Carbon Đen Tăng Cường Khả Năng Trao Đổi Cation Trong Đất
Tóm tắt
Carbon đen (BC) có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng giữ lại dinh dưỡng và đóng vai trò quan trọng trong một loạt các quá trình địa hóa sinh học trong đất, đặc biệt là trong chu trình dinh dưỡng. Các loại đất nhân tạo (Anthrosols) ở Amazon Braxin (từ 600 đến 8700 năm trước) với hàm lượng BC từ sinh khối cao có khả năng trao đổi cation (CEC đo ở pH 7) lớn hơn so với các loại đất lân cận có hàm lượng BC thấp. Kỹ thuật quang phổ hấp thụ tia X với cấu trúc vi mô gần bề mặt (NEXAFS) dựa trên đồng bộ và phương pháp hiển vi tia X truyền dẫn quét (STXM) đã giải thích nguồn gốc của độ sạc bề mặt cao hơn của BC so với không-BC bằng cách lập bản đồ các vùng cắt ngang của các hạt BC có đường kính từ 10 đến 50 μm cho các dạng carbon. Các vùng cắt ngang lớn nhất bao gồm C hữu cơ có độ thơm cao hoặc chỉ hơi bị oxi hóa, rất có thể bắt nguồn từ chính BC, với một đỉnh đặc trưng tại 286.1 eV, không thể tìm thấy trong các chiết xuất chất humic, vi khuẩn hoặc nấm. Sự oxi hóa tăng đáng kể từ lõi của các hạt BC đến bề mặt của chúng, như được chỉ ra bởi tỷ lệ carboxyl-C/aromatic-C. Các mẫu phân bố không liên tục và rải rác của các nhóm chức năng C đã oxy hóa cao với các đặc điểm hóa học rõ rệt khác nhau trên bề mặt các hạt BC (chuyển đỉnh tại 286.1 eV sang năng lượng cao hơn tại 286.7 eV) chỉ ra rằng không-BC có thể được hấp phụ trên bề mặt các hạt BC tạo ra bề mặt oxy hóa cao. Do cả quá trình oxi hóa các hạt BC bản thân và sự hấp phụ vật chất hữu cơ lên bề mặt BC, mật độ điện tích (CEC tiềm năng trên mỗi đơn vị bề mặt) lớn hơn ở các loại đất nhân tạo giàu BC so với các loại đất lân cận. Thêm vào đó, diện tích bề mặt riêng cao có thể được quy cho sự hiện diện của BC, điều này có thể góp phần vào CEC cao tìm thấy ở các loại đất giàu BC.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Gee G.W., 2002, Methods of soil analysis, 255
Glaser B., 2003, Amazonian dark earths: Origin, properties, management, 141
Lehmann J., 2001, Phosphorus management for perennial crops in central Amazonian upland soils, Plant Soil, 237, 309, 10.1023/A:1013320721048
McCann J.M., 2001, Sustainable management of soil organic matter, 180
Neves E.G., 2003, Amazonian dark earths: Origin, properties, management, 29, 10.1007/1-4020-2597-1_3
Pennell K.D., 2002, Methods of soil analysis, 295
Petersen J., 2001, Unknown Amazonia, 86
Schafer T., 2003, Functional group analysis of natural organic colloids and clay association kinetics using C(1s) spectromicroscopy, J. Phys. Francde, 104, 409
Sombroek W.G., 1966, Amazon Soils: A reconnaissance of the soils of the Brazilian Amazon Region
Sombroek W.G., 1993, Amounts, dynamics and sequestering of carbon in tropical and subtropical soils, Ambio, 22, 417
Sumner M.E., 1996, Methods of soil analysis, 1201
USDA., 1999, Soil Taxonomy: A basic system of soil classification for making and interpreting soil surveys
Whittig L.D., 1986, Methods of soil analysis, 331