土壤pH值

土壤 pH 值是衡量土壤酸度或碱度（碱度）的指标。 土壤 pH 值是一个关键特征，可用于对土壤特征进行定性和定量信息分析。 pH 值定义为水合氢离子活性的负对数（以 10 为底）（H+ _{或者，更准确地说，H 3O+aq) 在溶液中。 在土壤中，它是在与水混合的土壤浆液（或盐溶液，例如 0.01 M CaCl 2)，通常介于 3 和 10 之间，其中 7 为中性。 酸性土壤的 pH 值低于 7，碱性土壤的 pH 值高于 7。超酸性土壤 (pH < 3.5) 和强碱性土壤 (pH > 9) 很少见。</ 子></子>}

土壤 pH 值被认为是土壤中的主要变量，因为它影响许多化学过程。 它通过控制不同养分的化学形式并影响它们进行的化学反应来具体影响植物养分的有效性。 大多数植物的最佳 pH 值范围在 5.5 到 7.5 之间； 然而，许多植物已经适应了在超出此范围的 pH 值下茁壮成长。

美国农业部自然资源保护局将土壤 pH 范围分类如下：

0至6=酸性，7=中性和8及以上碱度

确定 pH 值的方法包括：

• 观察土壤剖面：某些剖面特征可以指示酸、盐或钠条件。 例子是：
  • 有机表层与下面的矿物层结合不良——这可能表明土壤呈强酸性；
  • 经典的灰化土层序，因为灰化土是强酸性的：在这些土壤中，苍白的残积层 (E) 层位于有机表层之下，覆盖在黑色的 B 层之上；
  • 存在钙化层表明存在碱性条件下的碳酸钙；
  • 柱状结构可以作为钠离子状态的指标。
• 观察优势植物群。 含钙植物（那些喜欢酸性土壤的植物）包括杜鹃花、杜鹃花和几乎所有其他杜鹃花科植物、许多桦树 (Betula)、毛地黄 (Digitalis)、金雀花 (Ulex spp.) 和欧洲赤松 (Pinus sylvestris)。 Calcicole（喜爱青柠的）植物包括白蜡树 (Fraxinus spp.)、金银花 (Lonicera)、醉鱼草、山茱萸 (Cornus spp.)、丁香 (Syringa) 和铁线莲属。
• 使用廉价的 pH 测试套件，其中将少量土壤样本与指示剂溶液混合，指示剂溶液会根据酸度改变颜色。
• 使用石蕊试纸。 将一小块土壤样品与蒸馏水混合，并在其中插入一条石蕊试纸。 如果土壤是酸性的，纸张会变成红色，如果是碱性的，则会变成蓝色。
• 某些其他水果和蔬菜色素也会随着 pH 值的变化而改变颜色。 如果加入酸，蓝莓汁会变得更红，如果用足够的碱滴定以产生高 pH 值，则蓝莓汁会变成靛蓝。 紫甘蓝也受到类似的影响。
• 使用市售的电子 pH 计，其中将玻璃或固态电极插入潮湿的土壤或土壤和水的混合物（悬浮液）中； pH 值通常在数字显示屏上读取。
• 最近，开发了分光光度法来测量土壤 pH 值，包括向土壤提取物中添加指示剂染料。 这些与玻璃电极测量相比效果很好，但具有实质性优势，例如没有漂移、液体接界和悬浮效应

科学研究和监测需要精确、可重复的土壤 pH 值测量。 这通常需要使用标准协议进行实验室分析； 这种协议的一个例子是美国农业部土壤调查现场和实验室方法手册。 在这份文件中，三页的土壤 pH 测量方案包括以下部分：应用； 方法总结； 干扰； 安全; 设备; 试剂； 和程序。

pH 值是在土壤-水（1:1）和土壤-盐（1:2 CaCl 2 {\displaystyle {\ce {CaCl2}}} ）溶液中测量的。 为方便起见，最初在水中测量 pH 值，然后在 CaCl 2 {\displaystyle {\ce {CaCl2}}} 中测量。 将等体积的 0.02 M CaCl 2 {\displaystyle {\ce {CaCl2}}} 添加到为水 pH 值准备的土壤悬浮液中，最终的土壤溶液比例为 1:2 0.01 M CaCl 2 {\displaystyle {\ce {CaCl2}}} 将 20 克土壤样品与 20 毫升反渗透 (RO) 水（1:1 w:v）混合，偶尔搅拌。