Abstract Organic matter (OM) oxidized by slightly alkaline KMnO4, termed permanganate-oxidizable carbon (POXC), has recently emerged as a standardized indicator of active, labile carbon within soil quality frameworks. Yet, qualitative information on POXC, particularly in semiarid drylands, is very scarce. The aim of this study was to characterize POXC within three long-term field experiments in Montana, USA: (i) across a wide range of edaphic (e.g., % clay) and management conditions (e.g., cropping intensity) (n = 148); and (ii) to identify the molecular composition of soil OM before and after KMnO4 treatment using electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS). The content of POXC was significantly greater under perennial (382–685 mg/kg) or annual cropping (404–607 mg/kg) than fallow-wheat (359–543 mg/kg) systems. Soil OM changes, however, were equally or better expressed when considering soil organic carbon (SOC) concentration. The occurrence of POXC paralleled SOC (R = 0.87; P 0.67) and hydrogen saturation (aliphatic composition; H/C > 1.5) across all heterogeneous groups (CcHhNnOoSs). Although POXC is a rapid assay widely used for characterizing soil OM dynamics, it may not provide a clear advantage over SOC concentration in semiarid drylands. The view of POXC as a merely labile, simple biodegradable OM fraction needs to be reconsidered.

中文翻译：

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吸收光谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱反映的半干旱旱地高锰酸盐可氧化土壤有机质变化模式

摘要 被弱碱性 KMnO4 氧化的有机质 (OM)，称为高锰酸盐可氧化碳 (POXC)，最近已成为土壤质量框架内活性、不稳定碳的标准化指标。然而，关于 POXC 的定性信息，特别是在半干旱旱地，非常稀少。本研究的目的是在美国蒙大拿州进行的三个长期田间试验中表征 POXC：（i）跨越广泛的土壤（例如，粘土百分比）和管理条件（例如，种植强度）（n = 148） ; (ii) 使用电喷雾电离傅里叶变换离子回旋共振质谱 (ESI FT-ICR MS) 确定 KMnO4 处理前后土壤 OM 的分子组成。POXC 的含量在多年生（382-685 毫克/千克）或一年生作物（404-607 毫克/千克）下显着高于休耕小麦（359-543 毫克/千克）系统。然而，在考虑土壤有机碳 (SOC) 浓度时，土壤 OM 的变化同样或更好地表达。所有异质组 (CcHhNnOoSs) 中 POXC 的发生与 SOC（R = 0.87；P 0.67）和氢饱和度（脂肪族组成；H/C > 1.5）平行。尽管 POXC 是一种广泛用于表征土壤 OM 动态的快速检测方法，但它可能无法提供优于半干旱旱地 SOC 浓度的明显优势。需要重新考虑将 POXC 视为仅不稳定、简单的可生物降解 OM 部分的观点。所有异质组 (CcHhNnOoSs) 中 POXC 的发生与 SOC（R = 0.87；P 0.67）和氢饱和度（脂肪族组成；H/C > 1.5）平行。尽管 POXC 是一种广泛用于表征土壤 OM 动态的快速检测方法，但它可能无法提供优于半干旱旱地 SOC 浓度的明显优势。需要重新考虑将 POXC 视为仅不稳定、简单的可生物降解 OM 部分的观点。所有异质组 (CcHhNnOoSs) 中 POXC 的发生与 SOC（R = 0.87；P 0.67）和氢饱和度（脂肪族组成；H/C > 1.5）平行。尽管 POXC 是一种广泛用于表征土壤 OM 动态的快速检测方法，但它可能无法提供优于半干旱旱地 SOC 浓度的明显优势。需要重新考虑将 POXC 视为仅不稳定、简单的可生物降解 OM 部分的观点。