Forskere finder direkte beviser for fortykning af organisk film ved mikrogrænseflader mellem jord og vand

Jordens organiske stof er afgørende for opretholdelsen af ​​jordens frugtbarhed, absorption af forurenende stoffer og afbødning af globale klimaændringer. I de sidste par årtier, den langsigtede beskyttelsesmekanisme af organisk stof i jord og sediment er blevet grundigt undersøgt.

Afsløring af det iboende forhold og natur mellem mikroorganismer, organisk stof og mineraler i jordens mikromiljø kan være nøglen til at forstå det biogeokemiske kredsløb af jordens organiske stof.

Jordtilslag er det grundlæggende skelet af jord, og deres overflade anses for at være hot spot for mikrobiel-organisk stof-mineral interaktion.

Prof. Wu Jinshui fra Institute of Subtropical Agriculture (ISA) ved det kinesiske videnskabsakademi og prof. Liu Bifeng fra Huazhong University of Science and Technology anvendte soilchip-teknologi, der overvinder jordens mikro-heterogenitet i en vis skala. Det opnåede for første gang dynamisk kontinuerlig overvågning af jord-vand mikrogrænsefladeprocesser.

På dette grundlag, de undersøgte yderligere systematisk omdannelsen af ​​organisk stof i den typiske mollisol jord-vand mikrogrænseflade og den dynamiske koblingsproces i opløsningsmikromiljøet.

Ved at kombinere røntgenfotoelektronspektroskopi og ionforstøvning på jordmikroarrays inkuberet med en foruddefineret opløsning (SoilChips), de gav det første direkte bevis på, at en organisk film i nanoskala med en tydelig sammensætning og tykkelse gradvist blev dannet ved jord-vand-grænsefladen (SWI) inden for 21 dage efter dyrkning.

Selvom de organiske belægninger på jord-vand mikro-grænseflader hurtigt nåede ligevægt inden for fire dage, dannelsen af ​​tykkere mineral-organisk association (MOA, 20-130 nm) og mikrobiel biomasse (> 130 nm) fortsatte, delvist på bekostning af den tynde MOA ( <20 nm).

I overensstemmelse med den fortykkende organiske film, biotilgængeligheden af ​​næringsstoffer (opløst organisk kulstof og ammonium) faldt gradvist over 21 dage, som begrænsede de mikrobielle aktiviteter.

Fortykkelse SWI'er fungerede som en biogeokemisk port til at regulere biotilgængeligheden af ​​specifikke organiske forbindelser og bestemme deres bevarelse eller mikrobielle mineralisering.

Yderligere, fortykkelse af SWI'er i z-aksens retning gav direkte strukturel indsigt for at øge kulstofbinding i jord og sediment.

Forskningen blev offentliggjort i Miljøvidenskab:Nano .