土壤的氧化还原反应
土壤学第四章-土壤酸碱性和氧化还原反应
H2O+HC+O2
CO2很重要
②Na2CO3的水解
来源：a.矿物Na与H2CO3形成
b.矿物风化形成Na2SiO3与H2CO3作用形成
c.水溶性Na盐（NaCl,Na2SO4）与CaCO3
共存形成
2NaCl+CaCO3 CaCl2+Na2CO3
③ 交换性Na的水解：碱化土的一个重要指标
Na++H2O
三.土壤对氧化还原的缓冲性
第四节 土壤酸碱性和氧化还原性与生物环境
一.生物对土壤酸碱性、氧化还原性的适应
1.对土壤酸碱性的适应： 不同植物对土壤酸碱性的要求不同——这是自 然选择的结果，大多数植物适于生长在中性至微碱 性土壤上，但有些植物：
茶、映山红——酸性指示植物， 盐嵩、碱蓬——碱性指示植物
2.对氧化还原性的要求： 旱作植物要求 Eh在400—700mv（特别注意
15—20%为强度碱化土壤
③、影响土壤碱化的因素：
1> 气候 碱土分布于干旱、半干旱和 漠 境地区.其降雨量远小于蒸发量，特别是在冬春季 节，其比值在5:1—20:1故有明显的积盐和脱盐 过程
2> 生物 植物的选择性吸收，对K、Na、Ca、 Mg等盐基离子有强的富集作用
3> 母质 母质是碱性物质的直接来源，基性 岩，超基性岩中富含K、Na、Ca、Mg，其他如 质地的差异，不同母质在土体中垂直分布等也对 此有影响。
根际范围的Eh） 水田植物要求Eh在200—300mv
3．微生物活动与pH值和Eh的关系：细菌、放线菌 在中性和微碱性环境中，真菌在强酸性土壤中占 优势，Eh越高微生物活动越强。（特别是好气性 微生物）
二.养分的生物有效性与土壤酸碱、氧还的关系
土壤酸碱反应和氧化还原反应
过度施用石灰的负面影响
土壤板结，结构变劣； 部分微量元素有效性降低；磷的有效性
也下降。 因此，施用石灰要适量。 影响石灰施用量的因素有：
土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地； 有机质含量；石灰的种类和施用方法； 作物的要求等；
石灰需要量的估算
石灰需要量= 土壤体积*容重*CEC*（1-盐基饱和度） 单位：千克/公顷
不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求， 这是植物长期的自然选择的结果。常见 植物对土壤pH的要求见下表：
植物适宜的pH范围
适应偏碱 性pH7-8
紫苜蓿
适应中到微 碱性pH6.57.5
苹果
适应中到微 适应偏酸性 适应酸性 酸性的pH6-7 的pH5.5-6.5 的pH5-6
蚕豆
水稻
小麦
金花菜 黄花苜蓿 碗豆
包权
人书友圈7.三端同步
土壤酸碱性的分级
强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性
pH<5.0 pH5.0-6.5 pH6.5-7.5 pH7.5-8.5 pH>8.5
2、潜性酸
（1）概念与成因 土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进
入土壤溶液后表现出来的酸度，称为潜 性酸。
在一般矿质土壤中, 由交换性铝离子产 生的酸度, 比由交换性氢离子产生的酸度 重要。红壤的交换性酸度，90%以上是 由交换性铝所引起。
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土壤(第九章)土壤酸碱性和氧化还原反应..
