土壤离子监测盐性的土壤化学因素
时间:2022-05-25
未知
不同作物在田间条件下对盐分的产量反应受土壤过程和环境条件的影响。溶解离子的组成取决于土壤化学过程,例如阳离子或阴离子交换、氧化还原反应、离子吸附、化学物种形成、复合物形成、矿物风化、溶解度和沉淀。阳离子和阴离子的性质决定了土壤的 pH 值,进而影响作物的生长。虽然土壤溶液的离子组成决定了渗透和离子对作物的特定影响,但可交换离子通过影响土壤强度、水气流动、涝渍和土壤结皮间接影响作物生长。

一、简介
田间不同含水量的土壤含水成分决定了植物在生长过程中所经历的非生物胁迫,进而影响作物产量。在受盐分影响的土壤中,土壤溶液中溶解盐的总浓度,通常测量为土壤溶液的电导率 (EC),被认为是影响产量的主要标准。因此,大多数关于作物耐盐性的研究都集中在土壤溶液的 EC 诱导渗透压影响植物吸水和植物中特定离子在一段时间内积累导致离子毒性或离子失衡。由于普遍认为氯化钠 (NaCl) 是盐渍土中的主要盐分,因此钠 (Na) 和氯化物 (Cl) 的离子效应受到更多关注。然而,除了总浓度之外,电解质的组成决定了多相平衡,包括:(1)包含粘土矿物和其他无机和有机材料的固相,(2)包含土壤水的液相,(3 ) 主要包含氧气和二氧化碳的气相,和 (4) 复杂的交换相 。在田间作物生长过程中,土壤水分从高水平波动到非常低水平,化学平衡变得更加复杂。交换反应由阳离子和阴离子的性质决定,因此土壤物理条件发生改变,导致土壤强度增加和水和空气流动减少导致作物生长受到限制。植物根系需要水分充足、通气良好、渗透压低、养分充足、毒性低的土壤环境。土壤 pH 值取决于阳离子和阴离子的组成及其与 pE(与氧化还原电位相关的电子活度)的关系,会因土壤水分状况、控制溶解度和沉淀反应而改变。这些过程导致大量和微量营养素元素的毒性和缺乏。土壤化学的变化会影响大多数植物的需求:土壤结构、土壤溶液的渗透势、土壤通气和有毒离子的存在。因此,许多土壤化学过程使“盐分胁迫”变得复杂。这篇综述讨论了土壤化学因素,包括化学反应和土壤溶液的组成,这些因素会干扰作物的耐盐性。这里断言,这些因素可能是造成实验室和田间种植植物之间对盐度反应的显着差异的部分原因,尽管对这些差异的详细讨论不是本综述的一部分。这篇综述讨论了土壤化学因素,包括化学反应和土壤溶液的组成,这些因素会干扰作物的耐盐性。这里断言,这些因素可能是造成实验室和田间种植植物之间对盐度反应的显着差异的部分原因,尽管对这些差异的详细讨论不是本综述的一部分。这篇综述讨论了土壤化学因素,包括化学反应和土壤溶液的组成,这些因素会干扰作物的耐盐性。这里断言,这些因素可能是造成实验室和田间种植植物之间对盐度反应的显着差异的部分原因,尽管对这些差异的详细讨论不是本综述的一部分。
土壤成分,包括粘土矿物以及无机和有机化合物具有其固有电荷(+ 或 -),但当它们聚集时,净电荷可能与总电荷不同,具体取决于成分之间的键合类型。组分之间的共价键合导致净电荷减少。如果为负,则净电荷通过吸附阳离子来平衡,如果为正,则通过吸附阴离子来平衡。这些吸附的离子会根据溶液中离子的浓度和性质而变化。除热带气候外,大多数农业土壤都带有净负电荷,阳离子交换是主要过程,其中阳离子在交换阶段从受盐分影响的土壤溶液中吸附。水分子与土壤颗粒上的电荷发生反应,导致土壤团聚体的弱化,结果团聚体熟化和粘土颗粒分散。这些费用可以根据土壤的 pH 值而变化 。大多数受盐分影响的土壤以钠盐为主,因此交换阶段以钠为主。交换相中Na从土壤水中的吸附取决于土壤溶液中二价阳离子的比例,通常用土壤溶液中测得的钠吸附比(SAR)来表示。可交换钠百分比(ESP)与SAR有关,当它超过阈值水平时,土壤粘土的膨胀和分散导致土壤物理性质的退化,导致水和空气流动减少,土壤强度高,土壤结皮。这些物理条件严重限制了作物的发芽、根系生长和生理功能。
最近的研究表明,除了钠,交换性钾和镁还可以增加土壤的膨胀和分散,影响土壤的物理性质。这些阳离子在引起溶胀和分散方面的影响并不相似,而是取决于离子指数,这是一种分子尺度的地球化学参数,用于估计阳离子与带电粒子的相对键合(离子和共价)趋势。随着键合的离子性按 Na > K > Mg > Ca 的顺序增加,溶胀和分散增加。除了离子性因子,还结合了阳离子价的影响] 得出这些阳离子相对于 Ca 的分散能力。它们是:Ca = 1、Mg = 1.7、K = 25 和 Na = 45。而在干燥的土壤中,可交换阳离子与水分子反应导致粘土分散,而土壤水中的可溶性阳离子则反对分散反应,因为它们的絮凝能力 ,相对于 Na,它们分别为:Ca = 45、Mg = 27、K = 1.8 和 Na = 1。这些阳离子的絮凝能力是根据共价因子(阳离子-粘土键合中的共价性)和阳离子价的影响。
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