碳酸根(CO₃²⁻)是携带双负电荷的平面三角形阴离子,在土壤中通常与碱土金属(如钙Ca²⁺、镁Mg²⁺)或碱金属(如钠Na⁺、钾K⁺)阳离子缔合,形成碳酸盐矿物。其中,碳酸钙(CaCO₃)是土壤中最主要的碳酸根载体,占土壤总碳酸盐的70%-90%。
碳酸根对土壤性质的影响:
物理性质
土壤结构:碳酸钙作为“胶水”,将土壤颗粒黏合形成团聚体,改善土壤通气性和透水性,为植物根系生长提供良好环境。
工程地基:在含碳酸钙的土壤中,碳酸钙与砂结合形成坚固层,抑制金属腐蚀的极化反应,降低腐蚀速度。
化学性质
酸碱平衡:碳酸根离子通过水解反应(CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻)释放氢氧根离子(OH⁻),使土壤呈碱性(pH>8.2)。当土壤酸性增强时,碳酸钙溶解中和酸性物质,维持土壤pH稳定。
养分有效性:碳酸钙可固定土壤中的磷、锌等元素,形成难溶性磷酸钙或锌酸钙,影响植物对养分的吸收。
生物性质
微生物活动:碳酸根为土壤微生物提供碳源,促进其生长、繁殖和代谢,进而影响土壤中养分的转化和循环。
植物生长:在钙饱和度较高的土壤中,碳酸钙的持续存在为植物提供钙元素,增强植物抗逆性。