土壤酸堿度
土壤酸堿度 又稱“土壤反應(yīng)”。它是土壤溶液的酸堿反應(yīng)。主要取決于土壤溶液中氫離子的濃度，以ph值表示。ph值等于7的溶液為中性溶液；ph值小于7，為酸性反應(yīng)；ph值大于7為堿性反應(yīng)。土壤酸堿度一般可分為以下幾級(jí)：
ph值 土壤酸堿度
＜4.5 *酸性
4.5—5.5 強(qiáng)酸性
5.5—6.5 酸性
6.5—7.5 中性
7.5—8.5 堿性
8.5—9.5 強(qiáng)堿性
＞9.5 *堿性
土壤酸堿度對(duì)土壤肥力及植物生長(zhǎng)影響很大，我國(guó)西北、北方不少土壤ph值大，南方紅壤ph值小。因此可以種植和土壤酸堿度相適應(yīng)的作物和植物。如紅壤地區(qū)可種植喜酸的茶樹，而苜蓿的抗堿能力強(qiáng)等。土壤酸堿度對(duì)養(yǎng)分的有效性影響也很大，如中性土壤中磷的有效性大；堿性土壤中微量元素（錳、銅、鋅等）有效性差。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)該注意土壤的酸堿度，積極采取措施，加以調(diào)節(jié)。
常見作物*的土壤酸堿度范圍是多少？
土壤酸堿度對(duì)植物養(yǎng)分的有效性、土壤的結(jié)構(gòu)性和作物生長(zhǎng)都有很大的關(guān)系。首先，土壤中的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分要經(jīng)土壤微生物參與活動(dòng)，才能使之轉(zhuǎn)化為*態(tài)養(yǎng)分供植物吸收，而參與有機(jī)質(zhì)分解的微生物大多數(shù)在接近中性的環(huán)境下生長(zhǎng)發(fā)育，因此土壤養(yǎng)分的有效性一般以接近中性反應(yīng)時(shí)為*。其次，土壤酸堿度對(duì)土壤結(jié)構(gòu)性也有影響。酸性土壤中，氫離子濃度大，容易把膠體中鈣離子代換出來(lái)淋失，故酸性土易板結(jié)。而堿性土壤含有大量代換性鈉離子和氫氧離子，使土粒分散，干后板結(jié)，造成堿土的結(jié)構(gòu)性不良。另外，土壤酸堿度與植物生長(zhǎng)也有很密切關(guān)系。自然界里，一些植物對(duì)土壤酸堿條件要求嚴(yán)格，它們只能在某一特定的酸堿范圍內(nèi)生長(zhǎng)，這些植物就可以為土壤酸堿度起指示作用，故稱指示植物。如映山紅只在酸性的土壤上生長(zhǎng)，稱為酸性土的指示植物；柏木是石灰性土的指示植物，而堿蓬是堿土的指示植物。不同的栽培植物也有不同的zui適宜生長(zhǎng)的酸堿度范圍（見下表），知道了它們各自*的生長(zhǎng)范圍，我們就可以因地制宜地根據(jù)土壤酸堿度，選擇合適種植的作物；或根據(jù)作物，調(diào)節(jié)土壤酸堿度到合適的范圍。
主要作物生長(zhǎng)*的土壤酸堿度
作物名稱酸堿度 作物名稱 酸堿度 作物名稱 酸堿度
水稻 6.0－7.0 花生 5.0－6.0 栗 5.0－6.0
小麥 6.0－7.0 煙草 5.0－6.0 西瓜 6.0－7.0
玉米 6.0－7.0 茶 5.0－5.5 甘藍(lán) 6.0－7.0
大豆 6.0－7.0 馬鈴薯 4.8－5.4 番茄 6.0－7.0
甘蔗 6.0－8.0 橙、柑 5.0－7.0 南瓜 6.0－8.0
甘薯 6.0－6.0 荔枝 6.0－7.0 黃瓜 6.0－8.0
土壤酸堿度與植物生長(zhǎng)
馬斌 北京大學(xué)附屬中學(xué)
指導(dǎo)教師：陳學(xué)偉中科院遺傳研究所
薛英翠北京大學(xué)附屬中學(xué)
摘 要
