Une équipe d'agrochimistes de Russie, Allemagne, et le Chili a confirmé l'hypothèse dite de la roue ferreuse - le renouvellement du fer dans le sol qui l'enrichit en azote organique. Les résultats de l'étude ont été publiés dans le Geochimica et Cosmochimica Acta journal.

Les sols des forêts tropicales humides du sud du Chili sont riches en azote organique et inorganique (N). Malgré de fortes précipitations (plus de 5, 000 mm par an), pratiquement pas d'azote inorganique (qui fait souvent partie du NO 3 groupe) est élué du sol. Une théorie qui explique ce phénomène s'appelle l'hypothèse de la roue ferreuse. D'après elle, le fer dans le sol devient NON 3 dans NON 2 qui réagit avec les substances organiques. C'est ainsi que l'azote passe des composés inorganiques aux composés organiques.

L'hypothèse de la roue ferreuse a été suggérée en 2003, mais aucune preuve expérimentale fiable n'a été fournie depuis lors, faisant douter la communauté scientifique de la théorie. Un agrochimiste de RUDN et ses collègues du Chili et d'Allemagne ont été les premiers à le prouver. Faire cela, ils ont utilisé une nouvelle technologie :un appareil automatisé de prélèvement d'échantillons d'azote inorganique (SPIN) et un spectromètre de masse quadripolaire.

L'équipe a préparé trois échantillons de sol—avec une teneur élevée et faible en fer et sans fer du tout. Chaque échantillon a été placé dans le spectromètre de masse et traité avec un champ électrique alternatif. Sous son influence, des particules chargées (ions) de masses et de charges différentes ont émergé de l'échantillon. En utilisant les trajectoires de chaque ion, l'équipe a calculé le rapport entre sa masse et sa charge et donc la composition atomique initiale de l'échantillon. Les mesures ont été prises 15 minutes, 1 heure, 24 heures, et 5 jours après l'ajout de fer.

Pour tracer le chemin de l'azote des substances inorganiques aux substances organiques, les auteurs ont marqué les atomes dans NO 3 utilisant des isotopes d'azote ¹⁵ N - les atomes avec un neutron supplémentaire dans le noyau par rapport à l'azote "normal" ¹⁴ N. Ces isotopes ont des propriétés chimiques identiques, mais il est facile de les différencier à l'aide d'un spectromètre de masse. Ainsi, les agrochimistes ont pu retracer le mouvement de l'azote entre les substances du sol.

Dans les 15 minutes suivant l'ajout de fer, le volume de NO 3 réduit de 20 % dans l'échantillon à faible teneur en fer et de 35 % dans celui à forte teneur en fer. Il a fallu dans le même temps pour que la concentration d'azote organique dissous passe de 0 mg par litre à 0,08. En 5 jours, la concentration a doublé. Les mêmes processus ont eu lieu dans l'échantillon avec une teneur en fer plus faible, mais à une vitesse plus lente. Quant à l'échantillon témoin qui ne contenait pas de fer, pas de rotation de NON 3 en azote organique y a été enregistré.

"Nos résultats confirment clairement l'hypothèse de la transition du NO 3 en azote organique dissous. L'hypothèse de la roue ferreuse explique en partie la préservation du NO 3 dans les sols des forêts tropicales humides. Cette étude n'a été possible que grâce à la disponibilité de la nouvelle technologie permettant une analyse précise du fer et du NO. 3 contenu dans le sol sans aucune distorsion, " a déclaré Yakov Kuzyakov, un co-auteur de l'ouvrage, un doctorat en biologie, et un membre du personnel de RUDN.

À l'avenir, l'équipe prévoit de mener des études similaires pour d'autres types de sols auxquels s'applique également l'hypothèse de la roue ferreuse. Les auteurs soulignent que l'expérience a été réalisée en laboratoire et doit être reproduite dans un écosystème naturel.

Les participants à l'étude représentaient également l'Université de La Frontera (Chili) et l'Université de Goettingen (Allemagne).