Back to report · Publisher record

Rabot et al. (2024). Relevance of the organic carbon to clay ratio as a national soil health indicator

Page 1

Figures and page graphics, page 1

Geoderma 443 (2024) 116829

Available online 22 February 2024

0016-7061/© 2024 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC license (

http://creativecommons.org/licenses/by-

nc/4.0/

).

Relevance of the organic carbon to clay ratio as a national soil 

health indicator 

Eva Rabot

a

,

*

, Nicolas P.A. Saby

a

, Manuel P. Martin

a

, Pierre Barr

´

e

b

, Claire Chenu

c

, 

Isabelle Cousin

a

, Dominique Arrouays

a

, Denis Angers

d

, Antonio Bispo

a 

a

INRAE, Info

&

Sols, 45075 Orl

´

eans, France 

b

Laboratoire de G

´

eologie, UMR 8538, Ecole Normale Sup

´

erieure, PSL Research University, CNRS, Paris 75005, France 

c

UMR ECOSYS, INRAE, AgroParisTech, Universit

´

e Paris Saclay, 91123 Palaiseau, France 

d

Agriculture and Agri-Food Canada, Qu

´

ebec City, Canada   

A R T I C L E  I N F O    

Handling Editor: L. Morgan Cristine  

Keywords: 

Soil organic carbon 

Clay content 

Soil structure 

A B S T R A C T    

The soil organic carbon (SOC) to clay-sized particles ratio (SOC/clay) has recently been selected as an indicator 

of the soil organic matter status in managed mineral soils within the framework of the European Soil Monitoring 

Law  proposal.  This  indicator  was  initially  developed  to  predict  soil  structural  quality  in  a  local  study  in 

Switzerland and was subsequently tested at national scales in England and Wales, and in Germany. In this study, 

we evaluated if the SOC/clay ratio was relevant to assess the structural quality of soils at the national scale in 

mainland France. We additionally evaluated its variant, SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay). We confronted SOC/clay and 

SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) to two indicators of soil structure, the soil bulk density and aggregate stability, and we 

tested the effect of land use and soil type using information from the French Soil Quality Monitoring Network 

(RMQS). We showed that the SOC/clay and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) were poor indicators of the soil bulk 

density and aggregate stability. In our analysis, the SOC content was the best indicator of soil structure. Both land 

use and soil type had an effect on the SOC/clay value. SOC/clay was found to be strongly affected by soil pH with 

acidic soils consistently being classified as healthy according to the threshold of 1/13 and alkaline soils often 

being classified as unhealthy. The domain of applicability of SOC/clay excludes soils involving other SOC sta-

bilization mechanisms than associations with the clay fraction and climate is not taken into account. Based on the 

RMQS dataset, 63 % of cropland, 81 % of permanent crop and 23 % of grassland soils were below the SOC/clay 

threshold of 1/13, which would classify them as unhealthy according to the European Soil Monitoring Law. We 

questioned the relevance of the SOC/clay ratio and its proposed threshold of 1/13 as a soil structure indicator, 

and more broadly as an indicator of the SOC status of healthy soils for all European pedoclimatic contexts. The 

Soil Monitoring Law leaves the possibility of using correction factors for specific soil types or climatic conditions, 

which appears necessary for France, because some pedoclimatic contexts will never allow a satisfactory value to 

be reached.   

1. Introduction 

There is an increasing demand for simple indicators to assess soil 

health, from the field scale for farmers to evaluate the effect of their 

management practices, to the national scale for countries to report the 

current status of their soils. In particular, the soil organic carbon (SOC) 

to clay-sized particles ratio (SOC/clay) has been selected as an indicator 

of SOC status in managed mineral soils (i.e., soils with SOC content 

<

20 

%) at the European Union level, to be used within the framework of the 

European Soil Monitoring Law proposal (COM(2023) 416 final). To be 

considered in a healthy condition, mineral soils must present a SOC/clay 

greater  than  1/13,  with  the  possibility  of  a  correction  factor  being 

applied  for  specific  soil  types  or  climatic  conditions.  Although  it  is 

referred to as a 

“

loss of SOC

” 

indicator in the Soil Monitoring Law, the 

SOC/clay  ratio  has  originally  been  developed  as  an  indicator  of  soil 

structural quality. Because the fine fraction (clay or silt 

+

clay) was 

observed  to  contribute  to  SOC  protection  either  directly  via  organo- 

mineral interactions, or indirectly via the formation of aggregates (

von 

* Corresponding author. 

E-mail address: 

eva.rabot@inrae.fr 

(E. Rabot).  

Contents lists available at 

ScienceDirect 

Geoderma 

journal homepage: 

www.elsevier.com/locate/geoderma 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116829 

Received 20 September 2023; Received in revised form 9 February 2024; Accepted 18 February 2024   

Page 2

Figures and page graphics, page 2

Geoderma 443 (2024) 116829

2

Lützow et al., 2006

), it seems reasonable to explore whether this ratio 

can be used as an indicator of the SOC status, for example like in 

Dupla 

et al. (2021)

. 

The rationale for using the SOC/clay indicator to assess soil structure 

originates  from 

Dexter  et  al.  (2008) 

who  developed  the  concept  of 

“

complexed  organic  carbon

” 

(COC).  COC  is  assumed  to  reflect  the 

fraction of SOC associated with clay-sized particles. This concept implies 

that SOC is entirely complexed by clay when the SOC content is lower 

than clay/

n

, with 

n 

close to 10 for the studied soils (here, clay and SOC 

contents in mass units). When the SOC content is lower than clay/

n

, a 

part of the clay fraction is considered not to be associated with carbon 

and contributes to the measured values of dispersible clay (

Dexter et al., 

2008; Schj

ø

nning et al., 2012

). Indeed, 

Schj

ø

nning et al. (2012) 

and 

Getahun et al. (2016) 

found a correlation between the calculated non- 

complexed  clay  content  and  the  measured  dispersible  clay  content. 

High values of dispersible clay denote a low structural stability in water 

(

Czy

˙

z and Dexter, 2015

). Conversely, when SOC content is higher than 

clay/

n

, the COC concept implies that a fraction of SOC is not complexed 

and would occur in the form of particulate organic matter and that soils 

have reached their minimum level of dispersible clay. In other words, 

the theory of 

Dexter et al. (2008) 

postulates that 10 g clay allow com-

plexing 1 g SOC for the studied soils. Therefore, several authors inves-

tigated if a SOC/clay value of 1/10 could be a target value for good soil 

structure. 

Johannes et al. (2017a) 

concluded that SOC/clay ratios of 1/ 

8, 1/10 and 1/13 were appropriate thresholds to distinguish very good, 

good, moderate and degraded soil structures as determined by a visual 

evaluation of soil structure (CoreVESS method, 

Johannes et al., 2017b

). 

The same conclusion was reached by 

Prout et al. (2021)

, using an index 

of soil structural quality based on the shape and size of aggregates and 

soil texture, although their statistical analysis using boxplots indicated 

some overlaps between the different classes of soil structural quality. 

De 

Jonge  et  al.  (2009) 

found  that  soils  with  SOC/clay 

>

1/10  showed 

favorable tilth conditions, contrary to soils with SOC/clay 

<

1/10. 

Dupla 

et al. (2021) 

referred to the SOC/clay ratio as the 

“

structure vulnera-

bility indicator

” 

and calculated the amount of SOC necessary to reach 

the ratio of 1/10. In these studies, an effect of land use has been iden-

tified  on  the  proportion  of  soils  classified  as  degraded,  croplands 

exhibiting  a  higher  proportion  of  sites  with  SOC/clay 

<

1/13  as 

compared to grasslands and forests (

Johannes et al., 2017a; Poeplau and 

Don, 2023; Prout et al., 2021

). 

The SOC/clay indicator has been used at the national scale in Poland 

and  in  Northern  France  (

Dexter  et  al.,  2008

),  in  England  and  Wales 

(

Prout et al., 2022, 2021

), in Germany (

Poeplau and Don, 2023

), at the 

regional scale in Switzerland (

Dupla et al., 2021; Guillaume et al., 2022; 

Johannes et al., 2023, 2017a

) and in England (

Pulley et al., 2023

), or at 

the plot scale in Denmark (

de Jonge et al., 2009; Getahun et al., 2016; 

Schj

ø

nning  et  al.,  2012

)  or  in  Turkey  (

Çelik  et  al.,  2020

).  However, 

divergent conclusions were drawn about its relevance as an indicator of 

soil structural quality. In their study at the national scale, 

Prout et al. 

(2021) 

used  the  threshold  values  developped  in  a  local  study  in 

Switzerland by 

Johannes et al. (2017a)

. 

Prout et al. (2021) 

validated the 

threshold values for England and Wales and further suggested that they 

may apply in similar climate zones across Europe. Conversely, 

Poeplau 

and Don (2023) 

considered that the SOC/clay ratio was not a satisfac-

tory  indicator  in  their  national  study  of  croplands  and  grasslands  in 

Germany, with the example of Chernozems 

– 

whose structure is known 

to be good 

– 

mostly classified as having a moderate to degraded struc-

ture according to the SOC/clay indicator. 

