土壤养分离子养分元素
时间：2022-05-25
未知
土壤是通过由生物、地质和水文现象介导的风化过程在地表形成的多孔介质。从化学的角度来看，土壤是开放的生物地球化学系统，包含反应性固体、液体和气体。它们是开放系统意味着它们与周围的大气、生物圈和水圈交换物质和能量。它们是生物地球化学系统意味着它们随着时间的推移而发展是与土壤生物群和植物根系的生命周期相关的地球材料化学转化的结果。土壤是陆地生态系统中从植被冠层顶部延伸到地下水含水层底部的生命支持临界区的核心特征。临界区提供基本的生态系统服务（食物、纤维、燃料和水，包括它们的质量）来维持生物圈。临界区可能会出现除土壤以外的其他地球材料（例如，风化的岩石 [腐泥土]），但土壤的独特之处在于显示出独特的垂直分层，即土壤剖面（图 1.1），由在综合影响下渗透的水形成母质、地形、气候、生物和成土时间——土壤形成的五个因素。类似于根据相似的气候和植被覆盖对陆地生态系统进行分类的生物群落，顺序根据相似的气候、母质或成土时间对土壤进行分类。
土壤矿物质中的化学元素通常以带电物质的形式出现，这些带电物质以离子键结合在一起的空间构型排列。离子键涉及保留其独特“电子云”的原子，因此它们比共价键弱，共价键涉及键合原子的电子云的显着混合，导致电子共享，使共价键更强。然而，离子键和共价键是真实化学键仅近似的理想化。真正的化学键显示出某种程度的离子特征，它保持了键合伙伴的电子身份，以及某种程度的电子共享，这模糊了它们的电子身份。例如，Si-O 键被认为是离子和共价特征之间的均匀分配，Al-O 键被认为是约 40% 的共价键和 60% 的离子键。然而，铝是特殊的。土壤矿物质中几乎所有的金属-氧键都是离子键。例如，Mg-O 和 Ca-O 键被认为是 75% 到 80% 的离子键，而 Na-O 和 K-O 键是 80% 到 85% 的离子键。因此，共价键在确定土壤矿物的原子结构中起次要作用，除了 50% 共价的 Si-O 键赋予矿物耐候性这一重要特征，如第 1.3 节所述。鉴于这种结合的观点，土壤矿物质中化学元素的两个最重要的特性应该是它们的离子价和半径。化合价是离子物质上的电荷与质子上的电荷之比。离子半径是一个不太直接的概念，因为无法测量单个离子的半径。因此，离子半径是基于以下三个假设的定义量：（1）所有矿物中二价氧离子（O2-）的半径为0.140 nm，（2）参与的阳离子和阴离子的半径之和化学键等于测量的两者之间的原子间距离，并且 (3) 离子半径在包含具有给定配位数 (CN) 的离子的所有矿物结构中具有相同的值。
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