Summary
Jorddensitetsfraktionering separerar organiskt material i olika pooler med olika stabiliseringsmekanismer, kemier och omsättningstider. Natriumpolyvolframatlösningar med specifika densiteter möjliggör separation av fritt partikelformigt organiskt material och mineralassocierat organiskt material, vilket resulterar i fraktioner av organiskt material som är lämpliga för att beskriva markens respons på förvaltning och klimatförändringar.
Abstract
Organiskt material i marken (SOM) är en komplicerad blandning av olika föreningar som spänner över intervallet från fria, delvis nedbrutna växtkomponenter till mer mikrobiellt förändrade föreningar som hålls i jordaggregaten till mycket bearbetade mikrobiella biprodukter med starka föreningar med reaktiva jordmineraler. Jordforskare har kämpat för att hitta sätt att separera marken i fraktioner som är lätt mätbara och användbara för modellering av markkol (C). Fraktionering av jord baserad på densitet används alltmer, och den är lätt att utföra och ger C-pooler baserat på graden av samband mellan SOM och olika mineraler; Således kan jorddensitetsfraktionering hjälpa till att karakterisera SOM och identifiera SOM-stabiliseringsmekanismer. De rapporterade jorddensitetsfraktioneringsprotokollen varierar dock avsevärt, vilket gör resultaten från olika studier och ekosystem svåra att jämföra. Här beskriver vi ett robust densitetsfraktioneringsförfarande som separerar partikel- och mineralassocierat organiskt material och förklarar fördelarna och nackdelarna med att separera jord i två, tre eller flera densitetsfraktioner. Sådana fraktioner skiljer sig ofta i deras kemiska och mineraliska sammansättning, omsättningstid och grad av mikrobiell bearbetning, liksom graden av mineralstabilisering.
Introduction
Marken är det största lagret av terrestert kol (C), som innehåller uppåt 1,500 Pg C i topp 1 m och nästan dubbelt så mycket i djupare nivåer globalt, vilket innebär att marken innehåller mer C än växtbiomassa och atmosfären kombinerad1. Organiskt material i marken (SOM) behåller vatten och näringsämnen i marken och är avgörande för växternas produktivitet och det terrestra ekosystemets funktion. Trots det globala erkännandet av vikten av tillräckliga SOM-lager för markhälsa och jordbruksproduktivitet har markens C-lager utarmats avsevärt på grund av ohållbar skogs- och jordbruksförvaltning, landskapsförändringar och klimatuppvärmning 2,3. Ökat intresse för att återställa markhälsan och att använda bindning av mark C som en nyckelaktör i naturliga klimatlösningar har lett till ansträngningar för att förstå de faktorer som styr bindning och stabilisering av mark C i olika miljöer 4,5.
Organiskt material i marken (SOM) är en komplicerad blandning av olika föreningar som spänner över intervallet från fria, delvis nedbrutna växtkomponenter till mer mikrobiellt förändrade föreningar som hålls i jordaggregaten (definieras här som ett material som bildas genom kombinationen av separata enheter eller föremål) till mycket bearbetade mikrobiella biprodukter med starka föreningar med reaktiva jordmineraler6 . I de fall där det är opraktiskt att identifiera hela sviten av enskilda föreningar i SOM, fokuserar utredare ofta på att identifiera ett mindre antal funktionella pooler av C som existerar som fysiska realiteter och som varierar beroende på omsättningshastigheter, allmän kemisk sammansättning och graden av stabilisering med jordens mineralkomponenter1, 7. För att pooler ska kunna tolkas kritiskt och modelleras är det viktigt att de separerade poolerna är små i antal, är direkt mätbara snarare än bara teoretiska och uppvisar tydliga skillnader i sammansättning och reaktivitet8.
Många olika tekniker, både kemiska och fysiska, har använts för att isolera meningsfulla pooler av jord C, och dessa sammanfattas väl av von Lützow et al.9 och Poeplau et al.10. Kemiska extraktionstekniker syftar till att isolera specifika pooler, såsom C associerade med antingen dåligt kristallin eller kristallin Fe och Al11. Organiska lösningsmedel har använts för att extrahera specifika föreningar såsom lipider12, och antingen hydrolys eller oxidation av SOM har använts som ett mått på en labil pool av C13,14. Ingen av dessa extraktionsmetoder kategoriserar emellertid alla pooler av C i mätbara eller modellerbara fraktioner. Den fysiska fraktioneringen av jord kategoriserar all jord C i pooler baserat på storlek och antar att nedbrytningen av växtskräp resulterar i fragmentering och allt mindre partiklar. Även om storleken ensam inte kan skilja fritt växtskräp från mineralassocierat SOM15, är kvantifiering av dessa två pooler avgörande för förståelsen av markens C-stabilisering på grund av vanliga rumsliga, fysiska och biogeokemiska skillnader i bildning och omsättning16.
Fraktioneringen av jord C baserat på densitet används alltmer, och det är lätt att utföra och identifierar olika pooler av C baserat på graden av association med olika mineraler17,18,19; Således kan jorddensitetsfraktionering hjälpa till att belysa olika jord-C-stabiliseringsmekanismer. Det primära kravet för att jorden ska fraktioneras är förmågan att fullständigt sprida de organiska och mineraliska partiklarna. När det är dispergerat flyter nedbrutet organiskt material som är relativt fritt från mineraler i lösningar lättare än ~ 1,85 g / cm 3, medan mineraler vanligtvis faller i intervallet 2-4,5 g / cm 3, även om järnoxider kan ha densiteter upp till 5,3 g / cm3. Den lätta eller fria partikelfraktionen tenderar att ha kortare omsättningstid (såvida det inte finns betydande förorening av kol) och har visat sig vara mycket mottaglig för odling och andra störningar. Den tunga (>1,85 g / cm3) eller mineralassocierade fraktionen har ofta en längre omsättningstid på grund av motståndet mot mikrobiellt medierad sönderdelning som erhålls när organiska molekyler binder med reaktiva mineralytor. Den tunga fraktionen kan dock mättas (dvs nå en övre gräns för mineralkomplexeringskapacitet), medan den lätta fraktionen teoretiskt kan ackumuleras nästan på obestämd tid. Att förstå den fysiska fördelningen av organiskt material i pooler av mineralassocierat kontra partikelformigt organiskt material hjälper således till att belysa vilka ekosystem som kan hanteras för effektiv kolbindning och hur olika system kommer att reagera på klimatförändringar och skiftande mönster av antropogena störningar20.
