La matière organique du sol est essentielle au maintien de la fertilité du sol, absorption des polluants et atténuation du changement climatique mondial. Au cours des dernières décennies, le mécanisme de protection à long terme de la matière organique dans le sol et les sédiments a été largement étudié.

Révéler la relation intrinsèque et la nature entre les micro-organismes, la matière organique et les minéraux dans le microenvironnement du sol peuvent être la clé pour comprendre le cycle biogéochimique de la matière organique du sol.

Les agrégats de sol sont le squelette de base du sol, et leur surface est considérée comme le point chaud de l'interaction microbienne-matière organique-minérale.

Le professeur Wu Jinshui de l'Institut d'agriculture subtropicale (ISA) de l'Académie chinoise des sciences et le professeur Liu Bifeng de l'Université des sciences et technologies de Huazhong ont appliqué la technologie des copeaux de sol qui surmonte la micro-hétérogénéité du sol à une certaine échelle. Il a réalisé pour la première fois une surveillance dynamique continue des processus de micro-interface sol-eau.

Sur cette base, ils ont en outre systématiquement étudié la transformation de la matière organique dans la micro-interface sol-eau typique du mollisol et le processus de couplage dynamique du microenvironnement en solution.

Combinant la spectroscopie photoélectronique aux rayons X et la pulvérisation cathodique ionique sur des microarrays de sol incubés avec une solution prédéfinie (SoilChips), ils ont fourni la première preuve directe qu'un film organique à l'échelle nanométrique avec une composition et une épaisseur distinctes s'est progressivement formé à l'interface sol-eau (SWI) dans les 21 jours suivant la culture.

Bien que les revêtements organiques sur les micro-interfaces sol-eau aient rapidement atteint l'équilibre en quatre jours, la formation d'associations minérales-organiques plus épaisses (MOA, 20-130 nm) et la biomasse microbienne (> 130 nm) suite, en partie au détriment du MOA mince ( <20 nm).

Conforme au film organique épaississant, la biodisponibilité des nutriments (carbone organique dissous et ammonium) a diminué progressivement sur 21 jours, ce qui limite les activités microbiennes.

L'épaississement des SWI a agi comme une porte biogéochimique pour réguler la biodisponibilité de composés organiques spécifiques et déterminer leur préservation ou leur minéralisation microbienne.

Plus loin, l'épaississement des SWI dans la direction de l'axe z a fourni un aperçu structurel direct pour augmenter la séquestration du carbone dans le sol et les sédiments.

La recherche a été publiée dans Sciences de l'environnement :nano .