凤梨科(学名:Bromeliaceae )是
单子叶植物纲粉状胚乳目下的一个科,该科植物多为短茎附生草本,约有44-46属2000余种,是一个大科,原产于美洲热带地区,其他地区都是引进的。叶互生,狭长,常基生,莲座式排列,平行脉,单叶,全缘或有刺状锯齿,常有盾状具柄的吸收水分的鳞片,叶上面凹陷,基部常呈鞘状,雨水沿叶面流入由叶鞘形成的贮水器中。
形态特征
此种植物有百合花般分成三部分的花,但有对称的花萼和花瓣。许多种是短茎附生植物(生长在树枝上)。叶带状,坚韧,通常丛生,边缘常具刺或近基部颜色不同。有许多种具长
穗状花序,苞片颜色鲜艳。大部分属果实肉质,仅少数属为荚果。陆生或
附生草本,植物体内不含
生物碱,常含
蛋白水解酶,有粘液道和针晶体,
表皮细胞含硅质体。浆果、蒴果或有时为聚花果。种子在蒴果中常有翅或多毛,胚小,
胚乳丰富。
染色体基数x=8-29常25。
草本,外型独特,叶常为线形或条型,常簇生于基部; 叶色丰富多彩,有红、黄、粉等,许多品种还具各种条纹、 斑块;并具有多姿多彩的花序,是理想的庭园植物,也是首选的室内观赏植物。观赏之余有的品种还可供食用,如著名的热带水果菠萝。凤梨科植物依其栖息环境的不同分为地生、气生和附生三种类型。地生种喜阳耐旱,气生种喜欢雾水和高湿度的空气,附生种则喜欢高温多湿的热带环境。除了喜欢高温多湿的附生种类外,还有耐旱的多肉型地生种类,需泥土或基质种植。凤梨植物一般要求环境最低温不低于5 ℃,最高温不高于37 ℃。凤梨植物的繁殖大多采用分株繁殖或扦插繁殖,也可用组培和种子繁殖。
近种区别
凤梨科植物是单子叶植物中又一个显著的植物群,构成热带美洲丛林特有的表征性特色。多旱生
附生植物,主要分布在西半球美洲热带亚热带及西印度群岛。特别是在巴西亚马逊河热带雨林向南北过渡的巴西旱生落雨林,俗称卡汀加群落的区域有大量分布。在旱季落叶乔木上无数附生凤梨科植物十分典型。例如铁兰(Tillandsia usneoides)其细长叶和气生根呈灰色像长丝样从树上垂下,犹如地衣的松萝,鸟儿常在其上筑巢。其种类标明了分布于美国南部的北界和分布于阿根廷、智利的南部界限。还有
巢凤梨(Nidularium innocentii)及附生凤梨(Bromelia)具囊状物, 莲座状的叶丛形成一个漏斗能积水。许多附生植物形成不分枝的气生根,下垂悬挂并支撑于土壤中为铁丝状拉住。地面上有许多小型凤梨科植物生长着。多种植物叶边缘有刺其长相外貌可畏,如智利蒲亚(Puya chilensis)的刺大而硬,常用作鱼钩钓鱼。有些整个植物体有吸水毛,枝条曲于四周,而得以在其他植物或岩石上附生。还有菠萝整个花序包括花轴,萼片、果实都庞大形成肉质多汁的合生果,故而大量栽培为著名水果。
生长环境
凤梨因其不耐寒冷,通常分布在南北纬30°之间,且低夜温可以促进花芽的诱导和发育,即自然开花。故自然开花多发生在凉冬季节,且自然开花的诱导率在亚热带纬度较高的地区较为明显,这与冬季气温较低且冬季日照较短有关。凉冬季节自然开花的发生被认为与寒流来袭时的温度骤降有关。虽然凤梨科植物的生命力和适应能力都很强,能在各地的不同栽培设施中及热带亚热带地区的自然条件下生长,但它对环境条件的要求也较严格,因而呈现生长缓慢的缺点。凤梨在生物学习性上具有这样一个特点,即可常年人工调节开花。只要凤梨的苗龄达到一定的时间,在每年的春、夏、秋3季均可进行人工催花;在冬季由于低温诱导也可自然开花,因而很多观赏凤梨可做到一年四季均有开花植株上市。
分布范围
分布于南美热带雨林区至多岩礁的海岸林带。
生长习性
光照
大部分栽培凤梨所需光照强度在20000Lx以内,也有需要25000Lx的,如铁兰属等。但在实际生产栽培过程中,为达到较理想的叶色和株形,通常把光强控制在12000~20000Lx,尤其在紫外线较强的广东地区的郊县或山区,中午、盛夏时都应使用活动的双层遮荫网。
温度
凤梨最适合的生长温度为20~30℃,日夜温差最好保持6℃以上。但凤梨科植物的大部分品种在5℃以上能安全越冬,有个别品种可耐短暂的1~2℃;而夏天35℃的高温有些品种仍可继续生长。但在闷热高温的夏季应注意栽培场所的通风,否则影响生长。
