토양 밀도 분별을 활용하여 뚜렷한 토양 탄소 풀 분리

요약

토양 밀도 분별은 토양 유기물을 안정화 메커니즘, 화학 물질 및 회전 시간이 다른 별개의 풀로 분리합니다. 특정 밀도의 폴리 텅스텐 산 나트륨 용액은 유리 미립자 유기물과 미네랄 관련 유기물을 분리하여 관리 및 기후 변화에 대한 토양 반응을 설명하기에 적합한 유기물 분획을 생성합니다.

초록

토양 유기물(SOM)은 부분적으로 분해된 유리 식물 성분부터 토양 응집체에 보유된 미생물 변형 화합물, 반응성 토양 광물과 강한 연관성을 가진 고도로 가공된 미생물 부산물에 이르기까지 다양한 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 토양 과학자들은 토양을 쉽게 측정할 수 있고 토양 탄소(C) 모델링에 유용한 분획으로 분리하는 방법을 찾기 위해 고군분투해 왔습니다. 밀도를 기준으로 토양을 분류하는 것이 점점 더 많이 사용되고 있으며 SOM과 다른 광물 사이의 연관 정도에 따라 수행하기 쉽고 C 풀을 생성합니다. 따라서 토양 밀도 분별은 SOM을 특성화하고 SOM 안정화 메커니즘을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 보고된 토양 밀도 분별 프로토콜은 크게 다르기 때문에 다양한 연구와 생태계의 결과를 비교하기 어렵습니다. 여기에서는 미립자 및 광물 관련 유기물을 분리하는 강력한 밀도 분획 절차를 설명하고 토양을 2개, 3개 또는 그 이상의 밀도 분율로 분리할 때의 장점과 단점을 설명합니다. 이러한 분획은 종종 화학적 및 광물 조성, 회전율 시간, 미생물 처리 정도 및 광물 안정화 정도가 다릅니다.

서문

토양은 육상 탄소 (C)의 가장 큰 저장고이며, 상단 1m에 1,500 Pg 이상의 C를 함유하고 있으며 전 세계적으로 더 깊은 수준에서는 그 양의 거의 두 배이므로 토양은 식물 바이오 매스보다 더 많은 C를 함유하고 대기를 합친 것입니다¹. 토양 유기물(SOM)은 물과 토양 영양분을 유지하며 식물 생산성과 육상 생태계의 기능에 필수적입니다. 토양 건강 및 농업 생산성을 위한 적절한 SOM 재고의 중요성에 대한 세계적인 인식에도 불구하고 토양 C 재고는 지속 불가능한 산림 및 농업 관리, 경관 변화 및 기후 온난화로 인해 상당히 고갈되었습니다 ^2,3. 토양 건강 회복과 토양 C 보유를 자연 기후 솔루션의 핵심 요소로 사용하는 것에 대한 관심이 높아짐에 따라 다양한 환경에서 토양 C 격리 및 안정화를 제어하는 요인을 이해하려는 노력이 이루어졌습니다 ^4,5.

토양 유기물(SOM)은 부분적으로 분해된 유리 식물 성분부터 토양 응집체에 함유된 미생물 변형 화합물(여기서는 별도의 단위 또는 품목의 조합에 의해 형성된 물질로 정의됨), 반응성 토양 광물과 강한 연관성을 가진 고도로 가공된 미생물 부산물에 이르기까지 다양한 화합물의 복잡한 혼합물입니다⁶ . SOM에서 개별 화합물의 전체 제품군을 식별하는 것이 비현실적인 경우, 조사관은 종종 물리적 현실로 존재하고 회전율, 일반적인 화학 성분 및 토양의 미네랄 성분에 따른 안정화 정도에 따라 달라지는 소수의 C의 기능적 풀을 식별하는 데 중점을 둡니다^{1, 7}입니다. 풀(pool)을 비판적으로 해석하고 모델링하기 위해서는 분리된 풀(pool)의 수가 적어야 하고, 이론적인 것이 아니라 직접 측정할 수 있어야 하며, 구성과 반응성에서 분명한 차이를 보여야 한다⁸.

