莖是種子植物重要的營(yíng)養(yǎng)器官，下部連接著根，上部支持著葉、花和果實(shí)，具有背地性和向光性。莖分為五種，有直立莖、纏繞莖、匍匐莖、攀緣莖和平臥莖。
莖由小麥胚芽發(fā)育而來，其莖尖與根尖類似，具有無限生長(zhǎng)的能力；莖尖不斷向上生長(zhǎng)，陸續(xù)產(chǎn)生葉和側(cè)枝，下面產(chǎn)生分枝，形成植物體地上部分的驅(qū)干，進(jìn)而形成植物體的整個(gè)地上部分。莖的發(fā)達(dá)程度與植物的生活周期密切相關(guān)，多年生木本植物較一年生草本植物具有更為發(fā)達(dá)的莖。但有些植物的莖會(huì)生長(zhǎng)在地面以下。
莖是植物體的支柱，它支撐著枝葉，使枝葉有規(guī)律地分布，以利于充分接受陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，同時(shí)也支持著花和果，以利于傳粉和種子的散布。莖還是植物體的運(yùn)輸器官，根從土壤中吸收的水分和無機(jī)鹽通過莖輸送到地上各部分，同時(shí)莖也將葉制造的有機(jī)物傳輸?shù)礁椭参矬w的其他部分，供植物利用或貯藏。
基本功能
支持作用
莖支持著葉，使它們有規(guī)律地分布，以利于充分接受陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，同時(shí)也支持著花和果，以利于傳粉和種子的散布。
輸導(dǎo)作用
根從土壤中吸收的水分和無機(jī)鹽通過莖輸送到地上各部分，同時(shí)莖也將葉制造的有機(jī)化合物傳輸?shù)礁椭参矬w的其他部分，供植物利用或貯藏。
貯藏作用
莖有貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能，如甘蔗莖的營(yíng)養(yǎng)組織細(xì)胞內(nèi)，貯藏糖類等物質(zhì)，有些植物如大花美人蕉、唐葛蒲、五彩芋郁金香等球根類花卉，還可發(fā)育形成根狀莖，球莖、塊莖、鱗莖等地下變態(tài)莖，在其中貯藏大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并可成為營(yíng)養(yǎng)繁殖器官。
繁殖作用
多數(shù)植物的莖較易產(chǎn)生不定根和不定芽，生產(chǎn)上常利用這種特性來繁殖苗木，如插、壓條、嫁接是觀賞植物常見的營(yíng)養(yǎng)繁殖方式。
光合作用
幼莖通常為綠色，可進(jìn)行光合作用。有些植物的葉退化，成為綠色扁平狀或轉(zhuǎn)換為進(jìn)行光合作用的主要器官，如竹節(jié)蓼。
形態(tài)
莖是主莖和以其為主軸的分枝的總稱。種子植物莖的外形多呈圓柱形，也有不少植物的莖呈現(xiàn)其他形狀，如莎草黑三棱形的莖，薄荷、蠶豆等植物方柱形的莖，仙人掌科的扁平莖等。隨著植物的生長(zhǎng)，莖上發(fā)生出多種側(cè)生器官，包括葉、枝、芽、花或果。除了上述主要組成結(jié)構(gòu)外，枝條還有許多特殊的形態(tài)特征。
節(jié)和節(jié)間
莖上著生葉的部位稱為節(jié)，節(jié)與節(jié)之間的部位稱為節(jié)間。一般植物的節(jié)不明顯，只是在葉的著生處略有突起；另一些植物的節(jié)非常顯著，如玉蜀黍?qū)?/a>、竹和甘蔗的節(jié)膨大形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)；少數(shù)植物如藕的根狀莖的節(jié)反而縮小。
