你知道繡球花為什麼會開出美麗的藍色嗎?看這裡!

青錢柳 發佈 2023-12-04T03:11:11.246542+00:00

你知道繡球花為什麼會開出美麗的藍色嗎?看這裡!江勝德在植物界裡,繡球是一種神奇有趣的植物,不僅有豐富多樣的性狀表現,還可通過人為干預來調控花萼的顏色,變藍的奧秘也蘊藏其中,無論是生產企業還是消費者都對它愛不釋手、寵愛有加。

你知道繡球花為什麼會開出美麗的藍色嗎?看這裡!

江勝德

在植物界裡,繡球是一種神奇有趣的植物,不僅有豐富多樣的性狀表現,還可通過人為干預來調控花萼的顏色,變藍的奧秘也蘊藏其中,無論是生產企業還是消費者都對它愛不釋手、寵愛有加。

眾所周知,因藍色花不易被傳粉昆蟲識別,自然界中開藍色花的植物種類非常稀有。目前不少花卉種類的藍色花是通過基因工程手段獲得的,藍色康乃馨、藍色矮牽牛、藍色仙客來已被成功商品化推向市場。而像月季、蝴蝶蘭這樣家喻戶曉的植物,育種家正在培育藍色花的道路上不懈努力。而繡球的藍色化過程有著天然的優勢,簡單到一包調藍劑就可獲得。因為特殊的花器結構,它實際的觀賞部位是花萼,可變藍的也是花萼。

繡球調藍史

讓繡球變藍並不是現代人的發明,變藍的原因和方法經過幾代人的不懈努力研究才得以清晰明朗。


1 7 9 0 年 , 約 瑟 夫 · 班 克 斯 ( Jo s e p hBanks)將繡球從中國引入英國。1796年,英國人最早發現了同一地點的同一棵繡球在不同年份會有不同的花色變化。1799年,不少人開始嘗試調控繡球花色,但由於並未認識到土壤的重要性,嘗試均以失敗告終。1800~1815年,有人開始嘗試在土壤里添加不同的物質來改變花色。1821年,俄羅斯沙皇的園丁發現了硫酸鋁的重要性,並寫信告訴了英國皇家園藝協會秘書。1834年,蘇格蘭植物學家、花園設計師、作家勞登(Loudon)發現15克硫酸鋁或氧化鐵就能把18厘米×25厘米規格的盆栽繡球花調成藍色。鋁和鐵也就此站上了調藍的對抗舞台。1846年,英國園丁唐納德(Donald)用磷酸鐵、硫酸鐵、硫酸鋁、氫氧化鉀以及磷酸鎂進行了繡球調藍史上第一個系統的栽培試驗,發現只有硫酸鋁可有效改變花色。


這類試驗一直持續。1896年植物生理家莫利希(Molisch)用400株繡球進行了系統實驗。實驗發現,硫酸鋁或硫酸鋁鉀可使繡球由粉色變為藍色,而硫酸亞鐵可使繡球從藍色變為粉色。克羅埃西亞植物學家沃克(Vouk)測試了硫酸鋁與硫酸鋁鉀的使用濃度,發現1%硫酸鋁鉀效果最好。美國植物學家科維爾(Coville)發現硫酸鋁與花園土的配比為1∶200。但這一階段的調藍試驗中,科學家們還是忽視了土壤酸鹼度,直到1922年以後,他們才逐漸注意到土壤的pH值與花色的關係。1922~1937年,愛爾蘭化學家阿特金斯(Atkins)發現了「酸藍鹼紅」的變色原理,美國植物學家康納(Connor)則認為變色的臨界pH值為6.2。美國植物學家維金(Wiggin)和古爾力(Gourley)的試驗表明,土壤pH值為4.0~5.0 時花色最藍,5.0~6.0時偶爾有藍色,但大部分是粉色,6.0~7.0 時不僅全部花開粉色,而且植株也相對較小。

