本文關(guān)鍵詞：中國土壤化學(xué)的研究與展望，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第４５卷第５期

２００８年９月

土

ＡＣＴＡ

壤學(xué)報(bào)

ＳＩＮＩＣＡ

ＶｏＬ４５，Ｎｏ．５

Ｓｅｐ．，２００８

ＰＥＤＯＬＯＣＩＣＡ

中國土壤化學(xué)的研究與展望木

徐建明１

蔣

新２

劉

凡３

竇李

森４航７

周立祥５何

艷１

徐仁扣２徐明崗６

黃巧云３

（１浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江省亞熱帶土壤與植物營養(yǎng)重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)室，杭州３１００２９）

（２中國科學(xué)院南京土壤研究所，南京２１０００８）（３華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，武漢４３００７０）（４吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，長春１３０１１８）（５南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京２１００９５）（６中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京１０００８１）

（７西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶４００７１６）

摘要

回顧土壤化學(xué)中重要研究領(lǐng)域的研究進(jìn)展，可為２１世紀(jì)土壤科學(xué)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供基礎(chǔ)學(xué)科

分支的理論依據(jù)。本文在簡短回顧我國土壤化學(xué)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，總結(jié)討論了近年來我國土壤化學(xué)的研究特點(diǎn)、現(xiàn)狀及部分進(jìn)展，并據(jù)此對(duì)該領(lǐng)域的未來研究趨勢(shì)及重點(diǎn)發(fā)展方向作了概括性展望。綜合分析認(rèn)為，對(duì)土壤進(jìn)行宏觀調(diào)控要以土壤微觀性質(zhì)的認(rèn)識(shí)為前提。新近基于分子尺度微觀光譜技術(shù)對(duì)土壤微觀性質(zhì)的原位觀測(cè)及認(rèn)識(shí)的飛躍是近年來我國土壤化學(xué)研究領(lǐng)域迅速發(fā)展的基礎(chǔ)；近代土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物地球化學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及地質(zhì)醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的交叉與滲透又進(jìn)一步拓展了傳統(tǒng)土壤化學(xué)研究的領(lǐng)域，促進(jìn)了土壤化學(xué)多個(gè)分支學(xué)科的形成和發(fā)展；立足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)著眼于人類生存環(huán)境轉(zhuǎn)變，建立具有中國特色的可變電荷土壤化學(xué)理論與技術(shù)體系，完善現(xiàn)代土壤學(xué)理論，是今后中國土壤化學(xué)研究的重要發(fā)展

方向。

關(guān)鍵詞

土壤化學(xué)；膠體化學(xué)；界面化學(xué)；有機(jī)質(zhì)化學(xué)；養(yǎng)分化學(xué)；污染化學(xué)

Ｓ１５３

中圖分類號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

Ａ

我國土壤化學(xué)研究作為國際土壤化學(xué)研究的有機(jī)組成部分之一，至今已發(fā)展一個(gè)多世紀(jì)，研究范疇逐漸從元素化學(xué)向物理化學(xué)轉(zhuǎn)變�？v觀其發(fā)展過程，我國土壤化學(xué)的研究具有鮮明的中國特色，是隨土壤調(diào)查的開展而起步的，最早以研究膠體化學(xué)較為興盛；２０世紀(jì)３０年代中期之后，開始注重土壤吸附特性的研究，如我國主要土類對(duì)銨離子的等溫吸附及其與土壤黏粒部分硅鋁率的關(guān)系，磚紅壤對(duì)磷酸根的固定等；５０年代，隨著土壤資源調(diào)查范圍的擴(kuò)大，特別是紅壤地區(qū)的調(diào)查，帶動(dòng)了土壤酸度本質(zhì)、土壤交換性鹽基組成、土壤氧化還原過程以及土壤黏土礦物組成等研究的開展；６０年代起，特別是７０年代中期之后，先后開展了有關(guān)紅黃壤表面化學(xué)、電化學(xué)性質(zhì)以及水合氧化物型表面電荷可變特性及其界面化學(xué)行為等領(lǐng)域的研究，并將反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理重新引入各有關(guān)領(lǐng)域；２０世紀(jì)末期

