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Elemental stoichiometry and Rock-Eval® thermal stability of organic matter in French topsoils
Soil ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-11-03 , DOI: 10.5194/egusphere-2022-1130
Amicie A. Delahaie , Pierre Barré , François Baudin , Dominique Arrouays , Antonio Bispo , Line Boulonne , Claire Chenu , Claudy Jolivet , Manuel P. Martin , Céline Ratié , Nicolas P. A. Saby , Florence Savignac , Lauric Cécillon

Abstract. The quality and quantity of soil organic matter (SOM) are key elements of soil health and climate regulation by soils. The Rock-Eval® thermal analysis technique is increasingly used as it represents a powerful method for SOM characterization by providing insights on bulk SOM chemistry and thermal stability. In this study, we applied this technique on a large soil sample set from the first campaign (2000–2009) of the French monitoring network of soil quality: RMQS. Based on our analyses on ca. 2000 composite surface (0–30 cm) samples taken all over mainland France, we observed a significant impact of land cover on both SOM thermal stability and elemental stoichiometry. Cropland soils had a lower mean value of hydrogen index (a proxy for SOM H / C ratio) and a higher thermal stability than grasslands and forests. Regarding the oxygen index (a proxy for SOM O / C ratio), we observed significant differences in values for croplands, grasslands and forests. Positive correlations between the temperature parameters on the one hand and the clay content and pH on the other hand highlight the protective effect of clay on organic matter and the impact of pH on microorganisms mineralization activity. Surprisingly, we found weak effects of climatic parameters on the thermal stability and stoichiometry of SOM. Our data suggest that topsoil SOM is on average more oxidized and biogeochemically stable in croplands. More generally, the high number and even repartition of data on the whole French territory allow to build a national interpretative referential for these indicators in surface soils.

中文翻译:

法国表土中有机质的元素化学计量和 Rock-Eval® 热稳定性

摘要。土壤有机质(SOM)的质量和数量是土壤健康和土壤气候调节的关键要素。Rock-Eval® 热分析技术越来越多地被使用,因为它代表了一种强大的 SOM 表征方法,它提供了对本体 SOM 化学和热稳定性的见解。在这项研究中,我们将这项技术应用于法国土壤质量监测网络第一次活动(2000-2009 年)的大型土壤样本集:RMQS。根据我们对 ca 的分析。在法国大陆各地采集了 2000 个复合表面(0-30 厘米)样本,我们观察到土地覆盖对 SOM 热稳定性和元素化学计量的显着影响。与草地和森林相比,农田土壤的氢指数平均值(代表 SOM H / C 比率)较低,热稳定性较高。关于氧指数(代表 SOM O / C 比率),我们观察到农田、草地和森林的值存在显着差异。一方面温度参数与粘土含量和pH呈正相关,另一方面突出了粘土对有机质的保护作用以及pH对微生物矿化活性的影响。令人惊讶的是,我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。我们观察到农田、草地和森林的价值存在显着差异。一方面温度参数与粘土含量和pH呈正相关,另一方面突出了粘土对有机质的保护作用以及pH对微生物矿化活性的影响。令人惊讶的是,我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。我们观察到农田、草地和森林的价值存在显着差异。一方面温度参数与粘土含量和pH呈正相关,另一方面突出了粘土对有机质的保护作用以及pH对微生物矿化活性的影响。令人惊讶的是,我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。一方面温度参数与粘土含量和pH呈正相关,另一方面突出了粘土对有机质的保护作用以及pH对微生物矿化活性的影响。令人惊讶的是,我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。一方面温度参数与粘土含量和pH呈正相关,另一方面突出了粘土对有机质的保护作用以及pH对微生物矿化活性的影响。令人惊讶的是,我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。我们发现气候参数对 SOM 的热稳定性和化学计量的影响较弱。我们的数据表明,表土 SOM 在农田中的平均氧化性和生物地球化学稳定性更高。更一般地说,整个法国领土上的大量数据甚至重新划分允许为表层土壤中的这些指标建立一个国家解释性参考。
更新日期:2022-11-03
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