المادة العضوية القديمة والثابتة في التربة ليست بالضرورة مقاومة كيميائيًا: تداعيات على مفاهيم النمذجة وحساسية درجة الحرارة

ملخص تقسم نماذج دوران الكربون في التربة بشكل عام الكربون في التربة إلى مجموعات ذات معدلات تحلل داخلية متغيرة. على الرغم من أن هذه المعدلات تتأثر بعوامل مثل درجة الحرارة، والملمس، والرطوبة، إلا أنها تُعزى إلى افتراض أن التركيب الكيميائي هو المتحكم الرئيسي في التحلل. في العمل الحالي، نستخدم مطيافية الامتصاص الرقيق للأشعة السينية بالقرب من الحافة (NEXAFS) بالتزامن مع المسح الحراري التفاضلي (DSC) وأكسدة أكسيد النحاس (CuO) لاستكشاف هذا الافتراض. على وجه الخصوص، فحصنا المادة من الكثافة 2.3-2.6 كجم ل −1 لثلاثة أنواع من التربة (Oxisol، Alfisol، Inceptisol). أظهرت الكثافة ذات العمر الكربوني الأصغر (Oxisol، 107 سنوات) أعلى وفرة نسبية من المجموعات العطرية وأقل نسبة O-alkyl C/aromatic C كما تم تحديدها بواسطة NEXAFS. على العكس من ذلك، كانت الكثافة ذات أقدم كربون (Inceptisol، 680 عامًا) لديها أقل وفرة نسبية من المجموعات العطرية وأعلى نسبة O-alkyl C/aromatic C. كان لهذا العينة أيضًا أعلى نسبة من المواد القابلة للحرارة كما تم قياسها بواسطة DSC، وأعلى نسبة من الأحماض الدهنية المستبدلة إلى الفينولات اللغنية كما أشارت إلى أكسدة CuO. لذلك، كانت المادة العضوية من عينة Inceptisol، مع عمر كربوني مرتبط بـ 'المجموعات الساكنة' من الكربون (680 عامًا)، تمتلك أكبر نسبة من الجزيئات العضوية القابلة للايض بسهولة ذات الاستقرار الديناميكي الحراري المنخفض، بينما كانت المادة العضوية من عينة Oxisol الأصغر بكثير (107 سنوات) تحتوي على أعلى نسبة من الهياكل العضوية التي يُفترض أنها مستقرة والتي تعتبر أكثر صعوبة في التحلل. توضح نتائجنا أن عمر الكربون ليس مرتبطًا بالضرورة بالهيكل الجزيئي أو الاستقرار الديناميكي الحراري، ونقترح أن نماذج كربون التربة ستستفيد من رؤية معدل الدوران كمسلم به تفاعلاً بين الركائز، والعاملين الميكروبيين، والمتغيرات البيئية غير الحيوية. علاوة على ذلك، فإن الافتراض بأن الكربون القديم يتكون من مركبات معقدة أو 'مقاومة' سوف ينسب بشكل خاطئ حساسية أكبر للحرارة لتلك المواد أكثر مما قد تمتلكه بالفعل.