의미 있는 토양 C 웅덩이를 분리하기 위해 화학적 및 물리적 기술의 많은 다른 기술이 사용되었으며, 이는 von Lützow et al.9 및 Poeplau et ^al.10에 의해 잘 요약되어 있습니다. 화학적 추출 기술은 결정성이 낮거나 결정질인 Fe 및 Al¹¹과 관련된 C와 같은 특정 풀을 분리하는 것을 목표로 합니다. 유기 용매는 지질¹²와 같은 특정 화합물을 추출하는 데 사용되어 왔으며 SOM의 가수 분해 또는 산화는 C^13,14의 불안정한 풀의 척도로 사용되었습니다. 그러나 이러한 추출 방법 중 어느 것도 C의 모든 풀을 측정 가능하거나 모델링 가능한 분수로 분류하지 않습니다. 토양의 물리적 분획은 크기에 따라 모든 토양 C를 웅덩이로 분류하고 식물 파편의 분해로 인해 파편화되고 점점 더 작은 입자가 발생한다고 가정합니다. 크기만으로는 광물 관련 SOM¹⁵에서 유리 식물 파편을 분리할 수 없지만, 형성 및 회전율의 공통적인 공간적, 물리적, 생지화학적 차이로 인해 이 두 풀을 정량화하는 것은 토양 C 안정화를 이해하는 데 중요합니다¹⁶.

밀도에 기초한 토양 C의 분별은 점점 더 많이 사용되고 있으며, 다른 광물과의 연관성 정도에 따라 C의 다른 풀을 수행하고 식별하는 것이 쉽습니다^17,18,19; 따라서 토양 밀도 분별은 다양한 토양 C 안정화 메커니즘을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 토양을 분별하기 위한 주요 요구 사항은 유기 및 광물 입자를 완전히 분산시키는 능력입니다. 일단 분산되면 상대적으로 미네랄이 없는 분해된 유기물은 ~1.85g/cm3보다 가벼운 용액에 떠 있는 반면, 광물은 일반적으로 2-4.5g/cm3 범위에 속하지만 산화철은 밀도가 최대 5.3g/^cm3일 수 있습니다. 경질 또는 자유 미립자 분획은 회전 시간이 더 짧은 경향이 있으며(숯에 의한 심각한 오염이 없는 한) 재배 및 기타 교란에 매우 민감하게 반응하는 것으로 나타났습니다. 중질(>1.85g/^cm3) 또는 미네랄 관련 분획은 유기 분자가 반응성 미네랄 표면과 결합할 때 얻어지는 미생물 매개 분해에 대한 저항성으로 인해 종종 더 긴 회전 시간을 갖습니다. 그러나, 무거운 분획은 포화될 수 있는 반면(즉, 광물 착물 용량에 대한 상한에 도달), 가벼운 분획은 이론적으로 거의 무한정 축적될 수 있다. 따라서 광물 관련 유기물 대 미립자 유기물 풀에서 유기물의 물리적 분포를 이해하면 효율적인 탄소 격리를 위해 어떤 생태계를 관리할 수 있는지, 그리고 다양한 시스템이 기후 변화와 인위적 교란의 변화하는 패턴에 어떻게 대응할 것인지를 설명하는 데 도움이 됩니다²⁰.

