凤梨科(Bromeliaceae)植物为单子叶植物,是非常庞大的一群,依形态特征分类为56个属(genus),包括2885种(CraynandWinter,2004)。主要分布于南北美洲热带雨林区至多炭礁的海岸林带。从大西洋东部至太平洋西部,以及西印度群岛、加勒比海诸岛屿热带高温高湿地区,海拔高度可达4000m。根据生长环境和特点,该种群主要分为两类:地生凤梨和附生凤梨。地生凤梨一般都生长于开阔、温暖和阳光充足的地方,全无荫蔽,叶缘往往长着尖刺和有钩的锯齿。有的种类生长于中南美洲自然环境极为恶劣的地方,如全年干热的不毛之地,在暴晒的日光下,长在满是荆棘的灌木或树上,大岩石缝或山崖上,石砾地或沙土上,表现出强大的生命力。这类凤梨主要有可栽培的菠萝。附生凤梨则附着在树皮或岩石上,纤细的根沿附着面伸展,凤梨科植物大多数是这一类。但为了各种需要,附生凤梨多数被驯化为盆栽,但其根的主要作用仍是附着作用。
凤梨科植物植株的通常特征:草本,多为有短缩茎的附生植物。叶互生,带状,莲座状排列(图1),全缘或有刺状锯齿。花通常两性,少有单性,辐射对称或稍两侧对称,组成顶生的头状、穗状或圆锥花序(图2),生于莲座叶丛中央。花色有黄、褐粉、红绿、白、红、紫等,生于颜色鲜亮的苞片中。苞片通常明显,其颜色种类非常丰富,有红、紫红、浅红、粉、黄、橙、白等多种颜色。花朵凋谢后,苞片的形态和颜色还能保持很久,是观花类凤梨的主要观赏部位。
图1凤梨植物的莲座状叶丛
图2凤梨植物花序类型
图3凤梨植物叶片形态
A.头状花序B.穗状花序C.圆锥花序
图4凤梨植物“水槽”形态
图5附生凤梨植株形态(无根型)
图6乙烯催花后顶端形态及解剖特征的变化
A.蜻蜓凤梨乙烯催花徒手切片B.阿蒂擎天乙烯催花后石蜡切片
注:数字+d表示乙烯催花后的天数。
1945年,美国著名的植物分类专家史密斯(L.B.Smith)根据凤梨科植物的主要形态特征不同,把其再分成为3个亚科:穗花凤梨亚科(或称为翠凤草亚科)、铁兰亚科和凤梨亚科。到目前为止,这个分类方法仍然被人们所采用。现将这3个亚科的主要特征介绍如下:(1)穗花凤梨亚科(Pitcairnioideae) 此亚科包含了凤梨科中大约1/3的种,其中包括了较原始的种,有的种类的植株形态和草很相似。此亚科中的凤梨几乎全部为耐旱的陆生种。叶片具刺或全缘,有时同茎异叶(一棵植株上会长出不同叶形的小植株);花大而明显,子房上位或半上位;蒴果;种子具翅或具有梳子状、盔状的附属物。主要的属有小雀舌兰属、蒲雅属、穗花属等。
(2)铁兰亚科(Tillandsioideae) 包括的属较少但种数却比较多,基本上为附生种。叶片全缘;子房上位或极少半下位;蒴果;种子具羽状冠毛。此亚科的一些种对非常干旱的条件有特殊的适应性,因此被认为是凤梨科中最进化的亚科。包括常见的果子蔓属、铁兰属、莺歌凤梨属等。
(3)凤梨亚科(Bromelioideae) 包括的属数最多但种数比较少,大多数种为附生,少数陆生。一般叶片边缘具刺齿,全缘的较少;子房一般下位,极少为半下位;果实一般为浆果,少数为复果。包括常见的光萼荷属、凤梨属、水塔花属、姬凤梨属、五彩凤梨属、巢凤梨属(Nidularium)等。
凤梨科为单子叶植物纲姜亚纲的一科,多为短茎附生草本,但有时也为陆生耐旱植物(如菠萝)。叶互生,在短茎上形成叶丛,或有时散生于稍长茎上,狭而具平行脉,时具刺齿。
凤梨科花两性或有时单性,形成简单或复合的穗状,总状或头状花序,通常具艳色苞片或稀为单花。萼与花瓣各3,花瓣分离或微联合,常在基部边缘具一对鳞片状密腺。雄蕊6,2轮,3心皮联合成3室,上位子房或全部下位。果为浆果、蒴果、稀为肉质聚花果(凤梨),种子有时具翅或羽状冠毛。约有51属2100余种,主产热带南美洲。凤梨通称菠萝(波罗),为有名的热带水果之一,于19世纪传入中国,已为台湾、广西、广东和云南热带的习见栽培植物。该科还有许多种供室内盆栽观赏。