農(nóng)業(yè)上用氫氧化鈣改良酸性土壤的原理是什么?
酸堿中和反應(yīng)
酸性土壤中含有較多的氫離子(H⁺),其 pH 值通常小于 7。氫氧化鈣是一種堿,化學(xué)式為 Ca (OH)₂,在水中會電離出鈣離子(Ca²⁺)和氫氧根離子(OH⁻)。當(dāng)氫氧化鈣施用于酸性土壤時,土壤中的氫離子(H⁺)和氫氧化鈣電離出的氫氧根離子(OH⁻)會發(fā)生中和反應(yīng);瘜W(xué)方程式為:H⁺ + OH⁻ = H₂O。
這個反應(yīng)會消耗酸性土壤中的氫離子,從而降低土壤的酸性,使土壤的 pH 值升高。例如,在 pH 值為 4 - 5 的酸性紅壤中加入氫氧化鈣后,隨著中和反應(yīng)的進(jìn)行,土壤的 pH 值可以逐漸升高到接近中性(pH 值 6.5 - 7.5),為農(nóng)作物創(chuàng)造一個更適宜生長的土壤酸堿度環(huán)境。
補充鈣元素和改善土壤結(jié)構(gòu)
除了中和酸性外,氫氧化鈣中的鈣元素(Ca²⁺)對土壤也有積極的作用。鈣是植物生長所必需的營養(yǎng)元素之一,它參與植物細(xì)胞壁的形成、細(xì)胞分裂等生理過程。在酸性土壤中,鈣元素可能會因為淋溶作用等而流失。加入氫氧化鈣后,釋放出的鈣離子可以補充土壤中的鈣營養(yǎng)。
同時,鈣離子能夠促進(jìn)土壤顆粒的團(tuán)聚。在酸性土壤中,土壤膠體顆粒通常帶負(fù)電荷,相互之間由于電荷排斥而分散。鈣離子可以作為陽離子與土壤膠體顆粒結(jié)合,減少顆粒之間的電荷排斥,使土壤顆粒團(tuán)聚在一起,形成良好的土壤結(jié)構(gòu)。例如,使土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以增加土壤的通氣性和透水性,有利于植物根系的生長和水分、養(yǎng)分的吸收。