Medan användningen av densitetsfraktionering med lösningar av natriumpolytungstat vid olika densiteter har ökat kraftigt under det senaste decenniet, varierar teknikerna och protokollen avsevärt, vilket gör resultaten från olika studier och olika ekosystem svåra att jämföra. Även om en densitet på 1,85 g/cm3 har visat sig återvinna den största mängden fri ljusfraktion med minimal inkludering av mineralassocierat organiskt material (MAOM)17, har många studier använt densiteter från 1,65-2,0 g/cm3. Medan de flesta studier har fraktionerat jordar i bara två pooler (en lätt fraktion och en tung fraktion, nedan LF och HF), har andra studier använt flera densiteter för att ytterligare förfina den tunga fraktionen till pooler som skiljer sig åt av de mineraler som de är associerade med, det relativa förhållandet mellan mineraler och organisk beläggning eller graden av aggregering (t.ex. Sollins et al.17, Sollins et al.18, Hatton et al.21, Lajtha et al.22, Yeasmin et al.23, Wagai et al.24, Volk et al.25). Dessutom har mer komplexa fraktioneringsförfaranden föreslagits som kombinerar både storleks- och densitetsseparation, vilket resulterar i ett större antal pooler (t.ex. Yonekura et al.26, Virto et al.27, Moni et al.15, Poeplau et al.10) men också mer utrymme för fel, både i metoden och i förhållande till poolstorleken. Vidare har författare också använt ultraljudsbehandling vid olika intensiteter och tider i ett försök att sprida aggregat och MAOM från mineralytor28,29,30.
Här beskriver vi en robust densitetsfraktioneringsprocedur som först identifierar två unika pooler av markkol (LF och HF, eller POM och MAOM), och vi erbjuder både teknikerna och argumenten för att ytterligare separera HF-poolen i ytterligare fraktioner som skiljer sig åt baserat på deras mineralogi, grad av organisk beläggning eller aggregering. De fraktioner som identifieras här har visat sig skilja sig åt med avseende på deras kemiska sammansättning, omsättningstid, grad av mikrobiell bearbetning och grad av mineralstabilisering18,19.
Följande procedur separerar bulkjord i partikelformigt organiskt material (POM) och mineralassocierat organiskt material (MAOM) genom att blanda en känd mängd jord i en lösning med en specifik densitet. Metodens effektivitet mäts genom den kombinerade återvinningen av jordmassa och kol i förhållande till den ursprungliga jordprovsmassan och C-halten. En tät lösning uppnås genom upplösning av natriumpolytungstate (SPT) i avjoniserat vatten. Marken blandas initialt med den täta SPT-lösningen och omrörs för att noggrant blanda och sprida jordaggregaten. Centrifugering används sedan för att separera jordmaterialen som antingen flyter (lätt fraktion) eller sjunker (tung fraktion) i lösningen. Blandnings-, isolerings-, återvinnings- och tvättstegen upprepas flera gånger för att säkerställa separationen av de lätta och tunga fraktionerna, tillsammans med avlägsnandet av SPT från materialet. Slutligen torkas, vägs och analyseras jordfraktionerna för C-innehåll. Det fraktionerade materialet får användas för efterföljande förfaranden och analyser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Göra stamlösningar av natriumpolyvolstaten (SPT)
VARNING: SPT är irriterande och är skadligt vid förtäring eller inandning. Det är giftigt för vattenlevande organismer; Undvik att det släpps ut i miljön.
- För att göra 1 liter SPT-lösning med en densitet av 1,85 g /cm3, lös 1,051 g kristalliserad SPT i cirka 600 ml avjoniserat destillerat (DDI) vatten. Rör om lösningen tills SPT har löst sig helt, ungefär i 15 minuter, och bringa sedan lösningsvolymen till 1 liter med DDI.
OBS: Kolåtervinning med en lösningsdensitet <1,85 g/cm3 kan underrekrytera lätt fraktionskol härrörande från partikelformigt organiskt material17,18, vilket ger en missvisande bild av mängden kol i provet. Såledesföreslås en SPT-lösningsdensitet på 1,85 g /cm3 8,17 för att vara mer inkluderande av kol associerat med partikelformigt organiskt material för ett typiskt jordprov (dvs. de flesta sand-, silt- och lerjordar med C-innehåll <10%). - För att göra 1 liter SPT-lösning med en densitet av 2,40 g / cm3, lös 1803 g fast SPT i cirka 500 ml DDI-vatten. Rör om lösningen tills SPT är helt upplöst och bringa sedan lösningsvolymen till 1 liter med DDI.
OBS: Utöver den potentiella användningen för jordfraktionering krävs ofta en lösning med en densitet större än 1,85 g /cm3 för justering av SPT-lösningen vid senare steg i protokollet (se steg 3.2). Om en extra 2,40 g/cm3 lösning blir överbliven kan lösningen spädas till 1,85 g/cm3 med avjoniserat vatten och användas för jordfraktionering. - Innan du använder i fraktionering, analysera SPT för C- och N-innehåll. Utför denna analys med hjälp av en fast eller flytande elementanalysator (exempelmetoder: ISO 10694: 1995, ISO 20236: 2018).
- Utför en 1:100 utspädning av lösningen från steg 1.1 för de flytande elementanalysatorerna för att minska försämringen av elementskrubbrarna och katalysatorerna. Toleransen för C- och N-kontaminering i SPT-lösningen beror på provet och efterföljande användning av jordfraktionerna. Vanligtvis anses en SPT-lösning med ett C- och N-innehåll <1 ppm respektive <0,1 ppm vara lämplig för användning, eftersom lösningar som denna ger minimal kapacitet för att ändra de mycket större C- och N-poolerna i jorden.
2. Upplösning av jord i SPT
- Tillsätt 50 g jord som lufttorkats och siktats till 2 mm till ett 250 ml koniskt polypropencentrifugrör. Anteckna massan till minst fyra signifikanta siffror. Använd inte ugnstorkad jord eftersom detta kan öka det lösliga kolet på grund av värmeinducerad celllys31.
