土壤微量元素循環的重要作用和過程
微量元素與土壤黏土礦物、有機質表面間的反應，主要是吸附解吸反應。
由礦物風化或有機物質分解釋放出的，以及來自其他途徑的水溶態微量元素，在土壤中均不可避免地要與土壤膠體接觸而被吸附和解吸。Cu2+、Zn2+等陽離子的交換吸附服從質量作用定律，吸附與解吸處于動態平衡狀態。土壤膠體對不同離子的親和力不同，因此吸附有一定的選擇性，這主要決定于離子種類和膠體表面特性。一般高價的、水合半徑小的離子比低價的、水合半徑大的容易吸附。膠體表面的形狀，電荷的來源、密度與分布位置，以及有機膠體對離子的絡合反應等都影響吸附的選擇性。胡敏酸吸附二價微量元素陽離子的次序為：銅>鐵>鋅>錳。通過絡合或其他共價鍵結合而吸附的離子，不能通過簡單的交換反應解吸，從而引起微量元素的吸附固定。黏土礦物和有機膠體對銅、鋅、硼、鉬、鐵、錳都有明顯的吸附固定作用，對銅的固定尤其強烈，這可能是因為它容易和膠體表面的羥基（-OH)共價結合（Cu-O-Al或Cu-OH-AI)。
硼雖是非金屬元素，但亦有形成共價鍵的強烈傾向，既容易被黏土礦物和三價氧化物(特別是表面含羥基較多的氧化鋁膠體）吸附固定，也容易被有機質吸附固定，其機制亦被認為是硼酸根陰離子（H2BO4-)中的硼與膠體表面的羥基形成羥橋鍵（M-OH-B)或氧橋鍵（M-O-B)。鉬酸根（MoO42-)也是一種陰離子，但其吸附機制似與硼酸根不同。氧化鐵膠體對鉬酸根有極強的吸附固定作用，除陰離子交換作用外，還可能通過化學反應形成難溶性鐵鋁酸鹽，或鉬酸根離子進入氧化鐵礦物的晶格里。被吸附固定的微量元素只有當其結合鍵被破壞時才能解吸；在被氧化物吸附的過程中，若形成包膜，則需要破壞包膜（常在pH和氧化還原電位強烈變化的條件下）才能解吸。
二、沉淀和溶解
土壤礦物與土壤溶液微量元素之間的反應，主要受溶度積控制，以溶解沉淀反應為主。
鉬、鐵、鋅、銅、錳等微量元素在土壤中會生成沉淀或溶解。鉬酸根陰離子可與鐵、鋁、鈣、鎂等陽離子生成沉淀，其中以CaMoO4和Fe2(MoO4)3最為重要，前者主要存在于中性或石灰性土壤中，后者則主要存在于酸性土壤中，成為控制土壤溶液中MoO42-濃度的重要固相因素。鐵、鋅、銅、錳等陽離子在土壤中主要生成氫氧化物、碳酸鹽、硫化物以及少量磷酸鹽、硅酸鹽等較難溶解的沉淀。它們都隨pH降低而趨向于溶解，并隨pH升高而迅速降低平衡液相中的離子濃度。
三、氧化和還原
氧化和還原反應是土壤中微量元素轉化的又一個重要機制，對鐵和錳尤其重要。在氧化條件下，鐵、錳轉化為高價化合物，其溶解度比還原條件下的低價化合物低得多。鐵有Fe2+、Fe3+和Fe6+3種價態。在堿性介質中，Fe2+很易氧化為Fe3+;在酸性介質中，Fe3+則易還原為Fe2+;而在所有介質里，生成Fe6+的可能性很小。錳則有Mn2+、Mn3+和Mn4+等價態，在氧化性土壤中以Mn3+和Mn4+的形式存在，但在酸性還原性無二氧化碳積累的土壤里則以Mn2+的形式穩定存在。土壤鐵和錳主要氧化還原體系隨pH而變化。因此決定它們進行氧化還原反應的臨界氧化還原電位也是變動的，一般認為，鐵的臨界氧化還原電位為300～500mV,錳的氧化還原電位為500～600mV。錳對還原性物質較鐵敏感，在自然條件下，氧化還原電位高于350mV時的土壤一般含Fe2+很少，但在氧化還原電位為550mV時仍有相當多的Mn2+存在。鉬的轉化也和氧化還原反應有密切關系，它主要有Mo4+和Mo6+兩種價態，與鐵、錳相反，其高價態對植物有效，而低價態是無效的。這兩種價態的氧化還原轉化可以直接進行（MoO3?MoO2),也可以通過一個中間氧化物進行（MoO3?Mo2O3?MoO2)。
四、絡合和解離
絡合反應是土壤微量元素轉化的另一個重要機制，它一方面可使微量元素從難溶解的固態轉化為可溶解的絡合態，增加它們在土壤中的遷移性，另一方面也可把溶解的元素絡合固定起來，降低其遷移性。鉬、鐵、鋅、銅、錳等微量元素都是過渡元素，有很強的形成絡合物的傾向。土壤中能與微量元素產生絡合反應的有機配位體，主要有胡敏酸、富啡酸及新鮮有機物質的分解產物（有機酸、氨基酸、糖酸等）和中間產物，這些配位體的羥基（-OH)、羧基（-COOH)等是和微量金屬元素發生絡合反應的主要官能團。因此在腐殖酸含量高、新鮮有機物質豐富的土壤中，由于有較多的有機配位體，有相當比例的微量元素是以絡合態存在的。
絡合物的溶解性和配位體的分子大小有關，一般小分子易溶解。絡合物的溶解性也和金屬離子的飽和度有關，例如胡敏酸僅在同少量金屬離子絡合時溶解度較高，當所有官能團全被金屬離子絡合時則易沉淀。離子強度、pH、腐殖酸濃度和金屬離子種類等都對絡合物的溶解性有影響。
參考文獻：
[1]徐建明.土壤學[M].北京：中國農業出版社，294-296.
