В одном из немногих подобных исследований ученые изучили, как мертвые листья, корни и другой растительный мусор разлагаются в течение десяти лет. Команда использовала метки стабильных изотопов, чтобы отслеживать углерод и азот, получаемые из растительной подстилки, по мере того, как подстилка разлагалась и образовывала почву, в частности фракцию почвы, называемую органическим веществом, которая поступает из растений и микроскопических животных. Они обнаружили, что тип подстилки (хвоя или корни) и размещение в почве влияют на разложение, но в разное время..
Это исследование помогает преодолеть разрыв между исследованиями того, как разлагаются листья и другой растительный мусор, и органическими веществами почвы, которые содержат разложившийся мусор и другие биологические материалы. Исследование строит этот мост, прослеживая, как мусор становится органическим веществом почвы в течение десятилетия. Результаты подтверждают сдвиг парадигмы в нашем понимании исследований углерода в почве. Исследование делает это, демонстрируя, что долгосрочное удержание углерода и азота из подстилки в почве зависит от того, куда попадает подстилка.
Группа под руководством ученых из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли обнаружила, что тип поступления растений (т. е. корневой или игольчатый опад) влияет на общее удержание углерода и азота в течение 10 лет, почвы, таких как верхний слой почвы или более глубокие минеральные слои) повлияло на то, как органический материал почвы, полученный из подстилки, стабилизируется в долгосрочной перспективе. В органогенном горизонте подстилка сохранялась в виде крупной фракции частиц (более 2 миллиметров) в течение 10 лет, вероятно, из-за условий, ограничивающих ее физический распад.
В минеральном горизонте углерод и азот из подстилки быстро расщеплялись и сохранялись в более мелкой фракции (менее 2 миллиметров), вероятно, из-за ассоциации с минералами, которые препятствуют полному доступу микробов к углероду и азот.
После того как органический материал был защищен минералами, первоначальный источник мусора больше не влиял на его стабилизацию. Через 10 лет 5% исходного углерода и 15% исходного азота сохранились в органо-минеральных ассоциациях, образующих наиболее стойкое органическое вещество в почвах. Очень небольшое количество углерода, полученного из подстилки, перемещалось вертикально по профилю почвы за десятилетие, но азот был значительно более подвижным.