OBS: Fältfuktig jord kan användas31, men ytterligare justering krävs i de senare stegen för att bibehålla SPT-lösningens måldensitet. Siktning av jordmaterialet till 2 mm rekommenderas för att avlägsna stort material som kan skeva fraktioneringsresultaten, såsom stenar och träiga skräp.- Justera jordmassan för att säkerställa att en tillräcklig massa av varje fraktion återvinns för att undvika betydande fel i kvantifieringen. Den vanligaste orsaken till massjustering är låg POM-halt (t.ex. <2% av den totala jordmassan). För sådana jordar, ge ytterligare jordmassa för att exakt kvantifiera POM-återhämtningen. Sammantaget är det acceptabelt att justera jordmassan för varje enskilt prov, eftersom ändring av provmassan inte kommer att ändra andelen POM till MAOM. Det är emellertid ofta användbart att använda en jämn massa för att underlätta balanseringen av centrifugen.
- Behandla jordar rik på karbonater för att avlägsna oorganiska karbonater före fraktionering32.
- Tillsätt 50 ml 1,85 g / cm3 densitet SPT till centrifugröret och sätt tillbaka locket ordentligt. Som med jordmängderna, justera SPT-volymen efter behov. I POM-rika ytjordar (t.ex. många tempererade skogsmarker), använd ett större förhållande mellan jord och SPT (t.ex. 30 g jord till 60 ml SPT) för att uppnå tillräcklig separation av lätta och tunga fraktionsmaterial.
- Skaka röret kraftigt för hand i ~ 60 s för att bryta upp icke-vattenstabila aggregat. Den kraftiga kollisionen mellan jordaggregaten och centrifugrörets sidoväggar är önskvärd, vilket innebär att det kan vara otillräckligt att helt enkelt virvla lösningen.
- Fäst röret på en plattformsskakare. Ofta hjälper placeringen av röret på dess sida till med markdispersion genom att öka lösningens sloshingkraft och minska jordskiktets ståhöjd. Se till att röret är tätt förseglat och skaka i 2 timmar vid 40-120 rpm. Ta regelbundet bort röret från skakapparaten och skaka kraftigt för hand för att öka omrörningen av det tätare aggregerade materialet.
3. Utför en grov jordfraktionering
- Ta bort röret från skakapparaten. Utjämna centrifugrörsmassorna genom att försiktigt tillsätta ytterligare SPT-lösning för att nå en jämn massa över uppsättningen rör som ska centrifugeras, se till att skaka kraftigt för hand i 30 sekunder efter tillsats av SPT-lösningen. Centrifugera i 10 minuter vid 3 000 x g i en svängande skopcentrifug.
- Innan provet aspireras, testa supernatantens densitet genom att dra av 5 ml av lösningen med en pipett och kontrollera massan på en våg. Justera SPT-densiteten efter behov för att uppnå önskad densitet. Skaka och centrifugera igen om en justering av lösningens densitet utfördes.
- Fäst en 1 L sidoarmskolv på en vakuumpump. Placera ett 110 mm glasfiberfilter (0,7 μm porstorlek) i en 12 cm porslin Buchner-tratt med innerdiameter (ID). Förslut tratten försiktigt med en konisk gummipackning på sidoarmkolven.
OBS: Glasfiberfiltren ska förtvättas i en torkugn vid 150 ° C och sköljas med DDI före användning. - Ställ in ytterligare en 1 L sidoarmkolv fäst vid vakuumet. Placera en gummipropp i toppen av kolven med en ~ 0,5 m utskjutande slanglängd fäst för aspiration.
OBS: Det kan vara till hjälp att fästa en plastspets (t.ex. en 5 ml engångspipettspets, med änden avklippt i en vinkel) i änden av aspirationsslangen för att förbättra kontrollen av sugningen under aspiration (se figur 1). - Aspirera försiktigt supernatanten och det suspenderade materialet som har lagt sig i det övre lagret av lösningen längs centrifugrörets sidor, var försiktig så att du inte vidrör aspirationsrörets spets till den pelleterade jordytan under.
OBS: Om något jordpelletsmaterial (tung fraktion) felaktigt aspireras tillsammans med det suspenderade (lätta fraktionen) materialet, bör fraktioneringsproceduren upprepas. Om det inte märks kommer ett sådant fel att resultera i en tyngre än förväntad ljusfraktionsmassa med en lägre än förväntad C-halt, vilket kan vara uppenbart genom dataanalys av prover med liknande jordegenskaper.- För att rengöra aspirationsröret mellan proverna, doppa rörets spets snabbt (t.ex. nedsänkt i 0,1 s) i DDI-vatten och dra ~ 5 ml DDI-vatten genom ledningen med vakuumpumpen på. Upprepa tills allt material har spolats ur vakuumröret.
- Ta bort gummiproppen och aspirationsrörsfästet från sidoarmkolven och häll innehållet i toppen av Buchner-tratten med vakuumpumpen på.
- Skölj kolven med DDI-vatten, virvla och häll kolvens innehåll i Buchner-tratten. Upprepa tills alla rester som sitter fast på kolvens sidor har avlägsnats.
- Tillsätt 50 ml SPT till centrifugröret och skaka kraftigt för hand i 60 s (eller använd ett skakbord om jorden inte snabbt sprids), se till att bryta upp den hårda pelleten längst ner på röret så att alla rester återsuspenderas. Centrifugera i 10 min vid 3 000 x g.
- Upprepa steg 3.5. Häll kolvens innehåll i samma Buchnertratt som användes i steg 3.5.2.
- Tillsätt 50 ml SPT till centrifugröret och skaka kraftigt för hand, se till att bryta upp den hårda pelleten längst ner på röret. Centrifugera i 10 min vid 3 000 x g.
- Upprepa steg 3.5. Häll kolvens innehåll i samma Buchnertratt som användes i steg 3.5.2.
4. Ytterligare densitetsseparation(er) med SPT med högre densitet
OBS: Om mer än en ytterligare densitetsfraktion utförs, måste de efterföljande fraktioneringarna utföras i ordning efter ökande densitet. Här visas steg för isolering med 1,85-2,4 g / cm 3 och >2,4 g / cm3 densitet SPT.
- Tillsätt 50 ml 2,4 g/cm3 SPT till centrifugröret som innehåller jordmaterialet >1,85 g/cm3 från steg 3. Skaka kraftigt för hand (>60 s), se till att bryta upp den hårda pelleten i botten av röret. Centrifugera i 10 min vid 3 000 x g.