湿度
凤梨最佳的生长湿度在55%~75%之间,若湿度低于40%,则易造成植株叶尖干枯、叶片卷曲,这时应加强栽培场所的喷雾,以增加湿度。夏天高温高湿宜加强通风,冬天低温则应减少喷水。
凤梨科植物为喜酸性植物,pH值以5.5~6.5为佳,pH值高于7时会影响凤梨对营养成分的吸收,故生产过程中应随时注意监测和调节好pH值。
水中所含可溶性盐分的多少常用EC值表示。凤梨科植物对EC值要求较高,较理想的EC值是0.8~1.5,其值绝对不能超过2。EC值一旦不合理或过高,将会造成植株叶片卷曲、烧顶,严重者死亡。因此,生产上较为安全的使用值一般在0.8~1.2之间 ,并且应根据凤梨各生长阶段的需要及水质、肥料的特性等加以合理的调整。
栽培介质
应根据凤梨的各生长阶段选择合适的栽培介质,通常小苗阶段选择较细介质,大苗定植时则选用较粗介质。总之,应选择结构稳定、保水和排水性能良好的介质,并应充分了解所用介质的pH值和EC值。在实际生产过程中,进口的草炭土介质表现较为理想。
水质
凤梨科植物对水质的要求同样较严格 ,生产上建议多使用雨水(只要该地区不是污染严重的区域)和
去离子水,因为雨水和去离子水的pH值和EC值基本能符合凤梨的需求。有部分企业使用自来水,但自来水含有一定的盐分和氯素,且EC值不稳定,尤其在冬季时较高,对凤梨的生长影响较大,应谨慎对待,或加以处理和监测调节后,酌情使用。
施肥
凤梨的肥料供应一般通过配方液肥来实现。大部分生产企业都使用专用的凤梨肥,且多为进口肥料,对一些品种有较好的效果。在实际生产上建议选用3种以上配方肥,一般不建议施用粒状肥或缓释肥,因为它们较难控制养分的供给。应注意所提供的肥料中不应含硼元素,同时磷过量会引起植株烧顶,锌和铜元素过量则会引起植株死亡;但所有凤梨品种都需要镁肥,缺乏时会导致老叶变黄,推荐用量为3%~8%。
栽培技术
组培技术
取材
凤梨科的各种芽类叶片组织、种子、花药、幼嫩的聚花果以及无菌苗都可用作培养材料。除了花药外,其他的外植体作培养材料在国内外已有成功的报道。由于许多凤梨科植物要在植物中部的叶筒中进行浇水施肥,茎端周围的污染机会很多,因此在切取材料的前一周应停止对植株地上部分浇水。尤其大芽的污染程度较高,组织培养时往往因消毒效果不佳而失败,所以宜采用幼小的芽组织。培养材料的消毒是组织培养能否成功的第一关,消毒前首先要选择适当的消毒剂,并注意不同组织的消毒的时间。
培养基
常用的
基本培养基为MS培养基、修正的MS培养基或N6培养基,选用合适的培养基配方,在适宜培养条件下进行培养,是凤梨科组织培养获得成功的关键。较理想的菠萝叶组织培养基是半量式MS培养基,琼脂用量为0.6%~1.0%,pH5.6~5.8。在培养的各个阶段要及时调节生长素和细胞激动素的比例,调节蔗糖的浓度。然后置于高压锅内在1.0~1.1kg/cm2的压力下灭菌15~20分钟。
光温调节
一般每天在1000~2000lx的光强下光照9~12小时,然后在恒温下静置培养。培养室温度应在25~30℃,过高过低均有抵制作用。
移栽技术
生根壮苗
外植体经诱导分化在瓶内大量增殖后,需转移到生根培养基上诱导其生根。为减少取苗时根的损伤,配制生根培养基时,琼脂的用量可降至0.8%。同时应加强光照(4000~5000lx),使芽体单株直接生长,不使之再增殖,获得健壮的瓶苗后,移出种植,可提高成活率。
适时移栽
试管苗在生根培养基中,根的分化和生长可分为三个阶段:最初形成根原茎,而后分化出1~6条白色的根,根逐渐伸长并长出侧根和根毛,此时发根力强,茎叶生长旺盛,一般具2~12片叶和一个顶芽,这个时期为迅速生长期,此时移栽最好,拖后的时间愈长,移栽成活率愈低。移植季节最好在1~5月和9~10月(最好气温在25±2℃,地温在 18~22℃)。气温高时不宜在温室移植。南宁的经验是冬春在温室移植,4~8月露地移苗。一般春季移栽比夏季移栽成活率要高。
移栽方法和栽培措施
