Summary
Om man tar bort nyligen deponerat och ofullständigt sönderdelas växtmaterial från jordprover minskar påverkan av tillfälliga säsongsindata på mätningar av organiskt kol i marken. Attraktion till en elektrostatiskt laddad yta kan användas för att snabbt ta bort en betydande mängd partiklar organiskt material.
Abstract
Uppskattningar av organiskt kol i marken är beroende av markbearbetningsmetoder, inklusive avlägsnande av odecomposerat växtmaterial. Otillräcklig separation av rötter och växtmaterial från jord kan resultera i mycket varierande kolmätningar. Metoder för att ta bort växtmaterialet är ofta begränsade till de största, mest synliga växtmaterialen. I detta manuskript beskriver vi hur elektrostatisk attraktion kan användas för att ta bort växtmaterial från ett jordprov. En elektrostatiskt laddad yta som förs nära torr jord lockar naturligt både odekompilerade och delvis sönderdelas växtpartiklar, tillsammans med en liten mängd mineral och aggregerad jord. Jordprovet sprids i ett tunt lager på en plan yta eller en jordsikt. En petriskål i plast eller glas laddas elektrostatiskt genom gnuggning med polystyrenskum eller nylon- eller bomullsduk. Den laddade skålen skickas upprepade gånger över jorden. Skålen borstas sedan ren och laddas. Att åter sprida jorden och upprepa proceduren resulterar så småningom i ett minskande utbyte av partiklar. Processen tar bort cirka 1 till 5% av jordprovet och cirka 2 till 3 gånger den andelen i organiskt kol. Liksom andra partikelborttagningsmetoder är slutpunkten godtycklig och inte alla fria partiklar tas bort. Processen tar cirka 5 minuter och kräver inte en kemisk process liksom densitetsflotationsmetoder. Elektrostatisk attraktion avlägsnar konsekvent material med högre än genomsnittlig C-koncentration och C:N-förhållande, och mycket av materialet kan visuellt identifieras som växt- eller faunamaterial under ett mikroskop.
Introduction
Noggranna uppskattningar av organiskt kol i marken (SOC) är viktiga för att utvärdera förändringar till följd av jordbruksförvaltning eller miljö. Partikel organiskt material (POM) har viktiga funktioner i en jords ekologi och fysik men det är ofta kortlivat och varierar baserat på flera faktorer inklusive säsong, fuktförhållanden, luftning, provsamlingsteknik, nyligen jordförvaltning, vegetationens livscykel och andra1. Dessa tidsmässigt instabila källor kan förvirra uppskattningar av långsiktiga trender i stabilt och verkligt beslagtagande organiskt koli marken 2.
Trots att pom är väldefinierat, vanligt och viktigt är det inte lätt att separera från jord och det är inte heller lätt att mäta kvantitativt. Partiklar organiskt material har mätts som det som flyter i vätskor (ljusfraktion, vanligtvis 1,4-2,2 g cm-3), eller som det som kan separeras efter storlek (t.ex. > 53-250 μm eller > 250 μm), eller en kombination av detvå 3,4,5. Både storleksbaserade och densitetsbaserade tekniker kan påverka de kvantitativa och kemiska resultaten av POM-mätning4. En noggrann visuell inspektion av jord som har storleksdelats med rutinmetoder avslöjar ofta långa, smala strukturer som rötter och slivers av blad eller stjälk som har passerat genom skärmen. Att helt enkelt ta bort dessa strukturer för hand har visat sig avsevärt minska mätningarna av totalt SOC2,6 menmetoden är särskilt föremål för operatörens flit och synskärpa. POM-separation från ett jordprov eftersom ljusfraktionen under flotation i en tätvätska 7 inte fångar upp all POM, och överdriven skakning under flytprocessen kan faktiskt minska mängden ljusfraktion som återvinns från ett prov8. Flotation kräver många steg och utsätter jorden för kemiska lösningar som kan ändra de kemiska egenskaperna eller lösa upp och ta bort beståndsdelar som kan vara av intresse4.
