景天科(學名:Crassulaceae)是離瓣花亞綱的一科,屬虎耳草目(Saxifragineae)植物。全科植物34屬1500種以上,廣泛分布于全球,如非洲、亞洲、歐洲、美洲,以中國西南部、非洲南部及墨西哥種類較多。在中國景天科植物約有10屬,242種全國各地都有分布,如云南省、西藏自治區、貴州省、四川省、廣東省、福建省、浙江省、江蘇省、安徽、廣西壯族自治區等地,是典型的旱生植物喜生于旱地或巖石上。根據《中國植物志》分類系統,景天科分為三亞科:東爪草亞科(Crassuloideae BERGER)、伽藍菜亞科(Kalanchoideae BERGER)和景天亞科(Sedoideae BERGER)。
景天科植物為草本、半灌木或灌木,常有肥厚、肉質的莖、葉,無毛或有毛。為傘房花序或復總狀花序;花為輻射對稱花,呈輻射對稱。花瓣3~30枚,常見4~6枚,5枚最為常見。蓇葖有膜質或革質的皮,稀為蒴果;種子小,長橢圓形,種皮有皺紋或微乳頭狀突起,或有溝槽,胚乳不發達或缺。本植物可種子繁殖和營養繁殖,其無性繁殖力強,采葉即能種植生根。
景天科植物耗水肥很少,無性繁殖力強,因此易種植觀賞,目前主要以黛比栽培,是多肉植物的第一大科。到夏秋季開花時,花小而繁茂,花紅色、黃色或白色,成簇,具有較高的觀賞性,并且具有一定的空氣凈化能力,廣泛應用于園林小品、花鏡營造及居家園藝中。此外,其個體矮小癥抗風,不需要大量水肥,也是屋頂綠化的首選植物。
分類地位
景天科(Crassulaceae)屬于虎耳草目(Saxifragineae)、虎耳草亞目(Saxifragineae)的植物,目前主要以多肉植物栽培,是多肉植物的第一大科。
2003年,瑞士的Urs Eggli根據雄蕊群為單輪還是雙輪,將景天科分為2亞科:青鎖龍亞科(Crassuloideae)和景天亞科(Sedoideae)。青鎖龍亞科的雄蕊熟和花瓣相同(單輪),而景天亞科的雄蕊數兩倍于花瓣數(雙輪),景天亞科又分為伽監菜族和景天族。但2007年在《維管物科屬志》第9卷上,J.Thiede撰寫的景天科又分為3亞科,其中長生草亞科(Sempervivoideae)分5族,而第5族又分為兩個分支。20世紀末,植物學家將基因技術引入景天科種族界定,對景天科的葉綠體基因和核基內進行了分析。結果表明景天科應分為8個分支,與J.Thiede 的結論相對應。
在中國景天科分類依據1984年出版的《中國植物志第三十四分卷第一分冊》,其中系統的介紹了中國本土景天科植物的資料,統計了中國有景天科植物共10屬242種,分為東爪草亞科(Crassuloideae)、伽藍菜亞科(Kalanchoideae)、景天亞科(Sedoideae)三個亞科。
栽培研究
景天科是一個大科,起源非洲南部,隨后向北擴散到地中海地區,再蔓延至亞洲、東歐和北歐,最后擴展至北美。現在非洲、亞洲、歐洲、美洲均有分布。種類多樣性中心有兩個,分別是墨西哥和南非。由于品種眾多,生境各異,景天科植物在很多方面變現奇特。
景天科植物資源豐富,但是大部分野生,其中主要是被當作黛比開發利用。15世紀,景天科植物發現并被當作多肉植物帶回歐洲,因其具有觀賞性而風靡全歐洲,經過長期研究、栽培和傳播,漸漸流傳到其他國家。
其中歐美及日本、韓國等國對景天科多肉植物研究起步較早,品種多樣,棧培技術已相當完善,從形態分類、觀賞、生產應用、環境保護等方而都已有很深入的研究。許多國家的植物園和公園都建立了專門的溫室來展覽和保存景天科多肉植物,如丘園邱(KEW)園、美國漢延頓植物園、日本仙人學植物公園等。在美國和瑞典都有專門的景天科多肉植物博物館。除此之外,國外也非常重視利用景天科黛比營造景觀以及鄉士樹種的馴化應用。如美國風景園林師協會成員史蒂夫·馬蒂諾深入的研究沙漠景觀,提倡使用當地植物營造景觀,其設計理念蘊涵著對歷史,生態社會因素的關注。
