La sostanza organica del suolo è essenziale per il mantenimento della fertilità del suolo, assorbimento degli inquinanti e mitigazione dei cambiamenti climatici globali. Negli ultimi decenni, il meccanismo di protezione a lungo termine della materia organica nel suolo e nei sedimenti è stato ampiamente studiato.

Rivelando la relazione intrinseca e la natura tra i microrganismi, materia organica e minerali nel microambiente del suolo possono essere la chiave per comprendere il ciclo biogeochimico della materia organica del suolo.

Gli aggregati del suolo sono lo scheletro di base del suolo, e la loro superficie è considerata il punto caldo dell'interazione microbico-organica materia-minerale.

Il prof. Wu Jinshui dell'Istituto di agricoltura subtropicale (ISA) dell'Accademia cinese delle scienze e il prof. Liu Bifeng della Huazhong University of Science and Technology hanno applicato la tecnologia del soilchip che supera la microeterogeneità del suolo su una certa scala. Ha ottenuto per la prima volta il monitoraggio dinamico continuo dei processi di microinterfaccia suolo-acqua.

Su questa base, hanno ulteriormente studiato sistematicamente la trasformazione della materia organica nella tipica microinterfaccia mollisol suolo-acqua e il processo di accoppiamento dinamico del microambiente in soluzione.

Combinando la spettroscopia fotoelettronica a raggi X e lo sputtering ionico su microarray del suolo incubati con una soluzione predefinita (SoilChips), hanno fornito la prima prova diretta che un film organico su scala nanometrica con una composizione e uno spessore distinti si è formato gradualmente all'interfaccia suolo-acqua (SWI) entro 21 giorni dalla coltivazione.

Sebbene i rivestimenti organici sulle microinterfacce suolo-acqua abbiano raggiunto rapidamente l'equilibrio entro quattro giorni, la formazione di un'associazione minerale-organica più densa (MOA, 20-130 nm) e biomassa microbica (> 130 nm) ha continuato, in parte a scapito del sottile MOA ( <20nm).

Coerentemente con il film organico addensante, la biodisponibilità dei nutrienti (carbonio organico disciolto e ammonio) è diminuita gradualmente nell'arco di 21 giorni, che limitava le attività microbiche.

Gli SWI addensanti hanno agito come una porta biogeochimica per regolare la biodisponibilità di specifici composti organici e determinarne la conservazione o la mineralizzazione microbica.

Ulteriore, gli SWI di ispessimento nella direzione dell'asse z hanno fornito informazioni strutturali dirette per aumentare il sequestro del carbonio nel suolo e nei sedimenti.

La ricerca è stata pubblicata su Scienze ambientali:nano .