От скоростта на въглерода до тази на органичната материя в почвите - Les Mots de l agronomie
Въведение
За да се премине от съдържанието на органичен въглерод в почвената проба към това на органична материя, много често се използва коефициентът на преобразуване от 1,724. Това е древно и е оцеляло изпитанието на времето и съвременните методи за анализ.
Според авторите този конвенционален фактор се приписва на ван Беммелен (1890), на Емил фон Волф (1864) или дори на Карл Шпренгел (1826). Тя се основава на много стари проучвания, които показват, че "органичното вещество на почвата съдържа 58% въглерод". Тъй като съотношението C/MO ще бъде равно на 0,58, съотношението MO/C ще бъде равно на 1,724. Той стана широко използван въпреки многобройните последващи проучвания, които показват, че той е твърде нисък за повечето почви и че стойностите от 1,9 или 2,0 биха били по-точни. За Pribyl (2010), който му посвети голяма статия, "удобството, авторитетът и традицията са до голяма степен причината за много широкото приемане на този конвенционален коефициент на преобразуване, много повече от силата на демонстрацията".
Основният и най-старият метод за директно и лесно определяне на съдържанието на органична материя (OM) в почвената проба е загубата при запалване. Загубата при запалване (PAF) е загуба на тегло на пробата след калциниране спрямо първоначалното тегло. За това определяне няма френски или международен стандарт. Протоколите варират в зависимост от лабораториите и следователно дават различни резултати за една и съща проба, по-специално според температурата на калциниране, която може да варира от 350 до 1100 ° C, или нейната продължителност, от 2 до 32 часа.
От 19-ти век и до днес по-голямата част от аналитичните лаборатории определят съдържанието на органичен въглерод и след това умножават това съдържание по стандартния и универсален коефициент 1,724, за да осигурят съдържание на ОМ.
Очевидно е, че съотношението между ОМ и органични С е различно в различните почви и дори от един хоризонт към друг в една и съща почва. Това зависи от произхода на ОМ (растителни видове), от степента на биоразграждане и хумификация и следователно от вида на почвата, местните педоклиматични условия и практики на отглеждане. Следователно една конвенционална стойност, каквато и да е тя, не може да бъде универсално приложима. Следователно е по-добре да се разсъждава върху нивата на въглерод (които всъщност се измерват), отколкото върху съдържанието на ОМ, което е приблизително оценено.
В днешно време
Редица съвременни публикации и източници просто повтарят и използват този коефициент на преобразуване, без да го разпитвате или обсъждате. Ето няколко примера:
Историческа дискусия
„Студентите по почвознание се учат, че за да се определи съдържанието на ОМ в почвата, органичният въглерод в почвата обикновено се измерва чрез мокро окисление с използване на калиев дихромат (методът на Уокли-Блек) или, също така в лаборатории, оборудвани с NC анализатори и след това се умножават коефициент на конверсия 1,72 или 1,724. Повечето учебници и лабораторни учебници не обясняват как е получен този фактор, така че учениците обикновено приемат тази стойност, без да задават въпроси, точно както правят с други константи, използвани в естествените науки “, пише на уебсайта на VB Asio [2], където заинтересованият читател ще намери много пълни истории (на английски език), както и в статията на Pribyl (2010), посветена на този проблем, и на която тук е резюмето (преводите са от нас, както във всички следващи ):
„Използването на един фактор за превръщане на съдържанието на органичен въглерод в почвата в съдържание на органични вещества е оспорено. Отправната точка на това оспорване намира своя произход в четири източника: оригинални статии, публикувани през 19-ти век, емпирични изследвания, публикувани през 20-ти век, теоретични съображения за състава на органичните вещества и разглеждането на които доведе до популярността и общото приемане от този конвенционален фактор.
Конвенционалният фактор 1,724, основан на предположението, че органичното вещество в почвата съдържа 58% въглерод, се прилага само за някои почви или само за специфични компоненти на почвеното органично вещество. Изследвания, публикувани от края на деветнадесети век, постоянно показват, че фактор 1,724 е твърде нисък за повечето почви. Използвайки опис на предварително публикувани данни, беше установено, че средната стойност за този коефициент на преобразуване е 1,9 от емпирични изследвания и 2 от теоретични съображения.
Фактор 2, основан на предположението, че органичното вещество има 50% въглерод, в почти всички случаи би бил по-точен от конвенционалния фактор 1,724. Вземането под внимание на възможни вариации в състава на органичното вещество предсказва диапазон от стойности на този фактор между 1,4 и 2,5, диапазон, който е по-тесен от емпиричните резултати, поне отчасти поради взаимодействията между методите, използвани за оценка на органичните вещества материя и състав на почвата.
Удобството, авторитетът и традицията са до голяма степен причината за много широкото приемане на този конвенционален коефициент на преобразуване, много повече от силата на демонстрацията “.
Първите цитати по-долу се опитват да се върнат към произхода на този коефициент, следващите дават повече или по-подробна критика.
През 1930 г. в резюмето на статия за определяне на почвения ОМ, Waksman & Stevens заявяват: „Другият наличен метод е определянето на общото съдържание на въглерод в почвата; това може да се получи по един от сухите или мокрите методи на горене. След това количеството органичен въглерод, намерено в определено количество почва, се умножава по коефициент 1,724, за да се осигури общото количество органично вещество в почвата. Този фактор е получен от Van Bemmelen, Wollny и други почвени химици, като се приема, че съдържанието на органичен въглерод в органичните вещества в почвата е 58%. На следващите страници ще бъде подчертано, че това предположение е доста точно и че този метод все още е най-надежден за измерване на общото органично вещество в почвата ”.
През 1932 г. в статия, посветена на тази тема, Лайл и Байърс пишат: „Детмер през 1871 г. установява, че хумусът в почвата има съдържание на въглерод от 59,79%. През 1883 г. Loges, при изследване на мокри и сухи методи на горене, използва свободно фактори на Wolff за изчисляване на общите "хуминови вещества" в почвите. През 1890 г. ван Беммелен казва по отношение на съдържанието на хумус: "Dieser is erhalten durch Multiplikation des Kohlenstoffgehaltes mit den factor von Wolff: 1.724."(" Това се получава чрез умножаване на съдържанието на въглерод по коефициента на Волф: 1,724 ").
Това твърдение може да се разглежда като основа за универсалното използване на този фактор. Оттогава многократно се доказва, че съдържанието на въглерод в органичните вещества в почвата може да се различава значително от 58% и че факторите 1.724 и 0.471 са ненадеждни. Всъщност много изследвания показват, че дори в хумуса, извлечен от почвата, средните стойности на съдържанието на въглерод са по-близо до 50%, отколкото до 58%. Нека просто цитираме някои от тези изследвания:
| Камерън и Бризале (1904) | 19 земеделски почви, хумус, извлечен с 3% амоняк | 33.3 | 49,22 | 41,77 | |
| Четене и Риджъл (1922) | 37 почви от много различен произход, по-скоро метод | повърхностни хоризонти | 30.2 | 56.27 | 49,26 |
| дълбоки хоризонти | 13.33 | 56,55 | 39.16 | ||
| заедно | 43.91 | ||||
| Робинсън (1927) | материали, извлечени от водороден прекис | 37.5 | 70,1 (61,9) [3] | 54.8 | |
| изчисление дали остатъците след обработката се състоят изцяло от въглерод | 44.5 | 78,4 (66,5) | 58.6 | ||
| Джоливет и др. (1998) | горски почви и почви, обработвани под царевица от Landes de Gascogne: подзозолите се развиват в пясъци, много бедни на глина | 62.4 |