但與歐美、日本、韓國相比,中國對景天科肉質植物栽培的歷史較短。上世紀五六十年代,景天科植物以大瑞蝶盆栽進入中國市場,但尚未走進千家萬戶。直到1980年代,其才在香港特別行政區流行起來,深受盆栽愛好者的喜愛,并得到廣泛傳播。1991年,有徐民生、謝維遜編著出版的《仙人掌類及多肉植物》一書,首次系統的向人們介紹了景天科這一類神奇的植物。此書一經問世,立即引起了廣泛的關注,使得景天科植物栽培進入了高峰。
進入21世紀,中國對景天科植物的有關研究發展迅速,在引種、分類、繁殖栽培等方面都取得了前所未有的突破,其中主要是對景天科景天屬植物研究的重視,主要是從以下幾個方面:(1)引種馴化與適應性研究。其中研究較為突出的曹玉峰等引種八寶景天(Sedum spectabile),發現八寶景天的觀賞價值明顯比長藥景天的觀賞價值好;趙定國等研究的佛甲(Sedum lineare)在北京屋頂綠化上可以大量的應用。(2)資源與分類方面研究:其中影響較大的有張秀伏對《中國沙漠植物志》景天屬進行修訂,并指出沙漠地區有3種、1變型景天屬;饒廣遠對國產景天屬的6種植物進行了分類訂正,歸并了7種亞種和2變種,同時對中國植物志中景天屬存疑種Sedum phyllanthum和Sedum stutile的范圍及其分類地位進行了討論。(3)繁殖研究等。
形態特征
莖
通常具飽滿、肥厚的肉質莖和葉,無毛或有毛。
葉
葉無托葉,互生、對生或輪生,通常單葉,全緣或稍具缺刻,很少淺裂或單一羽狀復葉。
花
常為聚傘花序,或傘房花序、穗狀花序、總狀花序或復總狀花序,有時單生。花為兩性,或為單性而雌雄異株,輻射對稱,花各部常為5數或其倍數,少有為3、4、或6-32數或其倍數;萼片自基部分離,少有在基部以上合生,宿存;花瓣分離,或多或少合生;雄蕊在1或2圈,與萼片或花瓣數相同或是其兩倍,分離,或與花瓣或花冠筒合生,花絲多為絲狀或鉆形,少有變寬。花藥基生,少有為背著,向內開裂;心皮通常與萼片或花瓣數相同,在基部分開或合生。基部外通常有1個腺狀鱗片,花柱為鉆形,柱頭頭狀或不明顯,胚珠倒生,有兩層珠被,常多數,排成兩行沿腹縫線排列,稀少數或一個的。
種子
蓇葖有膜質或革質的皮,稀為蒴果;種子小,長橢圓形,種皮有皺紋或微乳頭狀突起,或有溝槽,胚乳不發達或缺。
物種分布
世界分布
景天科植物原產非洲南部。現廣泛分布于全球,如非洲、亞洲、歐洲、美洲,以中國西南部、非洲南部及墨西哥種類分布較多;南美洲較少,大洋洲、南極洲幾乎不產景天科植物。朝鮮、日本也有分布。
中國分布
景天科植物在中國幾乎分遍全國,如云南省、西藏自治區、四川省、貴州省、廣東省、福建省、浙江省、江蘇省、安徽、廣西壯族自治區等地。其中在四川最多,其次是云南、西藏,在湖北、甘肅省、陜西省分布較多。
生態習性
景天科植物主要是以灌木為主,有非常茂盛的枝干,生長周期大概是1~5年,喜陽光充足、溫暖的氣候,忌強光直射。
由于景天科植物原產地大多位于干旱或半干旱地區,土壤貧瘠,年降雨量少而集中,所以景天科植物大多根系發達,固土鎖水能力極強,在生理上具有獨特的景天酸循環(CAM),并具有適合旱生的形態特征,其表皮有蠟質粉,氣孔下陷,可減少蒸騰,是典型的旱生植物,喜生于旱地或巖石上,但也可以在不同環境下生存,對土質的要求不嚴,在極端氣候下會停止生長,進入休眠期間。此外,景天科植物還具有耐寒性強的特點,如景天科的姬星美人和耳墜草能耐-8℃低溫,適宜溫度為15~18°C。
繁殖技術
