| 单词 | 土壤电化学 |
| 释义 | 【土壤电化学】 土壤电化学是土壤科学深入发展的产物，它的发展总是在土壤学这个大背景下进行的。 新概念土壤学——土壤圈学1．从圈的观点研究人类生存空间——圈态学。圈态学是研究物质、能量和熵在一个圈及圈际之间的流动和平衡及其变化速率的过程和圈际间相互关系的科学。圈态学把圈的共性抽象出来而把圈作为一个基本对象加以研究；它的研究包括熵的流动和平衡，而此项重要内容生态学至90年代似未涉及。可以认为，随着认识深入，对人类生存空间的研究将会从生态学的研究进一步转向圈态学的研究。2．从圈的观点研究土壤——土壤圈学。土壤圈学的研究内容包括：(1)土壤圈的圈态学或土壤圈态学，它研究物质、能量和熵在土壤圈中的流动和平衡及其速率和过程，以及土壤圈与其它圈层的相互关系；(2)土壤圈的微观组成、结构和性质，以及物质在土壤圈中迁移转化的微观过程。土壤电化学是土壤圈学的一个分支1．土壤圈微观组成物质的特点。从化学角度看，构成土壤圈的物质有两类：第一类物质包括无机胶体、离子和有机质；第二类为介质，包括水和空气。第一类物质有两个显著特点：(1)都带有电荷，故从电化学角度看，均可视为带电粒子；(2)除离子外，第一类中绝大多数物质均为胶体，具有不均一的表面且比表面积很大。2．土壤电化学的基本对象和范围。土壤电化学是研究土壤圈中带电粒子之间的相互作用及其化学表现的科学。这些带电粒子包括带电胶体、离子、质子和电子等。土壤胶体与溶液中离子的相互作用即表现为离子的吸附、交换和解吸过程；土壤胶体与质子的相互作用即表现为土壤酸碱平衡过程；电子在土壤体系中的传递作用即表现为土壤氧化还原过程。这3种土壤电化学过程对土壤圈的微观结构和性质以及物质在土壤圈中迁移转化的微观过程有着多方面的极深刻的影响。土壤胶体——溶液界面是土壤圈中各种微观过程发生的主要场所，故对这个界面以及该界面上所发生的胶体与其它各种带电粒子的相互作用成为土壤电化学的研究核心。一些学者认为，土壤化学的含义已逐渐由土壤元素化学转变为土壤物理化学，现代土壤化学的研究内容都集中于物理化学方面。趋势之一：80年代的前沿仍为90年代的前沿。自然科学的研究对象有两类：一类无时空差异，如数理化等学科的研究对象；另一类则有时空差异，如地学、生物学、气象学和海洋学等。后一类研究对象有以下特点：(1)多变性；(2)种类多样性；(3)演进性；(4)相互制约性。由于上述诸特点，研究这类具有时空差异的自然对象的学科的发展相应有下面若干特点：(1)渐进性；(2)累积性(观测数据)；(3)经验性；(4)依赖基础学科提供理论方法和实验手段。因此，这类学科的发展在相当长的一段时期内会保持相对稳定，其研究热点和前沿一般也会持续较长时间。80年代国际上现代土壤化学发展概况：一般说来，有4种动因推动研究具有时空差异的自然对象的学科的发展。现代土壤化学的发展亦如是。(1)社会经济发展。首先，对热带、亚热带资源的大规模开发利用，促进了对这些地区土壤资源的研究，从而导致现代化土壤学的研究重点正从恒电荷土壤转向可变电荷土壤。整个80年代，大量的土壤化学研究均以可变电荷土壤为研究对象；氧化物特别是铁、铝氧化物的研究也甚为活跃。其次，即众所周知的环境问题。污染物质在土壤圈中的迁移转化以及对土壤微观结构性质的影响为另一关注焦点。这方面涉及重金属污染、酸雨和土壤酸化以及土壤中有害气体的释放等。另外，还有众多的为了人类享有适当食物和清洁环境而开展的土壤化学研究。(2)基础学科理论的应用，一是配位化学在土壤胶体表面化学上的应用，再一是化学动力学理论的广泛应用，另一是表面物理、表面化学在土壤表面化学上的应用。(3)新研究技术手段的采用。(4)权威影响及个人偏好，表现在一批学者乐于采用理论模式的研究方法，而另一批学者则仍采用传统实验方法，但模式方法已愈来愈为人们接受而成为重要的研究方法。有关的研究前沿，粗略地概括为：(1)土壤化学反应动力学研究。(2)离子专性吸附和土壤胶体－溶液界面的结构模式研究。(3)土壤胶体及氧化物的表面电荷性质和表面电荷位、吸附位区分研究。(4)土壤中铝的形态及土壤酸度研究。(5)土壤溶液中的配合物研究。趋势之二：90年代将出现一个新前沿。90年代，现代土壤化学的研究将会出现一个新生长点，即土壤胶体表面与有机质及微生物的相互作用，以及土壤胶体表面的无机催化和生化催化功能的研究。有两点可以明确地反映这一新趋向。1990年第14届国际土壤科学大会上，在土壤化学专业委员会下又设立了一个“土壤矿物及自然有机物与微生物间的交换作用”工作组，就是这种新趋向的具体例证。未来土壤表面化学的发展趋势，一是土壤表面化学与有机化学的结合，另一是土壤表面的催化性质，包括无机的、有机的和生化的催化。这一新趋向的出现主要有两个原因：(1)社会经济的发展要求解决更复杂更综合的问题；(2)学科本身的发展也促使人们逐步认识到仅仅研究无机现象这种相对简单的情形的局限性和有效性(Mortland)。未来土壤电化学的研究将在已建立的土壤电化学理论框架内进行。在发挥自己优势的前提下，紧密跟踪国际上现代土壤化学的发展趋向，且继续注重和保持理论研究方法和实验手段上的特色。土壤电化学未来的重点研究对象将主要以可变电荷土壤，即红壤和水稻土为两个重点研究对象来展开各项研究工作。土壤电化学基础理论研究的4个发展方向：(1)土壤胶体表面的电荷性质。(2)土壤胶体与溶液中离子的相互作用。(3)土壤中的质子转移过程(酸碱平衡过程)。(4)土壤中的电子传递过程(土壤氧化还原过程)。土壤电化学性质的长期原位研究：(1)建立和完善长期原位研究。(2)原位测定和研究土壤电化学性质。应用已建立的系统，对土壤电化学性质进行长期原位测定，研究其在自然条件下的动态变化，从而探明土壤电化学性质的实际变化规律、相互关系及影响因素：研究其对土壤圈中物质迁移转化的影响，并结合室内的基础理论研究，对所观测的现象和规律作出理论解释。除上述研究工作外，还将重视新实验技术手段的引进和发展，包括新电化学方法的引进与发展、微机普及应用以及测量仪器的计算机化，可以相信，上述几方面的工作将会使土壤电化学的研究无论在深度上还是在广度上都会有所进展。【参考文献】：1 于天仁，等．土壤的电化学性质及其研究法．北京：科学出版社，19762 Sparks D L，Barrow N J．Adv in Agronomy，1985，38：183～2663 于天仁．土壤，1987，19(4)：169～1724 陈家坊．土壤学进展，1989，17(4)：17～225 Alva A K，Hirsch D，Schwab A P．Soil Sci．Am．J．1989，53：29～44，716～7216 Congers M J．Soil Sci，1990，41：147～156(中国科学院南京土壤研究所张宏撰) |
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