節(jié)間的長(zhǎng)短因植物種類和植株的不同部位生長(zhǎng)階段或生長(zhǎng)條件而異。如青蘿卜、蒲公英和車前的莖，節(jié)間縮短，難以辨認(rèn)，葉排列成基生的蓮座狀；玉米、竹和甘蔗等植物節(jié)間長(zhǎng)而明顯。
莖與根的形態(tài)顯著不同的是莖具有明顯的節(jié)與節(jié)間的區(qū)分，節(jié)上著生葉，頂端及葉腋具有芽。著生葉和芽的莖，稱為枝條，因此莖就是枝條上除去葉和芽所留下的軸狀部分。
長(zhǎng)枝和短枝
在植株生長(zhǎng)過程中，枝條延伸生長(zhǎng)的強(qiáng)弱影響到節(jié)間的長(zhǎng)短。不同種的植物，節(jié)間的長(zhǎng)度是不同的。在木本植物中，節(jié)間顯著伸長(zhǎng)的枝條，稱為長(zhǎng)枝；節(jié)間短縮，各個(gè)節(jié)間緊密相接的枝條，稱為短枝。蘋果、梨等的植株上有長(zhǎng)枝和短枝之分，短枝上能開放花朵，形成果實(shí)，所以又稱為花枝或果枝。
分枝
莖的分枝是普遍現(xiàn)象，能夠增加植物的體積，充分地利用陽(yáng)光和外界物質(zhì)，有利繁殖新后代。各種植物分枝有一定規(guī)律。
單軸分枝
頂芽不斷向上生長(zhǎng)，成為粗壯主干，各級(jí)分枝由下向上依次細(xì)短，樹冠呈尖塔形。多見于裸子植物，如松杉類的柏、杉、水杉、銀杉以及部分被子植物門，如楊山毛櫸等。
合軸分枝
莖在生長(zhǎng)中，頂芽生長(zhǎng)遲緩，或者很早枯萎，或者為花芽，頂芽下面的腋芽迅速開展，代替頂芽的作用，如此反復(fù)交替進(jìn)行，成為主干。這種主干是由許多腋芽發(fā)育的側(cè)枝組成，稱為合軸分枝。合軸分枝的植株，樹冠開闊，枝葉茂盛，有利接受充分陽(yáng)光，是一種較進(jìn)化的分枝類型。大多見于被子植物，如桃、李、蘋果、馬鈴薯、番茄、無花果、桉樹等。
假二叉分枝
葉對(duì)生的植株，頂端很早停止生長(zhǎng)，成為兩個(gè)，開花以后，頂芽下面的兩個(gè)側(cè)芽同時(shí)迅速發(fā)育成兩個(gè)側(cè)枝，很象是兩個(gè)叉狀的分枝，稱為假二叉分枝。這種分枝，實(shí)際上是合軸分枝的一種特殊形式，與真正的二叉分枝有根本區(qū)別。假二叉分枝多見于被子植物門木樨科、石竹科，如丁香、茉莉花、石竹等。
不同植物的莖在適應(yīng)外界環(huán)境上，有各自的生長(zhǎng)方式，使葉能有空間開展，獲得充分陽(yáng)光，制造營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并完成繁殖后代的作用，產(chǎn)生了以下7種主要的類型。
基本類型
直立莖
莖干垂直地面向上直立生長(zhǎng)的稱直立莖。大多數(shù)植物的莖是直立莖，在具有直立莖的植物中，可以是草質(zhì)莖，也可以是木質(zhì)莖，如向日葵就是草質(zhì)直立莖，而榆樹則是木質(zhì)直立莖。
纏繞莖
