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我国土壤化学研究的进展与面临的任务 沈阳农业大学 关连珠 一、土壤化学的内容 土壤化学是土壤学的重要分支科学，涉及到了土壤学的所有研究领域 土壤化学又可以分为：土壤组成物质化学、土壤溶液化学、土壤表面化学、土壤电化学、土壤生物化学、土壤—植物营养化学、土壤形成过程的化学、土壤环境化学、土壤分析化学等 土壤组成物质化学：包括土壤中黏土矿物的形成和结晶化学；土壤中有机质的形成和转化；土壤有机无机复合体和土壤胶体的形成、稳定性和在土壤中所起的化学作用 土壤溶液化学：包括在土壤溶液中所进行的所有化学反应，如：酸碱反应、氧化还原反应、沉淀溶解反应、络合（熬合）反应、 土壤表面化学：包括在土壤颗粒表面所进行的一切化学反应和化学过程，如吸附解吸反应与平衡、固定与释放平衡 土壤电化学：包括土壤电荷的来源、特性、分布以及土壤电荷对土壤保肥供肥性能的影响 土壤生物化学：包括土壤中一切由微生物所参与的化学过程，如土壤腐殖质的形成和转化、土壤酶促化学 土壤植物营养化学：包括土壤中一切养分元素的转化和迁移化学，如土壤中发生的氨化作用、硝化作用、反硝化作用、质子化作用、有效化过程和无效化过程 土壤形成过程化学：包括在土壤形成和发育过程中所发生的一切化学反应和化学过程，如淋溶淀积过程、新生体的形成等、 土壤环境化学：包括土壤中可能存在的一切环境污染物的转化和毒性效应 土壤分析化学：包括土壤中一切化学物质、化学反应、化学过程的化学检测和数量及形态的区分，如土壤中养分数量和形态的测定、土壤中所进行的酸碱反应和过程的测定、土壤中污染物的数量和存在形态的测定等 二、土壤化学的研究进展 进一步明确了土壤中的黏土矿物（包括氧化物矿物）是多组分的，是无定形和晶质并存的，且相互复合和包被。不同组分的黏土矿物在土壤中所起的作用不同，其中无定形矿物在土壤中所起的作用要比晶质矿物大的多；土壤中各种组分的黏土矿物处在不断的相互转化过程之中；同类晶质矿物也可以相互转化。 在土壤胶体表面电荷区分的基础上，明确了土壤胶体表面的类型；提出了土壤胶体表面发生配位体交换的理论；进一步完善了黏土酸和胶体电解质的概念；修正了土壤胶体表面电荷和比表面积的测定方法；扩展了影响土壤胶体表面电荷的因素；开展了土壤胶体表面的电子显微镜观察和解析的工作；开发了一批用于土壤胶体表面电荷和电位测定的仪器设备。 在盖德罗依茨土壤吸附性能划分的基础上，土壤吸附性能的理论得到了进一步完善，一是修正了离子交换反应是瞬间完成的理论；二是修正了土壤CEC是恒值的概念；三是证明了土壤对某些金属离子的吸附并不是可逆的交换性吸附；对等温吸附方程的应用和拟合有了更加清醒的认识；开展了吸附反应动力学方程和热力学参数的研究；对某些离子的吸附机制做了进一步的探讨；澄清了吸附和吸持两个概念 在土壤酸度的研究上，根据土壤酸度的存在形态，屏弃了二十年代以前土壤酸度是腐殖酸和碱性物质所决定的论断，澄清了交换性酸的氢说和铝说之争；开展了铝毒和锰毒的研究；对土壤酸化机理有了更加清晰的认识；开发了土壤酸度调节的调理剂；对土壤的缓冲作用有了更深入的理解，扩展了土壤缓冲作用的内涵和外延 在土壤有机无机复合体研究方面，修正了土壤有机无机复合体的提取和区分方法；提出了测定土壤有机无机复合体氧化稳定性的方法；开展了各组有机无机复合体的离子交换量、养分储量和有效性、黏度和电泳速度的研究；探讨了有机无机复合体的保肥和供肥机制，深入了有机无机复合体复合机制方面的研究 结合水稻土的研究，广泛开展了土壤中氧化还原反应的研究。在Mttson的等电风化学说的基础上提出了氧化还原风化的概念；进一步明确了土壤中各种氧化还原物质的性质以及它们之间的关系；提出了氧化还原反应与土壤发生和植物生长的关系；探讨了土壤氧化还原状况与土壤中养分元素和金属元素存在形态之间的关系 在土壤环境化学研究方面，已经开展了围绕重金属在土壤中的化学行为的基础性探索；开展了土壤对环境风险物的吸附、分解、积累、转化、迁移等方面的研究 三、土壤化学研究中存在的问题及面临的任务 土壤化学方面的研究属于基础性研究，近年来有逐渐被忽视的趋势 研究方法近年来没有多大突破，在分析方法探讨上很少有人开展工作 土壤化学各个分支领域发展不平衡，使整个土壤化学近年来发展缓慢 研究中缺乏科学性、系统性，研究结果应用面受到明显限制 目前需要进一步加强的研究内容包括以下几个方面： 1、土壤中溶质运动及其对土壤环境的影响 2、土壤退化涉及的化学机理和化学过程 3、土壤组成和土壤性质对污染物化学行为的影响 4、土壤组成和土壤性质对土壤自净能力和环境容量的影响 5、土壤形成和土壤发育过程中化学物质的迁移对土壤肥力的影响 6、外源化学物质在土壤中的转化和对土壤化学和生物学性质的影响 7、土壤中硅酸盐矿物的的形成和相互转化过程以及对土壤质量的