Alternativa metoder för att ta bort POM har använts för att undvika eller öka användningen av täta vattenlösningar. Kirkby, et al.6 jämförde avlägsnande av ljusfraktion med hjälp av två flytprocedurer med en torr siktnings-/winnowingmetod9. Winnowing utfördes genom att passera en lätt luftström över ett tunt lager jord för att försiktigt lyfta bort ljuset från den tunga fraktionen. Torr siktning/winnowing utfördes på samma sätt som de två flotationsmetoderna med avseende på C-, N-, P- och S-halten. författarna föreslår dock att torr siktning / winnowing producerade "något renare" jordar6. POM har också separerats från jord med hjälp av elektrostatiskattraktion 10,11 där organiska partiklar isoleras genom att passera en elektrostatiskt laddad yta ovanför jorden. Den elektrostatiska attraktionsmetoden återhämtade framgångsrikt POM, kallad kurs organiska partiklar, från torkade, siktade (> 0,315 mm) jordar med statistisk repeterbarhet jämförbar med andra metoder för storlek och densitetsfraktion10.
Här visar vi hur elektrostatisk attraktion kan användas för att ta bort POM av storlekar som sträcker sig från synliga till mikroskopiska. Till skillnad från andra rapporterade metoder tar elektrostatisk attraktion av fin jord också bort en liten del av mineral och aggregerad jord som är synligt som den återstående jorden. Med tanke på våra resultat hittills är det rimligt att anta att avlägsnandet av en liten del av icke-POM-marken inte kommer att ha någon väsentlig effekt på nedströmsanalyserna. Detta antagande bör dock kontrolleras för en viss jord om en stor del av det totala jordprovet tas bort elektrostatiskt. Metoderna och exemplen som gavs här utfördes på silt loam loess jordar från en halv-torr miljö.
Denna metod kanske inte är lämplig för alla jordtyper men har fördelarna med att vara snabb och effektiv när det gäller att ta bort partiklar som är för små för att avlägsna manuellt eller med en luftström. Processhastighet är viktigt för att minska trötthet, säkerställa konsekvens och uppmuntra större replikering för bättre noggrannhet i slutsatserna. Dessutom är förmågan att ta bort mycket små partiklar viktig för att undvika fördomar mot jordar med större snarare än små partikelstorlekar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Jordberedning
- Samla jordprover till önskat djup. Torka jorden noggrant vid 40 °C eller enligt labbspecifika standardprotokoll.
- Sikta jorden genom jordsiktor av lämplig storlek för att erhålla cirka 10-25 g siktad jord. Många studier använder en 1- eller 2 mm sikt. Mängden jord baseras på den massa som krävs för nedströmsanalyserna och kommer att påverka antalet gånger det elektrostatiska avlägsnandesteget måste upprepas.
- Placera jorden i en ren, torr metall- eller glasplatta bottenpanna som är tillräckligt stor för att jorden ska spridas tunn (minst 20 cm i diameter). Skaka försiktigt pannan horisontellt för att fördela jorden jämnt i ett så tunt lager som möjligt.
2. Ladda en elektrostatisk yta
- Håll ett glas med diametern 100 mm eller polystyren petriskålen eller botten i ena handen och gnugga den yttre ytan kraftigt med en ren bit nylonduk, bomullsduk eller polystyrenskum flera gånger. Utför ytladdningen bort från provet för att förhindra att tygfragment förs in i provet.
- Inspektera petriskålens yta för att se till att den är ren.
3. Ta bort partiklar organiskt material
- Sänk den laddade ytan till inom 0,5 cm till 2 cm över jorden och flytta den horisontellt för att plocka upp så mycket partikelmaterial som möjligt. Attraktion till ytan kan noteras visuellt och hörbart.
- När Petri-skålen inte längre drar till sig ytterligare partiklar, flytta skålen bort från provet.
4. Rengör den elektrostatiska ytan
- Håll den laddade ytan över en uppsamlingsfat och använd en fin borste för att överföra det elektrostatiskt attraherade materialet från Petri-skålens yta till uppsamlingsfatet. En kamel hårborste fungerar bra.
5. Upprepa tills utbytet av partiklar minskar
- Upprepa steg 2 till 4 tills antalet organiska materialpartiklar som plockas upp minskar. Omfördela jordprovet genom horisontell skakning av jordpannan för att exponera nytt material vid ytan och fortsätta elektrostatisk insamling.