移植前10天,把试管移至只有自然散射光的室内放置。移植前3~5天,再揭去棉花塞(瓶塞)炼苗,使其逐渐适应室外环境。移栽时要用镊子轻轻取出试管苗,千万不能伤根,用温水(冬天忌冷水)将试管苗根部的培养基冲洗干净,晾干,移栽入土至根颈处。注意移栽时尽量使根伸展在基质中,不宜过深。 以疏松透气好、腐殖质丰富、保水力强的材料为移植基质。基质最好进行杀菌消毒(常用0.1%多菌灵)。常用的配方为珍珠岩:蛭石:泥炭土按 1:1:1混合或珍珠岩:椰糠按1:1混合,也可以砂壤土:砂按3:1或砂壤土:有机肥按3:1混合为基质。移栽后浇定根水,基质的含水量控制在70%~75% 。
移栽后苗床要用塑料薄膜覆盖保湿,并用草帘遮光,避免阳光直射。初期必须保持空气湿度接近饱和(相对湿度在90%以上),以应注意通风透气。待成活后再移去草帘。移栽后的头两周内,每天早晚用1/10 MS培养基量的无机盐液喷洒各一次。新根长出后,每周根际追肥1次。这样,移植的成活率可望达90%以上。
组培应用
组织培养在凤梨科植物上的应用主要表现凤梨科植物的快速繁殖、育成新品种及种质保存等方面。
快速繁殖
又叫微繁殖,它是用组织培养方法在试管中使植物大量增殖,然后移入温室或田间,生产出大量的苗木来满足市场的需求。70年代以来,凤梨科植物组织培养快速繁殖技术的研究取得了很大进展。最近10年,我国观赏凤梨的快速繁殖研究也开始取得了不少进展,其中不少为国际上首次报道,如金边艳凤梨、小舌凤梨、观叶菠萝、水塔花属等,并已开展了小规模的生产性试验。
育成新品种
台湾的王博仁在1977~1978年利用菠萝叶组织进行组织培养,并通过秋水仙碱的诱变已培育出菠萝多倍体新种。日本K yo W akasa 从卡因种不同部位和器官组织培养中,发现幼果和吸芽外植体分化的植株产生的变异体占非常大的比例。 因此,利用组织培养技术,把菠萝体细胞自然突变率高的部位器官分离出来,或结合利用理化因素(如电离辐射等)来扩大变异谱,为选育菠萝品种开辟新途径。
种质保存
据 Francis T. zee Mark Munekata报道,除了田间和温室种植的菠萝外,凤梨属中已有162个种质保存并分装于试管内,保存在夏威夷国家无性系种质库中。早在1558年前,凤梨科植物就已引进中国,但由于长期采取无性系繁殖的结果,品种较少。为了充分发挥中国现有优良品种的潜力,在现有的科研和技术水平上,应继续开展育种、引种研究,特别是在名、特、优品种的挖掘上,更应注重组织培养技术的研究和推广应用,使中国的凤梨科植物生产赶上国际先进水平。
病虫防治
凤梨科植物病虫害较少,且其自身有较强的抵抗能力。虫害方面主要有蝗虫、蜗牛、蛞蝓等,1只蝗虫1d可吃数片至数十片叶片不等,而经蜗牛和蛞蝓为害,可致叶片腐烂和心腐,但只要栽培场所注意防护一般可避免其危害,也可在地上撒生石灰粉,效果较明显;其他害虫还有螨类(主要在干燥季节,环境不通风易发生,可用螨克、克螨特等杀螨剂防治)、夜蛾(主要为害幼苗及花,喷药需在晚上进行)、蚧壳虫(夏秋季偶有为害,主要附在叶片上。
以叶背为多,可用速扑杀、乐果等防治)等。病害主要有心腐病(Phytothora Parasitica)和镰刀菌(Fusarium),其症状表现为靠基质的部分叶片和心叶腐烂,拔出后可闻到臭味,一般是由于pH值较高和施肥造成土壤EC值偏高,导致植株抵抗力降低所致,因此要经常监测水质、pH值和EC值。防治方法为用
甲基托布津或托布津800~1000倍液灌心,或用
代森锰锌、乙磷铝等杀菌剂灌心治疗,效果不错。
注意事项
(1)经过运输或包装的凤梨,拆包后应立即补充水分,做法是往杯中注入干净水,并适当松绑,否则易引起叶片失水卷曲和失绿发黄。
(2)经常检查水质,保证 pH 值和 EC 值在正常的范围内。
(3)灌心施肥较为安全,但需人工较多,同时施肥时要由责任心强的专门人员负责。
(4)夏季尤须注意光照不能太强。
(5)凤梨施肥不需每周进行,间隔的时间长短可根据具体情况确定,原则是保证凤梨植物处在最佳的生长状态。
下级分类
凤梨属
Ananas Tourm. ex Linn.