本文初步探討了環(huán)境酸堿度與植物生長(zhǎng)的相互關(guān)系，主要研究植物對(duì)環(huán)境酸堿度的影響。并得出了離子平衡、同種電解質(zhì)互斥的結(jié)論。較清楚的說(shuō)明了無(wú)淋失情況下，礦物元素的吸收與酸堿度的關(guān)系。能過(guò)小麥育種、單種物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液不同酸堿梯度的植物生長(zhǎng)試驗(yàn)。證實(shí)了，在酸性環(huán)境下植物會(huì)更多的吸收陰離子，同時(shí)抑制陽(yáng)離子吸收，放出oh-，使環(huán)境向中介點(diǎn)移動(dòng)。在堿性環(huán)境中植物會(huì)更多的吸收陽(yáng)離子，抑制陰離子交換，向外放出較多h-，同樣使外部環(huán)境向中介點(diǎn)移動(dòng)。說(shuō)明植物吸收物質(zhì)是ph變化的原因。
我國(guó)現(xiàn)有5億畝鹽堿化土地，其中有3億畝待開墾，了解土壤酸堿度與植物生長(zhǎng)的關(guān)系也就顯得尤為重要我國(guó)西北和北方干旱地區(qū)土壤多為石灰性或堿性，而南方土壤多為酸性或中性，這種酸堿變化一般都受到成土母巖和氣候條件的影響，同時(shí)也受到地形、植被和耕作措施等因素影響。
那些鹽基成分含量高的巖石（如石灰?guī)r等）風(fēng)化后產(chǎn)生氫氧離子，就使土壤偏堿性或中性；酸性成分的巖石（如花崗巖等）發(fā)育的土壤，多呈酸性。同類巖石其風(fēng)化產(chǎn)生的鹽類，在北方干旱地區(qū)不容易淋失而底層的鹽基又隨水分蒸發(fā)上升而累積在土壤表層中，使土壤反應(yīng)偏堿性，而在東北森林地帶以及濕潤(rùn)多雨的南方，巖石風(fēng)化產(chǎn)生的一、二價(jià)陽(yáng)離子組成鹽類大量被淋失，剩下的三價(jià)的鐵鋁等化合物尤其是鋁的氧化物及其鹽類在水中水解產(chǎn)生氫離子，致使土壤變酸，所以南方大面積的紅壤酸性強(qiáng)，有些甚至呈酸性反應(yīng)。酸堿度低至4.5－5.5。
巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的大小顆粒中，那些極細(xì)的土壤膠體吸附有氫、鈉、鉀、鈣、鎂、鋁等離子，它們和土壤溶液中的離子處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，它們彼此代換會(huì)影響土壤酸堿性。因此，土壤酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，是土壤溶液中游離的氫離子和氫氧根離子存在比例的一個(gè)反映。當(dāng)游離的氫離子濃度大于氫氧根離子濃度時(shí)，土壤呈酸性，；反之，若氫氧根離子濃度大于氫離子濃度時(shí)，土壤呈堿性；若兩者濃度相等，土壤就呈中性。
１．酸堿度對(duì)植物影響的討論
酸堿度對(duì)植物的影響是多方面的，大體上分為對(duì)外部環(huán)境影響與對(duì)植物體自身影響，為確定其中主要因素，現(xiàn)已將千余粒小麥種子分為ph= 4、4.5 、5 、5.5、 6、 6.3、 7 、7.5、 8 ９個(gè)梯度進(jìn)行育種，每區(qū)域100顆左右，以營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)。
在經(jīng)過(guò)40多天觀察紀(jì)錄后（其中有一次篩選）摘錄數(shù)據(jù)如表一
表一 育種記錄
酸堿度
10月15日
10月18日
10月22日
10月25日
10月30日
11月2日
11月7日
4
1.50
6.00
8.00
15.00
17.00
19.00
26.00
4.5
0.90
3.50
8.00
15.00
19.00
21.00
25.00
5
0.70
5.50
10.00
13.50
16.00
18.00
27.00
5.5
0.30
3.00
7.00
14.00
18.00
20.00
25.00
6
0.00
3.00
14.00
14.00
19.50
21.00
30.00
6.3
1.60
7.00
15.00
17.00
22.00
24.00
32.00
7
0.90
5.00
13.00
15.00
17.50
19.00
28.00
7.5
0.60
3.50
