大多數(shù)雙子葉植物的莖,在初生生長的基礎(chǔ)上還會出現(xiàn)次生分生組織——維管形成層和木栓形成層,通過它們的活動,進(jìn)行次生增粗生長,其次生生長的過程和特點如下：
1、維管形成層的發(fā)生和活動
1）維管形成層的發(fā)生
原形成層發(fā)育為初生組織時,在初生韌皮部和初生木質(zhì)部之間保留著一層具有分生能力的組織,即為形成層.由于這部分形成層是在維管束范圍之內(nèi),因而又稱束中形成層.當(dāng)次生生長開始時,連接束中形成層那部分的髓射線細(xì)胞,恢復(fù)分裂性能,變?yōu)槭g形成層.最后,束中形成層和束間形成層連成一環(huán),它們共同構(gòu)成維管形成層.維管形成層形成后,隨即開始分裂活動,進(jìn)行次生生長而形成次生結(jié)構(gòu).
雙子葉植物莖的維管束中,當(dāng)初生結(jié)構(gòu)形成后,在初生韌皮部與初生木質(zhì)部之間,還保留一層分生組織細(xì)胞,這是繼續(xù)進(jìn)行次生生長的基礎(chǔ).
草本雙子葉植物幼莖橫切面上,維管束呈橢圓形,各維管束之間距離較大,它們環(huán)形排列于皮層內(nèi)側(cè)；多數(shù)木本植物幼莖內(nèi)的維管束,彼此間距很小,幾乎連成完整的環(huán).在立體結(jié)構(gòu)中,各維管束是彼此交織貫連的.
2）維管形成層的活動
維管形成層開始活動時,主要是紡錘狀原始細(xì)胞進(jìn)行切向分裂（平周分裂）,向外產(chǎn)生次生韌皮部,加在原有初生韌皮部內(nèi)方；向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部,加在原有初生木質(zhì)部的外方,構(gòu)成軸向的次生維管系統(tǒng).紡錘狀原始細(xì)胞也可進(jìn)行徑向分裂、傾斜的垂周分裂,增加維管形成層環(huán)細(xì)胞的數(shù)目,使環(huán)徑擴(kuò)大.同時射線原始細(xì)胞也進(jìn)行徑向分裂,從而擴(kuò)大維管形成層環(huán)的周徑.射線原始細(xì)胞切向分裂的結(jié)果,形成徑向排列的次生薄壁組織系統(tǒng),即徑向射線系統(tǒng),其中位于次生韌皮部中的稱為韌皮射線,位于次生木質(zhì)部中的稱為木射線.在這個過程中,紡錘狀原始細(xì)胞也可垂周分裂,經(jīng)過側(cè)裂和橫裂衍生出新的射線原始細(xì)胞.
一年生植物如苜宿﹑大理花﹑咸豐草等莖內(nèi)的維管束排列成環(huán)狀；多年生植物如扶桑﹑相思樹等在木質(zhì)部和韌皮部中間,有明顯形成層,形成層的細(xì)胞可以不斷分裂,向外產(chǎn)生新的韌皮部,向內(nèi)產(chǎn)生新的木質(zhì)部,所以莖會不斷加粗.

2、木栓形成層的發(fā)生與活動
隨著維管形成層不斷分裂活動,莖的直徑不斷增粗,原有初生保護(hù)組織--表皮,不適應(yīng)增粗需要,這時莖產(chǎn)生木栓形成層,進(jìn)而產(chǎn)生另一新的次生保護(hù)結(jié)構(gòu)--周皮,新的保護(hù)組織就是由木栓形成層所產(chǎn)生的.
莖中的木栓形成層在不同植物中,可有不同的來源.有的最初可以起源于表皮（如蘋果、梨）；有的由近表皮的皮層薄壁組織（如馬鈴薯、桃）或厚角組織（如花生、大豆）發(fā)生；有的也可在皮層較深處的薄壁組織（如棉花）中,甚至在初生韌皮部中發(fā)生（如茶屬）.