OBS: Slutpunkten är godtycklig och beror på forskarens bedömning. Inspektion av den laddade ytan efter exponering för jorden ger en visuell indikation på om en betydande mängd organiska partiklar fortfarande avlägsnas från jorden. Slutprodukterna är jord med reducerad partikelhalt och koncentrerad POM som innehåller en liten mängd elektrostatiskt borttagen jord.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Resultaten som presenteras här är baserade på analysen av silt loam jordar från jordbruksområden i Nordvästra Stilla havet (Tabell 1). Jordar samlades in till djup av 0-20 cm eller 0-30 cm, torkade vid 40 °C, passerade genom en 2 mm sikt och behandlades med en polystyrenyta laddad med en nylonduk.
Mängden jord som elektrostatiskt avlägsnats från ett prov varierade. Omkring 1 till 6% av den totala jordmassan togs bort (tabell 2). I samtliga fall var andelen totalt borttaget prov C större än den jordmassa som avlägsnades. C-koncentrationen och C:N-förhållandet mellan den elektrostatiskt borttagna jordfraktionen var också alltid större än den återstående jorden. Dessa faktorer tyder på att metoden minskade mängden ofullständigt sönderdelade organiska ämnen.
Omgivningsförhållandena och kombinationen av material som används för att producera den laddade ytan påverkade resultaten (tabell 3). Den elektrostatiska borttagningsmetoden förväntas vara mindre effektiv i en fuktigare labbmiljö på grund av lägre ytladdningar. Alla material ska vara så torra som möjligt för den elektrostatiska processen. Nylon är ett bra material för elektrostatisk laddning eftersom det är luddfritt och, när det används med polystyren Petri-rätter, bör producera en av de största elektrostatiskaladdningarna 12. Alternativt fungerar vissa typer av polystyrenskum bra i kombination med glas. Kombinationen av en glasform och polystyrenskum tog bort en större mängd jord och C än antingen glas(skål)/bomull eller polystyren(skål)/nylonkombinationer.
Oavsett vilka material som användes för ytladdning tog elektrostatisk behandling bort en större andel C från jorden och producerade ett prov med lägre C:N-förhållande jämfört med tång/winnowing-metoden även om skillnaderna endast var signifikanta med glas/skum. Jämförelsevis var flotation effektivare än elektrostatisk behandling för att avlägsna koncentrerade partiklar C från provet, vilket noteras av det lägsta C:N-förhållandet för det återstående provet och största C:N av den borttagna fraktionen.
Den elektrostatiska behandlingen kan upprepas många gånger även om behandlingarna börjar ta bort större andel jord på grund av minskande mängder partiklar som lockas till skålytan. Effekterna av behandlingsmått undersöktes genom insamling av en serie av tre elektrostatiska prover ett efter ett från samma jordprov (tabell 4). Den första behandlingen samlade den största mängden C och även om följande två behandlingar samlade mindre, båda var fortfarande mycket berikade i C jämfört med den återstående jorden. C:N-förhållandet minskade i den borttagna fraktionen vilket indikerar att större andel jord till POM togs bort med varje på varandra följande steg.
Vid utförandet av ES-proceduren med hjälp av en polystyren Petri-skål var repor på polystyrenskålens yta synliga, vilket tyder på möjligheten att C från plastfatet kunde förorena jordproverna. När ES-behandlingen utfördes på tvättad, C-fri sand med hjälp av en polystyrenform, fanns det ingen detekterbar C i ES-fraktioner även efter fyra upprepade behandlingar på samma ES-fraktion (data som inte visades).
