ぴろきちさん

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pH（水素イオン指数）とは
pH（ピーエッチ、ペーハー）は溶液の酸性・アルカリ性の程度を表す物理量で、水素イオン指数とも呼ばれます。希薄溶液のpHは、水素イオン（H⁺）のモル濃度をmol/L（記号はM、molar）単位で表した数値の逆数の常用対数で、正負の符号を逆にしたものにほぼ等しくなります。例えば、水溶液中のH⁺イオン濃度が10^-7 M、10^-6 Mなら、pHはそれぞれ7.0、6.0です。（非常に厳密にいうと、溶液の体積は温度により、膨張または収縮します。そこで、水に物質が溶けている溶液の濃度の物理化学的厳密な定義として、溶媒（水）1 kgに溶質1 molが溶けているものを、濃度1 molal（スペルの違いに注意）とするやり方もあります。しかし、実験操作上、モル濃度をM (molar）であらわす方がmolalであらわすよりもはるかに便利なので、生化学の分野では、もっぱらMが使われます。）

緩衝液とは
生体中のpHは生物の様々な働き（酵素活性、細胞の活性など）に大きな影響を及ぼします。そこで細胞の中では、溶液中のH⁺イオン発生、吸収源に変化があってもpHの変化が極端にならないように、細胞に含まれている物質が働いています（これを緩衝作用といいます）。例えば、リン酸（H₃PO₄）の水溶液は、溶液中のH⁺の濃度に依存して、H₃PO₄　⇔　H⁺+H₂PO₄^-　(pK₁=2.15、第一解離定数) ⇔　2H⁺+HPO₄^2-　(pK₂=6.82、第二解離定数) ⇔ 3H⁺+PO₄^3-　(pK₃=12.38、第三解離定数)のように電離します。細胞内のpHはほぼ中性なので大部分の分子はHPO₄^2-の状態にありますが、酸性側に傾くと（溶液中のH⁺濃度が上昇傾向を示すと）反応はやや左側に（H⁺濃度が元の状態よりも極端に上昇しない方向に）進み、アルカリ性に傾くと反応はやや右側に（H⁺濃度が元の状態よりも極端に下がらない方向に）進んで、pH変化が極端にならないように、自動調節されるようになっています（細胞のホメオスタシス）といます。
細菌、微細藻類、細胞などを培養するときに培養液のpHという用語が出てきますが、細菌等を含む液は溶液ではなく懸濁液なので、厳密なpHの定義からは外れる部分もあります。しかし、この用語を培養液等に拡張して使うのは大変便利なので、大部分の生物学者は事情を承知の上で、この用語を使っています。

土壌のpH
土壌となると、pHの定義からはさらに外れることになり、質問者が「土壌pHの科学的な意味がよくわかりません」というのも科学的態度としてはもっともです。他方、実用的には、植物栽培上の重要な指針となるので、厳密性は多少犠牲にしてこの用語が準用されています。一般的には、慣例的に、質問者が記載したように、土壌40gに水100mLを加え、攪拌静置してえられる水層のpHを測定しているようです。pHは、加えた水と土壌との解離平衡に達した水分部分のpHを測定してことになります（水に不要な部分も、イオン交換樹脂のように、水分部分のH⁺の解離に関係しているのです）。農作物が土中の栄養素を吸収する主な経路は、土壌＋水→イオンなどを含む土壌水→根の表層となりますので、上記の便宜的やり方でも、植物の無機質吸収経路に近い状態を反映しており、植物栽培上は有益な情報が得られることになります。測定で得られるpH値は、様々な解離基の働きの総合した値になります。石灰（主成分：CaCO₃）は土壌pHをアルカリ側に、鹿沼土（ケイ酸塩を含む）やピートモス（カルボキシル基などを含む）は酸性側に移すのによく用いられます。