地黄为多年生草本,地黄体高10-30厘米,密被灰白色多细胞长柔毛和腺毛。根茎肉质肥厚,鲜时黄色,在栽培条件下,直径可达5.5厘米,茎紫红色。
地黄叶通常在茎基部集成莲座状,向上则强烈缩小成苞片,或逐渐缩小而在茎上互生,叶片卵形至长椭圆形,上面绿色,下面略带紫色或成紫红色,长2-13厘米,宽1-6厘米,边缘具不规则圆齿或钝锯齿以至牙齿,基部渐狭成柄,叶脉在上面凹陷,下面隆起。
地黄花具长0.5-3厘米之梗,梗细弱,弯曲而后上升,在茎顶部略排列成总状花序,或几乎全部单生叶腋而分散在茎上,花萼钟状,萼长1-1.5厘米,密被多细胞长柔毛和白色长毛,具10条隆起的脉,萼齿5枚,矩圆状披针形或卵状披针形抑或多少三角形,长0.5-0.6厘米,宽0.2-0.3厘米,稀前方2枚各又开裂而使萼齿总数达7枚之多,花冠长3-4.5厘米,花冠筒状而弯曲,外面紫红色,(另有变种,花为黄色,叶面背面为绿色)被多细胞长柔毛,花冠裂片,5枚,先端钝或微凹,内面黄紫色,外面紫红色,两面均被多细胞长柔毛,长5-7毫米,宽4-10毫米,雄蕊4枚,药室矩圆形,长2.5毫米,宽1.5毫米,基部叉开,而使两药室常排成一直线,子房幼时2室,老时因隔膜撕裂而成一室,无毛,花柱顶部扩大成2枚片状柱头。
地黄蒴果卵形至长卵形,长1-1.5厘米。花果期4-7月。
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