지난 10 년 동안 다양한 밀도의 폴리 텅스텐 산 나트륨 용액을 사용한 밀도 분획의 사용이 크게 증가했지만 기술과 프로토콜이 크게 다르기 때문에 다른 연구와 다른 생태계의 결과를 비교하기가 어렵습니다. 1.85 g/^cm3의 밀도가 광물 관련 유기물(MAOM)의 최소 포함으로 가장 많은 양의 자유광 분획을 회수하는 것으로 나타났지만¹⁷, 많은 연구에서 1.65-2.0 g/^cm3 범위의 밀도를 사용했습니다. 대부분의 연구에서는 토양을 단 두 개의 웅덩이(경분획 및 중분획, 이하 LF 및 HF)로 분류했지만, 다른 연구에서는 여러 밀도를 사용하여 무거운 분획을 관련된 광물, 유기 코팅에 대한 광물의 상대적 비율 또는 응집 정도(예: 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). 또한, 크기와 밀도 분리를 결합하는 보다 복잡한 분획 절차가 제안되어 더 많은 수의 풀(예: Yonekura et ^al.26, Virto et al.27, Moni et ^al.15, Poeplau et ^al.10)뿐만 아니라 방법론 및 풀 크기와 관련하여 오류의 여지가 더 많습니다. 또한, 저자는 또한 미네랄 표면^28,29,30에서 응집체와 MAOM을 분산시키기 위해 다양한 강도와 시간에 초음파 처리를 사용했습니다.

여기에서는 먼저 두 개의 고유한 토양 탄소 풀(LF 및 HF 또는 POM 및 MAOM)을 식별하는 강력한 밀도 분별 절차를 설명하고, HF 풀을 광물학, 유기 코팅 정도 또는 응집 정도에 따라 다른 추가 분획으로 추가로 분리하는 기술과 주장을 모두 제공합니다. 여기에서 확인된 분획은 화학적 조성, 회전율, 미생물 처리 정도 및 광물 안정화 정도 측면에서 다른 것으로 나타났습니다^18,19.

다음 절차는 특정 밀도의 용액에 알려진 양의 토양을 혼합하여 벌크 토양을 미립자 유기물(POM)과 광물 관련 유기물(MAOM)로 분리합니다. 절차의 효능은 초기 토양 샘플 질량 및 C 함량에 대한 토양 질량과 탄소의 결합 회수에 의해 측정됩니다. 고밀도 용액은 폴리 텅스텐 산 나트륨 (SPT)을 탈 이온수에 용해시킴으로써 달성된다. 토양은 초기에 조밀 한 SPT 용액과 혼합되고 교반되어 토양 응집체를 완전히 혼합하고 분산시킵니다. 그런 다음 원심분리를 사용하여 용액에 부유(경분) 또는 가라앉는(중분획) 토양 물질을 분리합니다. 혼합, 분리, 회수 및 세척 단계는 재료에서 SPT를 제거하는 것과 함께 가벼운 분획과 무거운 분획의 분리를 보장하기 위해 여러 번 반복됩니다. 마지막으로, 토양 분획을 건조시키고, 칭량하고, C 함량에 대해 분석한다. 분획된 물질은 후속 절차 및 분석에 사용될 수 있습니다.

프로토콜

1. 폴리 텅스텐 산 나트륨 (SPT)의 원액 만들기

주의: SPT는 자극성이며 삼키거나 흡입하면 해롭습니다. 수생 생물에 유독합니다. 환경으로의 방출을 피하십시오.