Slutligen testades mängden partiklar som elektrostatiskt kunde avlägsnas från den fina siltstorleksfraktionen som passerade genom en 53 μm-skärm på fem silt loamjordar (tabell 5). De elektrostatiskt borttagna fraktionerna visade mycket lite anrikning av partiklar organiskt material. Mikroskopisk inspektion visar att POM finns i <53 μm fraktionen av dessa jordar (figur 1), men i mycket små mängder. Om den fina jordfraktionen (dvs. <53 μm) innehåller mycket lite POM kan den fraktionen avlägsnas före elektrostatisk behandling för att minska mängden jord som behandlas. Sikta jorden över en mycket fin sikt, till exempel 53 μm. Ta bort jorden från toppen av sikten och placera i brickan för elektrostatisk behandling, eller använd helt enkelt sikten som bricka för att sprida provet. Sätt tillbaka den fina fraktionen (jorden passerade genom sikten) till den elektrostatiskt behandlade jorden före kemisk analys.
| jord | jordart | ledning | Insamlingsdjup | Genomsnittlig årlig nederbörd (mm) | plats |
| Thatuna (1999 | Thatuna silt loam (finsilt, blandad, mesisk Xeric Argialboll) | Vete/träda | 0-30 cm | 450 | Pullman, Storbritannien |
| Ritzville-R (på andra) | Ritzville silt loam (grov-silty, blandad, superaktiv, mesic Calcidic Haploxeroll) | Vete/träda | 0-30 cm | 301 | Ritzville, Storbritannien |
| Ritzville-E (på andra) | Ritzville silt loam (grov-silty, blandad, superaktiv, mesic Calcidic Haploxeroll) | Vete/träda | 0-30 cm | 290 | Echo, ELLER |
| Walla Walla-M | Walla Walla silt loam (grov-silty, blandad, superaktiv, mesisk typisk haploxeroll) | Vete/träda | 0-30 cm | 282 | Moro, Eller |
| NT-AW (på norska) | Walla Walla silt loam (grov-silty, blandad, superaktiv, mesisk typisk haploxeroll) | Ingen jordbearbetning årligt höstvete | 0-20 cm | 420 | Pendleton, Storbritannien |
Tabell 1: Jordar testade. Förteckning över prover som används för att jämföra den elektrostatiska processen för avlägsnande av partiklar.
| Smutsar | Reps | bråk | Andel av det totala antalet | C | N | C:N | Uppskattad POM C:N | |
| massa | C | g kg-1 | ||||||
| Thatuna (1999 | 10 | avlägsnad | 0.01 (0.00) | 0.05 (0.01) | 54.02 (4.33) | 2.85 (0.15) | 18.68 (0.62) | 24.39 (0.55) |
| rest | 14.52 (0.15) | 1.25 (0.01) | 11.58 (0.11) | |||||
| Ritzville-R (på andra) | 5 | avlägsnad | 0.02 (0.01) | 0.08 (0.03) | 36.24 (3.29) | 2.61 (0.21) | 13.83 (0.16) | 16.01 (0.15) |
| rest | 9.61 (0.24) | 0.95 (0.01) | 10.10 (0.18) | |||||
| Ritzville-E (på andra) | 8 | avlägsnad | 0.02 (0.00) | 0.07 (0.01) | 36.73 (3.10) | 2.65 (0.24) | 13.89 (0.17) | 15.94 (0.32) |
| rest | 7.31 (0.10) | 0.78 (0.01) | 9.40 (0.07) | |||||
| Walla Walla-M | 5 | avlägsnad | 0.02 (0.00) | 0.04 (0.00) | 15.88 (0.55) | 1.17 (0.04) | 13.54 (0.21) | 17.37 (0.91) |
| rest | 7.86 (0.05) | 0.71 (0.01) | 11.15 (0.20) | |||||
| NT-AW (på norska) | 6 | avlägsnad | 0.06 (0.01) | 0.18 (0.02) | 63.20 (9.25) | 3.81 (0.47) | 16.32 (0.50) | 19.75 (0.49) |
| rest | 15.7 (0.31) | 1.40 (0.03) | 11.21 (0.09) | |||||
Tabell 2: Representativa uttagsgrader. Mängden jord i den elektrostatiskt borttagna fraktionen (Borttagen) och den återstående jordfraktionen minskade i partiklar (resten) som andel av den totala provmassan och som andel av det totala provet C. Också ges koncentrationerna av C, N och C:N. Den uppskattade POM C:N ger den beräknade C:N av den borttagna fraktionen utöver koncentrationerna i resten, vilket förmodligen är C:N för POM borttaget. Tal inom parentes är standardfel för medelvärdet. Analys av variansen visade att Borttagen var större än rester för både C och C:N (p > F på mindre än 0,0001). Replikat anger antalet exempel replikat per värde. Den elektrostatiska separationen utfördes med en polystyrenform laddad med nylonduk efter att ha siktat ut den fina fraktionen (<53 μm).
