土壤還原電位對土壤生態系統產生重要影響的過程~作物忌地現象

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由於土壤中氧化態物質與還原態物質的組成十分複雜,因此計算土壤的實際氧化還原電位(Eh)很困難。主要以實際測量的土壤氧化還原電位(Eh)衡量土壤的氧化還原性。一般旱地土壤的氧化還原電位(Eh)為+400—+700mV;水田的Eh值在+300—-200mV。根據土壤的趴值可以確定土壤中有機物和無機物可能發生的氧化還原反應和環境行為。
當土壤的Eh值>700mV時,土壤完全處於氧化條件下,有機物質會迅速分解;
當Eh值在400—700mV時,土壤中氮素主要以NO3-(硝酸根離子)形式存在;
當Eh值之400mV時,反硝化開始發生;當Eh<200mV時,NO3-開始消失,出現大量的NH4+。(銨根正離子)
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土壤在酸性環境下,溶解在灌溉水中的氨分子以銨根離子的形式存在。氨水可電離出銨根離子和氫氧根離子,濃度增高形成敗氣氨,氨與硫結合成硫化氨(NH4)2S,液氨自耦電離能產生銨離子。(NH4)2S會發生雙水解反應,生成H2S和NH3,經揮發會聞到土質含刺激性氣味(NH3)和臭蛋味(H2S)。其毒性主要來源就是H2S。硫化氫為一種有強烈臭蛋氣味的劇毒氣體,在製革、釀造、橡膠製造、部分農業堆肥場、通風不良密閉式農作溫室、過度使用不當有機肥之農業園區等行業區域中作為副產品出現,不僅可造成作物的傷害,也會使得土壤中的-200mV Eh值再降低土素活性因子之時,H2S大量產生,Fe2+就會變成FeS沉澱了,其土質活性遷移能力逐步降低,破壞了原有的土壤生物理化結構,從而導致作物對土壤的忌地現象,嚴重影響農作收成和品質降低!
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如何處理?
依據酸鹼質子理論,當一個分子或離子釋放氫離子,同時一定有另一個分子或離子接受氫離子,因此酸和鹼會成對出現。酸鹼質子理論可以用以下反應式說明:
酸 + 鹼 ↹ 共軛鹼 + 共軛酸
因此土壤中的酸可經由『田王』處理而失去一個氫離子後,變成共軛鹼;再經由『田王』的附配質體而得到失去的一個氫離子後,變成過度氣態的共軛酸,再分解土壤中的硫化物、氨型敗氣。以上反應可能以正反應或逆反應的方式來進行,不過不論是正反應或逆反應,均維持解離還原土質的準則:
酸將一個氫離子轉移給『田王』附配物質,此附配體因此而活化進行再次的深度作用變為不溶性化合物,或是為土壤膠體牢固地吸附,植物難以利用而暫時退出生物小迴圈、脫離食物鏈或被排出土壤之外的作用。『田王』保持有效的、快速的、絕對安全的土質淨化改善能,並增加恰當的還原電位使得土質鬆軟具透氣性。後續可直接依照土礫性質施用安全有機質肥、腐殖酸,再以生態復育模式:控制和消除污染物進入農業生態系統的積極有力的措施。前後治理時程得視園區汙染實情與設備環境而論,一般不超過35~40天即可開始重新栽植作物。