1. 밀도가 1.85g/^cm3인 SPT 용액 1L를 만들려면 결정화된 SPT 1,051g을 약 600mL의 탈이온수(DDI)에 녹입니다. SPT가 완전히 용해될 때까지 약 15분 동안 용액을 저어준 다음 DDI를 사용하여 용액 부피를 1L로 가져옵니다.
   참고: 용액 밀도 <1.85g/^cm3를 사용한 탄소 회수는 미립자 유기물에서 파생된 가벼운 분획 탄소를 과소 모집할 수 있습니다^17,18, 따라서 샘플의 탄소 양을 잘못 표시합니다. 따라서, 1.85 g/^cm3의 SPT 용액 밀도는 전형적인 토양 샘플(즉, C 함량<10%)을 갖는 대부분의 모래, 미사 및 점토 양토에 대한 미립자 유기물과 관련된 탄소를 보다 포괄하기 위해 ^{8,17로 제안된다}.
2. 밀도 2.40g/^cm3의 SPT 용액 1L를 만들려면 고체 SPT 1,803g을 약 500mL의 DDI 물에 녹입니다. SPT가 완전히 용해될 때까지 용액을 저어준 다음 DDI를 사용하여 용액 부피를 1L로 가져옵니다.
   참고: 토양 분획에 대한 잠재적 사용 외에도 프로토콜의 이후 단계에서 SPT 용액을 조정하기 위해 밀도가 1.85g/^cm3보다 큰 용액이 필요한 경우가 많습니다(3.2단계 참조). 여분의 2.40g/cm3 용액이 남아 있는 경우, 용액을 탈이온수로 1.85g/^cm3로 희석하여 토양 분획에 사용할 수 있습니다.
3. 분획에 사용하기 전에 C 및 N 함량에 대한 SPT를 분석합니다. 고체 또는 액체 원소 분석기(예: 방법: ISO 10694:1995, ISO 20236:2018)를 사용하여 이 분석을 수행합니다.
   1. 액체 원소 분석기에 대해 1.1단계의 용액을 1:100 희석하여 원소 스크러버 및 촉매의 열화를 줄입니다. SPT 용액의 C 및 N 오염에 대한 허용 오차는 샘플과 토양 분획의 후속 사용에 따라 달라집니다. 전형적으로, C 및 N 함량이 각각 <1 ppm 및 <0.1 ppm 인 SPT 용액은 훨씬 더 큰 토양 C 및 N 풀을 변경하기위한 최소 용량을 제시하기 때문에 사용하기에 적합한 것으로 간주됩니다.

2. SPT에서 토양 용해

1. 공기 건조된 토양 50g을 2mm로 체질하여 250mL 원추형 폴리프로필렌 원심분리기 튜브에 넣습니다. 질량을 최소 4개의 유효 숫자로 기록합니다. 오븐에서 건조된 토양은 열에 의한 세포 용해로 인해 용해성 탄소를 증가시킬 수 있으므로 사용하지 마십시오³¹.
   참고: 밭 습한 토양을 사용할 수 있지만³¹, SPT 용액의 목표 밀도를 유지하기 위해 이후 단계에서 추가 조정이 필요합니다. 암석 및 나무 파편과 같이 분별 결과를 왜곡할 수 있는 큰 물질을 제거하기 위해 토양 재료를 2mm로 체질하는 것이 좋습니다.
   1. 정량화에서 심각한 오류를 피하기 위해 각 분획의 적절한 질량이 회수되도록 토양 질량을 조정합니다. 질량 조정의 가장 일반적인 이유는 낮은 POM 함량(예: 전체 토양 질량의 <2%)입니다. 이러한 토양의 경우 POM 회수를 정확하게 정량화하기 위해 추가 토양 질량을 제공합니다. 전반적으로, 샘플 질량을 변경해도 POM과 MAOM의 비율이 변경되지 않기 때문에 각 개별 샘플에 대한 토양 질량을 조정하는 것이 허용됩니다. 그러나 원심분리기의 균형을 돕기 위해 일정한 질량을 사용하는 것이 종종 유용합니다.
   2. 탄산염이 풍부한 토양을 처리하여 분별 전에 무기 탄산염을 제거합니다³².
2. 50g/cm 1.85 밀도 SPT 3mL를 원심분리기 튜브에 넣고 뚜껑을 단단히 닫습니다. 토양 양과 마찬가지로 필요에 따라 SPT 부피를 조정하십시오. POM이 풍부한 표면 토양(예: 많은 온대 산림 토양)에서 SPT에 대한 토양의 더 큰 비율(예: 토양 30g 대 SPT 60mL)을 사용하여 경질 및 중질 분획 물질의 적절한 분리를 달성합니다.
3. ~60초 동안 손으로 튜브를 세게 흔들어 물에 안정하지 않은 골재를 분해합니다. 토양 응집체와 원심분리기 튜브의 측벽의 강력한 충돌이 필요하며, 이는 단순히 용액을 와동시키는 것만으로는 충분하지 않을 수 있음을 의미합니다.
4. 튜브를 플랫폼 셰이커에 고정합니다. 종종 튜브를 옆으로 눕히면 용액의 슬로싱 력을 높이고 토양층의 서 있는 높이를 줄여 토양 분산을 돕습니다. 튜브가 단단히 밀봉되어 있는지 확인하고 40-120rpm에서 2시간 동안 흔들어줍니다. 주기적으로 셰이커에서 튜브를 제거하고 손으로 세게 흔들어 밀도가 높은 응집 물질의 교반을 증가시킵니다.