| Metod† | bråk | Andel totalt borttaget | C | N | C:N | |
| massa | C | g kg-1 | ||||
| ES polystyren/nylon | avlägsnad | 0.03 (0.01) | 0.08 (0.01) | 31.34 (4.21) | 1.95 (0.15) | 15.99 (1.07) |
| rest | 14.07 (0.35) ab | 1.23 (0.02) ab | 11.40 (0.18) ab | |||
| ES glas/bomull | avlägsnad | 0.04 (0.01) | 0.10 (0.01) | 28.20 (2.32) | 1.87 (0.13) | 15.08 (0.49) |
| rest | 14.12 (0.32) ab | 1.23 (0.02) ab | 11.47 (0.12) ab | |||
| ES glas/skum | avlägsnad | 0.08 (0.02) | 0.13 (0.03) | 24.59 (2.85) | 1.74 (0.11) | 14.10 (1.11) |
| rest | 13.95 (0.20) bc | 1.20 (0.01) bc | 11.60 (0.15) ab | |||
| ES-glas/skum, fuktigt | avlägsnad | 0.05 (0.01) | 0.12 (0.02) | 31.34 (4.58) | 2.03 (0.2) | 15.40 (0.75) |
| rest | 13.96 (0.36) bc | 1.23 (0.03) ab | 11.30 (0.13) b | |||
| Tång/Winnow | avlägsnad | 0.03 (0.01) | 0.05 (0.01) | 25.84 (2.61) | 1.61 (0.09) | 16.10 (1.40) |
| rest | 14.86 (0.57) a | 1.25 (0.04) a | 11.90 (0.42) a | |||
| Flotation, 1,7 g cm3 | avlägsnad | 0.01 (0.00) | 0.10 (0.01) | 141.28 (15.63) | 7.63 (0.62) | 18.50 (0.58) |
| rest | 13.19 (0.58) c | 1.18 (0.02) c | 11.10 (0.50) b | |||
| Hela jorden | 14.50 (0.52) ab | 1.25 (0.02) a | 11.60 (0.44) ab | |||
| † ES-kombinationer noteras som skålens sammansättning följt av laddningsytan. Skum är polystyren. | ||||||
Tabell 3: Teknikjämförelse. Avlägsnande av partiklar organiskt material från Thatuna jord med hjälp av elektrostatisk attraktion (ES), manuell avlägsnande av synliga partiklar med tång och luft (tång/winnow) och flotation på natriumidlösning vid 1,7 g cm-3. Elektrostatisk attraktion utfördes med en polystyrenform laddad med en nylonduk, eller en glasyta laddad med en bomullsduk eller polystyrenskum. Glas/skum testades också under fuktade förhållanden. Manuell borttagning av partiklar utfördes genom att försiktigt blåsa luft över ytan av en tunt spridd jord för att flytta den åt sidan och ta bort de synliga resterna med tång. Data är medelvärdet av sex replikat. Medel som följs av ett gemensamt brev skiljer sig inte signifikant beroende på Tukey-testet på 5% signifikansnivå.