Given all the factors which were identified to control SOC dynamics 

at different spatial scales (

O

’

Rourke et al., 2015; Wiesmeier et al., 2019

), 

it is necessary to further verify if the SOC/clay indicator is relevant to 

assess soil structural quality at a national scale in other pedoclimatic 

contexts. Since SOC may also be associated with the fine silt fraction 

(

von Lützow et al., 2006

), this analysis was extended to its variant, the 

SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) ratio (

Schj

ø

nning et al., 2012

). The use of 

SOC/clay or SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay), hereafter referred to as SOC 

indicators, to assess the soil structural quality imply that they show a 

strong relationship with indicators of soil structure. We tested this hy-

pothesis at the national scale in mainland France by using information 

from the French Soil Quality Monitoring Network (RMQS). We used two 

quantitative  indicators  of  soil  structure,  bulk  density  and  aggregate 

stability, representing two different structural scales (soil samples of a 

few hundred cm

3 

vs. ten mm

3

) with implications on the range of pro-

cesses involved in soil structure formation and stabilization. Both bulk 

density and aggregate stability are affected by SOC and clay contents (e. 

g., 

Arbor et al., 2023; Le Bissonnais and Arrouays, 1997; Nasta et al., 

2020; Regelink et al., 2015

). Given the diversity of situations covered by 

the RMQS and the expected significant differences in soil structure be-

tween land uses and soil types, we further tested whether there was an 

effect of land use and soil type on SOC/clay and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay). As the SOC/clay ratio is one of the soil health indicators chosen by 

the  European  Commission  in  the  European  Soil  Monitoring  Law,  we 

quantified the proportion of soils that would be in an unhealthy con-

dition in France, according to the proposed threshold of SOC/clay. 

2. Material and methods 

2.1. The RMQS database 

We  used  topsoil  data  from  the  French  Soil  Quality  Monitoring 

Network  (RMQS, 

https://doi.org/10.15454/QSXKGA)

.  This  network 

represents about 2,200 sites sampled following a 16 

×

16 km

2 

regular 

grid across mainland France. At each site, a first set of measurements 

was  made  using  a  composite  sample  based  on  25  individual  cores, 

sampled with a soil auger from 0 to 30 cm, according to an unaligned 

random sampling design within a 20 

×

20 m

2 

area (

Jolivet et al., 2022

). 

Core samples were then bulked and the resulting composite samples 

were air-dried and sieved to 2 mm before analysis. Particle-size distri-

bution  in  five  fractions  (

<

2,  2

–

20,  20

–

50,  50

–

200,  200

–

2,000 

µ

m; 

pipette method associated with wet sieving, without removing carbon-

ates, NF X31-107), pH in water (1/5 suspension of soil in water, ISO 

10390),  calcium  carbonate  content  (CaCO

3

;  volumetric  method,  ISO 

10693),  SOC  content  (elemental  analysis  after  dry  combustion  and 

correction for CaCO

3 

content, ISO 10694) and cation exchange capacity 

(CEC;  hexamminecobalt(III)  chloride  method,  NF  X31-130)  were 

analyzed, among others (

Jolivet et al., 2006

). The second set of obser-

vations was collected on an adjacent pit, where soil bulk density was 

measured according to the ring method or the excavation method on 

three samples distributed vertically between 0 and 30 cm depth (

Jolivet 

et  al.,  2022

).  Because  the  bulk  density  of  the  fine  earth  was  not 

measured, we only used bulk density values of sites with rock fragment 

content 

<

20 % in the analysis involving bulk density (1,345 sites). In 

the following, the land uses of the RMQS sites were simplified into four 

classes:  croplands,  permanent  crops  (i.e.,  orchards,  vineyards,  olive 

groves), grasslands and forests (

Fig. 1

). A few sites fell outside of these 

classes and were discarded from the analysis. All the remaining sites 

could  be  considered  as  mineral  soils  (SOC  content 

<

20  %).  In  the 

database, soils of the RMQS are named following the French classifica-

tion system (

Baize and Girard, 2008

). In this study, we grouped them 

into ten classes, differing in terms of SOC stabilization mechanisms. The 

correspondence in the WRB classification (

IUSS Working Group WRB, 

2022

) is as follows: Al-dominated soils [Podzols, Andosols, Umbrisols 

except  those  with  qualifier  Folic],  Ca/Mg-dominated  soils  [Rendzic 

Leptosols, Cambisols with qualifiers Calcaric, Hypereutric, Dolomitic or 

Magnesic], organic matter-rich soils [Histosols, Folic Umbrisols], water- 

saturated soils [Gleysols, Stagnosols, Planosols], clay-rich soils [Rego-

sols (Clayic), Cambisols (Clayic), Vertisols], sandy or stony soils [Are-

nosols, soils with qualifier Skeletic], tidal water-affected soils [Tidalic 

Fluvisols],  other  Cambisols  [Cambisols  except  those  with  qualifiers 

Calcaric, Hypereutric, Dolomitic, Magnesic or Clayic] and Luvisols. Soils 

with  strong  human  influence  [Anthrosols  and  Technosols]  and  soils 

having Solimovic material were excluded from the analysis implying 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 3

Figures and page graphics, page 3

Geoderma 443 (2024) 116829

3

grouped soil types. 

On a subset of 174 RMQS sites, aggregate stability was measured 

using the fast wetting method of 

Le Bissonnais (1996) 

(ISO 10930) on 

additional  soil  samples  collected  at  the  surface  of  the  soil  profiles 

(

Fig. 1

B). The subset included 102 croplands, 6 permanent crops, 36 

grasslands and 30 forests. Following this method, air-dried samples were 

manually broken and manually sieved to keep aggregates of 3 to 5 mm in 

diameter. Aggregates were dried at 40 

◦

C for 24 h just before starting the 

aggregate stability test. 5 g of aggregates were immersed in deionized 

water for 10 min. The fragment size distribution was then measured first 

using a sieve of 50 

µ

m immersed in ethanol. The 

>

50 

µ

m fraction was 

oven-dried and manually dry sieved using 2,000 

µ

m, 1,000 

µ

m, 500 

µ

m, 

200 

µ

m, 100 

µ

m and 50 

µ

m sieves. Each size fraction was weighted and 

the result of the test was expressed as the mean weight diameter (MWD). 

MWD was calculated by summing the product of the mean diameter of 

each size class by the relative proportion of aggregates in that size class. 

The test was replicated three times for each RMQS site and the MWD 

value  was  averaged.  The  larger  the  MWD,  the  higher  the  aggregate 

stability: very unstable for MWD 

<

0.4 mm, unstable for MWD between 

0.4 and 0.8 mm, medium stability for MWD between 0.8 and 1.3 mm, 

stable for MWD between 1.3 and 2.0 mm and very stable for MWD 

>

2.0 

mm (

Le Bissonnais, 1996

). 

2.2. Data analyses 

Four indicators were tested in relation to soil structural properties: 

the SOC content, clay content, SOC/clay ratio and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) ratio. Simple linear regressions or non-linear regressions were used 

to highlight potential relationships with soil structural properties for 

each  land  use  class.  We  evaluated  regression  quality  using  the  root- 

mean-square error (RMSE, eq. 

1

): 

RMSE

=

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅

1

n

∑

n

i

=

1

(

y

i

−

̂

y

i

)

2

√

(1)  

where 

y

i 

and 

ˆ

y

i 

are measured and predicted values for site 

i 

and 

n 

is the 

number of observations. For simple linear regressions, we also used the 

coefficient of determination (

r

2

). Fits were only shown in the figures 

when 

r

2 

>

0.55 and RMSE 

<

1 for linear regressions and when a trend 

was sufficiently marked to choose an appropriate function for non-linear 

regressions. Outlier detection was used to better understand the domain 

of applicability of the SOC indicators and was performed for linear re-

lationships on each land use class. Outlier detection used the Cook

’

s 

distance method of the R package 

“

performance

” 

(

Lüdecke et al., 2021

). 

When detected, outliers were not removed from the analyses. The effect 

of the four land uses and soil types on soil properties and SOC indicators 

were assessed by using the nonparametric test of Kruskal-Wallis, fol-

lowed by Dunn

’

s multiple comparisons with Bonferroni correction, at 

the 

p 

=

0.001 level. Only grouped soil types with more than 20 sites were 

included  in  the  Kruskal-Wallis  test.  All  statistical  analyses  were  per-

formed using the R software (

R Core Team, 2022

). 

3. Results and discussion 

3.1. Link between the SOC indicators tested and soil structure indicators 

3.1.1. Bulk density 

There were no significant relationship between SOC/clay or SOC/ 

(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) and bulk density for  sites with  rock fragment 

content 

<

20 % in croplands and forests (

Fig. 2

A and B). For grasslands, 

points were distributed in a vertical fashion for SOC/clay 

<

1/13 or 

SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) 

<

1/20 (

Fig. 2

A and B). For higher values of 

SOC/clay or SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay), the distribution became more 

horizontal and the dispersion increased. A function of the form 

y 

=

1/(

a 

×

x

) 

+

b 

could be fitted for grasslands, with a RMSE of 0.28 using SOC/ 

clay as the explanatory variable and a RMSE of 0.25 using SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay). A fair decreasing linear relationship was found with clay 

content in croplands, grasslands and forests (

Fig. 2

C). Bulk density was 

better described by SOC content, where a function of the form 

y 

= −

a 

×

ln(

x

) 

+

b 

could be fitted for croplands, grasslands and forests (

Fig. 2

D). 

