第二季土壤的主要性质 四.土壤的氧化还原性土壤中主要的土壤中主要的还原体系原体系体系物质状态氧化态还原态氧体系O2O2-有机碳体系CO2CO、CH4、还原性有机物等氮体系NO3-NO、N2O、N2 NH3… 硫体系SO42-S S2- H2S…铁体系Fe2+ Fe(OH)2…锰体系MnO2、Mn2O3 …Mn2+ Mn(OH)2…氢体系H+H2Fe(OH)3、Fe3+、 Fe2O3…1.土壤氧化还原强度指标 1)氧化氧化还还原原电电位(位(Eh)) 氧化还原电位是长期惯用的氧化还原强度指标它可以被理解为物质(原子、离子、分子)提供或接受电子的趋向或能力物质接受接受电电子子的强列趋势意味着高氧化高氧化还还原原电电位位,而提供提供电电子子的强烈趋势则意味着低氧化低氧化还还原原电电位位 一个氧化还原反应体系的氧化还原电位可用下列通用公式表达: Eh=E0 + lnRT___nF[氧化态][还原态]________能斯特(Nernst)公式 将各常数值代入能斯特公式,在25℃时,并采用对数,则有: Eh=E0+ •log [氧化态]/[还原态]的比值决定了Eh值高低。
比值愈大,Eh值愈高,氧化强度愈大;反之,则还原强度愈大2)土壤氧化土壤氧化还还原原强强度指度指标标及其与数量因素的关系及其与数量因素的关系 氧化氧化还还原数量因素是指氧化性物原数量因素是指氧化性物质质或或还还原性物原性物质质的的绝对绝对含量由于土壤物含量由于土壤物质质体系的复体系的复杂杂性,性,测测得的得的氧化氧化还还原数量往往原数量往往难难以直接与以直接与Eh联联系起来0.059n[氧化态][还原态]________ 大量测定结果表明,土壤的土壤的还还原性物原性物质质越多,越多,其氧化其氧化还还原原电电位越低 氧化还原强度因素与数量因素有着不同的实际意义:前者决定化学反前者决定化学反应应的方向,后者的方向,后者则则是定量研是定量研究各种氧化究各种氧化还还原反原反应时应时的依据的依据两种指标结合起来,就可以更全面的了解土壤氧化还原状况2. 土壤氧化还原过程的特点 1)体系的多样性 2)反应的复杂性 3)决定氧化还原电位的体系 4)还原顺序 5)氧化还原平衡的变动3.土壤氧化还原状况及其影响因素 在土壤学中,常把在土壤学中,常把+300mV作作为氧化性和氧化性和还原原性的分界点。
也有学者根据性的分界点也有学者根据Eh值对土壤氧化土壤氧化还原原状况状况进行分行分级::影响土壤氧化影响土壤氧化还原状况的因素原状况的因素上述上述诸诸因素并不是孤立的,它因素并不是孤立的,它们们相互相互联联系,相互影响,共同控制着系,相互影响,共同控制着土壤的氧化土壤的氧化还还原状况1)土壤通气状况 通气状况决定土壤空气和土壤溶液中的氧浓度通气良好的土壤与大气间气体交换迅速,土壤含氧浓度高,氧化作用占优势,Eh较高2)微生物活动 通气土壤中,好氧性微生物的有氧呼吸消耗土壤溶液与土壤空气中的氧气,活动越激烈,好氧越迅速,趋于使Eh值下降3)土壤中易分解有机质的含量 土壤中易分解的有机质越多,耗氧越多,Eh降低的趋势越明显4)土壤中易氧化或易还原的无机物状况 土壤中易氧化的还原态无机物质愈多,则还原条件愈发达,并且抗氧化的平衡作用也愈明显相反,土壤中易还原的氧化态无机物质愈多,抗还原的能力就愈强5)土壤pH值6)植物根的代谢作用 植物根分泌物可以直接或间接影响根际土壤的氧化还原状况一般植物根分泌物往往导致根际Eh值降低,很多植物根际的Eh值要比根外土壤低几十至上百毫伏;湿生植物的根系往往分泌氧,使根际土壤的Eh值较根外土体高几百毫伏。