Organiskt kol i marken är kopplat till ökad växttillväxt och till förbättrad biologisk mångfald under ytan, och det är en potentiell sänka för atmosfärisk koldioxid (CO2 ). Ändå är injektion av organiskt kol i marken genom olika rotprocesser vanligtvis fokuserat på små rumsliga regioner, vilket kan förvirra försök att kvantifiera kolet och korrelera det med olika mikromiljöer som finns runt växtrötter.
Ett multiinstitutionellt team av forskare har utvecklat och demonstrerat ett nytt tillvägagångssätt för att karakterisera kolisotopfördelning inom växtvävnader, rhizosfären och jord. De började med att exponera switchgrass-växter för 13 CO2 i laboratoriemiljö.
De utnyttjade en 13 C-spårämne för att selektivt spåra fotosyntetiska material när de överfördes genom växternas vaskulära vävnader och utsöndrades i rhizosfären. Sedan, med hjälp av laserablation vid Environmental Molecular Sciences Laboratory, en avdelning för energikontor för vetenskap, rasterade de över materialet och ablerade kontinuerligt provet och brände det resulterande materialet.
Detta prov härledda CO2 pumpades genom en kapillär absorptionsspektroskopi (CAS) fiber. Att noggrant balansera vakuumstyrkan hjälpte teamet att optimera provets uppehållstid i fibern för att uppnå lämplig mätprecision innan provet lämnade fibern.
Den förbättrade provtagningstätheten i teamets tillvägagångssätt möjliggjordes genom att använda CAS-isotopdetektorn. Den förbättrade mätkänsligheten hos CAS jämfört med konventionell isotopförhållande masspektrometri var avgörande för att kunna köra kontinuerliga analyser utan att behöva kryogent fånga den prov-härledda CO2 .
Detta tillvägagångssätt undviker en betydande tidsfördröjning och ökar därigenom rikedomen av de stabila isotopdata för att bättre hantera kolkretsloppsfrågor i växtvävnader, rhizosfären och jord.
Resultaten publiceras i tidskriften Soil Biology and Biochemistry .
Mer information: Daniel M. Cleary et al, Laser Ablation-Capillary Absorption Spectroscopy:En ny metod för hög genomströmning och ökad rumslig upplösningsmätningar av δ13C i växt-jordsystem, Soil Biology and Biochemistry (2023). DOI:10.1016/j.soilbio.2023.109208
Tillhandahålls av Environmental Molecular Sciences Laboratory
