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Soil organic matter in nano-scale structures of a cultivated Black Chernozem

Monreal, C.M., Sultan, Y., et Schnitzer, M.I. (2010). « Soil organic matter in nano-scale structures of a cultivated Black Chernozem. », Geoderma, 159(1-2), p. 237-242. doi : 10.1016/j.geoderma.2010.07.017  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans le présent rapport, il est question de la répartition spatiale, de la composition chimique et de la stabilisation de la matière organique du sol (MOS) dans des nanostructures isolées à partir d’une fraction argileuse d’un Chernozem noir cultivé du Canada. Deux fractions de sol ont été caractérisées par la microscopie électronique à transmission (MET), par la pyrolyse couplée à la spectrométrie de masse par ionisation de champ (Py-FIMS) et par la datation au radiocarbone, des méthodes qui ont permis de mieux comprendre le rôle de la MOS et de colloïdes inorganiques dans la stabilisation du carbone et de l’azote à l’échelle nanométrique. Les observations effectuées au moyen de la MET indiquent que la MOS dans des fractions nanométriques se présente principalement dans des complexes organominéraux, mais également dans des structures solitaires de substances humiques formant un réseau de chaînes simples carbonées reliant des agrégats de matières humiques et de minéraux, de taille variant de quelques nanomètres aux micromètres. Les observations au moyen de la MET indiquent que les substances humiques ont favorisé la répartition spatiale des minéraux, contribuant ainsi à la stabilisation physique et physico-chimique de la MOS dans des structures de taille nanométrique. L’évolution des produits thermiques pendant les analyses avec la méthode Py-FIMS a montré que la MOS présentait une plus grande stabilité thermique dans les nanostructures que dans la fraction argileuse, indiquant des réactions différentes pour ce qui est de l’adsorption physique, la réticulation, la polymérisation et/ou la polycondensation. La MOS dans des structures de taille nanométrique accumulait des hydrates de carbone, des composés N hétérocycliques, des peptides, des alkylaromatiques, mais était appauvrie en acides gras, tandis que la MOS dans la fraction argileuse était enrichie en phénols, monomères de lignine, lipides et acides gras.

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