《花卉趣味百话》（连载）十九、花卉的茎
《花卉趣味百话》（连载）
陈宣章陈珑玥编著
十九、花卉的茎
花卉中，人们最关心的是花、果、子、叶，但最重要的则是茎和根。最早拥有茎的植物为现已绝种的库氏裸蕨，现存则是松叶蕨。它们没有真正的根、叶。因此，维管束植物（导管植物）中，最早出现的器官是茎，根、叶则由茎演化而成。陆生植物的茎是从裸蕨纲植物体轴的地上部分发展而来。花是叶演化而来，并且产生子和果。
植物为不断适应陆地环境的不断变化，产生各式各样的茎。从系统演化观点看茎的分枝方式、习性及内部结构，有以下进化趋势：1。分枝方式以二叉分枝最原始，合轴分枝与假二叉分枝最进化。2。木本多年生为原始，一、二年生草本为进化类型。3。茎内维管柱结构，以实心（茎中央无髓，完全由木质部组成）最原始；中央出现髓为进化类型；维管柱上出现叶隙最进化。
有时需区别茎与根。茎生叶的位置叫节，两节之间部分叫节间。茎顶端和节上叶腋处都生有芽，叶子脱落后节上留有叶痕。这就是茎与根区别的形态特征。( 文章阅读网：www.sanwen.net )
木本植物茎上的芽鳞痕，可计算出树苗或枝条的年龄。芽是未萌发的茎、枝或花：位于茎顶端的为顶芽；位于旁侧、叶腋的为侧芽或腋芽；不定芽自节间等处发出，既可生于根上（如：甘薯），也可生于叶上（如：落地生根）。不定芽不能作为辨别茎枝的形态特征。还有长期不萌发的休眠芽及位于主芽侧的副芽……如此种种，皆因植物种类而有所不同。
节是芽与叶的着生部位，通常凸出或微凹下，是辨别茎枝的主要特征。茎节不明显时，通过其上着生的芽、叶以及叶落后的叶痕、叶痕中的叶迹来察知其存在。节间表面常有许多隆起或凹陷的细小裂隙状皮孔，形状大小随植物种类而不同。
基部细胞生长，渐渐分化为三种系统：1。保护系统（表皮）。2。基本系统（皮层、髓部）。3。运输系统（维管）。顶端分生组织产生新的细胞或组织的过程，叫做初生生长，产生初生组织及初生结构。石松类、真蕨类和一些水生被子植物中，运输水分的木质部占茎的中心。但大多数植物的维管组织成筒状，或分离成为一束一束再排列成筒状，或一束束的维管束分散于整个茎的组织中。皮层界于维管组织和表皮之间，髓部位于筒状维管组织中央。幼茎每一节里的维管系统常分出一至数个维管束，通到叶柄基部与叶的维管束相连。每个维管束叫做叶迹。叶迹上的木质部、韧皮部完全与茎的木质部、韧皮部相联。紧接叶迹的上方，维管柱有一部分呈一堆近于球形、细胞壁很薄、没有分化的薄壁组织充实其中，这是维管柱形成过程中没有分化的组织。维管束上充实薄壁组织的区域，好象维管柱的空隙，叫做叶隙。茎的维管系统也通到芽里，与芽的维管束相联，所以芽也有芽迹或芽隙。
裸子植物和双子叶植物除有初生结构外，还有由维管形成层形成的次生韧皮部、次生木质部及由木栓形成层形成的周皮，即次生结构。次生结构增加，使茎加粗，称为次生生长。维管形成层来源：1。束中形成层：初生韧皮部与初生木质部之间保留的分生组织。2。束间形成层：髓射线的一部分具有分生能力薄壁组织细胞。两者连接在一起成一圆筒状，在横切面上为一个圆环，即开始活动：1。细胞切向分裂，向内形成木质部细胞，加添在初生木质部外方；向外形成韧皮部细胞，加添在原有韧皮部内方。2。径向分裂增加原始细胞，扩大维管形成层本身的圆周，以适应茎的不断加粗。
茎的功能：输导营养物质和水分；支持叶、花和果实在一定空间；有的茎还有光合作用、贮藏营养和繁殖的功能。有些植物的茎功能特化，不只是支持和运输，形态也不只是着生枝叶，称之变态茎。如：仙人掌的块茎，洋葱的鳞茎，荸荠的球茎，姜的根茎，草莓的走茎，葡萄的卷须（茎卷须），还有茎（枝条）特化成叶状的芦笋等。
茎的类型与植物生活期长短有关：1。乔木或灌木寿命长，茎里有维管形成层，形成坚硬的木质部，增强茎的坚固性。乔木主干粗大；灌木分不出主干，离地面处同时有粗细相似的分枝。2。草本寿命短，仅茎基部有少量木质部，茎干软弱。又分为多年生、二年生和一年生。3。灌木状草本：茎下部是木本，上部是草本。冬季草本部死亡，如：艾属、金丝桃属。
单子叶植物的茎没有维管形成层，没有次生生长。有些单子叶植物的茎可以加粗，是由茎端基部的初生加厚分生组织细胞进行分裂的结果。禾本科植物茎的结构有两种情况：1。茎里有许多维管束，分散在整个茎的基本组织中，如高粱、玉米。2。维管束分布茎的周围，规则地排列成两圈：表皮层内侧一环厚壁组织起支持作用，中心髓部的，在节间居间生长过程中被破坏，形成空的髓腔，如：小麦、水稻、竹。禾本科植物茎的节间基部有居间分生组织，保留分生能力，使茎干迅速伸长，如：玉米、小麦、水稻和竹的拔节。这种生长就是居间生长。