Using SOC content as the explanatory variable, the RMSE was 0.16 for 

forests and 0.12 for croplands and grasslands. It has to be noted that in 

this study, we did not attempt to find the best possible pedotransfer 

function  to  predict  bulk  density,  which  might  depend  on  other  soil 

properties and textural class. 

The thresholds of 1/8, 1/10 and 1/13 suggested by 

Johannes et al. 

(2017a) 

and the threshold of 1/20 suggested by 

Schj

ø

nning et al. (2012) 

were  represented  as  vertical  dotted  lines  in 

Fig.  2

A  and  B.  These 

thresholds did not appear to be effective in linking SOC/clay nor SOC/ 

(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) to bulk density. Indeed, the distribution being very 

vertical around these thresholds for each land use, the bulk densities 

spanned for SOC/clay 

=

1/8 were similar to those spanned for SOC/clay 

=

1/13. 

In their study, 

Dexter et al. (2008) 

used a subset of the RMQS dataset 

corresponding  to  topsoils  of  croplands  and  grasslands  in  Northern 

Fig. 1.

(A) RMQS sites simplified in four land use classes and (B) RMQS sites 

with aggregate stability measurements. 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 4

Figures and page graphics, page 4

Geoderma 443 (2024) 116829

4

France. They found that the inverse of bulk density was better explained 

by SOC content for croplands because of their low levels of SOC. The 

inverse of bulk density was better explained by clay content for grass-

lands because of their greater SOC contents. Our results did not support 

this finding since bulk density appeared to be explained by both the SOC 

and clay contents when considering the whole mainland France (

Fig. 2

C 

and D). 

Johannes et al. (2023, 2017a)

, for soils with a large range of clay 

contents, also found that SOC content was a better explanatory variable 

of soil bulk density and of some other physical properties (i.e., gravi-

metric water content and air content at 

−

100 hPa) than SOC/clay. 

3.1.2. Aggregate stability 

A linear relationship was found between aggregate stability (MWD) 

and SOC/clay and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) in croplands and perma-

nent crops and in grasslands (

Fig. 3

A and B). The quality of the regres-

sion was better when considering only SOC content or clay content for 

croplands  and  permanent  crops  (

r

2 

=

0.78,  RMSE 

=

0.41  for  both, 

Fig. 3

C and D). All indicators seemed less efficient for use in grasslands 

and forests than in croplands and permanent crops, meaning that the 

link with MWD could only be valid for croplands and permanent crops 

(

Fig. 3

). A higher content of particulate organic matter in forests and 

grasslands may explain this observation. According to 

Guillaume et al. 

(2022)

, the fact that the amount of SOC in particulate organic matter 

does not increase proportionally with the clay content may be a limi-

tation of using the SOC/clay ratio as an indicator of soil physical quality 

in organic carbon-rich soils. Moreover, other soil properties than SOC 

and clay contents would have to be taken into account to better model 

MWD. Clay mineralogy, the content, type and concentration of cations, 

and sesquioxide and CaCO

3 

contents are also known to affect aggregate 

stability (

Le Bissonnais, 1996

). 

The thresholds of 1/8, 1/10 and 1/13 suggested by 

Johannes et al. 

(2017a) 

and the threshold of 1/20 suggested by 

Schj

ø

nning et al. (2012) 

Fig. 2.

Bulk density as function of (A) soil organic carbon to clay ratio, (B) soil organic carbon to silt 

<

20 

µ

m 

+

clay ratio, (C) clay content and (D) soil organic 

carbon content, for topsoils of the RMQS dataset with rock fragment content 

<

20 %. Functions plotted in blue correspond to (A and B) 

y 

=

1/(

a 

×

x

) 

+

b

, (C) 

y 

=

a 

×

x 

+

b 

and (D) 

y 

= −

a 

×

ln(

x

) 

+

b

. Vertical dotted lines represent the thresholds of 1/8, 1/10 and 1/13 suggested in 

Johannes et al. (2017a) 

and the threshold of 1/20 

in 

Schj

ø

nning et al. (2012)

. (For interpretation of the references to colour in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.) 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 5

Figures and page graphics, page 5

Geoderma 443 (2024) 116829

5

were  represented  as  vertical  dotted  lines  in 

Fig.  3

A  and  B.  These 

thresholds did not appear satisfying to discriminate different values of 

MWD. This observation is in line with the large overlaps found in the 

studies of 

Johannes et al. (2017a) 

and 

Prout et al. (2021) 

when repre-

senting their qualitative soil structural quality assessments as boxplots. 

The same RMQS sites were identified as outliers for SOC/clay and 

SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) (

Fig. 3

). One site under cropland is a Cambisol 

(

IUSS Working Group WRB, 2022

) with a silty texture and a high SOC 

content (SOC 

=

47.3 g kg

−

1

, clay 

=

167 g kg

−

1

, silt 

=

548 g kg

−

1

, pH 

=

5.9).  Two  additional  outliers  are  very  sandy  forest  soils,  one  being 

classified as a Podzol and the other one as an Umbrisols (Hyperdystric) 

(

IUSS  Working  Group  WRB,  2022

).  They  have  a  high  SOC  content 

relative to their clay content and a pH in water of 4.2. Two of these sites 

were also identified as outliers for SOC content with the Cook

’

s distance 

method, one in croplands and another one in forests (

Fig. 3

). 

3.1.3. Soil structure indicators 

There is no universally accepted way to characterize soil structure 

(

Díaz-Zorita  et  al.,  2002

).  In  the  original  study  of 

Johannes  et  al. 

(2017a)

,  the  SOC/clay  ratio  was  compared  with  a  semi-quantitative 

indicator of the soil structural quality, the CoreVESS score (

Johannes 

et al., 2017b

). The CoreVESS method is an adaptation for the laboratory 

of the Visual Evaluation of Soil Structure (VESS) field method (

Ball et al., 

2007;  Guimar

˜

aes  et  al.,  2011

).  CoreVESS  is  applied  to  smaller  soil 

samples than VESS. Therefore, only the evaluation criteria of the VESS 

method that could be observed on soil cylinders of approximately 150 

cm

3 

were kept in CoreVESS. This method has not been widely used yet 

but appeared to be appropriate to detect the degradation of soil struc-

tural porosity (

Johannes et al., 2017b; Lin et al., 2022

). In our national 

scale study, we used two available quantitative indicators of soil struc-

ture, bulk density and aggregate stability (measured using a fast wetting 

method). According to the literature, the CoreVESS method seems to be 

related to these two indicators of soil structure. Indeed, an increasing 

Fig. 3.

Mean weight diameter (MWD) as function of (A) soil organic carbon to clay ratio, (B) soil organic carbon to silt 

<

20 

µ

m 

+

clay ratio, (C) clay content and (D) 

soil organic carbon content, in the topsoil of the RMQS dataset. Solid blue lines represent linear regressions. Outliers are indicated by a circle. Vertical dotted lines 

represent the thresholds of 1/8, 1/10 and 1/13 suggested in 

Johannes et al. (2017a) 

and the threshold of 1/20 in 

Schj

ø

nning et al. (2012)

. (For interpretation of the 

references to colour in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.) 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 6

Figures and page graphics, page 6

Geoderma 443 (2024) 116829

6

linear relationship was consistently found between the CoreVESS score 

and bulk density (

Cornelis et al., 2019; Johannes et al., 2017b; Lin et al., 

2022; Mutuku et al., 2021

). A negative relationship was also found with 

the MWD, but in pedoclimatic contexts different than France (

Cornelis 

et al., 2019; Mutuku et al., 2021

). For this reason, we think that using 

bulk density and MWD to assess the relevance of SOC/clay and SOC/ 

(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) was a reliable approach. In our study, bulk density 

and MWD were found to be related to SOC and clay contents (

Fig. 2

C and 

D and 

Fig. 3

C and D), which was consistent with previous studies about 

aggregate stability (

Le Bissonnais and Arrouays, 1997; Regelink et al., 

2015

) and bulk density (see pedotransfer functions cited in 

Arbor et al., 

2023; Nasta et al., 2020

). In particular, the relationship between bulk 

density and SOC content was non-linear and the relationship with clay 

content was linear (

Fig. 2

C and D). In the literature, a fair positive linear 

relationship was found between the CoreVESS score and SOC content 

across  the  CoreVESS  range  (

Cornelis  et  al.,  2019

)  or  only  for  scores 

ranging  from  1  to  3  (i.e.,  high  structural  quality)  (

Johannes  et  al., 

2017b

). A weak negative relationship (

Lin et al., 2022

) or no relation-

ship  (

Johannes  et  al.,  2017b,  2023

)  was  found  with  clay  content. 

Therefore, dividing the SOC content by the clay content may have little 

influence on the results when SOC/clay is confronted to the CoreVESS 

score as compared to SOC content alone. On the contrary, this division 

strongly affects the results when looking for relationships between SOC/ 

clay and bulk density, since bulk density is related to SOC content by a 

non-linear relationship and to clay content by a linear relationship. 

