Integral estimation of oxidation-reduction (redox) status of the “soil-plant” system

The paper considers some issues relating to the evaluation of oxidation-reduction (redox) properties of soils using a system of titration methods with oxidizers and reducing agents, and con-trolled-potential coulometry on electrodes from a soil-coal paste. The redox status of soils can be additionally evaluated using the gas-discharge imaging method through determining the anti-radical activity of soil solutions and the content of antioxidants, carbon dioxide and oxygen, as well as positively and negatively charged complex compounds of cations, air ions in the soil, and the energy status of soils. It is shown that the amount of reduced substances increases in case of abundant soil moisture and increased humus content. The authors prove the reasonability of estimating the redox buffer capacity of soils and offer its mathematical description using 15 equations of pair correlation. In the pH range from 3 to 10, the value of AEh / ApH has amounted to 62.2 in the sod-podzolic soil and 43.9 in gray forest soil. Studies have proved the need to determine the Eh value in the root zone of plants in order to evaluate the redox status of soils. It is shown that plants adapted to the anaerobiosis conditions are highly prone to regulate Eh in the root zone and the absorption selectivity of individual elements. It has been found that to optimize the properties of soils and the “soil-plant” system, it is advisable to take the following joint measures: regulate the Eh factor of soils, inactivate the toxicants that appear in anaerobiosis, and introduce into the plants microelements that are an integral part of the redox enzymes of plants. It is proved that the most complete evaluation of the redox status of soils requires integral interpretation of redox properties, processes and modes to develop models of an optimal redox status of soils necessary to perform various ecological functions.

окислительно-восстановительное состояние, почва, растение, регулирование, буферная емкость, oxidation-reduction (redox) status, soil, plant, regulation, buffer capacity

1. Кауричев И.С., Орлов Д.С. Окислительно-восстановительные процессы и их роль в генезисе и плодородии почв // М., Колос, 1982, 272 с.

2. Савич В.И., Улько Н.Г., Яковлева Н.Н. Определение окислительно-восстановительного состояния почв методом потенциостатической кулонометрии на электродах из почвенно-угольной пасты, Почвоведение, 1979, № 4, с. 157-166

3. Савич В.И., Смарыгин С.Н. Определение буферной емкости почв в окислительно-восстановительном интервале методом потенциостатической кулонометрии, Изв. ТСХА, 1979, вып. 4, с. 194-196

4. Савич В.И., Раскатов В.А. Инструментальные методы исследования почв как компонентов агрофитоценозов и экологической системы. Учебное пособие / Савич В.И.; Раскатов В.А. - Москва: Издательство РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2012. - 229 с.

5. Савич В.И., Саидов А.К., Раскатов В.А. Норовсурэн Ж., Снагинский В.Е. Геофизические поля как фактор почвообразования // Изв.ТСХА, Вып. 3, 2009, с. 9-23

6. Савич В.И., Савич Л.В., Вишняков Ю.М. Оценка предельно допустимой концентрации свинца по активности фотосинтеза // Докл. АН РФ. Общая биология, 1993, т. 333, № 2, с. 121-122

7. Савич В.И., Кауричев И. С., Шишов Л.Л. Агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния почв // Почвоведение, 2004, № 6, с. 702-712

8. Савич В.И., Мазиров М.А., Седых В.А. Агроэкологическая оценка геофизических полей // РГАУ-МСХА, ВНИИА, 2016, 492 с.

9. Савич В.И., Мазиров М.А., Борисов Б.А. Оценка оптимальных свойств почв и недостатка элементов питания для растений с использованием методов на основе принципов обратной связи, Международный с.-х. ж-л, 2017, № 4, с. 48-50

10. Шатилов И. С., Замараев А.Г., Савич В.И. Энергомассообмен в звене полевого севооборота, ч. 1 // М., Агроконсалт, 2004, 368 с.

11. Jan Glinshi Zofia Stepniewska, Witold Stepniewski, Artur Banach oxidation -reduction properties of soils, Lublin, 2012, 128 p.