茎的变态有两种发展趋向：特别发达与格外退化。变态部分保存茎特有的形态特征。如：有节和节间，有退化成膜状的叶，有顶芽或腋芽，所以与根有显著区别。
地下变态茎有四种类型：1。根状茎。竹的根状茎称竹鞭，其顶芽不断向前生长，就是鞭尖；腋芽称竹笋。荷的地下茎称藕。狗牙根、白茅根状茎繁殖力很强。2。块茎。马铃薯块茎具螺旋排列的腋芽；菊芋（洋姜）、半夏、甘露子（草石蚕）等都有块茎。3。球茎，如：荸荠、慈菇、芋。4。鳞茎，如：洋葱、水仙。
地上变态茎有四种类型：1。卷须，如：葡萄卷须生在腋芽对方、黄瓜卷须生在腋芽处。2。茎刺：其中的维管组织相联，与皮刺不同，如：皂荚。3。叶状茎：有明显的节和节间，叶片退化，如：竹节蓼、假叶树、天门冬等。4。肉质茎：贮藏水分，并营光合作用，叶退化或成刺状，如：仙人掌等。
还有些植物整个体轴高度退化，分不出根、茎、叶的结构，如：川草科植物生长于急流中岩石或小石块上，茎退化。大花草目和无茎草属植物都是寄生植物，茎和根退化，只有菌丝状组织。前者寄生于森林植物根部，花朵特大；后者寄生于桑寄生属植物茎干上，花序短小，果实成熟后全部脱落，再从寄主表面重新生长新花序。
大多数种子植物茎为圆柱形，少数植物的茎形状特奇：莎草科茎呈三角柱形；唇形科茎为方柱形；有些仙人掌科茎为扁圆形或多角柱形。
根据茎的生长方向分直立茎、平卧茎、匍匐茎、攀援茎、缠绕茎、斜升茎、斜倚茎。
搞清楚茎的基本知识，再看茎的趣事：
1。植物树干有一张一缩“脉搏”跳动的奇异现象：每逢晴天丽日，太阳东升时，树干就开始收缩；夕阳西下到夜间，树干停止收缩，开始膨胀到次日早晨。这种日细夜粗的搏动，每天周而复始，但每一次搏动，膨胀总略大于收缩，树干就这样逐渐增粗长大。雨天，树干“脉搏”几乎完全停止，不分昼夜地持续增粗，直到雨后转晴，树干才重新“搏动”。
“脉搏”现象由植物体内水份运动引起。经精确测量发现，根部吸收与叶面蒸腾的水份一样多时，树干不会发生粗细变化。两者不平衡时，树干就增粗或收缩。白天植物大多数气孔开放，水份蒸腾多，树干收缩；夜晚气孔关闭，蒸腾减少，树干增粗。相当多的木本植物都有这种现象，尤其是一些速生的阔叶树种。
2。年轮：大多数树木的形成层在春夏生长迅速，质地疏松，称为春材或早材；秋冬生长缓慢，质地紧密，称为秋材或晚材。合起来就形成一个圆环，代表一年的生长情况。但有些树木例外，如：柑橘，每一年形成三环，称为“假年轮”。热带树木因季节变化不明显，年轮也不明显。由于地震，树木生长发生异常，损害会造成年轮宽度的突然变窄或者缺失，甚至导致树木死亡。这些由外界干扰因素对树木生长的影响在树木年轮上记录下来，可推测过去发生地震的年代。
3。植物的丝：众所周知“藕断丝连”，丝是什么呢？植物导管内壁的一定部位特别增厚成各种纹理，呈环状、梯状、网状。地下茎藕的导管壁增厚部却连续成螺旋状，特称螺旋形导管。藕折断时，导管内壁增厚的螺旋部脱离，成为螺旋状细丝，直径3-5微米。细丝像被拉长的弹簧，在弹性限度内不会被拉断，可拉长至10厘米左右。
藕丝在荷梗、莲蓬中也有，但更纤细。采一根荷梗，把它折成一段一段，提起来像一长串小绿“灯笼”，连接的就是这种细丝。细丝看上去是一根，显微镜下观察发现是由3-8根更细的丝组成，宛如一条棉纱是由许多棉纤维组成一样。
杜仲科杜仲属植物有14种，后来相继灭绝，仅我国特有的杜仲一种孑遗植物。因树皮质脆易折断，断面有银白丝状物相连，细密、略有伸缩性，故别名木绵、檰、丝楝树皮、丝棉皮、棉树皮、丝连皮、扯丝皮、玉丝皮等。杜仲丝由“橡胶细胞”胞腔中胶质团块形成，胶丝细长条状，稍弯曲或扭曲成团，表面显颗粒性，故与藕丝不同。
4。植物的运输系统与水压：植物离不开水。含水量：原生质为80-90％；叶绿体和线粒体为50％左右；液泡为90％以上；瓜果可超过90％；幼叶为80-90％；根为70-95％；树干平均为50％；休眠芽为40％；成熟种子10-14％或更少。各种生化反应必须以水为介质或溶剂来进行；水是光合作用基本原料之一；甚至“昙花一现”就靠花瓣快速吸水膨大、张开；牵牛花清晨开放，日光曝晒后失水卷缩；植物运动也靠水压；藤萝果荚失水干燥才能爆裂迸出种子等。根吸收水，茎的导管运输水，叶蒸腾水，而气孔开合调节水。高大的树，根到树冠达百米，而大气压仅10。34米水柱压力。
