Een team van agrochemici uit Rusland, Duitsland, en Chili bevestigde de zogenaamde ferro-wielhypothese - de omzet van ijzer in de bodem die het verrijkt met organische stikstof. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Geochimica en Cosmochimica Acta logboek.

De bodems van regenwouden in Zuid-Chili zijn rijk aan organische en anorganische stikstof (N). Ondanks hevige regenval (meer dan 5, 000 mm per jaar), praktisch geen anorganische stikstof (dat is vaak een onderdeel van de NO ₃ groep) wordt uit de grond geëlueerd. Een theorie die dit fenomeen verklaart, wordt de ferro-wielhypothese genoemd. Volgens het, het ijzer in de grond wordt NEE ₃ in NEE ₂ dat reageert met organische stoffen. Zo gaat stikstof van anorganische naar organische verbindingen.

De ferro-wiel-hypothese werd in 2003 gesuggereerd, maar sindsdien is er geen betrouwbaar experimenteel bewijs geleverd waardoor de wetenschappelijke gemeenschap aan de theorie twijfelde. Een agrochemicus van RUDN en zijn collega's uit Chili en Duitsland waren de eersten die hun gelijk bewezen. Om dit te doen, ze gebruikten een nieuwe technologie:een geautomatiseerd apparaat voor het nemen van een anorganisch stikstofmonster (SPIN) en een quadrupool massaspectrometer.

Het team heeft drie grondmonsters gemaakt - met een hoog en laag ijzergehalte en helemaal geen ijzer. Elk monster werd in de massaspectrometer geplaatst en behandeld met een wisselend elektrisch veld. Onder zijn invloed kwamen er geladen deeltjes (ionen) met verschillende massa's en ladingen uit het monster. Met behulp van de banen van elk ion, het team berekende de verhouding tussen de massa en de lading en daarmee de initiële atomaire samenstelling van het monster. De metingen zijn 15 minuten gedaan, 1 uur, 24 uur, en 5 dagen na het toevoegen van ijzer.

Om het pad van stikstof van anorganische naar organische stoffen te traceren, de auteurs markeerden de atomen in NO ₃ met behulp van stikstofisotopen ¹⁵ N - de atomen met één extra neutron in de kern in vergelijking met "gewone" stikstof ¹⁴ N. Deze isotopen hebben identieke chemische eigenschappen, maar het is gemakkelijk om ze te onderscheiden met behulp van een massaspectrometer. Zo konden de agrochemici de beweging van stikstof tussen bodemstoffen traceren.

Binnen 15 minuten na het toevoegen van ijzer het volume NO ₃ verminderd met 20% in het monster met een laag ijzergehalte en met 35% in het monster met een hoog ijzergehalte. In dezelfde tijd nam de concentratie opgeloste organische stikstof toe van 0 mg per liter tot 0,08. In 5 dagen verdubbelde de concentratie. Dezelfde processen vonden plaats in het monster met een lager ijzergehalte, maar met een lagere snelheid. Wat betreft het controlemonster dat geen ijzer bevatte, geen draaien van NO ₃ in organische stikstof werd daarin geregistreerd.

"Onze resultaten bevestigen duidelijk de hypothese over de overgang van NO ₃ omgezet in opgeloste organische stikstof. De ferro-wielhypothese verklaart gedeeltelijk het behoud van NO ₃ in de bodem van regenwouden. Deze studie werd alleen mogelijk dankzij de beschikbaarheid van de nieuwe technologie die zorgde voor een nauwkeurige analyse van ijzer en NO ₃ inhoud in de bodem zonder vervormingen, " zei Jakov Koezjakov, een co-auteur van het werk, een doctoraat in de biologie, en een medewerker van RUDN.

In de toekomst is het team van plan soortgelijke studies uit te voeren voor andere grondsoorten waarop de ferro-wielhypothese ook van toepassing is. De auteurs benadrukken dat het experiment in het laboratorium is uitgevoerd en moet worden gereproduceerd in een natuurlijk ecosysteem.

De deelnemers aan het onderzoek vertegenwoordigden ook de Universiteit van La Frontera (Chili) en de Universiteit van Goettingen (Duitsland).