景天科植物易繁殖,在適宜的環境中,景天科植物通過枝插、葉插、播種均可獲得新的植株,插移栽能力強,有時候操作不小心碰掉一些葉片或是枝條,掉在成株底下,只要環境合適就能長出新的植株,自我繁殖的能力十分強大。
景天科植物的繁殖方法一般分為兩種:有性繁殖和無性繁殖。無性繁殖技術包括撒播、葉片扦插、頂芽扦插和莖扦插等,無性繁殖成苗快,能夠縮短育苗時間,具有較強的實用性。景天科植物的有性繁殖一般是指播種繁殖,不但操作方法簡單,且能夠生產大量的植株。
有性繁殖
景天科植物可以采用有性繁殖,其花序花量大,種子數量多,故種子繁殖是景天科植物的重要繁殖方式之一,但由于景天科植物種子極小,播種繁殖有一定的難度,所以景天科植物的有性繁殖報道比較少,只有紅景天有較零星報道。
無性繁殖
撒播繁殖
景天科植物的生命力較為旺盛,因此還可以選擇撒播繁殖技術,即將植物的莖葉切成小段,然后撒播于基床,即可實現繁殖。采用撒播繁殖技術可極大的降低勞動強度,同時,撒播繁殖技術還可以減少種苗的需求量,有利于降低成本。
葉片扦插
景天科植物葉片扦插繁殖技術成本較低,成活率高。其中應用于景天科多肉植物則又可分為全葉插和半葉插。用完整的葉片扦插得到新植株的成為全葉插,如厚葉草屬(P.achyveria)的東美人(P.pachyphytoides Walth)葉片放在土上,一個月后就可看見完整的植株,葉片飽滿,根系發達。還有部分多肉植物的葉片可切斷進行扦插,稱為半葉插,如青鎖龍屬方鱗綠塔(C.pyramidalis)。
莖扦插
景天科植物,如佛甲草、紅星伽藍菜和費菜等采用莖扦插繁殖技術,其莖扦插繁殖需要基質有著較好的透氣性和排水性,因此,在進行莖扦插繁殖時,可在基質中增加珍珠巖、草灰與河沙等,以此來增加空氣流動,減少內藏的細菌,提高景天科植物的生根率。
組織培養
景天科植物的組織培養也是一種很重要的繁殖方式,其中在中國以高山紅景天研究報道為多。除此之外,羅林會等以費菜的帶節幼嫩莖段為外植體,在芽增殖培養基上培養個月后長出小苗。以后每40~45天可剪成單節莖段繁殖,經煉苗后10天移栽,成活率高達95%。
栽培技術
地形整理
景天科植物為旱生植物,普遍耐干旱但不耐洪澇,因此栽植前應對栽植床地形進行整理,確保栽植床高出周圍環境,滿足景天科植物栽植區域排水要求,確保無積水、無嚴重水土流失問題。
撫育管理
景天科植物喜陽光充足、溫暖的氣候,但忌強光直射,生長適宜溫度為5~30℃。秋冬和春季適宜栽植,夏季避免高溫高濕,需遮陰控水。栽植期間應加強澆水和施肥管理。由于景天科植物初期生長緩慢,可間隔幾天澆透水1次,但不能過量,防止澆水過多造成根系腐爛問題,生長期內可充分澆水;但盆栽景天科植物澆水不宜過多,可根據天氣情況適當噴水濕潤,便于新根生長。植物生長初期無需施肥,待緩根期后間隔15~20天可澆稀薄液肥1次。同時要注意通風,通風不良的條件下易出現真菌感染。
病蟲害防治
景天科植物多生長在干旱瘩薄的地區,自身抗性極強,在原生地基本沒有病蟲害。目前盆栽種植常出現的蟲害有:病害主要有炭疽病、白粉病、霜霉病和灰葡萄孢;蟲害主要有介殼蟲、根粉、蝸牛、水稻稻金翅夜蛾等,大多是由于室內環境不通風或養護不當造成的,露天種植的景天科黛比有充足的雨水和陽光,很少發生病蟲害,防治過程中, 大多數景天科多肉植物對有機磷農藥比較敏感,噴灑農藥宜慎用,以免造成不必要的損失。
下屬分類
東爪草亞科 Crassuloideae
花常為4~5基數;雄蕊1輪,與花瓣同數,花瓣多少合生,葉對生。 如玉樹(Crassula argentea)、 筒葉花月(Crassula argentea‘Finger Jade’)、阿爾芭(Crassula alba)、藍鳥(Crassula arborescens)、白鳥星(Crassula bakeri)、 玉椿(Crassula barklyi)、方塔(Crassula kimnachii)、麗人(Crassula columnaris)等。
