Metodo elettrostatico per rimuovere il particolato organico dal suolo

Stime accurate del carbonio organico del suolo (SOC) sono importanti per valutare i cambiamenti derivanti dalla gestione agricola o dall’ambiente. Il particolato organico (POM) ha importanti funzioni nell’ecologia e nella fisica di un suolo, ma è spesso di breve durata e varia in base a diversi fattori tra cui stagione, condizioni di umidità, aerazione, tecniche di raccolta dei campioni, gestione recente del suolo, ciclo di vita della vegetazione e altri¹. Queste fonti temporaneamente instabili possono confondere le stime delle tendenze a lungo termine in carbonio organico del suolo stabile e veramente sequestrato².

Nonostante sia ben definito, comune e importante, il POM non è facilmente separato dal suolo né è facile da misurare quantitativamente. Il particolato organico è stato misurato come quello che galleggia nei liquidi (frazione leggera, tipicamente 1,4-2,2 g cm^-3), o come quello che può essere separato per dimensione (ad esempio, > 53-250 μm o > 250 μm), o una combinazione dei^{due 3,4,5}. Sia le tecniche basate sulle dimensioni che su densità possono influenzare i risultati quantitativi e chimici della misurazione pom⁴. Un’attenta ispezione visiva del terreno che è stato frazionato di dimensioni utilizzando metodi di routine rivela spesso strutture lunghe e strette come radici e frammenti di foglie o steli che sono passati attraverso lo schermo. La semplice rimozione di queste strutture a mano ha dimostrato di ridurre sostanzialmente le misurazioni del SOC^{totale 2},^{6, ma} il metodo è notevolmente soggetto alla diligenza e all’acuità visiva dell’operatore. La separazione del POM da un campione di terreno come frazione leggera durante la flottazione in un liquido^{denso 7} non cattura tutti i POM e l’eccessivo scuotimento durante il processo di flottazione può effettivamente ridurre la quantità di frazione leggera recuperata da un^{campione 8}. La flottazione richiede molti passaggi ed espone il terreno a soluzioni chimiche che possono cambiare le caratteristiche chimiche o sciogliere e rimuovere i costituenti che possono essere di interesse⁴.

Metodi alternativi per rimuovere il POM sono stati utilizzati per evitare o aumentare l’uso di soluzioni acquose dense. Kirkby, et^al. Winnowing è stato eseguito passando una leggera corrente d’aria attraverso un sottile strato di terreno per sollevare delicatamente la luce dalla frazione pesante. Il setaccio/winnowing a secco si è svolto in modo simile ai due metodi di flottazione per quanto riguarda il contenuto di C, N, P e S; tuttavia, gli autori suggeriscono che il setaccio/winnowing secco produceva terreni “leggermente più puliti”⁶. Pom è stato anche separato dal suolo utilizzando l’attrazione^{elettrostatica 10,11} in cui le particelle organiche sono isolate passando una superficie carica elettrostatica sopra il suolo. Il metodo di attrazione elettrostatica ha recuperato con successo pom, indicato come particelle organiche di corso, da terreni essiccati setacciati (> 0,315 mm) con ripetibilità statistica paragonabile ad altri metodi di frazionamento delle dimensioni e della densità¹⁰.

Qui dimostriamo come l’attrazione elettrostatica può essere utilizzata per rimuovere pom di dimensioni che vanno dal visibile al microscopico. A differenza di altri metodi riportati, l’attrazione elettrostatica del terreno fine rimuove anche una piccola porzione di terreno minerale e aggregato che è visibilmente come il suolo rimanente. Alla base dei nostri risultati finora ottenuti, è ragionevole presumere che l’eliminazione di una piccola porzione di suolo non POM non avrà alcun effetto sostanziale sulle analisi a valle; tuttavia, questa ipotesi dovrebbe essere verificata per un terreno specifico se grandi proporzioni del campione totale di suolo vengono rimosse elettrostaticamente. I metodi e gli esempi qui forniti sono stati eseguiti su terreni di loess di loess di limo provenienti da un ambiente semi-arido.

Questo metodo potrebbe non essere adatto a tutti i tipi di terreno, ma ha il vantaggio di essere rapido ed efficiente nel rimuovere il particolato organico troppo piccolo per essere rimosso manualmente o da una corrente d’aria. La velocità del processo è importante per ridurre l’affaticamento, garantire la coerenza e incoraggiare una maggiore replicazione per una migliore accuratezza delle conclusioni. Inoltre, la capacità di rimuovere particelle molto piccole è importante per evitare distorsioni verso terreni con dimensioni di particolato più grandi piuttosto che piccole.