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人参根、叶、茎、花、果实和种子 (图)

 brutus33 2008-03-22
 
 

    一 、根的外部形态

    人参根是直根系的肉质根。圆柱形或纺锤形,黄白色。分枝性较强。可分为主根、支根(侧根)、须根(吸收根),不定根(次生根,艼和门艼)和根茎(芦头)。根茎上生有芽苞,即越冬芽或胎苞(图1)。

    主根根长3—15厘米,粗1—3厘米。上端有横向凹陷致密的细纹(山参纹细、密、深,多螺丝纹:园参纹粗、稀、浅,不连续),下部生多条支根(侧根)。支根也叫参腿(山参支根2—3条,园参支根较多,边条参留2—3条)。根据支根大小、部位,又可分为一级支根、二级支根(或者叫大支根,小支根,大侧根,小侧根)。支根上着生须根(山参的须根细长、少、清疏,园参的须根短、多,丛生而散乱)。须根上生有许多小瘤子,称作珍珠疙瘩(山参珍珠疙瘩明显,园参珍珠疙瘩不明显)。主根及支根生长初期,或者尚未老熟的支根,其内部大部分为水份,呈半透明状。以后,幼主根和幼支根先后逐渐木栓化。在幼主根,幼支根和须根上,生有许多白色吸收根,从土壤中吸收水分和无机盐,早春长出,晚秋大部分脱落。

    主根与茎的交接处,有一个盘节状的地下茎——根茎,生产上习惯称为芦头。芦头长1—4厘米,直径0.3—1.5厘米,多拘挛而弯曲。人参每年从芦头处抽出茎。秋天,茎枯死后芦头上便留下一个凹窝状的痕迹——茎痕,形如臼,俗称芦碗。芦碗数随参龄增加而增加。园参生长年限短,芦碗明显,可依据芦碗数目判断参龄(多茎参例外)。山参生长年限长,先形成的芦碗趋于愈合,甚至密集重叠,芦碗不清楚,不易以芦碗数目判断参龄。马牙型人参芦头短粗,芦碗大,长脖型人参芦头细长,芦碗小。

    山参的芦头较长,下端多呈圆形,表面光华,称为圆芦。圆芦以上,芦碗渐密而四面环生,称堆花芦。堆花芦以上,芦碗渐疏而大,边缘兜楞,形如马齿,称马牙芦。整个芦头异常短小者,称缩脖芦、芦头具环状节者,称竹节芦。芦头的下部表面平滑无节、纤细而长者,称线芦。在一个主根上同时生有两个芦头者,称双芦。在一个芦头上同时具有圆芦,堆花芦和马牙芦者,称三节芦。芦头下部是竹节芦或线芦,上部是马牙芦者,称两节芦。园参大多数是缩脖芦。

    芦头上端的侧面生出芽苞(越冬芽,胎苞)和潜伏芽。芽苞呈鹦鹉嘴状,白色,脆嫩,从内向外由大,中、小三枚半透明椭圆形的鳞叶包裹,里面是翌年地上部分(茎,叶、花序)的雏体和翌年芽苞的原始体。茅苞大小与芦头大小有关芦头短粗的,芽苞较大,芦头细长的,芽苞较小。潜伏芽一般一个,个别两个以上,在芦碗外缘,不甚明现(图2)。

 

    在芦头上生有一条或几条不定根(俗称艼或门艼),白而脆嫩。不定根与主根不同,具向地性,能垂直向下伸展,对牢固植株有很大作用。山参一般有不定根1—3条,园参有不定根2—5条或更多,也有的完全没有。不定根顺长,斜向旁伸,肩膀圆形下垂。山参的不定根与主根间夹角较小。园参的夹角较大。若生有两枚互生的不定根,称为人形参或孩儿参。若不定根发育过大,往往形成与主根大小相同的纺锤形根,常被称为武形人参。生在芦头基部的不定根,俗称护脖艼;生在芦头两侧的俗称掐脖艼。芦头与艼合称“艼帽”,人参根部的形状、大小,与人参生长年限、品种类型、生态环境、土壤,肥料等关系极大。