3. 거친 토양 분별 수행

1. 셰이커에서 튜브를 제거합니다. 원심분리할 튜브 세트에서 일관된 질량에 도달하도록 추가 SPT 용액을 조심스럽게 추가하여 원심분리기 튜브 질량을 균등화하고 SPT 용액을 추가한 후 30초 동안 손으로 세게 흔들도록 합니다. 스윙 버킷 원심분리기에서 3,000 x g 에서 10분 동안 원심분리기.
2. 샘플을 흡인하기 전에 피펫으로 5mL의 용액을 빼내고 저울에서 질량을 확인하여 상청액의 밀도를 테스트합니다. 원하는 밀도를 얻기 위해 필요에 따라 SPT 밀도를 조정합니다. 용액 밀도 조정이 수행된 경우 다시 흔들고 원심분리합니다.
3. 1L 사이드암 플라스크를 진공 펌프에 부착합니다. 110mm 유리 섬유 필터(0.7μm 기공 크기)를 12cm 내경(ID) 도자기 Buchner 깔때기에 넣습니다. 원뿔형 고무 개스킷을 사용하여 사이드암 플라스크에 깔때기를 조심스럽게 밀봉합니다.
   알림: 유리 섬유 필터는 150°C의 건조 오븐에서 미리 세척하고 사용하기 전에 DDI로 헹궈야 합니다.
4. 진공에 부착된 1L 보조 암 플라스크 1개를 추가로 설치합니다. 흡인을 위해 ~0.5m 길이의 튜브가 부착된 플라스크 상단에 고무 마개를 놓습니다.
   알림: 플라스틱 팁(예: 5mL 일회용 피펫 팁, 끝이 비스듬히 잘린 상태)을 흡인 튜브 끝에 부착하여 흡인 중 흡입 제어를 개선하는 것이 도움이 될 수 있습니다( 그림 1 참조).
5. 원심분리기 튜브의 측면을 따라 용액의 최상층에 침전된 상등액과 부유물질을 부드럽게 흡인하고, 흡인 튜브의 끝이 아래의 펠릿화된 토양 표면에 닿지 않도록 주의합니다.
   알림: 토양 펠릿 물질(중분획)이 현탁(경질) 물질과 함께 잘못 흡인된 경우 분획 절차를 반복해야 합니다. 알아차리지 못한 경우, 이러한 오류는 예상보다 낮은 C 함량을 갖는 예상보다 무거운 경 분획 질량을 초래할 것이며, 이는 유사한 토양 특성을 가진 샘플의 데이터 분석을 통해 분명해질 수 있습니다.
   1. s와 샘플 사이의 흡인 튜브를 청소하려면 튜브 끝을 DDI 물에 빠르게 담그고(예: 0.1초 동안 담그기) 진공 펌프가 켜진 상태에서 라인을 통해 ~5mL의 DDI 물을 끌어옵니다. 모든 재료가 진공관에서 세척될 때까지 반복합니다.
   2. 사이드암 플라스크에서 고무 마개와 흡인 튜브 부착물을 제거하고 진공 펌프를 켠 상태에서 내용물을 Buchner 깔때기 상단에 붓습니다.
   3. 플라스크를 DDI 물로 헹구고 휘젓고 플라스크 내용물을 Buchner 깔때기에 붓습니다. 플라스크의 측면에 부착된 모든 잔류물이 제거될 때까지 반복합니다.
6. SPT 50mL를 원심분리기 튜브에 넣고 손으로 60초 동안 세게 흔들어주고(또는 토양이 빠르게 분산되지 않으면 셰이커 테이블을 사용) 튜브 바닥의 단단한 펠릿을 분해하여 모든 잔류물이 다시 부유되도록 합니다. 3,000 x g에서 10분 동안 원심분리합니다.
7. 3.5단계를 반복합니다. 플라스크 내용물을 3.5.2단계에서 사용한 것과 동일한 Buchner 깔때기에 붓습니다.
8. SPT 50mL를 원심분리기 튜브에 넣고 손으로 세게 흔들어 튜브 바닥의 단단한 펠릿을 부수도록 합니다. 3,000 x g에서 10분 동안 원심분리합니다.
9. 3.5단계를 반복합니다. 플라스크 내용물을 3.5.2단계에서 사용한 것과 동일한 Buchner 깔때기에 붓습니다.