- Innan provet aspireras, testa supernatantens densitet genom att dra av 5 ml av lösningen med en pipett och kontrollera massan på en våg. Justera SPT-densiteten efter behov för att uppnå önskad densitet. Skaka och centrifugera igen om en justering av lösningens densitet utfördes.
- Upprepa steg 3 med en 2,4 g/cm3 SPT-lösning i stället för 1,85 g/cm3 SPT-lösningen som tidigare använts. I slutet av steg 3 kommer materialet isolerat i Buchner-tratten att ha en densitet mellan 1,85-2,4 g / cm 3, medan materialet kvar i centrifugröret kommer att ha en densitet >2,4 g / cm3.
5. Tvätta SPT från tunga och lätta fraktionsprover
OBS: Följande tvättsteg måste utföras för allt fraktionerat material. Om SPT-lösningen inte sköljs helt från materialet kommer motsvarande fraktionsvikter att vara felaktiga.
- Tillsätt 50 ml DDI-vatten till centrifugröret med det tunga fraktionsmaterialet och skaka kraftigt för hand (60 s), se till att bryta upp den hårda pelleten längst ner på röret. Centrifugera i 10 min vid 3 000 x g.
- Aspirera som i steg 3.5. Vid denna tidpunkt borde allt lätt fraktionsmaterial ha tagits bort. Kassera det klara aspiratet i en avfallshink istället för att lägga det i filtertratten.
- Upprepa steg 5.1-5.2 två gånger. Innan lösningen slutligen aspireras i röret, använd en överföringspipett för att dra av 25 ml av supernatanten och kontrollera densiteten genom att dividera lösningsvikten med volymen för att säkerställa att SPT har tagits bort tillräckligt från provet. Om densiteten är <1,01 g/ml, fortsätt till nästa steg. Om densiteten är 1,01 g / ml eller mer, utför ytterligare vattentvättar enligt ovan tills densiteten är mindre än 1,01 g / ml.
- För att säkerställa fullständigt avlägsnande av SPT från ljusfraktionen, fyll varje Buchner-tratt med DDI-vatten och filtrera innehållet genom glasfiberfilter. När vattnet har filtrerats igenom helt, upprepa detta två gånger till. Om jorden innehåller mycket organiskt material kan filtreringen ta upp till 48 timmar.
6. Insamling av den tunga fraktionen
- Skrapa försiktigt jorden från centrifugröret till en ren, märkt glasbägare eller burk. Häll tillräckligt med DDI-vatten i röret för att lossa den återstående jorden; Sätt tillbaka locket och skaka och tillsätt sedan uppslamningen i glasbehållaren. Skölj all återstående jord från centrifugröret och överför till glasbehållaren med avjoniserat vatten.
- Placera glasbehållaren i en torkugn inställd mellan 40-60 °C. Torka tills en konstant torrvikt uppnås, vanligtvis i 24-72 timmar.
7. Insamling av det lätta fraktionsmaterialet
- Stäng av vakuumpumpen och ta bort tratten från sidoarmkolven. Håll tratten horisontellt över en märkt glasbägare eller burk, skölj försiktigt partiklarna från filtret med en DDI-vattentvättflaska.
OBS: Det kan vara nödvändigt att försiktigt skrapa filtret med en spatel och skölja båda sidor av filtret för att ta bort alla rester. - Placera glasbehållaren i torkugnen inställd mellan 40-60 °C. Torka tills en konstant torrvikt uppnås, vanligtvis i 24-72 timmar.
8. Vägning av det fraktionerade materialets torrvikt
- Skrapa försiktigt allt torkat material från varje behållare i en plastvägningsbåt. Anteckna massan upp till fjärde decimalen. Placera provet i en märkt förvaringsflaska eller påse.
- Upprepa för alla torkade prover.
9. Insamling och analys av uppgifter om totalt organiskt kol
- Följ analysprocedurerna i enlighet med det instrument som ska användas för analys av innehållet i grundämne C (t.ex. ISO 10694:1995).
OBS: Malning av det torkade fraktionsmaterialet till ett fint pulver är en vanlig praxis för att säkerställa homogeniteten hos det fraktionerade provet före elementanalys. - Se till att den kumulativa massan av alla fraktioner är lika med minst ~ 90% av den ursprungliga jordprovmassan. Om materialförlusterna är >10 % rekommenderas ytterligare fraktioneringar av replikat.
- Kvantifiera den kumulativa återvinningen av organiskt kol i marken (SOC) i fraktionerna. Förluster av SOC kanske inte korrelerar perfekt med massförlust på grund av oproportionerlig förlust av fraktionsmaterial och förlust av löst organiskt kol. Ändå bör förlusterna av SOC också vara <10% av den ursprungliga SOC i jordprovet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Jorddensitetsfraktionering är idealisk för att undersöka hur jordar skiljer sig åt i deras partikel- och mineralrelaterade innehåll av organiskt material. Att separera SOC i dessa två distinkta pooler ger en väg att belysa förändringarna i markens C-innehåll och stabiliseringsdynamik som annars kan vara oklara när man observerar trender i bulkjord C-innehåll. Den ytterligare separationen av det tunga materialet (densitet >1,85 g / cm3) ger ytterligare inblick i förändringar och trender i jordens C-stabilisering men ökar procedurens komplexitet och tillhörande tolkning och är förknippad med ytterligare kostnader. Icke desto mindre kan fraktioneringen av jorden i tre eller flera densitetspooler belysa komplexa trender och kemiska skillnader i markens C-pooler. Som med alla jordfraktioneringsförfaranden är separationen av dessa jord-C-pooler ofullkomlig, och det potentiella inflytandet av sådana fel och metodens antaganden bör erkännas vid rapportering av resultaten. Slutligen bör utövare vara medvetna om de olika jordfraktioneringsmetoder som finns och deras unika styrkor och svagheter (se recensioner och jämförelser från von Lützow et al.9 och Poeplau et al.10). Många av dessa jordfraktioneringsmetoder utesluter inte varandra och kan kombineras på lämpligt sätt för att förbättra eller validera analyser av markens C-dynamik.
