Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
11.5. Зависимость Eh от рН почвы
Многие окислительно-восстановительные реакции в почвах идут с участием ионов водорода, поэтому Eh зависит от рН раствора. Как правило, в кислой среде окисление идет при более высоких значениях Eh по сравнению с щелочными условиями, т. е. чем выше рН почвы, тем меньше при прочих равных условиях будет содержание в почве восстановленных форм соединений различных элементов. Подкисление почвы должно вызывать обратную реакцию — накопление соединений, характеризующихся наименьшей степенью окисления.
Длительное время в почвоведении и агрохимии существовало представление, что изменение рН почвы на единицу вызывает сдвиг ОВП на 58 мВ (при 20°С). При этом считалось, что возрастание рН вызывает снижение потенциала почвы. В настоящее время установлено, что между рН и ОВП почвы существуют более сложные связи и вывести единую количественную зависимость между рН и ОВП для всех почв не представляется возможным.
Для получения приближенно-оценочных данных по окислительно-восстановительным условиям в средах с различным значением рН нередко используют понятие водородного потенциала (гН2), учитывая его условность:
гН2 = Eh/29 + 2рН. (48)
Предложено оно У. М. Кларком и представляет собой отрицательный логарифм концентрации молекулярного водорода. гН2 выше 27 характеризует преобладание окислительных процессов. При создании в почвах восстановительной обстановки гН2 колеблется в пределах 22—25; при интенсивном развитии восстановительных процессов падает ниже 20.
11.6. Окислительно-восстановительное состояние
почв
Eh в разных типах почв и почвенных горизонтах укладываются обычно в пределах 100—750 мВ, опускаясь иногда до отрицательных значений. По ОВ состоянию почвы подразделяют-
211
ся на две большие группы: 1) с преобладанием окислительных и 2) с преобладанием восстановительных условий.
К первой группе относится большинство типов автоморфных почв, Eh которых колеблется в довольно узких пределах. Для почв этой группы, находящихся в обычном для них режиме увлажнения, характерны следующие средние значения Eh, мВ; для дерново-подзолистых и подзолистых почв 450—600; для серых лесных, черноземов и сероземов 500—650. Общей тенденцией для этих почв в условиях оптимального увлажнения являются несколько более высокие показатели Eh в горизонтах В по сравнению с гумусовым горизонтом (на 20—50 мВ). Но эта общая закономерность профильного распределения ОВП сильно зависит от конкретных погодных условий. Поэтому она часто нарушается. Так, в периоды избыточной влажности потенциал этих почв, особенно их гумусовых горизонтов, может снизиться до 350—250 мВ. В орошаемых черноземах при обычных вегетационных поливах также может иметь место снижение ОВП (с 600—650 до 400—300 мВ), но оно кратковременно и в течение нескольких часов или 1—2 сут после полива Eh почвы практически достигает прежних значений.
Вторая группа включает почвы полугидроморфные и гидро-морфные, т. е. почвы с близким залеганием грунтовых вод (луговые, пойменные, болотные и почвы, подтопленные водохранилищами, орошаемые методом затопления под культуру риса). В луговых и пойменных почвах отмечаются колебания ОВП от 450 до 300 мВ. Наиболее низкие показатели ОВП свойственны нижним оглеенным горизонтам и горизонтам грунтовых вод (+100 ^ —100 мВ). Болотные почвы чаще характеризуются стабильными низкими показателями Eh= —200 мВ и ниже. Резкие изменения ОВП характерны для почв рисовых полей. Здесь перепады ОВП в органогенных горизонтах могут достигать 600— 700 мВ и в отдельных случаях более (с 400—600 до —100^ ^ —150 мВ в затопленных почвах). В этих почвах окислительная обстановка предполивного периода после затопления в течение 5—10 сут меняется на резко восстановительную. Для почв 2-й группы характерна гетерогенность ОВ условий на фоне господства в целом в почве восстановительной обстановки. Особенно четко эта неоднородность проявляется в гумусированных горизонтах почв.
Установлено, что снижение Eh до 350—450 мВ служит обычно показателем среды, в которой окислительные условия меняются на восстановительные (Д. С. Орлов, Б. Г. Розанов, С. Г. Саакян, 1970). ОВП порядка 200 мВ и ниже свидетельствуют об интенсивном развитии в почвах восстановительных процессов с типичными признаками глееобразования.
11.7. Зависимость ОВП почвы от ее состояния
ОВП почв чрезвычайно динамичен. Зависит он не от какого-либо одного или нескольких факторов, а от совокупности всех свойств почв и динамики протекающих в ней процессов. Главным условием, определяющим интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов, являются режимы влажности и аэрации и интенсивность микробиологической деятельности.
Увлажнение почвы, особенно чрезмерное орошение, ухудшение аэрации, внесение свежего органического вещества приводят к снижению ОВП. При этом ОВП почв может снизиться с 500—600 до 200—300 мВ, а в отдельных случаях (при затоплении почв в условиях рисосеяния) до — 100^ -200 мВ. И, наоборот, при высушивании почв, улуч-
шении газообмена потенциал почв повышается. Главная особенность влияния степени увлажнения почвы на ее ОВ состояние определяется тем, что динамика влажности почв тесно связана с условиями ее аэрации, т. е. с динамикой важнейшего фактора, определяющего развитие ОВ процессов, — концентрацией свободного кислорода в почвенном воздухе и растворе. Вместе с тем содержание влаги в почве оказывает непосредственное влияние на интенсивность микробиологических процессов, определяющих скорость потребления кислорода. Кроме того, повышение влажности почвы способствует переходу в мобильное состояние различных компонентов органической и минеральной частей почвы, прямо или косвенно влияющих на ее ОВП.
