碳酸根(CO?²?)是攜帶雙負電荷的平面三角形陰離子,在土壤中通常與堿土金屬(如鈣Ca²?、鎂Mg²?)或堿金屬(如鈉Na?、鉀K?)陽離子締合,形成碳酸鹽礦物。其中,碳酸鈣(CaCO?)是土壤中最主要的碳酸根載體,占土壤總碳酸鹽的70%-90%。
碳酸根對土壤性質的影響:
物理性質
土壤結構:碳酸鈣作為“膠水”,將土壤顆粒黏合形成團聚體,改善土壤通氣性和透水性,為植物根系生長提供良好環境。
工程地基:在含碳酸鈣的土壤中,碳酸鈣與砂結合形成堅固層,抑制金屬腐蝕的極化反應,降低腐蝕速度。
化學性質
酸堿平衡:碳酸根離子通過水解反應(CO?²? + H?O ? HCO?? + OH?)釋放氫氧根離子(OH?),使土壤呈堿性(pH>8.2)。當土壤酸性增強時,碳酸鈣溶解中和酸性物質,維持土壤pH穩定。
養分有效性:碳酸鈣可固定土壤中的磷、鋅等元素,形成難溶性磷酸鈣或鋅酸鈣,影響植物對養分的吸收。
生物性質
微生物活動:碳酸根為土壤微生物提供碳源,促進其生長、繁殖和代謝,進而影響土壤中養分的轉化和循環。
植物生長:在鈣飽和度較高的土壤中,碳酸鈣的持續存在為植物提供鈣元素,增強植物抗逆性。