Độ pH và độ chua của đất

Độ pH của đất đo độ chua hoặc độ kiềm của dung dịch đất và là một biến số chính kiểm soát sự sẵn có của chất dinh dưỡng, độc tính của các nguyên tố như nhôm và hoạt động của vi sinh vật.

Definition

Độ pH của đất là logarit âm của hoạt độ ion hydro trong dung dịch đất, một thước đo độ chua hoặc độ kiềm của đất; độ chua của đất bao gồm độ chua chủ động trong dung dịch và độ chua dự trữ lớn hơn nhiều được giữ trên phức hợp trao đổi.

Scope

Chủ đề này bao gồm các nguồn và dạng độ chua của đất, độ chua chủ động so với độ chua dự trữ và khả năng đệm pH, ảnh hưởng mạnh mẽ của pH đến sự sẵn có của chất dinh dưỡng và kim loại, và việc quản lý độ chua bằng cách bón vôi. Nó coi phản ứng của đất là một tính chất hóa học trung tâm liên kết hóa học keo với độ phì nhiêu.

Core questions

• Điều gì khiến đất trở nên chua hoặc kiềm?
• Sự khác biệt giữa độ chua chủ động và độ chua dự trữ là gì?
• pH kiểm soát sự sẵn có của chất dinh dưỡng và độc tính của nhôm như thế nào?
• Độ chua của đất được điều chỉnh bằng cách bón vôi như thế nào?

Key concepts

• Độ pH của đất và phản ứng của đất
• Độ chua chủ động và dự trữ
• Khả năng đệm pH
• Độc tính của nhôm và mangan
• Sự sẵn có của chất dinh dưỡng so với pH
• Bón vôi và nhu cầu vôi

Key theories

Độ chua chủ động và dự trữ

Độ chua của đất tồn tại dưới dạng một lượng nhỏ ion hydro chủ động trong dung dịch được đệm bởi một lượng lớn hơn nhiều nhôm và hydro trao đổi trên các keo, do đó việc thay đổi pH đòi hỏi phải trung hòa lượng dự trữ, điều này xác định nhu cầu vôi.

Kiểm soát pH đối với sự sẵn có và độc tính

Độ pH của đất chi phối độ hòa tan và dạng hóa học của các chất dinh dưỡng và nguyên tố độc hại; hầu hết các chất dinh dưỡng đa lượng dễ dàng có sẵn nhất ở pH gần trung tính, trong khi độ chua mạnh làm hòa tan nhôm và mangan độc hại và cố định phốt pho.

Mechanisms

Độ chua phát triển khi các cation bazơ bị rửa trôi và được thay thế bằng hydro và nhôm, khi rễ và vi sinh vật giải phóng axit, và khi phân bón amoni và sự lắng đọng axit bổ sung các ion hydro. Hầu hết độ chua được giữ dự trữ trên phức hợp trao đổi dưới dạng nhôm trao đổi, chất này thủy phân để giải phóng các ion hydro, do đó đất chống lại sự thay đổi pH. Bón vôi bổ sung cacbonat trung hòa độ chua này, làm tăng pH, đẩy nhôm và phục hồi sự sẵn có của nhiều chất dinh dưỡng.

Clinical relevance

Độ pH của đất là một trong những tính chất đất cung cấp nhiều thông tin và được đo lường thường xuyên nhất: nó hướng dẫn việc lựa chọn cây trồng, nhu cầu và lượng vôi, và chẩn đoán thiếu hụt chất dinh dưỡng và độc tính kim loại, và nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến số phận của chất dinh dưỡng và chất gây ô nhiễm trong môi trường.

History

Sự công nhận rằng nhôm trao đổi, chứ không phải chỉ riêng hydro, kiểm soát hầu hết độ chua của đất đã xuất hiện vào giữa thế kỷ 20 và định hình lại sự hiểu biết về việc bón vôi, trong khi sự phụ thuộc mạnh mẽ của sự sẵn có của chất dinh dưỡng và kim loại vào pH đã trở thành nền tảng của độ phì nhiêu của đất và hóa học đất môi trường.

Key figures

• Donald L. Sparks
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

Tại sao độ pH của đất lại quan trọng đối với cây trồng?

Độ pH của đất kiểm soát dạng hóa học và độ hòa tan của các chất dinh dưỡng và nguyên tố độc hại; ở pH gần trung tính, hầu hết các chất dinh dưỡng đều dễ dàng có sẵn, nhưng trong đất chua mạnh, phốt pho bị cố định và nhôm độc hại được giải phóng, trong khi ở đất rất kiềm, các vi chất dinh dưỡng như sắt và kẽm trở nên không có sẵn.

Bón vôi làm tăng độ pH của đất như thế nào?

Các vật liệu bón vôi như đá vôi nghiền cung cấp cacbonat phản ứng với và trung hòa độ chua của đất, tiêu thụ các ion hydro và đẩy nhôm trao đổi khỏi các keo, điều này làm tăng pH và giảm độc tính của nhôm.