以來，土壤界面化學(xué)的研究明顯活躍。２ｌ世紀(jì)開始，隨著環(huán)境污染問題的日益突出，包括重金屬和農(nóng)藥等有機(jī)物在內(nèi)的外源污染物進(jìn)入土壤后的化學(xué)行為迅速成為我國土壤學(xué)界競相關(guān)注的焦點(diǎn)，使得土壤化學(xué)的研究內(nèi)容得到進(jìn)一步拓展，并迅速突顯趨向活躍…。

具體研究內(nèi)容上，我國土壤化學(xué)已有的研究工作涉及土壤膠體化學(xué)、土壤界面化學(xué)、土壤有機(jī)質(zhì)化學(xué)、土壤養(yǎng)分化學(xué)及土壤污染化學(xué)等各方面，其中以土壤膠體和界面化學(xué)的研究較為系統(tǒng)和深入，近年來尤其重視土壤的污染化學(xué)。

１土壤膠體化學(xué)的研究

１．１研究歷史回顧

２０世紀(jì)６０年代，我國土壤膠體化學(xué)的奠基人

?國家杰出青年科學(xué)基金（４０４２５００７）和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（４０６７１０９２、２０７０７０２０）資助

作者簡介：徐建明（１９６５一），男，浙江桐鄉(xiāng)人，博士，教授，從事土壤化學(xué)與環(huán)境領(lǐng)域研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｍｘｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｒｌ收稿日期：２００８一０５—０８；收到修改稿日期：２００８—０５—２９

萬方數(shù)據(jù)　

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土壤熊毅在國內(nèi)開拓了“土壤有機(jī)無機(jī)復(fù)合體”的研究領(lǐng)域，先后撰寫了７篇文章，對(duì)“土壤有機(jī)無機(jī)復(fù)合”作了系統(tǒng)闡述與介紹，由此揭開了我國土壤膠體化學(xué)研究的篇章。研究工作主要涉及到復(fù)合膠體的膨脹性、復(fù)合體中腐殖質(zhì)的氧化穩(wěn)定性、電化學(xué)性質(zhì)等物理化學(xué)特性，以及復(fù)合體形成與土壤肥力的關(guān)系等。８０年代初至９０年代，隨著相關(guān)土壤膠體理論與研究方法著作，如熊毅等編著的《土壤膠體》第一、二、三冊(cè)等的相繼出版，極大地推動(dòng)了我國土壤膠體化學(xué)研究，并逐漸形成了相關(guān)的研究體系和特色。如：在明確我國主要水平地帶土壤層狀黏土類型、組合和分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注了它們與土壤形成發(fā)育的關(guān)系和表面化學(xué)特點(diǎn)，為我國土壤的發(fā)生分類和對(duì)土壤性質(zhì)表征提供了重要數(shù)據(jù)；關(guān)于熱帶亞熱帶土壤中１．４ｎｍ過渡礦物的形成、分布及性質(zhì)的研究取得了進(jìn)展，首次報(bào)道了土壤中的１．４ｎｍ過渡礦物可以由蒙脫石衍生而成舊ｏ；對(duì)山地土壤中黏土礦物的組合、形成和演化有了新的認(rèn)識(shí)，提出了三水鋁石的形成與水平地帶土壤具有不同成因的觀點(diǎn)；從成土條件、過程和膠體物質(zhì)組成與特性等方面，論證了山地土壤隨海拔升高與基帶土壤隨緯度增加的水平變化有很大區(qū)別”１；熱帶亞熱帶土壤中的鐵鋁氧化物的表面化學(xué)特點(diǎn)與行為開始受到明顯地關(guān)注，關(guān)于鋁的溶液化學(xué)和酸性土壤中鋁形態(tài)的研究Ｈｏ，我國南方土壤中氧化鐵類型的區(qū)分、定量方法、分布、及礦物學(xué)性質(zhì)、對(duì)磷吸附固定及生物有效性的影響研究等都有了一些較明顯的進(jìn)展¨。。

