De la rata carbonului la cea a materiei organice din soluri - Les Mots de l agronomie
Introducere
Pentru a trece de la conținutul de carbon organic al unei probe de sol la cel al materiei organice, factorul de conversie de 1,724 este foarte frecvent utilizat. Acest lucru este antic și a supraviețuit testului timpului și metodelor moderne de analiză.
Potrivit autorilor, acest factor convențional este atribuit lui Van Bemmelen (1890), lui Emil von Wolff (1864) sau chiar lui Carl Sprengel (1826). Se bazează pe studii foarte vechi care arată că „materia organică a solului conține 58% carbon”. Deoarece raportul C/MO ar fi egal cu 0,58, raportul MO/C ar fi egal cu 1,724. A devenit universal utilizat în ciuda numeroaselor studii ulterioare care arată că este prea scăzut pentru majoritatea solurilor și că valorile de 1,9 sau 2,0 sunt mai exacte. Pentru Pribyl (2010), care i-a dedicat un mare articol, „comoditatea, autoritatea și tradiția sunt, în mare măsură, motivul acceptării foarte largi a acestui factor de conversie convențional, mult mai mult decât puterea demonstrației”.
Principala și cea mai veche metodă de determinare directă și ușoară a conținutului de materie organică (OM) dintr-o probă de sol este pierderea la aprindere. Pierderea la aprindere (PAF) este pierderea în greutate a unei probe după calcinare, în raport cu greutatea inițială. Pentru această determinare, nu există un standard francez sau internațional. Protocoalele variază în funcție de laboratoare și, prin urmare, dau rezultate diferite pentru aceeași probă, în special în funcție de temperatura de calcinare, care poate varia de la 350 la 1100 ° C sau durata acesteia, de la 2 la 32 de ore.
Începând cu secolul al XIX-lea și încă în prezent, marea majoritate a laboratoarelor analitice au determinat conținutul de carbon organic și apoi înmulțesc acest conținut cu coeficientul standard și universal de 1,724 pentru a furniza un conținut OM.
Evident, raportul dintre OM și C organic este diferit de la un sol la altul și chiar de la un orizont la altul în același sol. Depinde de originea OM (specii de plante), de gradul de biodegradare și de humificare și, prin urmare, de tipul de sol, de condițiile pedoclimatice locale și de practicile de cultivare. Prin urmare, o singură valoare convențională, oricare ar fi aceasta, nu poate fi aplicabilă universal. Prin urmare, este mai bine să raționăm asupra ratelor de carbon (care sunt de fapt măsurate) decât asupra conținutului OM care este aproximativ estimat.
In zilele de azi
O serie de publicații și surse contemporane repetă și utilizează acest factor de conversie, fără a-l pune la îndoială sau a discuta. Iată câteva exemple:
Discuție istorică
„Studenții științei solului sunt învățați că, pentru a determina conținutul OM al solului, carbonul organic al solului este de obicei măsurat prin oxidare umedă utilizând dicromat de potasiu (metoda Walkley-Black) sau, de asemenea, în laboratoare. Echipat, folosind analizoare NC și apoi înmulțit cu un factor de conversie de 1,72 sau 1,724. Majoritatea manualelor și manualelor de laborator nu explică modul în care a fost obținut acest factor, astfel încât elevii acceptă în general această valoare fără a pune întrebări, exact așa cum fac cu alte constante utilizate în științele naturii ”, se arată pe site-ul VB Asio [2], unde cititorul interesat va găsi istorii foarte complete (în limba engleză), precum și în articolul de Pribyl (2010) dedicat acestei probleme și al cărui rezumat este aici (traducerile sunt de la noi, ca în toate următoarele ):
„Este contestată utilizarea unui singur factor pentru a converti conținutul de carbon organic al solului în conținut de materie organică. Punctul de plecare al acestei contestații își găsește originea în patru surse: articole originale publicate în secolul al XIX-lea, studii empirice publicate de-a lungul secolului al XX-lea, considerații teoretice privind compoziția materiei organice și a căror luare în considerare a dus la popularitate și acceptare generală a acestui factor convențional.
