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[科普中国]-天南星科

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形态特征

草本植物,具块茎或伸长的根茎;稀为攀援灌木或附生藤本,富含苦味水汁或乳汁。

叶单1或少数,有时花后出现,通常基生,如茎生则为互生,二列或螺旋状排列,叶柄基部或一部分鞘状;叶片全缘时多为箭形、戟形,或掌状、鸟足状、羽状或放射状分裂;大都具网状脉,稀具平行脉(如菖蒲属 Acorus)。

花小或微小,常极臭,排列为肉穗花序;花序外面有佛焰苞包围。花两性或单性。花单性时雌雄同株(同花序)或异株。雌雄同序者雌花居于花序的下部,雄花居于雌花群之上。两性花有花被或否。

花被如存在则为2轮,花被片2枚或3枚,整齐或不整齐的覆瓦状排列,常倒卵形,先端拱形内弯;稀合生成坛状。

雄蕊通常与花被片同数且与之对生、分离;在无花被的花中;雄蕊2-4-8或多数,分离或合生为雄蕊柱;花药2室,药室对生或近对生,室孔纵长;花粉分离或集成条状;花粉粒头状椭圆形或长圆形,光滑。

假雄蕊(不育雄蕊)常存在;在雌花序中围绕雌蕊(泉七属Steudnera 的一些种),有时单一、位于雌蕊下部(千年健属 Homalomena);在雌雄同序的情况下,有时多数位于雌花群之上(犁头尖属 Typhonium),或常合生成假雄蕊柱(如海芋属Alocasia),但经常完全退废,这时全部假雄蕊合生且与肉穗花序轴的上部形成海绵质的附属器。

子房上位或稀陷入肉穗花序轴内,1至多室,基底胎座、顶生胎座、中轴胎座或侧膜胎座,胚珠直生、横生或倒生,1至多数,内珠被之外常有外珠被,后者常于珠孔附近作流苏状(菖蒲属),珠柄长或短;花柱不明显,或伸长成线形或圆锥形,宿存或脱落;柱头各式,全缘或分裂。

果为浆果,极稀紧密结合而为聚合果(隐棒花属Cryptocoryne);种子1-多数,圆形、椭圆形、肾形或伸长,外种皮肉质,有的上部流苏状;内种皮光滑,有窝孔,具疣或肋状条纹,种脐扁平或隆起,短或长。胚乳厚,肉质,贫乏或不存在。2

