当pH大于7.0时土壤中碱性物质的总量。这些物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐以及交换性盐基特别是交换性钠，但又因土而异。广义的土壤碱度是土壤达某一参比pH时的土壤酸中和容量（见酸化过程）

CaCO₃的水解

石灰性土壤碱度的发生机理。土壤中的碳酸钙可因水解而产生碱性，反应式如下：

土壤碱度

由于（1）式的HCO₃^-与土壤空气中的CO₂有如（2）式所示的平衡关系：

土壤碱度

所以石灰性土壤的pH主要受土壤空气中CO₂含量的控制。根据碳酸钙的溶解度，碳酸的离解常数和水中CO₂的含量，可从理论上推导出下列公式：

土壤碱度

式中：P_CO2为CO₂的分压。从（3）式可见，土壤空气中CO₂的浓度愈高，土壤pH愈低。例如，一个石灰性粘土的实验结果表明，在相当于大气中CO₂浓度（0.03%），上述粘土悬液为pH为8.57。当CO₂浓度升高到1%时，悬液的pH降低至7.62。如按（3）式计算即分别为8.42和7.36。

苏打的生成

碱化土壤的碱度形成的机理之一。碱化土壤的特点是含有碳酸钠（苏打），它在水中能发生碱性水解，使土壤溶液呈强碱性，导致土壤碱化。土壤中碳酸钠的形成有多种途径：①土壤矿物中钠在含碳酸水的作用下，逐渐溶解形成重碳酸钠，在水的蒸发过程中，重碳酸钠失去一半CO₂而形成碳酸钠。反应式如下：

土壤碱度

②含钠矿物风化过程中生成的硅酸钠，与含碳酸的水相作用下，也能生成碳酸钠并游离出SiO₂反应如（5）式所示。

土壤碱度

③土壤中存在的水溶性钠盐如氯化钠和硫酸钠等，当它们与碳酸钙共存时，则可发生如（6）（7）两式所示的反应，并形成碳酸钠。

土壤碱度

这是石灰性盐渍土中常含有苏打的重要原因。（6）（7）两式，由于CaSO₄的溶解度比CaCl₂的要小得多，所以（7）式反应中生成的Na₂CO₃要比（6）式的为多。

交换性钠的水解

碱化土壤产生碱度的另一重要原因，就是交换性钠的积累。交换性钠在溶液中水解产生NaOH引起土壤的强碱性。当NaOH吸收CO₂时，也是苏打形成的另一原因。

盐渍土积累的可溶盐中钠离子是主要的阳离子，它与土壤胶体吸附的交换性钙、镁离子发生交换反应时，交换性钙离子进入溶液，钠离子则进入土壤胶体表面成为交换性钠。这种钠—钙的阳离子交换过程称为土壤的碱化过程或称钠质化过程，土壤中交换性钠超过一定比例时，土壤即成为碱化土或碱土。用水质不良的水灌溉也可能引起土壤碱化，称为次生碱化。通常认为，灌溉水中钠离子占可溶性阳离子总量的60%以上，或加上的总浓度减去钙和镁之和的差值大于2.5毫摩（＋）/升时，有引起土壤次生碱化的危险。

土壤碱化过程中的Na—Ca交换反应服从质量作用定律。即在反应平衡时，土壤吸附的钙（Xc_a）和钠（X_Na）与溶液中的钙（Cc_a）和钠（C_Na）之间有（8）式所示的平衡关系。

土壤碱度

式中：K为Na—Ca交换常数，它因土而异，K值愈大的土壤则愈易碱化。对于同一个土壤，其含盐量高，吸附性钠也多；溶液中盐的Na∶Ca比值愈大，吸附的钠也愈多；溶液中钠盐的阴离子不同，土壤对钠的吸附也有明显的影响。当盐浓度相同时，从Na₂CO₃中吸附的钠离子最多，Na₂SO₄次之，NaCl最少。

土壤pH

强度指标，当pH大于7.0时指土壤碱性的强弱。石灰性土壤的pH一般在7.5～8.5之间。如果土壤含有游离碱金属碳酸盐，则pH都在8.5以上。可溶盐中的和是土壤碱度的重要和的总浓度称为土壤水提液的总碱度。和与空气中的CO₂含量有化学平衡关系，含碳酸盐的土壤pH可表示如下：

土壤碱度

式中：K₁为碳酸的第一解离常数，为重碳酸离子的浓度（摩尔/升），Pco₂为土壤空气中CO₂的分压，I为离子强度。可见土壤pH随浓度的增加而升高，随CO₂分压的增加而降低。碱化土壤的交换性钠在土壤溶液中水解产生OH^-离子，使土壤pH升高。在有CO₂存在下，CO₂浓度（Pco₂）和钠离子的浓度（[Na^＋]摩尔/升）决定着这类土壤的pH值，其关系如（10）式所示：

土壤碱度

从（10）式中看出，CO₂浓度愈低pH愈高。通常用风干的土壤样本测得碱土的pH多在9以上，甚至可高于10，而在田间原位测定的结果，可以低1个多pH单位。这是由于风干样本的CO₂含量很低，只相当大气中的含量，而田间情况下，土壤空气中CO₂含量可以比大气高一二十倍。

碱化度

ESP

土壤交换性Na含量占阳离子交换量或交换性阳离子总量的百分数。是土壤碱度的容量指标。碱化度高到一定程度后，土壤会出现碱土所特有的剖面形态和肥力特性。各国划分碱土的标准很不一致，美国把碱化度大于15%的土壤作为碱土，碱化度5%～15%的土壤称为碱化土壤；俄罗斯以大于20为划分碱土的标准；而印度则取30%为标准。可见碱化度不是一个绝对的标准，它与土壤性质、盐分组成等都有密切关系。因为这些因素会影响交换性钠的活度和解离度。中国黄淮海平原土壤，当其碱化度大于40时称为碱土较为合适。

由于影响碱化度的因素较多，测定交换性钠和交换性阳离子的方法困难，有人建议采用易于测定的钠吸附比（SAR）代替ESP。SAR的计算如（11）式所示。

土壤碱度

式中：Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋为土壤饱和水浸提液中的阳离子，其浓度以每升毫摩尔（＋）表示。

碱化土壤的改良

石灰性土壤的碱性反应，虽有时也可引起较高的pH，但不危及植物生长，而碱化土壤具有碱度却直接影响植物生长，还可能存在碳酸钠对植物的危害。碱化土壤较高的ESP会使胶体呈分散状态，通气性和导水性很差。这种不良的土壤物理环境也严重影响植物生长。其改良措施主要是减少土壤中交换性钠和消除游离碳酸钠，施石膏（CaSO₄）是一种有效的化学改良方法。

石膏是微溶性盐，溶解的钙离子与土壤胶体上交换性钠离子进行交换（[12]式所示），使土壤逐渐为钙离子所饱和，降低ESP至无害程度，而置换出来的钠离子则进入溶液，随排水淋失。

土壤碱度

土壤溶液中的Na₂CO₃与加入CaSO₄可以发生下列来源，（13）式所示的反应，从而消除碳酸钠的碱性，降低土壤pH。反应中产生的Na₂SO₄随排水淋失。

土壤碱度

施石膏不仅降低土壤碱度，还因为将钠质土变为钙质土，改善了土壤不良的物理性状，有利于植物生长。