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健康的土壤依赖于水、氧气、空气和均衡的养分供应。土壤内的化学反应可以改变可用养分的物理结构。氧化和还原过程涉及水和无机材料之间发生的氧交换。这些变化影响可用的营养供应。
鉴别
土壤材料由单个原子和分子组成,它们结合形成有机和无机物质。据弗吉尼亚理工大学称,当这些材料与水、氧气以及彼此结合时,可以改变彼此的分子结构。原子和分子由质子、中子和电子组成,因此结构的改变通常会导致特定原子所具有的电子数量的变化。土壤的氧化和还原涉及土壤材料之间发生的电子交换。
功能
根据弗吉尼亚理工大学的说法,当一种材料或元素失去电子,而另一种材料或元素获得失去的电子时,氧化和还原过程同时发生。因此,这些过程称为氧化还原反应,因为一个反应如果没有另一个反应就无法发生。实际上,氧化部分进行一半反应,而还原部分进行另一半反应,这使得该过程的每个部分都是半反应。当材料失去和获得电子时,它们的行为会有所不同,因为它们的物理结构已经改变。
氧化与还原
土壤中发生的化学反应取决于每种材料的物理组成。根据 Chemguide,当发生氧化反应时,一种材料被认为是氧化剂,而另一种材料则成为还原剂。氧化涉及失去电子,因此氧化剂或材料将失去电子给另一种材料。接收电子的材料成为还原剂,因为它减少了其他材料所具有的电子数量。土壤中氧气和水的存在会增加氧化还原反应的可能性,具体取决于土壤材料的物理组成。
标准降低潜力
根据弗吉尼亚理工大学的说法,土壤中可用电子的数量可以决定氧化还原反应的可能性。高含水量或浸水的土壤等条件会增加可用电子的数量。标准还原电位或 Eh 值表示土壤中发生电子交换的速率。高 Eh 值意味着存在大量电子,而低 Eh 值表示存在少量电子。干燥的土壤通常具有较低的 Eh 值。这种测量可以帮助确定特定的土壤环境是否能够保留其营养物质。
注意事项
据弗吉尼亚理工大学称,当材料被氧化(获得电子)时,它们会获得电荷,最终会降低材料的结构成分。这可能是好事,也可能是坏事,具体取决于降解的材料。当土壤元素适当匹配以引起污染物物质的氧化时,氧化还原反应可用于消除有机或无机污染物。就土壤养分消耗而言,饱和或浸水条件可能会导致现有微生物物质消耗土壤养分,因为这些生物体以可用氧气为食。当没有氧气时,微生物将与任何可用的材料进行还原反应。
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