土壤碱化度分级：
ESP 5%~10% 10%~15%
＞15%
轻度碱化土 中度碱化土 强碱化土
盐土——土壤表层可溶性盐（以NaCl、Na2SO4等 中性盐为主）超过一定含量（6~20g/kg）。
我国碱土定义：碱化层碱化度＞30%， 表层含盐量＜5g/kg，pH＞9.0
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
（2）生物因素 Na、K 、Ca、Mg等盐基的生物积累。 一些植物适应在较干旱条件下生长，而且有
富集碱性物质的作用：海蓬子含Na2CO3 3.75%， 碱蒿含2.76%。盐蒿含2.14%。
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（3）母质 碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含
碱性物质。含盐基物质多，形成的土壤为碱性。 （4）施肥和灌溉
碱性土还原pH下降，主要由于在嫌气条件 下有机酸和CO2的积累过程及其综合作用。
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第三节 土壤氧化还原反应
一、土壤氧化还原体系
土壤中同一物质可区分为氧化态(剂)和还原态 (剂),构成相应的氧化还原体系 。
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1.土壤空气中O2是主要氧化剂 通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使 多种物质呈氧化态，如NO3－、Fe3+、Mn4+、SO42－等。 2.土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂，在 土壤缺O2条件下，将氧化物转化为还原态。 3.土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。
6.土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、 排水而变化
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二、土壤氧化还原指标
1. 强度指标 （1）氧化还原电位（Eh）
土壤氧化还原电位法验证报告
土壤氧化还原电位法验证报告一、实验目的本实验目的是通过土壤氧化还原电位法来确定土壤的氧化还原电位，并进一步了解土壤的氧化还原性质和环境条件。
二、实验原理1.土壤氧化还原电位土壤氧化还原电位是指土壤内的氧化还原反应所产生的电势差。
土壤中的氧化还原反应主要包括还原性反应和氧化性反应。
还原性反应主要是指土壤中还原剂（如有机物）与氧气（O2）之间的反应，而氧化性反应主要是指土壤中氧化剂（如氧气）与还原剂之间的反应。
土壤氧化还原电位的测定可以反映土壤中还原剂和氧化剂的含量和活性，从而了解土壤的氧化还原性和环境条件。
2.实验原理通过测量土壤电极与参比电极之间的电势差来确定土壤的氧化还原电位。
实验中常用的参比电极有银氯化银电极（Ag/AgCl）和甘汞电极（Hg/Hg2Cl2）。
主要步骤如下：（1）将土壤样品中的杂质去除，并取一定的土壤样品放入含有一定浓度的KCl溶液中。
（2）将土壤电极插入土壤样品中，并将参比电极插入KCl溶液中。
（3）测量土壤电极与参比电极之间的电势差，并记录下来。
（4）根据电势差的值，计算得出土壤的氧化还原电位。
三、实验步骤1.实验准备（1）收集土壤样品，将其放入干燥器中进行干燥，去除水分。
（2）准备KCl溶液，在一定比例下将KCl溶解于蒸馏水中，制备一定浓度的KCl溶液。
（3）准备土壤电极和参比电极，将土壤电极和参比电极分别插入土壤样品和KCl溶液中。
2.实验操作（1）在去除水分的土壤样品中插入土壤电极。
（2）将参比电极插入KCl溶液中。
（3）使用万用表测量土壤电极与参比电极之间的电势差，并记录下来。
（4）重复以上步骤多次，取平均值作为最终结果。
3.实验数据处理将所得到的电势差值代入相关公式中，计算得到土壤的氧化还原电位。
四、实验结果与讨论通过实验测量得到土壤的氧化还原电位，将其与常见土壤的氧化还原电位进行对比分析。
根据实验结果可以得出以下结论：1.不同土壤样品的氧化还原电位存在差异。