地理分布天南星科产热带、亚热带及温带地区,尤以热带分布较多,占百分之九十以上。最大的属安祖瑞属(Anthurium)500种,次为喜林芋属(Philodendron)275种均产热带美洲、西印度群岛;天南星属(Arisaema)150种产亚洲、北美洲;千年健属(Homalonmena)140种,产热带美洲、南美洲;崖角藤属(Rhaphidophora)100种,产印度、马来半岛;裂舌芋属(Schismatoglottis)100种,产马来西亚及我国南部;魔芋属(Amorphophallus)99种,产全球热带、亚热带。此外,石柑子属(Pothos)75种,产印度、马来半岛、马达加斯加及我国南部;海芋属(Alocasia)70种,产热带亚洲及我国南部。单种属特有种热带地区尤为丰富,计有41属,占全科115属的35%,计有:观音莲属(Lysichiton)产温带东亚;齐母生属(Themsonia)产喜马拉雅;足木芋属(Podolasia)产马来半岛;高冈尼德属(Gorgonidium)产马来西亚;勃莱斯蒙属(Plesmonium)产印度北部;棘茎芋属(Rhiphiophallus)产印度南部;莲蕊芋属(Synantherias)产印度南部、锡南;拟麒麟叶属(Epipremnopsis)产印度、马来半岛;拟欧南星属(Ariopis)产印度、马来半岛;亮芋属(Aglaodorum)产婆罗洲、苏门达腊;阿帕蒂蒙属(Apatemone)产婆罗洲;艾瑞达伦属(Ariderum)产北婆罗洲;牛首蕊属(Bucephalandra)产婆罗洲,双蕊星属(Diandriella)产新几内亚;钻诺发属(Xenophya)产新几内亚;拟阿茂瑞属(Amauriella)产尼f3利亚;杂密卡属(Zamiocnlcus)产热带东非;拟水芋属(Callopsis)产热带东非;拟犁头尖属(Tythonodorum)产东非、马达加斯加;客力草属(Carlephylon)产马达加斯加;穿孔叶属(Rhektophyllum)产热带南非;原芋属(Proterum)产塞舌耳群岛;拟龙草属(Dracontoides)产巴西南部;奥腊西属(Alloschemone)、漏冈尼属(Mangonias)、基阿诺属(Gearum)、无叶芋属(Aphyllarum)均产巴西;蛇草属(Ophione)、青苞属(Chlorospatha)、拟汁果属(Zomicarpella)、皿苞芋属(Scaphispathe)产玻利维亚;爱湿芋属(Philonotiobn)、常叶芋属(Thaumatophyllum)产亚马逊地区;奥昂蒂属(Orontium)产北美洲;水芋属(Calla)产北温带美洲、欧洲;臭菘属(Symplocarpus)产东亚、北美及我国东北;双旋角花属(Helicodiceros)产科西加;神足属(Ambrosinia)产地中海区域,裸穗花属(Gymnostachys)产澳洲东部。尚有14个属为少种属,每属仅2种,刺芋属(Lasia)产印度、马来半岛、我国南部;曲苞芋属(C.anotanthus)产东印度、马来半岛、我国云南、西藏;拟石柑子属(Phthoidium)产印度、马来半岛、我国台湾;独叶芋(Anaphyllum)产印度南部;合生蕊属(Gamogyne)产马来西亚;小开斯属(Microcasia)产婆罗洲;膝状足属(Gonatopus)产热带非洲东部;假核草属(Pseudohydrosme)产热带西非洲;蛇纹芋属(Echidnium)产热带南美洲;佛焰苞蕊属(Spathantheum)产玻利维亚;紫苞芋属(Porphyrcspatha)产中美洲;椐蕊芋属(Peltandra)产墨西哥、美国加州;孟垂查德属(Montrichardia)产热带美洲、西印度群岛,还有龙木芋属(Dracunculus)产欧嗾地中海区域。3

下级分类菖蒲族 Trib. Acoreae Engl.,花烛族 Trib. Anthurieae Engl.,天南星族 Trib. Areae Engl.
水芋族 Trib. Calleae Engl.,芋族 Trib. Colocasieae Engl.,花叶万年青族 Trib. Dieffenbachieae Engl.
臭菘族 Trib. Dracontieae Hutch.,刺芋族 Trib. Lasieae Engl.,龟背竹族 Trib. Monstereae Engl.
喜林芋族 Trib. Philodendreae Schott,大薸族 Trib. Pistieae Hutch.
石柑族 Trib. Pothoeae Engl.,磨芋族 Trib. Pythonieae Benth. et Hook. f.,2千年健族 Trib. Richardieae Schott。

常见观赏植物天南星科植物在萌生观赏植物中占有重要地位,我国常见的有12个属:

(1)花叶万年青属(Dieffenbachia)叉称黛粉叶属,属多年生常绿亚灌木。茎粗壮商立,高可达1.5m。叶柔韧肥润,全缘,椭圆形至长椭圆形,常簇生茎顶端,叶面夹杂白色或黄色的斑点、斑块,是高雅的观叶植物。小型品种可作盆景或盆栽,大型品种可用作地面绿化。常见的栽培品种有黛粉叶(D. Piceta Schott)、乳斑黛粉叶(D.picta cv.Memoria)、大王黛粉叶(D.amoena cv.Tropic Snow)等.

