种子发芽出土后，胚轴上的顶芽长成主茎，直立生长，幼时为圆柱状，中间有髓；生长中后期，主茎中上部变成棱角状，下部木质化，全茎中空。茎节在群体条件下有15-25个，基部节间缩短，中部较长，上部较短。四粒红主茎高度在正常栽培条件下一般40-50厘米，但茎节和高度常因品种、土壤肥力和气候条件下的不同而有很大变幅。
茎通常为绿色，有的品种部分带淡紫红色。茎枝上有茸毛，茸毛多少因品种而异。早熟品种的主茎可直接着生荚果，扶余四粒红即是如此，晚熟品种主茎不直接着生荚果。茎由表皮、皮层、靭皮部、形成层、木质部及髓组成。茎的表皮上有气孔，表皮下层为厚角细胞，在厚角细胞下为皮层，皮层内为棱角状的维管束，维管束柱内有20-40个外韧维管束，各维管束为宽窄不等的髓线所隔开，每一维管束内有韧皮部、形成层和木质部。
主茎主要起输导水分、养分和支持植株体的作用。根部吸收的水分、矿物质养分和叶片制造的有机养料，都要通过茎部向上或者向下运输，叶片靠茎的支撑才能适当地分布在空间，接收阳光，进行光合作用。
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