Un nuovo approccio per una rapida determinazione del carbonio organico estraibile in acqua nel suolo

Un nuovo approccio per una rapida determinazione delle frazioni di carbonio organico del suolo solubili in acqua Nel suolo, il carbonio organico (OC) è noto per essere un indicatore chiave dello stato di salute del sistema in conseguenza della sua capacità di migliorarne la resilienza e aumentarne la produttività. Per questo motivo, negli ultimi anni, il monitoraggio del contenuto di OC nel suolo ha acquisito sempre maggior rilevanza nel contesto della valutazione dell'efficacia delle politiche di gestione del suolo. Tra tutte le frazioni appartenenti al pool di OC più facilmente assimilabile, il carbonio organico estraibile in acqua (WEOC) è risultato tra i gli indicatori più sensibili e affidabili anche se la sua determinazione è molto dispendiosa in termini di tempo. Pertanto, il presente studio si propone di validare una nuova metodologia per la rapida determinazione del OC estratto in acqua fredda (WSC) e calda (HWC) che si basa sulla combustione del suolo ad alte temperature. A tale scopo sono stati raccolti 100 campioni di suolo (0.10 cm) provenienti da 3 prove sperimentali di lungo periodo condotte presso l'azienda agraria sperimentale "L.Toniolo" (Legnaro, Padova). La concentrazione di OC nei campioni di terreno e nei relativi estratti è stata misurata tramite Skalar Primacs SNC-100 a cinque diverse temperature (200-300-400-500-600°C). Dall'analisi della varianza le frazioni di OC solubili in acqua analizzate a 300 e 500°C sono risultate maggiormente sensibili alle variazioni in termini di tessitura, fertilizzanti e ammendanti utilizzati. Le stesse variabili non hanno avuto alcuna influenza su WSC200 e HWC200. Correlazioni significative (0.7 < r < 0.9) sono state osservate tra WSC500, HWC300, HWC400 e TOC300, TOC400, TOC500 e TOC600 nei suoli sabbiosi, argillosi e torbosi. Inoltre, il grafico della PCA ha evidenziato che WSC500 tende a clusterizzare insieme ai pools HWC e all'argilla. Non significative o deboli relazioni (0.4 < r <0.55) sono emerse in generale per le frazioni analizzate a 200°C e, in particolare, tra TOC, WSC e HWC relative a campioni prelevati su terreni limosi. Per concludere, in confronto al metodo brevettato (DIN19539), appare significativo aggiungere l'analisi del contenuto di carbonio organico a 300 e 500°C ai fini dell'identificazione delle sue frazioni solubili in acqua.

A new approach for a rapid determination of WEOC in soil Soil organic carbon (SOC) is overall well-known as a key indicator of soil health because of its capability of increasing soil resilience and productivity. For this reason, the possibility of monitoring SOC changes has become more and more important in the last years to assess the effectiveness of soil management practices and regeneration policies. Water-extractable organic carbon has been identified as one of the most consistent and short-term sensitive indicator of SOC labile pools. However, the determination of cold (WSC) hot (HWC) water-soluble carbon is still a time consuming process. The present study aims at validating a new methodology for the rapid determination of WSC and HWC organic carbon concentration based on high temperature combustion combined with NDIR detection technology. To achieve this goal, 100 topsoil samples were collected from 3 long-term experimental trials conducted at "L.Toniolo" experimental farm (Legnaro, Padova). Organic carbon concentration was measured using Skalar TOC analyser Primacs SNC-100 (Skalar Analytical B.V., Breda, NL) at five different temperatures (200-300-400-500-600 °C). The ANOVA revealed that WSC and HWC analyzed at 300 and 500 °C are more sensitive to changes in texture, treatments and fertilizers applied. The same variables have no influence on WSC200 and HWC200. Significant correlations (0.7 < r < 0.9) were observed between WSC500, HWC300, HWC400 and TOC300, TOC400, TOC500, TOC600 in sandy, clay and peaty soils. In fact, PCA plot of variables highligthed WSC500 that clusterized together with HWC pools and clay. Weak (0.4 < r < 0.55) or no significant relationships were found for OC pools analysed at 200°C, in general, and between TOC and water-soluble fractions in field trials characterized by silty-loam soil. To conclude, in comparison to the standard methodology (DIN19539), it seems to be significant to add the analysis of OC content at 300 and 500°C to better identify its water-extractable pools.