Bulk density varies over time depending on agricultural field oper-

ations and depends on the soil water content during sampling. In the 

RMQS dataset, bulk density was measured when the soil water content 

was close to field capacity and when the soil has naturally compacted 

after cultivation operations (

Jolivet et al., 2022

). In this respect, the 

CoreVESS protocol is more rigorous, because it takes into account vol-

ume changes in swell-shrinking soils by first equilibrating free to swell 

samples at a given matric potential. Aggregate stability tests also have 

their limitations, the main being that the results are highly sensitive to 

the protocol used (

Díaz-Zorita et al., 2002

). In the RMQS dataset, this 

drawback was taken into account by following an ISO protocol for the 

MWD  determination.  Using  a  different  aggregate  stability  test  could 

have given different results in terms of MWD because different mecha-

nisms of aggregate breakdown, such as slaking, differential swelling or 

raindrop impact, could be involved depending on the initial soil water 

content, rate of wetting and energy applied (

Le Bissonnais, 1996

). In the 

fast wetting method used in this study, immersion in water of dry ag-

gregates mimics a heavy rain and favors aggregate breakdown by slak-

ing, i.e., aggregate breakdown caused by the compression of entrapped 

air during wetting (

Le Bissonnais, 1996

). 

We found that SOC/clay and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) were not 

good indicators of the soil bulk density and aggregate stability, while the 

SOC content was a much better predictor. It leads us to question the use 

of the SOC/clay ratio as one of the indicators of soil health in managed 

ecosystems, as proposed in the Soil Monitoring Law proposal. 

3.2. Current situation in France 

3.2.1. Effect of land use on the SOC indicators tested and on soil properties 

Descriptive statistics are presented in 

Table 1 

for each land use to 

show the range of variation of different soil properties, SOC/clay and 

Table 1 

Overview of soil properties for four land uses in the topsoil of the RMQS dataset and its aggregate stability subset (SOC: soil organic carbon content, CEC: cation 

exchange capacity, MWD: mean weight diameter). Different letters indicate significant differences among the four land uses.    

RMQS dataset 

Aggregate stability subset   

Croplands 

Permanent crops 

Grasslands 

Forests 

Croplands 

Permanent crops 

Grasslands 

Forests  

Count 

878 

59 

521 

581 

102 

6 

36 

30 

SOC 

Mean 

17

a 

12

b 

29

b 

34

b 

16

a 

10

a 

25

b 

36

b 

(g kg

−

1

) 

Median 

15 

9 

25 

27 

14 

8 

24 

26  

Min. 

3 

3 

7 

1 

5 

7 

11 

11  

Max. 

58 

39 

145 

159 

47 

21 

54 

85 

Clay 

Mean 

244

a 

252

ab 

262

a 

228

b 

257

a 

286

a 

252

a 

278

a 

(g kg

−

1

) 

Median 

217 

223 

214 

189 

242 

298 

213 

240  

Min. 

19 

56 

62 

2 

81 

125 

84 

87  

Max. 

700 

591 

798 

815 

613 

463 

643 

646 

SOC/clay 

Mean 

0.079

a 

0.054

b 

0.126

c 

0.231

d 

0.067

a 

0.036

a 

0.112

b 

0.150

b  

Median 

0.067 

0.045 

0.107 

0.139 

0.058 

0.036 

0.102 

0.114  

Min. 

0.012 

0.012 

0.028 

0.037 

0.029 

0.021 

0.043 

0.042  

Max 

0.546 

0.162 

0.721 

9.000 

0.283 

0.052 

0.258 

0.575 

SOC/(silt 

+

Mean 

0.038

a 

0.029

a 

0.063

b 

0.122

c 

0.032

a 

0.018

a 

0.055

b 

0.079

b 

clay) 

Median 

0.032 

0.023 

0.054 

0.070 

0.028 

0.017 

0.049 

0.063  

Min. 

0.008 

0.009 

0.014 

0.022 

0.012 

0.011 

0.027 

0.027  

Max. 

0.444 

0.087 

0.334 

6.000 

0.125 

0.028 

0.128 

0.310 

pH water 

Mean 

7.0

a 

7.6

a 

6.3

b 

5.6

c 

7.1

a 

7.7

a 

6.2

ab 

5.6

b  

Median 

7.0 

8.1 

5.9 

4.9 

7.3 

8.3 

5.9 

4.9  

Min. 

4.5 

4.9 

4.5 

3.7 

5.1 

6.0 

4.9 

4.0  

Max. 

8.6 

8.7 

8.6 

8.5 

8.3 

8.6 

8.3 

8.0 

CEC 

Mean 

14.0

a 

14.6

a 

14.5

a 

13.4

b 

15.2

a 

14.2

a 

12.8

a 

15.4

a 

(cmol

+

kg

−

1

) 

Median 

11.8 

13.1 

10.0 

6.3 

14.0 

14.1 

9.4 

7.2  

Min. 

1.0 

3.6 

0.8 

0.2 

2.6 

3.9 

3.5 

2.1  

Max. 

59.6 

39.3 

63.5 

70.1 

41.1 

24.2 

40.3 

54.1 

CaCO

3 

Mean 

72

a 

111

a 

35

b 

34

b 

58

a 

178

a 

40

a 

36

a 

(g kg

−

1

) 

Median 

1.0 

23.5 

0.5 

0.5 

1.4 

189 

0.5 

0.5  

Min. 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0 

0  

Max. 

866 

451 

706 

739 

866 

416 

646 

531 

Bulk 

Mean 

1.4

a 

1.5

a 

1.3

b 

1.2

b 

1.4

a 

1.6

a 

1.3

ab 

1.1

b 

density 

Median 

1.4 

1.5 

1.3 

1.2 

1.4 

1.6 

1.3 

1.1 

(g cm

−

3

) 

Min. 

0.8 

1.0 

0.4 

0.5 

0.8 

1.4 

0.9 

0.7  

Max. 

2.0 

2.0 

2.0 

1.9 

1.8 

1.7 

1.7 

1.6 

MWD 

Mean     

0.7

a 

0.5

a 

1.8

b 

2.2

b 

(mm) 

Median     

0.6 

0.4 

1.9 

2.4  

Min.     

0.2 

0.2 

0.6 

0.5  

Max.     

2.2 

1.4 

3.2 

3.3  

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 7

Figures and page graphics, page 7

Geoderma 443 (2024) 116829

7

SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) in the RMQS dataset. We observed significant 

differences at 

p 

<

0.001 between all land uses in the indicators SOC/clay 

and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay), except for SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) in 

croplands and permanent crops. 

We used the thresholds of SOC/clay of 1/8, 1/10 and 1/13 suggested 

by 

Johannes et al. (2017a) 

to visualize SOC content as a function of clay 

content for the four land uses (

Fig. 4

). The majority of sites in croplands 

and permanent crops had a SOC/clay ratio 

<

1/13 (

Fig. 4

). A majority of 

forest sites had a SOC/clay 

>

1/8. The grassland sites were more evenly 

distributed between the different classes of SOC/clay. A majority of sites 

in croplands and permanent crops presented a SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) 

ratio 

<

1/20 (

Fig. 4

). Conversely, a majority of forest sites had a SOC/ 

(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) 

>

1/20. The grassland sites were more evenly 

distributed. 

63 % of cropland, 81 % of permanent crop, 23 % of grassland and 13 

% of forest soils showed a SOC/clay 

<

1/13, so their soil structure would 

be classified as degraded. The proportion of degraded cropland soils was 

much higher than in other national-scale studies. In England and Wales, 

croplands also exhibited a higher proportion of sites with SOC/clay 

<

1/ 

13, but these sites represented only 38.2 % of the studied sites (

Prout 

et al., 2021

). For ley grass, 15 % of the sites had a SOC/clay 

<

1/13, 6.6 

% for permanent grass and 5.6 % for forests (

Prout et al., 2021

). In 

Germany, 37 % of cropland and 14 % of grassland soils were found to 

have a SOC/clay 

<

1/13 (

Poeplau and Don, 2023

). Our data show that 

grassland and forest soils have a smaller proportion of sites with SOC/ 

clay 

<

1/13 than croplands. According to 

Prout et al. (2021)

, this trend 

supports the use of SOC/clay 

=

1/13 as an indicative threshold for soil 

degradation, as grassland and forest soils are generally close to semi- 

natural systems. 

3.2.2. Effect of soil type on the SOC indicators tested 

The Kruskal-Wallis test showed a significant difference on SOC/clay 

and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) depending on our grouped soil types (

p 

<

0.001). A summary of the post-hoc Dunn

’

s multiple-comparison test is 

given in 

Table 2 

for SOC/clay. Distinct groups were found for each land 

use, from a tendency to high SOC/clay ratios in Al-dominated soils or 

Leptosols,  to  low  SOC/clay  ratios  in  Ca/Mg-dominated  soils.  Results 

were different depending on the land use considered (

Table 2

). It shows 

that there is an effect of both land use and soil type on the SOC/clay 

value. 

We represented the SOC content as a function of clay content with 

the  thresholds  of  1/8,  1/10  and  1/13  suggested  by 

Johannes  et  al. 

