微觀機(jī)理到宏觀應(yīng)用：《紅壤中帶電表面之間相互作用的電化學(xué)原理與應(yīng)用》出版

在地球生態(tài)系統(tǒng)中，土壤不僅是植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，更是一個(gè)充滿生命活力的復(fù)雜界面體系。紅壤，作為我國(guó)熱帶和亞熱帶地區(qū)最具代表性的土壤類型，其獨(dú)特的可變電荷特性賦予了它不同于溫帶土壤的豐富界面化學(xué)行為。從膠體顆粒的相互作用到根-土界面的離子交換，從微生物的黏附過程到污染物的遷移轉(zhuǎn)化，這些看似微觀的電化學(xué)過程，實(shí)則深刻影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的安全。

《紅壤中帶電表面之間相互作用的電化學(xué)原理與應(yīng)用》一書正是對(duì)這一微觀世界的系統(tǒng)性探索。本書由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所徐仁扣研究員領(lǐng)銜，凝聚了研究團(tuán)隊(duì)近20年的科研積累，為讀者揭開了紅壤界面電化學(xué)過程的神秘面紗。

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內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書在介紹紅壤及礦物、細(xì)菌、植物根系表面的電荷特征和表征方法以及紅壤對(duì)陰陽離子的吸附行為的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述紅壤中帶相反電荷膠體顆粒之間雙電層相互作用的規(guī)律及其對(duì)表面電荷、離子吸附和土壤酸化的影響；探討流動(dòng)電位方法在表征帶電顆粒表面雙電層之間相互作用中的應(yīng)用；論述紅壤與細(xì)菌等帶電的生物膠體及細(xì)菌胞外聚合物之間的作用以及這些相互作用對(duì)離子吸附的影響；介紹帶電的作物根系與離子之間的相互作用以及根系表面電荷性質(zhì)在解釋作物耐受有毒金屬毒害及篩選抗逆作物品種中的應(yīng)用；論述土壤表面電化學(xué)原理在土壤酸化調(diào)控中的應(yīng)用。

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核心亮點(diǎn)

理論體系的系統(tǒng)性創(chuàng)新

本書突破了傳統(tǒng)土壤化學(xué)研究的局限，建立了完整的紅壤界面電化學(xué)理論框架。從雙電層理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到流動(dòng)電位方法的創(chuàng)新應(yīng)用，從細(xì)菌-礦物界面相互作用到根系表面電荷表征，構(gòu)建了多尺度、多界面的研究體系。特別是在帶電顆粒雙電層相互作用對(duì)土壤酸化影響機(jī)制方面的研究，為理解紅壤酸化過程提供了全新的理論視角。

研究方法的重大突破

團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的流動(dòng)電位測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤體系表面電化學(xué)性質(zhì)的原位表征，這一技術(shù)突破為土壤界面過程研究提供了重要的方法支撐。書中詳細(xì)介紹了各種表面電荷表征方法和離子吸附實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為相關(guān)領(lǐng)域研究者提供了實(shí)用的技術(shù)參考。

應(yīng)用價(jià)值的顯著提升

本書不僅具有重要的理論價(jià)值，更在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。基于表面電化學(xué)原理的土壤酸化調(diào)控技術(shù)、利用根系表面電荷特性篩選抗逆作物品種的方法、以及通過界面過程調(diào)控實(shí)現(xiàn)污染物高效固定的策略，都為解決實(shí)際生產(chǎn)中的瓶頸問題提供了科學(xué)方案。

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作者簡(jiǎn)介

徐仁扣

徐仁扣，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)崗位教師和博士生導(dǎo)師。擔(dān)任《土壤學(xué)報(bào)》主編，《土壤》副主編，

Biochar

Journal of the Science of Food and Agriculture

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ISBN 978-7-03-083385-3

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作為國(guó)家自然科學(xué)基金系列項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目的成果結(jié)晶，本書不僅代表了我國(guó)在紅壤界面電化學(xué)研究方面的最高水平，其中關(guān)于雙電層相互作用抑制土壤酸化、細(xì)菌胞外聚合物影響界面過程等創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)，也引起了國(guó)際同行的廣泛關(guān)注。

當(dāng)我們讀懂土壤顆粒表面的電荷語言，就能更精準(zhǔn)地調(diào)控土壤環(huán)境，讓科學(xué)真正服務(wù)于土地的可持續(xù)利用。在推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的今天，這項(xiàng)研究為構(gòu)建"健康土壤-高效農(nóng)業(yè)-優(yōu)美生態(tài)"的和諧關(guān)系提供了重要的科學(xué)基礎(chǔ)。

從實(shí)驗(yàn)室的微觀探索到田間地頭的實(shí)際應(yīng)用，本書架起了一座連接理論與實(shí)踐的橋梁，為生態(tài)文明建設(shè)注入了新的科技動(dòng)能。

本文摘自《紅壤中帶電表面之間相互作用的電化學(xué)原理與應(yīng)用》（徐仁扣等著.北京 : 科學(xué)出版社, 2025.10.）一書“前言”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

(本文編輯：鄭紫宸）

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