２０世紀(jì)末至２１世紀(jì)初，相關(guān)土壤膠體組分與土壤中生物活性分子及微生物間的交互作用成為新的研究熱點(diǎn)。２００４年受國際土壤學(xué)聯(lián)合會(huì)的委托，在中國武漢成功舉辦了第四屆土壤礦物一有機(jī)物一微生物相互作用國際學(xué)術(shù)研討會(huì)，并主編出版了近年來該領(lǐng)域研究成果的專刊和專著。１．２新近研究側(cè)重點(diǎn)及前沿

土壤膠體包括黏土礦物和有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體，是土壤中所有化學(xué)過程和化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，深刻影響著土壤中的礦物形成演化、土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、土壤養(yǎng)分有效性、土壤污染物的毒性以及污染土壤的修復(fù)等一系列物理、化學(xué)及生物學(xué)過程，一直是我國土壤化學(xué)的研究核心ｐ１。新近研究主要從土壤膠體的化學(xué)組成及膠體組分間的相互作用著手。

在土壤膠體的化學(xué)組成方面，新近研究發(fā)現(xiàn)，土壤黏土礦物與礦床黏土礦物的形成條件是不同

萬　

方數(shù)據(jù)學(xué)報(bào)４５卷

的，與之相關(guān)的新的研究內(nèi)容涉及黏土礦物和黏粒氧化物的結(jié)晶及其發(fā)生過程溶解反應(yīng)、離子交換釋放機(jī)理中基本化學(xué)鍵機(jī)制精確量化、氧化還原過程中的電子傳遞、中間體的產(chǎn)生及物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化與過程等＂］。劉凡等應(yīng)用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＥＭ／ＨＲＴＥＭ／ＥＤ、ＦＴＩＲ等現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和溶液化學(xué)方法較系統(tǒng)研究了不同氣候帶幾種土壤中鐵錳結(jié)核的環(huán)帶構(gòu)造、物質(zhì)組成與土壤環(huán)境的關(guān)系，表面化學(xué)特性；土壤中常見錳礦物的化學(xué)形成與轉(zhuǎn)化條件、表面電荷特點(diǎn)以及對(duì)重金屬的吸附、氧化特性和反應(yīng)機(jī)制，這促進(jìn)了土壤氧化錳的礦物學(xué)與錳的土壤化學(xué)行為研究‘¨…。

在有機(jī)無機(jī)復(fù)合體方面，應(yīng)用膠散法、顆粒分組法、重液分離法及其聯(lián)合法，對(duì)復(fù)合體的類型、數(shù)量、形成條件及其與土壤發(fā)生和肥力有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了系列研究。２０世紀(jì)末，袁可能、徐建明等針對(duì)有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的特性以及不同復(fù)合體之間的轉(zhuǎn)化問題進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究，發(fā)現(xiàn)鈣鍵復(fù)合體和鐵鋁鍵復(fù)合體在成分、結(jié)構(gòu)及相關(guān)的肥力性質(zhì)方面都有明顯的差異，且兩類復(fù)合體在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，如在鈣、鐵、鋁鍵三種復(fù)合體中，以鈣鍵復(fù)合體最易被置換，鋁鍵次之，而鐵鍵復(fù)合體基本上不能被置換，可以通過增加金屬鍵改變復(fù)合體的組成和特性¨２’”１。這極大地推動(dòng)了有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的理論研究進(jìn)程。