(2)广东万年青属(Aglaonema)又称粗肋草属、亮丝草属,本属与黛粉叶属植物近似,但株型较小,为中、小型种,株高多在50一60cm。分布于非洲热带、印度、马来西亚的多雨林区,单叶全缘,披针形或长椭圆形,具鞘状长柄。叶绿色,常有银灰色或其它色彩的斑纹。叶片清秀,朴素高雅,四季常青.适于用小型容器栽培,或插植于盛水的玻璃容器中进行水培,是室内装饰的佳品。常见的栽培品种有斑马万年青(A.pictureevTricolor)、自柄亮丝草(A.commutatum cv.Pseudobraeteatum)、银王亮丝草(A.crispum Nicols)、银后亮丝草(A.crispumcv. SilverQueen)等。

(3)合果芋属(Syngonium)原产美洲热带雨林。蔓生性强,茎节处易生气根攀附。叶形变化很大,幼叶基之裂片左右两侧常有小型耳垂状小叶.叶脉由叶基至叶端,整齐而平等伸展,而形成缘脉。植株四季常青,耐阴性强,适应普通居室的环境条件。容易栽培管理,生长健壮,色泽淡雅,为室内盆栽的重要观叶植物。适于中小盆栽植,矮化为丛生植株,绿化室内外环境。常见的栽培品种有合果芋(S.podophyllum Schott)、自蝶合果芋(S.podophylumvar. albolineatumEngl)、银叶合果芋(S.podophyllumev.Silverknight)、五指合果芋(S.podophyllumev. PinkButterfly)等.

(4)喜林芋属(Philodendron)叉称蔓绿绒属、喜树蕉属,大多产于南美地区,多属藤本。叶鞘顶部常为舌状,叶片较肥厚,椭圆形,顶部尖,基部心形,边缘有不规则浅裂。节间有气根,攀附力强.观赏部位主要是多样化的叶形和叶色,适宜种植在公园、水滨、棚架等处作立体绿化,也适于作室内装饰.常见的栽培品种有春羽(P. selloum C.koch)、红柄蔓绿绒(P.erubescens C. koch etAugustin)、圆叶蔓绿绒(P. panduriforme Kunth)、绒叶蔓绿绒(P.melanochrysumLinden et Andre)、立叶蔓绿绒(P. erubescens cv. Red Emerald)等。

(5)崖角藤属(Rhaphidophora)原产印度尼西亚群岛,为常绿半木质藤本,茎粗壮,多分枝,具气生根.叶耐阴力强,为美化居室的优良材料,可作柱式种植或挂壁,也可作插花衬料或吊盆栽植常见栽培品种有石壁枫(R. hongkongensis Schott)、裂叶崖角藤(R. decursivaSchott)。

(6)苞叶芋属(Spathipyllum)又称白掌属、白鹤芋属,原产美洲热带地区,因其佛焰花序形似一只白鹤,故名白鹤芋,同时又象一只手掌,故又名白掌.为多年生常绿草本植物,茎短小或无茎.叶长圆形或披针形,有长尖,长20-50cm。为观叶兼观花的植物.该属植物较耐阴,是优良的室内观赏植物。常见栽培品种有绿巨人(S. floribundum Green Gigant)、白鹤芋(S.floribundum cv. Clevelandii)、苞叶芋(S. floribundum N.e.Br)、大银苞芋(S. floribundumcv. Maura Loa)。

(7)龟背竹属(Monstera) 又称龟背芋属,原产于墨西哥、哥斯达黎加等中美和南美洲地区。属大型草质或半术质藤本,大部分种类白茎发生气根,攀附于它物,以蔓性或半蔓性生长。叶型变化大,叶两侧不对称,全缘或羽状裂,有的种类在中脉两侧有穿孔。龟背竹叶大形奇,长势豪迈,是著名的观叶植物,通常用于盆栽室内观叶。在华南地区可露地栽培,用于毛石墙垣,攀附于岩壁、大型假山、树干、棚架,别具热带情趣。常见品种有龟背竹(M. deliciosaLiebm.)和斑叶龟背竹(M. obliqua Walp.)。

(8)海芋属(Alocasia)又称观音莲属,原产亚洲热带地区及美洲,为多年生常绿大型草本植物。叶形多种,有盾形、箭形、戟形、心形及卵形等,叶片肥大,晶莹可鉴,形成风格独特的观叶植物。小株可用作一般盆栽,供居室陈列。大株可盆栽或地栽作园林布景,形态宏伟,极富热带风光。广东地区栽培的品种有黑叶观音莲(A. indica Schott)和大叶观音莲(A.macrorrhiza Schott)。