不同土壤样品中还原剂和氧化剂的含量和活性不同，导致土壤的氧化还原电位差异较大。
第9-1章+土壤酸碱性和氧化还原反应
土壤学
Chapter 9. 土壤酸碱性和氧化还原反应 Soil acid－base and redox reaction §9.1 土壤酸度 §9.2 土壤碱度 §9.3 土壤氧化还原反应 §9.4 土壤缓冲性 §9.5 土壤酸碱性和氧化还原状况与生物环境
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
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土壤学
交换酸度exchange acidity 用中性盐溶液(1mol/L
KCl、0.06mol/L BaCl2等)处理酸性土壤时, 土壤胶体 上交换性的阳离子大部分被浸提剂中的阳离子交换 下来进入溶液。此时，交换性氢离子可使溶液酸性 增加，而交换性Al3+因水解, 也使溶液酸性增加。
性酸。
xH+
colloid
colloid
(x－y)H+来自+ yH+
潜在酸的产生
2. 土壤胶体上吸附性氢离子被其他离子所代换 当施用硫铵、石灰或其他肥料时，土壤溶液盐基 离子浓度增加，吸附性H+离子部分被交换出 来进入溶液，土壤酸度随之变化。
colloid
xH + Ca2＋
colloid
Ca (x－2)H
Acid drops movement
Acid lake
2. 土壤中铝的活化
氢离子进入土壤吸收复合体后，随着阳离子交换作用的进行， 土壤盐基饱和度下降，氢饱和度提高，胶粒晶体结构破坏， 铝八面体解体，铝离子成为活性铝离子，吸附后成交换性 Al3+离子，交换进入土壤溶液，溶液中的铝离子和阴离子形 成的盐类多为非中性盐，解离产生H+离子。
土壤酸碱反应是土壤重要的化学性质，直 接影响作物的生长和微生物的活动以及土 壤的其他性质。
物理农业土壤氧化还原电位代表着植物根系环境的好坏
物理农业土壤氧化还原电位代表着植物根系环境的好坏蝶恋花与我的好奇心:物理农业就是要沾花惹草(本图片来自了了印象的博客)土壤的氧化还原性质与酸碱反应一样，土壤的氧化还原反应也是发生在土壤溶液中的一项重要性质，土壤的氧化还原性对在土壤剖面中的移动和刻面分异，养分的生物有效性，污染物质的缓冲性能等方面都有深刻的影响，水稻土固干湿交替频繁，土壤的氧化还原，反应显得特别活跃。
一、土壤的氧化还原体系土壤的氧化还原体系可分为无机体系和有机体系，比较重要的氧化还原体系，主要有以下一些方面。
土壤中氧化态物质和还原态物质并存，但是由于土壤所处的条件不同，土壤溶液中氧化态物质与还原态物质的相对浓度不同，直接测定这些物质的绝对数量很困难，一般是通过测定这些物质的氧化还原电位(Eh)来判断土壤的氧化还原状况。
物理农业的核心技术之一:土壤连作障碍电处理技术系统二、土壤的氧化还原电位土壤溶液中氧化态物质与还原态物质的相对比例决定着土壤的氧化还原状况，当土壤中某一氧化态物质向还原态物质转化时，土壤溶液中这种氧化态物质的浓度减少而相对应的还原态物质的浓度会增加，随着氧化态物质和还原态物质浓度的相对改变，溶液的电位也随之改变，这种由土壤溶液中氧化态物质和还原态物质的浓度变化而产生的电位称为氧化还原电位，用Eh表示，单位，伏或毫伏。
E0:标准氧化还原电位;体系中氧化剂浓度和还原剂浓度相等时的电位。
n:反应中的电子转移数所以，土壤Eh的大小取决于土壤中氧化态物质和还原态物质的性质与浓度，而氧化态物质和还原态物质的浓度直接受土壤通气性强弱的控制，所以氧化还原电位的高低是土壤通气性好坏的标志。
旱地土壤的Eh多在400-700mv之间，少数情况下也可低至200mv，如果大于750mv，标志土壤完全处于好气状态，可能会导致有机物好气分解过旺，有机物消耗过快，有些养分会因为高度氧化而形成高价化含物从而丧失有效性，应该适当灌水以降低氧的分压。
如果土壤Eh低于200mv则表明土壤水分过多，通气不良，OM分解减慢，减少养分供应，同OM嫌气分解产生的大量有机酸会抑制根系的呼吸作用。
土壤酸碱性和氧化还原反应..
土壤胶粒-Na+CaSO4===土壤胶粒-Ca+NaSO4
（淋洗排出）
3、对碱化土、碱土，可施用石膏、硅酸钙， 以钙将土壤胶体上的钠代换下来，并随水排出， 从而降低土壤的PH，改善土壤理化性状。