(2017a) 

for each of the grouped soil types and land uses in 

Fig. 5

. The 

majority of sites classified as Al-dominated soils and Leptosols had a 

SOC/clay ratio 

>

1/8 in all land uses (

Fig. 5

). Podzols were also found to 

have SOC/clay 

>

1/8 in the national scale studies of England and Wales 

(

Prout et al., 2021

) and Germany (

Poeplau and Don, 2023

). Interactions 

of  SOC  with  aluminum  and  iron  contributes  to  SOC  stabilization  in 

Podzols (

von Lützow et al., 2006

), leading to high SOC content for a 

given  clay  content.  It  is  known  that,  in  Andosols,  the  dominance  of 

highly reactive short-range-order minerals such as allophane also lead to 

store  high  amounts  of  SOC  (

K

¨

ogel-Knabner  and  Amelung,  2021

). 

Because  of  high  agricultural  constraints  Al-dominated  soils  and  Lep-

tosols were in majority not cultivated. SOC/clay was 

<

1/13 in crop-

lands and permanent crops for only 8 % of Al-dominated soils and 13 % 

Fig. 4.

Soil organic carbon content as a function of (A) clay content and (B) silt 

<

20 

µ

m 

+

clay content in the topsoil of the RMQS dataset for different land uses. The 

thresholds of 1/8, 1/10 and 1/13 are suggested in 

Johannes et al. (2017a) 

and the threshold of 1/20 in 

Schj

ø

nning et al. (2012)

. On the right side of each plot, the 

percentage of sites in each soil structural quality class is given, from the best soil structural quality at the top to the worst at the bottom. 

Table 2 

Summary of the Dunn

’

s multiple-comparison test for Kruskal-Wallis analysis of 

variance  on  ranks.  Groups  of  soil  types  followed  by  the  same  letter  are  not 

significantly different at the 

p 

=

0.001 level with respect to their soil organic 

carbon to clay ratio.   

Croplands, permanent crops 

Grasslands 

Forests 

Al-dominated soils 

a 

ab 

a 

Leptosols 

abc 

a 

ab 

Other Cambisols 

ab 

ab 

bc 

Water-saturated soils 

bc 

abc 

bcd 

Luvisols 

c 

bc 

cd 

Ca/Mg-dominated soils 

d 

c 

d  

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 8

Figures and page graphics, page 8

Geoderma 443 (2024) 116829

8

of Leptosols. 

A high proportion of sites with SOC/clay 

>

1/8 was also found in 

organic matter-rich soils and sandy or stony soils, but only a few sites 

represented these classes in our dataset (

Fig. 5

). In the soil types grouped 

in  organic-matter  rich  soils  (i.e.,  Histosols  and  Folic  Umbrisols),  an 

external  driver  is  responsible  for  the  low  mineralization  and  SOC 

accumulation (e.g., climate, waterlogging), leading to high SOC/clay 

ratios. 

The sites were more evenly distributed between the different SOC/ 

clay classes for Cambisols, water-saturated soils, Luvisols and Ca/Mg- 

dominated soils (

Fig. 5

). These soil types were more often cultivated 

than the previous ones, and croplands and permanent crops tended to 

have the lowest SOC/clay ratios (SOC/clay 

<

1/13 in croplands and 

permanent crops for 48 % of Cambisols, 61 % of water-saturated soils, 

65 % of Luvisols and 84 % of Ca/Mg-dominated soils). This observation 

highlights a confounding effect between soil type and land use. Cam-

bisols are derived from a variety of parent materials, therefore spanning 

a wide variety of soil properties such as pH or composition of clay-sized 

minerals (

K

¨

ogel-Knabner and Amelung, 2021

). It may explain the wide 

range of SOC/clay ratios observed in Cambisols. Water-saturated soils 

also  span  a  wide  variety  of  soil  properties.  SOC  content  has  been 

observed to increase with the level of waterlogging (

Amendola et al., 

2018;  Meersmans  et  al.,  2008;  Poeplau  et  al.,  2020

).  In  the  water- 

saturated soil class, we could observe that some grassland and forest 

sites had some of the highest clay contents of the dataset and had SOC/ 

clay 

<

1/13 (

Fig. 5

). 

A majority of sites classified as clay-rich soils and tidal water-affected 

soils had a SOC/clay 

<

1/13, but only a few sites represented these 

classes (

Fig. 5

). 100 % of clay-rich soils and tidal water-affected soils 

under croplands and permanent crops had a SOC/clay 

<

1/13. Clay-rich 

Vertisols also showed SOC/clay 

<

1/13 in Germany (

Poeplau and Don, 

2023

). 

Poeplau  and  Don  (2023) 

considered  that  it  would  take  an 

immense effort in terms of carbon input to move these clay-rich soils 

from a degraded class to a moderate class as defined by the SOC/clay 

ratio. Salinity in salt-affected soils is usually responsible for poor plant 

growth leading to low carbon inputs into the soil and low SOC contents 

(

Wong et al., 2010

). In addition, the presence of sodium ions may cause 

clay dispersion, resulting in SOC losses (

Wong et al., 2010

). In the Soil 

Monitoring law, the 1/13 threshold was chosen to be a target value to 

achieve because it distinguished managed and semi-natural systems in 

the  study  of 

Prout et  al. (2021)

.  We  however  showed  that  the  1/13 

threshold does not allow this distinction for every type of soil. 

Fig. 5.

Soil organic carbon content as a function of clay content in the topsoil of the RMQS dataset for different soil types and land uses. The thresholds of 1/8, 1/10 

and 1/13 are suggested in 

Johannes et al. (2017a)

. On the right side of each plot, the percentage of sites in each soil structural quality class is given, from the best soil 

structural quality at the top to the worst at the bottom. 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 9

Figures and page graphics, page 9

Geoderma 443 (2024) 116829

9

One of the main soil properties discriminating different soil types is 

soil pH. There is also a known control of pH on SOC stabilization (

K

¨

ogel- 

Knabner  and  Amelung,  2021;  Rowley  et  al.,  2018

),  which  is  partly 

responsible  for  the  differences  observed  by comparing  the  acidic  Al- 

dominated  soils  to  the  alkaline  Ca/Mg-dominated  soils  in 

Fig.  5

. 

Therefore, we looked in more detail at the variation of SOC/clay with 

soil pH (

Fig. 6

). The majority of sampling sites had a SOC/clay 

>

1/8 for 

pH lower than 5, corresponding to a very good soil structure according 

to  the  thresholds  proposed  by 

Johannes  et  al.  (2017a)

.  These  sites 

included  Podzols,  Cambisols  (Hyperdystric)  or  Umbrisols  (Hyper-

dystric), Luvisols and Fluvisols or Fluvic Cambisols developed on sandy 

or silty materials (WRB classification, 

IUSS Working Group WRB, 2022

). 

The great majority was under forest land use (

Fig. 6

). In the coarse soil 

textures of these RMQS sites, when recorded from the soil profile, the 

soil structure was single grained. It usually leads to classify soil structure 

as poor. 

Prout et al. (2021) 

also observed a tendency for high SOC/clay 

ratios in acidic soils and a lower effect of soil pH in the range 5.5 to 7. 

For pH 

>

8 (and 

≤

8.7, the maximum pH value found), the range of 

SOC/clay values was smaller than in the rest of the pH range (

Fig. 6

). 

The mean and median clay contents of these sites were larger than in the 

whole dataset. SOC/clay was the lowest (

<

1/40) for some RMQS sites 

classified  as Cambisols  (Calcaric)  or Renzic  Leptosols (

IUSS Working 

Group WRB, 2022

) under agricultural land use and a climate charac-

terized by a high annual average temperature in Southwest France. In 

addition to clay contents higher than in the whole dataset, they showed 

lower mean and median carbon contents than the whole dataset. RMQS 

sites with SOC/clay 

>

1/8, supposed to have a good structural quality 

according to the SOC/clay ratio, were very rare for pH 

>

8.2. 

3.2.2. Map of healthy and unhealthy soils 

Based on the RMQS dataset, 63 % of cropland, 81 % of permanent 

crop and 23 % of grassland soils were below the threshold of SOC/clay of 

1/13 proposed in the European Soil Monitoring Law (

Fig. 4

). The 

“

one 

out 

– 

all out

” 

principle chosen in this law proposal implies that this 

single failing criterion is sufficient to classify these soils as unhealthy. 

We sought to observe the geographical trends that would emerge from 

the application of a SOC/clay threshold of 1/13 on the French managed 

soils (

Fig. 7

). If 

Prout et al. (2021) 

found that soils with SOC/clay 

<

1/13 

were not located in a particular region in England and Wales, we found 

known  geographical  patterns  in  France.  The  trends  observed  in  our 

study, by analyzing the effect of land use, soil type and soil pH on SOC/ 

clay, are clearly visible spatially at the national scale (

Fig. 7

A and B). 

Climate also seems to have an additional impact on the results, through 

the altitude and latitude. 

For example, some soils classified in a healthy condition are located 

in the Brittany region and Massif Central (

Fig. 7

C). Soils of Brittany are 

silty,  with  low  clay  contents.  They  are  developed  from  an  eroded 

crystalline  basement,  leading  mainly  to  Cambisols  with  acid  soil  pH 

(

Fig. 7

B). Soils are used for croplands and grasslands (

Fig. 7

A). This 

region is also known to produce and use the largest quantities of organic 

fertilizers in France, due to a developed livestock production (

Loyon, 

2017

). The climate is marked by an oceanic influence with medium to 

high precipitations (

Joly et al., 2021

). Massif Central corresponds to low 

to medium elevation mountains, mainly covered by grasslands (

Fig. 7

A). 