(9)花烛属(Anthurium)又称安世莲属、安祖花属,原产美洲热带地区,大多为多年生草本植物。花烛种类的名称大都以其佛焰苞鲜艳的色彩和奇特的形状而定其俗名。一般在夏季开花,如栽培条件良好,可全年经常开花。观赏时间可长达两个月或更长时间。栽培观赏的花烛通常可分为美花种和美叶种美花种的品种有花烛(A. andraenum Lind.)和火鹤花(A. scherzerianum Schott);美叶种的品种有水晶花烛(A. crystalIinum Lind. et Andre.)、长叶花烛(A. bakeri Hook. f)和深裂花烛(A. variabile Kunth)。

(10)花叶芋属(Caladium)又称彩叶芋属,原产美洲热带地区,为多年生草本植物。株高30-50cm,叶长心形,叶片大小差异较人,叶柄细长,叶面具绿、红、粉、白、褐等色斑,色彩丰富艳丽,是家居、公共场所美化的极好观叶植物。托叶芋适合盆栽,常见的品种有二色花叶芋(C. bicolor Vent.)、银斑芋(C. hortulanumcv. Candidum)、白鹭花叶芋(C. humboldtiiSchott)和红浪花叶芋(C. bicolor cv. Attala)等。

(11)马蹄莲属(Zaniedeschia)为多年生宿根草本花卉,原产非洲热带地区及南非,生长在夏季干枯的沼泽地。具肉质的根状茎,叶形有多种,视种类而不同佛焰苞的边缘似马蹄,形态如漏斗,朴素高雅,有红、黄、白等色,有些还具有斑点,为春秋两季园林中的特有素材。马蹄莲除用作切花、盆花外,还可扎成花束、花篮和花圈,也是花坛或花径的材料。常见的品种有银星马蹄莲(Z. albo-malulata Baill.)、红花马蹄莲(Z. rehmannii Engl.)、黄花马蹄莲(Z. elliottiana Engl.)等。

(12)麒麟叶属(Epipremnum)又称拎树藤属,为常绿半木质大型藤本植物,攀缘性强,可作垂直绿化材料,富有热带风光,也可盆栽作室内观叶。常见的栽培品种有绿萝(E. aureumBunt.)、麒麟叶(E. pinnatum Schott)。4

主要价值药用价值1. 药用天南星科植物的有效化学成分天南星科各属植

物中含有生物碱、挥发油、皂甙、氨基酸、胺类、甾醇类等十余种成分。其中生物碱多分布于臭松属、魔芋属、花叶芋属、天南星属、半夏属、犁尖头属;魔芋属、芋属植物中含三萜类与甾醇类皂甙;挥发油在菖蒲属含量最高;胺类成分如胍基丁胺、异戊胺主要分布魔芋属中;天南星属、半夏属、犁尖头属植物尚有甾醇类成分与多种氨基酸。

2. 药用天南星科植物的主要功效

天南星科植物具有重要的药用价值。如,菖蒲能开窍化痰,可促进消化液的分泌,缓解平滑肌痉挛。用于神志不清、慢性气管炎、腹胀疼痛、肠炎等症。动物试验具有抗菌的作用。其挥发油具平喘、降压与抗病毒的作用。半夏燥湿化痰,降逆止呕,消瘀散结。根据炮制的不同,其功效也不相同,如姜半夏善于降逆止呕,清半夏长于化痰,法半夏偏重于燥湿健脾,竹沥半夏可以化痰清热,半夏曲能化痰消食,生半夏能消肿散结。白附子的干燥块茎习称“禹白附”主要用于风痰壅盛、口眼歪斜、破伤风、偏头痛、瘰疠痰核、毒蛇咬伤等。水半夏为天南星科植物鞭檐犁头尖的干燥块茎,具有燥湿、化痰作用,用于咳嗽痰多、支气管炎等症。

