Use of pyrolysis/GC–MS combined with thermal analysis to monitor C and N changes in soil organic matter from a Mediterranean fire affected forest

Soil pyrogenic organic matter characterisation by spectroscopic analysis: a study on combustion and pyrolysis residues

“…In the last decades, the role of PyOM in biogeochemical cycles has received much attention since several forms of PyOM are recalcitrant to both biotic and abiotic degradation; thus, PyOM acts as an important inert carbon reservoir in the global carbon cycle (Schmidt and Noack 2000). PyOM was studied using several different methods, such as vibrational or magnetic spectroscopy (Almendros et al 2003;Knicker et al 2006;Francioso et al 2011;Mastrolonardo et al 2013), thermal analysis (De la Rosa et al 2008;Mastrolonardo et al 2014), visual microscopy (Stoffyn-Egli et al 1997;Pituello et al 2014) and chromatographic analyses (De la Rosa et al 2008;Nocentini et al 2010). Nevertheless, the nature of PyOM remains to be fully understood.…”

“…Fire is a driving factor of most terrestrial ecosystems, especially in the Mediterranean basin, where up to 90 % of all forest fires in the EU occur (De la Rosa et al 2008). In the Mediterranean area, a higher fire frequency is expected in the next future due to climate change and increased anthropic activity (Moriondo et al 2006;Pausas et al 2008).…”

Revisión de las investigaciones a nivel molecular sobre el impacto del fuego en la materia orgánica del suelo: progresos en el siglo XXI

“…Por todo ello, los incendios forestales se encuentran estrechamente relacionados con los mecanismos de secuestro de C y de N en los suelos forestales (Parker et al, 2001). También se evidencian cambios significativos a nivel molecular en la MO de los suelos afectados por incendios: además del aporte de material carbonizado y potencialmente refractario procedente de la biomasa vegetal, se ha descrito una destrucción selectiva de las estructuras menos resistentes a la degradación térmica, y se ha demostrado la neoformación de estructuras aromáticas mediante reacciones de condensación que incluyen la formación de compuestos heterocíclicos de N (Almendros et al, 2003;González-Pérez et al, 2004;Knicker, 2007;De la Rosa et al, 2008a) no existentes en la biomasa antes del efecto del fuego. Esta última circunstancia merece ser resaltada, pues con independencia de la destrucción de MO en forma de CO 2 y agua, y desde el punto de vista estructural, se produce un incremento considerable en la complejidad molecular de la MO en vez de una simplificación, toda vez que se generan abióticamente compuestos no pre-existentes en el suelo, e incluso se condensan compuestos de bajo peso molecular para formar macromoléculas (González-Vila y Almendros, 2013), en contraposición a la idea de que el fuego podría tener un efecto predominante de fragmentación de bio-y geomacromoléculas.…”

“…El uso combinado de técnicas analíticas espectroscópicas y cromatográficas se ha mostrado de gran utilidad para la evaluar los cambios en la composición y estructura de la MOS debidos al fuego (González-Pérez et al, 2004;Knicker et al, 2005;Tinoco et al, 2006;De la Rosa et al, 2008a;, sin embargo requiere en muchos casos de instrumentación científica de elevado coste así como de considerable tiempo de preparación en laboratorio, por lo que no son de aplicación habitual. Este trabajo presenta varias técnicas analíticas destinadas a reconocer los cambios ocurridos en la MOS a nivel molecular, en particular los que han experimentado un notable desarrollo durante la última década.…”

Pyrogenic Carbon Erosion: Implications for Stock and Persistence of Pyrogenic Carbon in Soil

“…Many different techniques (e.g., physical separation, nuclear magnetic resonance spectroscopy, mid-infrared spectroscopy, benzene polycarboxylic acid, mid-infrared spectroscopy, and partial least squares regression) are currently being used to measure PyC concentration and composition (Schmidt and Noack, 2000;Gustafsson et al, 2001;Masiello, 2004;Preston and Schmidt, 2006;Hammes et al, 2007;De La Rosa et al, 2008;Wiedemeier et al, 2013Wiedemeier et al, , 2015Cotrufo et al, 2016), with varying degrees of accuracy for quantifying different types of compounds in the PyC continuum (Masiello, 2004;Hammes et al, 2007). Due to the variety of techniques currently used, and a lack of meaningful standardization methods for the different techniques, direct comparison of published results is extremely difficult.…”