4. 고밀도 SPT를 사용한 추가 밀도 분리

참고: 하나 이상의 추가 밀도 분획을 수행하는 경우 밀도가 증가하는 순서로 후속 분획을 수행해야 합니다. 여기서, 1.85-2.4 g/cm3 및 >2.4 g/^cm3 밀도 SPT를 사용하여 분리하는 단계가 도시되어 있다.

1. 50단계의 2.4g/^cm3 토양 물질이 들어 있는 원심분리기 튜브에 3mL의 >3g/^cm3 SPT를 추가합니다. 손으로 세게 흔들어(>60초) 튜브 바닥에 있는 단단한 펠릿을 부숴야 합니다. 3,000 x g에서 10분 동안 원심분리합니다.
2. 샘플을 흡인하기 전에 피펫으로 5mL의 용액을 빼내고 저울에서 질량을 확인하여 상청액의 밀도를 테스트합니다. 원하는 밀도를 얻기 위해 필요에 따라 SPT 밀도를 조정합니다. 용액 밀도 조정이 수행된 경우 다시 흔들고 원심분리합니다.
3. 이전에 사용된 1.85g/cm3 SPT 용액 대신 2.4g/^cm3 SPT 용액을 사용하여 3단계를 반복합니다. 3단계가 끝나면 Buchner 깔때기에서 분리된 재료는 1.85-2.4g/cm3의 밀도를 갖는 반면 원심분리기 튜브에 남아 있는 재료는 밀도>2.4g/^cm3입니다.

5. 무거운 분획 및 가벼운 분획 샘플로부터 SPT 세척

알림: 모든 분별 재료에 대해 다음 세척 단계를 수행해야 합니다. SPT 용액이 재료에서 완전히 헹구어지지 않으면 해당 분획 중량이 정확하지 않습니다.

1. 무거운 분획 재료가 있는 원심분리기 튜브에 DDI 물 50mL를 넣고 손으로 세게 흔들면서(60초) 튜브 바닥의 단단한 펠릿이 부숴지도록 합니다. 3,000 x g에서 10분 동안 원심분리합니다.
2. 3.5단계에서와 같이 흡인합니다. 이 시점에서, 모든 광 분획 물질이 제거되어야 한다. 투명 흡인물은 필터 깔때기에 추가하는 대신 폐기물 통에 버리십시오.
3. 5.1-5.2단계를 두 번 반복합니다. 최종적으로 튜브에서 용액을 흡인하기 전에 이송 피펫을 사용하여 상층액 25mL를 빼내고 용액 중량을 부피로 나누어 밀도를 확인하여 SPT가 샘플에서 적절하게 제거되었는지 확인합니다. 밀도가 <1.01g/mL이면 다음 단계로 진행합니다. 밀도가 1.01g/mL 이상인 경우 밀도가 1.01g/mL 미만이 될 때까지 위와 같이 추가 물 세척을 수행하십시오.
4. 광 분획에서 SPT를 완전히 제거하려면 각 Buchner 깔때기를 DDI 물로 채우고 유리 섬유 필터를 통해 내용물을 여과합니다. 물이 완전히 스며들면 이 과정을 두 번 더 반복합니다. 토양에 유기물이 많으면 여과에 최대 48 시간이 걸릴 수 있습니다.