陆生草本。叶莲座式排列,全缘或有刺状锯齿。花茎短或略延长,有叶,直立;头状花序顶生;花无柄,紫红色,生于苞腋内;萼片短,覆瓦状排列;花瓣分离,直立,基部有舌状的小鳞片2枚;雄蕊6枚,子房下位,肉质,基部阔,与花序轴合生或藏于其内;花柱线状,3裂。果肉质,球果状,由肉质增厚的花序轴、肉质的苞片和螺旋状排列的不发育的子房连合而成,顶部冠以退化、旋叠状的叶。
3种,产美洲。现广植于热带各地。中国栽培1种。
凤梨
Ananas comosus
茎短。叶多数,莲座式排列,剑形,长40-90厘米,宽4-7厘米,顶端渐尖,全缘或有锐齿,腹面绿色,背面粉绿色,边缘和顶端常带褐红色,生于花序顶部的叶变小,常呈红色。花序于叶丛中抽出,状如松球,长6-8厘米,结果时增大;苞片基部绿色,上半部淡红色,三角状卵形;萼片宽卵形,肉质,顶端带红色,长约1厘米;花瓣长椭圆形,端尖,长约2厘米,上部紫红色,下部白色。聚花果肉质,长15厘米以上。花期夏季至冬季。
福建、广东、海南、广西、云南有栽培。原产美洲热带地区。
凤梨俗称菠萝,为著名热带水果之一,其可食部分主要由肉质增大之花序轴、螺旋状排列于外周的花组成,花通常不结实,宿存的花被裂片围成一空腔,腔内藏有萎缩的雄蕊和花柱。叶的纤维甚坚韧,可供织物、制绳、结网和造纸。
水塔花属
Billbergia Thunb.
草本,几无茎。叶莲座式排列,背常有粉被,边有小刺。花序为一明显的穗状花序或穗状花序式的圆锥花序,直立或下垂,通常长于叶;苞片明显而具颜色;花美丽,蓝色,间有红色或绿黄色,花两性;萼片离生,直立,端常圆;花瓣离生,基部常有舌状分裂的小鳞片2枚;雄蕊6枚,在花期伸出,花药在中部以下或近基部纵裂,花粉粒具单沟;子房下位,无毛或有粉末状覆盖物,花柱3裂,柱头螺旋状扭转,中轴胎座,胚珠多数。浆果由子房、花萼和宿存的花冠形成。种子多数,小。
约60种,产热带美洲。中国温室常栽培2种。
Billbergia nutans
茎极短。叶莲座状丛生,长达50厘米,宽15毫米,先端下垂,叶缘有疏小刺;花葶长30厘米,先端下垂,具花4-12朵,无毛,花序轴膝状折曲;总苞片狭、紧贴花葶,粉红色到淡红色;花萼3枚,长1.3-2.7厘米,橙红色,边缘蓝紫色,花瓣3枚,长3.6-4厘米,绿色,边缘蓝紫色,先端急尖,反折;雄蕊6枚;花药长7毫米,伸出花外;子房下位,绿色,长1厘米,中轴胎座,柱头扭转。种子多数,小。
中国温室常栽培,供观赏。原产巴西。
Billbergia pyramidalis
草本,茎极短。叶莲座状排列,6-15片,阔披针形,长30-45厘米,直立至稍外弯,顶端钝而有小锐尖,基部阔,边缘至少在上半部有棕色小刺,上面绿色,背粉绿。穗状花序直立,略长于叶;苞片披针形至椭圆状披针形,长5-7厘米,粉红色;萼片有粉被,暗红色,长约为花瓣的1/3,裂片钝至短尖;花瓣红色,长约4厘米,开花时旋扭;雄蕊比花瓣短;子房有粉被。
中国温室多有栽培。原产巴西。
本种叶的基部常保持相当量的水分,虽在热带地区最高温度的时候,从未见份量减少或缺少的,有些蚊子专以此为繁殖地。
保护现状
列入《濒危野生动植物种国际贸易公约附录Ⅰ、附录Ⅱ和附录Ⅲ》。