Att välja antalet densitetsfraktioner som ska användas är det kritiska första steget innan fraktioneringsproceduren påbörjas. Medan flera pooler alltid kan kombineras matematiskt för att producera en enda lätt och en enda tung fraktion för att jämföra resultat med andra studier, lägger fraktionering av den tunga fraktionen i mer än en pool betydande tid och kostnad. Pierson et al.33 kvantifierade förändringen i SOC över tre densitetspooler efter en långsiktig detrital manipulationsstudie. När de två tyngre poolerna kombinerades (figur 2) var effekterna av detritalbehandlingarna distinkta mellan de lätta (<1,85 g/cm3) och tunga (>1,85 g/cm3) fraktionerna, särskilt i förhållande till de effekter som observerats från SOC-innehållet i bulk. Genom att utföra den ytterligare densitetsfraktioneringen vid 2,40 g/cm3 (figur 3) kunde det vidare fastställas att behandlingseffekterna på MAOM huvudsakligen var begränsade till materialet med högre densitet (>2,4 g/cm3). Slutligen visar den rapporterade C:N-halten i bulkjorden i förhållande till de densitetsfraktionerade poolerna (figur 4) tydligt hur effektiv densitetsfraktioneringsmetoden är för att separera växtbaserat partikelformigt material från mineralmaterial med relativt låg C:N-halt.
Efter 50 år av detritala manipulationer använde Lajtha et al.22 sex sekventiella densitetsfraktioneringar för att noggrant undersöka detritala influenser på SOC-stabilisering och destabilisering (figur 5). Genom att isolera sju SOC-pooler kunde författarna observera en större nyans i POM- och MAOM-svaret efter kulltillägg och borttagningsbehandlingar. Pooler med densiteter <2,20 g/cm3 var mer mottagliga för behandlingen, i överensstämmelse med den långvariga förväntan om ett positivt samband mellan skräptillförsel och SOC-ackumulering. Svaret från SOC-pooler med densiteter >2,20 g / cm3 var dock mindre uttalat, och specifikt för behandlingen av skräpborttagning identifierades ett motsatt, negativt förhållande mellan ingångarna och SOC (dvs ingångarna reducerades, men SOC-innehållet i fraktionen ökade). Genom att utföra efterföljande analyser av 14C fastställdes bidrag och förluster av nyare C-ingångar för varje pool, vilket gav mekanistisk inblick i detritalkontrollen av bildnings- och destabiliseringsvägarna för MAOM.
Att kombinera isotopanalys med sekventiell densitetsfraktionering ger ytterligare vägar att undersöka komplikationerna med SOM-dynamik. Ändå bör utredare ta hand om att överväga mineralogens inflytande på densitetsfraktioneringsresultaten. Unik mineralstruktur och reaktivitet orsakar inneboende skillnader i partikeldensitetsfördelningar mellan mineraler. Som ett exempel undersökte Sollins et al.18 isotopiska och kemiska egenskaper hos pooler med flera densiteter i fyra skogsklädda jordar med olika modermaterial och morfologier (figur 6). Den kontrasterande mineralogin mellan de fyra jordarna bidrog starkt till de observerade skillnaderna i 13C, 14C och 15N för varje densitetsfraktion. Utan hänsyn till mineralogi kan sådana resultat misstolkas med avseende på SOC-bildning och stabiliseringsdynamik. Slutligen, för att återgå till det praktiska med att utföra ytterligare densitetsseparationer, fick Sollins et al.18 lite ytterligare information från analysen av sex densitetspooler i motsats till endast tre (figur 6).
Helbling et al.31 bestämde säsongsvariationens effekt på den lätta fraktionshalten i skogsmark, liksom effekten av marktorkningsbehandling på förlusten av C till den lösliga poolen (figur 7). Två viktiga resultat framkom av detta arbete. För det första, medan ugnstorkning av jorden gav signifikant större upplöst organisk C-förlust till SPT-lösningen, var mängden C förlorad obetydlig. För det andra verkade det inte finnas någon säsongsvariation för poolen med lätt fraktion C, vilket innebär att tidpunkten för insamling av jordprover inte påverkade fraktioneringsresultaten. Resultaten kan dock förväntas skilja sig åt mellan jordar och miljöer på grund av skillnaderna i bestånd av polyaktivt avfall och nedbrytningshastigheter.
Figur 1: Lättfraktionsaspirationsapparat. Schematisk bild av vakuumapparaten för ljusfraktionens aspiration. *Parafilm kan användas för att säkra och täta korsningen mellan pipettspetsen och vakuumröret. **Skärning av pipettspetsen i en vinkel kan vara användbar för att öka storleken på spetsöppningen, liksom för att applicera nära sug på centrifugrörets sidoväggar. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Jämförelse av kolinnehållet för bulkjord, lätt och tung fraktion . Jord samlades in från Detrital Input and Removal Treatment (DIRT) -tomterna i HJ Andrews Experimental Forest efter 20 års behandling (n = 3). Den mineralassocierade C för rotborttagningsbehandlingarna (NR, NI) ökade signifikant, i kontrast till de observerade effekterna på bulk-C-innehållet. Vidare visar de fraktionerade resultaten att ökningen i bulk C från dubbelvedsbehandlingen (DW) härleddes från en ökning av den lätta fraktionen C. Felstaplarna representerar standardfelet. Denna siffra har modifierats från Pierson et al.33. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: Jämförelse av mellanliggande och tunga fraktionspooler. Jord samlades in från Detrital Input and Removal Treatment (DIRT) -tomterna i HJ Andrews Experimental Forest efter 20 års behandling (n = 3). Resultaten visar resultaten från isolering av en intermediär fraktion (1,85-2,40 g / cm 3) och en tyngre fraktion (>2,40 g / cm3). Intermediär fraktion C-innehåll visade större variabilitet och inga behandlingseffekter var signifikanta. Felstaplarna representerar standardfelet. Denna siffra har modifierats från Pierson et al.33. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 4: Kol-kväveförhållanden för bulk, lätt och tung fraktionsjord. Jord samlades in från Detrital Input and Removal Treatment (DIRT) -tomterna i HJ Andrews Experimental Forest efter 20 års behandling (n = 3). Med tanke på den höga C: N-halten i växtvävnad i förhållande till jordmineraler visar den observerade skillnaden i C: N-innehåll mellan de lätta och tunga fraktionerna tydligt förmågan hos jorddensitetsfraktionering att separera partikelformigt organiskt material från bulkjord. Felstaplarna representerar standardfelet. Denna siffra har modifierats från Pierson et al.33. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 5: Sekventiell densitetsfraktionering av jord efter 50 år av detritala manipulationer (n = 4). Att separera jorden i sju densitetsfraktioner gav insikt i karaktären av C-belastningen på jordmineraler. Dubbelströbehandlingen, som ökade jord C, ledde till C-belastning av mineralmaterial i fraktionen 2,00-2,40 g / cm3 , vilket framgår av förändringen i fraktion C-koncentrationerna i förhållande till kontrollen. Förlusterna av jord C från ingen förskräpningsbehandling var störst i jordfraktionerna med densiteter mellan 1,85-2,20 g / cm3. Felstaplarna representerar standardfelet. Denna siffra har modifierats från Lajtha et al.22. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 6: Effekter av mineralogi på marktäthetspooler. Jordar med unik morfologi samlades in från fyra skogsområden. Den isotopiska analysen visar hur markmineralogi kan påverka biogeokemiska egenskaper över markdensitetspooler. Vidare, i detta fall, fångade analysen av tre densitetspooler, i motsats till sex eller fler, i stor utsträckning trenderna inom och mellan de olika isotopiska signaturerna. Denna siffra har modifierats från Sollins et al.18. Ursprungliga data och diagram visas i kolumnen med fler än sex pooler. Data räknades om och visades för att visa resultaten för endast tre pooler. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 7: Provtagningsinsamlings- och beredningseffekter på fraktionering av marktäthet. Helbling et al.31 fann att ugnstorkad jord ofta ger större upplöst organiskt kol i förhållande till lufttorkad, fältfuktig och urlakad jord. Under provinsamlingssäsongerna var andelen lätt till tung fraktionsmassa inte signifikant annorlunda. Denna siffra har modifierats från Helbling et al.31. Felstaplarna representerar standardfelet. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I hela jorddensitetsfraktioneringsprotokollet finns det några specifika procedurer som måste övervakas noggrant för att minska fel i separationen och analysen av jordfraktionerna. Ett kritiskt steg i jorddensitetsfraktioneringsförfarandet är att upprepade gånger verifiera SPT-lösningens densitet. Fukt i jordprovet kommer ofta att späda SPT-lösningen, vilket sänker SPT: s densitet. Därför måste forskaren alltid se till att fullständig separation av de lätta och tunga lösningarna har uppnåtts efter centrifugering. Om fraktionerna inte separerar tillräckligt, bör mer av SPT-lösningen tillsättas, eller jordens massa bör minskas. Sandiga jordar separeras snabbt, medan fint texturerade jordar, såsom oxisoler i synnerhet, kan förbli grumliga under lång tid under centrifugering på grund av en hög suspenderad belastning av fina partiklar. När lösningarna verkar grumliga efter centrifugering bör antingen centrifugeringstiden eller centrifugeringshastigheten ökas. Alternativt kan en uppskattning av C-förlusten från det suspenderade sedimentet bestämmas genom analys av C-halten i den aspirerade lösningen.
Att bestämma kvaliteten på natriumpolytungstate (SPT) att köpa beror på de analyser som kommer att utföras efter fraktionering. Kramer et al.34 fann att kommersiell SPT kan anrikas i ammonium med hög halt av 15N och därmed avsevärt förändra jordfraktionernas 15N-signatur. Således bör en SPT med hög renhetsgrad (t.ex. SPT-0) användas för att säkerställa minimal C- och N-kontaminering för studier där jordens isotopiska signaturer kommer att mätas. SPT med en renhetsgrad som är ett steg lägre (t.ex. SPT-1) har emellertid ofta minimal N- och C-anrikning och är billigare, vilket ger ett mer ekonomiskt alternativ när isotoper inte kommer att mätas.
För att undvika betydande fel måste man se till att ta bort all ljusfraktion från lösningen, som ofta fastnar på centrifugrörens sidoväggar under aspiration och till tratten under de efterföljande filtreringsstegen. Överskott av ljusfraktion kvar i det tunga fraktionsmaterialet kommer att resultera i en låg uppskattning av den lätta fraktionen C samtidigt som C-halten i den tunga fraktionen överskattas. En noggrann granskning av de slutliga uppgifterna kan bidra till att identifiera sådana fel vid fraktionering av en serie prover med liknande markegenskaper.
Förlusten av löst organiskt kol (DOC) till lösningen är vanligtvis liten, vanligtvis <5% av den totala marken C, och kan inte undvikas (figur 7)31. Förlusterna av DOC kan dock vara mycket större vid fraktionering av jordar med höglösliga C-pooler, såsom de som finns i vissa ökenmiljöer35. I sådana fall bör även den vattenextraherbara DOC-poolen kvantifieras. Vanligtvis är fel som härrör från jordmassaförlust, särskilt av ljusfraktionen, mycket större än de fel som orsakas av DOC-förlust.
Adsorptionen av polyvolstate till jordprovet är en kemisk möjlighet, och i vilken utsträckning sådana kemiska utbyten sker är för närvarande okänd. Vidare förväntas bindningsaffiniteten för polytungstate variera mellan jordar med olika kemiska egenskaper. För närvarande ger korrelationen mellan förlust av jordmassa och SOC-förlust i slutet av proceduren en enkel och logistiskt genomförbar form av försäkran om att eventuella massvinster från polytungstateutbyte är försumbara för kvantifieringen av SOC i det fraktionerade materialet. Om den kumulativa massan av jordfraktionen är större än den ursprungliga provmassan, eller om massförlusterna är mycket mindre än SOC-förlusterna, kan proverna absorbera polytungstaten. Ytterligare tvättsteg bör först utföras för att försöka lösa ett sådant problem. Om absorptionen av polyvolfram i det fraktionerade materialet kvarstår kan ytterligare elementanalys krävas för att verifiera och korrigera för en ökning av volframhalten i det fraktionerade materialet. I synnerhet är sådana problem som involverar oförmågan att skölja ut polytungstaten från jordmaterialet ovanliga.