Factorul convențional de 1,724, bazat pe presupunerea că materia organică a solului conține 58% carbon, se aplică numai unor soluri sau doar componentelor specifice ale materiei organice din sol. Studiile publicate de la sfârșitul secolului al XIX-lea au arătat în mod constant că factorul 1.724 este prea mic pentru majoritatea solurilor. Folosind un inventar al datelor publicate anterior, valoarea mediană pentru acest factor de conversie sa dovedit a fi 1,9 din studii empirice și 2 din considerații teoretice.
Un factor 2, bazat pe presupunerea că materia organică are 50% carbon, ar fi în aproape toate cazurile mai precis decât factorul convențional de 1.724. Luând în considerare posibilele variații ale compoziției materiei organice, se prezice un interval de valori ale acestui factor între 1,4 și 2,5, un interval care este mai restrâns decât rezultatele empirice, cel puțin parțial din cauza interacțiunilor dintre metodele utilizate pentru estimarea compoziția materiei și a solului.
Confortul, autoritatea și tradiția sunt, în mare parte, motivul acceptării foarte largi a acestui factor de conversie convențional, mult mai mult decât forța demonstrației ”.
Primele citate de mai jos încearcă să revină la originile acestui coeficient, următoarele oferă o critică mai mult sau mai puțin detaliată.
În 1930, în rezumatul unui articol despre determinarea solului OM, Waksman & Stevens afirmă: „Cealaltă metodă disponibilă este determinarea conținutului total de carbon al solului; aceasta poate fi obținută prin una dintre metodele de ardere uscată sau umedă. Cantitatea de carbon organic găsită într-o cantitate definită de sol este apoi înmulțită cu un factor de 1,724 pentru a furniza cantitatea totală de materie organică din sol. Acest factor a fost obținut de Van Bemmelen, Wollny și alți chimiști ai solului, presupunând că conținutul de carbon organic din materia organică a solului este de 58%. Se va evidenția, în paginile următoare, că această ipoteză este destul de precisă și că această metodă este și astăzi cea mai fiabilă pentru a măsura materia organică totală a solului ”.
În 1932, într-un articol dedicat acestui subiect, Lyle și Byers scriau: „Detmer, în 1871, a constatat că humusul din sol avea un conținut de carbon de 59,79%. Loges, în 1883, într-un studiu al metodelor de ardere umedă și uscată, a folosit în mod liber factorii Wolff pentru a calcula „substanțele humice” totale din soluri. În 1890 van Bemmelen spunea cu privire la conținutul de humus: "Dieser ist erhalten durch Multiplikation des Kohlenstoffgehaltes mit den factor von Wolff: 1.724."(" Acest lucru se obține înmulțind conținutul de carbon cu factorul Wolff: 1.724 ").
Această afirmație poate fi considerată ca bază pentru utilizarea universală a acestui factor. Faptul că conținutul de carbon al materiei organice din sol poate fi semnificativ diferit de 58% și că, de aceea, factorii 1.724 și 0.471 nu sunt de încredere, s-a demonstrat de mai multe ori. Într-adevăr, multe cercetări au arătat că chiar și în humusul extras din sol valorile medii ale conținutului de carbon sunt mai apropiate de 50% decât de 58%. Să cităm doar câteva dintre aceste cercetări:
| Cameron & Breazale (1904) | 19 soluri agricole, humus extras cu 3% amoniac | 33.3 | 49.22 | 41,77 | |
| Read & Ridgell (1922) | 37 soluri de origini foarte diferite, metodă mai degrabă | orizonturi de suprafață | 30.2 | 56,27 | 49,26 |
| orizonturi adânci | 13.33 | 56,55 | 39,16 | ||
| împreună | 43,91 | ||||
| Robinson (1927) | materiale extrase de peroxid de hidrogen | 37,5 | 70,1 (61,9) [3] | 54,8 | |
| calcul dacă reziduurile după tratament constau în întregime din carbon | 44,5 | 78,4 (66,5) | 58.6 | ||
| Jolivet și colab. (1998) | soluri forestiere și soluri cultivate sub porumb din Landele de Gascogne: podzosoli dezvoltate în nisipuri foarte sărace în argilă | 62.4 |