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      分光測色儀在土壤顏色測定中的應用

      時間:2022-09-14 點擊:88次

        土壤顏色是土壤最重要的形態特征之一,是土壤物質組成及其性質的反映。為了準確的測定土壤的顏色,通過土壤顏色判斷和研究成土氣候環境、土壤肥力特征及其土壤類型,就可以使用分光測色儀。本文介紹了分光測色儀在土壤顏色測定中的應用。

      土壤

        土壤顏色是人對土壤的直觀感覺之一,是土壤在可見光波段的反射光譜特性,是土壤剖面特征描述的重要內容。土壤系統分類中土壤顏色判別主要依據Munsell色空間繪制的土壤色卡,將土壤顏色用色調(H)、明度(V)、彩度(C)進行解釋,明確土壤顏色在土壤Munsell色卡中的位置。利用色卡目測土壤顏色易受主客觀條件影響,例如判別者色彩敏感度,判別土壤顏色時周圍光線、空氣濕度等環境條件。

        隨著光學技術進步,測定土壤顏色的儀器設備已被陸續研發。光譜儀、數碼相機及更便捷的手機均可用于測定土壤顏色,卻也存在部分問題,如光譜儀等較大型的設備便攜性較差,價格昂貴;數碼相機、手機這類便攜式拍攝裝置由于采用不同廠商的感光元件,且無校正,對同一土壤顏色還原程度仍有差距。能提供準確的色彩信息的便攜式測色儀逐漸應用于測定土壤顏色,可以實現對土壤顏色更準確、快捷的判斷,為土壤研究提供更精準的顏色信息。

        傳統土壤顏色的測定主要是采用土壤色卡目測法。目測法在實驗室內利用《中國標準土壤色卡》進行,比色時段控制在日出后3h后至日落前3小時間,此時段為目測物體顏色的標準自然光,同時避免在陽光直接照射下比色。比色環境內無彩色面積過大物體,如紅磚墻等。將供試土樣平鋪置于白瓷盤內,淡色土使用灰色卡框,深色土采用黑色卡框遮蔽其余部分。對比色卡HV/C值,最接近者為目測土壤顏色,若明度、彩度位于二者之間,可取平均值。實驗者同一實驗室內判別3次,后再由另一實驗者判別,無爭議后確定土樣最終目測顏色并記錄。

        隨土壤顏色與土壤理化性質之間的深入研究發現,采用Munsell色卡目測存在較大主觀性,且為定性結果,難區別細微色差,數學分析較難。實驗中發現采用Munsell色卡目測較測色儀精度更低,采用測色儀對土壤顏色進行判別,能避免目測判別中的主觀誤差,利用測色儀內置標準光源等設置減少環境造成的客觀誤差。目前土壤顏色描述以HV/C色度指標為主,應用則多為L*、a*、b*等色度指標,采用能獲取多種色空間、色度指標的測色儀,更利于提升研究土壤顏色的數據種類、數量。


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