在土壤膠體組分與生物活性分子相互作用方面，土壤酶是土壤中所有生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑，其活性被認(rèn)為是土壤質(zhì)量和健康的重要指標(biāo)；ＤＮＡ是各種生物的基本遺傳物質(zhì)。因此，新近研究主要圍繞土壤膠體組分與酶、ＤＮＡ及蛋白質(zhì)等生物活性分子相互作用的特點(diǎn)、機(jī)制及其對(duì)生物分子活性影響的原因等角度展開，，旨在為闡明土壤組分相互作用的規(guī)律、揭示土壤質(zhì)量的本質(zhì)以及合理調(diào)節(jié)土壤生物活性等提供科學(xué)依據(jù)。近十多年來，黃巧云等對(duì)層狀硅酸鹽礦物、氧化物、腐殖質(zhì)以及土壤膠體等與生物分子的結(jié)合機(jī)理及其對(duì)生物分子活性的影響進(jìn)行了一系列深入的研究，發(fā)現(xiàn)土壤礦物、膠體組分對(duì)生物大分子的吸附量、親和力等與它們對(duì)元機(jī)離子和低分子有機(jī)化合物的吸附明顯不同¨“，并探討了磷酸根及低分子量有機(jī)配體對(duì)土壤活性組分表面生物分子吸附的影響¨引，明確了土壤有機(jī)質(zhì)在恒電荷和可變電荷土壤對(duì)生物分子吸附中的不同作用和貢獻(xiàn)，運(yùn)用紅外光譜、園二色譜、熒光光譜等手段初步闡明了生物分子在不同類型土壤組

５期徐建明等：中國土壤化學(xué)的研究與展望

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分表面結(jié)合的機(jī)制、構(gòu)型特點(diǎn)及對(duì)生物分子活性影響的根本原因¨６’１川，并進(jìn)一步運(yùn)用微量熱技術(shù)從熱力學(xué)角度開展了土壤固相組分與生物大分子、微生物相互作用的研究Ⅲ’”１。

受到研究方法的限制，有關(guān)土壤黏粒礦物等組分與微生物的相互作用，直到近幾年才開始有了一些報(bào)道。黃巧云等研究了細(xì)菌存在的條件下，土壤礦物、膠體對(duì)金屬吸附的特點(diǎn)及對(duì)金屬形態(tài)的影響¨虬２０｜，建立了黏粒礦物對(duì)細(xì)菌吸附的化學(xué)方法¨“，用微量熱技術(shù)探討了常見土壤黏粒礦物對(duì)細(xì)菌代謝活性的影響舊“。這些研究對(duì)闡明微生物影響下的土壤元素、物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化及生物有效性特點(diǎn)，揭示微生物活性影響下的土壤元素的歸宿等均非常重要。

總體而言，由于土壤膠體及其組分與生物活性分子、微生物等相互作用的復(fù)雜性，我國土壤膠體化學(xué)研究還有大量的問題有待揭示，許多工作有待進(jìn)一步深入，如從分子或原子水平探討礦物與微生物的作用機(jī)制、礦物一有機(jī)物一微生物互作對(duì)養(yǎng)分元素的有效性、有機(jī)污染物降解以及重金屬毒性的影響等等。對(duì)這些問題的闡明，除了常規(guī)的物理化學(xué)研究手段外，還需要利用原子力顯微技術(shù)、激光共聚焦掃描顯微鏡、Ｘ射線光電子能譜、高精度微量熱技術(shù)等現(xiàn)代分析技術(shù)。土壤膠體及其組分的相互作用的研究，涉及到土壤化學(xué)、微生物學(xué)、膠體化學(xué)、礦物學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，如能聯(lián)合不同學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)家進(jìn)行協(xié)作，可望使這方面的研究邁上新的臺(tái)階，取得更加豐碩的成果。

