禾木科

禾木科

本科是被子植物中的大科之一,約有650多屬,12000多種。根據莖是否木質化而分為竹亞科和禾亞科。本科為經濟價值最高的一科,如稻、麥、玉米、粟(小米)、高梁等人類的主要糧食作物,甘蔗糖料作物以及牧草、竹類等均屬本科。其它如造紙、紡織、鋪建草皮、保提護岸、水土保持等方面,禾本科植物也占有相當重要的地位。

形態特徵

一年生、二年生或多年生草本,少亦有木本。莖常稱為禾稈,

禾木科禾木科
圓柱形,節與節間區別明顯,節間常中空。常於基部分枝,稱為分櫱。單葉互生,成2列,葉鞘包圍稈,邊緣常分離而覆蓋,少有閉合。葉舌膜質或退化為一圈毛狀物,很少沒有。葉耳位於葉片基部的兩側或沒有。葉片常狹長,葉脈平行。花序種種,由多數小穗組成。

(1)體態:草本為主,一年生或多年生,少數為木本,散生或叢生,有地下莖。莖特稱為“稈”,通常為圓形,亦有方形的,有明顯的節和節間,節間多中空,亦有實心的,如高粱、玉米、甘蔗等;
(2)葉:互生,排成2列,由葉片和葉鞘組成,在葉片和葉鞘的連線處有時有葉舌葉耳,葉鞘是開裂的。葉頸是葉片與葉鞘連線處增厚的部分;
(3)花:小,兩性,稀單性,極為簡化,由花組成小穗,再由小穗組成穗狀花序圓錐花序,組成小穗的花稱為小花floret。小花有外稃(苞片)palea1枚,外稃有時有芒,內稃(小苞片)lemma一枚;漿片(退化

禾木科禾木科

的花被)2枚,在吸水時膨脹,能撐開內稃與外稃使雄蕊花柱得以露出;雄蕊1~6枚,常為3枚,花絲細長,花葯丁字著生;雌蕊由3心皮組成,胚珠1枚,柱頭羽毛狀;
小穗spikelet:小花(1~多朵)加上內穎glume(1朵不孕小花的苞片)和外穎glume(另1朵不孕小花的苞片;小花排成二列狀,生於一短而細的花軸rachilla,基部有兩個空穎glume;——小花與空穎合成1小穗,小穗有柄成圓錐狀或總狀復花序,或無柄而成穗狀復花序。
以小穗為單位,組成穗狀或總狀花序,最後組成穗狀復花序或圓錐花序。
小穗基部有時尚有佛焰狀的厚鞘,相當於一總苞如薏苡
(4)果實:穎果——果皮與種皮不能分離的果實,或胞果,後者用以指薏苡的果實,稀為漿果或堅果
(5)種子:具豐富的胚乳,胚乳粉狀,占種子的比例大。

