{"id":15677,"date":"2026-06-01T14:41:21","date_gmt":"2026-06-01T14:41:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/anna-reetta-salonen\/"},"modified":"2026-06-01T14:41:29","modified_gmt":"2026-06-01T14:41:29","slug":"anna-reetta-salonen","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/anna-reetta-salonen\/","title":{"rendered":"Anna Reetta Salonen"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":15678,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-15677","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Soil Organic Carbon: Pools and Predictors in Nordic Agricultural Soils, and Insights into SOM Fractionation Methodology","samenvatting":"Bodemorganische koolstof (SOC) ondersteunt veel van de processen waarvan de landbouw afhankelijk is, waaronder de kringloop van voedingsstoffen, de vorming van de bodemstructuur en de waterregulatie. Het vertegenwoordigt ook een van de grootste actief circulerende koolstofvoorraden op aarde. Het begrijpen van hoe SOC wordt opgeslagen in landbouwgrond en wat de persistentie ervan bepaalt, is daarom belangrijk, zowel voor het behoud van de gewasproductiviteit als voor het beoordelen of bodems kunnen bijdragen aan de mitigatie van klimaatverandering.\n\nEen veelgebruikt kader verdeelt de bodemorganische stof (SOM) in twee reservoirs met contrasterende eigenschappen. Particulaire organische stof (POM) bestaat voornamelijk uit relatief verse plantenresten met een verblijftijd van jaren tot decennia. Mineraal-geassocieerde organische stof (MAOM) bestaat uit organische verbindingen die geassocieerd zijn met minerale bodemoppervlakken en wordt verondersteld decennia tot eeuwen te blijven bestaan. Ondanks de groeiende belangstelling voor dit kader blijven de SOC-voorraden en hun verdeling over POM en MAOM slecht gekarakteriseerd in noordelijke landbouwgronden, waar korte groeiseizoenen en koude winters omstandigheden cre\u00ebren voor de SOC-cyclus die fundamenteel verschillen van de systemen waar het meeste onderzoek is uitgevoerd. Bovendien werd de meeste kennis over wat de opslag van MAOM bepaalt, inclusief het concept van bodemkoolstofverzadiging en fractioneringsprotocollen, afgeleid in oudere, meer verweerde bodems. Finse landbouwgronden, een van de belangrijkste aandachtspunten van dit proefschrift, zijn relatief jong en zijn ongeveer 10.000 jaar geleden gevormd uit materiaal dat door gletsjers is afgezet. Waar chemische verwering in oudere bodems primaire mineralen heeft getransformeerd in reactievere secundaire mineralen met grotere oppervlakken, hebben Finse bodems onvoldoende tijd gehad om deze transformatie te ondergaan. In plaats daarvan heeft de gletsjerwerking primaire mineralen fysiek vermalen tot mineralen ter grootte van klei, waarbij een aanzienlijk deel van de kleifractie samengesteld blijft uit deze primaire mineralen met een beperkt reactief oppervlak. Dit roept de vraag op of de elders ontwikkelde concepten en methoden ook op deze bodems van toepassing zijn.\n\nIn dit proefschrift heb ik SOC in Finse landbouwgronden onderzocht met drie hoofddoelen: (1) het karakteriseren van koolstofvoorraden en hun verdeling in POM en MAOM over bodemdiepten en beheersystemen, (2) het beoordelen welke bodemeigenschappen de opslag van MAOM beheersen en of de concepten van SOC-verzadiging van toepassing zijn, en (3) het evalueren of de fractioneringsmethoden die gewoonlijk worden gebruikt om POM en MAOM te scheiden, fracties opleveren die consistent zijn met de conceptuele definities van deze reservoirs. De eerste twee doelstellingen werden behandeld met behulp van Finse bodems (hoofdstukken 2 en 3), terwijl de methodologische evaluatie (hoofdstukken 4 en 5) gebruik maakte van een bredere set bodems om aannames te testen die relevant zijn voor verschillende bodemtypen.\n\nOm SOC-voorraden in het bodemprofiel te karakteriseren, heb ik bodems tot 70 cm diepte bestudeerd in een 24-jarig veldexperiment in Zuidwest-Finland (hoofdstuk 2). Het experiment vergeleek biologische en conventionele teeltsystemen met vergelijkbare vruchtwisselingen maar verschillende bemesting, naast een onbeheerde weide als referentie. MAOM vormde overal het grootste koolstofreservoir, goed voor 83% (bovenste laag) tot 97% (ondergrond) van de totale SOC. Aluminium- en ijzeroxiden waren positief geassocieerd met MAOM in het hele bodemprofiel, terwijl het kleigehalte alleen in de bovenste laag (0\u201320 cm) correleerde met MAOM. Terwijl de bovenste lagen van de teeltsystemen onder hun voorspelde MAOM-verzadigingscapaciteit bleven, overschreed de bovenste laag van de weide deze, wat suggereert dat op textuur gebaseerde modellen het koolstofopslagpotentieel van deze bodems onderschatten. In de laag van 10\u201330 cm sloeg het biologische systeem aanzienlijk meer SOC op dan het conventionele systeem, mogelijk als gevolg van verschillen in de input van organische stof. SOC-voorraden in de ondergrond onder 40 cm waren vergelijkbaar in alle drie de systemen, ondanks zeer verschillende beheergeschiedenissen en, in het geval van de weide, een hogere wortelbiomassa op alle diepten.