２土壤界面化學(xué)的研究

２．１研究歷史回顧

我國土壤界面化學(xué)的研究最早可追溯到對(duì)土壤表面電荷（土壤一切界面化學(xué)性質(zhì)的根本原因）性質(zhì)的電化學(xué)研究，始于２０世紀(jì)６０年代，其標(biāo)志是于天仁院士對(duì)土壤電化學(xué)的科學(xué)定義以及土壤電荷在土壤電化學(xué)過程中的核心地位的認(rèn)知悼“。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，這種認(rèn)知不斷被實(shí)踐所證實(shí)，特別是近年來，對(duì)電荷發(fā)生理論、電荷數(shù)量測(cè)定方法等的研究證實(shí)了多數(shù)土壤是永久電荷和可變電荷的共存體系，因而對(duì)硅氧烷表面的恒電荷概念提出了質(zhì)疑，并由此推動(dòng)了可變電荷土壤特性的研究發(fā)展。在此方面，中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤電化學(xué)研究室的研究較為全面，成果突出，已有專著

萬　

方數(shù)據(jù)對(duì)可變電荷土壤的界面化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行過系統(tǒng)的總結(jié)和提煉，明確了可變電荷土壤不同于恒電荷土壤的固有特性，闡述了帶電粒子（膠粒、離子、質(zhì)子、電子）之間的相互作用及其化學(xué)表現(xiàn)，使我國的土壤電化學(xué)研究在可變電荷土壤的電化學(xué)、水稻土電化學(xué)和土壤電分析化學(xué)等領(lǐng)域的貢獻(xiàn)為國際土壤學(xué)界所矚目Ⅲ’２５｜。于天仁、陳家坊、李學(xué)垣和季國亮等老一輩土壤化學(xué)家在土壤電荷性質(zhì)研究中的開創(chuàng)性工作，為我國土壤電化學(xué)理論的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

表面電荷性質(zhì)研究的不斷深入同時(shí)也促進(jìn)了我國土壤化學(xué)工作者對(duì)土壤酸度本質(zhì)等表面化學(xué)問題的認(rèn)識(shí)研究。５０年代以后，隨著交換性氫／鋁學(xué)說在國際土壤學(xué)界被廣泛接受，我國土壤化學(xué)工作者以紅壤為對(duì)象，開始了對(duì)土壤酸度問題的研究；８０年代起，交換性氫和鋁的形成機(jī)制、層狀黏土礦物的分解、土壤中鋁形成及其轉(zhuǎn)化和機(jī)制等理論問題，即鋁鍵的意義、鋁形態(tài)和轉(zhuǎn)化對(duì)外來因素（如酸雨）的緩沖能力及其生態(tài)效應(yīng)等問題（簡稱土壤鋁化學(xué)）為我國土壤化學(xué)家和生態(tài)學(xué)家所關(guān)注，并分別從土壤鋁的溶液化學(xué)和土壤鋁形態(tài)等方面人手進(jìn)行了系列研究并取得突破性進(jìn)展。２．２新近研究側(cè)重點(diǎn)及前沿

土壤具有支撐地球生命的獨(dú)特功能。在揭示土壤的這種獨(dú)特功能方面，土壤界面化學(xué)始終扮演著重要的角色。土壤中固一液相以及不同組成的固相間（如有機(jī)質(zhì)與礦物質(zhì)、層狀硅酸鹽與氧化物）的界面化學(xué)（主要包括電化學(xué)和表面化學(xué)）行為一直是土壤化學(xué)研究的活躍領(lǐng)域。

