pH和酸度对植物的影响
pH和酸度对植物的影响
pH值和酸度是影响植物生长的关键因素。从土壤的酸碱性到营养元素的吸收，这些看似简单的化学指标背后，隐藏着复杂的生物化学过程。本文将为您详细解析pH值的基本概念、酸度对植物生长的影响以及如何通过调节pH值来优化植物生长环境。
什么是酸度？
酸度对地球上的生命至关重要，它往往决定着许多物质的特性、质量、可吸收度以及溶解度。这也是酶的作用原理，酶在生物体内几乎参与到所有的生理过程，但只能在合适的酸度下才能作用[1]。血液酸度哪怕出现微小的波动也是致命的。
什么是pH？
pH值（pondus Hydrogenii）指的是溶液的酸度或碱度[2]。pH值通常在0到14之间，在0到7之间的溶液为酸性，在7到14之间的则为碱性。醋和可乐的pH值小于3，苏打和肥皂的pH值均高于8。pH值为7是中性。纯水在室温下的pH值为7，自来水的pH值一般略高，因为含有钙。
许多自然环境，例如我们的皮肤、植物基质以及营养介质都是弱酸性的，pH值在5到6.5之间。如果我们观察一下人们喜欢的物质，就会发现它们通常是酸性或者中性物质，例如水。植物也喜欢轻度酸性的物质。5.5左右的pH值在自然界中经常出现，因此一些植物学家认为这个pH值才是"中性"。
酸度为什么如此重要？
酸度对一些营养元素的吸收和溶解有很大的影响（见图1）。
此外，酸度对土壤结构、有机物分解以及微生物的生命活动也有很大的影响。pH值还会影响植物生长基质中营养元素、重金属、杀虫剂和其他微生物从土壤中流失的方式。
pH值过高或者过低对植物都有害，因此保持合理的pH值十分重要。如何才能知道pH值是否合适呢？通过经验来判断！我们列出了一些可能会观察到的现象来为你提供帮助：
pH值过低（基质过酸）的症状：
- 大多数营养物质易于溶解，导致锰、铝以及铁元素过量；
- 过度冲洗导致磷、钾、镁和钼等元素缺乏；
- 造成镁缺乏，尤其是在低温基质中；
- 土壤普遍较为贫瘠；
- 土壤生命受到抑制。
pH值过高（基质过碱）的症状：
- 大多数营养元素不易溶解，导致钙、铁和磷酸盐化合物沉积；
- 减少了植物对锰、磷酸盐和铁的吸收，尤其会减少铜、锌和硼的吸收，造成营养元素缺乏，尤其是在潮湿寒冷的生长基质中；
- 在沙质土壤中，如果pH值过高，有机物的分解会显著增加。
pH值由什么决定？
缓冲能力是决定溶液或者基质pH值最为重要的因素之一。这里的缓冲能力，指的是基质或溶液中存在一种能够持续恢复原有酸碱性的平衡。例如，如果在1升pH值为7的自来水中加入一滴酸，那么它对水的酸度几乎没有影响。但是如果在1升去矿物质水（电池水）中滴入一滴酸，那么pH值会立刻急剧下降。这是因为自来水中含有碳酸氢盐，而电池水中不含。碳酸氢盐是水保持pH值在5.5到7.5之间最重要的缓冲物质[4]。
碳酸氢盐在溶液中与酸结合，将二氧化碳释放到大气中。这就是酸被中和的方式。只有仍有碳酸氢盐存在，酸度就不会发生太大的变化。
当pH值为5.3时，所有的碳酸氢盐都消耗完了，溶液中不再有多余的缓冲物质。此时pH值是不稳定的，如果这时加入酸，那么pH值会立刻发生变化（见图2）。因此，可以根据碳酸氢盐的含量来计算出肥料溶液达到理想酸度所需的酸量。自来水中的碳酸氢盐含量通常由自来水公司以毫克/升标示出[5]。
基质的缓冲能力和酸度取决于其组成物质和新鲜程度。有机质、钙和碳酸氢盐的存在通常决定了pH值的大小。陶土中通常含有碳酸钙，pH值较高，不易发生变化，而泥炭和沙土则呈酸性。
植物本身对基质的酸度也有很大的影响。作物不同的生长发育阶段，可利用的养分、根系温度和光照强度的不同，会导致根系分泌酸性或碱性物质。这就是为什么根系环境的pH值会不断波动。不同生长阶段复杂的养分平衡会使根系环境的pH值保持在可接受的范围内。
微生物、二氧化碳水平和藻类的生长也会对根系环境和肥料缸中的酸度造成影响。