本亞科共有6屬,中國有1屬。
伽藍菜亞科 Kalanchoideae
雄蕊常為花瓣的2倍,如與花瓣同數,則有互生葉或葉對生而有塊莖狀的根。花為4基數,雄蕊2輪,為花瓣數的2倍,萼片分離或多少成管狀合生。如庫伯天錦章(Adromischus cooperi)、 落地生根(Bryophyllum pinnatum)、銀波錦(Cotyledon undulata)、 伽藍菜(伽藍菜屬 laciniata)、阿殿(Tylecodon paniculatus)等。
本亞科共有3屬,中國有2屬。
景天亞科 Sedoideae
雄蕊常為花瓣的2倍,如與花瓣同數則有互生葉或葉對生而有塊莖狀的根。花常為5~6(-12)基數,少有3~4基數,雄蕊常為2輪,有時只1輪,花瓣分離,或多少合生;葉各式,扁平或圓柱形,互生,對生或蓮座狀。如寶石花(Echeverialilacina)、富士(Orostachys iwarenge)、 仙女杯(Dudleya brittonii)、佛甲草(Sedum lineare)等。
本亞科共有12屬,中國有7屬。
栽培分類
景天科植物主要以黛比栽培,所以依據多肉植物對溫度要求的不同,可將其分為:夏型種、冬型種、春秋型種3種類型。“夏型種”夏季不休眠,冬季休眠,溫度較高時生長良好,但溫度超過38℃也會休眠。景天科常見的“夏型種”有:青鎖龍屬的火祭、紀之川、若綠等,伽藍菜屬的玉吊鐘、唐印、不死鳥等。“冬型種”能耐低溫,喜涼爽環境,夏季休眠,冬季不休眠,但低于5℃“冬型種”也會陷入半休眠,生長速度明顯減慢。多數景天科多肉植物是冬型種,如錦章屬的天錦章、神想曲、御所錦等,銀波錦屬的熊童子黃斑、福娘、銀波錦等。“春秋型種”生長期主要是春季和秋季,但夏季和冬季無明顯休眠現象。
栽培品種
黑法師(A. arboreum ‘Atropurpureum’)
原種蓮花掌產于加那利群島,黑法師是蓮花掌的栽培品種。莖高1米,分枝多。葉在莖端和分枝頂端集成蓮座葉盤,葉盤直徑可達20厘米,葉黑紫色,在光線暗淡時泛綠色,葉頂端有小尖,葉緣有睫毛狀纖毛。花集成大的總狀花序,小花黃色,花后整株枯死。
黑法師株形優美,黑紫色的葉生于枝頭,是一種葉色美麗而特殊的栽培品種,一般家庭也可栽培。
半球星乙女(C. brevifolia)
產于南非開普省。全株無毛,株高在原產地為20厘米,但栽培中相當低矮。從基部叢生很多分枝,莖和分枝初白色肉質狀,后變褐色,下部中空。葉無柄,交互對生,長1厘米,寬和厚均為0.6厘米,正面平背面渾圓似半球狀,肉質堅硬。黃綠色葉緣呈紅色。花白一綠檸檬黃色。
本種莖和葉都是微型的,葉形較奇特、色彩悅目,是適合家庭作微型盆景的好材料。
庫珀天錦章(A. cooperi)
原產南非開普省,別名錦玲殿。中國近年引進栽培。高度肉質的小型植物,短莖灰褐色。葉基本為長圓形,下部很長的一段幾乎成圓柱形,上部稍寬、稍扁,近卵圓形,長2.5~5厘米、寬1.2~2厘米,葉背圓,葉正面較平,頂端葉緣波浪形,表皮無毛有光澤,綠色中布暗紫色斑點。花序高2厘米,花筒圓柱形,長1厘米,上部綠色下部紫色,花冠5裂,紫色,邊緣白色。
庫珀天錦章葉形奇特,株形不大,小巧秀氣,色彩別致,根系較淺,宜用小而淺的花盆栽種,點綴窗臺、幾案、書桌等處,獨具情趣。
主要用途
觀賞用途
城市綠化