It  is  also  an  eroded  crystalline  basement  with  some  volcanic  rocks 

responsible for the presence of Andosols (Al-dominated soils, 

Fig. 7

B). 

Soil textures are coarse. Massif Central shows a mountain climate with 

low temperatures and high precipitations (

Joly et al., 2021

). 

On the contrary, we can cite the example of some soils classified as 

unhealthy, located in the coast of Languedoc-Roussillon and the Char-

entes  regions  (

Fig.  7

C).  In  Languedoc-Roussillon,  soils  are  mainly 

developed from limestones and quaternary alluvial deposits leading to 

alkaline pH (Ca/Mg-dominated soils, 

Fig. 7

B). They are highly culti-

vated as vineyards (

Fig. 7

A). This permanent crop usually returns low 

amounts of SOC to the soil. Climate is Mediterranean, with high tem-

peratures and low precipitations (

Joly et al., 2021

). The Charentes re-

gion  is  located  in  the  northern  part  of  the  sedimentary  basin  of 

Aquitaine.  Soils  are  cultivated  (

Fig.  7

A),  with  a  clayey  texture  and 

developed from carbonate materials (Ca/Mg-dominated soils, 

Fig. 7

B). 

The climate is marked by an oceanic influence, with medium to high 

precipitations (

Joly et al., 2021

). 

We have cited here extreme examples, combining several favorable 

(Brittany, Massif Central) or unfavorable factors (Languedoc-Roussillon, 

Charentes) for the SOC/clay indicator. These factors are not all related to 

soil texture or management as taken into account by the SOC/clay in-

dicator. Climate, pH and mineralogy also affect the SOC/clay value. All 

these factors also define agricultural constraints which were responsible 

for the historical land use and management of soils in France. The fact 

that geographical patterns are visible at this national scale supports the 

idea of defining threshold values for assessing soil health by pedocli-

matic context, which we could refer to as 

“

soil districts

” 

in a European 

legislative  context.  The  definition  of  soil  districts  is,  however,  still 

vague. For their definition, a trade-off will have to be made between the 

pedoclimatic homogeneity of soil districts and the number of sampling 

points necessary to define robust reference values. 

In the national scale study of Germany, 

Poeplau and Don (2023) 

considered that the SOC/clay indicator was insensitive to changes in 

SOC content in both coarse- and fine-textured soils. A problem in clay- 

rich soils was also reported by 

Çelik et al. (2020) 

in Turkey. In a field 

study in croplands with clay contents of 50 %, they found a SOC/clay 

<

1/13 although the VESS score classified soil structure as good. In our 

study, only 2 % of the cropland sites with a clay content 

≥

35 % were 

classified in a healthy condition, and they were not found further South 

than the Charentes region (

Fig. 7

C). We did not find healthy soils in 

croplands for clay contents 

≥

50 %. 

Our study also underlined that the normalization of SOC content by 

the fine fraction content provided an oversimplified view of the links 

between SOC and soil structure. As shown when plotting SOC/clay as 

function of soil pH (

Fig. 6

), mechanisms such as sorption on aluminum 

species cannot be taken into account using the SOC/clay indicator. This 

mechanism is however dominant in some soil types (

K

¨

ogel-Knabner and 

Amelung, 2021; Rasmussen et al., 2018

). This is a major problem when 

one wants to apply the SOC/clay indicator for a wide range of pedo-

climatic contexts as they exist at a national or European level. In the case 

of France, removing soils for which other factors of SOC dynamics than 

those related to the crystalline minerals found in the fine fraction are 

involved  would  lead  to  exclude  at  least  Al-dominated  soils,  organic 

matter-rich soils, tidal water-affected soils and soils with pH 

≤

5. These 

soils  represent  only  6  %  of  the  managed  mineral  soils  in  the  RMQS 

dataset. Removing these few sites from our analysis of the link between 

SOC indicators and soil structure indicators for managed soils would not 

modify our conclusions, i.e., SOC is a better indicator of soil structure 

than SOC/clay or SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay). 

Fig. 6.

Soil organic carbon to clay ratio (SOC/clay) as function of soil pH, in the 

topsoil of the RMQS dataset. Horizontal dotted lines represent the thresholds 

suggested in 

Johannes et al. (2017a)

. 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 10

Figures and page graphics, page 10

Geoderma 443 (2024) 116829

10

It is unclear whether the high percentage of highly alkaline soils in an 

unhealthy condition is realistic (81 % of the managed RMQS sites with 

pH 

≥

8, 

Fig. 6

). These soils are highly represented in France, since 23 % 

of the managed RMQS sites have a pH 

≥

8. In these soils, some other SOC 

stabilization mechanisms are supposed to be involved (

Rowley et al., 

2018

) but in France, many confounding factors also affect their carbon 

inputs into the soil and SOC mineralization. These confounding factors 

make it difficult to draw a conclusion about the relevance of SOC/clay in 

the case of soil pH 

≥

8. A large part of managed alkaline soils is under 

croplands  or permanent crops (85  %), a large  part is found  under a 

climate showing high annual average temperatures in Southern France 

(22 %) and a large part is clayey (35 % with a clay content 

≥

35 %). In 

addition, it cannot be excluded that the use of a particle size analysis 

without removing carbonates and leading to overestimates of the fine 

fraction content could have influenced the resulting SOC/clay class of 

alkaline soils. Additional investigations would be required. 

The  Soil  Monitoring  Law  leaves  the  possibility  of  applying  a 

correction factor for specific soil types and climatic conditions. It seems 

clear that an adaptation of the threshold is required for France, because 

it will be nearly impossible to reach the threshold of 1/13 for some soils 

under agricultural use, for example under a Mediterranean climate or for 

clayey soil textures. As mentioned earlier, the role of clay particles on 

SOC  content  is  well  known.  However,  climate,  through  its  effect  on 

primary productivity and decomposition, is also a strong driver of SOC. 

The results of 

Chen et al. (2019) 

for France and 

Pacini et al. (2023) 

for 

Europe  both  suggest  that,  along  with  soil  properties,  the  maximum 

attainable  SOC  content  is  strongly  driven  by  climate.  These  results 

suggest that the SOC/clay threshold should take into account climatic 

Fig. 7.

Map of the RMQS sites classified as unhealthy because of a SOC/clay value lower than 1/13 in the topsoil, symbolized by (A) land use and (B) grouped soil 

type. Four natural or administrative regions mentioned in the text are represented in (C). 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 11

Figures and page graphics, page 11

Geoderma 443 (2024) 116829

11

zones. 

3.3. Explaining divergent conclusions about the SOC/clay indicator 

Previous studies on the SOC/clay indicator have drawn divergent 

conclusions  about  its  relevance  when  confronted  with  soil  structural 

indicators, some authors being in favor of the use of SOC/clay (

Johannes 

et al., 2017a; Prout et al., 2021

) and others not (

Poeplau and Don, 2023

). 

As  presented  earlier,  CoreVESS  is  not  very  sensitive  to  clay  content 

(

Johannes et al., 2023, 2017b; Lin et al., 2022

), contrary to bulk density 

and  aggregate  stability.  We  also  believe  that  the  use  of  qualitative 

physical indicators, although very useful for field applications, to be 

compared  with  SOC/clay  was  partly  responsible  for  these  divergent 

conclusions. When qualitative indicators of soil structure were used to 

investigate their link with SOC/clay, such as the CoreVESS score or an 

index based on the shape and size of aggregates and soil texture, the 

observed trends were considered satisfactory by 

Johannes et al. (2017a) 

and 

Prout et al. (2021)

. However, when quantitative indicators of soil 

structure were used, such as the inverse of bulk density or the gravi-

metric water content and air content at a given matric potential, the 

relationships were unsatisfying (

Poeplau and Don, 2023

) or no better 

than the relationship with SOC content (

Johannes et al., 2017a

). The use 

of quantitative indicators of soil structure in our study allowed using 

scatter plot representations instead of the boxplots necessarily used in 

Johannes et al. (2017a) 

and 

Prout et al. (2021)

. If the median values of 

SOC/clay presented in the boxplots appeared well discriminated for the 

different  levels  of  the  qualitative  structural  measure,  boxplots  also 

showed  large  overlaps  that  could  indicate  some  more  complex  re-

lationships. The continuous variables used in our study allowed visual-

izing these more complex relationships, such as inverse or logarithmic 

relationships shown in 

Fig. 2

, and to highlight the low sensitivity of the 

1/8, 1/10 and 1/13 thresholds in the case of France. A second expla-

nation for the inconsistent conclusions about the SOC/clay indicator is 

linked to the use of an indicator designed and first tested in a restricted 

pedoclimatic environment to be applied throughout Europe. While the 

use  of  locally  developed  indicators  should  not  be  condemned,  we 

recommend vigilance regarding the use of thresholds defined in other 

studies on datasets with wider ranges of  variation in  soil properties. 

Prout et al. (2021) 

implicitly defined a domain of applicability of the 

SOC/clay ratio, because they removed peat soils and sites identified as 

outliers in the SOC/clay distribution from their study. Their proposal for 

a soil degradation threshold of 1/13 was however taken up by the Eu-

ropean  Commission.  In  the  same  way, 

Dupla  et  al.  (2021) 

excluded 

drained peatlands, sandy soils and heavy clay soils and removed outliers 

in the SOC/clay distribution. The thresholds proposed by 

Johannes et al. 

