土壤化学与肥力
土壤化学与肥力研究土壤溶液和固体表面的化学反应，这些反应储存和释放养分，并研究土壤为植物生长提供所需元素的能力。
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Definition
土壤化学是研究土壤的化学组成、反应和过程，特别是在土壤固体、水和空气之间的界面；土壤肥力是指土壤以足够的数量和平衡供应植物生长所需必需养分的能力。
Scope
该领域涵盖了保留养分的带电胶体和阳离子交换、控制化学有效性的酸度和pH值、植物养分的循环和供应，以及盐渍土的化学性质。它将土壤表面的分子反应与土壤生产力的实际问题联系起来，并将其限定为土壤化学，以区别于更广泛的环境化学。
Sub-topics
Core questions
- 带电土壤胶体如何保留和交换养分离子？
- 土壤pH值如何控制养分和有毒元素的有效性？
- 植物养分如何在土壤中循环、储存和供应？
- 是什么使盐渍土和钠质土在化学和物理上存在问题？
Key concepts
- 土壤胶体和表面电荷
- 阳离子交换容量和盐基饱和度
- 土壤pH值和缓冲作用
- 必需植物养分
- 养分有效性和吸附
- 盐渍化和钠质化
Key theories
- 阳离子交换容量
- 带负电荷的粘土和有机胶体吸附可交换阳离子，这些阳离子可逆地供植物和土壤溶液利用，因此阳离子交换容量是养分保留和缓冲作用的关键变量。
- pH值对养分有效性的控制
- 土壤pH值控制养分和潜在有毒元素的溶解度和形态；大多数养分在中性pH值附近最有效，而强酸性或强碱性会降低有效性并释放铝等毒素。
- 养分循环和供应
- 植物养分通过风化、矿化、吸附和吸收在矿物、有机、可交换和溶液库之间移动，土壤肥力反映了这些库的大小和动态。
Clinical relevance
土壤化学和肥力是肥料和石灰推荐、养分缺乏和毒性诊断、酸性、盐渍和钠质土壤改良以及保护水质免受养分流失的科学基础；它们是土壤测试和养分管理的科学依据。
History
土壤化学起源于19世纪对阳离子交换的研究和李比希（Liebig）对植物生长依赖矿物养分的认识，经过20世纪对胶体化学、pH值和养分循环的研究，发展成为一门将表面反应与肥力和环境质量联系起来的定量学科。
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- 什么使土壤肥沃？
- 肥沃的土壤能以足够的数量和平衡供应植物所需的必需养分，通过阳离子交换和有机质保持和释放养分，具有使养分保持有效状态的pH值，并且不含毒性水平的盐、钠或铝。
- 土壤肥力与土壤健康相同吗？
- 不。肥力侧重于养分的化学供应，而土壤健康更广泛，也包括物理结构和生物活性；土壤在化学上可能肥沃，但在结构或生物学上可能退化，反之亦然。