周皮：木栓形成層形成后,向外產(chǎn)生木栓層；向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層,加上其本身,三者合成周皮.大多數(shù)植物莖中,木栓形成層的活動是有限的,通常生存幾個月就失去活力,以后木栓形成層每年重新發(fā)生,在第一次周皮的內(nèi)方產(chǎn)生新的木栓形成層,再形成新的周皮,這樣,木栓形成層的位置則漸向內(nèi)移.在老莖中,木栓形成層可以直至次生韌皮部中發(fā)生.新形成的木栓層阻斷了其外圍組織與莖內(nèi)部組織之間的聯(lián)系,使外圍的組織不能得到水分和養(yǎng)料的供應(yīng)而死亡.這些失去生命的組織,包括多次的周皮,總稱樹皮.周皮形成過程中,在原來氣孔位置下面的木栓形成層不形成木栓細(xì)胞,而產(chǎn)生一團(tuán)圓球形,排列疏松的薄壁細(xì)胞,稱為補充細(xì)胞.由于補充細(xì)胞增多,向外膨大突出,使周皮形成裂口,因而在枝條的外表產(chǎn)生一些淺褐色的小突起,這些突起稱為皮孔.
次生韌皮部：次生韌皮部位于周皮以內(nèi),由篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維組成.由于維管形成層向外產(chǎn)生的細(xì)胞少.因此,次生韌皮部比次生木質(zhì)部要少.隨著次生韌皮部的不斷產(chǎn)生,初生韌皮部和先期產(chǎn)生的次生韌皮部中的一些篩管和薄壁細(xì)胞被擠毀,同時部分衰老的篩管分子由于篩板上形成胼胝體堵塞篩孔,失去輸導(dǎo)作用.次生韌皮部篩管輸導(dǎo)作用的時間較短,通常只有1-2年.韌皮射線位于次生韌皮部內(nèi),由射線原始細(xì)胞產(chǎn)生的薄壁細(xì)胞組成,有橫向運輸?shù)淖饔?
次生木質(zhì)部：次生木質(zhì)部位于維管形成層以內(nèi),由導(dǎo)管、管胞、木薄壁細(xì)胞和木纖維組成,是莖輸導(dǎo)水分的主要結(jié)構(gòu).

3、雙子葉植物木質(zhì)莖的次生構(gòu)造：木質(zhì)部細(xì)胞生長受氣候影響而不同,春夏生長季節(jié)初期,氣候溫暖﹑雨量豐富,細(xì)胞生長快速,所以細(xì)胞較大﹑顏色較淺；秋冬季節(jié),氣溫下降﹑雨量減少,細(xì)胞生長緩慢,所以細(xì)胞較小﹑顏色較深.由於木質(zhì)部細(xì)胞的大小及顏色不同,在樹干或樹枝橫切面上,會呈現(xiàn)深淺不同的環(huán)紋,稱為年輪.根據(jù)年輪,可以推算樹木或樹枝的年齡.
樹木逐年生長后,形層層內(nèi)側(cè)累積大量的木質(zhì)部,即為俗稱的木材；形成層以外的部俗稱樹皮,韌皮部即包含在樹皮內(nèi).
心材與邊材：多年生木本植物隨著年輪的增多,在樹干的橫切面上可以看見木材的邊緣部分和中央部分有所不同,靠近樹皮部分的木材是近幾年形成的次生木質(zhì)部,顏色較淺,只有活的木薄壁組織,有效地?fù)?dān)負(fù)輸導(dǎo)和貯藏的功能,稱為邊材.靠近中央部分的木材,是較老的次生木質(zhì)部,喪失了輸導(dǎo)和貯藏的功能,這部分細(xì)胞顏色一般較深,養(yǎng)料和氧氣進(jìn)入都比較困難,引起生活細(xì)胞的衰老和死亡,稱為心材.
木材三切面：木射線位于次生木質(zhì)部內(nèi),常與韌皮射線相連,也是射線原始細(xì)胞產(chǎn)生的橫向薄壁組織運輸系統(tǒng).在橫切面上可見射線的長和寬；在徑切面上能見到射線的寬和高；在弦切面上可看到射線的長和高.