Krediet: CC0 publiek domein
Organische stof in de bodem is essentieel voor het behoud van de vruchtbaarheid van de bodem, de opname van verontreinigende stoffen en de beperking van de wereldwijde klimaatverandering. In de afgelopen decennia is het beschermingsmechanisme van organische stof in bodem en sediment op de lange termijn uitgebreid bestudeerd.
Het blootleggen van de intrinsieke relatie en aard tussen micro-organismen, organisch materiaal en mineralen in de micro-omgeving van de bodem kan de sleutel zijn tot het begrijpen van de biogeochemische cyclus van organisch materiaal in de bodem.
Bodemaggregaten vormen het basisskelet van de bodem en hun oppervlak wordt beschouwd als de hotspot van microbiële-organische materie-minerale interactie.
Prof. Wu Jinshui van het Instituut voor Subtropische Landbouw (ISA) van de Chinese Academie van Wetenschappen en prof. Liu Bifeng van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie pasten grondspaandertechnologie toe die de micro-heterogeniteit van de bodem op een bepaalde schaal overwint. Het bereikte voor het eerst een dynamische continue monitoring van de micro-interfaceprocessen tussen bodem en water.
Op basis hiervan bestudeerden ze verder systematisch de transformatie van organisch materiaal in de typische mollisol bodem-water micro-interface en het dynamische koppelingsproces van de micro-omgeving van de oplossing.
Door röntgenfoto-elektronspectroscopie te combineren met ionensproeien op microarrays in de bodem die waren geïncubeerd met een vooraf gedefinieerde oplossing (SoilChips), leverden ze het eerste directe bewijs dat een organische film op nanoschaal met een verschillende samenstelling en dikte zich geleidelijk vormde op het grond-water grensvlak (SWI) binnenin. 21 dagen cultivatie.
Hoewel de organische coatings op de micro-interfaces bodem-water snel een evenwicht bereikten binnen vier dagen, ging de vorming van een dikkere mineraal-organische associatie (MOA, 20-130 nm) en microbiële biomassa (> 130 nm) door, gedeeltelijk ten koste van de dunne MOA (
In overeenstemming met de verdikkende organische film, nam de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen (opgeloste organische koolstof en ammonium) geleidelijk af gedurende 21 dagen, waardoor de microbiële activiteiten werden beperkt.
Verdikking SWI’s fungeerden als een biogeochemische poort om de biologische beschikbaarheid van specifieke organische verbindingen te reguleren en hun behoud of microbiële mineralisatie te bepalen.
Verder verschaften verdikkende SWI’s in de z-asrichting direct structureel inzicht om de koolstofvastlegging in bodem en sediment te vergroten.
Het onderzoek is gepubliceerd in Milieuwetenschappen: Nano.
Xizhi Huang et al. Direct bewijs voor het verdikken van organische films op nanoschaal bij biogeochemische grensvlakken in de bodem en de relevantie ervan voor het behoud van organisch materiaal, Milieuwetenschappen: Nano (2020). DOI: 10.1039 / D0EN00489H
Geleverd door Chinese Academy of Sciences
