Organische stof in de bodem is essentieel voor het behoud van de bodemvruchtbaarheid, absorptie van verontreinigende stoffen en beperking van de wereldwijde klimaatverandering. In de afgelopen decennia is het langetermijnbeschermingsmechanisme van organische stof in bodem en sediment is uitgebreid bestudeerd.

Het onthullen van de intrinsieke relatie en aard tussen micro-organismen, organische stof en mineralen in de micro-omgeving van de bodem kunnen de sleutel zijn tot het begrijpen van de biogeochemische cyclus van organische stof in de bodem.

Bodemaggregaten zijn het basisskelet van de bodem, en hun oppervlak wordt beschouwd als de hotspot van microbiële-organische materie-minerale interactie.

Prof. Wu Jinshui van het Instituut voor Subtropische Landbouw (ISA) van de Chinese Academie van Wetenschappen en Prof. Liu Bifeng van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie pasten bodemchiptechnologie toe die micro-heterogeniteit van de bodem op een bepaalde schaal overwint. Het bereikte voor het eerst dynamische continue monitoring van bodem-water micro-interfaceprocessen.

Op deze basis, ze bestudeerden verder systematisch de transformatie van organisch materiaal in de typische mollisol bodem-water micro-interface en het dynamische koppelingsproces van de micro-omgeving van de oplossing.

Combinatie van röntgenfoto-elektronspectroscopie en ionensputteren op bodemmicroarrays die zijn geïncubeerd met een vooraf gedefinieerde oplossing (SoilChips), ze leverden het eerste directe bewijs dat een organische film op nanoschaal met een verschillende samenstelling en dikte zich geleidelijk vormde op het bodem-watergrensvlak (SWI) binnen 21 dagen na de teelt.

Hoewel de organische coatings op de micro-interfaces van bodem en water binnen vier dagen snel een evenwicht bereikten, de vorming van een dikkere mineraal-organische associatie (MOA, 20-130 nm) en microbiële biomassa (> 130 nm) vervolg, deels ten koste van de dunne MOA ( <20nm).

In overeenstemming met de verdikkende organische film, de biologische beschikbaarheid van nutriënten (opgeloste organische koolstof en ammonium) nam geleidelijk af gedurende 21 dagen, die de microbiële activiteiten beperkten.

Verdikkende SWI's fungeerden als een biogeochemische poort om de biologische beschikbaarheid van specifieke organische verbindingen te reguleren en hun behoud of microbiële mineralisatie te bepalen.

Verder, verdikkende SWI's in de richting van de z-as gaven direct structureel inzicht om de koolstofvastlegging in bodem en sediment te vergroten.

Het onderzoek is gepubliceerd in Milieukunde:Nano .