    二 根的解剖构造

    人参主根的横断面有一个淡黄色的环,它与由中心部分的许多放射线组成一个鲜明的图案,有人称为“金井玉兰”人参主根的结构,从外向内分为五层:

    (一)周皮

    周皮包括木栓层、木栓形成层和栓内层。

    木栓层位于根的最外部,由4—6层整齐、紧密的木栓细胞组成,外层有部分剥离。木栓细胞为扁平的长方形,长44—87微米,宽8.5—13.5微米,厚25—75微米,其木栓化了的细胞壁不透水、不透气,能防止根内水分散失,起保护作用。随着参龄增加,木栓细胞渐呈波浪形排列,而使表皮多横皱纹,但主根尖端一般没有。

    木栓形成层由1—2层薄壁细胞构成,长37—78微米,宽6—13微米。

栓内层由4—5层近圆形细胞构成,长67-120微米,宽22——130微米。

    (二)皮层

    皮层比较狭窄,组织疏松。皮层细胞呈扁平状,横向延长,细胞壁薄。细胞内含有草酸钙族晶,簇晶的大小不等,最大的直径可达68微米,这是人参根部的特征之一,可以用来与其他植物相区别。

    (三)韧皮部

    韧皮部由韧皮薄壁细胞及筛管两类细胞组成,比较宽,排列紧密,为一群小型的细胞群。韧皮薄壁细胞近椭圆形,长16—60微米,宽11—32微米。筛管细胞很小。外侧部分的韧皮部(初生韧皮部)常因脱水而形成一些裂隙,其间有树脂道。树脂道内含有黄色的分泌物。内侧部分的韧皮部(次生韧皮部)细胞排列紧密。靠近形成层外侧有较多的树脂道环,接近形成层处有明显的筛管群。韧皮部内有草酸钙结晶。

    (四)形成层

    人参根的形成层是一个明显连续的环层,由排列紧密的1—2层薄壁细胞构成。细胞扁平,长14—39微米,宽9—24微米。形成层紧贴韧皮部,有能观察到刚刚由形成层分生出来的细胞。

    (五)木质部

    木质部位于根的中心部分,多由多角形导管构成,导管厚壁有梯纹,网纹或螺旋纹。初生木质部中导管较少,次生木质部中的导管有些是独自分离的,有些则是聚合的。导管沿半径的方向断断续续排列成行,导管间是木质部薄壁细胞。在根的纵断面上,导管位置有的有变化。在较老龄参根的木质部边缘,导管呈波浪形。在参根的横切面上几乎见不到髓,而往往是棱形实心体(图3)。

 

    人参根的薄壁细胞中均充满淀粉粒。淀粉粒有单粒的,也有由2—6个单粒组成复粒的。单粒淀粉呈半圆形,球形或不规则的多角形。

    不定根(艼)具有次生根的构造,其导管直径比其主根导管直径要大些。

 

    一、茎的外部形态

    人参的茎下部与芦头相接,上部附着叶柄。茎单一,直立,不分枝,表面光滑,横断面为圆形。茎紫色或绿色。高依年生不同而异,一般10—70厘米。

    人参第一年的地上部分由种子的胚芽发育而成,从第二年(二年生植株)开始地上部分都由芽苞发育而成。也就是说,一年生人参没有真正的茎而只有叶柄,叶柄稍呈舀状,有明显的沟,从二年生以后才有茎。

    二、茎的解剖构造

    茎的中部横切面呈圆形,边缘略有凹凸,从外向内分为五层。

    (一)表皮

    表皮是一层排列紧密的长柱状或棱形细胞,细胞长20—190微米,直径20—32微米,横切面近方形或近圆形。表皮具角质层及显著的纵行角质纹理,偶见气孔分布。

    (二)皮层   

    皮层厚角组织紧靠表皮,由3—4层长柱状或棱形细胞组成,细胞长110—200微米,直径12一23微米,横切面呈圆形或椭圆形,纵切面壁加厚较显著。

    皮层薄壁组织由6—10层长柱状细胞组成,细胞长98—155微米,直径23--75微米,横切面为多角形或近圆形,有间隙。靠外侧的3—5层细胞直径略小,内含叶绿体,靠内侧的4—6层细胞直径较大,不含叶绿体。皮层薄壁细胞间,在与各维管束相对应处各有一树脂道,其内径12—30微米,常具5--8个小型分泌细胞。分泌细胞和树脂道均含黄棕色或淡黄棕色物质。