那時人們尚未得知酸性土壤為什麼會對繡球花色產生影響,但是已在酸性土壤析出液中發現鋁的存在。自此,調藍的天平逐漸向土壤中的鋁離子傾斜。進一步分析後,人們發現藍色繡球花萼的鋁含量平均值是其他顏色的15.7倍,藍色繡球葉片的鋁含量平均值是其他顏色的21.7倍,而鐵含量則基本持平。自此,關於繡球調藍的幕後功臣究竟是鋁還是鐵的爭議逐漸明朗。

繡球變藍的關鍵

在100多年的調藍史中,我們了解到鋁離子和土壤酸性對調藍成功與否至關重要。鋁是地殼中最豐富的金屬元素,但在大多數土壤環境下是無法直接被植物根系吸收的,只有在酸性環境下鋁離子才是可移動的。在酸性土壤中,受到鋁離子的刺激,植物根系相應會產生檸檬酸。鋁離子與檸檬酸根離子形成穩定的、容易被繡球根吸收的複合物,以此將鋁離子運輸到繡球的花萼中。

不同調藍劑的施用方法

花青素廣泛存在植物葉片和花中,隨著細胞液pH值不同而呈現不同顏色,這是賦予花朵絢麗多彩顏色的關鍵。不同顏色的繡球花萼中,所含有的花青素生色團不同。藍色花花萼中以飛燕草素-3-葡萄糖苷衍生物為主,粉色花花萼中包含了天竺葵素生色團或矢車菊素生色團。當鋁離子與花萼中的飛燕草素-3-葡萄糖苷相遇後,形成了一種穩定的複合物。鋁離子在這個過程中起到固定作用,真正顯色的呈色物質依然是飛燕草素-3-葡萄糖苷衍生物。

不同品種的繡球花萼中飛燕草素-3-葡萄糖苷的含量是不同的,從白色的每克花萼含量為0,到色彩濃烈的每克花萼含700微克不等,含量越高相對越容易調藍,反之亦然。這也解釋了為什麼不是所有繡球都能調藍,以及不同繡球調藍的難易程度不同。此外,繡球調藍的難易程度還取決於飛燕草素和鋁離子的相對濃度。鋁離子的分子數量需要超過色素分子數量的3~10倍,花萼才可順利變藍。

所以繡球為什麼會變藍有3個必要條件:一是液泡中有含有飛燕草素-3-葡萄糖苷的花青素生色團;二是土壤中有大量可供植物吸收的鋁離子;三是對鋁有較強的耐受性。土壤中大量鋁離子水解後,會使土壤酸化,抑制根系生長。調藍所施用的鋁化合物濃度會讓大部分植物的根系受損而無法正常工作,而繡球的特殊機制能將多餘的鋁離子運輸到液泡內和花青素結合來顯色,解除了鋁離子的毒害作用。

控釋調藍劑

在調藍機理清晰之後,如何安全高效地調藍一直是熱度不斷的話題。國內用工業硫酸鋁作為標準調藍劑在繡球生產中已廣泛應用,但硫酸鋁的施用濃度不當或使用方法不當都會對繡球造成不可逆轉的傷害。低成本、安全穩定的調藍劑一直是生產端和消費端不斷尋找的。

2010年,第一款針對商品繡球生產者的控釋型硫酸鋁在美國上市,商品名為「藍騎士」,由美國企業使用聚合物包膜技術生產。硫酸鋁嚴格地在溫度控制下釋放,不受基質成分、濕度、pH值以及微生物活動的影響。釋放程度與植物的生長狀態成正比。「藍騎士」上市幾年之後,美國佛羅肯肥料公司製造的「佛羅特藍寶石」調藍劑上市,逐漸替代「藍騎士」。「佛羅特藍寶石」不僅只提供給生產商,也面向普通消費者。控釋硫酸鋁無論是效果、安全性以及操作方便性上,都比傳統產品有明顯優勢,在生產中的大規模使用必將成為一種潮流。

從最初把繡球變色簡單歸結為「酸藍鹼紅」,到對藍色繡球生化過程的逐步清晰,幾百年間無數科學家傾其一生來尋找繡球變藍的謎底。繡球變色機理的清晰,讓繡球從業者能更好地掌握調藍技術,更科學的使用調藍劑,全面提升調藍成功率,無論是生產端還是消費端都能讓繡球輕鬆變藍,簡單地變藍。

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