Окислительно-восстановительный потенциал и кислотность почв

Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал) и кислотность почв являются ключевыми переменными, которые определяют доступность питательных веществ, подвижность металлов и химический состав переувлажненных и подкисленных почв.

Definition

Изучение кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий в почвах и их влияния на химическое видообразование и подвижность.

Scope

Эта тема охватывает источники и буферизацию кислотности почв, роль обменного алюминия, окислительно-восстановительные переходы, происходящие при переувлажнении почв, а также то, как pH и редокс-потенциал совместно контролируют видообразование и подвижность элементов.

Core questions

• Что вызывает и буферизует кислотность почв?
• Почему обменный алюминий занимает центральное место в химии кислых почв?
• Как изменения редокс-потенциала следуют за насыщением почвы водой?
• Как pH и редокс-потенциал совместно контролируют доступность металлов и питательных веществ?

Key theories

Контроль алюминием химии кислых почв

При умеренном pH и ниже гидролиз обменного алюминия буферизует pH почвы и высвобождает токсичные виды алюминия, что делает химию алюминия центральной для поведения и управления кислыми почвами.

Mechanisms

Кислотность почв возникает в результате действия угольной и органических кислот, нитрификации и кислотных выпадений, и буферизуется поэтапно карбонатами, обменными основаниями и, в конечном итоге, гидролизом алюминия. При затоплении почв кислород истощается, и микробное дыхание вызывает восстановление нитратов, марганца, железа и сульфатов, изменяя pH и мобилизуя или связывая элементы.

Clinical relevance

pH и редокс-потенциал почв определяют доступность питательных веществ, токсичность алюминия и тяжелых металлов, а также поведение загрязняющих веществ, что служит основой для принятия решений по известкованию, дренажу и рекультивации.

History

Признание алюминия, а не только свободных протонов, в качестве ключевого агента кислотности почв изменило науку о кислых почвах в середине 20-го века.

Seminal works

• sparks2003
• sposito2008

Frequently asked questions

Почему известкование снижает токсичность алюминия?

Повышение pH почвы приводит к осаждению растворенного и обменного алюминия в виде гидроксидов, снижая концентрацию токсичных видов алюминия.