土壌のレドックスと酸性度

土壌のレドックスと酸性度は、養分利用能、金属の移動性、湛水土壌および酸性化土壌の化学的性質を支配する主要な変数です。

Definition

土壌における酸塩基および酸化還元条件、ならびにそれらが化学種の同定と移動性をどのように制御するかを研究すること。

Scope

このトピックでは、土壌酸性度の発生源と緩衝作用、交換性アルミニウムの役割、土壌が湛水した際に起こるレドックス遷移、およびpHとレドックスが元素の化学種と移動性をどのように共同で制御するかについて扱います。

Core questions

• 土壌の酸性度は何によって生成され、どのように緩衝されますか？
• 交換性アルミニウムが酸性土壌化学の中心であるのはなぜですか？
• 土壌飽和後、レドックス変化はどのように進行しますか？
• pHとレドックスはどのように連携して金属と養分の利用能を制御しますか？

Key theories

酸性土壌化学におけるアルミニウムの制御

中程度のpH以下では、交換性アルミニウムの加水分解が土壌pHを緩衝し、毒性のあるアルミニウム種を放出するため、アルミニウム化学は酸性土壌の挙動と管理の中心となります。

Mechanisms

土壌の酸性度は、炭酸、有機酸、硝化作用、酸性降下物によって生じ、炭酸塩、交換性塩基、最終的にはアルミニウムの加水分解によって段階的に緩衝されます。土壌が湛水すると、酸素が枯渇し、微生物の呼吸によって硝酸塩、マンガン、鉄、硫酸塩の還元が促進され、pHが変化し、元素が動員または隔離されます。

Clinical relevance

土壌のpHとレドックスは、養分利用能、アルミニウムや重金属の毒性、汚染物質の挙動を決定し、石灰施用、排水、修復の決定を導きます。

History

遊離プロトン単独ではなく、アルミニウムが土壌酸性度の主要な作用物質であるという認識は、20世紀半ばに酸性土壌科学を再構築しました。

Seminal works

• sparks2003
• sposito2008

Frequently asked questions

石灰施用がアルミニウム毒性を低減するのはなぜですか？

土壌pHを上昇させると、溶解性および交換性アルミニウムが水酸化物として沈殿し、毒性のあるアルミニウム種の濃度が低下します。