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桂花属于木犀科、木犀属植物。在长期引种栽培的影响下，桂花已形成很多品种，目前已知有157个品种，其形态特征变化很大，现将主要性状列述于下：
一、树形
桂花为常绿阔叶乔木树种，高可达15米，有的树冠可覆盖400平方米。分枝性强且分枝点低（在幼年期尤为明显），因此常呈灌木状；密植或修剪后，则可形成明显主干。树皮粗糙，灰褐色或灰白色；纵裂或有明显菱形皮孔。枝叶常集中分布在树冠表层。一般幼年树冠多呈圆头形，老年则呈疏散圆筒形或伞形。孤植桂花在阳光充足、土壤适宜的条件下，年平均胸径生长量可达0.8～1.0厘米。
二、根
桂花主根不很明显，但侧根和须根均很发达。如土层深厚，成年大树的根系一般可延伸到土层100厘米以下，水平根幅一般超过树冠直径。根系密集分布范围在40厘米以上的土层内，并以10～30厘米范围内更为集中。
三、芽
桂花的芽被有鳞片，多为绿色，有的呈暗紫红色。常为叠生芽
桂花叠生芽共有枝芽、叶芽和花芽三种类型。
1、枝芽：这是一种包含有叶芽和花芽的混合芽。当年早春，主要分布于枝条先端1～3节的枝芽，先萌发成为新梢，再在新梢上发育和生长出新叶和当年秋天开花的新花芽。
2、叶芽：桂花叶芽的生长发育是与枝芽的生长发育同步进行的。2月上中旬前后，枝芽开始萌动，叶原基也开始发育。其后，随着新梢的持续延伸，叶芽也相继萌发，首先出现对合幼叶，继而叶片平展、增大与变色。
3、花芽：桂花花芽的生长发育是在新梢老结后进行的。5月中下旬桂花的新梢生长停止，其上的花芽于5月下旬至6月初进入花芽分化始期。6月中下旬进入花萼分化期。7月初进入花瓣分化期。8月初进入雄蕊分化期。8月中下旬进入雌蕊分化期。至9月初及至9月中旬桂花花芽分化基本完成。在切片的镜检观察中发现，进入9月以后，充实饱满的桂花花芽，已经进入花序分化阶段，花序雏型清晰可见。花芽内部分化发育，亦需历时3个多月时间。在花前1个月左右，花蕾开始绽裂进入到萌发期。
四、枝
桂花的大枝斜生，小枝粗壮挺拔或柔细披散平展。一般投产的桂花每年抽一次春梢，并在春梢上着花；未开花或开花很少的小树，则因长势旺盛，每年抽梢2～3次，即春梢、夏梢和秋梢；以春梢着花为主，而夏梢和秋梢用以扩大树冠。四季桂和月月桂等灌木型品种，一年多次抽梢。
五、叶
桂花为单叶，对生，革质，厚薄不等。叶面有光泽或稍具光泽，叶表呈绿色或深绿色；叶背一般为淡绿色。桂花的叶形呈椭圆形、长椭圆形、卵形、倒卵形、披针形、倒披针形、卵状披针形等。叶片长7～14厘米、宽3～5厘米，长宽比为1.9～3.5。叶全缘或波状全缘，具锯齿或仅前端有疏齿。侧脉7～15对。叶表的叶脉凹下，叶背的叶脉隆起。叶尖有渐尖、尾尖、钝尖，还有反卷的。基部楔形或阔楔形。叶柄长0.5～1.3厘米，淡绿色或淡紫红色。
桂花叶片主要着生在枝条顶端及其以下的相邻数节。一般秋桂类每根枝条着生叶片3～4对，多数3对；四季桂类每根枝条着生叶片2～3对，多数2对。其下各节很少有叶片着生。桂花叶片的寿命一般为1～3年。老叶脱落时间主要在春季新梢抽生以后或秋季开花前夕；干旱季节供水不足，也会引起桂花提早落叶。
六、花
桂花的花芽在叶腋间叠生，居于上位者先分化，居于下位者后分化或不分化。桂花栽培品种一般每节对生有2～4个叠生芽，即能先后最大限度地长出4～8个花芽，每个花芽又各由5～9朵小花组成的花序构成，呈簇状或近帚状开放。
桂花的花萼4齿裂。花冠裂片镊合状排列；花冠筒较短，长1～1.5毫米；花冠裂片4枚，长2～3毫米；花冠颜色因品种而异，有黄白、淡黄、金黄和橘红诸色，具有芳香。花梗纤细，长4～10毫米。雄蕊2枚，着生在花冠筒的近顶部，花丝极短，长仅0.5毫米。雌蕊柱头两裂，子房2室，每室有两个胚珠。花期一般9～10月，常分批开放。
七、果实
桂花的果实为核果，俗称桂子。但多数品种的子房退化，因而结不了果。幼果绿色，秋季发育膨大，至冬末已有近成形大小，次年4～5月间果实成熟，紫黑色，椭圆形，长1.8～2.4厘米，径0.7～1.0厘米，稍歪斜，略有棱。种子椭圆形，顶端渐尖，有喙。
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