    内皮层为一层柱状细胞,长110—230微米,直径25—42微米,横切面圆或椭圆形。壁厚,木质化,具较大的单纹孔。开花前的茎不木质化,壁薄,内含淀粉粒。

    (三)中柱鞘

    中柱鞘细胞3--4层,与维管束相对应的部分为纤维。小柱鞘细胞长640—1320微米,直径12—23微米,表面平直,两端尖、斜尖或钝形。横切面多角形,壁厚,木质化,胞腔狭窄,纹孔细小,斜生。与髓射线相对应部分的细胞似内皮层细胞,且木质化。开花前茎的中柱鞘皆为薄壁细胞,不木质化。

    (四)维管束

    维管束20余个,成圆环状排列。单个维管束横切面倒卵形或扇形。每个维管束均含韧皮部和木质部两部分,外韧型。韧皮部筛管横切面为多角形,筛板不明显,伴胞细小。韧皮薄壁细胞横切面亦为多角形,与筛管较难区分。木质部导管细胞长270—860微米,直径15—55微米,多为螺纹或梯纹,少有坏纹加厚,两端具圆形单穿孔。从横切面观察后生木质部导管时,常见径向相连成数列,且为1—2列木薄壁细胞所间隔。原生木质导管细小,多已颓废,木薄壁细胞壁常增厚,无形成层。

    (五)髓

    髓部宽大,由柱状或椭圆球状薄壁细胞组成,细胞长72—120微米,直径32—72微米。与各维管束的原生木质部相对应处,常有一树脂道,其余部分有时也有树脂道。髓细胞内有少量草酸钙族晶(直径:12—40微米),散生。在人参茎叶枯萎前期的茎髓部细胞,常颓废而形成大的空隙。髓射线宽阔,细胞的形状和大小似髓。

    茎近顶端横切面可见许多维管束产生分枝,转为内韧行(图4)。

 

 

    一、叶的外部形态

    人参叶片长椭圆或近卵形,尖端较锐,基部楔形,长8—24厘米,宽3--11厘米。叶缘为重锯齿状,较浅。叶脉网状。叶脉间及锯齿间均具小毛刺,是叶毛。叶片有白色绒毛。叶面绿色,无光泽。叶背面有光泽。

    人参全叶为掌状复叶,由3—5枚小叶组成。小叶柄长1--3厘米,复叶柄长10厘米左右。最下一对小叶较小(2-9×1-6厘米中央一片小叶最大(8-24× 3-11厘米)。掌状复叶一般3-6个,轮生。生长年限不同的人参,掌状复叶的数目不同,一般,一年生具3枚小叶片组成的一个复叶称“三花”,二年生具5枚小叶片组成的一个掌状复叶称“巴掌”或“五叶”。三年生具2个掌状复叶的称“二甲子”,四年生具3个掌状复叶的称“灯台子”,五年生4个掌状复叶的称“四批叶”.六年以上具5个或6个掌状复叶的分别称“五批叶”或“六批叶”。

    二、叶的解剖构造

    (一)叶柄

    大叶柄横切面呈半圆形或肾形,上方稍凹下,中央有一小凸起。中部横切面近圆形,上方具有一小凹口,内有一小凸起。

    小叶柄中部横切面为椭圆形,上方具三凸起,中央的较短小。不见厚壁组织。

    (二)叶片

    人参的叶片由叶脉,表皮和叶肉三部分构成。

    叶脉横切面近圆形,上下较凸出,下面的更明显。叶脉上下两面的表皮细胞纵向延长,外壁增厚,向里有数层厚角组织。表皮细胞有显著的角质纹理,其中上表皮有时可见细胞刚毛(长1-2微米,基部直径0.2-0.25微米)。薄壁组织细胞近圆形或多角形,有草酸钙簇晶。维管束在叶脉中间,木质部和韧皮部间有形成层。外韧维管束为一不完全的环状,缺口位于上方。维管束下方可见一树脂道。