這種莖細(xì)長(zhǎng)而柔軟，不能直立，必須依靠其他物體才能向上生長(zhǎng)，但它不具有特殊的攀援結(jié)構(gòu)，而是以莖的本身纏繞于它物上。纏繞莖的纏繞方向在每一種植物中是固定的，有些是向左旋轉(zhuǎn)（即反時(shí)針方向）如牽牛、蔦蘿；有些是向右旋轉(zhuǎn)（即順時(shí)針方向）如湘蕾金銀花；也有些植物的纏繞方向可左可右，如何交藤。
攀援莖
這種莖細(xì)長(zhǎng)柔軟，不能直立，唯有依賴其他物體作為支柱，以特有的結(jié)構(gòu)攀援其上才能生長(zhǎng)。根據(jù)攀援結(jié)構(gòu)的不同，可分為以卷須攀援的，如絲瓜、葡萄；以氣生根攀援的，如中華常春藤；以葉柄的卷曲攀援的，如威靈仙；以鉤刺攀援的，如豬殃殃；還有以吸盤攀援的，如爬山虎等幾種情況。在少數(shù)植物中，莖即能纏繞，又具有攀援結(jié)構(gòu)，如葎草。它的莖本身能向右纏繞于它物上，同時(shí)在莖上也生有能攀援的鉤刺，幫助柔軟的莖向上生長(zhǎng)。
平臥莖
莖通常草質(zhì)而細(xì)長(zhǎng)，在近地表的基部即分枝，平臥地面向四周蔓延生長(zhǎng)，但節(jié)間不甚發(fā)達(dá)，節(jié)上通常不長(zhǎng)不定根，故植株蔓延的距離不大，如地錦草、蒺藜等。
匍匐莖
莖細(xì)長(zhǎng)柔弱，平臥地面，蔓延生長(zhǎng)，一般節(jié)間較長(zhǎng)，節(jié)上能生不定根，這類莖稱匍匐莖，如蛇莓、番薯、狗牙根等。有少數(shù)植物，在同一植株上直立莖和匍匐莖兩者兼有，如虎耳草、剪刀股。在這種植物體上，通常主莖是直立莖，向上生長(zhǎng)，而由主莖上的側(cè)芽發(fā)育成的側(cè)枝，就發(fā)育為匍匐莖。有些植物的莖本身就介于平臥和直立之間，植株矮小癥時(shí)，呈直立狀態(tài)，植株長(zhǎng)高大不能直立則呈斜升甚至平臥，如酢漿草。
品種分類
按照莖的變態(tài)來分：有莖卷須、莖刺、根狀莖、塊莖、鱗莖、球莖等。
莖卷須
在植物的莖節(jié)上，不是長(zhǎng)出正常的枝條，而是長(zhǎng)出由枝條變化成可攀援的卷須，這種器官稱為莖卷須。如葡萄莖茁壯成長(zhǎng)的節(jié)上，即生有莖卷須。常見的莖卷須中，有分枝和不分枝的兩種情況。有一種很特殊的形態(tài)，就是在卷須分枝的末端，膨大而成盤狀，可分泌粘質(zhì)，成為一個(gè)個(gè)吸盤，粘附于它物上，使植物體不斷向上生長(zhǎng)，如中國(guó)地錦。
莖刺
在植物的莖節(jié)上，長(zhǎng)出的枝條發(fā)育成刺狀，稱為莖刺。同莖卷須一樣，莖刺也有分枝和不分枝兩種，前者如皂莢，后者如枸桔、山楂。在許多植物體上都可以看到刺，刺的形態(tài)、質(zhì)地、著生的部位，常常為我們提供了識(shí)別植物的有用的依據(jù)。植物體上的刺，大體上有三類，一是莖刺，二是皮刺，三是托葉刺，三者的形態(tài)、質(zhì)地、著生部位都有所不同。莖刺來源于枝條，質(zhì)地堅(jiān)硬，呈木質(zhì)，不易折斷和剝落，著生位置始終在節(jié)上；皮刺來源于植物體的表皮，質(zhì)地較軟，呈草質(zhì)，易于剝落，著生位置不固定，在莖上、葉片上、葉柄上都可出現(xiàn)；托葉刺則來源于托葉，由托葉演變而來，質(zhì)地不一，但著生位置基本上都在葉柄的基部，常成對(duì)出現(xiàn)。正確區(qū)分上述三種刺是識(shí)別植物的重要前提。
根莖
