地下变态茎

1.根茎 又称根状茎由多年生植物的茎变态成的横卧于地下、形状似根的地下茎。根状茎上具有明显的节和节间，具有顶芽和腋芽，节上往往还有退化的鳞片状叶，呈膜状，同时节上还有不定根，营养繁殖能力很强。如竹类、鸢尾、白茅和蓟等。

2.块茎 由茎的侧枝变态成的短粗的肉质地下茎，有顶芽和缩短的节间。呈球形、椭圆形或不规则的块状，贮藏组织特别发达，内贮丰富的营养物质。从发生上看，块茎是植物茎基部的腋芽伸入地下，先形成细长的侧枝，到一定长度后，其顶端逐渐膨大，贮积大量的营养物质而成。如马铃薯块茎，顶端有一个顶芽，节间短缩，叶退化为鳞片状，幼时存在，以后脱落，留有条形或月牙形的叶痕。在叶痕的内侧为凹陷的芽眼，其中有腋芽1至多个，叶痕和芽眼在块茎表面相当于茎上节的位置上呈规律地排列，两相邻芽眼之间，即节间。除马铃薯外，菊芋（洋姜）、甘露子（草石蚕）等也有块茎。

3.球茎 由植物主茎基部膨大形成的球状、扁球形或长圆形的变态茎。观赏植物唐菖蒲和药用植物番红花具比较典型的球茎。节与节间明显，节上生有退化的鳞片状叶和腋芽，顶端有较大的顶芽。球茎内都贮有大量的营养物质，供营养繁殖之用。从发生上看，有些球茎，如荸荠、慈菇等是由地下匍匐枝（侧枝）末端膨大形成的。也有由主茎基部膨大而成者，如唐菖蒲。苤蓝的球茎则是地上茎，节上着生发育正常的叶。

4.鳞茎 扁平或圆盘状的地下变态茎。其枝（包括茎和叶）变态为肉质的地下枝，茎的节间极度缩短为鳞茎盘，顶端有一个顶芽。鳞茎盘上着生多层肉质鳞片叶，鳞片叶的叶腋内可生腋芽，形成侧枝，如水仙、百合和洋葱等。营养物质主要贮存在肥厚的变态叶中。大蒜的营养物质主要贮存在肥大的肉质腋芽（即蒜瓣）中，包被于其外围的鳞片叶，主要起保护作用。

为了适应不同的功能，有些植物的茎在形态结构上发生有一些可以遗传下去的变化，这就是茎的变态。一些植物的茎生长在地下，形成地下茎。

1、叶状茎（叶状枝）（phylloclade)

茎扁化变态成的绿色叶状体。叶完全退化或不发达，而由叶状枝进行光合作用。如昙花、令箭、文竹、天门冬、假叶树和竹节蓼等的茎，外形很像叶，但其上具节，节上能生叶和开花。

2、枝刺(棘刺）（shoot thorn)

由茎变态为具有保护功能的刺。如山楂和皂荚茎上的刺，都着生于叶腋，相当于侧枝发生的部位。

3、钩状茎(hook-like stem)

由茎的侧轴变态而来，通常弯曲呈钩状，粗短坚硬无分枝，位于叶腋，如钩藤。

4、茎卷须(stem tendril)

由茎变态成的具有攀援功能的卷须。如黄瓜和南瓜的茎卷须发生于叶腋，相当于腋芽的位置，而葡萄的茎卷须是由顶芽转变来的，在生长后期常发生位置的扭转，其腋芽代替顶芽继续发育，向上生长，而使茎卷须长在叶和腋芽位置的对面，使整个茎成为合轴式分枝。

5、肉质茎

由茎变态成的肥厚多汁的绿色肉质茎。可行光合作用，发达的薄壁组织已特化为贮水组织，叶常退化，适于干旱地区的生活。如仙人掌类的肉质植物，变态茎可呈球状、柱状、或扁圆柱形等多种形态。

6、小块茎(tubercle)和小鳞茎(bulblet)

有些植物的腋芽常形成小块茎，如山药的零余子（珠芽),半夏叶柄上的不定芽也可形成小块茎。有些植物在叶腋或花序处由腋芽或花芽形成小鳞茎，如大蒜、洋葱等。小块茎和小鳞茎均有繁殖作用。

这类植物茎不同于一般形态，在植物学上常称为变态茎，有的如球形，如仙人球（Echinopsis multiplex）；有的扁平如带， 如令箭荷花（Epiphyllum ackermannii）；有的呈纺键状，如纺锤树（Cavanillesia atborea）等。这类植物大多数是生长在美洲和非洲的仙入掌科植物，它们是不是属于旱生植物有争议。布隆（Brown， 1933）曾发现仙人掌类的Rhopalota aphyll 生长在南非岩石间的水坑里，并沉在25厘米的水下。 英国皇家植物园在栽培这种植物时，也必须把栽培的盆子浸没在水中，说明这类植物虽有许多旱生植物的特征，但不限于生长在 干旱的地方。固然仙人掌类植物可以生长在其它环境，甚至在水分条件好的地方生长还好，但应当看到它们大量分布的地方是美洲荒漠，稀树干草原地带，一生中要经历全部或一段时间的干旱生活时期，无疑是一种旱生植物。

肉茎植物形态特征

仙人掌类的根系不很发达，根细而多分枝，横向延伸，在有水时生长快，属浅根系；这类植物的茎肉质有多种形态，有的植物长有棘刺或毛状刺，颜色多为绿色，具同化能力；叶的情况多样，有的不发育如蟹爪兰（Zygocatus truncatus）， 有的叶发育扁平或圆柱状鳞片，瞬即脱落，如仙人掌属（OPuntia），有的能长正常的叶，但在旱季来临时，脱落，到雨季来到时再长新叶， 如纺锤树。总之，这类植物是在空间或时间上减少蒸腾量，其效果是惊人的，如有的仙人掌类植物作为标本放置8 了年，重量仅从7.5公斤减少到 3.5公斤；有的放3年还浇水还能开花。

肉茎植物结构特征

仙人掌类角质膜厚，表皮细胞外切向壁加厚，气孔器下陷；表皮下是厚角组织组成的下皮层；其内是含叶绿体的同化组织；再向内的皮层和中心的髄部都很发达，是一些大而圆形具纹孔的贮水细脃，常含粘液；维管组织和机械组织不发达，木质部主要是含有环纹及螺纹的管胞，没有生长轮。纺锤树一类植物树干粗达几米，主要是茎内有特别发达、疏松柔软的木质部，木质部成了植物的贮水室，到雨季时，一株树可贮几吨水，到旱季时慢慢享用。

总结这类茎特征：①茎肉质肥大多浆；②尽量缩小体表面积，有球形茎的形态；③茎具有同化作用；④茎表皮及角质膜加厚；⑤气孔器多下陷；⑥有特别发达的贮水结构；⑦维管组织和机械组织不发达，⑧叶退化或早落；⑨多为浅根系。

植物的茎一般生在地上，但多年生植物常在土层中形成变态的地下茎，以渡过不良的生长季节。变态的地下茎与根有许多相似之处，但由于仍具茎的特征（有节和节间），其上的叶一般退化成鳞叶，脱落后留有叶痕，叶腋内有腋芽。因此很容易和根区别开。为了适应不同的功能，有些植物的茎在形态结构上发生有一些可以遗传下去的变化，这就是茎的变态。一些植物的茎生长在地下，形成地下茎 。