חמצון והפחתה בקרקעות

תגובות כימיות באדמה כוללות חמצון והפחתה של חומרים קיימים.

קרקעות בריאות מסתמכות על מים, חמצן, אוויר והיצע מאוזן של חומרים מזינים. תגובות כימיות בקרקע יכולות לשנות את המבנה הפיזי של חומרים מזינים זמינים. תהליכי חמצון והפחתה כוללים את חילופי החמצן המתרחשים בין מים לחומרים אורגניים. שינויים אלה משפיעים על אספקת המזון הזמינה.

זיהוי

חומרי קרקע מורכבים מאטומים ומולקולות בודדות שמשתלבים יחד ליצירת חומר אורגני ואורגני. בשילוב עם מים, חמצן זה עם זה, חומרים אלה יכולים לשנות את המבנים המולקולריים של זה, לפי וירג'יניה טק. האטומים והמולקולות מורכבים מפרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים, ולכן שינויים במבנה גורמים בדרך כלל לשינויים במספר האלקטרונים שיש לאטום מסוים. חמצון וצמצום קרקעות כרוכים בהחלפת אלקטרונים המתרחשים בין חומרי אדמה.

פונקציה

על פי נתוני וירג'יניה טק, תהליכי חמצון והפחתה מתרחשים במקביל כאשר חומר או יסוד אחד מאבד אלקטרונים בעוד שאחד אחר מרוויח את מה שאבד. כתוצאה מכך, תהליכים אלה נקראים תגובות redox שכן תגובה אחת לא יכולה להתרחש ללא תגובה אחרת. למעשה, חלק החמצון מבצע מחצית מהתגובה ואילו החלק המצמצם מבצע את החצי השני, מה שהופך כל חלק מהתהליך לחצי תגובה. ככל שחומרים מאבדים ורוכשים אלקטרונים, הם יכולים להתנהג אחרת מכיוון שהמבנים הפיזיים שלהם השתנו.

חמצון והפחתה

התגובות הכימיות המתרחשות באדמה תלויות באיפור הגופני של כל חומר. לטענת Chemguide, כאשר מתרחשת תגובת חמצון, חומר אחד נחשב לחומר המחמצן ואילו השני הופך לחומר המקטין. חמצון כרוך באובדן אלקטרונים, ולכן חומר מחמצן או חומר יאבד אלקטרונים לחומר אחר. החומר שמקבל את האלקטרונים הופך לסוכן המקטין מכיוון שהוא מקטין את מספר האלקטרונים שיש לחומר האחר. הימצאות חמצן ומים בקרקע יכולה להגדיל את הסבירות לתגובת רדוקס, תלוי באיפור הגופני של חומרי האדמה.

פוטנציאל להפחתה סטנדרטית

על פי נתוני וירג'יניה טק, כמות האלקטרונים הזמינים באדמה יכולה לקבוע את הסבירות לתגובות redox. תנאים כמו תכולת מים גבוהה או אדמה רווית מים יכולים לתרום למספר האלקטרונים הזמינים. פוטנציאל הפחתה הרגיל, או ערך Eh, מציין את הקצב בו מתרחשים חילופי אלקטרונים באדמה. משמעותה של ערכי Eh גבוהים משמעותית שיש מספר גדול של אלקטרונים, ואילו ערך Eh נמוך מציין מספר נמוך. קרקעות יבשות בדרך כלל נושאות ערך Eh נמוך. מדידה זו יכולה לעזור לקבוע אם סביבת אדמה מסוימת יכולה להחזיק בחומרים המזינים שלה.

שיקולים

ככל שחומרים מתחמצן (מקבלים אלקטרונים), הם רוכשים מטען שיכול בסופו של דבר להשפיל את ההרכב המבני של החומר, כך לפי וירג'יניה טק. זה יכול להיות דבר טוב או דבר רע, תלוי באילו חומרים מבוטלים. ניתן להשתמש בתגובות Redox למיגור מזהמים אורגניים או אורגניים כאשר יסודות התאמה מתאימים כראוי כדי לגרום לחמצון של חומרים מזהמים. מבחינת הידלדלות התזונה בקרקעות, מצבים רוויים או רשומים במים עלולים לגרום לחומרים חיידקים קיימים לדלדול חומרי הזנה באדמה, שכן אורגניזמים אלה ניזונים מחמצן זמין. כאשר אין חמצן זמין, חיידקים יעסקו בתגובות הפחתה עם כל החומרים הקיימים.