根莖或稱根狀莖，是某些多年生植物地下莖的變態(tài)，其形狀如根，稱為根莖，如蘆葦、蓮、孟宗竹都有發(fā)達(dá)的根莖。俗稱的“蘆根”就是蘆葦?shù)母o，藕就是蓮的根莖，竹鞭就是竹的根莖。盡管不同的植物根莖形態(tài)各異，但它們都具有一些共同的特征。首先根莖都是長(zhǎng)在地下，以水平橫向的方式生長(zhǎng)，其次在根莖上可以看到莖的基本形態(tài)特征，就是有節(jié)，節(jié)間，在節(jié)上也長(zhǎng)葉，在葉腋中同樣也生有側(cè)芽（這便是區(qū)分莖和根的最基該方法）。根狀莖的節(jié)通常是很明顯的，如藕、黃精，它們的節(jié)間呈肥厚肉質(zhì)；有些植物的根莖節(jié)間細(xì)長(zhǎng)，如蘆葦、白茅。在根莖上所生長(zhǎng)的葉，其形態(tài)與正常的葉不一樣。通常呈薄膜狀或鱗片狀，不呈綠色，包圍在節(jié)上。在根莖的頂端生有頂芽，能不斷向水平方向生長(zhǎng)；在側(cè)面有側(cè)芽，冬筍就是孟宗竹根莖上的側(cè)芽。
塊莖
某些植物的地下莖的末端膨大，形成一塊狀體，這種生長(zhǎng)在地下呈塊狀的變態(tài)莖稱為塊莖，如馬鈴薯的薯塊。菊芋的地下莖也會(huì)膨大成塊莖，俗稱“洋生姜”。在塊莖上同樣可能看到莖的特點(diǎn)，如有節(jié)、節(jié)間、退化的小葉，以及頂芽、側(cè)芽等，如果我們?cè)谝粔K放置比較久的馬鈴薯塊上仔細(xì)地觀察，可以在它上面看到許多凹穴，在一側(cè)許多凹穴的中心有一個(gè)芽，這就是頂芽，其周圍許多凹穴中生有多個(gè)側(cè)芽；在凹穴的稍下側(cè)有一半圓形橫脊，這就是節(jié)，在新鮮的薯塊上，橫脊上可看到有一細(xì)小的鱗片狀葉。
鱗莖
某些植物的莖變得非常之短，呈扁圓盤狀，外面包有多片變化了的葉，這種變態(tài)的莖稱為鱗莖，如洋蔥、大蒜、百合等。上述三種植物都具有鱗莖，但這三種鱗莖的構(gòu)造又稍有不同。洋蔥的鱗莖四周是一層層套疊的肉質(zhì)鱗片，把扁平狀高度壓縮的莖緊緊地圍起來，外側(cè)有幾片薄膜干枯的鱗片，是地上葉的葉基。地上葉枯死后，葉片基部干枯呈膜質(zhì)，包在整個(gè)鱗莖的外面。大蒜在成熟后，鱗莖（即食用的大蒜頭）的底部因木質(zhì)化而變得緊硬起來，外圍的膜質(zhì)葉基干枯而無食用價(jià)值，膜質(zhì)葉間的腋芽卻充分地生長(zhǎng)起來，顯得肥厚而呈肉質(zhì)，即食用的大蒜瓣。百合的鱗莖由許多半月形的肉質(zhì)鱗片相互覆蓋在縮短了的莖上而形成。顯然鱗莖的形態(tài)各有不同，但都可能在它們上面看到莖的特點(diǎn)，有節(jié)，有縮短了的節(jié)間和葉片。
球莖
某些植物的地下莖先端膨大成球形，稱為球莖，如荸薺、慈姑、芋艿。球莖是塊莖與鱗莖之間的中間類型，外形似鱗莖，結(jié)構(gòu)近似塊莖，常有發(fā)達(dá)的頂芽，節(jié)和節(jié)間明顯可辯，并具有腋芽，鱗葉稀疏而呈膜狀。通常球莖全部埋于泥中。
結(jié)構(gòu)特征
初生結(jié)構(gòu)