(2017a) 

were  established  for  a  single  soil  group  (Cambi-Luvisols  ac-

cording to the WRB classification), by purpose, to limit the variability in 

the factors of SOC dynamics. In their study, soil pH ranged from 5 to 8. 

4. Conclusion 

In this study, we intended (i) to test the relevance of the SOC/clay 

and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) ratios to assess the structural quality of 

soils and (ii) to quantify the proportion of soils that would be considered 

as unhealthy in France, using the threshold of SOC/clay chosen in the 

European Soil Monitoring Law proposal. We used information from the 

French  Soil  Quality  Monitoring  Network  representing  quantitative 

measurements of 1,345 bulk densities and 174 aggregate stability tests. 

We showed that SOC/clay and SOC/(silt 

<

20 

µ

m 

+

clay) were poor 

indicators  of  the  soil  bulk  density  and  aggregate  stability.  The  SOC 

content was a much better indicator of soil structure. By normalizing the 

SOC content by the fine fraction content, these indicators provide an 

oversimplified view of the links between SOC and soil structure. Both 

land use and soil type had an effect on the SOC/clay value. In particular, 

SOC/clay was found to be strongly affected by soil pH, with acidic soils 

consistently being classified as healthy according to the threshold of 1/ 

13 and alkaline soils often being classified as unhealthy. This bias of the 

indicator, if used with a fixed threshold of 1/13, also prevents its use as 

an indicator of the SOC status for the wide range of pedoclimatic con-

texts  of  Europe.  Additional  investigations  are  however  required  to 

explain the results for alkaline soils. Based on the RMQS dataset, 63 % of 

cropland, 81 % of permanent crop and 23 % of grassland soils were 

below the threshold of 1/13, which would lead to classify these soils as 

unhealthy.  The  Soil  Monitoring  Law  leaves  the  possibility  of  using 

correction factors for specific soil types or climatic conditions, which 

appears necessary for France, because some pedoclimatic contexts will 

never allow a satisfactory value to be reached. A pan-European study of 

the correlation of SOC/clay and additional SOC indicators with several 

quantitative  and  visual  soil  structure  variables  appears  necessary,  to 

determine their domain of validity and identify, whenever necessary, 

relevant  threshold  values  for  the  diversity  of  European  pedoclimatic 

conditions. 

CRediT authorship contribution statement 

Eva  Rabot: 

Conceptualization,  Formal  analysis,  Methodology, 

Visualization,  Writing 

– 

original  draft. 

Nicolas  P.A.  Saby: 

Formal 

analysis, Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Manuel P. Martin: 

Writing 

– 

re-

view 

& 

editing. 

Pierre Barr

´

e: 

Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Claire Chenu: 

Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Isabelle Cousin: 

Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Dominique  Arrouays: 

Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Denis  Angers: 

Writing 

– 

review 

& 

editing. 

Antonio Bispo: 

Writing 

– 

review 

& 

editing, 

Conceptualization. 

Declaration of competing interest 

The authors declare that they have no known competing financial 

interests or personal relationships that could have appeared to influence 

the work reported in this paper. 

Data availability 

Data will be made available on request. 

Acknowledgments 

Thanks  are  expressed  to  the  reviewers  for  their  constructive  and 

helpful comments on a previous version of this article. The RMQS pro-

gram is funded by the GIS Sol, a scientific interest group involving the 

French  ministries  in  charge  of  the  environment  and  of  agriculture, 

INRAE  (National  Research  Institute  for  Agriculture,  Food  and  the 

Environment), ADEME (French Agency for Ecological Transition), IRD 

(French National Institute for Sustainable Development), IGN (National 

Institute  of  Geographic  and  Forest  Information),  OFB  (French  Biodi-

versity  Agency)  and  BRGM  (French  geological  survey).  The  authors 

thank the staff of the European Conservatory for Soil Samples (CEES) 

who were involved in preparing and archiving soil samples. This work 

was supported by a grant from the AgroEcoSystem department from 

INRAE. 

References 

Amendola, D., Mutema, M., Rosolen, V., Chaplot, V., 2018. Soil hydromorphy and soil 

carbon: A global data analysis. Geoderma 324, 9

–

17. 

https://doi.org/10.1016/j. 

geoderma.2018.03.005

. 

Arbor, A., Schmidt, M., Saurette, D., Zhang, J., Bulmer, C., Filatow, D., Kasraei, B., 

Smukler, S., Heung, B., 2023. A framework for recalibrating pedotransfer functions 

using nonlinear least squares and estimating uncertainty using quantile regression. 

Geoderma 439, 116674. 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116674

. 

Baize, D., Girard, M.-C., 2008. R

´

ef

´

erentiel p

´

edologique 2008, Collection Savoir-faire. 

´

Editions Quae, Association Française pour l

’

Etude du Sol (Afes), Versailles. 

Ball, B.C., Batey, T., Munkholm, L.J., 2007. Field assessment of soil structural quality - a 

development of the Peerlkamp test. Soil Use Manag. 23, 329

–

337. 

https://doi.org/ 

10.1111/j.1475-2743.2007.00102.x

. 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   

Page 12

Figures and page graphics, page 12

Geoderma 443 (2024) 116829

12

Çelik, 

˙

I., Günal, H., Acar, M., Acir, N., Bereket Barut, Z., Budak, M., 2020. Evaluating the 

long-term effects of tillage systems on soil structural quality using visual assessment 

and classical methods. Soil Use Manag. 36, 223

–

239. 

https://doi.org/10.1111/ 

sum.12554

. 

Chen, S., Arrouays, D., Angers, D.A., Chenu, C., Barr

´

e, P., Martin, M.P., Saby, N.P.A., 

Walter, C., 2019. National estimation of soil organic carbon storage potential for 

arable soils: A data-driven approach coupled with carbon-landscape zones. Sci. Total 

Environ. 666, 355

–

367. 

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.249

. 

Cornelis, W.M., Akodi, D., Komutunga, E., Agaba, C., Ahumuza, E., Oratungye, K., 2019. 

Exploring visual soil evaluation and examination methods on highly-weathered 

tropical soil. Soil Tillage Res. 195, 104360 

https://doi.org/10.1016/j. 

still.2019.104360

. 

Czy

˙

z, E.A., Dexter, A.R., 2015. Mechanical dispersion of clay from soil into water: 

readily-dispersed and spontaneously-dispersed clay. Int. Agrophysics 29, 1

–

7. 

https://doi.org/10.1515/intag-2015-0007

. 

de Jonge, L.W., Moldrup, P., Schj

ø

nning, P., 2009. Soil Infrastructure, Interfaces 

& 

Translocation Processes in Inner Space (

“

Soil-it-is

”

): towards a road map for the 

constraints and crossroads of soil architecture and biophysical processes. Hydrol. 

Earth Syst. Sci. 13, 1485

–

1502. 

https://doi.org/10.5194/hess-13-1485-2009

. 

Dexter, A.R., Richard, G., Arrouays, D., Czyz, E.A., Jolivet, C., Duval, O., 2008. 

Complexed organic matter controls soil physical properties. Geoderma 144, 

620

–

627. 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2008.01.022

. 

Díaz-Zorita, M., Perfect, E., Grove, J.H., 2002. Disruptive methods for assessing soil 

structure. Soil Tillage Res. 64, 3

–

22. 

https://doi.org/10.1016/S0167-1987(01) 

00254-9

. 

Dupla, X., Gondret, K., Sauzet, O., Verrecchia, E., Boivin, P., 2021. Changes in topsoil 

organic carbon content in the Swiss leman region cropland from 1993 to present. 

Insights from large scale on-farm study. Geoderma 400, 115125. 

https://doi.org/ 

10.1016/j.geoderma.2021.115125

. 

Getahun, G.T., Munkholm, L.J., Schj

ø

nning, P., 2016. The influence of clay-to-carbon 

ratio on soil physical properties in a humid sandy loam soil with contrasting tillage 

and residue management. Geoderma 264, 94

–

102. 

https://doi.org/10.1016/j. 

geoderma.2015.10.002

. 

Guillaume, T., Makowski, D., Libohova, Z., Bragazza, L., Sallaku, F., Sinaj, S., 2022. Soil 

organic carbon saturation in cropland-grassland systems: Storage potential and soil 

quality. Geoderma 406, 115529. 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115529

. 

Guimar

˜

aes, R.M.L., Ball, B.C., Tormena, C.A., 2011. Improvements in the visual 

evaluation of soil structure. Soil Use Manag. 27, 395

–

403. 

https://doi.org/10.1111/ 

j.1475-2743.2011.00354.x

. 

IUSS Working Group WRB, 2022. World reference base for soil resources. International 

soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th 

edition. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria. 

Johannes, A., Matter, A., Schulin, R., Weisskopf, P., Baveye, P.C., Boivin, P., 2017a. 

Optimal organic carbon values for soil structure quality of arable soils. Does clay 

content matter? Geoderma 302, 14

–

21. 

https://doi.org/10.1016/j. 

geoderma.2017.04.021

. 

Johannes, A., Weisskopf, P., Schulin, R., Boivin, P., 2017b. To what extent do physical 

measurements match with visual evaluation of soil structure? Soil Tillage Res. 173, 

24

–

32. 

https://doi.org/10.1016/j.still.2016.06.001

. 