分類

禾木可分為兩個亞科:竹亞科(木質)、黍亞科早熟禾亞科(草質)。

禾木科大油芒

竹亞科
竹亞科的植物,稈一般為木質,多為灌木或喬木狀,稈的節間常中空;主稈葉(稈籜即筍殼)與普通葉明顯不同;稈籜的葉片(籜片)通常縮小而無明顯的中脈;普通葉片具短柄,且與葉鞘相連處成一關節,葉易自葉鞘脫落。染色體:X=12,稀7、6、5。體中所含的SiO2可高達70%,竿和各級分枝之節均可生1至數芽,以後芽萌發再成枝條,因而形成複雜的分枝系統;地下莖(rhizome)亦甚發達和木質化(指植株成長後而言),或成為竹鞭在地中橫走[此為單軸型(monopodium),又因竹鞭較竿徑為細,故亦稱細型(1eptomorph)],或以眾多竿(culm-base)和竿柄(culmneck)兩者堆聚而成為單叢[即合軸型(sympodium)或粗型(pachymorph)],竿柄有節而無芽,通常亦不在其上生根,它著作較長的延長時,稱之為假鞭(pseudorhizome),此時地面竿則為多叢兼疏稀散生,如同時兼有上述兩類型的地下莖,則稱為復軸型(amphipodium),其地面竿自然為多叢性的;新竿有其特殊的生長方式,即由地下莖(竹鞭或竿基)的芽向上出土而成新苗[俗稱shoot)),它最初有不分枝的短暫時期。葉二型,有莖生葉與營養葉之分;莖生葉單生在竿和大枝條的各節,相應地稱為竿籜(culm-sheath)、枝籜(branehsheath),它們有頗為發達的籜鞘和較瘦小而無明顯中脈的籜片,在兩者間的聯結處之向軸面還生有籜舌,此外籜耳和鞘口燧毛亦常存在,惟籜片絕對無柄;營養葉二行排列互生於枝系中末級分枝(常稱具葉小枝)的各節,並可形成類似複葉形式的同一面,其葉鞘常彼此重疊覆蓋,相互包卷,葉鞘頂端還可生有葉舌、葉耳和鞘口燧毛等附屬物,葉片具葉柄,中脈極顯著,次脈及再次脈亦均明顯,小橫脈易見或否,葉柄簡短,位於葉鞘頂端由內外兩個葉舌所形成的杯狀凹穴之內,因基部具關節,故嗣後葉片能連同葉柄一齊從鞘上脫落,而葉鞘則在枝條上存留較久。花期不固定,一般相隔甚長(數年、數十年乃至百年以上),某些種終生只有一次開花期,花期常可延續數月之久。竹類花序有兩種基本類型,一為有如普通禾草那樣,植株上的具花部分(在禾本科中,習慣上以小穗為一單位)可形成各種式樣的花序,它們的發育是一次性完成的,術語上稱為單次發生花序(semelauctantinflorescence),其著生部位都是在植株營養體某些部分最上方的一片營養葉[稱旗葉(flagleaf或uppermostleaf)]之上,花序軸及其分枝(包括小穗柄)均常實心,即內部結構上下均勻一致,分枝處(包括小穗柄著生處)無明顯的節,偶可有小形的鱗片狀苞片,其腋內無芽,僅在枝腋有時可具枕瘤(tubereule),在竹類中稱為真花(genuineinflorescence),以便與另一類型即假花序(falseinflorescence)相對應;後一類型的基本結構是假小穗(pseudospikelet),它是l枚小穗頂生於極為短縮的小枝上所形成,而此小枝除其基部之內側照例有1片先出葉外,其上方的葉器官均減退呈穎狀或外稃

禾木科叢生隱子草
狀的苞片,且連同頂生的小穗在外觀上混為一體而類似“小穗”,但此實為一複合性的構造物,其下方屬於小枝的部分之苞片腋內常有小枝芽[此時該苞片稱具芽苞片(bud-subtendingbract)],如果此腋芽發育,則可成長為次生假小穗,後者的腋芽也有可能發育成另一再生的假小穗,如此重複,最後可形成一團假小穗叢,這是由各級假小穗依次發育生長而成的,故稱此假小穗叢為續次發生(interauctantinflorescence),它們著生在營養枝甚至在主竿的各節以形成穗狀、圓錐狀或球形的頭狀等式樣的花枝,惟其主軸及分枝均並不特化,仍與營養枝無異,還是有著明顯的節和中空的節間,因此也有人常將此花枝誤稱為“花序”。小穗含1至多朵小花;穎l至數片或可無穎,有時將穎及小穗下部的不孕小花之外稃合稱為過渡穎(transitionalglumes),惟不孕外稃之內常含不同程度退化的花器官而可與真正的穎有所區別;外稃具(3)5脈乃至多脈,先端無芒或有小尖頭,罕可具l短直芒如刺,而從不為膝曲芒;內稃具2脈或更多脈,背部具2脊或呈圓弧形而無脊,先端有時可分裂或下凹;鱗被多為3片,稀可無或多至6片,甚至更多片;雄蕊(2)3—6,稀可為多數(例如我國不產的群蕊竹屬OchlandraThwait.)花絲彼此分離或有部分的連合,甚至相互連成管狀或片狀而成為單體雄蕊(monadelphousstamen);雌蕊1,花柱l-3,柱頭(1)2—3稀或更多,子房卵圓形、長橢圓形或近於球形,有時基部乾縮而作具柄狀。果實有各種類型,穎果較常見,易與稃片相分離,果皮乾燥或新鮮時稀可肉質,有時為碩大型,此時則較子房原來體積增大許多倍(例如梨竹屬MelocannaTrin.),種臍線形,幾與果實同長,胚小,多為F+PP型或略變為其他類型,胚乳多為單粒澱粉質(梨竹屬等可無胚乳)。染色體基數X=12。
 
黍亞科
黍亞科是禾本科的一個亞科,分布世界熱帶地區。約210屬,3000餘種。來源於小穗僅含1成熟花在上的共同祖先,根據外稃、穎片、花序穗軸的特徵與演化階段劃分3超族:
黍超族,主產熱帶美洲和非洲降水季節長的熱濕地帶。含8族,最大的黍族(Paniceae)有8亞族,107屬,1000餘種。本族含有眾多有價值的牧草。
須芒草超族,分布於熱帶亞熱帶乾濕季交替的季風雨區。含5族90屬約1000種,如黃茅、白茅、高粱、甘蔗等。
玉蜀黍超族,含3族31屬。分布於熱帶亞熱帶季風雨氣候區域,生長在水濕較好的環境下。如玉米、薏苡等。 

