Dans l'une des rares études de ce type, les scientifiques ont examiné comment les feuilles mortes, racines, et d'autres déchets végétaux pourrissent sur une décennie. L'équipe a utilisé des marqueurs isotopiques stables pour tracer le carbone et l'azote dérivés de la litière végétale au fur et à mesure que la litière se décomposait et formait le sol, plus précisément la fraction du sol appelée matière organique, qui provient d'intrants végétaux et d'animaux microscopiques. Ils ont constaté que le type de litière (aiguilles ou racines) et le placement dans l'environnement du sol affectaient tous deux la décomposition, mais à des échelles de temps différentes.

Cette recherche aide à combler le fossé entre les études sur la façon dont les feuilles et autres déchets végétaux se décomposent et la matière organique du sol, qui contient de la litière décomposée et d'autres matériaux biosourcés. L'étude construit ce pont en retraçant comment la litière devient la matière organique du sol sur une décennie. Les résultats confirment un changement de paradigme dans notre compréhension de la recherche sur le carbone du sol. L'étude le fait en démontrant que la rétention à long terme du carbone et de l'azote dérivés de la litière dans le sol dépend de l'endroit où la litière atterrit.

Une équipe dirigée par des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory a découvert que le type d'intrants végétaux (c'est-à-dire, litière de racines ou d'aiguilles) a affecté la rétention totale de carbone et d'azote sur 10 ans, mais cet horizon du sol (essentiellement, la couche de terre, telles que les couches organiques de la couche arable ou les couches minérales plus profondes) ont affecté la façon dont la matière organique du sol dérivée de la litière est stabilisée à long terme. Dans l'horizon organique, la litière a été retenue dans la fraction granulométrique grossière (supérieure à 2 millimètres) pendant 10 ans, probablement en raison de conditions qui ont limité sa dégradation physique.

Dans l'horizon minéral, le carbone et l'azote dérivés de la litière se sont décomposés rapidement, et retenu dans une fraction granulométrique plus fine (inférieure à 2 millimètres), probablement en raison de l'association avec des minéraux qui empêchent les microbes d'accéder pleinement au carbone et à l'azote. Une fois la matière organique protégée par les minéraux, la source de litière d'origine n'a eu aucun effet supplémentaire sur sa stabilisation. Après 10 ans, 5 pour cent du carbone initial et 15 pour cent de l'azote initial ont été retenus dans les associations organo-minérales, qui forment la matière organique la plus persistante dans les sols. Très peu de carbone dérivé de la litière s'est déplacé verticalement dans le profil du sol au cours de la décennie, mais l'azote était significativement plus mobile.