在電化學(xué)方面，圍繞土壤表面電荷與離子之間的相互作用，研究內(nèi)容主要涉及電化學(xué)理論和區(qū)域性的土壤電化學(xué)性質(zhì)兩方面，成果突出表現(xiàn)在對(duì)可變電荷土壤的微觀研究進(jìn)展上舊“。新近研究主要包括可變電荷土壤與恒電荷土壤在離子吸附和電導(dǎo)方面的比較探討，發(fā)現(xiàn)了恒電荷土壤所不具備的一些新性質(zhì)，從本質(zhì)上揭示了兩類土壤表面化學(xué)性質(zhì)的異同。如對(duì)可變電荷表面的恒電位的影響因素做出了新的解釋，認(rèn)為可變電荷表面的電位變化不僅與ｐＨ有關(guān)，而且還強(qiáng)烈地依賴于電解質(zhì)濃度；對(duì)離子強(qiáng)度影響可變電荷表面吸附重金屬離子現(xiàn)象提出了新的解釋，認(rèn)為重金屬離子的吸附量隨著離子強(qiáng)度的增加而增加的原因不是由于雙電層的壓縮，而可能是由于離子強(qiáng)度變化導(dǎo)致的表面電位的變化而引起。在土壤膠體表面與離子相互作用

８２０

土壤的理論方面也取得了一些重要進(jìn)展，包括對(duì)離子交換吸附本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，交換平衡機(jī)理模型的建立、吸附態(tài)離子的活度系數(shù)的理論計(jì)算，擴(kuò)散過程、靜電吸附過程和專性吸附過程的區(qū)分方法、配位形態(tài)、酸根離子的競爭吸附等舊“”１。這些研究不僅豐富了土壤化學(xué)的內(nèi)容，而且為刨立新的土壤化學(xué)理論體系奠定了基礎(chǔ)。

在表面化學(xué)方面，關(guān)于土壤表面與質(zhì)子反應(yīng)所表現(xiàn)出的土壤酸度和土壤酸化問題，我國土壤化學(xué)界對(duì)此已有相當(dāng)長時(shí)間的工作積累。導(dǎo)致土壤酸害的關(guān)鍵原因是鋁毒害，因此研究主要圍繞鋁的形態(tài)與轉(zhuǎn)化展開。土壤鋁的形態(tài)對(duì)處理土壤酸化及其對(duì)植物的影響至關(guān)重要。借鑒國外的研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的土壤特點(diǎn)和電化學(xué)方法，我國土壤化學(xué)工作者以酸性紅壤為對(duì)象對(duì)我國土壤酸化問題開展了廣泛的研究，其內(nèi)容涉及土壤酸化機(jī)制、土壤酸度的原位測(cè)定、土壤酸化的模擬和預(yù)測(cè)、土壤對(duì)酸的敏感性及臨界負(fù)荷、土壤酸化控制和酸性土壤改良等多方面，研究成果區(qū)分了酸性紅壤中鋁離子的化學(xué)形態(tài)，闡明了其中氫～鋁轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)及其機(jī)制”２’３３１。我國酸性土壤主要分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)，為可變電荷土壤。研究表明這類土壤的酸化過程與溫帶地區(qū)的恒電荷土壤有諸多不同特點(diǎn)。如氫離子與可變電荷土壤反應(yīng)除釋放可溶性鋁和轉(zhuǎn)化為土壤交換性酸外，還可以轉(zhuǎn)化為土壤的表面正電荷¨“�？勺冸姾赏寥缹�(duì)硫酸根的專性吸附過程中釋放的羥基可以中和酸雨中的部分質(zhì)子，因此可以減緩硫酸型酸雨對(duì)土壤的危害¨“。新近研究還探討了鋁毒與植物生長的關(guān)系，使得近年來在植物耐鋁毒的機(jī)制研究方面也取得很好進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)植物根系分泌低分子量有機(jī)酸是植物耐鋁毒的重要機(jī)制¨６’”］。近期從土壤化學(xué)角度對(duì)酸性可變電荷土壤中低分子量有機(jī)酸與鋁的交互作用的研究則加深了對(duì)這類土壤中鋁的化學(xué)行為的了解。如有機(jī)酸對(duì)可變電荷土壤吸附鋁的影響主要決定于ｐＨ、有機(jī)酸種類及其濃度。低ｐＨ下，低濃度的檸檬酸、蘋果酸和酒石酸可明顯增加鋁的吸附，而乳酸、丙二酸、草酸和水楊酸則作用微弱。高ｐＨ下，高濃度有機(jī)酸均抑制土壤對(duì)鋁的吸附。有機(jī)酸對(duì)鋁吸附的促進(jìn)作用主要通過有機(jī)酸在土壤表面的吸附使表面負(fù)電荷增加和正電荷減少，對(duì)鋁吸附的抑制作用則主要通過有機(jī)鋁絡(luò)合物的形成促使更多鋁保留在土壤溶液中¨“。

