土壤(rang)界(jie)面作用(yong)對土壤(rang)生(sheng)態(tai)系統(tong)的功能(neng)和(he)穩定性(xing)至關(guan)重要(yao)。它(ta)不僅影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)中(zhong)的水分利(li)用效(xiao)率和(he)養(yang)分供應(ying)，還(hai)通過(guo)調(tiao)控(kong)土壤(rang)中(zhong)的氣(qi)體交換(huan)和化學反應，影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)的碳循(xun)環和(he)養(yang)分循(xun)環(huan)過程(cheng)。此外(wai)，土(tu)壤(rang)界(jie)面作用(yong)還(hai)對土壤(rang)中(zhong)的微(wei)生(sheng)物活動、植(zhi)物生(sheng)長(chang)和土(tu)壤生(sheng)物多(duo)樣性(xing)等(deng)產生(sheng)重(zhong)要(yao)影(ying)響(xiang)。因(yin)此，深入(ru)理解和(he)研究(jiu)土壤(rang)界(jie)面作用(yong)對於(yu)優化土壤(rang)管(guan)理、保(bao)護(hu)農田(tian)生(sheng)態(tai)系統(tong)、提高農業(ye)產量(liang)和實(shi)現可持(chi)續土壤利(li)用具有(you)重(zhong)要(yao)意義。

以下(xia)是(shi)壹(yi)些(xie)常(chang)見的土壤(rang)界(jie)面作用(yong)：

吸(xi)附(fu)作用(yong)：土壤顆粒表面帶(dai)有(you)電(dian)荷(he)，可以(yi)吸(xi)附(fu)和保(bao)持溶液中(zhong)的離子和分子。正(zheng)電(dian)荷(he)的土壤(rang)粒(li)吸(xi)附(fu)陰離(li)子，如氮、磷(lin)、硫(liu)等(deng)，而負(fu)電(dian)荷(he)的土壤(rang)顆粒吸(xi)附(fu)陽離(li)子，如鈣、鎂(mei)、鉀等(deng)。吸(xi)附(fu)作用(yong)可以(yi)影(ying)響(xiang)養(yang)分的有(you)效(xiao)性(xing)和(he)可利(li)用性(xing)。

水(shui)分保(bao)持作(zuo)用：土壤(rang)顆表面的毛(mao)細(xi)孔隙可以(yi)吸(xi)附(fu)和保(bao)持水(shui)分。這種水分保(bao)持作(zuo)用使(shi)得(de)土壤(rang)能夠(gou)在(zai)幹(gan)旱(han)條件下(xia)提供水(shui)分給(gei)植(zhi)物，並影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)的保(bao)水能(neng)力和(he)排(pai)水性(xing)能(neng)。

氣(qi)體交換(huan)作用(yong)：土(tu)壤(rang)顆粒表面的孔隙可以(yi)與(yu)大(da)氣(qi)中(zhong)的體進(jin)行(xing)交(jiao)換。這種氣(qi)體交作(zuo)用使(shi)得(de)土壤(rang)能夠(gou)吸(xi)收和(he)釋(shi)放氧(yang)氣(qi)、二(er)氧(yang)化碳等(deng)氣(qi)體，影(ying)響(xiang)土(tu)壤(rang)中(zhong)的氣(qi)體平衡(heng)和微(wei)生(sheng)物呼吸(xi)過程(cheng)。

生(sheng)物界(jie)面作用(yong)：土(tu)壤顆粒表面的微(wei)生(sheng)物、根(gen)等(deng)生(sheng)物體土壤(rang)環境(jing)之間(jian)存在(zai)著復雜的相互作(zuo)用(yong)。微(wei)生(sheng)物可以(yi)附(fu)著在(zai)土壤(rang)顆粒表面，參(can)與(yu)有(you)機(ji)物分解(jie)和(he)養分循(xun)環(huan)過程(cheng)。根(gen)系通過(guo)與(yu)土(tu)壤顆粒觸(chu)，吸(xi)收水(shui)分和(he)養(yang)分，並(bing)與(yu)土壤(rang)微(wei)生(sheng)物共構建(jian)土(tu)壤生(sheng)態(tai)系統(tong)。