\n\nDoor de reikwijdte te verbreden naar 93 boerderijen in heel Zuid-Finland (hoofdstuk 3), ontdekte ik dat MAOM gemiddeld 86% van de totale SOC in de bovenste lagen (0\u201320 cm) voor zijn rekening nam, een aandeel dat stabiel bleef bij kleigehaltes van 2% tot 68%. Het kleigehalte verklaarde slechts 9% van de variatie in MAOM, terwijl aluminium- en ijzeroxiden betere voorspellers waren (elk 21\u201322%), maar nog steeds de meeste variatie onverklaard lieten. SOC-verzadiging werd beoordeeld met de vergelijking van Hassink, klei-naar-SOC-verhoudingen en grenslijnanalyse, en leverde tegenstrijdige resultaten op: sommige bodems leken oververzadigd volgens de ene maatstaf en onderverzadigd volgens de andere.\n\nHoofdstukken 4 en 5 behandelen de vraag of de twee veelgebruikte benaderingen om POM en MAOM te scheiden, fracties opleveren die consistent zijn met hun conceptuele definities. Ik vergeleek fractionering op basis van grootte (53 \u03bcm cut-off) met fractionering op basis van dichtheid (1,6 g cm-3 cut-off) met behulp van Rock-Eval thermische analyse. Dichtheidsfractionering isoleerde POM en MAOM met duidelijk verschillende thermische signaturen, consistent met het conceptuele kader. Op grootte gefractioneerde POM vertoonde daarentegen eigenschappen die leken op MAOM in plaats van op plantaardig materiaal, wat suggereert dat het aanzienlijke mineraal-geassocieerde koolstof bevatte (hoofdstuk 4). Hoofdstuk 5 onderzocht een waarschijnlijk bijdragende factor: onvolledige dispersie van bodemaggregaten tijdens fractionering op grootte. In 38 bodems slaagde chemische dispersie er herhaaldelijk niet in om aggregaten volledig af te breken, waardoor MAOM in de POM-fractie achterbleef. Gemiddeld leidde dit tot een overschatting van SOC in POM met 33% en een onderschatting van SOC in MAOM met 8%, waarbij de mate van onder-dispersie toenam met het SOC-gehalte en de concentraties aluminium- en ijzeroxide.\n\nHet verdelen van SOC in POM en MAOM kan helpen om de SOC-dynamiek beter te begrijpen, maar dit vereist fractioneringsmethoden die afzonderlijke reservoirs produceren in lijn met het conceptuele kader. Op basis van dit proefschrift lijkt dichtheidsfractionering een beter instrument dan fractionering op grootte voor een beter begrip van de SOC-cyclus in toekomstige studies, ondanks operationele uitdagingen. Dit proefschrift illustreert bovendien dat modellen en methoden die ontwikkeld zijn in oudere, meer verweerde bodems niet noodzakelijkerwijs overdraagbaar zijn naar bodems met een andere mineralogie en verweringsgeschiedenis. Concepten voor SOC-verzadiging op basis van bodemtextuur presteerden niet consistent in de hier bestudeerde Finse bodems, en lokale mineralogie kan relevanter zijn dan textuur voor het begrijpen van wat de opslag van MAOM beheerst. Dit benadrukt dat conceptuele kaders, modellen en methoden validatie vereisen in bodems met contrasterende eigenschappen voordat ze universeel geldig kunnen worden toegepast.","summary":"Soil organic carbon (SOC) sustains many of the processes on which agriculture depends, including nutrient cycling, soil structure formation, and water regulation. It also represents one of the largest actively cycling carbon pools on Earth. Understanding how SOC is stored in agricultural soil and what determines its persistence is therefore important both for maintaining crop productivity and for assessing whether soils can contribute to climate change mitigation.\n\nA widely adopted framework divides soil organic matter (SOM) into two pools with contrasting properties. Particulate organic matter (POM) consists mainly of relatively fresh plant residues with a residence time from years to decades. Mineral-associated organic matter (MAOM) comprises organic compounds associated with soil mineral surfaces and is assumed to persist for decades to centuries. Despite growing interest in this framework, SOC stocks and their distribution into POM and MAOM remain poorly characterised in northern agricultural soils, where short growing seasons and cold winters create conditions for SOC cycling that differ fundamentally from the systems where most research has been conducted. Moreover, most knowledge of what controls MAOM storage, including the concept of soil carbon saturation and fractionation protocols, was derived in older, more weathered soils. Finnish agricultural soils, one of the main focuses of this thesis, are relatively young, having been formed around 10 000 years ago from material deposited by glaciers. Where chemical weathering in older soils has transformed primary minerals into more reactive secondary minerals with larger surface areas, Finnish soils have not had sufficient time to undergo this transformation. Instead, the glacial action physically ground primary minerals into clay-sized minerals, with a substantial proportion of the clay fraction remaining composed of these primary minerals with a limited reactive surface area. This raises the question of whether the concepts and methods developed elsewhere are also applicable to these soils.