景天科植物的適應能力較強,而且植物姿態優美。大部分的灌木叢植物都具有分枝強,耐修剪,這也能夠提高植物的利用率和保護環境的效益。同時景天科植物非常強壯而且覆蓋率高、花瓣繁多、易修剪。因此,大部分的城市在道路綠化方面會選擇景天科植物。
立體綠化
立體綠化就是將植物種植在景觀上,如最常見的屋頂綠化。屋頂綠化的好處是防止水土流失,同時也能夠掩蓋石頭,減少灰塵還有噪音。景天科黛比在立體綠化上的應用, 增加了綠量, 并豐富了建筑的色彩, 逐漸成為綠化的一個新形式
室內綠化
景天科植物因為枝干較矮小癥,花瓣靈巧繁多,所以也可以做室內裝飾品,用于改善室內的環境,讓屋子變得更加生動活潑,充滿綠色的氣氛,空間占用率小,還能給人一種立體的美感,有利于營造一種接近大自然的生活氣氛。不僅如此,還可以充分調節室內的溫度,促進吸收室內的CO2,釋放O2,讓人們居住的地方更加舒適。常見的室內品種如紅色系的東云、朧月蓮等,綠色系的薄雪萬年草、姬星美人、子持蓮華、白鳳、星美人、千佛手等;黃色系的銘月、黃麗等,深色系的黑王子(黑色)、紫焰(紫色)、晚霞(紫紅色)等。
食用用途
景天科中的許多植物富含多種維生素、氨基酸、Caspase-3、大量元素、微量元素等,再加上口感鮮脆,因此可作為餐桌上的食品,食用方法多樣。
如吊蘭營養價值豐富,富含氨基酸和對人體有益的微量元素,葉莖纖維少,脆嫩滑潤,甘甜爽口,風味鮮美,可做湯、做陷、炒食、涼拌、泡茶等,還可作為良好的蜜源植物。瓦松全草可做成醬菜,嫩脆可口,也可作為晚秋優良蜜源植物,可制葉蛋白食用。紅景天可制作保健干紅,應用于醬油生產中,可制得風味獨特營養豐富的保健調味品。
藥用用途
景天科植物中有活血止血效果的主要有:費菜、小紅景天、瓦松、狼爪瓦松、紅景天,可用于治療吐血、血、咯血、便血、尿血、鼻出血等;有養血安神丸功效的主要有:費萊、小叢紅景天,臨床上用于治療神經衰弱、失眠、煩躁不安等;有清熱解毒消腫藥效的主要有:景天三七、垂盆草、瓦松,可用于瘡腫、蟲蝎咬傷、燙火傷。
相關研究
功能開發
環保功能
景天科植物擁有的景天酸代謝方式使得其在夜晚吸收二氧化碳而不吸收氧氣,因其特殊的途徑最先是在景天科植物中發現的,故以其作為命名,即景天科光合途徑——CAM途徑。因此特殊的功能使景天科植物夜間的有效吸收時間明顯比非景天科植物的長,所以這類植物有著特殊的耐于早能力和凈化空氣,有利健康的特別功能。
藥用保健功能
景天科植物大多被用作民間藥材,如楊俊蔣、南天寶等學者對垂盆草及同屬的珠芽景天、凹葉景天、薄葉景天、蘚莖景天、江南景天等五種中草藥的性狀、顯微鑒定進行了較全面的研究,結果表明它們有明顯區別,為鑒別垂盆草,開發藥源提供了基礎,目前已有垂盆草膠囊上市。近年研究表明它具有抗缺氧、抗寒冷、抗疲勞、抗輻射、延緩機體衰老、防治老年疾病等功能;周青等研究佛甲草具有明顯減慢或阻斷心腦缺氧、缺血的病理過程的作用,顯著提高缺氧小鼠的耐受力,這對大腦記憶受損、心肌缺血缺氧等功能康復有臨床開發價值。彭曉英等采用貴州省十味止血中藥分別反復用于各類出血癥,結果表明消化道出血以景天三七止血、散、鎮痛效果最佳。Seo W G、Zhang Z H、Yidong L等學者還對紅景天的化學成分進行分析發現其含有:昔及昔元類,黃酮,有機酸類,多糖類,香豆素類,揮發性成分無機化合物元素類等,這些成分使得紅景天具有抗心律失常、調節免疫功能、鎮靜、抗疲勞、抗缺氧、抗衰老、抗癌等作用。
參考資料 >
植物智.中國生物物種名錄.2023-05-17
景天科.植物智.2023-05-17
東爪草亞科.植物智.2023-06-05
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景天亞科.植物智.2023-05-17