土壤pH值

土壤pH值是衡量土壤中酸度或碱度所代表的意义。是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。土壤pH被认为是土壤中的主要变量，因为它控制发生的许多化学过程。它通过控制营养物的化学形式特异性地影响植物营养物的可用性。大多数植物的最佳pH范围在5.5和7.0之间，然而许多植物已经适应在该范围之外的pH值下生长。美国农业部，将土壤pH范围分类如下：土壤中的酸性来自土壤溶液中的氢离子和铝离子并且吸附到土壤表面。While pH is the measure of H+ in solution, Al3+ is important in acid soils because between pH 4 and 6, Al3+ reacts with water (H2O) forming AlOH2+, and Al(OH)2+, releasing extra H+ ions。 Every Al3+ ion can createdo authors know something about chemical equilibrium? 3 H+ ions.许多其他过程有助于形成酸性土壤，包括降雨量，肥料使用，植物根系活动和初级和次级土壤矿物的风化。酸性土壤也可能由污染物引起，例如酸雨和矿渣。碱性土壤具有高的碱性阳离子饱和度 (K+, Ca2+, Mg2+ 和 Na+)。This is due to an accumulation of soluble salts which are classified as either 土壤盐化, sodic soil, saline-sodic soil or alkaline soil。所有盐水和钠碱土壤具有高盐浓度，盐碱土以钙和镁盐为主，钠碱土以钠为主。碱性土壤的特征在于存在碳酸盐。在靠近表面的石灰石区域中的土壤是来自石灰石中的碳酸钙的碱性土壤，与土壤不断混合。这些地区的地下水源含有溶解的石灰石。在酸性土壤中生长的植物可能会有各种各样的症状出现，包括铝 (Al)、氢 (H)、和/或锰 (Mn)的毒性， 以及钙 (Ca) 和镁 (Mg)的营养缺乏。铝的毒性是酸性土壤中最普遍的问题。铝存在于所有土壤中，但溶解的 Al3+ 对植物有毒；Al3+ is most soluble at low pH, above pH 5.2 little Al is in soluble form in most soils.铝不是植物养分，并且因此不被植物主动吸收，而是通过渗透被动地进入植物根。铝抑制根生长；侧根和根尖变粗、根缺乏精细分枝；根尖可变成棕色。在根中，已经显示铝干扰许多生理过程，包括钙和其他必需营养物的摄取和转运，细胞分裂，细胞壁形成和酶活性在含有锰含量高的矿物的土壤中，锰的毒性在pH5.6以下会成为问题。锰如铝，随着pH下降变得越来越可溶解，并且在pH水平低于5.6时可以看到锰的毒性症状出现。锰是叶绿素的组成物之一，因此植物将锰转运到叶中。锰毒性的经典症状是叶子皱缩呈现托起状态。由植物大量需要的营养物被称为大量营养素，包括氮 (N)、磷 (P)、钾 (K)、钙 (Ca)、镁 (Mg) 和硫 (S)。植物需要微量的元素被称为微量营养素或是微量营养素物。微量营养物不是植物组织的主要成分，但是对于生长是必需的。它们包括铁 (Fe)、锰 (Mn)、锌 (Zn)、铜 (Cu)、钴 (Co)、钼 (Mo)、和硼 (B)。大量营养素和微量营养素的可用性受土壤pH的影响。在轻度到中度碱性的土壤中，钼和大量营养素（除了磷外）的可用性增加，但是 P、Fe、Mn、Zn Cu、和 Co水平降低并且可能不利地影响植物生长。In acidic soils, micronutrient availability (except for Mo and Bo) is increased。氮通过固氮或肥料调节作为铵 (NH4) 或硝酸盐 (NO3) 供应，溶解的氮在土壤pH为6.0至8.0时将具有最高浓度。Concentrations of available N are less sensitive to pH than concentration of available P.为了使磷可用于植物，土壤pH需要在6.0至7.5的范围内。如果pH低于6.0，磷开始与铁 (Fe) 和铝 (Al) 形成不溶性化合物，如果pH高于7.5，则开始与钙 (Ca)形成不溶性化合物。 在5.5至6.5的pH范围内可以避免大多数养分缺乏，条件是土壤矿物质和有机物质含有开始的必需营养素。测定pH的方法包括：The most common amendment to increase soil pH is lime (CaCO3 or MgCO3), usually in the form of finely ground agricultural lime. The amount of lime needed to change pH is determined by the mesh size of the lime (how finely it is ground)and the buffering capacity of the soil. A high mesh size (60–100) indicates a finely ground lime, that will react quickly with soil acidity. Buffering capacity of soils is a function of a soils cation exchange capacity, which is in turn determined by the clay content of the soil, the type of clay and the amount of organic matter present. Soils with high clay content, particularly shrink–swell clay, will have a higher buffering capacity than soils with little clay. Soils with high organic matter will also have a higher buffering capacity than those with low organic matter. Soils with high buffering capacity require a greater amount of lime to be added than a soil with a lower buffering capacity for the same incremental change in pH.可用于增加土壤pH的其它修正包括木灰，工业 CaO （生石灰）和牡蛎壳。白木柴灰包括对于需要离子如 Na+ （钠）, K+ （钾）, Ca2+ （钙）,的过程重要的金属盐，其对于选择的菌群可能是或可能不是好的，但降低土壤的酸性质量。这些产品通过 CO32− 与 H+ 反应产生 CO2 和 H2O，从而提高土壤的pH值。硅酸钙通过除去游离氢离子来中和土壤中的活性酸度，从而增加pH。由于其硅酸盐阴离子捕获 H+离子（提高pH）, 它形成单硅酸 (H4SiO4)，中性溶质。