根吸收水有被动吸水（叶蒸腾引起）和主动吸水（根压引起）。夜间和清晨空气湿润时，某些植物（特别是它们的幼苗和叶尖）分泌出水滴，称吐水，如：滴水观音。凤凰山上十多米高的大树竟吐水如雨。切断植物的茎时，连根部分的切端木质部处形成水珠，称为伤流。这都是根压引起的。根压一般不超过0。2MPa，远较蒸腾造成的拉力小，在植物吸水总量中贡献很小，也不足以将水运到离地几十米的树冠上去。
白天叶片蒸腾失水，水势下降，水从土壤中经根系和茎向叶片流动，形成蒸腾流，其速度可达每小时几十米。蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力，特别是高大植物。假如没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生，植株较高部分也无法获得水分。植株幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。长大后，茎枝形成木栓，茎枝上的皮孔可蒸腾，为木本植物特有。皮孔蒸腾量极小，约占0。1%。蒸腾作用绝大部分在叶片上进行，分为角质蒸腾（5-10%）和气孔蒸腾（主要形式）。植物从根部吸收到的水分，大约只有1%留在体内，用于各种生理过程，而其他的99%会通过蒸腾作用散失，而且数量很大。据估计：一株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。夏季，一株树木一天的需水量约等于其全部鲜叶重的5倍。
一株同样高的苹果树和仙人掌种在一起，夏天一天的失水量，苹果是10-20公斤，而仙人掌却只有20克，相差上千倍，就因为仙人掌的叶片退化成刺。有的植物，刺变成白色茸毛，可反射强烈阳光，借以降低体表温度，也可减少水分蒸腾。
除根以外，植物地上部也能吸收水分。在少雨而多雾、露的特殊地区，如：智利、秘鲁安第斯山脉海拔1000米高度之处的植物，水的主要来源通过叶片吸收。
液泡为90％以上；瓜果可超过90％；幼叶为80-90％；根为70-95％；树干平均为50％；休眠芽为40％；成熟种子10-14％或更少。各种生化反应必须以水为介质或溶剂来进行。水是光合作用基本原料之一。甚至“昙花一现”就是靠花瓣快速吸水膨大、张开；牵牛花清晨开放，日光曝晒后失水卷缩；植物运动也靠水压；藤萝果荚失水干燥才能爆裂迸出种子等等。根吸收水，茎的导管运输水，叶蒸腾水，而气孔开合调节水。高大的树，根到树冠达百米，而大气压仅10。34米水柱压力。
根吸收水分为被动吸水（叶蒸腾引起）和主动吸水（根压引起）。夜间和清晨空气湿润时，某些植物（特别是它们的幼苗和叶尖）分泌出水滴，称为吐水，如：滴水观音；凤凰山上十多米高的大树竟吐水如雨。切断植物的茎时，连根部分的切端木质部处形成水珠，称为伤流。这都是根压引起的。根压一般不超过0。2MPa，远较蒸腾造成的拉力小，在植物吸水总量中贡献很小，也不足以将水运到离地几十米的树冠上去。
白天叶片蒸腾失水，水势下降，水从土壤中经根系和茎向叶片流动，形成蒸腾流，其速度可达每小时几十米。蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力，特别是高大植物。假如没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生，植株较高部分也无法获得水分。植株幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。长大后，茎枝形成木栓，茎枝上的皮孔可蒸腾，为木本植物特有。皮孔蒸腾量极小，约占0。1%。蒸腾作用绝大部分在叶片上进行，分为角质蒸腾（5-10%）和气孔蒸腾（主要形式）。植物从根部吸收到的水分，大约只有1%留在体内，用于各种生理过程，而其他的99%会通过蒸腾作用散失，而且数量很大，据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。夏季，一株树木一天的需水量约等于其全部鲜叶重的5倍。
一株同样高的苹果树和仙人掌种在一起，夏天一天的失水量，苹果是10-20公斤，而仙人掌却只有20克，相差上千倍，就因为仙人掌的叶片退化成刺。有的刺变成白色茸毛，可反射强烈阳光，借以降低体表温度，也可减少水分蒸腾。
除根以外，植物地上部也能吸收水分。在少雨而多雾和露的特殊地区，如智利、秘鲁安第斯山脉海拔1000米高度之处的植物，水的主要来源是通过叶片吸收的。