SOM лежит в основе многих почвенных функций и процессов, но его характеристика методом ФУРЬЕ-спектроскопии часто оспаривается минеральных взаимодействиями. Описан метод может увеличить полезность сом анализа методом ФУРЬЕ-спектроскопии путем вычитания минеральных вмешательств в почве спектры с использованием эмпирически полученных спектров полезных ссылок.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Улучшение инфракрасной спектроскопии характеристика органического вещества почвы с спектральных вычеты
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Органического вещества почвы (SOM) лежит в основе многочисленных почвенных процессов и функций. Фурье преобразование инфракрасной спектроскопии (FTIR) обнаруживает ИК активные органические облигации, которые представляют компонент органических почв. Однако относительно низким содержанием органических веществ почв (обычно < 5% по массе) и параллелизма поглощение минеральных и органических функциональных групп в регионе (MIR) средней инфракрасной (4000-400 см-1) порождает существенные помехи, доминантная(ый) Минеральные absorbances, сложной или даже предотвращения интерпретации спектров для характеризации сом. Спектральные вычеты, пост специальной математической обработки спектров, можно снизить минеральные вмешательства и повысить разрешение спектральных регионов, соответствующих органических функциональных групп, математически удалив минеральных absorbances. Это требует обогащенные минеральными ссылка спектра, который можно эмпирически получить образец данного почвы путем удаления сом. Минерал обогащенный ссылка спектра вычитается из оригинального (необработанных) спектр пробы почвы для получения спектра представляющих сом absorbances. Общие методы удаления сом включают высокой температуры горения («озоления») и химическое окисление. Выбор метода удаления сом носит два соображения: (1 количество сом удалены, и (2) поглощения артефакты в минерале ссылаться спектра и, таким образом, результирующая вычитания спектра. Эти потенциальные проблемы можно и следует выявлять и количественно во избежание ошибочных или предвзятой интерпретации спектров органических функциональной группы состав сом. После удаления сом полученный обогащенные минеральными образец используется для сбора спектр полезных ссылок. Существуют несколько стратегии для выполнения вычеты в зависимости от экспериментальных целей и образец характеристики, прежде всего определение коэффициента вычитания. Результате вычитания спектра требует тщательного толкования на основе вышеупомянутой методологии. Для многих почвы и других экологических проб, содержащих значительные минеральные компоненты вычеты имеют сильный потенциал для улучшения FTIR спектральные характеристики состава органического вещества.
Введение
Органического вещества почвы (SOM) является небольшие составляющей по массе в большинстве проб почвы, но причастны несколько свойств и процессов основной почвы функций, таких как питательных Велоспорт и углерода секвестрации1. Характеризуя состав СОМ является одним из нескольких подходов к ссылке формирования сом и оборот с его роли в почвенных функций2,3. Один из методов характеризации состав сом — Фурье преобразование инфракрасный (FTIR) спектроскопия, который предлагает обнаружение функциональных групп, которые составляют органического вещества в почвах и другие экологические пробы (....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Подготовка почвы для спектроскопии ДРИФТ лечение и удаление сом
- Сито почву для < 2 мм с помощью сетки из нержавеющей стали («фракция штраф земля»).
Примечание: Эта демонстрация работают два почвы аналогичные текстуру, но почти вывозимому разница в общее содержание сом (Таблица 1).
2. сом удаления путем химического окисления: пример NaOCl
- Отрегулируйте пэ-аш 6% w/v NaOCl до pH 9.5 путем добавления 1 M HCl каплям раствора во время смешивания и измерения с рН метр.
Примечание: Большинство коммерческих отбеливатели (например, Clorox) подходят по качеству и концентрации (обычно 3-7% Na....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Метод удаления SOM имеет как практическое, так и теоретические последствия для интерпретации спектров вычитание. Например минеральных изменения от высокой температуры озоления может проявляться как потери или появления пиков и/или как перенесен или расширить пики в спектре полезных ссылок. Эти спектральные артефакты могут возникать в регионах совпадения с органическими полосы на 1600-900 см-1,22 ущерба для интерпретации органических полос. Общие изменени.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Метод удаления сом носит два соображения: 1 количество сом удалены, и 2) поглощения артефакты в результате минеральных ссылки спектра. Это к счастью возможно — и возможно необходимые — для выявления и количество эти вопросы, с тем чтобы избежать предвзятых интерпретаций сом композиции от результате вычитания спектра. В идеале спектральные вычеты будет использовать минеральные-ссылка только спектра приносить спектр «чистый» сом. В действительности результате вычитания спектра экспонатов absorbances, соответствующий сом, к.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего сообщать.
Благодарности
Мы высоко ценим рекомендации от д-р Рэнди Southard NaOCl окисления и различных дискуссий о спектральных вычеты с доктором Фунгаи F.N.D. Mukome.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Nicolet iS50 спектрометр | Thermo Fisher Scientific | 912A0760 | инфракрасный спектрометр для сбора спектров |
| EasiDiff | Pike Technologies | 042-1040 | высокопроизводительный держатель образцов |
| OMNIC | Thermo Fisher Scientific | INQSOF018 | программное обеспечение для выполнения вычитания |
| 6% об/в гипохлорита натрия | Clorox | н/д | универсальный магазинный отбеливатель для окислительного удаления органического вещества из почвы |
| тип 47900 Печь | VWR International | 30609-748 | Муфельная печь для озоления почвы для удаления органического вещества из почвы |
| VWR Gooch Тигли, Фарфор | VWR International | 89038-038 | тигли для озоления |
| VWR Tube 50 мл Sterile CS500 | VWR International | 89004-364 | для гипохлорита натрия |
| Печь с принудительной подачей воздуха | VWR International | 89511-414 | для сушки грунтов после окисления и промывки водой |
| VersaStar pH-метр | Fisher Scientific | 13 645 573 | для измерения pH окислительного раствора |
Ссылки
- Schmidt, M. W. I., et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature. 478 (7367), 49-56 (2011).
- Masoom, H., et al. Soil Organic Matter in Its Native State: Unravelling the Most Complex Biomaterial on Earth....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
