微观机理到宏观应用：《红壤中带电表面之间相互作用的电化学原理与应用》出版

在地球生态系统中，土壤不仅是植物生长的介质，更是一个充满生命活力的复杂界面体系。红壤，作为我国热带和亚热带地区最具代表性的土壤类型，其独特的可变电荷特性赋予了它不同于温带土壤的丰富界面化学行为。从胶体颗粒的相互作用到根-土界面的离子交换，从微生物的黏附过程到污染物的迁移转化，这些看似微观的电化学过程，实则深刻影响着农业生产的可持续发展和生态环境的安全。

《红壤中带电表面之间相互作用的电化学原理与应用》一书正是对这一微观世界的系统性探索。本书由中国科学院南京土壤研究所徐仁扣研究员领衔，凝聚了研究团队近20年的科研积累，为读者揭开了红壤界面电化学过程的神秘面纱。

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内容简介

本书在介绍红壤及矿物、细菌、植物根系表面的电荷特征和表征方法以及红壤对阴阳离子的吸附行为的基础上，重点阐述红壤中带相反电荷胶体颗粒之间双电层相互作用的规律及其对表面电荷、离子吸附和土壤酸化的影响；探讨流动电位方法在表征带电颗粒表面双电层之间相互作用中的应用；论述红壤与细菌等带电的生物胶体及细菌胞外聚合物之间的作用以及这些相互作用对离子吸附的影响；介绍带电的作物根系与离子之间的相互作用以及根系表面电荷性质在解释作物耐受有毒金属毒害及筛选抗逆作物品种中的应用；论述土壤表面电化学原理在土壤酸化调控中的应用。

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核心亮点

理论体系的系统性创新

本书突破了传统土壤化学研究的局限，建立了完整的红壤界面电化学理论框架。从双电层理论的实验验证到流动电位方法的创新应用，从细菌-矿物界面相互作用到根系表面电荷表征，构建了多尺度、多界面的研究体系。特别是在带电颗粒双电层相互作用对土壤酸化影响机制方面的研究，为理解红壤酸化过程提供了全新的理论视角。

研究方法的重大突破

团队自主研发的流动电位测量装置，实现了对土壤体系表面电化学性质的原位表征，这一技术突破为土壤界面过程研究提供了重要的方法支撑。书中详细介绍了各种表面电荷表征方法和离子吸附实验技术，为相关领域研究者提供了实用的技术参考。

应用价值的显著提升

本书不仅具有重要的理论价值，更在农业生产和环境保护中展现出广阔的应用前景。基于表面电化学原理的土壤酸化调控技术、利用根系表面电荷特性筛选抗逆作物品种的方法、以及通过界面过程调控实现污染物高效固定的策略，都为解决实际生产中的瓶颈问题提供了科学方案。

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作者简介

徐仁扣

徐仁扣，中国科学院南京土壤研究所研究员、中国科学院大学岗位教师和博士生导师。担任《土壤学报》主编，《土壤》副主编，

Biochar

Journal of the Science of Food and Agriculture

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ISBN 978-7-03-083385-3

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作为国家自然科学基金系列项目和中国科学院知识创新工程重要方向项目的成果结晶，本书不仅代表了我国在红壤界面电化学研究方面的最高水平，其中关于双电层相互作用抑制土壤酸化、细菌胞外聚合物影响界面过程等创新性发现，也引起了国际同行的广泛关注。

当我们读懂土壤颗粒表面的电荷语言，就能更精准地调控土壤环境，让科学真正服务于土地的可持续利用。在推进农业绿色发展的今天，这项研究为构建"健康土壤-高效农业-优美生态"的和谐关系提供了重要的科学基础。

从实验室的微观探索到田间地头的实际应用，本书架起了一座连接理论与实践的桥梁，为生态文明建设注入了新的科技动能。

本文摘自《红壤中带电表面之间相互作用的电化学原理与应用》（徐仁扣等著.北京 : 科学出版社, 2025.10.）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

(本文编辑：郑紫宸）

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