The objective of this work is to characterize the refractory soil organic carbon (SOC) in arable soils, i.e. that C pool which shows very high turnover times. The experimental approach is the comparison of SOC in two contrasting treatments of long-term agroecosystem experiments: C-depleted plots, which are relatively enriched in refractory compounds, are compared with the fertilized counterparts at a particular site. Most of the refractory SOC is associated with fine separates (< 6 µm). The interaction of organic compounds with mineral surfaces is an important / major mechanism for stabilizing OC at the long-term in these separates. The refractory C of the investigated soils is relatively enriched in aromatic compounds. This can partly be explained by the presence of airborne contaminants (coal, coke). Wet chemical analyses revealed that the recalcitrant compound lignin is not stable at the long-term in soils. By contrast, polysaccharides (mainly of microbial origin) are subject to stabilization processes, and contribute to the refractory C pool.
Übersetzte Kurzfassung:
Das Ziel dieser Arbeit ist die Charakterisierung des refraktären organischen Kohlenstoffs (C) in Ackerböden, d.h. jenes C-Pools mit sehr langen Turnover-Zeiten. Dazu wurden acht europäische Dauerfeldversuche beprobt: C-verarmte Varianten, welche einen hohen Anteil an refraktärem C enthalten, wurden mit Volldüngungsvarianten verglichen. Der größte Teil des refraktären C ist in feinen Fraktionen (< 6 µm) gespeichert, wobei die Interaktion des C mit mineralischen Oberflächen ein wichtiger Stabilisierungsmechanismus ist. Der refraktäre C der untersuchten Standorte ist an aromatischen Verbindungen angereichert, was teilweise durch luftbürtige Einträge (Kohle, Koks) in den Böden erklärt werden kann. Im Vergleich der beiden unterschiedlichen Stoffgruppen Lignin und Polysaccharide zeigte sich, daß das als rekalzitrant geltende Lignin in Böden nicht langfristig stabil ist, während Polysaccharide (vorwiegend mikrobiellen Ursprungs) in den feinen Fraktionen stabilisiert werden.
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