土壤微量元素循环的重要作用和过程
微量元素与土壤黏土矿物、有机质表面间的反应，主要是吸附解吸反应。
由矿物风化或有机物质分解释放出的，以及来自其他途径的水溶态微量元素，在土壤中均不可避免地要与土壤胶体接触而被吸附和解吸。Cu2+、Zn2+等阳离子的交换吸附服从质量作用定律，吸附与解吸处于动态平衡状态。土壤胶体对不同离子的亲和力不同，因此吸附有一定的选择性，这主要决定于离子种类和胶体表面特性。一般高价的、水合半径小的离子比低价的、水合半径大的容易吸附。胶体表面的形状，电荷的来源、密度与分布位置，以及有机胶体对离子的络合反应等都影响吸附的选择性。胡敏酸吸附二价微量元素阳离子的次序为：铜>铁>锌>锰。通过络合或其他共价键结合而吸附的离子，不能通过简单的交换反应解吸，从而引起微量元素的吸附固定。黏土矿物和有机胶体对铜、锌、硼、钼、铁、锰都有明显的吸附固定作用，对铜的固定尤其强烈，这可能是因为它容易和胶体表面的羟基（-OH)共价结合（Cu-O-Al或Cu-OH-AI)。
硼虽是非金属元素，但亦有形成共价键的强烈倾向，既容易被黏土矿物和三价氧化物(特别是表面含羟基较多的氧化铝胶体）吸附固定，也容易被有机质吸附固定，其机制亦被认为是硼酸根阴离子（H2BO4-)中的硼与胶体表面的羟基形成羟桥键（M-OH-B)或氧桥键（M-O-B)。钼酸根（MoO42-)也是一种阴离子，但其吸附机制似与硼酸根不同。氧化铁胶体对钼酸根有极强的吸附固定作用，除阴离子交换作用外，还可能通过化学反应形成难溶性铁铝酸盐，或钼酸根离子进入氧化铁矿物的晶格里。被吸附固定的微量元素只有当其结合键被破坏时才能解吸；在被氧化物吸附的过程中，若形成包膜，则需要破坏包膜（常在pH和氧化还原电位强烈变化的条件下）才能解吸。
二、沉淀和溶解
土壤矿物与土壤溶液微量元素之间的反应，主要受溶度积控制，以溶解沉淀反应为主。
钼、铁、锌、铜、锰等微量元素在土壤中会生成沉淀或溶解。钼酸根阴离子可与铁、铝、钙、镁等阳离子生成沉淀，其中以CaMoO4和Fe2(MoO4)3最为重要，前者主要存在于中性或石灰性土壤中，后者则主要存在于酸性土壤中，成为控制土壤溶液中MoO42-浓度的重要固相因素。铁、锌、铜、锰等阳离子在土壤中主要生成氢氧化物、碳酸盐、硫化物以及少量磷酸盐、硅酸盐等较难溶解的沉淀。它们都随pH降低而趋向于溶解，并随pH升高而迅速降低平衡液相中的离子浓度。
三、氧化和还原
氧化和还原反应是土壤中微量元素转化的又一个重要机制，对铁和锰尤其重要。在氧化条件下，铁、锰转化为高价化合物，其溶解度比还原条件下的低价化合物低得多。铁有Fe2+、Fe3+和Fe6+3种价态。在碱性介质中，Fe2+很易氧化为Fe3+;在酸性介质中，Fe3+则易还原为Fe2+;而在所有介质里，生成Fe6+的可能性很小。锰则有Mn2+、Mn3+和Mn4+等价态，在氧化性土壤中以Mn3+和Mn4+的形式存在，但在酸性还原性无二氧化碳积累的土壤里则以Mn2+的形式稳定存在。土壤铁和锰主要氧化还原体系随pH而变化。因此决定它们进行氧化还原反应的临界氧化还原电位也是变动的，一般认为，铁的临界氧化还原电位为300～500mV,锰的氧化还原电位为500～600mV。锰对还原性物质较铁敏感，在自然条件下，氧化还原电位高于350mV时的土壤一般含Fe2+很少，但在氧化还原电位为550mV时仍有相当多的Mn2+存在。钼的转化也和氧化还原反应有密切关系，它主要有Mo4+和Mo6+两种价态，与铁、锰相反，其高价态对植物有效，而低价态是无效的。这两种价态的氧化还原转化可以直接进行（MoO3⇆MoO2),也可以通过一个中间氧化物进行（MoO3⇆Mo2O3⇆MoO2)。
四、络合和解离
络合反应是土壤微量元素转化的另一个重要机制，它一方面可使微量元素从难溶解的固态转化为可溶解的络合态，增加它们在土壤中的迁移性，另一方面也可把溶解的元素络合固定起来，降低其迁移性。钼、铁、锌、铜、锰等微量元素都是过渡元素，有很强的形成络合物的倾向。土壤中能与微量元素产生络合反应的有机配位体，主要有胡敏酸、富啡酸及新鲜有机物质的分解产物（有机酸、氨基酸、糖酸等）和中间产物，这些配位体的羟基（-OH)、羧基（-COOH)等是和微量金属元素发生络合反应的主要官能团。因此在腐殖酸含量高、新鲜有机物质丰富的土壤中，由于有较多的有机配位体，有相当比例的微量元素是以络合态存在的。
络合物的溶解性和配位体的分子大小有关，一般小分子易溶解。络合物的溶解性也和金属离子的饱和度有关，例如胡敏酸仅在同少量金属离子络合时溶解度较高，当所有官能团全被金属离子络合时则易沉淀。离子强度、pH、腐殖酸浓度和金属离子种类等都对络合物的溶解性有影响。
参考文献：
[1]徐建明.土壤学[M].北京：中国农业出版社，294-296.
