定義
土壤氧化還原作用是指土壤中存在的氧化態與還原態物之間的土壤反應,是土壤中的主要化學反應(生化反應)。土壤氧化還原條件不僅包括純化學反應,且很大程度上是在生物(微生物、植物根系分泌物等)參與下完成的。
簡介
土壤中存在許多微粒,微粒間發生電子得失過程的化學反應叫做氧化還原反應。失電子的微粒統稱為還原劑,得電子的微粒統稱為氧化劑。土壤是一個複雜的氧化還原體系,存在著多種有機、無機的氧化、還原態物質。一般土壤空氣中的游離氧、高價金屬離子為氧化劑,土壤中的有機質及其厭氧條件下的分解產物和低價金屬等為還原劑。土壤氧化還原反應條件受季節變化和人為措施(如稻田的灌水和落乾)而經常變化的,衡量土壤氧化還原反應狀況的指標是氧化還原反應電位(Eh)。在我國自然條件下,一般認為Eh低於300mv時為還原狀態,淹灌水田的Eh值可降至負值。土壤氧化還原電位一般在200-700mv時,養分供應正常。土壤中某些變價的重金屬污染物,其價態變化、遷移能力和生物毒性等於土壤氧化還原狀況有密切的關係。如土壤中的亞砷酸(H3AsO3)比砷酸(H3AsO4)毒性大數倍。當土壤處於氧化狀態時,砷的危害較輕,而土壤處於還原狀態時,隨著Eh值下降,土壤中砷酸還原為亞砷酸就會加重砷對作物的危害。
影響土壤氧化還原的主要因素
影響土壤氧化還原反應的主要因素是土壤的地下水位的高低,如果地下水位高,土壤就會處在還原反應中,反之,就會處在氧化反應中。
土壤氧化還原反應發生的原因及其意義
原因及意義:土壤中同一物質可區分為氧化態 ( 劑 ) 和還原態 ( 劑 ) ,構成相應的
氧化還原體系。土壤中某些變價的重金屬污染物,其價態變化、遷移能力和生物毒性等於土壤
氧化還原狀況有密切的關係。
土壤氧化還原反應發生機理分析
1.
土壤空氣中O
2 是主要氧化劑,在通氣良好的土壤中,氧體系控制氧化還原反應,使多種物質呈氧化態,如 NO
3- 、 Fe
3+ 、 Mn
4+ 、 SO
42- 等。
2. 土壤有機質特別是新鮮有機物是主要還原劑,在土壤缺O
2條件下,將氧化物轉化為還原態。
3. 土壤中氧化還原體系可分為無機體系和有機體系。
無機體系的反應一般是可逆的,有機體系和微生物參與條件下的反應是半可逆或不可逆的。
4. 土壤氧化還原反應不完全是純化學反應,在很大程度上有微生物的參與,例如 NH
4+→ NO
2- → NO
3- ,分別在
亞硝酸細菌和硝酸細菌作用下完成。
5. 土壤是不均勻的多相體系,不同土壤和同一土層不同部位,氧化還原狀況會有不同差異。
6. 土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、排水而變化。