幼莖的頂端分生組織，經(jīng)過細(xì)胞分裂，產(chǎn)生許多新細(xì)胞，其中在頂部的細(xì)胞仍舊保持頂端分生組織的特性，能夠繼續(xù)進(jìn)行細(xì)胞分裂。在基部的細(xì)胞經(jīng)過生長(zhǎng)，漸漸分化為3種組織系統(tǒng)：保護(hù)系統(tǒng)（表皮）、基本系統(tǒng)(皮層、髓部)、運(yùn)輸系統(tǒng)或稱維管系統(tǒng)。頂端分生組織產(chǎn)生新的細(xì)胞或組織的過程，叫做初生生長(zhǎng)；初生組織則是初生生長(zhǎng)產(chǎn)生的組織。各種初生組織組成一種結(jié)構(gòu)，叫做初生結(jié)構(gòu)。在各種植物中，3種初生的組織系統(tǒng)的形式是相當(dāng)復(fù)雜多樣的。在石松門、真蕨綱和一些水生被子植物門中，運(yùn)輸水分的木質(zhì)部占據(jù)莖的中心，但是大多數(shù)植物的維管組織組成筒狀，或者分離成為一束一束的，排列成筒狀；或一束束的維管束分散于整個(gè)莖的組織中。至于基本系統(tǒng)，皮層是界于維管組織和表皮之間，髓部則位于筒狀的維管組織的中央。幼莖每一節(jié)里的維管系統(tǒng)常常分出一至數(shù)個(gè)維管束，通到葉柄基部與葉的維管束相連，每個(gè)維管束，叫做葉跡。葉跡上的木質(zhì)部和韌皮部完全與莖的木質(zhì)部和韌皮部相聯(lián)。緊接葉跡的上方，維管柱有一部分不是維管組織而是一堆近于球形、細(xì)胞壁很薄、沒有分化的薄壁組織充實(shí)其中，實(shí)際上這是維管柱形成過程中沒有分化的組織。這樣，維管束上充實(shí)薄壁組織的區(qū)域，好象維管柱的空隙，叫做葉隙。同樣，莖的維管系統(tǒng)也有維管束通到芽里，與芽的維管束相聯(lián)，所以芽也有芽跡或芽隙。
次生結(jié)構(gòu)
裸子植物和雙子葉植物綱除有初生結(jié)構(gòu)外，還具有由維管形成層形成的次生韌皮部和次生木質(zhì)部，以及由木栓形成層形成的周皮，這些稱為次生結(jié)構(gòu)。由于次生結(jié)構(gòu)的增加，使莖加粗，稱為次生生長(zhǎng)。次生結(jié)構(gòu)的形成，起源于維管形成層。維管形成層來源有二：①由初生韌皮部與初生木質(zhì)部之間保留下的分生組織，稱為束中形成層，②是髓射線的一部分薄壁組織細(xì)胞，又具有分生能力，形成束間形成層。束中形成層和束間形成層連接在一起成一圓筒狀，在橫切面上為一個(gè)圓環(huán)（圖3）。維管形成層細(xì)胞為長(zhǎng)形，略呈紡錘狀，稱為紡錘狀原始細(xì)胞。少數(shù)為近于等徑的細(xì)胞叫做射線原始細(xì)胞。維管形成層連成一圈后，即開始活動(dòng)。主要進(jìn)行細(xì)胞的切向分裂，向內(nèi)形成木質(zhì)部細(xì)胞，加添在原有的初生木質(zhì)部的外方；向外形成韌皮部細(xì)胞，加添在原有的韌皮部的內(nèi)方。維管形成層在不斷形成次生結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也進(jìn)行徑向分裂或橫分裂，增加原始細(xì)胞，擴(kuò)大維管形成層本身的圓周，以適應(yīng)莖的不斷加粗。
橫切面
由外往內(nèi)可分為表皮(Epidermis)，內(nèi)面的一層皮質(zhì)的結(jié)構(gòu)因植物而異，可以是厚壁組織，厚角組織和薄壁組織。雙子葉木本莖的剖析構(gòu)造中，由外而內(nèi)為周皮(木栓層、木栓形成層、栓內(nèi)層)、韌皮部、維管形成層、木質(zhì)部、髓。其中周皮、韌皮部合稱樹皮。莖的橫切面也是雙子葉、單子葉的分辨指標(biāo)。雙子葉橫切面中維管束排列為環(huán)形；單子葉則為散生，排列不一。
參考資料 >