桑 6.0-8.0 桦 5.0-6.0 泡桐 6.0-8.0 油桐 6.0-8.0 榆 6.0-8.0 侧柏 6.0-7.5 柽柳 6.0-8.0
四、土壤酸碱性的调节
（一）土壤酸性的调节
土壤酸性主要由胶体吸附的交换性H+和Al3+所控 制，在改良土壤酸性时，不仅要中和活性酸，更重 要的是中和潜在酸，才能从根本上改变酸性的大小。
• 碱化度＞30%，含盐量＜0.5%和pH ＞9.0定为碱土
• 碱化度5—10%轻度碱化
•
10—15%中度碱化
•
15—20%强碱化土壤
三、影响土壤碱化的因素
1、气候
碱土都分布在干旱、半干旱和漠境区由 于蒸降比一般为5—10，甚至20以上，明显 的季节性积盐和脱盐频繁交替的特点，是 土壤碱化的重要条件。
十4H20 当溶液中OH-离子增多时，铝离子周围的水分子 中就有一、两个水分子解离出H+，以中和加入的OH离子，生成水。
pH＞5时，铝离子形成A1（OH）3沉淀，失去它的 缓冲能力。
三、影响缓冲作用的因素
• 1、土壤无机胶体蒙脱伊利＞高岭＞含水氧
•
化硅
• 2、土壤质地黏土＞壤土 ＞砂土
• 3、土壤有机质含量高缓冲作用大
CH3COONa＋H2O==CH3cooH＋NaOH
土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 第二节
土壤酸碱性 土壤氧化还原反应
a
1
教学目标
（1）熟悉土壤酸碱性及其成因，掌握土壤酸碱变化 规律，明确酸碱性对林木生长和土壤养分的影响。 （2）掌握土壤氧化还原性能的衡量指标
a
2
第一节 土壤酸碱性
a
3
a
4
中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在 pH4.5~8.5之间。在地理分布上有“东南酸 西北碱”的规律性。大致可以长江为界（北 纬33~35），长江以南的土壤为酸性或强酸 性，长江以北的土壤多为中性或碱性。我国 土壤的酸碱性南北差异很大，由南向北土壤 pH相差7个数量级。
二、土壤缓冲作用的机制
• 1.交换性阳离子的缓冲作用
由于土壤胶体表面 吸附有各种阳离子， 当土壤溶液中的H+增加时，胶体表面的交换 性盐基离子与其交换使土壤溶液中的H+浓度 基本不变。
当土壤溶液中的OH-增加时，胶体表面 的致酸离子与其交换，使土壤溶液中OH-浓 度基本不变。致酸离子中的Al3+水解后可产 生3个H+，对碱的缓冲能力特别强。
的能力强（）
10.旱地通气条件良好，则Eh比水a田要高（）
34
一、名词解释
思考题
土壤酸碱性 潜性酸 水解酸 交换性酸 土壤总酸度 总碱度 碱化度 土壤Eh 土壤缓冲性 二、思考
1、简述土壤酸碱性与土壤肥力的关系
2、土壤具有缓冲性能的原因是什么？
3、为什么在碱性土壤上，常发生作物缺Ca2+和K＋的现象？
Al3++H2O⇋Al(OH)2++H+
Al(OH)2++ H2O⇋Al(OH)2++H+
第九章土壤酸碱性和氧化还原反应
水 解 酸
活性酸
Na+交换出的氢和铝离子产生的酸度
羟基化表面解离的H+
土壤活性酸与潜性酸的关系
活性酸与潜性酸具有动态平衡关系，是一个平衡体系中的 两种存在状态,他们同时存在且相互转化。
土壤活性酸(活性H+或Al3+)增多,可被土壤胶粒吸附成为潜性酸,促使潜性增多 潜性酸增多,胶体上的H+或Al3+又通过交换作用转移到土壤溶液中,促使活性酸增多
pH＝pKa＋lg[盐]/[酸]
pH＝pKa＋lg[盐基]/[H+、Al3+]
当土壤BS＝50%时，对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随 弱酸及其盐的总浓度或土壤CEC增加而增大。
（二）土壤酸碱缓冲体系(soil acid-base buffer system)
（1）碳酸盐体系:石灰性土壤的缓冲作用主要决定于
2、生物
主要是指具有富集碱性物质的植物,如海蓬子含Na2CO3 3.75%,碱蒿 2.76%,盐蒿2.14%,芦苇0.49%,这些植物死亡后,就将Na2CO3累积在土壤 中,从而导致土壤变碱。
3、施肥和灌溉
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。如都江堰水质偏碱,长 期灌溉则会使稻田土壤pH升高。
4、母质
(2)土壤活性酸的测定
水浸酸:用水浸提得到的土壤酸度(pH水), 反应土壤活性酸
的强弱；