    表皮细胞呈波浪形排列,内有叶绿体。叶绿体较大且数目少。上表皮为一层细胞,细胞直径35—92微米,垂周壁波状或深波状,外壁具较薄的角质层及略呈放射状的细微角质纹理。下表皮形状似上表皮,外壁有时可见少量细微角质纹理。气孔不定式排列(上表皮无气孔)保卫细胞长30—35微米。单位面积上的气孔数,人参是大豆等作物的1/20—1/30。

    叶肉由3—5层细胞组成,细胞直径18—30微米。无栅栏组织,但海绵组织较发达。叶肉内有叶绿体,有时也可见到草酸钙簇晶。人参叶片的组织构造反映出阴性植物的结构特点(图5)。

 

 

花、果实和种子

    一、 花

    一般三年生以上的人参植株(达到“灯台子”)开始形成花序并开花结实(有的二年生植株也能形成花序)。花芽在前一年夏季由芽苞开始发育。春天,在茎顶端长出较长的花梗(10—30厘米),一般一茎一梗。梗顶着生花序,花序伞形,花着生在肥大的花托上,顶生,有柄。一般三年生的有3-10朵小花,四年生的有20-50朵小花,五年生的有50-100朵小花,最多的可达300朵。

    人参花两性,为完全花,由花萼、花冠、雄蕊雌蕊构成。花瓣5枚,淡黄绿色,周边颜色较浅,卵披针状。花萼钟状,5裂,淡绿色,复瓦状排列。雄蕊5枚,白绿色。花药矩圆形,四室,背着药,花丝基部较为膨大。开花前花丝较短,开花后为花药纵长的2倍。每个花药有花粉5.2万余粒,一朵花约有25万粒花粉。花粉极面观近三角形,侧面观圆形,中型,直径35微米。雌蕊一枚,柱头杈状二裂,子房下位,二室,二心皮。每个心室内含一个顶生倒置的胚珠,中央边缘为胎座(图6)。

    二、果实和种子

    人参的果实为核果(合心皮双核核果),肾形,由外果中果皮,内果皮(果核)和种子组成。果实长8-14毫米,宽3.7-6.1毫米,厚3.5毫米。外果皮革质,初为绿色(青榔头),以后逐渐变为深绿色,紫红色,成熟时为鲜红色,表面有光泽。中果皮黄色,肉质,多汁, 随着果实成熟逐渐增厚。内果皮在胚乳形成过程中逐渐木质化,形成坚硬的果核。内含1—2粒(个别3粒)种子。果核含两粒种子时为肾形,含一粒种子时近球形(生产上常误把含种子的果核称为种子)。果核宽椭圆形。略扁,长4-8毫米,宽3-6毫米,厚2-3毫米。表面淡黄白色,凹凸不平,有皱纹。背侧呈弓形隆起,两侧较平,腹侧平直或稍内凹,基部有一小尖突(珠孔,亦称吸水孔)。珠孔上方有一条脉(有时脱落或部分脱落),延至果核上端后分为数支,凡脉经过处果核均向内微凹而呈浅沟状。内果皮(核壁)很坚韧,厚0.5毫米,内表而光滑有光泽,由三层厚壁细胞和一层薄壁细胞组成。内果皮虽然很厚,但透水、透气性良好。

    人参的种子倒卵形或略呈肾形,扁平,长3-6毫米,宽2.5-5.5毫米。鲜籽乳白色,干籽淡棕色。腹侧平或稍内凹。一黄褐色线状种脊,至顶端常分为两条,至基部相连于一小尖突状种柄。种皮极薄,贴生于胚乳。胚极小,埋生于胚乳基部。发育完全的种胚以后发育成一年生地上部分的枝条(图7)。

 

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