由于電子轉(zhuǎn)移引起的氧化還原反應(yīng)是土壤（特

萬　

方數(shù)據(jù)學(xué)報(bào)

４５卷

別是水稻土）中的重要化學(xué)過程之一，相關(guān)水稻土中氧化還原過程的研究也是土壤界面化學(xué)研究的一個(gè)重要分支。研究工作涉及水稻土的氧化還原電位及其測(cè)定、水稻土中的還原性物質(zhì)及其區(qū)分、水稻土中幾種主要的氧化還原體系、水稻土的氧化還原性質(zhì)與土壤發(fā)生和植物生長的關(guān)系等，相關(guān)成果總結(jié)成中文專著《水稻土的物理化學(xué)》和英文專著《Ｐｈｙｓｉｃａｌ

ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＰａｄｄｙ

Ｓｏｉｌｓ），分別于１９８３

年和１９８５年出版。這些研究擴(kuò)大了我國土壤化學(xué)研究在國際上的影響，使我國成為國際上研究土壤氧化還原的三大中心之一。后來的研究發(fā)現(xiàn)，即使在通氣的旱地可變電荷土壤中，氧化還原反應(yīng)也具有重要意義，特別在季節(jié)性多雨期間，土壤含大量水分，可以有相當(dāng)強(qiáng)的還原狀況存在Ⅲ１。此外，鐵、錳氧化物與有機(jī)物之間的氧化還原反應(yīng)是水稻土中的重要過程，近年來我國土壤科技工作者在水稻土中鐵的微生物還原方面也取得一定進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)認(rèn)為的土壤中鐵、錳氧化物的還原以純化學(xué)過程為主的觀點(diǎn)不同，微生物在土壤和沉積物中氧化鐵的還原過程中起重要作用。鐵還原細(xì)菌既可以直接與氧化鐵表面接觸，加速鐵的還原，也可通過其他物質(zhì)將電子傳遞給氧化鐵，加速鐵的還原‘圳。

總體而言，分析技術(shù)的提高對(duì)土壤界面化學(xué)的發(fā)展起了重要的推動(dòng)作用。近年來，傅立葉紅外光譜、ｘ射線光電子能譜（ＸＰＳ）、原子力顯微鏡、微量熱技術(shù)等新興現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)在我國土壤界面化學(xué)研究中不斷得到應(yīng)用。因?yàn)榛谕捷椛涞模渚�吸收光譜技術(shù)使在分子水平上探討表面反應(yīng)的機(jī)制成為可能，我國科技工作者也在這方面進(jìn)行了有益的嘗試，如已有研究應(yīng)用ｘ射線精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜研究了ｚｎ在氧化錳表面的吸附機(jī)制㈣。、砷酸根在可變電荷土壤表面的吸附機(jī)制及Ｃｕ“與硝基酚在紅壤表面的協(xié)同作用機(jī)制”“。此外，一些獨(dú)具特色的土壤電化學(xué)方法的建立為觀察新的土壤界面化學(xué)現(xiàn)象起到關(guān)鍵性的作用，也為土壤界面化學(xué)研究開辟了一些新的研究領(lǐng)域¨２１，推進(jìn)了相關(guān)研究工作的縱深發(fā)展。

３土壤有機(jī)質(zhì)化學(xué)的研究

３．１研究歷史回顧

我國土壤有機(jī)質(zhì)化學(xué)較為系統(tǒng)的研究始于２０世紀(jì)５０年代中后期至８０年代。期間，中國科學(xué)院

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