Carbon Đen Tăng Cường Khả Năng Trao Đổi Cation Trong Đất

Soil Science Society of America Journal - Tập 70 Số 5 - Trang 1719-1730 - 2006
Biqing Liang1, Johannes Lehmann1, Daniel Solomon1, James Kinyangi1, Julie Grossman1, Brendan O’Neill1, J. O. Skjemstad2, Janice E. Thies1, Flávio J. Luizão3, James B. Petersen4,5, Eduardo Góes Neves6
1Dep. of Crop and Soil Sciences, Cornell Univ., Ithaca, NY, 14853 USA
2CSIRO Land and Water, Glen Osmond, SA 5064, Australia
3Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (INPA) 69011‐970 Manaus Brazil
4Dep. of Anthropology, Univ. of Vermont, Burlington, VT, 05405 USA
5Deceased
6Museu de Arqueologia e Etnologia, Universidade de São Paulo Sao Paulo SP 05508‐900 Brazil

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

10.1021/es010953c

10.2136/sssaj1991.03615995005500060011x

10.1021/es020660z

10.1016/j.marchem.2004.06.020

10.1016/j.geoderma.2004.12.019

10.1016/0016-7037(94)00357-2

10.1016/S0146-6380(98)00010-2

10.1016/S0045-6535(03)00098-5

10.1021/j100195a018

Gee G.W., 2002, Methods of soil analysis, 255

10.1021/es010504c

10.1021/es991032t

10.1071/SR9860061

10.1007/s001140000193

Glaser B., 2003, Amazonian dark earths: Origin, properties, management, 141

10.1021/es960317s

10.2136/sssaj1986.03615995005000030013x

10.1016/0368-2048(87)85002-8

10.1063/1.453016

10.1063/1.451718

10.1021/j100201a015

10.2136/sssaj1977.03615995004100060041x

10.1029/95JD02199

Lehmann J., 2001, Phosphorus management for perennial crops in central Amazonian upland soils, Plant Soil, 237, 309, 10.1023/A:1013320721048

10.1007/1-4020-2597-1

10.1023/A:1022833116184

10.1029/2004GB002435

10.1016/S0038-0717(01)00127-4

10.1016/j.ultramic.2004.01.008

10.1016/S0016-7061(02)00141-6

10.2136/sssaj1989.03615995005300010012x

10.1016/j.marchem.2004.06.043

10.1016/S0016-7037(01)00831-6

McCann J.M., 2001, Sustainable management of soil organic matter, 180

10.2136/sssaj2005.0120

Neves E.G., 2003, Amazonian dark earths: Origin, properties, management, 29, 10.1007/1-4020-2597-1_3

10.1002/(SICI)1097-0029(19960215)33:3<266::AID-JEMT4>3.0.CO;2-O

Pennell K.D., 2002, Methods of soil analysis, 295

Petersen J., 2001, Unknown Amazonia, 86

10.1016/j.geoderma.2004.12.043

10.1006/jcat.2000.2815

Schafer T., 2003, Functional group analysis of natural organic colloids and clay association kinetics using C(1s) spectromicroscopy, J. Phys. Francde, 104, 409

10.1039/9781847551085-00039

10.1029/1999GB001208

10.1046/j.1365-2389.1999.00236.x

10.1029/2002GB001939

10.1071/SR9960251

10.1080/00103629909370372

10.1111/j.1467-8306.1980.tb01332.x

10.2136/sssaj2005.0107dup

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

10.1579/0044-7447-30.7.388

10.1016/S0048-9697(97)05464-8

Sumner M.E., 1996, Methods of soil analysis, 1201

10.1016/j.orggeochem.2005.08.001

10.1021/jp0255379

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

Thông tin
Thông tin xuất bản

Soil Science Society of America Journal

Tập 70 Số 5

1719-1730

Thông tin tác giả