粒径依赖性团聚体稳定性机制解析：静电斥力在颗粒间力分布中的关键作用

【编辑推荐】土壤团聚体稳定性对维持肥力和防治侵蚀至关重要，但其粒径依赖性机制尚不明确。研究人员通过移液管法和土壤电化学理论，系统研究了2-5 mm至0.053-0.25 mm不同粒径团聚体中颗粒间力（van der Waals吸引力、静电/水化斥力）的分布特征。发现大团聚体因黏土含量高导致比表面积增大，表面电荷密度降低，静电斥力减弱而更稳定；小团聚体则因斥力主导易解体。该研究为土壤结构动态调控提供了电化学机制层面的新见解。

　　

土壤这个"微观宇宙"中，无数被称为团聚体（aggregates）的微小聚集体如同微型海绵，维系着土壤颗粒的团结。这些粒径从2-5毫米到0.053-0.25毫米不等的"土壤积木"，其稳定性直接关系到水土保持和养分固持。最新研究揭示了粒径背后的力学密码：大团聚体因黏土含量更高，比表面积（specific surface area）增大导致表面电荷密度（surface charge density）稀释，有效削弱了颗粒间的静电斥力（electrostatic repulsion），使得范德华力（van der Waals attraction）占据主导，形成更稳定的"抱团"结构。

通过移液管法（pipette method）和土壤电化学理论（soil electrochemical theory）的精准测量，研究者捕捉到不同粒径团聚体中力的博弈：当电解质浓度降低时，小团聚体因表面电位（surface potential）较高，陷入"相斥相离"的困境；而大团聚体则凭借黏土颗粒的巧妙分布，实现电场强度（electric field strength）的精准调控，在斥力减弱后形成更紧密的力学平衡。这项研究如同给土壤稳定性装上了"力学显微镜"，为防治水土流失（erosion）和面源污染（nonpoint source pollution）提供了全新的调控靶点。