台灣產薯蕷屬之形態特徵

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台灣產薯蕷屬(薯蕷科)之分類研究

廖俊奎 撰
chunkuei.liao@gmail.com

台灣產薯蕷屬之形態特徵

(1)、植株習性:

薯蕷屬植物為地中植物(geophyte),具一年至多年生塊莖(tuber)或根莖(rhizome),挺空枝條一年生至多年生,纏繞性。生育地一般為林緣、林道兩側或攀援樹木枝幹上達10-20m高的樹冠層外獲取陽光,全日照下的葉片通常小而厚,林下的葉片則少量且大而薄,穿出林外後才生長大量枝葉。常見種類如:Dioscorea cirrhosa Lour. 、D. doryphora Hance、D. japonica Thunb.、D. cumingii Prain & Burkill,部分種類可於缺乏全日照的森林下層生長良好,如:D. bulbifera L.、D. collettii Hoof. f.。

(2)、根部及塊莖

本省產薯蕷屬地下部可區分為兩大類:塊莖及根莖,根莖類只有D. collettii一種,其他皆為塊莖類。塊莖及根莖的表面常有疣狀突起(pustule or wart)。從外觀上可明顯區別為長圓柱形(D. alata、D. batatas、D. doryphora、D. japonica、)、節球形(D. cirrhosa、D. formosana )、球形或梨形(D. bulbifera、D. esculenta)、薑塊形(D. collettii)、卵狀不規則形(D. cumingii、D. hispida)等5類。長圓柱形種類通常垂直向下生長,表面淡褐色,有時帶紫紅色,斷面白色。節球形種類,斜向成叢生長,表面黑褐色,斷面赭紅色。球形或梨形者,如:D. bulbifera單一或多個成叢生長,表面深紅褐色,斷面黃色;D. esculenta則形成多數(1-10)細長的走莖,末端膨大成為球形,表面褐色,斷面白色。薑塊形一般於靠近土表下水平生長,表面褐色,斷面黃色。 本屬的根可分為兩類。由無性繁殖的植物體(塊莖、根莖或零餘子),會在不定芽發生處形成球莖狀結構(corm-like structure),產生較粗壯而長且少分枝的根,直徑約1-3mm,然後才萌發挺空莖,這類根主要作用為固定植株,在刺薯蕷則特化成長刺狀;另一類生於塊莖或根莖表面上,較細而短且多分枝,主要為吸收水分與養分。有時挺空莖節上會有不定根發生。

球莖狀結構形成的位置,通常於塊莖或根莖表面有疣點之處,且為背地面,筆者曾將塊莖翻轉180度種植,塊莖於另一端產生新的球莖結構,萌發不定芽。

(3)、挺空莖與節

本屬植物挺空莖為蔓藤,草質或部分種類稍木質化,藉由螺旋形(spiral)攀援(climbing)纏繞於支持物上升,蔓莖在碰觸支持物之前,莖頂會以固定點為圓心在空中繞圈探尋支持物(Fig.1A),繞圈的方向與各分類群的旋性相同。由無性繁殖(塊莖、根莖或零餘子)的植株,挺空莖伸出球莖狀結構後若埋藏於地下,則為白色未分化的芽組織,突出地面接受陽光後逐漸漸轉為綠色或紫色並分化出葉芽。

本屬的蔓莖旋性為穩定特徵,Fig.1B、C表示不同蔓莖旋性的生長方式,本省產薯蕷屬可由旋性分為右旋(dextrorse)種類與左旋(sinistrose)種類(Table 2)。

蔓莖橫切面一般為圓形,有部分種類有各種形狀,如:D. alata為星形(stellate)、四角形(rectangular)、或多角形(polygonal)。

蔓莖表面上有各種附屬物:翅(wing)、刺(prickle or spine)、長柔毛(pubescence)、疣(wart),各分類群間及種內植株上各部分佈的刺、毛、翅的多寡變化相當大,甚至可從無到有的情形,如:D. japonica通常不具刺,部分族群可於基部至約30 cm處密生縱向刺狀突起。刺有多種形態,D. esculenta為向上鉤刺狀;D. cirrhosa 的刺扁平先端稍向下彎。 節上具有葉枕狀構造,節的形態有各種變化(Fig.2):D. alata 由葉柄與莖部的翅延伸於節上成十字形交錯;D. batatas 與D. japonica節上稍膨大,偶有疣狀突起分佈;D. bulbifera 由葉柄基部延伸形成耳狀托葉構造;D. collettii 具有一對托葉刺,烘乾後常不明顯,僅可見到一對小突起;D. doryphora 具有從葉柄兩側的薄翅延伸形成翼狀;D. esculenta 具3-4刺;D. cirrhosa 具多數短錐狀或扁平狀的彎刺。