与盐浸酸:用KCl浸提获到的土壤酸度(pH盐)，除反映土壤溶
液中的氢离子外，还反映由K+交换出的土壤胶体表面氢和铝 离子表现出的酸性。pH水通常大于pH盐
水土比对土壤pH值的影响：测定土壤pH值时的水土比一般用
4、植物根系的代谢作用：植物根系汾泌物可直接或间接影响根
土壤氧化还原电位测定方法介绍
土壤氧化还原电位测定方法介绍土壤氧化还原电位（Eh）是描述土壤中氧化还原状态的一个重要指标，可以反映土壤中氧化还原反应的方向和速率，对土壤中的微生物活性、养分转化和污染物迁移转化等过程具有重要影响。
本文将介绍几种常用的土壤氧化还原电位测定方法。
一、氧化还原电极法氧化还原电极法是一种常见且较为简便的土壤氧化还原电位测定方法。
该方法使用银/氯银电极作为参比电极，银/银盐电极作为工作电极，通过测量两种电极之间的电位差来确定土壤中的氧化还原电位。
该方法测量范围广，精度较高，常用于土壤中高强度还原物质的测定。
二、膜电极法膜电极法是一种利用膜电极来测定土壤氧化还原电位的方法。
膜电极具有高选择性和稳定性，能够对特定的离子进行测定。
在土壤氧化还原电位测定中，可以使用银/氯银电极、银/硫电极等作为膜电极，通过测量膜电极与参比电极之间的电位差来确定土壤中的氧化还原电位。
该方法操作简便，测量范围广，适用于各种土壤类型。
三、微电极法微电极法是一种利用微电极对土壤进行局部氧化还原电位测定的方法。
微电极直径较小，可以实现对土壤不同深度进行测定，从而研究土壤氧化还原状态的分布情况。
在测定中，将微电极插入土壤中，利用微电极与参比电极之间的电位差来测定土壤中的局部氧化还原电位。
该方法适用于研究土壤中氧化还原反应的垂直分布情况。
四、土壤电化学方法土壤电化学方法是一种通过监测土壤中离子浓度的变化来推断土壤氧化还原状态的方法。
该方法利用离子选择电极或离子敏感电极对土壤中离子浓度进行测定，通过离子浓度的变化来推断土壤中的氧化还原状态。
常用的电极包括玻璃电极、硫酸根选择电极、硝酸根选择电极等。
该方法操作简单，但需要对土壤中的离子浓度进行准确的测定与分析。
综上所述，土壤氧化还原电位的测定方法多种多样，可以根据实际需要选择合适的方法进行测定。
根据实际情况，可以选择氧化还原电极法、膜电极法、微电极法或土壤电化学方法进行测定。
在测定中，需要注意测量条件的控制，保证测量结果的准确性和可靠性。
第九章 土壤酸碱性和氧化还原反应
二.土壤酸度
1、 交换性酸 用中性盐溶液如1mol.L-1 KCL浸提土壤,土壤胶体表 面吸附的铝离子与氢离子进入溶液产生的酸。 2、水解性酸 用弱酸强碱盐溶液，如pH8.2的1mol.L-1 NaOAc溶 液浸提而产生的酸。
二.土壤酸度
(三）土壤酸化
是指在自然和人为条件下土壤pH下降的过程。 1、土壤酸化过程实质 2、土壤酸化的成因 （1）自然土壤发生过程 （2）生物地球化学过程 （3）施肥和土壤管理 （4）酸沉降 3、土壤酸化的环境效应 4、土壤酸化防治
土壤酸化过程
Al3+ Ca2+ 土壤 K+ 胶体 Na+ Mg2+ H+ + H+ Na Ca2+
Al3+
K+
Mg2+
H+
H+ 增加，土壤酸化 盐基离子淋溶
离子交换
二.土壤碱度
土壤碱性指标 1、pH 2、碱化度（钠碱化度；ESP-exchangeable sodium percentage） 是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。
二.土壤酸度
（一）土壤活性酸 土壤溶液中的氢离子引起的酸，用pH表示。 土壤酸碱性划分 ﹤5.0 强酸性 5.0-6.5 酸性 6.5-7.5 中性 7.5-8.5 碱性 ﹥8.5 强碱性
二.土壤酸度
（二）土壤潜性酸 指土壤胶体上吸附的氢离子、铝离子等所产生 的酸，单位cmol.L-1/kg。 Al3++H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O⇋Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O ⇋Al(OH)3+H+ 土壤中交换性铝离子是土壤潜性酸的主要贡献 者。在南方红壤土壤中占到90%以上。
土壤酸碱性和氧化还原反应
第九章土壤酸碱性和氧化还原反应土壤H+的来源：1水的解离2碳酸解离3有机酸解离4酸雨5其他无机酸：如硝化细菌活动产生硝酸6土壤中铝的活化：H+进入土壤中吸收复合体后，随着阳离子交换作用的进行，土壤盐基饱和度逐渐下降，而氢饱和度渐渐提高。