6. 무거운 분획 물질의 수집

1. 원심분리기 튜브의 흙을 깨끗하고 라벨이 붙은 유리 비커 또는 병에 조심스럽게 긁어냅니다. 남은 흙을 풀기 위해 튜브에 충분한 DDI 물을 붓습니다. 캡을 교체하고 흔들어 놓은 다음 슬러리를 유리 용기에 넣으십시오. 원심분리기 튜브에 남아 있는 흙을 모두 헹구고 탈이온수를 사용하여 유리 용기에 옮깁니다.
2. 유리 용기를 40-60°C로 설정된 건조 오븐에 넣습니다. 일정한 건조 중량에 도달할 때까지 일반적으로 24-72시간 동안 건조합니다.

7. 광 분획 물질의 수집

1. 진공 펌프를 끄고 사이드암 플라스크에서 깔때기를 제거합니다. 깔때기를 라벨이 붙은 유리 비커 또는 병 위에 수평으로 잡고 DDI 물 세척 병을 사용하여 필터에서 입자를 부드럽게 헹굽니다.
   알림: 주걱을 사용하여 필터를 부드럽게 긁어내고 필터의 양쪽을 헹구어 잔여물을 모두 제거해야 할 수도 있습니다.
2. 유리 용기를 40-60°C로 설정된 건조 오븐에 넣습니다. 일정한 건조 중량에 도달할 때까지 일반적으로 24-72시간 동안 건조합니다.

8. 분별 된 물질의 건조 질량 칭량

1. 각 용기에서 건조된 모든 재료를 플라스틱 계량 보트에 부드럽게 긁어냅니다. 소수점 네 번째 자리까지 질량을 기록합니다. 라벨이 붙은 보관 바이알 또는 백에 샘플을 넣습니다.
2. 모든 건조된 샘플에 대해 반복합니다.

9. 총 유기 탄소에 대한 데이터 수집 및 분석

1. 원소 C 함량 분석에 사용되는 기기에 따라 분석 절차를 따르십시오(예: ISO 10694:1995).
   참고: 건조된 분획 물질을 미세 분말로 분쇄하는 것은 원소 분석 전에 분획된 샘플의 균질성을 보장하기 위한 일반적인 관행입니다.
2. 모든 분획의 누적 질량이 원래 토양 샘플 질량의 ~90% 이상인지 확인하십시오. 재료 손실이 >10%인 경우 추가 반복 분획이 권장됩니다.
3. 분획에서 토양 유기 탄소(SOC)의 누적 회수율을 정량화합니다. SOC의 손실은 분획 물질의 불균형한 손실과 용존 유기 탄소의 손실로 인한 질량 손실과 완벽하게 상관관계가 없을 수 있습니다. 그러나 SOC의 손실은 토양 샘플에서 초기 SOC의 <10%여야 합니다.

결과

토양 밀도 분별은 토양의 미립자 및 미네랄 관련 유기물 함량이 어떻게 다른지 조사하는 데 이상적입니다. SOC를 이 두 개의 별개의 풀로 분리하면 벌크 토양 C 함량의 추세를 관찰할 때 불분명할 수 있는 토양 C 함량 및 안정화 역학의 변화를 설명할 수 있는 방법이 제공됩니다. 중질 물질(밀도 >1.85g/^cm3)의 추가 분리는 토양 C 안정화의 변화와 추세에 대한 추가 통찰력을 제공하지만 절차 및 ...

토론

토양 밀도 분획 프로토콜 전반에 걸쳐 토양 분획의 분리 및 분석 오류를 줄이기 위해 면밀히 모니터링해야 하는 몇 가지 특정 절차가 있습니다. 토양 밀도 분별 절차에서 중요한 단계는 SPT 용액의 밀도를 반복적으로 확인하는 것입니다. 토양 샘플의 수분은 종종 SPT 용액을 희석하여 SPT의 밀도를 낮춥니다. 따라서 연구원은 원심분리 후 가벼운 용액과 무거운 용액이 완전히 분리되었는지 항상 확인...

자료

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