| bråk | Andel av det totala antalet | C | N | s | C:N | Uppskattad POM C:N | |
| massa | C | g kg-1 | |||||
| 1:a behandlingen | 0.01 (0.00) | 0.04 (0.01) | 48.70 (6.67) | 2.93 (0.41) | 0.27 (0.03) | 16.6 (0.96) a | 21.0 (1.88) |
| 2:a behandlingen | 0.01 (0.00) | 0.03 (0.01) | 32.07 (3.56) | 2.30 (0.28) | 0.23 (0.03) | 14.1 (0.63) ab | 18.4 (1.89) |
| 3rd behandling | 0.01 (0.00) | 0.03 (0.01) | 32.48 (4.68) | 2.45 (0.40) | 0.25 (0.04) | 13.4 (0.46) bc | 16.7 (1.29) |
| rest | 0.60 (0.04) | 0.60 (0.04) | 12.02 (1.46) | 1.11 (0.11) | 0.14 (0.02) | 10.8 (0.29) | |
| < 53 μm fraktion | 0.37 (0.04) | 0.03 (0.03) | 9.51 (1.13) | 0.96 (0.08) | 0.11 (0.02) | 9.7 (0.45) | |
Tabell 4: Undersökning av slutpunkter. Resultat av tre på varandra följande elektrostatiska behandlingar för att ta bort partiklar organiskt material. I genomsnitt tre prover från Thatuna-jorden och ett vardera från Ritzville-R, Ritzville-E, Walla Walla-M-jordarna. Jordfraktionen som passerar genom en 53 μm sikt togs bort före elektrostatisk behandling och analyserades separat. Data är medelvärdet av de sex analyserna med standardfelet inom parentes. Analys av avvikelse producerad p = 0,06 för både C och uppskattade POM C:N. Bokstäver i C:N-kolumnen visar signifikanta skillnader mellan på varandra följande behandlingar vid p < 0,05.
| Smutsar | bråk | Andel av massan | C | N | C:N | Skillnad i C:N |
| g kg-1 | ||||||
| Ritzville-R (på andra) | avlägsnad | 0.02 | 6.88 | 0.80 | 8.57 | 0.06 |
| rest | 6.79 | 0.80 | 8.51 | |||
| Ritzville-E (på andra) | avlägsnad | 0.02 | 6.27 | 0.70 | 8.96 | 0.87 |
| rest | 6.11 | 0.76 | 8.09 | |||
| Thatuna (1999 | avlägsnad | 0.01 | 12.57 | 1.22 | 10.27 | -0.45 |
| rest | 12.04 | 1.12 | 10.72 | |||
| Walla Walla-M | avlägsnad | 0.02 | 7.33 | 0.75 | 9.75 | 0.20 |
| rest | 8.01 | 0.84 | 9.56 | |||
| NT-AW (på norska) | avlägsnad | 0.01 | 13.13 | 1.25 | 10.47 | -0.12 |
| rest | 13.77 | 1.30 | 10.58 | |||
Tabell 5: Partiklar i den fina jordfraktionen. Provning av elektrostatisk partikelborttagning på den fina fraktionen (<53 μm) av fem jordprover från veteodlingssystem. En analys av variansen av Borttagen kontra Rest var inte signifikant för C och C:N. Skillnaden i C:N var inte genomgående större i de borttagna fraktionerna.
Figur 1: Visuell identifiering av partiklar. Mikroskopibilder av NT-AW-jorden som (A) hel jord, (B) avlägsnade fraktion på den laddade polystyrenytan, (C) <53 μm jordfraktion och (D) material som flöt till ytan av en vattenslam av <53 μm fraktionsjord. Bilderna togs med 50x eller 100x förstoring. Bilder som samlats in över flera olika kontaktpunkter kombinerades i ImageJ-programvara13 med stack focuser-plugin (https://imagej.nih.gov/ij/plugins/stack-focuser.html). Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den elektrostatiska attraktionsmetoden var effektiv för att ta bort POM från silt loam jordar. Metoden som beskrivs här skiljer sig något från Kaiser, et al.10 som använde en kombination av glas/bomull. Vi behandlade alla utom den finaste jordfraktionen och använde polystyren snarare än glas på grund av den triboelektriska skillnaden, som för polystyren/nylon är 100 nC/J jämfört med glas/bomull vid 20 nC/J12. Glas- och polystyrenskum har visat sig vara effektivt och bekvämt i senare erfarenhet. Den relativa luftfuktigheten i förvaringsområdet och arbetsytan kan vara ett problem på vissa platser under vissa årstider. Den metod som presenteras här utfördes på en arbetsyta med genomgående låg (20% till 30%) relativ luftfuktighet. Temperaturen förväntas inte ändra elektrostatisk attraktion oberoende av fuktighet.