当土壤有机矿质复合体或铝酸盐粘粒矿物表面吸附的H+超过一定限度时，这些胶粒的晶体结构就会遭到破坏，有些铝八面体被解体，使铝离子脱离了八面体晶格的束缚，变成活性铝离子，被吸附在带负电荷的粘粒表面，转变为交换性Al3+，铝离子与水分解的OH-结合形成羟基铝离子，土壤溶液中的氢离子增加。
活性酸：指的是与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中的H+潜性酸：指吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子（H+和Al3+），交换性氢离子和铝离子只有转移的溶液中，转变成溶液中的氢离子时，才显示酸性，故称为潜性酸。
土壤潜性酸是活性酸的主要后备来源，它们处于动态平衡之中，属于一个体系中的两种酸。
土壤碱性的成因：形成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解1碳酸钙水解2碳酸钠水解：碳酸钠在水中能发生碱性水解，使土壤呈强碱性反应。
3交换性钠的水解：交换性钠水解呈强碱反应，是碱化土的重要特征。
影响土壤碱化的因素：1气候因素：土壤具有明显的季节性积盐和脱盐频繁交替的特点2生物因素3母质影响：母质是碱性物质的来源，风化体含较多的碱性成分。
注：从六大成土因素来回答：影响土壤酸碱性的因素：1气候影响：南方多雨，盐基淋失强烈，土壤盐基饱和度低，土壤多呈酸性。
西北雨量较少，盐基淋失较弱，盐基饱和度较高，土壤多呈现碱性。
2母质影响3自然植被：一些耐盐、耐碱植物会选择性的富集盐基离子，其残体分解后会促进土壤碱性的发展。
4地形：地形高土壤盐基淋失较强烈，pH可能较低。
低洼处土壤多接受盐基的淀积，pH可能较高。
5人类耕作活动6盐基饱和度：一定范围内，盐基饱和度越高，pH越高7氧化还原条件土壤酸度的强度指标土壤pH：土壤溶液中氢离子浓度的负对数石灰位：将氢离子和钙离子数量联系起来。
第10章 土壤氧化还原反应
第10章土壤氧化还原反应10.1基本概念 (1)10.2土壤物质的氧化还原过程 (6)10.3土壤氧化还原状况的生态影响及其调节 (13)[本章提要]土壤中的许多化学和生物化学反应都具有氧化还原特征，因此氧化还原反应是发生在土壤（尤其土壤溶液）中的普遍现象，也是土壤的重要化学性质。
氧化还原作用始终存在于岩石风化和土壤形成发育过程中，对土壤物质的剖面迁移，土壤微生物活性和有机质转化，养分转化及生物有效性，渍水土壤中有毒物质的形成和积累，以及污染土壤中污染物质的转化与迁移等都有深刻影响。
在农林业生产、湿地管理、环境保护等工作中，往往要用到土壤氧化还原反应的有关知识。
10.1基本概念10.1.1氧化还原体系土壤中有多种氧化物质和还原物质共存，氧化还原反应就发生在这些物质之间。
氧化反应实质上是失去电子的反应，还原反应则是得到电子的反应。
实际上，氧化反应和还原反应是同时进行的，属于一个反应过程的两个方面。
电子受体（氧化剂）接受电子后，从氧化态转变为还原态；电子供体（还原剂）供出电子后，则从还原态转变为氧化态。
因此，氧化还原反应的通式可表示为氧化态 + ne还原态（10—1）土壤中存在着多种有机和无机的氧化还原物质（氧化剂和还原剂），在不同条件下他们参与氧化还原过程的情况也不相同。
参加土壤氧化还原反应的物质，除了土壤空气和土壤溶液中的氧以外，还有许多具可变价态的元素，包括C、N、S、Fe、Mn、Cu等；在污染土壤中还可能有As、Se、Cr、Hg、Pb等。
种类繁多的氧化还原物质构成了不同的氧化还原体系（redox system）。
土壤中主要的氧化还原体系如表10—1。
表10—1 土壤中主要的氧化还原体系10.1.2氧化还原指标10.1.2.1强度指标 1、氧化还原电位（Eh ）氧化还原电位（redox potential ）是长期惯用的氧化还原强度指标，它可以被理解为物质（原子、离子、分子）提供或接受电子的趋向或能力。
土壤的氧化还原性ppt课件
影响土壤氧化还原状况的因素
1）土壤通气状况
通气状况决定土壤空气和土壤溶液中的氧浓度。通气良好的土壤与大气间气体交 换迅速，土壤含氧浓度高，氧化作用占优势，Eh较高。
2）微生物活动
通气土壤中，好氧性微生物的有氧呼吸消耗土壤溶液与土壤空气中的氧气，活动 越激烈，好氧越迅速，趋于使Eh值下降。
