Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
Fe3 + -Fe2+; Mn4—Mn3—Mn2+; NO-3—NO-2; H2 —2H + ; SO2-4—H2S; CO2—CH4. Присутствуют в почвах также и органические ОВ системы.
208
Окислительно-восстановительный потенциал почвы (Eh) — это некоторое среднее значение Eh отдельных систем, причем оно ближе к Eh той системы, окисленные или восстановленные формы которой содержатся в почве в наибольшем количестве. Эта система носит название потенциалопределяющей системы.
Основным окислителем в почве является молекулярный кислород почвенного воздуха и почвенного раствора. Проникая в почву из атмосферы, кислород вступает во взаимодействие с различными компонентами почвенно3й+ среды4+, ок6и+сляя их. Окислителями могут выступать также Fe3+, Mn4+, S6+, но поскольку присутствие их в почвенном растворе невелико, то и роль их в процессах окисления мала. Создание восстановительной обстановки в почвах обусловлено в основном накоплением в них продуктов анаэробного распада органического вещества и жизнедеятельности микроорганизмов и в меньшей степени соединения железа (II), серы и некоторых других металлов, присутствовавших в почвах, но в небольшом количестве (подобно соединениям железа (III), марганца и др.).
Большая часть окислительно-восстановительных реакций имеет биохимическую природу и самым тесным образом связана с микробиологическими процессами, протекающими в почвах.
Микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности поглощают кислород почвенного воздуха и связанный кислород,
переводя минеральные соединения в восстановленные формы, выделяют в почву восстановленные продукты и диоксид углерода. Интенсивность микробиологических процессов оказывает непосредственное влияние на характер и степень развития
окислительно-восстановительных процессов.
В почвах потенциалопределяющей системой в большинстве случаев являются кислород, растворенный в почвенном растворе (он находится в равновесии с кислородом почвенного воздуха), и продукты жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.
При этом содержание кислорода в почвенном растворе
определяет верхний предел возможных значений Eh в почвах
(до +600 ^ +700 мВ), а накопление восстановленных соединений, в том числе водорода, в результате микробиологической деятельности — нижний предел (до +100 ^ -100 мВ и в редких случаях ниже).
11.4. Окислительно-восстановительная емкость и буферность почв
Для характеристики окислительно-восстановительного состояния почв используется также понятие об окислительно-восстановительной емкости и буферности почв (С. П. Ярков, 1961; И. С. Кауричев, 1965; И. С. Кауричев, Д. С. Орлов, 1982). Эти показатели важны для решения вопроса о доминирующей ОВ-системе в почве и для составления прогнозных характеристик
209
поведения почвы при различных условиях увлажнения и аэрации Окислительно-восстановительная емкость почвы отвечает максимальному количеству восстановителя (окислителя), которое может быть связано с почвой. Поскольку для почвы трудно обеспечить полное превращение окисленных (восстановленных) компонентов в восстановленную (окисленную) форму, было предложено вести фракционное определение ОВ емкости (К Драман,
В. И. Савич, А В. Колыманова, 1978). При этом почва приводится во взаимодействие с окислителями (восстановителями), различными по концентрации или нормальному окислительному потенциалу. В результате представляется возможным составить представление о количественном содержании и соотношении в почве компонентов, различающихся по устойчивости к действию окислителей и восстановителей (табл 40).
Таблица 40. Фракционный состав ОВ-систем в почвах по реакциям с ™nO4 и К.Сг^
(по К. Драман, 1979)
Реагент при 20°С Окислительно восстанови тельная емкость, мг экв на 100 г почвы
дерново под чолистая почва чернозем
КМп04 1 н 466
0,5 н 52 316
0,1 н 33 50
К2Сг207 1 н 445 574
0,5 н 138 307
0,1 н. 23 66
Под окислительно-восстановительной буферностью понимается способность почв противостоять изменению ОВП при действии различных факторов, нарушающих сложившееся ОВ-равно-весие. Почвы, различающиеся по генетическим свойствам, при одних и тех же условиях увлажнения, аэрации, температуры обладают различной «податливостью» к изменению ОВП, к развитию восстановительных процессов.
Так, в дерново-подзолистых почвах при избыточном увлажнении восстановительные процессы развиваются быстрее, чем в черноземных и каштановых почвах, которые более устойчивы к изменению их ОВ состояния при избыточном увлажнении, и, наоборот, они быстро восстанавливают потенциал до его первоначального значения при последующем постепенном высушивании. Различная ОВ-буферность почв обусловлена главным образом различиями в содержании гумуса и его качественном составе, а также различиями в содержании несиликатных форм железа и степени их гидратации.
210
Невысокая гумусность дерново-подзолистых почв, фульват-ный характер гумуса, накопление несиликатных соединений железа являются причиной низкой буферности данных почв к изменению ОВП при избыточном увлажнении. Для черноземов и каштановых почв характерен гуматный тип малоподвижного гумуса, консервативность минеральных форм железа. Поэтому при их переувлажнении ОВП изменяется медленно, т. е. они обладают повышенной буферностью к развитию восстановительных процессов.
