De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Accumulatie van alifatische biopolymeren (suberine) in zure zandige bodems Klaas Nierop Departement Aardwetenschappen - Geochemie Faculteit Geowetenschappen.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Accumulatie van alifatische biopolymeren (suberine) in zure zandige bodems Klaas Nierop Departement Aardwetenschappen - Geochemie Faculteit Geowetenschappen."— Transcript van de presentatie:

1 Accumulatie van alifatische biopolymeren (suberine) in zure zandige bodems Klaas Nierop Departement Aardwetenschappen - Geochemie Faculteit Geowetenschappen

2 Inhoud  Korte historie organische stof chemie  Moleculaire technieken (NMR, pyrolyse)  Organische stof in zandige bodems  beginnende podzol (Hulshorster Zand/Leuvenumse Bos)  podzolloze bodem (Amsterdamse Waterleiding Duinen)  paleopodzol (Defensiedijk)

3 Humus  Fulvozuren  Huminezuren  Humine

4 Humus vorming: polyfenol theorie

5 Humus molecuul ?

6 13 C-NMR (Kernspinresonantie)

7 13 C-NMR van organische stof Alkyl C (lipiden) O-alkyl C (polysaccharides) Aromatische C (o.a. lignine) Carbonyl C

8 Pyrolyse-GC/MS Macromolecuul Structure determination P y r o l y s i s ΔT I n t e r p r e t a t i o n Interpretation Thermische afbraak (600 o C) onder inerte omstandigheden Detection / Identification Detection/identification

9

10

11 Algemene bouwstenen

12 Specifieke bouwstenen

13 Specifiekere bouwstenen

14 Zelfs lego humificeert…

15 Promotieonderzoek in Wageningen Theorie podzolisatie kennen we nu wel, maar hoe zit het nu met de organische stof (chemie)? Onderzoek in Hulshorster Zand/ Leuvenumse Bos

16 Zand

17 Algen ‘mat’

18 Mosveld en vliegden

19 Dennenbos + gras/bosbes

20 Beuk

21 Beginnende podzol F L H E B

22 Pyrolyse-GC/MS (onder beuk) = polysaccharides; = fenolen; = lignine; = lipiden

23 Pyrolyse  Nadeel: verbindingen met veel polaire groepen zijn minder of zelfs helemaal niet zichtbaar.  Oplossing: toevoeging van methylerings reagents (TMAH), oftewel ‘Thermally assisted Hydrolysis and Methylation (THM)’

24 THM van B horizont onder beuk  = vetzuur; □ = ω-hydroxyvetzuur;  = α,ω-divetzuur;  = alcohol (allen als methyl ester en/of methyl ether)

25 Ester-gebonden lipiden: cutine en suberine  Cutine (cuticula van bladeren, naalden, vruchten)  Suberine (bast, wortels, knollen) Bernards, Can. J. Bot. 80, (2002)

26 Bouwstenen cutine en suberine Cutine Suberine C 16 en C 18 ook C 20 en langer

27 THM van B horizont onder beuk  = vetzuur; □ = ω-hydroxyvetzuur;  = α,ω-divetzuur;  = alcohol (allen als methyl ester en/of methyl ether)

28 C input in minerale bodem  Bioturbatie  Inspoeling  Ondergrondse biota (plant) 13 C-NMR Alkyl C

29 = polysaccharides; = fenolen; = lignine; = lipiden Nierop & Buurman, 1999

30 Leuvenum  Wateroplosbare organische stof: veel aromatische verbindingen (lignine en andere polyfenolen)  B horizonten: veel ‘alifatische’ componenten, met name suberines  Dus: de C in de jonge B horizonten bestaat voornamelijk uit de meeste resistente componenten van (oud) wortelmateriaal  Wateroplosbare organische stof spoelt voornamelijk door de B horizont heen en slaat neer als fiber

31 Zandige subhorizonten in Amsterdamse Waterleiding Duinen (AWD)  Zeer kleine hoeveelheden aan verweerbare mineralen (zelfs Al/Fe), geen podzolvorming  Grote pH gradient  Verwaarloosbare bioturbatie  Zelfde plant input (wortels)

32 Duivendrift Hoek van Klaas Jonge Duinen Ontkalkings- diepte: 25 cm Oude Duinen Ontkalkings- diepte: 115 cm 14 C>600 BP

33 Lipiden fractionering organische stof  Extractie m.b.v. organisch oplosmiddel Extraheerbare (vrije) lipiden Soxhlet extractie/ASE in DCM/MeOH (9:1)  Basische hydrolyse (verzeping) Ester-gebonden verbindingen 1M KOH in MeOH op 70 o C (1 uur) (Vergelijk NaOH extractie humus!)

34 Opbrengsten vrije en ester-gebonden lipiden Nierop et al. (2003)

35 Legenda (als TMS esters en/of ethers):  = 1-alcohol  = vetzuur  = ω-hydroxyvetzuur  = α,ω-divetzuur  = dihydroxyvetzuur  = trihydroxyvetzuur  = dihydroxy-α,ω-divetzuur Ester-gebonden lipiden met GC/MS: vegetatie vs. bodem Wortels Dui-Ck

36 HvK-C1 Dui-C1 age pH Ester-gebonden lipiden in subhorizont onder eikenbos met GC/MS Legenda (als TMS esters en/of ethers):  = 1-alcohol  = vetzuur  = ω-hydroxyvetzuur  = α,ω-divetzuur  = dihydroxyvetzuur  = trihydroxyvetzuur  = dihydroxy-α,ω-divetzuur

37 (Paleo)podzols ( 14 C tot 4000 jaar BP) (Van Mourik et al., in prep.???) Defensiedijk Suberine (Calluna?) THM van 4B  = 1-alcohol  = vetzuur  = ω-hydroxyvetzuur  = α,ω-divetzuur

38 Conclusies  Organische stof van “Humic substances, which constitute 70-80% of organic matter in mineral soils, are dark-coloured partly aromatic, acidic, hydrophilic, molecularly flexible polyelectrolyte materials.” (Schnitzer) naar vooral alifatische bio(macro)moleculen  In zure, zandige bodems breekt aromatische componenten (lignine) snel af, en accumuleren en preserveren suberines (ook in podzol B horizonten)  Onderschat de invloed en bijdrage van wortels niet!


Download ppt "Accumulatie van alifatische biopolymeren (suberine) in zure zandige bodems Klaas Nierop Departement Aardwetenschappen - Geochemie Faculteit Geowetenschappen."

Verwante presentaties


Ads door Google