Окислительно-восстановительные процессы

Окисление рассматривается как присоединение кислорода к веществу, или потеря веществом водорода, или отдача электрона. Реакция восстановления противоположна окислению. Способность почвы вступать в окислительно-восстановительные реакции измеряется ОВ потенциалом. Это разность потенциалов, возникающая между почвенным раствором и электродом из инертного металла (платины) и измеряется при помощи потенциометра. ОВП по отношению к H обозначается Eh и измеряется в милливольтах.

Основным окислителем в почве является молекулярный кислород почвенного воздуха и почвенного раствора, основными восстановителями – продукты анаэробного разложения органического вещества и жизнедеятельности микроорганизмов. Они в процессе жизнедеятельности поглощают кислород почвенного воздуха и переводят минеральные соединения Fe, Mg и других элементов в восстановленные формы.

Величина E_h в подзолистых, дерново-подзолистых почвах 450-600 мВ, в чер­ноземах, каштановых почвах 500-650, на болотных почвах <200. Снижение E_h ниже 350-400мВ свидетельствует о начале смены окислительного процесса на восстановительный. В кислой среде значения E_h более высокие по сравнению с щелочной.

Экологическое значение ОВП

В условиях преобладания восстановительных процессов в почвах протекает глеевой процесс, при котором увеличивается подвижность многих соединений, в т.ч. Fe, Mg, P, почва приобретает сизую окраску с ржавыми пятнами. Она теряет структуру, подвижные соединения Fe, Mg достигают токсичных величин.

При преобладании окислительных процессов порядка 700 мВ снижается подвижность и доступность растениям Fe, Mg и частично N.

Регулирование ОВП возможно путем оптимизации водного и воздушного режимов почвы.

К физическим свойствам относятся: структура, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Важнейшая роль среди этих свойств принадлежит структуре почвы.

Структура почвы – это совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава. Способность почвы распадаться на отдельные агрегаты называется структурностью, а распределение структурных агрегатов в почве в соответствии с их размерами называется структурным составом почвы. Наиболее ценными в агрономическом отношении являются мезоагрегаты, размером 0,25-10 мм, обладающие высокой пористостью – 45% и выше.

Агрегаты крупнее 10 мм называются макроагрегаты, менее 0,25 мм - микроагрегатами.

Хорошо оструктуренной считается почва, которая содержит 55% водопроч­ных агрегатов размером 0,25-10 мм, агрегаты размером 0,25-0,01 мм также оказы­вают положительное влияние на свойства почвы, а менее 0,01 мм – затрудняют ее водо- и воздухопроницаемость.

Для характеристики структурного состояния почв введено понятие коэффициента структурности (к), который равен

,

где a – количество мезоагрегатов, b – сумма микро- и макроагрегатов.

Факторы структурообразования следующие:

Физические – под действием замораживания-оттаивания, увлажнения-высу­шивания, давления корневых систем.

Физико-химические – главная роль в образовании структуры принадлежит почвенным коллоидам. Наиболее прочная структура образуется под воздействием гумата кальция, алюмо- и железо-гумусовых и глинисто-гумусовых комплексов, способствующих коагуляция коллоидов.

Химические факторы также оказывают склеивающее действие в результате образования труднорастворимых соединений углекислого кальция, гидроокиси железа и других соединений, которые цементируют почвенные агрегаты.

Биологические – ведущая роль принадлежит корневой системе растений: вблизи нее сосредотачивается обильная микрофлора, продукты жизнедеятельности которой цементируют агрегаты; клеящей способностью обладают и сами корневые выделения. Активное участие в структурообразовании принимают дождевые черви, другая мик­рофауна почвы. Их экскременты также обладают клеящей способностью.

Дата добавления: 2014-04-28; просмотров: 577; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!