當土壤處于良好的氧化狀態(tài)時,土壤中有益的微生物能夠高效地分解有機物,釋放出植物所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。然而,如果土壤被水淹或緊實,其氧化還原潛力降低,就可能導致厭氧環(huán)境的出現(xiàn),此時一些有害的微生物會滋生,甚至產生對植物有害的毒素。因此,維持土壤的適宜氧化還原狀態(tài),是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。土壤體系中的氧化還原體系主要包括無機體系和有機體系兩大類。
無機體系主要包括:
氧體系:涉及土壤空氣中的氧氣與土壤溶液中的還原性物質之間的反應。
鐵體系Fe(III)-Fe(II):鐵離子在土壤中可存在于Fe(III)和Fe(II)兩種價態(tài)之間轉換,參與氧化還原反應。
錳體系Mn(IV)-Mn(II):錳離子同樣在Mn(IV)和Mn(II)兩種價態(tài)之間轉換,對土壤的氧化還原狀況有重要影響。
硫體系:涉及硫酸根離子(SO?2?)和硫化氫(H?S)等含硫物質之間的氧化還原反應。
氮體系NO??-(NO??、N?、NH??):硝酸鹽(NO??)、亞硝酸鹽(NO??)、氮氣(N?)和銨根離子(NH??)等氮元素的不同形態(tài)在土壤中參與氧化還原過程。
碳體系:涉及二氧化碳(CO?)和甲烷(CH?)等含碳物質之間的氧化還原反應。
有機體系則包括多種不同分解程度的有機化合物、微生物的細胞體及其代謝產物等。這些有機物質在土壤中參與復雜的氧化還原反應,影響土壤的肥力、結構和生物活性。
萊恩德土壤氧化還原電位儀的工作原理
萊恩德土壤氧化還原電位儀的工作原理基于電化學原理。該儀器通過電極與土壤接觸,在特定條件下測量土壤中的氧化還原電位(ORP)。具體工作原理如下:
電極與土壤接觸:儀器配備有專門的電極,這些電極能夠與土壤緊密接觸,確保測量的準確性。
電化學測量:在電極與土壤接觸后,儀器利用電化學原理測量土壤中的氧化還原電位。這一過程中,電極會感知土壤溶液中電子的轉移活動程度,并將其轉化為電信號進行記錄。
數(shù)據(jù)處理與顯示:儀器內部配備有先進的處理器和算法,能夠對測量得到的數(shù)據(jù)進行處理和分析。處理后的數(shù)據(jù)會以數(shù)字或圖表的形式顯示在儀器的屏幕上,供用戶查看和記錄。
通過測量土壤的氧化還原電位,可以評估土壤的肥力狀況、指導農民科學施肥、提高作物產量和品質。同時,該儀器還可以同時測量土壤的pH值、溫度等參數(shù),為農業(yè)生產提供全面的土壤信息支持。
綜上所述,土壤體系中的氧化還原體系復雜多樣,而萊恩德土壤氧化還原電位儀作為一種重要的測量工具,其工作原理基于電化學原理,能夠準確測量土壤中的氧化還原電位,為農業(yè)生產提供有力的技術支撐。