\n\nIn this thesis, I examined SOC in Finnish agricultural soils with three main objectives: (1) to characterise carbon stocks and their distribution into POM and MAOM across soil depths and management systems, (2) to assess which soil properties control MAOM storage and whether SOC saturation concepts apply, and (3) to evaluate whether the fractionation methods commonly used to separate POM and MAOM produce fractions that are consistent with the conceptual definitions of these pools. The first two objectives were addressed using Finnish soils (Chapters 2 and 3), while the methodological evaluation (Chapters 4 and 5) drew on a wider set of soils to test assumptions that are relevant across soil types.\n\nTo characterise SOC stocks across the soil profile, I studied soils to 70 cm depth in a 24-year field experiment in South-West Finland (Chapter 2). The experiment compared organic and conventional cropping systems with similar crop rotations but differing fertilisation, alongside an unmanaged meadow as reference. MAOM constituted the largest carbon pool throughout, accounting for 83% (topsoil) to 97% (subsoil) of total SOC. Aluminium and iron oxides were positively associated with MAOM across the soil profile, whereas clay content correlated with MAOM only in the topsoil (0\u201320 cm). While the topsoils of the cropping systems remained below their predicted MAOM saturation capacity, the meadow topsoil exceeded it, suggesting that texture-based models underestimate the carbon storage potential of these soils. In the 10\u201330 cm layer, the organic system stored significantly more SOC than the conventional system, possibly due to differences in organic matter input. Subsoil SOC stocks below 40 cm were comparable across all three systems despite very different management histories and, in the case of the meadow, higher root biomass at all depths.\n\nBroadening the scope to 93 farms across southern Finland (Chapter 3), I found that MAOM accounted for on average 86% of total SOC in topsoils (0\u201320 cm), a proportion that remained stable across clay contents from 2% to 68%. Clay content explained only 9% of the variation in MAOM, whereas aluminium and iron oxides were better predictors (21\u201322% each) but still left most variation unexplained. SOC saturation was assessed with Hassink's equation, clay to SOC ratios, and boundary line analyses, and yielded contradictory results: some soils appeared oversaturated by one metric and undersaturated by another.\n\nChapters 4 and 5 address whether the two widely used approaches to separate POM and MAOM produce fractions consistent with their conceptual definitions. I compared size-based fractionation (53 \u03bcm cut-off) with density-based (1.6 g cm-3 cut-off) fractionation using Rock-Eval thermal analysis. Density fractionation isolated POM and MAOM with clearly different thermal signatures, consistent with the conceptual framework. Size-fractionated POM, by contrast, had properties resembling MAOM rather than plant material, suggesting it contained substantial mineral-associated carbon (Chapter 4). Chapter 5 examined a likely contributing factor: incomplete dispersion of soil aggregates during size fractionation. Across 38 soils, chemical dispersion frequently failed to fully break down aggregates, leaving MAOM in the POM fraction. On average, this led to a 33% overestimation of SOC in POM and an 8% underestimation of SOC in MAOM, with the degree of under-dispersion increasing with SOC content and aluminium and iron oxide concentrations.\n\nDividing SOC into POM and MAOM may help to better understand SOC dynamics, but this requires fractionation methods that produce distinct pools in line with the conceptual framework. Based on this thesis, density fractionation seems a better tool than size fractionation for better understanding SOC cycling in future studies, despite operational challenges. This thesis furthermore illustrates that models and methods developed in older, more weathered soils do not necessarily transfer to soils with different mineralogy and weathering history. SOC saturation concepts based on soil texture did not perform consistently in the Finnish soils studied here, and local mineralogy may be more relevant than texture for understanding what controls MAOM storage. This highlights that conceptual frameworks, models and methods require validation across soils with contrasting properties before they can be applied as universally valid.","auteur":"Anna Reetta Salonen","auteur_slug":"anna-reetta-salonen","publicatiedatum":"19 juni 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/annareettasalonen?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/69466359-113d-451c-be50-761195460151\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"19102","isbn":"","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Wageningen University","afbeeldingen":15679,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Wageningen University","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15677","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15677"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15677\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":15680,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15677\/revisions\/15680"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15678"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15677"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=15677"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}