食用价值天南星科植物作为食品具有很高的医疗、保健价值。以魔芋和香芋为例,魔芋块茎含丰富粗蛋白质,7种必需氨基酸,其中能降低血压的精氨酸比马铃薯高;魔芋块茎中的镁、钙、铁、钾、钠、锰、铜等元素都比马铃薯高;魔芋含糖量为16.4%,其中D-甘露糖占总糖的34.2%,甘露聚糖能扩张毛细血管、兴奋肠管、降低血压和胆同醇,是抑制人体肥胖的理想药物,有利于防治冠心病;魔芋的膨胀系数达80~100倍,消化吸收慢,易给人吃饱的感觉,又没有吸收过多的热量,有助于肥胖者和糖尿病者控制饮食,是理想的低热低脂保健食品。同时,魔芋是在肠中消化,能清除肠壁上的废物,对防治便秘很有效。此外,浙江省人民医院的研究还证明,常食魔芋食品,可以减肥并消除脸上雀斑。香芋含有丰富淀粉、粗纤维、粗蛋白、还原糖、多种微量元素和氨基酸,尤其是钙和硒的含量非常高。硒可预防老年性心血管疾病、骨质疏松、白内障、糖尿病等;对肌体免疫机能的增强,对疾病的抵抗能力的增加均有一定作用,并可预防结肠癌。此外香芋还能舒筋活络、祛风湿、止痛、消炎散肿、治疗跌打损伤、骨折、外伤出血、风湿性腰腿痛、类风湿性关节炎、胃痛、胃肠炎症等,是集蔬菜、粮食、药膳于一体的稀有名贵食物。

观赏价值天南星科植物多属草本,叶基出或茎生,叶有全绿色。或有斑点,或有彩色,花排列肉穗花序,为一佛焰苞片所包。佛焰苞常具彩色。该科观赏植物主要属:①蔓绿绒属,又称喜林芋,有200多个栽培品种,如红宝石、绿宝石、紫公主、红帝王、奥丽多等;②白鹤芋属,又称苞叶芋,白掌,有100多个栽培品种,如绿巨人、香水白掌、巨型白掌、神灯白掌等;③花叶万年青属,又称黛粉叶,有30多个栽培品种,如玛丽安万年青、火星万年青、闪金万年青、美国万年青、大王粉黛万年青等;④花烛属,又称红掌、安祖花、红鹤芋、火鹤芋、红苞芋,有200多个栽培品种,如观叶花烛、精英红掌、亚利桑那红掌等;⑤广东万年青属,又称亮丝草,有50多个栽培品种;⑥马蹄莲属,又称水芋,观音莲,有30多个栽培品种;⑦花叶芋属,又称彩叶芋,有50多个栽培品种;⑧海芋属,有60一70个栽培品种;(骀果芋属,又称白蝴蝶,有50多个栽培品种;⑩年健属,又称翡翠宝石,有20多个栽培品种。

工业用途许多天南星科植物还是工业生产中的重要原料。如以魔芋粉、丙烯酸和丙烯酰胺等为原料,通过在聚合物中引入非离子基团,从而制得吸水率高且耐盐性强的树脂,广泛应用于石油化工、卫生材料、农林园艺、化学蓄冷(热)剂、脱水剂、食品保鲜剂、防水涂料和复合吸水材料等方面,已成为人们日常生活和国民经济不可缺少的物质。以香芋为原料的加丁除了淀粉加工、酸奶加工、面包和糖果等外,香芋淀粉经过变性后还可成为纺织行业的浆纱原料,香芋渣因为含有丰富纤维素也可以制作蚊香。5

繁育技术繁殖是观叶植物栽培中不可缺少的环节,如进行商品性生产栽培,则牵涉到产品数量的多少和产品价值的高低。

1. 常规繁殖技术

天南星科植物的常规繁殖方法有分株、扦插、压条繁殖等。

分株繁殖是常用的繁殖方法。花叶万年青属、广东万年青属、喜林芋属、观音莲属、花叶芋属、花烛属等植物常用此方法繁殖。将母株基部的蘖芽、根茎或块茎(观音莲属和花叶芋属植物具有块茎)分割下来,另行培育成新植株。分株时间视环境条件而定,一般以3~4月气温在20~23℃。时进行最为适宜。若能将室温保持在15~20℃,则可以在任何时候进行分株。容易分离者,用手顺势撕开;不易分离者,可用小刀或利剪切开。分离的子株须附有较完整的根部。

