随着土壤还原条件的加强,各种氧化还原体系相继由氧化态转化为还原态或氧化态与还原态之比减小,导致土壤中还原性物质积累,土壤Eh下降。土壤中不同部位的还原性物质的数量各不相同,土块内部的还原性物质多于外部,根区土壤低于无根区土壤,此种数量的不均一性是普遍存在的。不同土壤中还原性物质在剖面中的分布也各异,但都由表层向下递减。
还原性物质的数量和分布也因土壤类型而异。对于同一大类型的水稻土,即使都处于淹水条件,由于土壤的氧化还原状况不同,还原性物质的数量也可有数倍至数十倍之差。其中强还原性物质在量上的差别较弱还原性物质更大,其在总量中所占的比重与土壤的氧化还原电势呈正相关。根据基于电化学法的田间测定结果,可以将土壤的氧化还原状况作粗略分级:氧化还原电势分别为300毫伏以上、300~50毫伏和50~-200毫伏,分别给予氧化、还原、强还原的名称。对于自然土壤和农用旱地,氧化还原状况的变动范围则小得多,土壤的Eh在400~650毫伏,无强还原性物质,按土壤氧化还原状况的区分,它们都属氧化性土壤类型。
土壤中还原性物质在数量上总的趋势是随着还原条件的增强而逐渐增多,但增多的速率取决于土壤中易分解的有机质含量、温度及其他某些影响因素。对于水稻土,在水稻生长期间,耕层中还原性物质含量在有机质分解旺盛阶段增加最快,并达最高值;之后减缓,经过一段相对稳定的时间后又会有所降低。在犁底层及以下土层,到水稻生长后期也可因还原条件增强而导致还原性物质含量有所增加,但其幅度较耕层小得多。土壤渍水后有机和无机还原性物质数量的增长速率不同。以有机还原性物质和无机的亚铁离子为代表来说,二者的消长趋势一般在开始时前者占绝对优势,尔后后者的比重逐渐增加,到一定时间后,后者才占主要部分。尽管不同土壤中此种趋势相似,但也存在区别,其中最明显的是:亚铁离子峰值出现的时间因土而异,表明有机还原性物质和亚铁离子的消长趋势符合顺序还原作用,但其速度又受到土壤性质的影响。有机还原性物质中不同还原强度的组分随分解时间而变化,例如绿肥分解产物的组分以在旺盛分解阶段最复杂,其中强还原性物质居多;随着分解的进行,强还原性物质的数量渐减,甚至消失,总量也随之减少;到稳定阶段,只存在弱还原性物质。
土壤有机物质对土壤还原性物质的含量和组成有直接和间接的影响。有机物质的分解产物即为还原性物质的直接来源,这些有机还原性物质又与土壤中氧化铁、锰和硫酸盐进行电子交换,使它们被还原成为亚铁离子、二价锰离子和硫离子。所以在有机质含量较高的土壤中,还原性物质的数量也较多。但由于土壤中的有机物质组成及其分解的难易程度等不同,还原性物质总量与土壤有机质含量之间不成线性关系。土壤还原性物质含量与土壤Eh之间有一定的数量关系。土壤pH可影响某些还原性物质的沉淀-溶解、螯合-解离等化学平衡,从而可改变土壤中还原性物质的存在形态。