Почвоведение с основами геологии - Ковриго В.П.
ISBN 5-10-003135-2
Скачать (прямая ссылка):
Обратные процессы объединены в понятие «восстановление». В общем виде реакции окисления рассматривают как отдачу элек
176
тронов, а восстановления — как присоединение электронов.
Ox =sr Red. -е
Соотношение в почве в конкретный период наблюдений окислительных и восстановительных процессов, сопровождающихся накоплением окисленных или восстановленных продуктов этих реакций, характеризует окислительно-восстановительное (OB) со-стояние почвы.
Для количественной оценки ОВ-состояния почвы можно использовать несколько показателей: величину ОВ-потенциала (Eh), которую определяют с помощью потенциометров, величину индекса аэробности (гН2), рассчитанную по формуле
гН2=§+2рН;
количественные показатели содержания в почве суммы восстановленных продуктов или отдельных их компонентов (Fe2+, Mn2+, H2S и др.). Eh характеризует разность потенциалов, возникающую между почвенным раствором и электродом из инертного металла (платины), помещенным в почву.
По величине Eh можно судить о преобладании в почве окислительных или восстановительных процессов, условиях обеспечения корней растений кислородом и т. д. Благоприятное ОВ-состояние почвенной среды характеризует величина Eh в пределах 450— 700 мВ. Показатели в 250—300 мВ и ниже свидетельствуют о заметном развитии восстановительных процессов и создании неблагоприятных для растений условий аэрации в почве. При глубоком анаэробиозе и господстве восстановительных процессов Eh может достигать отрицательных значений (-100 мВ).
Величина гН2 = 27 характеризует рубеж перехода от окислительного состояния к восстановительному (и наоборот). При величине гН2 > 27 в почве преобладают окислительные процессы, а показатель гН2 < 27 свидетельствует о нарастании восстановительных условий. При интенсивном развитии восстановительных процессов гН2 снижается до 20 и менее. Характеристика ОВ-состояния почвы по показателям гН2 позволяет получить сравнительную его оценку для почв с разной величиной их реакции.
16.2. ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ
Проявление ОВ-процессов в почве зависит от ее генетических свойств и состояния водно-воздушного, температурного и биохимического режимов.
177
Главным окислителем в почвах является свободный кислород почвенного воздуха и кислород, растворенный в почвенной влаге. Большая часть окислительно-восстановительных реакций имеет биохимическую природу, т. е. они связаны с проявлением микробиологических процессов.
Эти два обстоятельства определяют особую роль в развитии окислительно-восстановительных процессов следующих факторов: аэрации, влажности почвы, температуры, содержания и состава в почве органического вещества и минеральных соединений элементов переменной валентности.
Аэрация характеризует условия воздухообмена. Она тесно связана с комплексом физических свойств почвы (структурой, плотностью, пористостью) и увлажнением. Так, при пористости аэрации 18—20 % создается благоприятный воздухообмен почвы с атмосферой, что обеспечивает нормальное течение в ней окислительных процессов. Пористость аэрации в 10—12% затрудняет поступление кислорода в почву, и при нормальной микробиологической активности его расход не восполняется, что приводит к возникновению анаэробных процессов, при которых в качестве источника кислорода анаэробные микроорганизмы используют связанный кислород минеральных соединений почвы. При этом образуются восстановленные продукты.
При пористости аэрации <6 % восстановительные процессы интенсивно развиваются. Поэтому улучшение структуры, пористости почвы, поддержание ее плотности в пределах оптимальных величин (1,1—1,3 г/см3) имеют важное значение в создании нормального OB-состояния почвы.
С влажностью связана аэрация почвы, и в этом ее главное влияние на развитие ОВ-процессов.
Ухудшение аэрации в результате повышения влажности почвы приводит к снижению OB-потенциала. Наиболее резко он падает при влажности, близкой к полной влагоемкости (>90 % ПВ), когда сильно нарушается нормальный газообмен почвенного воздуха с атмосферным. При повышении влажности с 10 до 90 % ПВ снижение потенциала в большинстве почв происходит медленно.
Влияние влажности на развитие ОВ-процессов проявляется и в том, что с содержанием влаги в почве тесно связана активность микроорганизмов, корней растений, почвенной фауны, а следовательно, и расход кислорода. Поэтому повышение влажности почвы даже в пределах ее оптимальных значений (ВPK-HВ) может вызвать некоторое изменение ОВ-потенциала. Кроме того, вода в почве переводит в растворимое состояние элементы переменной валентности (соединения Fe, Mn и др.), активность которых при этом к проявлению окислительно-восстановительных реакций заметно возрастает.
Особая роль органического вещества в жизнедеятельности микроорганизмов определяет и его большое значение в проявлении
178
ОВ-процессов в почве. Наиболее быстро изменение ОВ-состоя-ние почвы при избыточном ее увлажнении происходит в гумусовых горизонтах. Свежее органическое вещество, богатое белками и растворимыми углеводами, являясь благоприятным материалом для жизнедеятельности микроорганизмов, способствует интенсивному развитию восстановительных процессов в избыточно увлажненной почве.