早熟禾亞科
早熟禾亞科是禾本科的一個亞科。廣布於全球各種生境中,是最大的一個亞科。草本,小穗含多花至1花,向頂發育根據花序、小穗、穎片、外稃脈紋、穎果和葉片結構、染色體、生理、生態分布等特徵,劃分為6超族。

代表植物

1.短穗竹
稀有種。產於江蘇、浙江、安徽等省部分地區,由於砍伐或開墾,加上短穗竹成片開花衰敗,

禾木科朝鮮鹼茅
面積日益縮小。

地下莖為單軸型、稈散生,高3-4(--6)米,幼稈有倒生白色細毛,老稈節間無毛,在分枝一側節間下部有溝槽,長7-19(--30)厘米,稈環隆起,籜環下具白粉。籜鞘綠黃色,有白色或淡黃色縱條紋和稀疏刺毛,邊緣有紫色纖毛;籜耳發達,橢圓形,褐棕色或綠色,邊緣具毛,籜舌近相等,小枝具葉2-5片;葉鞘草黃色具縱紋;鞘口有毛,葉舌截平,無葉耳,有1-4根毛;葉片長卵狀披針形,長5-18厘米,寬10-20毫米,先端短漸尖,基部圓形或圓楔形,側脈6-7對。花序緊密呈叢,扇形,無柄,基部托以一組向上逐漸增大的鱗片狀小苞片,生於葉枝的下部各節,花序中每一側生小穗或分枝下部包有苞片,苞片的對面可有原葉,其上著生2-8枚小穗;小穗長1.5-3.5厘米,含5-7小花;穎片1-3片,第1穎為鱗片狀,具1脈,其餘2穎與外稃相似而稍短;外稃硬紙質,具9-11脈,背部具較密的小刺毛,頂端尖;內稃稍長或近等長於外稃,頂端呈裂,遍體具較長的毛,具2脊,脊上具纖毛。

主要分布於江蘇南部南京、江浦、江寧、句容、溧陽宜興無錫、蘇州,浙江北部昌化、杭州、奉化,安徽南部青陽、黃山、黟縣、祁門、休寧等地的低山丘陵或平原地區。

2.狗尾草 
又名:綠毛莠、毛莠莠、香茅子、毛毛狗。狗尾草為一年生雜草,以種子(穎果)繁殖。耐乾旱與脊薄,常與馬唐、畫眉草一起危害。

3.馬唐 
又名:抓地草、雞窩草、雞爪草、麵條筋。馬唐為一年生雜草,以種子(穎果)繁殖。

禾木科禾木科植物莖結構
常與狗尾草、畫眉草一起危害。有時亦見單一小片群落。

4.狗芽根 
又名:行儀芝、拌根草、馬拌草、鐵線草。狗芽根為多年生雜草,以種子(穎果)及匍匐莖繁殖。穎果成熟後進入土中,也可隨風或水傳播。為世界惡性雜草,喜濕潤,耐乾旱,亦耐鹽鹼,常成單一小片群落或與馬唐、鐵莧菜等一起危害。

5.牛筋草 
又名:蟋蟀草、官司草、蚰蝴蘆草。牛筋草為一年生雜草,以種子(穎果)繁殖。為世界惡性雜草,常與馬唐、反枝莧、藜、馬齒莧等一起危害,有時亦見單一小片群落。

6.蘆葦 
又名:葦子、蘆芽、蘆柴。蘆葦為多年生雜草。主要以根莖芽繁殖,繁殖力與再生力極強。多生於低濕地或淺水中,常與單一大片群落或與離蕊芥、藜、灰綠鹼蓬等一起危害。

風媒傳粉

風媒傳粉相適應的特徵:
(1)花高度簡化,花被退化為2~3,充滿漿汁的漿片,吸脹後將內外稃撐開,讓雌雄蕊伸出展開;
(2)花絲長,花葯丁字著生,花葯大,花粉小、輕,極易被風吹送散布;
(3)花柱羽毛狀,極易接受由風攜來的花粉;
(4)如玉米,花單性雌雄同株,雌花序肉穗狀,聚集了大量的雌花,花柱長伸出集中在花序頂端,方便接受花粉,受精後可產生大量的種子,這種花序體現了經濟的原則。

經濟價值

(1)糧食作物:

禾木科玉米

(2)建材、編織材料;
(3)釀酒原料;
(4)香料:香茅
(5)藥用:薏苡、蘆根、茅根、淡竹葉、竹茹、麥芽、谷芽;
(6)油料:玉米胚芽油;
(7)蔬菜:茭白、竹筍
(8)綠化、觀賞:草坪,竹子

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