Även om densitetsfraktionering idealiskt separerar ut de fria partiklarna (POM) från det mineralassocierade organiska materialet (MAOM), komplicerar närvaron av vattenstabila aggregat tolkningen av densitetsfraktioneringsresultaten. Silt och lera kan bilda starka föreningar och binda med organiskt material, och jordbiota, rötter och svamphyfer kan bilda makroaggregat som hjälper till att skydda organiska föreningar från mikrobiell sönderdelning. Detta aggregerade skyddade organiska material, ofta kallat ockluderat organiskt material, är inte MAOM men kommer att återvinnas i den tunga fraktionen (dvs >1,85 g / cm3). Inkluderingen av ockluderad POM kommer sannolikt att ha störst inverkan på resultaten och tolkningen av de mellanliggande densitetsfraktionerna. Medan fraktioner med en densitet över ~ 2,40 g / cm3 sannolikt innehåller organiska fattiga mineraler utan ockluderat organiskt material och material med en densitet mindre än 1,85 g /cm3 antas vara mineralfritt organiskt material, kan mellanliggande fraktioner vara blandningar av organiska rika tunga mineraler, aggregat och organiska fattiga lätta mineraler. Hittills har ingen gemensam konsensus eller genomgripande metod framkommit för tolkningen av skillnader i C som finns i det mellanliggande fraktionsmaterialet. När vi rapporterar sådan information föreslår vi att man erkänner den potentiella påverkan av ockluderat organiskt material och mineralogi på resultaten.
Olika kemiska och fysiska tekniker har använts för att sprida aggregat för att underlätta frisättningen av ockluderad POM, med ultraljudsenergi som representerar den vanligaste metoden. Tyvärr finns det ingen ultraljudsbehandling energinivå som kan orsaka fullständig spridning över alla aggregat, som aggregerad styrka och bindningsmekanismer varierar kraftigt över både jordtyper och aggregatstorlek klasser36. Amelung och Zech36 fann att mikroaggregat (20-250 μm) krävde mer ultraljudsenergi för att sprida sig än större makroaggregat men fann också att partikelformigt organiskt material stördes vid dessa högre energier. Ytterligare, sekventiell ultraljudsbehandling med ökande intensitet fortsätter att ge fri ockluderat organiskt material37, återigen tyder på att det inte finns någon enda pool av ockluderade organiska ämnen och att, vid högre ultraljudsbehandling nivåer, mycket av den separerade ljusfraktion material kan vara en kolloidal artefakt. Kaiser och Guggenberger30 visade också potentialen för ultraljudsbehandling att förändra densitetsfördelningen av blandningarna av den lätta fraktionen organiskt material med olika mineraler. Samtidigt som man införlivar ultraljudsdispersionstekniker under eller efter jorddensitetsfraktionering ger unika möjligheter att sprida och isolera SOM-pooler, motiverar dessa studier övervägande av dispersionseffektiviteten och förstörelsen av POM och mineralstrukturer.
Den vanligaste alternativa metoden för att separera jord C i lätt mätbara pooler är storleksfraktionering. Storleksfraktionering är snabb och billig i förhållande till densitetsfraktionering och kan ge liknande insikter i SOM-dynamik med tanke på korrelationen mellan lerinnehåll och MAOM. Poeplau et al.10 fann ingen signifikant skillnad i SOM-omsättningshastigheter för C-pooler åtskilda av storlek och densitetsfraktionering över tre olika jordar. Emellertid är partikelformigt organiskt material (POM) med en storlek som motsvarar eller mindre än lera vanligt, vilket innebär att storleksfraktioneringsmetoder ensamma inte kan exakt separera POM från MAOM. Inkorporering av POM i fraktioner av fin storlek kan således leda till fel i den elementära och organiska kemiska analysen i vissa jordar med en betydande mängd fint partikelformigt material15. Om det finns ett behov av att kvantifiera C-halten i mineralmaterial vid en viss partikelstorlek (t.ex. sand, silt, lera) kan de två metoderna kombineras genom att utföra en enda densitetsfraktionering följt av storleksfraktionering av det tunga fraktionsmaterialet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
För detta arbete gavs stöd från National Science Foundation Grants DEB-1257032 till K.L. och DEB-1440409 till HJ Andrews Long Term Ecological Research program.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aspirator/vacuum tubing 1/4 x 1/2" | Kimble | 10847-216 | |
| Conical polypropylene centrifuge tube, 250mL | Thermo Scientific | 376814 | |
| Conical rubber gasket for filtering flasks | DWK Life Sciences | 292020001 | |
| Double flat ended stainless steel spatula/scraper | Fisher Scientific | 14-373-25A | |
| Glass fiber filter, grade GF/F, 110 mm | Whatman | WHA1825110 | |
| Glass mason jar, 16 oz | Ball Corporation | 500 ml beaker or glass weigh dish are also suitable | |
| Polypropylene conical bottle adapter, 250mL | Beckman Coulter | 369385 | |
| Porcelain buchner funnel, 90mm | FisherBrand | FB966F | |
| Reciprocating shaker, 2-speed | Eberbach | E6000.00 | |
| Sidearm flask, 1000mL | VWR | 89000-386 | |
| Sodium Polytungstate, crystalline | Sometu | SPT-0 or SPT-1, see Discussion for SPT choice | Shipping via FedEx from Germany |
| Swinging bucket centrifuge | Beckman Coulter | 3362020 |
References
- Jackson, R. B., et al. The ecology of soil carbon: Pools, vulnerabilities, and biotic and abiotic controls. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 48, 419-445 (2017).
- Crowther, T. W., et al. Quantifying global soil carbon losses in response to warming. Nature. 540 (7631), 104-108 (2016).
- Deng, L., Zhu, G., Tang, Z., Shangguan, Z. Global patterns of the effects of land-use changes on soil carbon stocks. Global Ecology and Conservation. 5, 127-138 (2016).
- Griscom, B. W., et al.
- Fargione, J. E., et al. Natural climate solutions for the United States. Science Advances. 4 (11), (2018).
- Kögel-Knabner, I., Rumpel, C. Advances in molecular approaches for understanding soil organic matter composition, origin, and turnover: A historical overview. Advances in Agronomy. 149, 1-48 (2018).
- Schmidt, M. W. I., et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature. 478 (7367), 49-56 (2011).
- Billings, S. A., et al. Soil organic carbon is not just for soil scientists: Measurement recommendations for diverse practitioners. Ecological Applications. 31 (3), 02290 (2021).
- von Lützow, M., et al. SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms. Soil Biology and Biochemistry. 39 (9), 2183-2207 (2007).
