Nitrogen speciation and transformations in fire-derived organic matter
Notice bibliographique
Résumé
Vegetation fires are known to have broad geochemical effects on carbon (C) cycles in the Earth system, yet limited information is available for nitrogen (N). In this study, we evaluated how charring organic matter (OM) to pyrogenic OM (PyOM) altered the N molecular structure and affected subsequent C and N mineralization. Nitrogen near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) of uncharred OM, PyOM, PyOM toluene extract, and PyOM after toluene extraction were used to predict PyOM-C and -N mineralization potentials. PyOM was produced from three different plants (e.g. Maize-Zea mays L.; Ryegrass-Lollium perenne L.; and Willow-Salix viminalix L.) each with varying initial N contents at three pyrolysis temperatures (350, 500 and 700 °C). Mineralization of C and N was measured from incubations of uncharred OM and PyOM in a sand matrix for 256 days at 30 °C. As pyrolysis temperature increased from 350 to 700 °C, aromatic CN in 6-membered rings (putative) increased threefold. Aromatic CN in 6-membered oxygenated ring increased sevenfold, and quaternary aromatic N doubled. Initial uncharred OM-N content was positively correlated with the proportion of heterocyclic aromatic N in PyOM (R2 = 0.44; P < 0.0001; n = 42). A 55% increase of aromatic N heterocycles at high OM-N content, when compared to low OM-N content, suggests that higher concentrations of N favor the incorporation of N atoms into aromatic structures by overcoming the energy barrier associated with the electronic and atomic configuration of the C structure. A ten-fold increase of aromatic CN in 6-membered rings (putative) in PyOM (as proportion of all PyOM-N) decreased C mineralization by 87%, whereas total N contents and C:N ratios of PyOM had no effects on C mineralization of PyOM-C for both pyrolysis temperatures (for PyOM-350 °C, R2 = 0.15; P < 0.27; for PyOM-700 °C, R2 = 0.22; P < 0.21). Oxidized aromatic N in PyOM toluene extracts correlated with higher C mineralization, whereas aromatic N in 6-membered heterocycles correlated with reduced C mineralization (R2 = 0.56; P = 0.001; n = 100). Similarly, aromatic N in 6-membered heterocycles in PyOM remaining after toluene extraction reduced PyOM-C mineralization (R2 = 0.49; P = 0.0006; n = 100). PyOM-C mineralization increased when N atoms were located at the edge of the C network in the form of oxidized N functionalities or when more N was found in PyOM toluene extracts and was more accessible to microbial oxidation. These results confirm the hypothesis that C persistence of fire-derived OM is significantly affected by its molecular N structure and the presented quantitative structure-activity relationship can be utilized for predictive modeling purposes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».