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 COMx  Exemples de leur étude à la
Réunion Isabelle Basile-Doelsch, IRD-La Réunion
(LSTUR)
Réunion GESSOL - Nov 2004
2
Trumbore et Torn, 1999, NATO ASI
Cycle du C du sol
50 à 80 Gt/ an
3
Trumbore et Torn, 1999, NATO ASI
Réservoirs de C du sol
50 à 80 Gt/ an
Biomasse microbienne
10
lt1
40
Actif
Intermédiaire
Passif
Composés de litière facilement dégradés
Composés de litière réfractaires, C faiblement
adsorbé
C stabilisé par les minéraux
lt10
lt40-80
lt10-50
lt1 an
An- décennie
gt100 ans
4
simulations of an organo-mineral
association model humic Ca-DOM complex
sandwiched between two layers of hydrated
Ca-montmorillonite. An examination of the
interactions which form between the organic and
mineral components of this system can provide
insight regarding mechanisms leading to C storage
within soils.
(Sutton et Sposito, 2003)
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Aluminosilicates pseudo-cristallisés poorly
crystalline aluminosilicate phases
(Basile-Doelsch et al., EJSS, in press)
Imogolite Al/Si 2
Aluminol forte réactivité (H dissociation ou
protonation)
Grande surface spécifique (700 m2 / g)
Silanol (H dissociation)
Allophane Al/Si 0.5 à 4
- Sphères / ovoïdes 4 nm de diamètre -
Nombreuses lacunes, structure moins ordonnée
Si Al/Si 2 proto-imogolite allophane
fragments dimogolites
proto-imogolite allophane proto-imogolite
LP-ITM (low polymerized imogolite type material
6
(No Transcript)
7
Sampling
Analyses
Organic matter - COT - NOT - d13C -
D14C Mineral phases -ICP-AES -XRD - FTIR
- RMN Al Si
13 000 ans
Bulk samples 17 depths
31 700 ans
37 850 ans
43 600 ans
Datations charbons (Alarcon, 1997)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
RMN-Al
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Conclusions de l étude du profil
Stabilisation de la MO - MOS
F(1/cristallinité) - LP-ITM stockent la MOS -
Malgré le stockage par les LP-ITM , il existe
une dynamique du C - turnover 163 000 ans
(Hawaï) (microcharbons?) - RMN Al liaisons
Al-MO MO limiterait la polymérisation
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II. Proposition d une nouvelle méthode pour
séparer et caractériser les complexes
organominéraux Objectif identifier le rôle
des phases minérales dans la distribution du C
dans les différents réservoirs au sein d un même
horizon ETM? Travaux antérieurs de séparation
- par taille - par densité - par extractions
chimiques
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Séparations par taille
- Laird, 2001 horizon de surface - fraction
2-0.2µm ( quartz) - fraction 0.2-0.02 µm (
protoillite) - fraction lt0.02µm ( smectite).
Resultat quantité similaire de CO dans les
trois fractions. Prb dans une fraction
granulométrique MO complexee MO libre.
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Méthode proposée
séparation des complexes organominéraux par
densimétrie - mis au point Berkeley, 2001 -
opérationnel à la Réunion (Labo CIRAD) analyse
de la phase minérale (DRX, RMN Al et
Si) analyse de la matière organique associée
(COT, C/N, d13C, D14C, RMN C, Py-GCMS)
15
75-85 cm
16
Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
17
Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Sol 6g
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Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Sol 6g
19
Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
14 000 RPM
1.8ltdcomplexeslt1.9
Sol 6g
1.9ltdcomplexes
20
Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
Sol 6g
Aspiration du surnageant
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Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
Sol 6g
Aspiration du surnageant
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Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
Sol 6g
Centrifugation
H2O dsollt1.8
Aspiration du surnageant
23
Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
Sol 6g
Centrifugation
H2O dsollt1.8
Aspiration du surnageant
3 Rinçages lyophilisation
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Solutions de Polytungstate de sodium
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Ultrasons 300 Joules / ml (pour dsol1 900
joules / ml)
Centrifugation (t, viscosité, d, RPM)
Sol 6g
Aspiration du surnageant
25
Reproductibilité et répartition en masse
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LP-ITM gibbsite anorthoclase
LP-ITM
anorthoclase
Fe oxydes
27
Distribution du C dans les fractions
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COT de chaque fraction
29
Résultats D14C
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PyGCMS (extraits NaOH)
Analyses P. Buurman
31
Très fortes teneurs en sucres dans la MO complexée
Très faibles teneurs en lipides dans la MO
complexée
Faibles teneurs en lignine
Composés indiquant la présence de charbons dans
toutes les fractions
Analyses P. Buurman
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Conclusion de l étude des complexes
organo-minéraux séparés par densité
- Couplage séparation par densité analyses
minéralogiques non destructives analyse de la
MO méthode prometteuse - LP-ITM stabilisent
60 du C de l horizon, alors qu ils ne
représentent que 40 en masse des complexes -
les charbons semblent être partie prenante dans
les complexes organo-minéraux, alors qu il sont
classiquement considérés comme  libres  (pour
obtenir des turnovers, nécessité de mesurer 13C
et 14C sur composés séparés projet G. Menot) -
les polysaccharides sont très fortement complexés
aux minéraux en général, et aux LP-ITM en
particulier - les lipides et la lignine sont
très peu complexés
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(No Transcript)
34
(No Transcript)