近(jin)二(er)十年(nian)來(lai)，各(ge)種譜學(xue)技(ji)術逐(zhu)漸應(ying)用(yong)到(dao)土壤(rang)界(jie)面作用(yong)相(xiang)關(guan)研究(jiu)中(zhong)，從(cong)宏觀、介(jie)觀和(he)原(yuan)子、分子水平等(deng)不(bu)同(tong)尺(chi)度揭(jie)示(shi)反應過程(cheng)和(he)機(ji)制，各種原(yuan)位表征技(ji)術的發展也使(shi)科(ke)學研(yan)究(jiu)不斷(duan)逼近(jin)土壤(rang)中(zhong)界(jie)面反應的真實(shi)過程(cheng)，同(tong)時模(mo)型(xing)模擬(ni)和(he)理論計算可獲(huo)得(de)不可能(neng)或(huo)很(hen)難通(tong)過實(shi)驗獲(huo)得(de)的信息(xi)，促進(jin)對相關(guan)問(wen)題的理解。總(zong)之，各(ge)種現代(dai)先進(jin)分析(xi)技(ji)術和(he)方法(fa)的應用(yong)顯(xian)著擴(kuo)展和提高了(le)土(tu)壤(rang)環境(jing)界(jie)面研究(jiu)水平(ping)和(he)深度(du)。

核(he)磁共振是壹(yi)種快速(su)、無損(sun)的測(ce)量(liang)技(ji)術,可以(yi)微(wei) 觀(guan)地(di)揭(jie)示(shi)樣品(pin)中(zhong)水(shui)分的變化規律。在(zai)核磁(ci)共振技(ji)術中(zhong),原(yuan)子核受(shou)射(she)頻場(chang)作用(yong)撤除(chu)後以(yi)非 輻射(she)的方式逐步(bu)恢復(fu)到(dao)平衡(heng)狀(zhuang)態(tai),這壹(yi)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為(wei)弛豫過程(cheng)。弛豫過程(cheng)所(suo)需(xu)要(yao)的時間(jian)稱作(zuo)弛豫時間(jian)。

水分子周圍不同(tong)的物理化學環(huan)境(jing)均(jun)會影(ying)響(xiang)到(dao)氫(qing)質(zhi)子的馳豫特(te)性(xing),因(yin)此處(chu)於(yu)不(bu)同(tong)狀(zhuang)態(tai)條 件下(xia)水(shui)就(jiu)表現出不同(tong)的馳豫時間(jian)(自旋(xuan)-晶(jing)格(ge)弛豫時間(jian) T₁ 和自旋(xuan)-自旋(xuan)弛豫時間(jian) T₂)。利(li)用低場(chang)核磁(ci)共振技(ji)術測(ce)定能(neng)反映(ying)水分子流動性(xing)的氫(qing)核的自旋(xuan)-晶(jing)格(ge)馳豫時間(jian) T1 和自旋(xuan)-自旋(xuan)馳豫時間(jian)T2,就(jiu)可描(miao)述樣品(pin)中(zhong)水(shui)分子的運(yun)動(dong)情況及(ji)其存(cun)在(zai)的狀(zhuang)態(tai)。 

目(mu)前(qian)認為(wei)分布在(zai)土壤(rang)中(zhong)的水主(zhu)要(yao)存在(zai)兩種狀(zhuang)態(tai):束縛水(shui)(包(bao)括(kuo)吸(xi)濕水(shui)和膜(mo)狀(zhuang)水(shui))和自由 水(shui)(包(bao)括(kuo)毛(mao)管(guan)水、重(zhong)力水(shui)和(he)地(di)下(xia)水(shui)) ,低場(chang)核磁(ci)共振技(ji)術主(zhu)要(yao)通過(guo)測(ce)量(liang)土壤(rang)孔隙中(zhong)水(shui)的 T₂ 弛豫時間(jian)來(lai)確(que)定(ding)土(tu)壤(rang)孔隙結(jie)構(gou)中(zhong)小(xiao)孔隙和(he)大(da)孔隙的分布情況。

本(ben)研究(jiu)對土壤(rang)進(jin)行(xing) CPMG自旋(xuan)回波(bo)脈沖序(xu)列(lie)下(xia)的測(ce)試(shi),得(de)到(dao)自旋(xuan)回波(bo)串(chuan)的衰減(jian)信(xin)號(hao),其信(xin)號(hao)是(shi)不(bu)同(tong)大(da)小孔隙內(nei)水(shui)中(zhong)氫(qing)質(zhi)子信號(hao)的疊加(jia),再經過傅(fu)裏葉(ye)變換擬(ni)合得(de)到(dao)核磁(ci)共振 T₂ 譜。 因此, T₂ 譜(pu)分布反應了孔隙大(da)小,大(da)孔隙對應長(chang) T₂ 值(zhi),小孔隙對應短(duan) T₂ 值(zhi)。