气候变迁和冰川袭击中，草本植物则适应而生，显示了更强的适应性。因此，茎的出现是植物进化、繁荣过程中的又一个大事件。茎的发育，使植株上的芽、叶等有更大的发展空间。茎中形成的维管组织可以长距离地输送水分和养分，更加促进了茎的生长和发育，形成发达的茎枝系统，于是更多的芽、叶甚至被子植物的花等器官孕育产生。多样性生存环境的长期作用和影响，使植物的茎更是千姿百态。植株上数目繁多的叶在一定的空间呈镶嵌分布，充分地接受光照和进行光合作用制造营养物质。同时，茎枝系统又支持着大量的花和果实，使它们更适合发育生长，更有利于传粉及果实和种子的生长、传播，繁殖后代。这是植物对陆生环境的有效适应。二、茎的生理功能和应用（一）茎的生理功能（二）茎的利用三、茎的形态与组成（一）茎的形态植物的茎是在复杂的地理、气候环境中进化形成的。植物的茎一般包括主茎（干）和各级分枝两部分。不同植物，其茎的形态特征不同。多数植物的茎呈辐射对称的圆柱体；有些植物的茎呈三棱形，如莎草科植物；或四棱形，如唇形科植物薄荷、留兰香等；或多棱形，如芹菜等。多数植物的茎实心，如棉花、玉米等；也有一些植物的茎有髓腔因而空心，如禾本科的毛竹、小麦等。茎的大小因种和环境而异。有的矮小、幼嫩、可直立生长；有的高大、挺立、不断增粗并高度木质化；有的柔弱不能直立，或攀援或缠绕、或贴附于其他物体，蔓延生长（有关茎的性质，详细参见第三篇第十四章）。有的茎秆高于100m，如澳大利亚的桉树（Eucalyptus globulus）；而有的植株瘦小，高不过几厘米如牛毛毡,Eleocharis yokoscensis(Franch .etSavat.)Tang et wang；有的树冠庞大，占地面积可达1500m2以上，如生长于缅甸热带雨林中的榕树（Ficus microcarpaL.）等。茎的不同形态都是自身遗传特性决定的，是对环境长期适应的结果。（二）茎的组成尽管茎的形态大小和习性千差万变，但其组成基本相似。一般植物的茎都具有节和节间，节上长叶，茎的顶端或叶腋中有芽。因此，茎就是枝条上除去叶和芽所留下的轴状部分。不同植物的节和节间的形状不同，节间的长短亦不同（图6-1）。不同植物产生的枝条长短不一，同一植株也可以有长枝和短枝之分。短枝节间短，长枝节间长。一般长枝是营养生长的枝条（裸子植物例外，如雪松等植物的长、短枝都是营养枝），短枝是开花结实的枝条，又称花枝或果枝。植株的长、短枝发育是物种的遗传特性决定的。 枝条或节间的长短与植物的种类、枝条发生的位置、年龄、生育期、植株自身的营养状况和环境因素的影响有关。例如玉米、甘蔗等植株中部的节间较长，茎端的节间较短；水稻、小麦等在幼苗期，各节密集于基部，节间极短，抽穗或抽薹后的节间较长。有些植物的枝条具有长短枝之分，在果树栽培上，常采取整枝或促控结合的方法来调节长短枝的数量和分布，以获得高产和稳产。在木本植物的枝条上，其叶片脱落后留下的疤痕称为叶痕（leaf scar）。叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间的维管束断离后留下的痕迹，称为维管束迹或称叶迹（folial trace）。有的枝条上还有芽鳞痕(bud scale scar)存在，这是密集的芽鳞片脱落后留下的环状痕迹。根据芽鳞痕的特征，可以判断枝条的生长年龄和生长速度(图6-1)。枝条外表往往可以看见一些小型白色或褐色的斑点称为皮孔（lentic