- Poeplau, C., et al. Isolating organic carbon fractions with varying turnover rates in temperate agricultural soils - A comprehensive method comparison. Soil Biology and Biochemistry. 125, 10-26 (2018).
- Heckman, K., Lawrence, C. R., Harden, J. W. A sequential selective dissolution method to quantify storage and stability of organic carbon associated with Al and Fe hydroxide phases. Geoderma. 312, 24-35 (2018).
- Frostegård, Å, Tunlid, A., Bååth, E. Microbial biomass measured as total lipid phosphate in soils of different organic content. Journal of Microbiological Methods. 14 (3), 151-163 (1991).
- Plante, A. F., Conant, R. T., Paul, E. A., Paustian, K., Six, J. Acid hydrolysis of easily dispersed and microaggregate-derived silt- and clay-sized fractions to isolate resistant soil organic matter. European Journal of Soil Science. 57 (4), 456-467 (2006).
- Eusterhues, K., Rumpel, C., Kögel-Knabner, I. Stabilization of soil organic matter isolated via oxidative degradation. Organic Geochemistry. 36 (11), 1567-1575 (2005).
- Moni, C., Derrien, D., Hatton, P. -J., Zeller, B., Kleber, M. Density fractions versus size separates: does physical fractionation isolate functional soil compartments. Biogeosciences. 9 (12), 5181-5197 (2012).
- Lavallee, J. M., Soong, J. L., Cotrufo, M. F. Conceptualizing soil organic matter into particulate and mineral-associated forms to address global change in the 21st century. Global Change Biology. 26 (1), 261-273 (2020).
- Sollins, P., et al. Organic C and N stabilization in a forest soil: Evidence from sequential density fractionation. Soil Biology and Biochemistry. 38 (11), 3313-3324 (2006).
- Sollins, P., et al. Sequential density fractionation across soils of contrasting mineralogy: evidence for both microbial- and mineral-controlled soil organic matter stabilization. Biogeochemistry. 96 (1-3), 209-231 (2009).
- Crow, S. E., Swanston, C. W., Lajtha, K., Brooks, J. R., Keirstead, H. Density fractionation of forest soils: methodological questions and interpretation of incubation results and turnover time in an ecosystem context. Biogeochemistry. 85 (1), 69-90 (2007).
- Cotrufo, M. F., Ranalli, M. G., Haddix, M. L., Six, J., Lugato, E. Soil carbon storage informed by particulate and mineral-associated organic matter. Nature Geoscience. 12 (12), 989-994 (2019).
- Hatton, P. -J., et al. Transfer of litter-derived N to soil mineral-organic associations: Evidence from decadal 15N tracer experiments. Organic Geochemistry. 42 (12), 1489-1501 (2012).
- Lajtha, K., et al. Changes to particulate versus mineral-associated soil carbon after 50 years of litter manipulation in forest and prairie experimental ecosystems. Biogeochemistry. 119 (1-3), 341-360 (2014).
- Yeasmin, S., Singh, B., Johnston, C. T., Sparks, D. L. Organic carbon characteristics in density fractions of soils with contrasting mineralogies. Geochimica et Cosmochimica Acta. 218, 215-236 (2017).
- Wagai, R., Kajiura, M., Asano, M., Hiradate, S. Nature of soil organo-mineral assemblage examined by sequential density fractionation with and without sonication: Is allophanic soil different. Geoderma. 241-242, 295-305 (2015).
- Volk, M., Bassin, S., Lehmann, M. F., Johnson, M. G., Andersen, C. P. 13C isotopic signature and C concentration of soil density fractions illustrate reduced C allocation to subalpine grassland soil under high atmospheric N deposition. Soil Biology and Biochemistry. 125, 178-184 (2018).
- Yonekura, Y., et al. Soil organic matter dynamics in density and particle-size fractions following destruction of tropical rainforest and the subsequent establishment of Imperata grassland in Indonesian Borneo using stable carbon isotopes. Plant and Soil. 372 (1-2), 683-699 (2013).
- Virto, I., Moni, C., Swanston, C., Chenu, C. Turnover of intra- and extra-aggregate organic matter at the silt-size scale. Geoderma. 156 (1-2), 1-10 (2010).
- Poeplau, C., et al. Reproducibility of a soil organic carbon fractionation method to derive RothC carbon pools. European Journal of Soil Science. 64 (6), 735-746 (2013).
- Cerli, C., Celi, L., Kalbitz, K., Guggenberger, G., Kaiser, K. Separation of light and heavy organic matter fractions in soil - Testing for proper density cut-off and dispersion level. Geoderma. 170, 403-416 (2012).
- Kaiser, K., Guggenberger, G. Distribution of hydrous aluminium and iron over density fractions depends on organic matter load and ultrasonic dispersion. Geoderma. 140 (1-2), 140-146 (2007).
- Helbling, E., Pierson, D., Lajtha, K. Sources of soil carbon loss during soil density fractionation: Laboratory loss or seasonally variable soluble pools. Geoderma. 382, 114776 (2021).
- Nelson, D. W., Sommers, L. E. Total carbon, organic carbon, and organic matter. Methods of Soil Analysis: Part 3 Chemical Methods. Sparks, D. L., Page, A. L., Helmke, P. A., Loeppert, R. H. , Soil Science Society of America, Inc., American Society of Agronomy, Inc. 539-579 (2015).
- Pierson, D., et al. Mineral stabilization of soil carbon is suppressed by live roots, outweighing influences from litter quality or quantity. Biogeochemistry. 154 (3), 433-449 (2021).
- Kramer, M. G., Lajtha, K., Thomas, G., Sollins, P. Contamination effects on soil density fractions from high N or C content sodium polytungstate. Biogeochemistry. 92 (1-2), 177-181 (2009).
- Throop, H. L., Lajtha, K., Kramer, M. Density fractionation and 13C reveal changes in soil carbon following woody encroachment in a desert ecosystem. Biogeochemistry. 112 (1-3), 409-422 (2013).
- Amelung, W., Zech, W. Minimisation of organic matter disruption during particle-size fractionation of grassland epipedons. Geoderma. 92 (1-2), 73-85 (1999).
- Kaiser, M., Asefaw Berhe, A. How does sonication affect the mineral and organic constituents of soil aggregates?-A review. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 177 (4), 479-495 (2014).