扦插繁殖是利用枝条为插穗进行繁殖,也是一种常用方法.苞叶芋属、台果芋属、龟背竹属、喜林芋属、麒麟叶属、崖角藤属、花烛属等植物常用此方法进行繁殖。可在生长期剪取当年生、发育充实、无病虫害的半木质化嫩枝或在早春、晚秋休眠期,剪取1~2年生老枝为插穗。

压条繁殖是将未脱离母体的枝条,在接近地面处堆土或将枝条压人土中,待其生根后,再把它从母体上分离上盆而成为独立新植株。如舍果芋属、麒麟叶属、龟背竹属的植物。

除了以上3种无性繁殖方法以外,一些易开花结果的品种还可采用播种繁殖,如花烛、观音莲、麒麟叶、龟背竹等。由于观叶植物多为盆栽,不易开花,或开花而不结果,又因播种繁殖出来的个体分化较大,多不能保持母本的优良性状,或成为与亲本完全不同的后代,所以一般不采用播种繁殖,只有在用无性繁殖不易成活时,或为了培育新品种的情况下才采用。

2. 组织培养技术

采用常规繁殖方法繁殖系数低,受气候、季节和土地等环境条件限制,母株利用率低,费工费时,成本较高.组织培养技术则不受以上限制,有助于从已有的品种中获得无病毒植株,防止植物由于大量感染引起产量和质量下降。并可在短期内迅速增加繁殖率,一年可扩增几十万至几百万倍。这项技术还可用于育种,促进新品种的选育。目前,组织培养技术已在天南星科植物生产中得到广泛应用。

离体快速繁殖天南星科植物的离体培养快速繁殖的途径常是通过器官发生、产生愈伤组织再诱导发生芽和根,或培养的组织直接诱导发生芽和根。常被用来做外植体的器官有顶芽、侧芽、叶片、叶柄、茎段等.李文安等。研究了12个品种的花叶芋,发现大叶型品种“叶片、小叶型品种以叶柄做外植体为佳,经愈伤组织分化出芽,长成再生植株.利用哥伦比亚安祖花的胚和少数成年植株的幼嫩部分可诱导形成愈伤组织,并分化形成植株,并于1975年开始在生产上采用。利用叶片和叶柄的还有广东万年青、绿萝、绿巨人、麒麟叶等品种。千年健、白鹤芋、合果芋、蔓绿绒、马蹄莲、龟背竹等常用茎尖或茎段为外植体进行快速繁殖。

天南星科植物离体繁殖常用的培养基是MS及其改良培养基。诱导愈伤组织常加入低浓度的生长素和较高浓度的细胞分裂素,如5~6mg/L BA和0~0.1mg/L NAA有利于蔓绿绒的茎段形成愈伤组织,琴叶树藤的嫩茎用2mg/LBA和0.2mg/L NAA即可诱导出芽。芽的分化与增殖常需要生长素和细胞分裂素相互配合使用,如海芋的丛生芽增殖培养基添加4~5mg/LBA+0.2~0.5mg/L NAA,增殖率较高,并不断有苗长出 ,甚至有些品种只需细胞分裂素即可正常增殖,如广东万年青、彩叶芋、马蹄莲、安祖花。天南星科植物生根较易,培养基中可降低无机盐浓度,以利于根的分化,如深红蔓绿绒用I2MS加20g/L蔗糖和0.2~0.5mg/L NAA,花叶万年青以1/2MS+0.5 mg/LNAA效果较好,亮白花叶芋用I/2MS加0.1 mg/L BA和1mg/LNAA,龟背竹用1/2MS加0.5mg/LNAA和2g/L的活性炭。4