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拓展阅读 | 土壤酸碱度——花儿变色的秘密~

花匠小妙招
2024-10-12 22:20

位于辰山植物园内的各色绣球花陆续开放，万紫千红的绣球花花团锦簇、绚丽多彩，将矿坑花园、岩石药用园、华东植物区系园等多处打扮得靓丽而娇美。然绣球花色从红再到蓝，深浅变化各有不一，是什么原因导致的呢？绣球花色虽然丰富却唯独没有黄色，又是为何？这是一个我们今天要回答的问题。花色，与细胞色素有关

花儿的颜色主要来源于花青素和类胡萝卜素类两大色素。橙色、黄色的花主要是由于其含有类胡萝卜素类物质，而对于绣球、牵牛等红、蓝、紫色的花，则多是由于其液泡内含有花青素所致。

花青素随pH变化的变色反应

花青素是一种水溶性色素，种类繁多，其母核不同位置上的取代以及糖基化可以产生不同颜色，并且在不同pH下，同一花青素可以随着细胞液的酸碱改变颜色。一般说来，细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝，即“酸红碱蓝”，这就如化学实验中的酸碱指示剂一般。

具有不同取代基的花青素具有不同的颜色

花色，同时也与土壤酸碱性有关

土壤酸碱度，是土壤溶液的酸碱反应，土壤重要的化学性质。土壤微生物的活动、土壤有机质的分解、土壤营养元素的释放与转化及土壤发生过程中元素的迁移，都与其密切相关。土壤酸碱度主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度，以pH值表示。pH值等于7的溶液为中性溶液；pH值小于7，为酸性反应；pH值大于7为碱性反应。

土壤酸碱度不仅对土壤肥力、土壤养分、植物生长都有很大影响，还能改变花儿的颜色呢。大自然中各种花儿姹紫嫣红，红蓝交辉，然而有些花儿却存在着神奇的变色反应，会随着土壤酸碱度的不同，而展现出不同的颜色，这就是土壤pH的作用。最典型的例子莫过于绣球花啦！
当土壤酸碱度改变时，改变了植物通过根茎等输导组织从土壤中吸取的养分，使得植物体内的细胞发生了变化，影响液泡内的酸碱条件，变色反应就发生了。牵牛花则遵从这一规则，在酸性土壤中花朵为紫红色，碱性土壤中为蓝色。
然而绣球花却恰恰相反…… 绣球花，颠覆常规的变色反应！绣球花常见的花色有红、粉、蓝、白等多种颜色。一般来说，在自然状态下，白色品种初开带绿色，后转为白色，当土壤酸碱值为5时，花儿为蓝色；酸碱值为7时，花儿为粉红色；酸碱值在5至7之间，花儿为淡紫色，在可忍受的酸碱范围内，酸性越强则越蓝，碱性越强则越红。粉红色和红色的品种，也会在不同酸碱性的土壤中表现出不同的颜色。

那么绣球花为什么不遵从“酸红碱蓝”的规律却反其道而行之呢？这是因为绣球花的颜色是由一种属于花青素类的色素——飞燕草色素来控制的，它与其他种类的花青素不同。这种色素与铝离子结合会在生物合成过程中形成一道屏障，而这种结合作用又受到pH的影响。这些复杂的生物化学作用最终造就了绣球花独特的变色反应。

Hydrangea quercifolia 'Snow Flake' 栎叶绣球‘雪片’，原产北美

那么为什么有的花儿会随pH而变色，而有的不会呢？这是因为花儿所含的色素种类不同，变化范围也有所不同。简而言之，花儿颜色随pH改变的前提是，在这样的pH环境下植物能够生存。有的色素必须在极端的pH环境下才能发生变色反应，而此时植物已然“变色未成身先死”，那么自然不能有变色反应了。例如杜鹃花，必须在酸性条件下才能生长。还有些花不存在可见范围变色的色素，比如白色的花，根本没有色素，而是花瓣中富含透明的气泡反折光线而致使花瓣呈白色。

重瓣白色的绣球花品种