(4)、葉部

分為單葉與複葉兩群。單葉群:對生、互生或輪生,對生的分類群,於幼期或莖下部為互生;形狀多樣,基本葉形有:卵狀橢圓形、卵狀三角形、心形等,先端多為漸尖或尾尖,全緣或部分種類有裂,基部有各種變化:耳形、心形、截形、戟形、圓形、鈍形等,尺寸大小、葉形變異程度相當大。基出輻射脈3-11,細脈網狀。本省產單葉群薯蕷除刺薯蕷具有星狀毛外,其餘葉部皆無毛。除D. collettii乾後明顯變黑外,顏色通常綠色,部分種類或多或少帶有紫紅色(如: D. alata、D. japonica、D. bulbifera 等),部分則下表面為淡綠色、粉白綠色或略帶紫色。各分類群內葉形變化很大,同一植物體挺空莖萌芽至枯死期間葉形可有各種變化。葉柄細長,兩端膨大,有時具刺、翅或毛,通常與莖上附屬物相同,上方常有直溝;葉柄基部扭轉,使葉先端成一角度朝向地面,葉上表面朝向光源。 複葉群:互生,小葉3-7枚,葉兩面具長柔毛,或至少脈上有毛。中央小葉為卵狀批針形,基部楔形,先端漸尖或尾狀,羽狀脈;兩側小葉為歪斜的廣橢圓狀卵形,先端為漸尖或有尾,基部圓鈍,基出脈3-5。葉柄長約與中央小葉等長或更長,具毛、刺,基部膨大。小葉柄短,圓柱形,密生柔毛。

(5)、零餘子

本省產薯蕷屬會產生零餘子(aerial tuber or bubil)的分類群為:D. alata、D. batatas、D.bulbifera、D. cumingii、D. doryphora、D. japonica、D. hispida。零餘子發生於葉腋,腋芽外側,形狀以圓形及橢圓形為主,有時形成各種分枝;表面形態依種類不同而有光滑發亮、疣點、網狀溝裂等變化;顏色有淡褐色、褐色、黑褐色、黑色或帶紫紅色。有時零餘子會於莖上直接發根,產生不定芽,生長葉片,然後脫落著地成為新植株,常見於D. alata、 D. japonica。D. bulbifera 的零餘子發達,部分族群零餘子直徑可達5cm重量可達1kg,表面上疣狀突起明顯,中央具星狀淺白色裂紋。

(6)、花

本屬植物為雌雄異株,栽培種常不稔,以無性繁殖。

a.雄花

雄花序以穗狀花序(spike)為單位,1-3束集狀或集合成圓錐狀(paniculiform)生長於葉腋,部分種類通常為束集狀,有時花軸產生分枝而成圓錐狀,如:D. collettii。花序通常下垂,D. doryphora 則明顯向上彎曲;部分種類穗軸呈之字形,花朵著生於折線彎角處。花小而不明顯,除D. bulbifera花被帶有紫紅色、D. collettii為綠色外,一般為淡黃綠色。花軸與花被除複葉群具長柔毛外,其餘分類群皆為光滑。部分種類具總苞片:。雄花具有苞片2枚,半透明,通常與花被同色,外側苞片較大,卵形至長卵形,先端漸尖,內側苞片較小,批針形或卵狀批針形,先端漸尖。雄花花被片6枚,2輪或鑷合狀排列,線狀批針形(D. bulbifera)、卵狀三角形(D. collettii)或卵形,通常於先端增厚,常具有褐色或紫紅色短線狀班點。除D. collettii及D. bulbifera花被開展,可直接觀察到雄蕊外,其餘分類群雄花被不開放,僅開啟一星形小孔供傳粉昆蟲進出。雄蕊6枚,部分分類群3枚退化,雄蕊(或退化雄蕊)與雄花被對生,插生於花被基部,花絲圓柱形,甚短,約略與花藥等長,D. collettii花絲先端分叉,分叉的兩端各具一枚棒狀附屬物,花藥四室,縱列,基生或背生。退化雌蕊為三枚圓錐狀突起,與外輪花被片對生。

b.雌花

雌花序穗狀、總狀或圓錐狀,下垂,1-3腋生。雌花為長圓柱形,具3稜,具短柄,通常為綠色。雌花苞片2枚,外側苞片較內側苞片大,卵形,後者批針形。雌花花被片6枚,2輪或成鑷合狀排列,形狀及大小與雄花相似。退化雄蕊3或6枚,棒狀先端兩裂。子房下位,3室,每室胚珠2枚,倒生(anatropous ovule)橫切面為具三個凸稜的等腰三角形

(6)、果實與種子

本屬果實為蒴果,三稜翅狀,胞背開裂,果形有:橢圓形、鐘形、卵形、腎形等,草質或厚革質。除D. collettii、D. cumingii、D. hispida等3個分類群,雌花授粉後果柄會向上反折外;其餘分類群皆果柄下垂。果實通常在植株枯死乾燥後,才由柱頭遺痕處裂開,果柄反折群通常僅在先端裂開,不完全開裂;果柄下垂群則完全開裂。 種子扁平、具翅,依照翅的形態可分為:周圍翅及頂生翅兩群。果柄反折群,果實開裂後,種子不易掉落,遇到大風吹拂後使果序翻轉,種子才易離開果實,隨風散佈。 各分類群重要特徵列於Table 2。

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