8.00
14.00
16.50
18.00
30.00
8
1.10
4.50
10.00
15.00
19.00
21.00
28.00
對(duì)其中３部分進(jìn)行具體比較，植株的高度已有明顯差異（見圖一）。實(shí)際目測(cè)時(shí)在ｐｈ＝６－７區(qū)域的植株要比其他粗壯挺拔。說(shuō)明酸堿度對(duì)植株的影響是顯著的。
圖一育種生長(zhǎng)高度比較
但這種差異并不是很懸殊，也可證明在所進(jìn)行的試驗(yàn)區(qū)域ph=4-8時(shí)，并沒有超過(guò)小麥的生存極限，對(duì)其自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
為確定酸堿度是否對(duì)植物合成蛋白質(zhì)產(chǎn)生影響，對(duì)ph= 4、6.3、8 三種植株的rna進(jìn)行電泳處理比較。
圖二 小麥ｒｎａ電泳圖像
在酶切條件下顯示零等位現(xiàn)象（如圖二），從分子水平上看結(jié)果基本一致，可以說(shuō)明酸堿度在一定范圍內(nèi)并沒有對(duì)植物的蛋白質(zhì)合成產(chǎn)生影響鑒于以上原因，主要進(jìn)行了酸堿度對(duì)植物體外部環(huán)境影響。這其中的核心問(wèn)題就是根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。
２．酸堿度對(duì)礦物質(zhì)吸收的影響
1）根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程
各種礦質(zhì)元素都是以離子狀態(tài)被吸收的。土壤中各種礦質(zhì)元素的離子，有些存在于土壤溶液中，有些被土壤顆粒吸附著。存在于土壤溶液中的離子和被土壤顆粒吸附著的離子，都能夠被根選擇吸收。
根細(xì)胞吸收土壤溶液中各種礦質(zhì)元素的離子的過(guò)程，與根細(xì)胞的呼吸作用有密切的關(guān)系。根細(xì)胞通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生出二氧化碳（co），二氧化碳溶于水中，產(chǎn)生碳酸（hco）co + ho = hco ，碳酸可以離解成h和hco，hco+ ho= hco+ h。這兩種離子可以分別于土壤溶液中的陽(yáng)離子（如k、nh）和陰離子（如no）發(fā)生交換。這樣，h和hco就進(jìn)入土壤溶液中，而土壤溶液中的一些陽(yáng)離子和陰離子則被根吸附到根細(xì)胞的細(xì)胞膜的表面上來(lái)。根細(xì)胞所吸附的h和hco與土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子發(fā)生交換的過(guò)程，就叫做交換吸附。在交換吸附的過(guò)程中，根細(xì)胞附近的土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子減少了，距離根細(xì)胞較遠(yuǎn)處的土壤溶液中的陽(yáng)離子和陰離子則可以通過(guò)擴(kuò)散作用移動(dòng)過(guò)來(lái)。2）酸堿度對(duì)礦物質(zhì)吸收影響的原有理論（1）化學(xué)方面：土壤酸堿度對(duì)土壤結(jié)構(gòu)性有影響。酸性土壤中，氫離子濃度大，容易把膠體中鈣離子代換出來(lái)淋失，故酸性土易板結(jié)。而堿性土壤含有大量代換性鈉離子、氫氧離子，使土粒分散，干后板結(jié)，造成堿土的結(jié)構(gòu)性不良。陽(yáng)離子礦物溶解度降低從而影響吸收。（2）生物方面：土壤中轉(zhuǎn)化有機(jī)養(yǎng)分是在微生物參與下進(jìn)行的（微生物分泌使有機(jī)物分解的酶），土壤酸性或堿性對(duì)微生物生長(zhǎng)有影響。酸或堿環(huán)境還會(huì)使植物根細(xì)胞原生質(zhì)層的蛋白質(zhì)帶正或負(fù)電荷，與所吸收的礦物離子發(fā)生吸引或排斥。