3）土壤中易分解有机质的含量
一般植物根分泌物往往导致根际eh值降低很多植物根际的eh值要比根外土壤低几十至上百毫伏物的根系往往分泌氧使根际土壤的eh值较根外土体高几百毫伏
完整版课件
第二季土壤的主要性质
四.土壤的氧化还原性
1土Leabharlann 中主要的还原体系完整版课件
体系
氧体系 有机碳体系
氮体系 硫体系 铁体系 锰体系 氢体系
物质状态
氧化态
土壤中易分解的有机质越多，耗氧越多，Eh降低的趋势越明显。
4）土壤中易氧化或易还原的无机物状况
土壤中易氧化的还原态无机物质愈多，则还原条件愈发达，并且抗氧化的平衡作 用也愈明显。相反，土壤中易还原的氧化态无机物质愈多，抗还原的能力就愈强。
5）土壤pH值
6）植物根的代谢作用
植物根分泌物可以直接或间接影响根际土壤的氧化还原状况。一般植物根分泌物 往往导致根际Eh值降低，很多植物根际的Eh值要比根外土壤低几十至上百毫伏;湿生植 物的根系往往分泌氧，使根际土壤的Eh值较根外土体高几百毫伏。
的绝对含量。由于土壤物质体系的复杂性，测得的 氧化还原数量往往难以直接与Eh联系起来。
4
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大量测定结果表明，土壤的还原性物质越多， 其氧化还原电位越低。
氧化还原强度因素与数量因素有着不同的实际 意义:前者决定化学反应的方向，后者则是定量研 究各种氧化还原反应时的依据。两种指标结合起 来，就可以更全面的了解土壤氧化还原状况。
土壤中氧化还原
土壤中氧化还原
土壤中氧化还原是指土壤中各种化学反应中，氧分子或电子的输送控制了反应的进行。
土壤中的氧化还原过程对生物生长发育和环境保护具有重要的作用。
土壤中氧化还原反应的主要过程有三种：
1.氧化过程：土壤中氧气通过与其他元素的反应，将它们氧化成更高价的形式。
例如，氨氮氧化为硝酸，有机质氧化为二氧化碳和水。
2.还原过程：还原是一种化学反应，其中一些物质被还原成较低的价态。
还原反应通常涉及电子的转移。
例如，硝酸还原成氨。
3.能量代谢过程：土壤中的微生物通过能量代谢进行氧化还原反应。
微生物使用有机物质和无机物质作为能源进行代谢反应。
代谢反应的过程中，微生物从底物中获得能量，并将其转化成不同的形式，例如ATP。
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5. 土壤是不均匀的多相体系，不同土壤和同一土层不同部位，氧化还原状况会有不同差异。
6. 土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。
二、土壤氧化还原指标
１ . 强度指标
（ 1 ）氧化还原电位（ Eh ）：单位pe
土壤氧化还原体系
土壤中同一物质可区分为氧化态 ( 剂 ) 和还原态 ( 剂 ) ，构成相应的氧化还原体系。
1. 土壤空气中Ｏ ２ 是主要氧化剂，在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如 NO 3 － 、 Fe 3+ 、 Mn 4+ 、 SO 4 2 － 等。
（ 3 ） Eh 与 pH 的关系
土壤的氧化还原反应总有 H + 参与， H + 的活度对氧化还原平衡有直接影响。
2. 氧化还原强度指标与数量因素的关系
土壤还原性物质包括有机和无机还原性物质，还原性物质总量可以测定，但很难直接与 Eh 联系起来。当然土壤还原性物质的浓度仍与 Eh 有密切的统计相关性。
2. 土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂，在土壤缺Ｏ ２ 条件下，将氧化物转化为还原态。
3. 土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。
无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。
4. 土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，在很大程度上有微生物的参与，例如 NH 4 + → NO 2 - → NO 3 - ，分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。