Från vår erfarenhet av de jordar som används för denna forskning kan <53 μm-jorden sållas ut ur provet innan den elektrostatiska processen används. Avlägsnande av den fina jordfraktionen före den elektrostatiska processen tycktes förbättra attraktionen av partiklar till den laddade ytan. Dessutom verkade våra jordar inte ha betydande mängder partiklar i den fina jordfraktionen, vilket framgår av dess låga C:N-förhållande. Den elektrostatiska processen var inte effektiv för att avlägsna de organiska partiklar som fanns i denna jordfraktion (tabell 5). Detta kanske inte gäller för andra jordar.
Forskare måste överväga om de är villiga att ta bort en liten mängd mineraljord tillsammans med partiklar. Teoretiskt sett kan den icke-organiska partikelhalten (mineraliska) jord och aggregat som avlägsnas med den elektrostatiska fraktionen vara kemiskt annorlunda eller beläggas med organiskt material av annan natur än det återstående jordprovet som kommer att användas för kemisk analys. Om betydande mängder mineraljord avlägsnas kan en kemisk jämförelse vara berättigad.
Adekvat avlägsnande av POM är en viktig process för mark C-uppskattningar. Den elektrostatiska metoden har vissa fördelar jämfört med andra metoder, inklusive torrborttagning och flytning. Dessa fördelar inkluderar förmågan att ta bort mycket små partiklar, minska processtiden och behålla POM-fraktionen för ytterligare analyser. Denna metod kanske inte är lämplig för alla jordtyper eller omgivningsförhållanden, vilket innebär att forskare uppmuntras att validera metoden för sina specifika prover och förhållanden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes enbart av USDA-ARS basfinansiering. Författarna uppskattar verkligen Mikayla Kelly, Caroline J. Melle, Alex Lasher, Emmi Klarer och Katherine Son för deras tekniska hjälp.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| brush, camel-hair | |||
| petri dish, glass or plastic | |||
| polystyrene foam, cotton or nylon cloth | |||
| soil | |||
| soil sieves |
References
- Gosling, P., Parsons, N., Bending, G. D. What are the primary factors controlling the light fraction and particulate soil organic matter content of agricultural soils. Biology and Fertility of Soils. 49 (8), 1001-1014 (2013).
- Gollany, H. T., et al. Soil organic carbon accretion vs. sequestration using physicochemical fractionation and CQESTR simulation. Soil Science Society of America Journal. 77 (2), 618-629 (2013).
- Cambardella, C. A., Gajda, A. M., Doran, J. W., Wienhold, B. J., Kettler, T. A. Assessment methods for soil carbon. Kimble, J. M., Lal, R., Follett, R. F., Stewart, B. A. , CRC Press. 349-359 (2001).
- Wander, M. Soil organic matter in sustainable agriculture. , CRC Press. 67-102 (2004).
- Curtin, D., Beare, M. H., Qiu, W., Sharp, J. Does particulate organic matter fraction meet the criteria for a model soil organic matter pool. Pedosphere. 29 (2), 195-203 (2019).
- Kirkby, C. A., et al. Stable soil organic matter: A comparison of C:N:P:S ratios in Australian and other world soils. Geoderma. 163 (3-4), 197-208 (2011).
- Strickland, T. C., Sollins, P. Improved method for separating light- and heavy-fraction organic material from soil. Soil Science Society of America Journal. 51 (5), 1390-1393 (1987).
- Golchin, A., Oades, J. M., Skjemstad, J. O., Clarke, P. Study of free and occluded particulate organic matter in soils by solid state 13C Cp/MAS NMR spectroscopy and scanning electron microscopy. Soil Research. 32 (2), 285-309 (1994).
- Theodorou, C. Nitrogen transformations in particle size fractions from a second rotation pine forest soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 21 (5-6), 407-413 (1990).
- Kaiser, M., Ellerbrock, R. H., Sommer, M. Separation of coarse organic particles from bulk surface soil samples by electrostatic attraction. Soil Science Society of America Journal. 73 (6), 2118-2130 (2009).
- Kuzyakov, Y., Biriukova, O., Turyabahika, F., Stahr, K. Electrostatic method to separate roots from soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 164 (5), 541 (2001).
- Lee, W. AlphaLab Inc., The Tribo-Electric Series. AlphaLab In, BC. (TriField.com). , Available from: http://www.trifield.com/content/tribo-electric-series (2017).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).