Johannes, A., Sauzet, O., Matter, A., Boivin, P., 2023. Soil organic carbon content and 

soil structure quality of clayey cropland soils: A large-scale study in the Swiss Jura 

region. Soil Use Manag. 1

–

10 

https://doi.org/10.1111/sum.12879

. 

Jolivet, C., Arrouays, D., Boulonne, L., Rati

´

e, C., Saby, N., 2006. Le R

´

eseau de Mesures de 

la Qualit

´

e des Sols de France (RMQS). Etat d

’

avancement et premiers r

´

esultats. 

´

Etude 

Gest. Des Sols 13, 149

–

164

. 

Jolivet, C., Almeida Falcon, J.-L., Berch

´

e, P., Boulonne, L., Fontaine, M., Gouny, L., 

Lehmann, S., Maitre, B., Rati

´

e, C., Schellenberger, E., Soler-Dominguez, N., 2022. 

French soil quality monitoring network manual RMQS2: second metropolitan 

campaign 2016

–

2027, version 3. INRAE, Orl

´

eans, France. https://doi.org/ 

10.17180/KC64-NY88. 

Joly, D., Brossard, T., Cardot, H., Cavailhes, J., Hilal, M., Wavresky, P., 2021. Les types 

de climats en France, une construction spatiale. Cybergeo Eur. J. Geogr. Cartograph. 

https://doi.org/10.4000/cybergeo.23155

. 

K

¨

ogel-Knabner, I., Amelung, W., 2021. Soil organic matter in major pedogenic soil 

groups. Geoderma 384, 114785. 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114785

. 

Le Bissonnais, Y., 1996. Aggregate stability and assessment of soil crustability and 

erodibility : I. Theory and methodology. Eur. J. Soil Sci. 47, 425

–

437. 

https://doi. 

org/10.1111/j.1365-2389.1996.tb01843.x

. 

Le Bissonnais, Y., Arrouays, D., 1997. Aggregate stability and assessment of soil 

crustability and erodibility: II. Application to humic loamy soils with various organic 

carbon contents. Eur. J. Soil Sci. 48, 39

–

48. 

https://doi.org/10.1111/j.1365- 

2389.1997.tb00183.x

. 

Lin, L., De Pue, J., Vivanco, A.K.M., Van der Bolt, F., Cornelis, W., 2022. Visual 

assessment of soil structural quality across soil textures and compaction levels 

– 

Part 

I: Examination of intact soil cores. Geoderma 426, 116099. 

https://doi.org/ 

10.1016/j.geoderma.2022.116099

. 

Loyon, L., 2017. Overview of manure treatment in France. Waste Manag. 61, 516

–

520. 

https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.11.040

. 

Lüdecke, D., Ben-Shachar, M.S., Patil, I., Waggoner, P., Makowski, D., 2021. 

performance: An R Package for assessment, comparison and testing of statistical 

models. J. Open Source Softw. 6, 3139. 

https://doi.org/10.21105/joss.03139

. 

Meersmans, J., De Ridder, F., Canters, F., De Baets, S., Van Molle, M., 2008. A multiple 

regression approach to assess the spatial distribution of Soil Organic Carbon (SOC) at 

the regional scale (Flanders, Belgium). Geoderma 143, 1

–

13. 

https://doi.org/ 

10.1016/j.geoderma.2007.08.025

. 

Mutuku, E.A., Vanlauwe, B., Roobroeck, D., Boeckx, P., Cornelis, W.M., 2021. Visual soil 

examination and evaluation in the sub-humid and semi-arid regions of Kenya. Soil 

Tillage Res. 213, 105135 

https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105135

. 

Nasta, P., Palladino, M., Sica, B., Pizzolante, A., Trifuoggi, M., Toscanesi, M., Giarra, A., 

D

’

Auria, J., Nicodemo, F., Mazzitelli, C., Lazzaro, U., Di Fiore, P., Romano, N., 2020. 

Evaluating pedotransfer functions for predicting soil bulk density using hierarchical 

mapping information in Campania. Italy. Geoderma Reg 21, e00267. 

https://doi. 

org/10.1016/j.geodrs.2020.e00267

. 

O

’

Rourke, S.M., Angers, D.A., Holden, N.M., McBratney, A.B., 2015. Soil organic carbon 

across scales. Glob. Chang. Biol. 21, 3561

–

3574. 

https://doi.org/10.1111/ 

gcb.12959

. 

Pacini, L., Arbelet, P., Chen, S., Bacq-Labreuil, A., Calvaruso, C., Schneider, F., 

Arrouays, D., Saby, N.P.A., C

´

ecillon, L., Barr

´

e, P., 2023. A new approach to estimate 

soil organic carbon content targets in European croplands topsoils. Sci. Total 

Environ. 900, 165811 

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165811

. 

Poeplau, C., Don, A., 2023. A simple soil organic carbon level metric beyond the organic 

carbon-to-clay ratio. Soil Use Manag. 39, 1057

–

1067. 

https://doi.org/10.1111/ 

sum.12921

. 

Poeplau, C., Jacobs, A., Don, A., Vos, C., Schneider, F., Wittnebel, M., Tiemeyer, B., 

Heidkamp, A., Prietz, R., Flessa, H., 2020. Stocks of organic carbon in German 

agricultural soils

—

Key results of the first comprehensive inventory. J. Plant Nutr. 

Soil Sci. 183, 665

–

681. 

https://doi.org/10.1002/jpln.202000113

. 

Prout, J.M., Shepherd, K.D., McGrath, S.P., Kirk, G.J.D., Haefele, S.M., 2021. What is a 

good level of soil organic matter? An index based on organic carbon to clay ratio. 

Eur. J. Soil Sci. 72, 2493

–

2503. 

https://doi.org/10.1111/ejss.13012

. 

Prout, J.M., Shepherd, K.D., McGrath, S.P., Kirk, G.J.D., Hassall, K.L., Haefele, S.M., 

2022. Changes in organic carbon to clay ratios in different soils and land uses in 

England and Wales over time. Sci. Rep. 12, 5162. 

https://doi.org/10.1038/s41598- 

022-09101-3

. 

Pulley, S., Taylor, H., Prout, J.M., Haefele, S.M., Collins, A.L., 2023. The soil organic 

carbon:clay ratio in North Devon, UK: implications for marketing soil carbon as an 

asset class. Soil Use Manag. 39, 1068

–

1081. 

https://doi.org/10.1111/sum.12920

. 

R Core Team, 2022. R: A language and environment for statistical computing. 

Rasmussen, C., Heckman, K., Wieder, W.R., Keiluweit, M., Lawrence, C.R., Berhe, A.A., 

Blankinship, J.C., Crow, S.E., Druhan, J.L., Hicks Pries, C.E., Marin-Spiotta, E., 

Plante, A.F., Sch

¨

adel, C., Schimel, J.P., Sierra, C.A., Thompson, A., Wagai, R., 2018. 

Beyond clay: towards an improved set of variables for predicting soil organic matter 

content. Biogeochemistry 137, 297

–

306. 

https://doi.org/10.1007/s10533-018- 

0424-3

. 

Regelink, I.C., Stoof, C.R., Rousseva, S., Weng, L., Lair, G.J., Kram, P., Nikolaidis, N.P., 

Kercheva, M., Banwart, S., Comans, R.N.J., 2015. Linkages between aggregate 

formation, porosity and soil chemical properties. Geoderma 247

–

248, 24

–

37. 

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.01.022

. 

Rowley, M.C., Grand, S., Verrecchia, 

´

E.P., 2018. Calcium-mediated stabilisation of soil 

organic carbon. Biogeochemistry 137, 27

–

49. 

https://doi.org/10.1007/s10533-017- 

0410-1

. 

Schj

ø

nning, P., de Jonge, L.W., Munkholm, L.J., Moldrup, P., Christensen, B.T., Olesen, J. 

E., 2012. Clay dispersibility and soil friability

—

Testing the soil clay-to-carbon 

saturation concept. Vadose Zo. J. 11 

https://doi.org/10.2136/vzj2011.0067

. 

von Lützow, M., K

¨

ogel-Knabner, I., Ekschmitt, K., Matzner, E., Guggenberger, G., 

Marschner, B., Flessa, H., 2006. Stabilization of organic matter in temperate soils: 

mechanisms and their relevance under different soil conditions 

– 

a review. Eur. J. 

Soil Sci. 57, 426

–

445. 

https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2006.00809.x

. 

Wiesmeier, M., Urbanski, L., Hobley, E., Lang, B., von Lützow, M., Marin-Spiotta, E., van 

Wesemael, B., Rabot, E., Lie

ß

, M., Garcia-Franco, N., Wollschl

¨

ager, U., Vogel, H.-J., 

K

¨

ogel-Knabner, I., 2019. Soil organic carbon storage as a key function of soils - A 

review of drivers and indicators at various scales. Geoderma 333, 149

–

162. 

https:// 

doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.07.026

. 

Wong, V.N.L., Greene, R.S.B., Dalal, R.C., Murphy, B.W., 2010. Soil carbon dynamics in 

saline and sodic soils: a review. Soil Use Manag. 26, 2

–

11. 

https://doi.org/10.1111/ 

j.1475-2743.2009.00251.x

. 

E. Rabot et al.                                                                                                                                                                                                                                   


Document Outline